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纤维制造方法及无纺布制造方法以及纤维制造设备

申请号 CN201580008384.4 申请日 2015-01-29 公开(公告)号 CN105980616B 公开(公告)日 2018-01-16
申请人 富士胶片株式会社; 发明人 片井幸祐; 杉山茂久; 笠原诚治; 下田泰久; 江崎雅弘;
摘要 本 发明 提供一种能够有效地回收 溶剂 的 纤维 制造方法及 无纺布 制造方法以及纤维制造设备。使溶解于二氯甲烷(22)的原料 聚合物 (15)即浓液(25)在析出槽(8)中与 水 接触 ,从而析出极细的纤维即纤维状CA(28)。通过第1送液部(45)在液体中输送纤维状CA(28)而送入水洗槽(9)。通过第2送液部(46)将经水洗的纤维状CA(28)送入水分离槽(56)。在水分离槽(56)中,在网状带上展开纤维状CA(28)而得到片状CA(55)。使片状CA(55)通过压延辊(57)而得到无纺布(58)。析出槽(8)及水洗槽(9)处于密封状态,并且在液体中输送纤维状CA(28),因此析出槽(8)及水洗槽(9)不会向大气开放。冷凝来自析出槽(8)及水洗槽(9)的溶剂气体(48)并回收溶剂。不含惰性气体且有效地回收溶剂。
权利要求

1.一种纤维制造方法,其具备以下步骤:
A.将聚合物溶解于溶剂而得到聚合物溶液;
B.向加热到所述溶剂的沸点以上的液体中喷洒所述聚合物溶液并使所述溶剂蒸发,从而在密封的析出槽中析出纤维状聚合物,所述液体与所述聚合物及所述溶剂并不相溶;
C.从所述析出槽将所析出的所述纤维状聚合物在液体中输送;
D.在密封的洗槽中对所述在液体中输送的所述纤维状聚合物进行水洗;
E.从所述水洗槽将经水洗的所述纤维状聚合物在液体中输送;及
F.将所述B步骤和所述D步骤中产生的溶剂气体冷却并冷凝。
2.一种无纺布制造方法,其具备以下步骤:
A.将聚合物溶解于溶剂而得到聚合物溶液;
B.向加热到所述溶剂的沸点以上的液体中喷洒所述聚合物溶液并使所述溶剂蒸发,从而在密封的析出槽中析出纤维状聚合物,所述液体与所述聚合物及所述溶剂并不相溶;
C.从所述析出槽将所析出的所述纤维状聚合物在液体中输送;
D.在密封的水洗槽中对所述在液体中输送的所述纤维状聚合物进行水洗;
E.从所述水洗槽将经水洗的所述纤维状聚合物在液体中输送;
F.将所述B步骤和所述D步骤中产生的溶剂气体冷却并冷凝;
G.从经过所述E步骤的所述纤维状聚合物中分离水来制作片状聚合物;及H.将所述片状聚合物形成为无纺布。
3.根据权利要求2所述的无纺布制造方法,其中,所述G步骤中,在行走的网状带的宽度方向上,通过喷嘴展开包含所述纤维状聚合物的水,在所述网状带上形成由所述纤维状聚合物形成的所述片状聚合物。
4.根据权利要求3所述的无纺布制造方法,其中,所述G步骤中,控制所述网状带的行走速度及来自所述喷嘴的所述纤维状聚合物的流量,从而变更所述片状聚合物的体积。
5.根据权利要求2所述的无纺布制造方法,其中,所述H步骤中还具备以下步骤:
I.通过多个辊夹持并输送所述片状聚合物来制作所述无纺布。
6.根据权利要求2所述的无纺布制造方法,其中,所述聚合物为纤维素酰化物,所述溶剂为二氯甲烷,所述液体为水,所述B步骤的纤维素酰化物溶液的温度为20℃以上且40℃以下,所述水的温度为40℃以上且100℃以下。
7.根据权利要求2所述的无纺布制造方法,其中,所述制造方法还具备以下步骤:
J.吸附所述G步骤中产生的溶剂气体。
8.一种纤维制造设备,其具备:
聚合物溶解槽,将聚合物溶解于溶剂而得到聚合物溶液;
密封的析出槽,向加热到所述溶剂的沸点以上的液体中喷洒所述聚合物溶液并使所述溶剂蒸发,从而使所述聚合物以纤维状析出,所述液体与所述聚合物及所述溶剂并不相溶;
密封的水洗槽,对所析出的纤维状的所述聚合物进行水洗;
水分离槽,从经水洗的所述纤维状聚合物中分离水;
第1送液部,从所述析出槽向所述水洗槽在液体中输送包含所述纤维状聚合物的水;
第2送液部,从所述水洗槽向所述水分离槽在液体中输送包含所述纤维状聚合物的水;

冷凝器,冷却并冷凝在所述析出槽和所述水洗槽中产生的溶剂气体。
9.根据权利要求8所述的纤维制造设备,其中,所述液体为水,所述纤维制造设备具备分离槽,该分离槽将利用所述冷凝器冷凝的液体分离为所述水和所述溶剂。

说明书全文

纤维制造方法及无纺布制造方法以及纤维制造设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种纤维制造方法及无纺布制造方法以及纤维制造设备。

背景技术

[0002] 近来,纤维素系材料作为利用光合作用而产生的可再生的生物质材料,并且作为在环境中可生物降解的材料而受到瞩目。作为纤维素系材料的一种的三乙酸纤维素制无纺布能够广泛用于纸尿裤、掩模、各种过滤器、渗透膜、反渗透膜、透湿片材、防片材等。
[0003] 作为无纺布的制造方法,例如在日本专利第3789006号公报中,提出有使用具有聚合物供给口、凝固剂供给口、混合单元部的纺丝喷嘴的不连续原纤化纤维的制造方法。在该制造方法中,向聚合物供给口供给聚合物溶液,向凝固剂供给口供给水蒸气,在混合单元部内混合聚合物溶液和水蒸气并使其凝固。并且,在日本专利第2821991号公报中,提出有为了改善干爽感及显色性而设为在与纤维轴大致直方向上兼具微细的突起的纤维表面形态的乙酸纤维素纤维。而且,在日本特开2012-77388号公报中,提出有利用环境负载较少的方法制造机械物理性能、在高温下的刚性及吸水性优异的纤维素系无纺布的无纺布的制造方法。

发明内容

[0004] 发明要解决的技术课题
[0005] 以往无纺布制造方法中,如日本专利第3789006号公报中所记载,将水蒸气作为凝固剂使二乙酸纤维素的丙溶液原纤化。并且,如日本专利第2821991号公报中所记载,例如利用三乙酸纤维素的二氯甲烷或甲醇溶液进行干式纺丝。但是,上述任意方法中,作为溶剂,均使用丙酮、二氯甲烷、甲醇等溶剂,因此需要回收制造过程中产生的溶剂气体或使其无害化。因此,存在为了回收或进行无害化而需要大规模的设备及巨大能量的问题。由此,现有技术中,为了避免溶剂气体的大量处理,进行利用小规模的生产设备的少量生产,并且所得到的无纺布的体积变小。并且,日本特开2012-77388号公报为不使用溶剂的熔融纺丝法,虽是解决上述课题的方法之一,但是为了得到极细纤维,利用伴随溶剂蒸发而体积收缩的溶液法较优异。
[0006] 本发明是解决这些课题的发明,其目的在于提供一种可有效地进行溶剂回收的纤维制造方法与纤维制造设备、及得到由极细纤维构成的体积较大的无纺布的无纺布制造方法。
[0007] 用于解决技术课题的手段
[0008] 本发明的纤维制造方法具备聚合物溶解步骤(A步骤)、聚合物析出步骤(B步骤)、第1送液步骤(C步骤)、水洗步骤(D步骤)、第2送液步骤(E步骤)及冷凝步骤(F步骤)。A步骤中,将聚合物溶解于溶剂而得到聚合物溶液。B步骤中,向加热到溶剂的沸点以上的液体喷洒聚合物溶液并使溶剂蒸发,从而在密封的析出槽中析出纤维状聚合物。液体与聚合物及溶剂并不相溶。C步骤中,从析出槽在液体中输送所析出的纤维状聚合物。D步骤中,在密封的水洗槽中对在液体中输送的纤维状聚合物进行水洗。E步骤中,从水洗槽在液体中输送经水洗的纤维状聚合物。F步骤中,冷却并冷凝B步骤和D步骤中产生的溶剂气体。
[0009] 本发明的无纺布制造方法具备上述的A步骤、B步骤、C步骤、D步骤、E步骤、F步骤、水分离步骤(G步骤)及无纺布形成步骤(H步骤)。G步骤中,从经过E步骤的纤维状聚合物分离水来作为片状聚合物。H步骤中,将片状聚合物形成为无纺布。
[0010] 优选G步骤中,在行走的网状带的宽度方向上,通过喷嘴展开包含纤维状聚合物的水,在网状带上形成由纤维状聚合物形成的片状聚合物。优选G步骤中,控制网状带的行走速度及来自喷嘴的纤维状聚合物的流量,从而变更片状聚合物的体积。
[0011] 优选在H步骤中具备压延步骤(I步骤)。I步骤中,通过多个辊夹持并输送片状聚合物而作为无纺布。
[0012] 优选聚合物为纤维素酰化物,溶剂为二氯甲烷,液体为水,B步骤的纤维素酰化物溶液的温度为20℃以上且40℃以下,水的温度为40℃以上且100℃以下。
[0013] 优选还具备气体吸附步骤(J步骤)。J步骤中,吸附G步骤中产生的溶剂气体。
[0014] 本发明的纤维制造设备具备聚合物溶解槽、密封的析出槽、密封的水洗槽、水分离槽、第1送液部、第2送液部及冷凝器。聚合物溶解槽中,将聚合物溶解于溶剂而得到聚合物溶液。析出槽中,向加热到溶剂的沸点以上的液体喷洒聚合物溶液并使溶剂蒸发,从而使聚合物以纤维状析出。液体与聚合物及溶剂并不相溶。水洗槽中,对所析出的纤维状聚合物进行水洗。水分离槽中,从经水洗的纤维状聚合物分离水。第1送液部从析出槽向水洗槽在液体中输送包含纤维状聚合物的水。第2送液部从水洗槽向水分离槽在液体中输送包含纤维状聚合物的水。冷凝器冷却并冷凝在析出槽和水洗槽产生的溶剂气体。
[0015] 优选液体为水,具备分离槽,该分离槽将利用冷凝器冷凝的液体分离为水和溶剂。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明,与聚合物及溶剂并不相溶,向加热到溶剂的沸点以上的液体喷洒聚合物溶液并使溶剂蒸发,从而析出纤维状聚合物,由此发生体积的減少,因此能够制造极细纤维。
[0018] 并且,根据本发明,从析出槽在液体中输送在析出槽析出的纤维状聚合物,因此不会因纤维状聚合物的操作性而将析出槽或水洗槽向大气开放,且能够维持密封状态。从而,能够对在各槽中蒸发的溶剂作为不含有大气等惰性气体而含有水或水蒸气的溶剂气体进行回收,利用冷凝器(冷凝器)容易回收溶剂。例如,为开放系统时,由于溶剂气体中混入大气等而导致含有惰性气体,因此需要使用吸附塔的大规模的吸附回收,増大运转成本和初始设备成本。本发明中,由于是包含水或水蒸气的溶剂气体,因此能够利用冷凝器有效地回收溶剂。另外,本发明的纤维制造设备的水分离槽中溶剂气体会从出口漏出,但溶剂气体几乎在析出槽、水洗槽的密封系统中被回收,由此通过小规模的吸附塔就可回收漏出的溶剂气体。
[0019] 根据本发明的无纺布制造方法,将纤维状聚合物形成为片材时,容易控制堆积量,能够制造由极细纤维构成的体积较大的无纺布。附图说明
[0020] 图1是表示纤维及无纺布的制造设备的示意图。
[0021] 图2是表示析出槽、水洗槽、水分离槽的概略侧视图。
[0022] 图3是表示无纺布制造设备的示意图。

具体实施方式

[0023] 如图1所示,纤维制造设备5在作为原料的聚合物的流动方向上从上游侧依次具备聚合物溶解槽6、浓液供给管7、析出槽8、水洗槽9。浓液供给管7除了配管7a以外,还具有11、过滤器12、压调节13。
[0024] 在聚合物溶解槽6中投入作为原料聚合物的原料纤维素酰化物(以下,称为原料CA)15。并且,经由溶剂供给管20在聚合物溶解槽6连接有溶剂储存槽21。该溶剂储存槽21中储存有作为溶剂的二氯甲烷22。并且,通过溶剂供给管20向聚合物溶解槽6投入二氯甲烷22。聚合物溶解槽6具有搅拌机6a。通过该搅拌机6a促进原料CA15在二氯甲烷22中的溶解,得到原料CA15溶解于二氯甲烷22的纤维素酰化物溶液(浓液)25。
[0025] 浓液25中的原料CA15的浓度(聚合物溶液浓度)例如为7质量%。该聚合物浓度为0.5质量%以上且19质量%以下,优选为2质量%以上且10质量%以下。聚合物浓度小于0.5质量%时,聚合物析出时难以成为纤维状,并且溶剂去除成本变高,因此不优选。并且,若超过19质量%,则粘度较高,由过滤引起的压力损失变高,因此不优选。另外,可根据需要在浓液中添加各种添加剂。作为添加剂,有增塑剂、紫外线吸収剂、劣化抑制剂、染料、光学各向异性控制剂、防静电剂、表面活性剂、剥离剂、无机微粒子(粒子等)等。此时,使用具有添加喷嘴、静态混合器、动态混合器等的添加单元。
[0026] 聚合物溶解槽6中,通过由夹套6b引起的加热及保温效果,将浓液25的温度例如保持在120℃。另外,浓液25除了利用聚合物溶解槽6进行加热以外,还可以在聚合物溶解槽6的下游侧另设加热装置,将浓液25加热到规定温度。该浓液25的温度优选为20℃以上且120℃以下。浓液25的温度小于20℃时,需要冷却,并且蒸发所需的能量变大,因此不优选。并且,若超过120℃,则通常容易发生配管材料的腐蚀,因此不优选。到浓液供给管7的压力调节阀13为止维持浓液25的设定温度例如120℃,如后所述从第1喷嘴31喷出的状态下,成为40℃左右。所得到的浓液25被送入浓液供给管7的过滤器12。
[0027] 过滤器12中,从送过来的浓液25去除例如5μm左右的异物。过滤器12的种类并无特别限定,但优选使用助剂过滤方式、金属过滤方式、滤纸过滤方式等。各过滤方式中的绝对过滤精度在2μm以上且30μm以下的范围内,优选根据使用目的来确定绝对过滤精度。例如,绝对过滤精度5μm是指99.9%以上可去除的尺寸为5μm以上。
[0028] 经过过滤器12的浓液25的压力通过压力调节阀13保持为恒定,并送入析出槽8。
[0029] 如图2所示,析出槽8具有槽主体30、第1喷嘴31、第2喷嘴32、搅拌机33。槽主体30例如使用横置型的圆筒槽,通过隔板30c内部划分为第1槽30a及第2槽30b。槽主体30为密封型,内部的气体及液体不会向外部漏出。
[0030] 在第1槽30a配置有搅拌机33。搅拌机33具有带有搅拌叶片33a的旋转轴33b及达33c。旋转轴33b水平配置于第1槽30a,以一定间隔安装有搅拌叶片33a。旋转轴33b的一端部从槽主体30以水密状态向外部突出,该一端部连接有马达33c。搅拌机33搅拌第1槽30a的水
27,并使水面温度保持为恒定。
[0031] 旋转轴33b可以是1根,也可以是多根。为多根的情况下,相邻的旋转轴彼此可以改变旋转方向,也可以为同一方向。并且,优选使水面附近的水27朝向第2槽30b流动。另外,搅拌叶片33a的配置方向及搅拌叶片33a的类型并不限定于图示例,总之只要能够搅拌析出槽8内的水27即可。并且,可以不使用搅拌机33,从第1槽30a的侧面朝向第2槽30b另行供给水
27,并通过水流搅拌第1槽30a的水27。而且,还可以使用水流与搅拌机这两者进行搅拌。
[0032] 第1槽30a中储存有水27。水27保持在二氯甲烷22的沸点以上的温度,使浓液25中的二氯甲烷22蒸发。第2槽30b设为从第1槽30a溢出的水27及后述的纤维状CA28的排出部,且在底部形成有排出口30d。
[0033] 在析出槽8的内面上部配置有第1喷嘴31及第2喷嘴32。在第1喷嘴31连接有浓液供给管7。第1喷嘴31将浓液25朝向水面进行喷射。较短地形成从压力调节阀13(参考图1)到析出槽8的第1喷嘴31为止的浓液供给管7,浓液25在析出槽8内被稳定地闪蒸。另外,第1喷嘴31仅配置有1根,但配置根数并不限于1根,可适当增加。
[0034] 第2喷嘴32具有喷嘴头32a及喷嘴主体32b,并连接有水供给部35。在析出槽8的长边方向上配置有喷嘴头32a。喷嘴主体32b在喷嘴头32a以规定间距配置有多个。水供给部35将来自储水槽36(参考图1)的水27送入第2喷嘴32。由此,从第2喷嘴32喷射水27,并朝向水面进行喷洒。供给到析出槽8的水27的温度优选为40℃以上且100℃以下。小于40℃时,二氯甲烷22不蒸发,而使析出变得不可能。并且,若超过100℃,则为了将水27保持为液体状态需要加压运行,因此均不优选。并且,也可以使从第1喷嘴31喷射出的浓液25与从喷嘴主体32b喷射出的水27在从第1喷嘴31到水面为止的空间进行接触。由此,能够使浓液25伸长,或者提早进行二氯甲烷22的蒸发,能够得到更极细且更长的纤维状CA28。
[0035] 由第1喷嘴31进行的浓液25的喷洒及由第2喷嘴32进行的水27的喷洒优选在槽主体30的宽度方向上均匀地进行。由此,有效地析出纤维素酰化物。
[0036] 如图1所示,水供给部35具有储水槽36、泵37、过滤器38、止回阀39、温度调节器40。储水槽36具有温度调节功能,将水27保持在规定温度。泵37通过调整转速来调节水27的流量。过滤器38从水27中过滤异物。温度调节器40对在储水槽36中被温度调节的水27进行最终的温度調整。由此,从第2喷嘴32以规定流量朝向水面喷射加热到适温的水27(参考图2)。
另外,水供给部35通过第2喷嘴32将水27送入析出槽8,但除此以外,也可以向第1槽30a另行供给水27。
[0037] 如图2所示,从第1喷嘴31喷射出的浓液25与析出槽8内的水27接触。水27加热保持在二氯甲烷22的沸点以上。因此,与水27接触的浓液25中的二氯甲烷22通过因水27的加热而瞬间蒸发(闪蒸),从而在水27中原料CA15例如以纤维状析出,成为纤维状纤维素酰化物(以下简称为纤维状CA(纤维状聚合物))28。由于加热(例如80℃)到二氯甲烷22的沸点以上的水27从第2喷嘴32喷洒,因此从水面的上方也促进浓液25中的二氯甲烷22的蒸发。
[0038] 通过搅拌机33的旋转,或者通过另行供给的水27的水流,水面附近的水27与纤维状CA28一同朝向第2槽30b流动。第2喷嘴32的多个喷嘴主体32b以喷出方向朝向纤维状CA28的排出方向的方式倾斜配置。从而,通过从第2喷嘴32喷射出的水27的推动,纤维状CA28也朝向第2槽30b被送出。另外,代替通过水27的流动而将纤维状CA28朝向第2槽30b送入,或除此以外,还可以使用滚筒或其他输送部。
[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。在该排出口30d连接有第1送液部45。第1送液部45具有配管45a及泵45b,将纤维状CA28与水27一同在液体中输送至水洗槽9(第1送液工序)。
[0040] 水洗槽9具有水洗部9a、排出部9b及喷嘴9c。水洗部9a中,例如从喷嘴9c喷射水27,并对纤维状CA28进行水洗。水洗部9a连接有1个或多个槽而构成。排出部9b暂时储存经水洗的纤维状CA28。水洗槽9完全去除通过第1送液部45的水与伴随纤维状CA28的高浓度的二氯甲烷成分。虽然在析出槽8中去除高浓度的二氯甲烷成分,但有时会卷入在析出槽8的水面附近的高浓度二氯甲烷,或者伴随纤维状CA。因此,通过水洗槽9,完全去除二氯甲烷成分,以使不会向室内放出二氯甲烷气体。
[0041] 在排出部9b的底部形成有排出口9d。排出口9d连接有第2送液部46。第2送液部46具有配管46a及泵46b,将混杂有纤维状CA28的水27在液体中输送至水分离槽56(第2送液工序)。
[0042] 析出槽8及水洗槽9中,通过第1送液部45及第2送液部46,在液体中输送水27及纤维状CA28,因此可保持密封状态。由此,大气不会进入到析出槽8及水洗槽9。析出槽8及水洗槽9的溶剂气体(二氯甲烷)48与蒸气一同通过溶剂气体回收管50、51被送入冷凝器52。溶剂气体回收管50、51具有省略图示的转换阀及泵。冷凝器52中,将从析出槽8及水洗槽9送过来的蒸气与混合有二氯甲烷22的溶剂气体48例如与冷水进行热交换而冷凝并液化。冷凝的液体被送入分离槽53(凝聚工序)。
[0043] 分离槽53将液体分离为二氯甲烷22与水27。二氯甲烷22的比重大于水27,因此二氯甲烷22位于下层,水27位于上层。分离槽53具有夹套53a。夹套53a中,作为温度控制介质,例如循环水,从而将二氯甲烷22及水27保持在适当的温度。
[0044] 在分离槽53分离的水27经过未图示的过滤器后回到储水槽36。另外,可以作为其他用途进行再利用或者废弃,来代替回到储水槽36。二氯甲烷22被送入溶剂储存槽21并进行储存,从而进行再利用。
[0045] 由聚合物溶解槽6、浓液供给管7、析出槽8、水洗槽9、冷凝器52、分离槽53构成纤维制造设备5。通过纤维制造设备5来进行纤维制造工序。并且,通过聚合物溶解槽6来进行聚合物溶解工序,通过析出槽8来进行聚合物析出工序,通过水洗槽9来进行水洗工序。
[0046] 如图1所示,利用纤维制造设备5而得到的纤维状CA28被送入无纺布制造设备(无纺布形成装置)54,从而制造无纺布58。无纺布制造设备54具备水分离槽56及压延辊57。如图3所示,水分离槽56的内部具有网状带60及喷嘴61,在网状带60上沿网状带60的宽度方向均匀地展开纤维状CA28。通过该水分离槽56来进行水分离工序。网状带60挂绕于多个滚筒62。一侧的滚筒62连接有马达63。马达63经由驱动器63a被控制器64旋转控制。通过滚筒62的旋转,网状带60循环行走。
[0047] 网状带60的网眼设为纤维状CA28无法通过的大小。从而,只有纤维状CA28残留在网状带60上,水27通过网状带60。由此,通过残留在网状带60上的纤维状CA28来形成片状CA(片状聚合物)55。
[0048] 喷嘴61具有喷头61a及多个喷嘴主体61b。在网状带60的宽度方向上配置喷头61a。在喷头61a以规定间隔配置有喷嘴主体61b。喷头61a连接有第2送液部46,供给混杂有纤维状CA28的水27。或者,也可以使喷头61a在宽度方向上周期性往复移动,从而将混杂有纤维状CA28的水27在网状带60上展开。
[0049] 流量控制部66控制供给于喷嘴61的混杂有纤维状CA28的水27的流量。控制器64根据片状CA55的堆积量,经由流量控制部66控制混杂有纤维状CA28的水27的供给量及网状带60的走行速度中的任一个或两个。例如,要求较厚的(体积较大的)片状CA55时,增加水27的流量,或降低网状带60的走行速度。要求较薄的(体积较小的)片状CA55时,减少水27的流量,或加快网状带60的走行速度。如此,变更片状CA55的体积。
[0050] 另外,虽省略图示但可以在水分离槽56中设置送头及微振动装置等。送风头朝向片状CA55吹出温风例如热风,从而促进干燥。并且,微振动装置通过使网状带60振动,能够实现促进水27的分离、及促进纤维状CA28的相互缠绕。
[0051] 如图2所示,在水分离槽56分离的水27经由水回收管70被送入储水槽36。水回收管70具有配管70a、泵70b、过滤器70c、止回阀70d。过滤器70c过滤包含在水27的纤维状CA28等异物。另外,可以省略水回收管70,不循环使用在水分离槽56分离的水27,而是进行废弃处理。
[0052] 可以在水分离槽56设置夹持片状CA55的挤压辊。挤压辊从片状CA55挤取水分。并且,若储水槽36的水27为一定量以下,则通过供水管(未图示)补充一定量的水27。
[0053] 从水分离槽56出来的片状CA55经过压延工序成为所希望的厚度,从而成为无纺布58。压延工序中,使用压延辊57,使片状CA55通过多个辊57a之间。由此,片状CA55成为具有一定厚度的无纺布58。由水分离槽56及作为无纺布形成装置59的压延辊57构成无纺布制造设备54。并且,通过压延辊57来进行无纺布形成工序。无纺布58形成为可出货的状态,例如辊状、片状等。无纺布58之后形成为作为最终产品的掩模或过滤器、纸尿裤等。
[0054] 另外,无纺布形成装置59代替使用压延辊57,或除此以外,还可以使用热粘合法、化学粘合法、针刺法水刺法(Spunlacemethod)、缝编法、蒸汽喷射法等公知的方法来提高纤维状CA28的结合。
[0055] 热粘合法中,利用热使纤维状CA28熔融并结合。化学粘合法中,在粘合剂中含浸或喷涂粘合剂来使纤维状CA28结合。针刺法中,刺入倒刺针而使纤维状CA28机械结合。水刺法(Spunlacemethod)中,使用高压水流使纤维状CA28缠绕。缝编法中,例如在引导带上,在片状CA55上从一定方向施加针刺,使纤维状CA28结合。蒸汽喷射法中,喷涂加热蒸汽使纤维状CA28结合。
[0056] 在本实施方式所使用的二氯甲烷22是出于环境负载与对人的毒性的担心而通过PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法监管其利用与废弃的物质。因此,必须避免从工厂厂房内部向厂房外部的排出。从而,将厂房设为例如双重结构来提高密封性,除此以外极力减少从各机器泄漏的二氯甲烷气体。
[0057] 在本实施方式中,析出槽8及水洗槽9、水洗槽9及水分离槽56通过第1送液部45及第2送液部46连接,并且析出槽8及水洗槽9处于密封状态,因此溶剂气体48不会向外部漏出。但是,在水分离槽56中具有用于将片状CA55从水分离槽56排出的出口56a。经由该出口56a,在水分离槽56中的溶剂气体48从水分离槽56向外部漏出,但为溶剂气体48已经在析出槽8及水洗槽9中几乎被去除的状态,从而从水分离槽56向外部漏出的溶剂气体48为微量。
为了回收该微量溶剂气体48,在水分离槽56内及水分离槽56的出口56a的外侧连接有溶剂气体回收部75。溶剂气体回收部75具有吸引管76、77及气体吸附塔78。气体吸附塔78进行气体吸附工序。气体吸附塔78通过公知的方法吸附溶剂气体48,并从该所吸附的溶剂气体分离溶剂而回收溶剂(气体吸附工序)。
[0058] 另外,虽省略了图示,但厂房和各机器的配置空间被分隔为密封的空间。并且,按各分隔单元回收溶剂气体48,并通过气体吸附塔等来进行吸附回收。因此,即使在从水分离槽56泄漏了二氯甲烷气体的情况下,最终也会被捕捉,且不会被放出到厂房外部。
[0059] 如上所述,无纺布制造设备具备聚合物溶解槽、析出槽、水洗槽、水分离槽、第1送液部、第2送液部、冷凝器、无纺布形成装置。聚合物溶解槽中,使聚合物溶解于溶剂而得到聚合物溶液。析出槽中,向加热到溶剂的沸点以上的液体喷洒聚合物溶液并使溶剂蒸发,从而使聚合物以纤维状析出。液体与聚合物及溶剂并不相溶。水洗槽中,对所析出的纤维状聚合物进行水洗。水分离槽中,从纤维状聚合物分离水而作为片状聚合物。第1送液部从析出槽向水洗槽在液体中输送包含纤维状聚合物的水。第2送液部从水洗槽向水分离槽在液体中输送包含纤维状聚合物的水。冷凝器冷却并冷凝在析出槽和水洗槽产生的溶剂气体。无纺布形成装置将片状聚合物形成为无纺布。
[0060] 水分离槽具有喷嘴与行走的网状带,优选喷嘴在网状带的宽度方向上展开包含纤维状聚合物的水而在网状带上形成由纤维状聚合物形成的片材。优选具备控制部,该控制部控制网状带的走行速度及来自喷嘴的纤维状聚合物的流量中的任一个,从而变更片材的体积。
[0061] 优选聚合物为纤维素酰化物,溶剂为二氯甲烷,液体为水,析出槽的纤维素酰化物溶液的温度为20℃以上且40℃以下,水的温度为40℃以上且100℃以下。优选具备分离槽,该分离槽将利用冷凝器冷凝的液体分离为水与溶剂。优选具备气体吸附塔,该气体吸附塔吸附在水分离槽中产生的溶剂气体。
[0062] 接着,对本实施方式的作用进行说明。如图1所示,制造纤维状CA28时,向聚合物溶解槽6放入原料CA15及二氯甲烷22并利用搅拌机6a进行搅拌,从而制作例如聚合物溶液浓度为7质量%的浓液25。利用过滤器12对该浓液25进行过滤之后,利用压力调节阀13将压力调节为恒定,并送入析出槽8的第1喷嘴31。在本实施方式中,将浓液25的浓度设为7质量%,因此过滤负载较少,且可进行高性能过滤。
[0063] 如图2所示,从第1喷嘴31朝向析出槽8内的水面喷射浓液25,并扩散于水面。水27的温度设定为高于二氯甲烷22的沸点的温度。因此,与水面接触的浓液25中的二氯甲烷22通过来自水27的热而瞬间蒸发,从而得到极细的纤维状CA28。该纤维状CA28通过来自第2喷嘴32的水淋浴,也有效地蒸发二氯甲烷22。并且,纤维状CA28随着搅拌机33与来自第2喷嘴32的水27的喷射或水27的流动,被送入第2槽30b。
[0064] 暂时储存在第2槽30b的纤维状CA28通过第1送液部45与水27一同朝向水洗槽9在液体中被输送。水洗槽9中,水洗纤维状CA28。水洗后的纤维状CA28通过第2送液部46与水27一同被送入水分离槽56。如图3所示,水分离槽56中,在网状带60上展开纤维状CA28而得到片状CA55。所得到的片状CA55通过压延辊57成为所希望的厚度并得到无纺布58。
[0065] 在本实施方式中,使用利用二氯甲烷22来溶解原料CA15的浓液,通过加热到二氯甲烷22的沸点以上的水27使二氯甲烷22蒸发,因此能够以简单的设备结构减少热能的损失而有效地制作极细的纤维状CA28。而且,通过使用无异物的浓液25而析出纤维状CA28,从而能够制造杂质较少且极细的纤维状CA28、及由该极细的纤维状CA28构成的无纺布58。并且,无需现有无纺布制造方法中所需的将纤维混杂在水中的工序,而是通过析出工序,析出的同时纤维被喷洒在水中,因此能够更简单地进行无纺布的制造。
[0066] 由于从析出槽8及水洗槽9在液体中输送纤维状CA28,因此析出槽8及水洗槽9不会向外部空气开放。由此,不会发生空气进入析出槽8及水洗槽9的情况、或相反地溶剂气体从析出槽8及水洗槽9泄漏的情况。因此,在溶剂气体48中不会混入惰性气体,无需大规模的气体吸附塔,能够降低初始设备成本和运转成本。并且,通过冷凝器52及分离槽53能够有效地回收溶剂气体48。
[0067] 在上述实施方式中,对于原料CA15作为溶剂使用了二氯甲烷22,但溶剂只要是良溶剂,可以使用其他单一溶剂或混合溶剂。另外,使用单一溶剂时,溶剂的回收与再利用变得简单。用于析出纤维的液体只要是能够加热到溶剂的沸点以上的液体即可,可以使用水以外的其他液体。另外,使用混合溶剂时,分离利用溶剂气体回收管50、51进行回收的混合溶剂,作为各自的溶剂进行回收,或者作为混合溶剂进行再利用。
[0068] 能够用于本发明的聚合物只要是热塑性树脂,则并无特别限定,例如,可举出纤维素酰化物、含内酯环的聚合物、环状聚烯、聚酸酯、甲基丙烯酸酯聚合物、聚酯等。其中优选为纤维素酰化物、环状聚烯烃,其中尤其优选为包含乙酸基、丙酸酯基的纤维素酰化物、通过加成聚合得到的环状聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯。
[0069] 本发明的纤维素酰化物中所使用的酰基可以仅使用1种,或者也可以使用2种以上的酰基。使用2种以上的酰基时,其中一个优选为乙酰基。优选将纤维素的羟基用羧酸进行酯化的比例、即酰基的取代度满足下述式(I)~(III)的全部。另外,以下式(I)~(III)中,A及B表示酰基的取代度,A为乙酰基的取代度,并且B为碳原子数3~22的酰基的取代度。另外,优选三乙酰纤维素(TAC)的90质量%以上为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] (III)  0≤B≤2.9
[0073] 酰基的总取代度A+B更优选为2.20以上且2.90以下,尤其优选为2.40以上且2.88以下。并且,碳原子数3~22的酰基的取代度B更优选为0.30以上,尤其优选为0.5以上。可以从绒、浆料中的任一种中得到纤维素酰化物的原料即纤维素。