纖維制造方法及無紡布制造方法以及纖維制造設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠有效地回收溶劑的纖維制造方法及無紡布制造方法以及纖維制造設(shè)備。使溶解于二氯甲烷(22)的原料聚合物(15)即濃液(25)在析出槽(8)中與水接觸，從而析出極細(xì)的纖維即纖維狀CA(28)。通過第1送液部(45)在液體中輸送纖維狀CA(28)而送入水洗槽(9)。通過第2送液部(46)將經(jīng)水洗的纖維狀CA(28)送入水分離槽(56)。在水分離槽(56)中，在網(wǎng)狀帶上展開纖維狀CA(28)而得到片狀CA(55)。使片狀CA(55)通過壓延輥(57)而得到無紡布(58)。析出槽(8)及水洗槽(9)處于密封狀態(tài)，并且在液體中輸送纖維狀CA(28)，因此析出槽(8)及水洗槽(9)不會(huì)向大氣開放。冷凝來自析出槽(8)及水洗槽(9)的溶劑氣體(48)并回收溶劑。不含惰性氣體且有效地回收溶劑。
【專利說明】
纖維制造方法及無紡布制造方法以及纖維制造設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維制造方法及無紡布制造方法以及纖維制造設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，纖維素系材料作為利用光合作用而產(chǎn)生的可再生的生物質(zhì)材料，并且作為在環(huán)境中可生物降解的材料而受到矚目。作為纖維素系材料的一種的三乙酸纖維素制無紡布能夠廣泛用于紙尿褲、掩模、各種過濾器、滲透膜、反滲透膜、透濕片材、防水片材等。
[0003]作為無紡布的制造方法，例如在日本專利第3789006號(hào)公報(bào)中，提出有使用具有聚合物供給口、凝固材料供給口、混合單元部的防止噴嘴的不連續(xù)原纖化纖維的制造方法。在該制造方法中，向聚合物供給口供給聚合物溶液，向凝固材料供給口供給水蒸氣，在混合單元部內(nèi)混合聚合物溶液和水蒸氣并使其凝固。并且，在日本專利第2821991號(hào)公報(bào)中，提出有為了改善干爽感及顯色性而設(shè)為在與纖維軸大致直角方向上兼具微細(xì)的突起的纖維表面形態(tài)的乙酸纖維素纖維。而且，在日本特開2012 — 77388號(hào)公報(bào)中，提出有利用環(huán)境負(fù)載較少的方法制造機(jī)械物理性能、在高溫下的剛性及吸水性優(yōu)異的纖維素系無紡布的無紡布的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0005]以往無紡布制造方法中，如日本專利第3789006號(hào)公報(bào)中所記載，將水蒸氣作為凝固劑使二乙酸纖維素的丙酮溶液原纖化。并且，如日本專利第2821991號(hào)公報(bào)中所記載，例如利用三乙酸纖維素的二氯甲烷或甲醇溶液進(jìn)行干式紡絲。但是，上述任意方法中，作為溶劑，均使用丙酮、二氯甲烷、甲醇等溶劑，因此需要回收制造過程中產(chǎn)生的溶劑氣體或使其無害化。因此，存在為了回收或進(jìn)行無害化而需要大規(guī)模的設(shè)備及巨大能量的問題。由此，現(xiàn)有技術(shù)中，為了避免溶劑氣體的大量處理，進(jìn)行利用小規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備的少量生產(chǎn)，并且所得到的無紡布的體積變小。并且，日本特開2012 — 77388號(hào)公報(bào)為不使用溶劑的熔融紡絲法，雖是解決上述課題的方法之一，但是為了得到極細(xì)纖維，利用伴隨溶劑蒸發(fā)而體積收縮的溶液法較優(yōu)異。
[0006]本發(fā)明是解決這些課題的發(fā)明，其目的在于提供一種可有效地進(jìn)行溶劑回收的纖維制造方法與纖維制造設(shè)備、及得到由極細(xì)纖維構(gòu)成的體積較大的無紡布的無紡布制造方法。
[0007]用于解決技術(shù)課題的手段
[0008]本發(fā)明的纖維制造方法具備聚合物溶解步驟(A步驟)、聚合物析出步驟(B步驟)、第I送液步驟(C步驟)、水洗步驟(D步驟)、第2送液步驟(E步驟)及冷凝步驟(F步驟)^步驟中，將聚合物溶解于溶劑而得到聚合物溶液。B步驟中，向加熱到溶劑的沸點(diǎn)以上的液體噴灑聚合物溶液并使溶劑蒸發(fā)，從而在密封的析出槽中析出纖維狀聚合物。液體與聚合物及溶劑并不相溶。C步驟中，從析出槽在液體中輸送所析出的纖維狀聚合物。D步驟中，在密封的水洗槽中對(duì)在液體中輸送的纖維狀聚合物進(jìn)行水洗。E#驟中，從水洗槽在液體中輸送經(jīng)水洗的纖維狀聚合物。F步驟中，冷卻并冷凝B步驟工序和D步驟中產(chǎn)生的溶劑氣體。
[0009]本發(fā)明的無紡布制造方法具備上述的A步驟、B步驟、C步驟、D步驟、E步驟、F步驟、水分離步驟(G步驟)及無紡布形成步驟(H步驟)。6步驟中，從經(jīng)過E步驟的纖維狀聚合物分離水來作為片狀聚合物。H步驟中，將片狀聚合物形成為無紡布。
[0010]優(yōu)選G步驟中，在行走的網(wǎng)狀帶的寬度方向上，通過噴嘴展開包含纖維狀聚合物的水，在網(wǎng)狀帶上形成由纖維狀聚合物形成的片狀聚合物。優(yōu)選G步驟中，控制網(wǎng)狀帶的行走速度及來自噴嘴的纖維狀聚合物的流量，從而變更片狀聚合物的體積。
[0011]優(yōu)選在H步驟中具備壓延步驟(I步驟)。1步驟中，通過多個(gè)輥夾持并輸送片狀聚合物而作為無紡布。
[0012]優(yōu)選聚合物為纖維素?；?，溶劑為二氯甲烷，液體為水，B步驟的纖維素?；锶芤旱臏囟葹?0 0C以上且40 °C以下，水的溫度為40 °C以上且100 °C以下。
[0013]優(yōu)選還具備氣體吸附步驟(J步驟)<J步驟中，吸附G步驟中產(chǎn)生的溶劑氣體。
[0014]本發(fā)明的纖維制造設(shè)備具備聚合物溶解槽、密封的析出槽、密封的水洗槽、水分離槽、第I送液部、第2送液部及冷凝器。聚合物溶解槽中，將聚合物溶解于溶劑而得到聚合物溶液。析出槽中，向加熱到溶劑的沸點(diǎn)以上的液體噴灑聚合物溶液并使溶劑蒸發(fā)，從而使聚合物以纖維狀析出。液體與聚合物及溶劑并不相溶。水洗槽中，對(duì)所析出的纖維狀聚合物進(jìn)行水洗。水分離槽中，從經(jīng)水洗的纖維狀聚合物分離水。第I送液部從析出槽向水洗槽在液體中輸送包含纖維狀聚合物的水。第2送液部從水洗槽向水分離槽在液體中輸送包含纖維狀聚合物的水。冷凝器冷卻并冷凝在析出槽和水洗槽產(chǎn)生的溶劑氣體。
[0015]優(yōu)選液體為水，具備分離槽，該分離槽將利用冷凝器冷凝的液體分離為水和溶劑。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，與聚合物及溶劑并不相溶，向加熱到溶劑的沸點(diǎn)以上的液體噴灑聚合物溶液并使溶劑蒸發(fā)，從而析出纖維狀聚合物，由此發(fā)生體積的減少，因此能夠制造極細(xì)纖維。
[0018]并且，根據(jù)本發(fā)明，從析出槽在液體中輸送在析出槽析出的纖維狀聚合物，因此不會(huì)因纖維狀聚合物的操作性而將析出槽或水洗槽向大氣開放，且能夠維持密封狀態(tài)。從而，能夠?qū)υ诟鞑壑姓舭l(fā)的溶劑作為不含有大氣等惰性氣體而含有水或水蒸氣的溶劑氣體進(jìn)行回收，利用冷凝器(冷凝器)容易回收溶劑。例如，為開放系統(tǒng)時(shí)，由于溶劑氣體中混入大氣等而導(dǎo)致含有惰性氣體，因此需要使用吸附塔的大規(guī)模的吸附回收，増大運(yùn)轉(zhuǎn)成本和初始設(shè)備成本。本發(fā)明中，由于是包含水或水蒸氣的溶劑氣體，因此能夠利用冷凝器有效地回收溶劑。另外，本發(fā)明的纖維制造設(shè)備的水分離槽中溶劑氣體會(huì)從出口漏出，但溶劑氣體幾乎在析出槽、水洗槽的密封系統(tǒng)中被回收，由此通過小規(guī)模的吸附塔就可回收漏出的溶劑氣體。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的無紡布制造方法，將纖維狀聚合物形成為片材時(shí)，容易控制堆積量，能夠制造由極細(xì)纖維構(gòu)成的體積較大的無紡布。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示纖維及無紡布的制造設(shè)備的示意圖。[0021 ]圖2是表示析出槽、水洗槽、水分離槽的概略側(cè)視圖。
[0022]圖3是表示無紡布制造設(shè)備的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，纖維制造設(shè)備5在作為原料的聚合物的流動(dòng)方向上從上游側(cè)依次具備聚合物溶解槽6、濃液供給管7、析出槽8、水洗槽9。濃液供給管7除了配管7a以外，還具有栗11、過濾器12、壓力調(diào)節(jié)閥13。
[0024]在聚合物溶解槽6中投入作為原料聚合物的原料纖維素酰化物(以下，稱為原料CA) 15。并且，經(jīng)由溶劑供給管20在聚合物溶解槽6連接有溶劑儲(chǔ)存槽21。該溶劑儲(chǔ)存槽21中儲(chǔ)存有作為溶劑的二氯甲烷22。并且，通過溶劑供給管20向聚合物溶解槽6投入二氯甲烷22。聚合物溶解槽6具有攪拌機(jī)6a。通過該攪拌機(jī)6a促進(jìn)原料CA15在二氯甲烷22中的溶解，得到原料CA15溶解于二氯甲烷22的纖維素酰化物溶液(濃液)25。
[0025]濃液25中的原料CA15的濃度(聚合物溶液濃度)例如為7質(zhì)量％。該聚合物濃度為
0.5質(zhì)量％以上且19質(zhì)量％以下，優(yōu)選為2質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下。聚合物濃度小于0.5質(zhì)量％時(shí)，聚合物析出時(shí)難以成為纖維狀，并且溶劑去除成本變高，因此不優(yōu)選。并且，若超過19質(zhì)量％，則粘度較高，由過濾引起的壓力損失變高，因此不優(yōu)選。另外，可根據(jù)需要在濃液中添加各種添加劑。作為添加劑，有增塑劑、紫外線吸収劑、劣化抑制劑、染料、光學(xué)各向異性控制劑、防靜電劑、表面活性劑、剝離劑、無機(jī)微粒子(二氧化硅粒子等)等。此時(shí)，使用具有添加噴嘴、靜態(tài)混合器、動(dòng)態(tài)混合器等的添加單元。
[0026]聚合物溶解槽6中，通過由夾套6b引起的加熱及保溫效果，將濃液25的溫度例如保持在120°C。另外，濃液25除了利用聚合物溶解槽6進(jìn)行加熱以外，還可以在聚合物溶解槽6的下游側(cè)另設(shè)加熱裝置，將濃液25加熱到規(guī)定溫度。該濃液25的溫度優(yōu)選為20°C以上且120°C以下。濃液25的溫度小于20°C時(shí)，需要冷卻，并且蒸發(fā)所需的能量變大，因此不優(yōu)選。并且，若超過120°C，則通常容易發(fā)生配管材料的腐蝕，因此不優(yōu)選。到濃液供給管7的壓力調(diào)節(jié)閥13為止維持濃液25的設(shè)定溫度例如120 °C，如后所述從第I噴嘴31噴出的狀態(tài)下，成為40 °C左右。所得到的濃液25被送入濃液供給管7的過濾器12。
[0027]過濾器12中，從送過來的濃液25去除例如5μπι左右的異物。過濾器12的種類并無特別限定，但優(yōu)選使用助劑過濾方式、金屬過濾方式、濾紙過濾方式等。各過濾方式中的絕對(duì)過濾精度在2wii以上且30μπι的范圍內(nèi)，優(yōu)選根據(jù)使用目的來確定絕對(duì)過濾精度。例如，絕對(duì)過濾精度5μι以下是指99.9%以上可去除的尺寸為5μm。
[0028]經(jīng)過過濾器12的濃液25的壓力通過壓力調(diào)節(jié)閥13保持為恒定，并送入析出槽8。
[0029]如圖2所示，析出槽8具有槽主體30、第I噴嘴31、第2噴嘴32、攪拌機(jī)33。槽主體30例如使用橫置型的圓筒槽，通過隔板30c內(nèi)部劃分為第I槽30a及第2槽30b。槽主體30為密封型，內(nèi)部的氣體及液體不會(huì)向外部漏出。
[0030]在第I槽30a配置有攪拌機(jī)33。攪拌機(jī)33具有帶有攪拌葉片33a的旋轉(zhuǎn)軸33b及馬達(dá)33c。旋轉(zhuǎn)軸33b水平配置于第I槽30a，以一定間隔安裝有攪拌葉片33a。旋轉(zhuǎn)軸33b的一端部從槽主體30以水密狀態(tài)向外部突出，該一端部連接有馬達(dá)33c。攪拌機(jī)33攪拌第I槽30a的水27，并使水面溫度保持為恒定。
[0031]旋轉(zhuǎn)軸33b可以是I根，也可以是多根。為多根的情況下，相鄰的旋轉(zhuǎn)軸彼此可以改變旋轉(zhuǎn)方向，也可以為同一方向。并且，優(yōu)選使水面附近的水27朝向第2槽30b流動(dòng)。另外，攪拌葉片33a的配置方向及攪拌葉片33a的類型并不限定于圖示例，總之只要能夠攪拌析出槽8內(nèi)的水27即可。并且，可以不使用攪拌機(jī)33，從第I槽30a的側(cè)面朝向第2槽30b另行供給水27，并通過水流攪拌第I槽30a的水27。而且，還可以使用水流與攪拌機(jī)這兩者進(jìn)行攪拌。
[0032]第I槽30a中儲(chǔ)存有水27。水27保持在二氯甲烷22的沸點(diǎn)以上的溫度，使?jié)庖?5中的二氯甲烷22蒸發(fā)。第2槽30b設(shè)為從第I槽30a溢出的水27及后述的纖維狀CA28的排出部，且在底部形成有排出口 30d。
[0033]在析出槽8的內(nèi)面上部配置有第I噴嘴31及第2噴嘴32。在第I噴嘴31連接有濃液供給管7。第I噴嘴31將濃液25朝向水面進(jìn)行噴射。較短地形成從壓力調(diào)節(jié)閥13(參考圖1)到析出槽8的第I噴嘴31為止的濃液供給管7，濃液25在析出槽8內(nèi)被穩(wěn)定地閃蒸。另外，第I噴嘴31僅配置有I根，但配置根數(shù)并不限于I根，可適當(dāng)增加。
[0034]第2噴嘴32具有噴嘴頭32a及噴嘴主體32b，并連接有水供給部35。在析出槽8的長邊方向上配置有噴嘴頭32a。噴嘴主體32b在噴嘴頭32a以規(guī)定間距配置有多個(gè)。水供給部35將來自儲(chǔ)水槽36 (參考圖1)的水27送入第2噴嘴32。由此，從第2噴嘴32噴射水27，并朝向水面進(jìn)行噴灑。供給到析出槽8的水27的溫度優(yōu)選為40 °C以上且100 °C以下。小于40 °C時(shí)，二氯甲烷22不蒸發(fā)，而使析出變得不可能。并且，若超過100°C，則為了將水27保持為液體狀態(tài)需要加壓運(yùn)行，因此均不優(yōu)選。并且，也可以使從第I噴嘴31噴射出的濃液25與從噴嘴主體32b噴射出的水27在從第I噴嘴31到水面為止的空間進(jìn)行接觸。由此，能夠使?jié)庖?5伸長，或者提早進(jìn)行二氯甲烷22的蒸發(fā)，能夠得到更極細(xì)且更長的纖維狀CA28。
[0035]由第I噴嘴31進(jìn)行的濃液25的噴灑及由第2噴嘴32進(jìn)行的水27的噴灑優(yōu)選在槽主體30的寬度方向上均勻地進(jìn)行。由此，有效地析出纖維素酰化物。
[0036]如圖1所示，水供給部35具有儲(chǔ)水槽36、栗37、過濾器38、止回閥39、溫度調(diào)節(jié)器40。儲(chǔ)水槽36具有溫度調(diào)節(jié)功能，將水27保持在規(guī)定溫度。栗37通過調(diào)整轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)水27的流量。過濾器38從水27中過濾異物。溫度調(diào)節(jié)器40對(duì)在儲(chǔ)水槽36中被溫度調(diào)節(jié)的水27進(jìn)行最終的溫度調(diào)整。由此，從第2噴嘴32以規(guī)定流量朝向水面噴射加熱到適溫的水27 (參考圖2)。另外，水供給部35通過第2噴嘴32將水27送入析出槽8，但除此以外，也可以向第I槽30a另行供給水27。
[0037]如圖2所示，從第I噴嘴31噴射出的濃液25與析出槽8內(nèi)的水27接觸。水27加熱保持在二氯甲烷22的沸點(diǎn)以上。因此，與水27接觸的濃液25中的二氯甲烷22通過因水27的加熱而瞬間蒸發(fā)(閃蒸)，從而在水27中原料CA15例如以纖維狀析出，成為纖維狀纖維素?；?以下簡稱為纖維狀CA(纖維狀聚合物))28。由于加熱(例如80°C)到二氯甲烷22的沸點(diǎn)以上的水27從第2噴嘴32噴灑，因此從水面的上方也促進(jìn)濃液25中的二氯甲烷22的蒸發(fā)。
[0038]通過攪拌機(jī)33的旋轉(zhuǎn)，或者通過另行供給的水27的水流，水面附近的水27與纖維狀CA28—同朝向第2槽30b流動(dòng)。第2噴嘴32的多個(gè)噴嘴主體32b以噴出方向朝向纖維狀CA28的排出方向的方式傾斜配置。從而，通過從第2噴嘴32噴射出的水27的推動(dòng)，纖維狀CA28也朝向第2槽30b被送出。另外，代替通過水27的流動(dòng)而將纖維狀CA28朝向第2槽30b送入，或除此以外，還可以使用滾筒或其他輸送部。
[0039]第2槽30b形成于析出槽8的另一端。第2槽30b的底部形成有排出口30d。在該排出口 30d連接有第I送液部45。第I送液部45具有配管45a及栗45b，將纖維狀CA28與水27—同在液體中輸送至水洗槽9 (第I送液工序)。
[0040]水洗槽9具有水洗部9a、排出部9b及噴嘴9c。水洗部9a中，例如從噴嘴9c噴射水27，并對(duì)纖維狀CA28進(jìn)行水洗。水洗部9a連接有I個(gè)或多個(gè)槽而構(gòu)成。排出部9b暫時(shí)儲(chǔ)存經(jīng)水洗的纖維狀CA28 ο水洗槽9完全去除通過第I送液部45的水與伴隨纖維狀CA28的高濃度的二氯甲烷成分。雖然在析出槽8中去除高濃度的二氯甲烷成分，但有時(shí)會(huì)卷入在析出槽8的水面附近的高濃度二氯甲烷，或者伴隨纖維狀CA。因此，通過水洗槽9，完全去除二氯甲烷成分，以使不會(huì)向室內(nèi)放出二氯甲烷氣體。
[0041 ] 在排出部9b的底部形成有排出口 9d。排出口 9d連接有第2送液部46。第2送液部46具有配管46a及栗46b，將混雜有纖維狀CA28的水27在液體中輸送至水分離槽56(第2送液工序)。
[0042]析出槽8及水洗槽9中，通過第I送液部45及第2送液部46，在液體中輸送水27及纖維狀CA28，因此可保持密封狀態(tài)。由此，大氣不會(huì)進(jìn)入到析出槽8及水洗槽9。析出槽8及水洗槽9的溶劑氣體(二氯甲烷)48與蒸氣一同通過溶劑氣體回收管50、51被送入冷凝器52。溶劑氣體回收管50、51具有省略圖示的轉(zhuǎn)換閥及栗。冷凝器52中，將從析出槽8及水洗槽9送過來的蒸氣與混合有二氯甲烷22的溶劑氣體48例如與冷水進(jìn)行熱交換而冷凝并液化。冷凝的液體被送入分離槽53(凝聚工序)。
[0043]分離槽53將液體分離為二氯甲烷22與水27。二氯甲烷22的比重大于水27，因此二氯甲烷22位于下層，水27位于上層。分離槽53具有夾套53a。夾套53a中，作為溫度控制介質(zhì)，例如循環(huán)水，從而將二氯甲烷22及水27保持在適當(dāng)?shù)臏囟取?br>[0044]在分離槽53分離的水27經(jīng)過未圖示的過濾器后回到儲(chǔ)水槽36。另外，可以作為其他用途進(jìn)行再利用或者廢棄，來代替回到儲(chǔ)水槽36。二氯甲烷22被送入溶劑儲(chǔ)存槽21并進(jìn)行儲(chǔ)存，從而進(jìn)行再利用。
[0045]由聚合物溶解槽6、濃液供給管7、析出槽8、水洗槽9、冷凝器52、分離槽53構(gòu)成纖維制造設(shè)備5。通過纖維制造設(shè)備5來進(jìn)行纖維制造工序。并且，通過聚合物溶解槽6來進(jìn)行聚合物溶解工序，通過析出槽8來進(jìn)行聚合物析出工序，通過水洗槽9來進(jìn)行水洗工序。
[0046]如圖1所示，利用纖維制造設(shè)備5而得到的纖維狀CA28被送入無紡布制造設(shè)備(無紡布形成裝置)54，從而制造無紡布58。無紡布制造設(shè)備54具備水分離槽56及壓延輥57。如圖3所示，水分離槽56的內(nèi)部具有網(wǎng)狀帶60及噴嘴61，在網(wǎng)狀帶60上沿網(wǎng)狀帶60的寬度方向均勻地展開纖維狀CA28。通過該水分離槽56來進(jìn)行水分離工序。網(wǎng)狀帶60掛繞于多個(gè)滾筒62。一側(cè)的滾筒62連接有馬達(dá)63。馬達(dá)63經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器63a被控制器64旋轉(zhuǎn)控制。通過滾筒62的旋轉(zhuǎn)，網(wǎng)狀帶60循環(huán)行走。
[0047]網(wǎng)狀帶60的網(wǎng)眼設(shè)為纖維狀CA28無法通過的大小。從而，只有纖維狀CA28殘留在網(wǎng)狀帶60上，水27通過網(wǎng)狀帶60。由此，通過殘留在網(wǎng)狀帶60上的纖維狀CA28來形成片狀CA(片狀聚合物)55。
[0048]噴嘴61具有噴頭61a及多個(gè)噴嘴主體61b。在網(wǎng)狀帶60的寬度方向上配置噴頭61a。在噴頭61a以規(guī)定間隔配置有噴嘴主體61b。噴頭61a連接有第2送液部46，供給混雜有纖維狀CA28的水27?；蛘?，也可以使噴頭61a在寬度方向上周期性往復(fù)移動(dòng)，從而在網(wǎng)狀帶60上展開。
[0049]流量控制部66控制供給于噴嘴61的混雜有纖維狀CA28的水27的流量?？刂破?4根據(jù)片狀CA55的堆積量，經(jīng)由流量控制部66控制混雜有纖維狀CA28的水27的供給量及網(wǎng)狀帶60的走行速度中的任一個(gè)或兩個(gè)。例如，要求較厚的(體積較大的)片狀CA55時(shí)，增加水27的流量，或降低網(wǎng)狀帶60的走行速度。要求較薄的(體積較小的)片狀CA55時(shí)，減少水27的流量，或加快網(wǎng)狀帶60的走行速度。如此，變更片狀CA55的體積。
[0050]另外，雖省略圖示但可以在水分離槽56中設(shè)置送風(fēng)頭及微振動(dòng)裝置等。送風(fēng)頭朝向片狀CA55吹出溫風(fēng)例如熱風(fēng)，從而促進(jìn)干燥。并且，微振動(dòng)裝置通過使網(wǎng)狀帶60振動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)促進(jìn)水27的分離、及促進(jìn)纖維狀CA28的相互纏繞。
[0051 ]如圖2所示，在水分離槽56分離的水27經(jīng)由水回收管70被送入儲(chǔ)水槽36。水回收管70具有配管70a、栗70b、過濾器70c、止回閥70d。過濾器70c過濾包含在水27的纖維狀CA28等異物。另外，可以省略水回收管70，不循環(huán)使用在水分離槽56分離的水27，而是進(jìn)行廢棄處理。
[0052]可以在水分離槽56設(shè)置夾持片狀CA55的擠壓輥。擠壓輥從片狀CA55擠取水分。并且，若儲(chǔ)水槽36的水27為一定量以下，則通過供水管(未圖示)補(bǔ)充一定量的水27。
[0053]從水分離槽56出來的片狀CA55經(jīng)過壓延工序成為所希望的厚度，從而成為無紡布58。壓延工序中，使用壓延輥57，使片狀CA55通過多個(gè)輥57a之間。由此，片狀CA55成為具有一定厚度的無紡布58。由水分離槽56及作為無紡布形成裝置59的壓延棍57構(gòu)成無紡布制造設(shè)備54。并且，通過壓延輥57來進(jìn)行無紡布形成工序。無紡布58形成為可出貨的狀態(tài)，例如輥狀、片狀等。無紡布58之后形成為作為最終產(chǎn)品的掩模或過濾器、紙尿褲等。
[0054]另外，無紡布制造部59代替使用壓延輥57，或除此以外，還可以使用熱粘合法、化學(xué)粘合法、針刺法、水刺法(Spunlacemethod)、縫編法、蒸汽噴射法等公知的方法來提高纖維狀CA28的結(jié)合。
[0055]熱粘合法中，利用熱使纖維狀CA28熔融并結(jié)合?；瘜W(xué)粘合法中，在粘合劑中含浸或噴涂粘合劑來使纖維狀CA28結(jié)合。針刺法中，刺入倒刺針而使纖維狀CA28機(jī)械結(jié)合。水刺法(Spunlacemethod)中，使用高壓水流使纖維狀CA28纏繞?？p編法中，例如在引導(dǎo)帶上，在片狀CA55上從一定方向施加針刺，使纖維狀CA28結(jié)合。蒸汽噴射法中，噴涂加熱蒸汽使纖維狀CA28結(jié)合。
[0056]在本實(shí)施方式所使用的二氯甲烷22是出于環(huán)境負(fù)載與對(duì)人的毒性的擔(dān)心而通過PRTP(Pollutant Release and Transfer Register)法監(jiān)管其利用與廢棄的物質(zhì)。因此，必須避免從工廠廠房內(nèi)部向廠房外部的排出。從而，將廠房設(shè)為例如雙重結(jié)構(gòu)來提高密封性，除此以外極力減少從各機(jī)器泄漏的二氯甲烷氣體。
[0057]在本實(shí)施方式中，析出槽8及水洗槽9、水洗槽9及水分離槽56通過第I送液部45及第2送液部46連接，并且析出槽8及水洗槽9處于密封狀態(tài)，因此溶劑氣體48不會(huì)向外部漏出。但是，在水分離槽56中具有用于將片狀CA55從水分離槽56排出的出口 56a。經(jīng)由該出口56a，在水分離槽56中的溶劑氣體48從水分離槽56向外部漏出，但為溶劑氣體48已經(jīng)在析出槽8及水洗槽9中幾乎被去除的狀態(tài)，從而從水分離槽56向外部漏出的溶劑氣體48為微量。為了回收該微量溶劑氣體48，在水分離槽56內(nèi)及水分離槽56的出口 56a的外側(cè)連接有溶劑氣體回收部75。溶劑氣體回收部75具有吸引管76、77及氣體吸附塔78。氣體吸附塔78進(jìn)行氣體吸附工序。氣體吸附塔78通過公知的方法吸附溶劑氣體48，并從該所吸附的溶劑氣體分離溶劑而回收溶劑(氣體吸附工序)。
[0058]另外，雖省略了圖示，但廠房和各機(jī)器的配置空間被分隔為密封的空間。并且，按各分隔單元回收溶劑氣體48，并通過氣體吸附塔等來進(jìn)行吸附回收。因此，即使在從水分離槽56泄漏了二氯甲烷氣體的情況下，最終也會(huì)被捕捉，且不會(huì)被放出到廠房外部。
[0059]如上所述，無紡布制造設(shè)備具備聚合物溶解槽、析出槽、水洗槽、水分離槽、第I送液部、第2送液部、冷凝器、無紡布形成裝置。聚合物溶解槽中，使聚合物溶解于溶劑而得到聚合物溶液。析出槽中，向加熱到溶劑的沸點(diǎn)以上的液體噴灑聚合物溶液并使溶劑蒸發(fā)，從而使聚合物以纖維狀析出。液體與聚合物及溶劑并不相溶。水洗槽中，對(duì)所析出的纖維狀聚合物進(jìn)行水洗。水分離層中，從纖維狀聚合物分離水而作為片狀聚合物。第I送液部從析出槽向水洗槽在液體中輸送包含纖維狀聚合物的水。第2送液部從水洗槽向水分離槽在液體中輸送包含纖維狀聚合物的水。冷凝器冷卻并冷凝在析出槽和水洗槽產(chǎn)生的溶劑氣體。無紡布形成裝置將片狀聚合物形成為無紡布。
[0060]水分離槽具有噴嘴與行走的網(wǎng)狀帶，優(yōu)選噴嘴在網(wǎng)狀帶的寬度方向上展開包含纖維狀聚合物的水而在網(wǎng)狀帶上形成由纖維狀聚合物形成的片材。優(yōu)選具備控制部，該控制部控制網(wǎng)狀帶的走行速度及來自噴嘴的纖維狀聚合物的流量中的任一個(gè)，從而變更片材的體積。
[0061]優(yōu)選聚合物為纖維素?；?，溶劑為二氯甲烷，液體為水，析出槽的纖維素?；锶芤旱臏囟葹?0 0C以上且40 °C以下，水的溫度為40 °C以上且100 °C以下。優(yōu)選具備分離槽，該分離槽將利用冷凝器冷凝的液體分離為水與溶劑。優(yōu)選具備氣體吸附塔，該氣體吸附塔吸附在水分離槽中產(chǎn)生的溶劑氣體。
[0062]接著，對(duì)本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說明。如圖1所示，制造纖維狀CA28時(shí)，向聚合物溶解槽6放入原料CA15及二氯甲烷22并利用攪拌機(jī)6a進(jìn)行攪拌，從而制作例如聚合物溶液濃度為7質(zhì)量％的濃液25。利用過濾器12對(duì)該濃液25進(jìn)行過濾之后，利用壓力調(diào)節(jié)閥13將壓力調(diào)節(jié)為恒定，并送入析出槽8的第I噴嘴31。在本實(shí)施方式中，將濃液25的濃度設(shè)為7質(zhì)量％，因此過濾負(fù)載較少，且可進(jìn)行高性能過濾。
[0063]如圖2所示，從第I噴嘴31朝向析出槽8內(nèi)的水面噴射濃液25，并擴(kuò)散于水面。水27的溫度設(shè)定為高于二氯甲烷22的沸點(diǎn)的溫度。因此，與水面接觸的濃液25中的二氯甲烷22通過來自水27的熱而瞬間蒸發(fā)，從而得到極細(xì)的纖維狀CA28。該纖維狀CA28通過來自第2噴嘴32的水淋浴，也有效地蒸發(fā)二氯甲烷22。并且，纖維狀CA28隨著攪拌機(jī)33與來自第2噴嘴32的水27的噴射或水27的流動(dòng)，被送入第2槽30b。
[0064]暫時(shí)儲(chǔ)存在第2槽30b的纖維狀CA28通過第I送液部45與水27—同朝向水洗槽9在液體中被輸送。水洗槽9中，水洗纖維狀CA28。水洗后的纖維狀CA28通過第2送液部46與水27一同被送入水分離槽56。如圖3所示，水分離槽56中，在網(wǎng)狀帶60上展開纖維狀CA28而得到片狀CA55。所得到的片狀CA55通過壓延輥57成為所希望的厚度并得到無紡布58。
[0065]在本實(shí)施方式中，使用利用二氯甲烷22來溶解原料CA15的濃液，通過加熱到二氯甲烷22的沸點(diǎn)以上的水27使二氯甲烷22蒸發(fā)，因此能夠以簡單的設(shè)備結(jié)構(gòu)減少熱能的損失而有效地制作極細(xì)的纖維狀CA28。而且，通過使用無異物的濃液25而析出纖維狀CA28，從而能夠制造雜質(zhì)較少且極細(xì)的纖維狀CA28、及由該極細(xì)的纖維狀CA28構(gòu)成的無紡布58。并且，無需現(xiàn)有無紡布制造方法中所需的將纖維混雜在水中的工序，而是通過析出工序，析出的同時(shí)纖維被噴灑在水中，因此能夠更簡單地進(jìn)行無紡布的制造。
[0066]由于從析出槽8及水洗槽9在液體中輸送纖維狀CA28，因此析出槽8及水洗槽9不會(huì)向外部空氣開放。由此，不會(huì)發(fā)生空氣進(jìn)入析出槽8及水洗槽9的情況、或相反地溶劑氣體從析出槽8及水洗槽9泄漏的情況。因此，在溶劑氣體48中不會(huì)混入惰性氣體，無需大規(guī)模的氣體吸附塔，能夠降低初始設(shè)備成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本。并且，通過冷凝器52及分離槽53能夠有效地回收溶劑氣體48。
[0067]在上述實(shí)施方式中，對(duì)于原料CA15作為溶劑使用了二氯甲烷22，但溶劑只要是良溶劑，可以使用其他單一溶劑或混合溶劑。另外，使用單一溶劑時(shí)，溶劑的回收與再利用變得簡單。用于析出纖維的液體只要是能夠加熱到溶劑的沸點(diǎn)以上的液體即可，可以使用水以外的其他液體。另外，使用混合溶劑時(shí)，分離利用溶劑氣體回收管50、51進(jìn)行回收的混合溶劑，作為各自的溶劑進(jìn)行回收，或者作為混合溶劑進(jìn)行再利用。
[0068]能夠用于本發(fā)明的聚合物只要是熱塑性樹脂，則并無特別限定，例如，可舉出纖維素?；?、含內(nèi)酯環(huán)的聚合物、環(huán)狀聚烯烴、聚碳酸酯、甲基丙烯酸酯聚合物、聚酯等。其中優(yōu)選為纖維素?；铩h(huán)狀聚烯烴，其中尤其優(yōu)選為包含乙酸基、丙酸酯基的纖維素?；?、通過加成聚合得到的環(huán)狀聚烯烴、聚甲基丙烯酸甲酯。
[0069]本發(fā)明的纖維素?；镏兴褂玫孽；梢詢H使用I種，或者也可以使用2種以上的酰基。使用2種以上的酰基時(shí)，其中一個(gè)優(yōu)選為乙酰基。優(yōu)選將纖維素的羥基用羧酸進(jìn)行酯化的比例、即酰基的取代度滿足下述式(I)?(III)的全部。另外，以下式(I)?(III)中，A及B表示?；娜〈龋珹為乙?；娜〈?，并且B為碳原子數(shù)3?22的?；娜〈?。另夕卜，優(yōu)選三乙酰纖維素(TAC)的90質(zhì)量％以上為0.1mm以上且4mm以下的粒子。
[0070](I) 2.0^A+B^3.0
[0071](II) 1.0^A^3.0
[0072](HI) 0^B^2.9
[0073]?；目?cè)〈華+B更優(yōu)選為2.20以上且2.90以下，尤其優(yōu)選為2.40以上且2.88以下。并且，碳原子數(shù)3?22的?；娜〈菳更優(yōu)選為0.30以上，尤其優(yōu)選為0.5以上?？梢詮拿藿q、漿料中的任一種中得到纖維素?；锏脑霞蠢w維素。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種纖維制造方法，其具備以下步驟: (A)將聚合物溶解于溶劑而得到聚合物溶液； (B)向加熱到所述溶劑的沸點(diǎn)以上的液體中噴灑所述聚合物溶液并使所述溶劑蒸發(fā)，從而在密封的析出槽中析出纖維狀聚合物，所述液體與所述聚合物及所述溶劑并不相溶； (C)從所述析出槽將所析出的所述纖維狀聚合物在液體中輸送； (D)在密封的水洗槽中對(duì)所述在液體中輸送的所述纖維狀聚合物進(jìn)行水洗； (E)從所述水洗槽將經(jīng)水洗的所述纖維狀聚合物在液體中輸送;及 (F)將所述B步驟工序和所述D步驟中產(chǎn)生的溶劑氣體冷卻并冷凝。2.一種無紡布制造方法，其具備以下步驟: (A)將聚合物溶解于溶劑而得到聚合物溶液； (B)向加熱到所述溶劑的沸點(diǎn)以上的液體中噴灑所述聚合物溶液并使所述溶劑蒸發(fā)，從而在密封的析出槽中析出纖維狀聚合物，所述液體與所述聚合物及所述溶劑并不相溶； (C)從所述析出槽將所析出的所述纖維狀聚合物在液體中輸送； (D)在密封的水洗槽中對(duì)所述在液體中輸送的所述纖維狀聚合物進(jìn)行水洗； (E)從所述水洗槽將經(jīng)水洗的所述纖維狀聚合物在液體中輸送； (F)將所述B步驟工序和所述D步驟中產(chǎn)生的溶劑氣體冷卻并冷凝； (G)從經(jīng)過所述E步驟的所述纖維狀聚合物中分離水來制作片狀聚合物;及 (H)將所述片狀聚合物形成為無紡布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無紡布制造方法，其中，所述G步驟中，在行走的網(wǎng)狀帶的寬度方向上，通過噴嘴展開包含所述纖維狀聚合物的水，在所述網(wǎng)狀帶上形成由所述纖維狀聚合物形成的所述片狀聚合物。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無紡布制造方法，其中，所述G步驟中，控制所述網(wǎng)狀帶的行走速度及來自所述噴嘴的所述纖維狀聚合物的流量，從而變更所述片狀聚合物的體積。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無紡布制造方法，其中，所述H步驟中還具備以下步驟: (I)通過多個(gè)輥夾持并輸送所述片狀聚合物來制作無紡布。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無紡布制造方法，其中，所述聚合物為纖維素酰化物，所述溶劑為二氯甲烷，所述液體為水，所述B步驟的纖維素酰化物溶液的溫度為20°C以上且40°C以下，所述水的溫度為40 °C以上且100 °C以下。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無紡布制造方法，其中，所述制造方法還具備以下步驟: (J)吸附所述G步驟中產(chǎn)生的溶劑氣體。8.—種纖維制造設(shè)備，其具備: 聚合物溶解槽，將聚合物溶解于溶劑而得到聚合物溶液； 密封的析出槽，向加熱到所述溶劑的沸點(diǎn)以上的液體中噴灑所述聚合物溶液并使所述溶劑蒸發(fā)，從而使所述聚合物以纖維狀析出，所述液體與所述聚合物及所述溶劑并不相溶；密封的水洗槽，對(duì)所析出的纖維狀的所述聚合物進(jìn)行水洗； 水分離槽，從經(jīng)水洗的所述纖維狀聚合物中分離水； 第I送液部，從所述析出槽向所述水洗槽在液體中輸送包含所述纖維狀聚合物的水； 第2送液部，從所述水洗槽向所述水分離槽在液體中輸送包含所述纖維狀聚合物的水；及 冷凝器，冷卻并冷凝在所述析出槽和所述水洗槽中產(chǎn)生的溶劑氣體。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的纖維制造設(shè)備，其中，所述液體為水，所述纖維制造設(shè)備具備分離槽，該分離槽將利用所述冷凝器冷凝的液體分離為所述水和所述溶劑。
【文檔編號(hào)】D01F2/28GK105980616SQ201580008384
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日
【發(fā)明人】片井幸祐, 杉山茂久, 笠原誠治, 下田泰久, 江崎雅弘
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社