纤维的制造方法及纤维的制造装置与流程

专利2025-05-03  18


本发明涉及适于制造纤维的方法及装置。


背景技术:

1、近年来,在许多领域中要求纤维的细径化(细纤度化),关于将热塑性聚合物从纺丝喷丝模头以纤维状排出、并进行拉伸的方法,进行了各种研究·开发,并利用几种拉伸装置实施。作为通常的拉伸方法,有下述方法:针对排出后的纤维,使辊以接触纤维的状态旋转,由此使纤维产生速度差的方法;向行进的纤维喷射高速气流,利用在纤维与气流之间产生的摩擦力对纤维赋予张力的方法;等等。

2、其中,作为对行进的丝进行拉伸的方法,公开了专利文献1。专利文献1中公开了下述方法:针对通过将用易纤维化性物质包围了难纤维化性物质的周围的流体从喷丝模头排出而形成的纤维,从配置于排出孔出口的周围的3根以上喷嘴喷出气体射流,由此在纤维的周围形成回旋流,通过将气体射流喷射至纤维,从而将纤维拉伸。由此,通过使排出后的纤维回旋来进行拉伸,能够将难纤维化物质纤维化。

3、另外,作为其他利用回旋流进行拉伸的方法,专利文献2中公开了下述方法:向内壁具有螺旋状的凹凸部且截面积朝向下游减少的管道的内部供给压缩空气,使行进的纤维从管道中通过,由此进行拉伸。该方法中,在管道内利用纤维的行进方向的流速差对纤维赋予拉伸力,并且利用螺旋状的空气的流动使纤维扭转,由此能够使纤维细径化。

4、另外,作为其他的对行进的丝进行拉伸的方法,在专利文献3中,管状的纤维纺丝针具备导入聚合物溶液的入口、和作为非固定端且将聚合物溶液排出的出口,在利用入口处的压缩气体射流的喷射使出口侧振动或旋转的状态下,从出口排出聚合物,由此生成作用于聚合物溶液的拉伸力,将出口处的聚合物溶液分割为液滴,液滴被压缩气体的射流拉伸,由此能够以高的聚合物注入速度得到纤维。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1:日本特开昭60-119212号公报

8、专利文献2:日本特开2002-266154号公报

9、专利文献3:日本特开2022-32977号公报


技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、在专利文献1所公开的纤维的制造方法中,公开了通过由倾斜的多根喷嘴供给气体射流从而在排出部附近形成回旋流的构成,但就专利文献1的喷嘴构成而言,将由压缩气体形成的直线状的气流直接喷射至开放的空间,因此在形成回旋流之前气体膨张,在与纤维碰撞前气流的速度会降低,从而无法使纤维的回旋速度高速化。因此,纤维的回旋速度变小,有时无法充分获得纤维的细径化的效果。

3、另外,在专利文献2所公开的纤维的制造方法中,在管道内形成螺旋状的气流,利用螺旋状的气流使纤维一边扭转一边拉伸。然而,该方法中,在管道的壁面形成螺旋状的气流,但在中央部,螺旋状的气流难以扩展,在管道的长度方向上直线状的气流扩展。因此,难以对纤维施加由螺旋状气流带来的旋转力,无法获得由扭转纤维带来的拉伸效果,存在无法使纤维细径化的情况。特别地,即使将排出后管道配置于从喷丝模头的排出孔离开的位置,由于在管道内纤维为已经处于冷却并固化的状态,因此也存在无法充分拉伸纤维的情况。

4、在专利文献3所公开的纤维的制造方法中,在使纤维纺丝针振动或旋转的状态下,将聚合物溶液排出,对丝进行拉伸。该方法中,由于从出口的壁面对聚合物施加力,因此不能从压缩气体射流直接施加使排出的聚合物扭转的力,因此存在无法获得由扭转纤维带来的拉伸效果。另外,由于在从压缩气体射流喷射位置至排出聚合物的出口之间没有被密闭,因此在出口附近,压缩气体射流减速,存在无法充分拉伸纤维的情况。

5、因此,本发明的目的在于提供纤维的制造方法及制造装置,其通过将从排出孔排出的纤维状聚合物在固化前的聚合物容易变形的状态下一边以高速扭转一边进行拉伸,由此能够得到直径非常小的纤维。

6、用于解决课题的手段

7、解决上述课题的本发明的纤维的制造方法是使从具有排出孔的喷丝模头排出的纤维状聚合物拉伸来制造纤维的方法,对从上述喷丝模头排出的上述纤维状聚合物赋予以满足下式的方式以与聚合物排出方向垂直的截面的中心为轴使其旋转的扭转力,由此使上述纤维状聚合物一边自转一边拉伸。

8、w/v≥0.1[次/mm]

9、v:纤维状聚合物的排出速度[mm/秒]

10、w:纤维状聚合物的自转速度[次/秒]

11、本发明的纤维的制造方法优选具有下述(1)~(4)中的任一或多个特征。

12、(1)在从上述喷丝模头排出的上述纤维状聚合物的温度成为(纤维状聚合物的熔点-50℃)以上的区间的1处以上,使上述纤维状聚合物以满足下式的方式自转。

13、w/v≥0.1[次/mm]

14、v:纤维状聚合物的排出速度[mm/秒]

15、w:纤维状聚合物的自转速度[次/秒]

16、(2)通过将上述纤维状聚合物暴露于沿上述旋转方向回旋的回旋流,从而赋予上述旋转方向的扭转力。

17、(3)将上述纤维状聚合物各自以从上述排出孔向聚合物排出方向延伸的直线为中心轴进行公转,使上述纤维状聚合物一边回旋一边拉伸。

18、(4)通过使沿与上述旋转方向相反的方向旋转的辊与上述纤维状聚合物接触,从而赋予上述旋转方向的扭转力。

19、解决上述课题的本发明的纤维的制造装置是使纤维状聚合物拉伸来制造纤维的装置,具备:喷丝模头,其具有排出纤维状聚合物的排出孔;气流喷嘴,其配置于从上述排出孔排出的上述纤维状聚合物的周围,且用于喷射气流;和气流封闭构件,其配置于上述排出孔的聚合物排出方向的下方,并具有上述纤维聚合物通过的空间、和围绕上述空间的壁,通过由从上述气流喷嘴向上述空间喷射的喷射流形成回旋流,从而对上述纤维状聚合物赋予旋转方向的扭转力,以使得上述纤维状聚合物以与聚合物排出方向垂直的截面的中心为轴进行自转。

20、就本发明的纤维的制造装置而言,优选的是,通过由从上述气流喷嘴向上述空间喷射的喷射流形成回旋流,从而使上述纤维状聚合物以从上述排出孔向聚合物排出方向延伸的直线为中心轴进行公转。

21、解决上述课题的本发明的另一方式的纤维的制造装置是使纤维状聚合物拉伸来制造纤维的装置,具备:喷丝模头,其具有排出纤维状聚合物的排出孔;和旋转辊,其以与从上述排出孔排出的上述纤维状聚合物接触的方式配置,

22、通过使上述旋转辊旋转,从而对上述纤维状聚合物赋予旋转方向的扭转力,以使得上述纤维状聚合物以与排出方向垂直的截面的中心为轴进行自转。

23、本发明中,“聚合物排出方向”是指从排出孔排出纤维状聚合物的方向。

24、本发明中,“扭转力”是指在与纤维的长度方向垂直的面中以纤维截面的中心为轴在旋转方向上产生力矩的方式作用于纤维表面的力。

25、本发明中,“聚合物的排出速度”是指每单位时间聚合物从排出孔向聚合物的排出方向上排出的长度,是用每单位时间从排出孔排出的聚合物的体积除以排出孔的截面积而算出的值。

26、本发明中,“自转速度”是指在与纤维的长度方向垂直的面中每单位时间纤维以纤维截面的中心为轴进行360度自转的转速。

27、本发明中,“回旋气流”是指在与纤维的长度方向垂直的面中具有以1点为中心在圆周方向上连续地旋转的流动的气流。

28、发明的效果

29、根据本发明,通过将从排出孔排出的纤维状聚合物在固化前的聚合物容易变形的状态下一边以高速扭转一边进行拉伸,由此能够制造直径非常小的纤维。


技术特征:

1.纤维的制造方法,其是使从具有排出孔的喷丝模头排出的纤维状聚合物拉伸来制造纤维的方法,

2.如权利要求1所述的纤维的制造方法,其中,在从所述喷丝模头排出的所述纤维状聚合物的温度成为(纤维状聚合物的熔点-50℃)以上的区间的1处以上,使所述纤维状聚合物以满足下式的方式自转,

3.如权利要求1或2所述的纤维的制造方法,其中,通过将所述纤维状聚合物暴露于沿所述旋转方向回旋的回旋流,从而赋予所述旋转方向的扭转力。

4.如权利要求1~3中任一项所述的纤维的制造方法,其中,将所述纤维状聚合物以从所述排出孔向聚合物排出方向延伸的直线为中心轴进行公转,使所述纤维状聚合物一边回旋一边拉伸。

5.如权利要求1或2所述的纤维的制造方法,其中,通过使沿与所述旋转方向相反的方向旋转的辊与所述纤维状聚合物接触,从而赋予所述旋转方向的扭转力。

6.纤维的制造装置,其是使纤维状聚合物拉伸来制造纤维的装置,其具备:

7.如权利要求6所述的纤维的制造装置,其中,通过由从所述气流喷嘴向所述空间喷射的喷射流形成回旋流,从而使所述纤维状聚合物以从所述排出孔向聚合物排出方向延伸的直线为中心轴进行公转。

8.纤维的制造装置,其是使纤维状聚合物拉伸来制造纤维的装置,其具备:


技术总结
本发明提供纤维的制造方法及制造装置,其通过将从排出孔排出的纤维状聚合物在固化前的聚合物容易变形的状态下一边以高速扭转一边进行拉伸,从而能够有效地得到纤维直径非常小的纤维。就本发明的纤维的制造方法而言,针对排出后的1根纤维状聚合物,在与聚合物的排出方向垂直的面上,以纤维状聚合物为中心赋予旋转方向的扭转力,由此使纤维状聚合物以截面的中心为轴自转,以从喷丝模头排出的聚合物的排出速度Vmm/秒与纤维状聚合物的自转速度W次/秒满足W/V≥0.1的方式进行拉伸。

技术研发人员:田村知树,寺本祐,泽田凌太,池田雄太
受保护的技术使用者:东丽株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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