专利名称：纺丝装置、无纺布制备装置和无纺布的制备方法
技术领域：
本发明涉及纺丝装置、具备该纺丝装置的无纺布制备装置、以及使 用上述无纺布制备装置的无纺布的制备方法。
构成无纺布的纤维的纤维直径小，则分离性能、液体保持性能、擦 拭性能、隐蔽性能、绝缘性能或柔软性等各种性能均优异，因此优选构 成无纺布的纤维的纤维直径小。已知含有上述纤维直径小的纤维的无纺 布的制备方法有所谓的静电纺丝法，该方法是将纺丝液由喷嘴喷出，同 时使电场作用于喷出的纺丝液，拉伸纺丝液，使直径变细，然后直接在 收集体上收集，制成无纺布。根据该静电纺丝法，可以制备含有平均纤
维直径1 pm以下的纤维的无纺布。该静电纺丝法是使电场作用于纺丝 液，因此必须对喷嘴或收集体施加高电压，因此不仅装置复杂，而且在 能源方面很浪费。
作为可以改善上述问题的纺丝装置，人们发明了图2所示的装置 "通过使用压缩气流形成纳米纤维的无纺垫的装置，该装置包含设置了 平行间隔的笫1(12)、第2(22)和第3(32)构件，分别具有供给端部(14、 24、 34)和相对的出口端部(16、 26、 36)。第2构件(22)与笫1构件(12) 相邻。笫2构件(22)的出口端部(26)伸长至超过第1构件(12)的出口端部 (16),第1 (12)和第2(22)构件隔出笫l供给狭缝(18)。第3构件(32)位于 与第2构件(22)相对的一側、与第1构件(12)相邻。第1 (12)和第3 (32) 构件隔出第1气体狭缝(38),第1 (12)、第2 (22)和第3 (32)构件的出口 端部(16、 26、 36)隔出喷气空间(20)。也包含了通过使用压缩气流，形成 纳米纤维的无纺垫的方法"(专利文献1)。该装置无需施加高电压，因此 可以解决上述问题。但是，该装置中，将平板状的第1、第2和第3构 件平行设置，因此压缩气体作用于片状的纺丝液，难以形成纤维形状， 较多含有液滴，因此，即使形成纤维形状也只能形成粗的纤维。
作为同样的纺丝装置，有人提出了"一种使用压缩气体的纳米纤维 制备装置，该装置具备中心管、与中心管呈同心状并且分开设置的第1 供给管、与第l供给管呈同心状且分开设置的中间气体管、与中间气体 管呈同心状且分开设置的笫2供给管，中心管与第l供给管形成第l环状柱，中间气体管与第l供给管形成第2环状柱，中间气体管与第2供 给管形成第2环状柱，第l喷气空间在中心管和第l供给管的下游一侧 端部形成，第2喷气空间在中间气体管和第2供给管的下游一侧端部形 成。"(专利文献2)。该制备装置也无需施加高电压，因此可以解决上迷 问题。但是，该装置中，喷气作用于呈环状喷出的纺丝液，因此纺丝不 稳定，难以形成纤维形状，较多含有液滴。
现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本特表2005-515316号公报(摘要、表1等) 专利文献2:美国专利第6520425号公报(摘要，图2等)
发明内容
本发明针对上迷问题而设，其目的在于提供为简单的装置、可以制 备含有纤维直径小的纤维的无纺布的纺丝装置，以及具备该纺丝装置的 无纺布制备装置、以及使用上述无纺布制备装置的无纺布的制备方法。
本发明的目的在于提供为简单、能耗优异的装置、可以生产性良好 地制备含有纤维直径小的纤维、均匀质地的无纺布的纺丝装置，以及具 备该纺丝装置的无纺布制备装置。
本发明进一步提供可以以小的能耗、生产性良好地制备纤维直径或 树脂組成等不同的2种以上纤维直径小的纤维均匀混合、质地优异的无 纺布的方法。还涉及可制备较薄的无纺布乃至较厚的无纺布的方法。
本发明涉及以下内容纺丝装置，该纺丝装置具有1处以上可喷出纺丝液的喷液部， 和1处位于上述任意喷液部上游一侧、可喷出气体的喷气部，该纺丝装 置满足以下条件
(1) 具有以喷液部作为端部的液体用柱状中空部(H1);
(2) 具有以喷气部作为端部的气体用柱状中空部(Hg);
(3) 将液体用柱状中空部(Hl)延长而成的液体假想柱状部(Hvl)与将 气体用柱状中空部(Hg)延长而成的气体假想柱状部(Hvg)相接近；
(4) 液体用柱状中空部(H1)的喷出方向中心轴与气体用柱状中空部 (Hg)的喷出方向中心轴平行；(5)用与气体用柱状中空部(Hg)的中心轴垂直的平面切断时，只可 引一条气体用柱状中空部(Hg)的切面的外周和液体用柱状中空部(Hl)的 切面的外周的距离最短的直线。 [l]所迷的纺丝装置，其中，喷液部为1处。无纺布的制备装置，其特征在于除[2]所述的纺丝装置之外， 还具备纤维的收集体。无纺布的制备方法，其特征在于使用[3]所述的无纺布制备装 置，由纺丝装置的喷气部喷出流速100m/秒以上的气体。[1]所述的纺丝装置，其中，喷液部为2处以上，满足下述条件
(1) 分别具有以各喷液部作为端部的液体用柱状中空部；
(2) 具有以喷气部作为端部的气体用柱状中空部；
(3) 将液体用柱状中空部延长而成的各液体假想柱状部与将气体用 柱状中空部延长而成的气体假想柱状部分别相接近；'
(4) 液体用柱状中空部的各喷出方向中心轴与气体用柱状中空部的 喷出方向中心轴分别平行；
(5) 用垂直于气体用柱状中空部中心轴的平面切断时，在任何的组 合下，只可以引 一条气体用柱状中空部的切面的外周和液体用柱状中空 部的切面的外周的距离最短的线。[5]所迷的纺丝装置，其特征在于各喷液部的外形为圆形。 [7] [5]或[6]所述的纺丝装置，其特征在于喷气部的外形为圆形。 [8]无纺布制备装置，其特征在于该无纺布制备装置除[5]-[7]中
任一项所述的纺丝装置之外，还具备纤维的收集体。无纺布的制备方法，其特征在于该制备方法是使用[8]所述的
无纺布制备装置。无纺布的制备方法，其特征在于使用[8]所迷的纺丝装置，
以2种以上的喷出条件，由上述喷液部喷出纺丝液，制成纤维，汇集在
收集体上。 [IO]所述的无纺布的制备方法，其特征在于喷出浓度不同的 纺丝液。 [IO]所述的无纺布的制备方法，其特征在于喷出聚合物不同 的纺丝液。 [IO]所述的无纺布的制备方法，其特征在于喷出溶剂不同的纺丝液。
本发明的[l]所述的纺丝装置是简单的装置，是可制备含有纤维直径 小的纤维的无纺布、能耗有优势的装置。
本发明的[2]所述的纺丝装置是具有"可喷出纺丝液的喷液部，和位 于上述喷液部上游一侧、可喷出气体的喷气部的，满足下述条件的纺丝 装置。(l)具有以喷液部为端部的液体用柱状中空部(Hl); (2)具有以喷气 部为端部的气体用柱状中空部(Hg); (3)将液体用柱状中空部(H1)延长而 成的液体假想柱状部(Hvl)和将气体用柱状中空部(Hg)延长而成的气体 假想柱状部(Hvg)相接近；(4)液体用柱状中空部(H1)的喷出方向中心轴与 气体用柱状中空部(Hg)的喷出方向中心轴平行；(5)用与气体用柱状中空 部(Hg)的中心轴垂直的平面切断时，只可引一条气体用柱状中空部(Hg) 的切面的外周与液体用柱状中空部(H1)的切面的外周的距离最短的直 线"。该纺丝装置中，由喷液部喷出的纺丝液与由喷气部喷出的气体接 近并平行，并且气体和伴随气流所产生的剪切力呈一条直线状作用于纺 丝液上，因此可以纺丝呈细直径的纤维。另外，无需对纺丝液施加高电 压，也无需对纺丝液和气体进行加热，因此是简单且能耗有优势的装置。
本发明的[3]所述的无纺布制备装置具备收集体，因此可收集细直径 的纤维，制备无纺布。
本发明的[4]所述的制备方法中，喷出流速100m/秒以上的气体，则 可以抑制液滴的生成，可以高效制备含有细直径纤维的无纺布。
本发明的[5]所迷的纺丝装置是"具有2处以上可喷出纺丝液的喷 液部，和1处位于上述任意喷液部上游一侧、可喷出气体的喷气部，并 满足以下条件的纺丝装置。(l)分别具有以各喷液部作为端部的液体用柱 状中空部；(2)具有以喷气部作为端部的气体用柱状中空部；(3)将液体用 柱状中空部延长而成的各液体假想柱状部与将气体用柱状中空部延长 而成的气体假想柱状部分别相接近；(4)液体用柱状中空部的各喷出方向 中心轴与气体用柱状中空部的喷出方向中心轴分别平行；(5)用与气体用 柱状中空部的中心轴垂直的平面切断时，在任何组合中，只可引一条气 体用柱状中空部的切面的外周和液体用柱状中空部的切面的外周的距 离最短的直线。，，。该纺丝装置中，由各喷液部喷出的纺丝液和由喷气 部喷出的气体分别接近，分别平行，并且气体和伴随气流所产生的剪切 力分别呈一条直线状作用于各纺丝液，因此可以纺丝细直径的纤维。无需对各纺丝液施加高电压，因此是简单且能耗有优势的装置。并且，可
以将由2处以上的喷液部喷出的纺丝液用1处喷气部喷出的气体制成纤 维，因此可减少气体量，可以抑制纤维的飞散，可生产性良好地制备质 地均匀的无纺布。可以减少气体量、无需使吸引装置大型化，由此在能 耗方面也有优势。
本发明的[6]所述的纺丝装置中，各喷液部的外形为圆形，因此由喷 气部喷出的气体和伴随气流所产生的剪切力容易分别呈一条直线状作 用于由各喷液部喷出的圆柱状的纺丝液上，容易纺丝成细直径的纤维。
本发明的[7]所述的纺丝装置中，喷气部的外形为圆形，因此，相对 于喷气部无论怎样设置各喷液部，也可以使由喷气部喷出的气体和伴随 气流所产生的剪切力分别呈一条直线状作用于由各喷液部喷出的各纺 丝液上，容易纺丝成细直径的纤维。
本发明的[8]所述的无纺布纺纱装置具备纤维的收集体，因此可以将 纤维聚汇集，生产性良好地制备无纺布。
本发明的[8]或[9]的制备方法是由各喷液部喷出的纺丝液和由喷气 部喷出的气体分别接近，分别平行，并且气体和伴随气流所产生的剪切 力分别呈一条直线状作用于各纺丝液，因此可以纺丝细直径的纤维。还 可以通过由1处喷气部喷出的气体将由2处以上的喷液部喷出的纺丝液 制成纤维，可以减少气体量，因此可以抑制纤维的飞散，生产性良好地 制备质地优异的无纺布。由于可以减少气体量、无需使吸引装置大型化、 并且无需对各纺丝液施加高电压，因此在能耗方面有优势。另外，可以 减少气体量、无需增强吸引力，因此可以制备薄的无纺布乃至厚的无纺 布。并且，本发明的[9]所迷的制备方法是在2种以上的喷出条件下由喷 液部喷出纺丝液并制成纤维，因此可以制备纤维直径、树脂组成等不同 的2种以上的纤维均匀混合的、质地优异的无纺布。
本发明的[ll]所述的制备方法是通过喷出浓度不同的纺丝液，可以 制备纤维直径不同的2种以上的纤维均匀混合存在、质地优异的无纺布。
本发明的[12]所述的制备方法是通过喷出聚合物不同的纺丝液，可 以制备树脂组成不同的2种以上纤维均匀混合存在、质地优异的无纺布。
本发明的[13]所述的制备方法是通过喷出溶剂不同的纺丝液，可以 制备纤维直径不同的2种以上纤维均匀混合存在、质地优异的无纺布。
图l(a)是将本发明的纺丝装置的前端部放大的透视图。(b)是用上迷 (a)所示的平面C切断的切面图。
图2是以往的纺丝装置的截面图。
图3是表示比较例1中使用的喷液喷嘴和喷气喷嘴的配置的横切面 平面图。
图4是将本发明的另一纺丝装置的前端部放大的透视图。
图5(a)是用垂直于气体用柱状中空部的中心轴的平面切断时的切断 平面图的一个例子(用图4的C平面切断的平面图)。(b)是用垂直于气体 用柱状中空部的中心轴的平面切断时的切断平面图的另一例子。(c)是用 垂直于气体用柱状中空部的中心轴的平面切断时的切断平面图的另一 例子。(d)是用垂直于气体用柱状中空部的中心轴的平面切断时的切断平 面图的另一例子。(e)是用垂直于气体用柱状中空部的中心轴的平面切断 时的切断平面图的另一例子。
图6(a)是用垂直于气体用柱状中空部的中心轴的平面切断时的切断 平面图的一个例子。(b)是用垂直于气体用柱状中空部的中心轴的平面切 断时的切断平面图的另一例子。(c)是用垂直于气体用柱状中空部的中心 轴的平面切断时的切断平面图的另一例子。
符号说明
Nl、 Nln:喷液喷嘴
Nh:第1喷液喷嘴
Nb:第2喷液喷嘴
Ng:喷气喷嘴
El:喷液部
Eh:第1喷液部
El2:第2喷液部
Eg:喷气部
HI:液体用柱状中空部
Hl1:第1液体用柱状中空部
Hl2:第2液体用柱状中空部
Hg:气体用柱状中空部
Hvl:液体假想柱状部Hvh:第1液体假想柱状部
Hvg:气体假想柱状部
Al:喷出方向中心轴(液体)
Ah:第1喷出方向中心轴(液体)
Al2:第2喷出方向中心轴(液体)
Ag:喷出方向中心轴(气体)
C:与气体用柱状中空部的中心轴垂直的平面
Li:外周间的距离最短的直线
LI:直线
L2:直线
12:笫1构件
22:第2构件
32:第3构件
14、 24、 34:供给端部
16、 26、 36:相对向的出口端部
18:第l供给狭缝
38:第1气体狭缝
20:喷气空间
具体实施例方式
根据将纺丝装置的前端部放大的透视图一一图l(a)、以及图l(a)的 C平面切断图一一图l(b)，对本发明的纺丝装置进行说明。
本发明的纺丝装置是将1个喷液喷嘴N1与1个喷气喷嘴Ng的外壁 面相接，喷液喷嘴N1的一个端部具有可喷出纺丝液的喷液部El,喷气 喷嘴Ng的一个端部具有可喷出气体的喷气部Eg,喷气喷嘴Ng的喷气 部Eg位于喷液部El的上游一側的位置。应说明的是，喷液喷嘴Nl具 有以喷液部El作为端部的液体用柱状中空部Hl，喷气喷嘴Ng具有以喷 气部Eg作为端部的气体用柱状中空部Hg。将上迷液体用柱状中空部 HI延长而成的液体假想柱状部Hvl和将上述气体用柱状中空部Hg延长 而成的气体假想柱状部Hvg只隔着相当于喷液喷嘴Nl的壁厚与喷气喷 嘴Ng的壁厚的和的距离，处于相接近的状态。并且上述液体用柱状中空部HI的喷出方向中心轴Al和气体用柱状中空部Hg的喷出方向中心 轴Ag处于平行关系。并且，如图l(b)中用与气体用柱状中空部Hg的 中心轴垂直的平面C切断的切断图所示，气体用柱状中空部Hg的切面 的外形、液体用柱状中空部Hl的切面的外形均为圆形，它们处于只可 引一条外周间的距离最短的直线U的状态。
因此，向图1所示的纺丝装置的喷液喷嘴N1供给纺丝液，向喷气 喷嘴Ng供给气体，则纺丝液经由液体用柱状中空部Hl由喷液部El沿 液体用柱状中空部H1的轴向喷出，同时，气体经由气体用柱状中空部 Hg由喷气部Eg沿气体用柱状中空部Hg的轴向喷出。该喷出的气体和 喷出的纺丝液处于接近的状态，气体的喷出方向与纺丝液的喷出方向为 平行关系，并且，平面C上、喷出的气体和喷出的纺丝液最近的点为一 点，即，纺丝液呈一条直线状受到的气体和伴随气流产生的剪切作用， 因此形成细直径，同时沿液体用柱状中空部Hl的轴向飞行，同时纺丝 液的溶剂挥发，形成纤维。如上所迷，图1的纺丝装置无需对纺丝液施 加高电压，也无需加热纺丝液和气体，因此是简单且能耗有优势的装置。
喷液喷嘴N1只要可喷出纺丝液即可，喷液部El的形状没有特别限 定，喷液部El的形状例如可以是圆形、长圆形、椭圆形、多边形(例如 三角形、四边形、六边形)，为了呈一条直线状受到气体或伴随气流产生 的剪切作用，并难以生成液滴，优选为圆形。喷液部El的形状为多边 形时，通过将多边形的一个角配置在喷气喷嘴Ng—侧，则气体或伴随 气流的剪切作用形成一条直线状，难以生成液滴。即，用与气体用柱状 中空部Hg的中心轴垂直的平面切断时，处于只可引一条气体用柱状中 空部Hg的切面的外周和液体用柱状中空部Hl的切面的外周的距离最短 的直线的状态，喷出的纺丝液呈一条直线状受到气体和伴随气流的剪切 作用，难以生成液滴。
喷液部E1的大小没有特别限定，优选0.03-20 mm2，更优选0.03-0.8 mm2。比0.03mm2小，则难以喷出粘度高的纺丝液，超过20mm2，则 难以使剪切作用作用于全体喷出的纺丝液，有容易形成液滴的倾向。
喷液喷嘴Nl可以是金属制，也可以是树脂制，其材料没有特别限 定。还可以使用金属制或树脂制的管。并且图1中图示了圆柱状的喷液 喷嘴N1，也可以使用前端具有斜度、被切断的锐角喷嘴。该锐角喷嘴在 纺丝液粘度高时有效。使用上述锐角喷嘴时，以尖的一侧作为喷气喷嘴一侧，则容易受到气体和伴随气流的剪切作用，可以稳定地制成纤维。
喷气喷嘴Ng只要可以喷出气体即可，喷气部Eg的形状没有特别限 定，喷气部Eg的形状例如可以是圆形、长圆形、椭圆形、多边形(例如 三角形、四边形、六边形)，为了使气体和伴随气流的剪切作用容易发生 作用，优选为圆形。喷气部Eg的形状为多边形时，将多边形的一个角 配置在喷液喷嘴N1 —侧，气体和伴随气流的剪切作用容易发挥作用。 即，用与气体用柱状中空部Hg的中心轴垂直的平面切断时，处于只可 引 一条气体用柱状中空部Hg的切面的外周与液体用柱状中空部Hl的切 面的外周的距离最短的直线的状态，喷出的纺丝液呈一条直线状受到气 体和伴随气流的剪切作用，难以生成液滴。
喷气部Eg的大小也没有特别限定，优选0.03-79 mm2,更优选 0.03-20 mm2。比0.03mn^小，则难以使剪切作用作用于喷出的纺丝液 全体，难以稳定地制成纤维，而超过79 mm2,则为了发挥剪切作用而 必须有足够的风速，必须有大量的气体，不经济。优选喷气部Eg的大 小与喷液部El的大小相同，或更大。这样，气体和伴随气流的剪切作 用容易发挥。
喷气喷嘴Ng可以是金属制，也可以是树脂制，其材料没有特别限 定。也可以使用金属制和树脂制的管代替喷气喷嘴。
喷气喷嘴Ng配置成喷气部Eg位于喷液部El的上游一侧(纺丝液的 供给侧)，因此可以防止纺丝液裹到喷液部周边，因此，不会污染喷液部， 可长时间纺丝。喷气部Eg和喷液部El的距离优选10mm以下，更优选 5mm以下，但并不受此限定。超过10mm，则气体和伴随气流对纺丝 液的剪切力不足，难以形成纤维。喷气部Eg和喷液部El的距离差的下 限没有特别限定，喷气部Eg和喷液部El可以不一致。
液体用柱状真空部Hl是纺丝液的经过通路，形成纺丝液喷出时的 形状，气体用柱状真空部Hg是气体的经过通路，形成气体喷出时的形 状。
将液体用柱状中空部Hl延长而成的液体假想柱状部Hvl是由喷液 部E1喷出的纺丝液刚喷出后的飞行路线，将气体用柱状中空部Hg延长 而成的气体假想柱状部Hvg是由喷气部Eg喷出的气体刚喷出后的喷出 路线。该液体假想柱状部Hvl和气体假想柱状部Hvg的距离相当于喷液 喷嘴Nl的壁厚和喷气喷嘴Ng的壁厚的和，该距离优选2mm以下，更优选lmm以下。超过2mm，则气体和伴随气流的剪切力难以作用，有 难以形成纤维的倾向。
该液体假想柱状部Hvl与气体假想柱状部Hvg均是内部充实的柱 状。例如，如果是将圆柱状的液体假想部用中空圆柱状的气体假想部覆 盖的状态、或者是将圆柱状的气体假想部用中空圆柱状的液体假想部覆 盖的状态，则用与气体假想柱状部的中心轴垂直的平面切断时，可以引 无数条液体假想部的切面的外周与气体假想部的切面的内周、或气体假 想部的切面的外周与液体假想部的切面的内周的距离最短的直线，结果 气体和伴随气流的剪切力作用在各个点上，纤维化不充分，液滴增多。 该"假想柱状部"是喷嘴的内壁面延长形成的部分。
并且，液体用柱状中空部Hl的喷出方向中心轴Al和气体用柱状中 空部Hg的喷出方向中心轴Ag平行、可使气体和伴随气流呈一条直线状 作用于喷出的纺丝液，因此可稳定地形成纤维。例如，如果是将圆柱状 的液体用中空部用中空圆柱状的气体中空部覆盖的状态、或者是圆柱状 的气体中空部用中空圆柱状的液体用中空部覆盖的状态，逸些中心轴一 致，则无法使气体和伴随气流的剪切力呈一条直线状作用，纤维化不足， 液滴增多。另外，如果这些中心轴位于交叉或扭转的位置，则气体和伴 随气流所产生的剪切力不作用，或者即使作用也不均匀，因此无法稳定 形成纤维。该"平行"是指液体用柱状中空部Hl的喷出方向中心轴Al与 气体用柱状中空部Hg的喷出方向中心轴Ag可位于同一平面上、并且平 行。另夕卜，"喷出方向中心轴，，是将喷出部的中心和假想柱状部的横切面 的中心连接而成的直线。
本发明的纺丝装置用与气体用柱状中空部Hg的中心轴垂直的平面 切断时，只可引一条气体用柱状中空部Hg的切面的外周与液体用柱状 中空部H1的切面的外周的距离最短的直线(图l(b))。由这样的气体用柱 状中空部喷出的气体和伴随气流呈一条直线状作用于由液体用柱状中 空部喷出的纺丝液，可发挥剪切作用，因此不会形成液滴，可稳定纺丝。 例如，如果可引两条上迷直线，则在一个点上作用时和在另一个点上作 用时成为交互作用等，无法发挥稳定的剪切作用，结果形成液滴，无法 稳定纺丝。
图l(a)中并未图示，但是液体喷嘴N1与纺丝液贮存装置(例如注入 机、不锈钢罐、塑料罐或氯乙烯树脂制、聚乙烯树脂制等树脂制袋等)连接，喷气喷嘴Ng与供气装置(例如压缩机、气瓶、鼓风机等)连接。
图1中只描述了 l组纺丝装置，也可以配置2组以上的纺丝装置， 通过配置2组以上的纺丝装置，可以提高生产性。
图1中是将喷液喷嘴Nl和喷气喷嘴Ng固定的状态，只要满足上述 关系，并不限于图l的方案。例如，可以在具有高度差的基材上穿孔形 成液体用柱状中空部Hl和气体用柱状中空部Hg。还可以具备可自由调 节喷液喷嘴Nl的喷液部El和/或喷气喷嘴Ng的喷气部Eg的位置的机 构。
本发明的无纺布制备装置除上迷纺丝装置之外，还具有纤维的收集 体，因此可以收集纤维，制备无纺布。
该收集体只要可以将纤维直接汇集即可，可以是任何收集体，例如 可以使用无纺布、机织物、编织物、网、转鼓、传送带或平板作为收集 体。本发明中由于是喷出气体，为了吸引气体、容易将纤维汇集在收集 体上、还为了防止汇集的纤维混乱，优选使用透气性的收集体，在收集 体的与纺丝装置一侧相反面的一侧配置吸引装置。
上述收集体与纺丝装置的喷气部Eg相对设置，则可以确实地收集 纤维，制备无纺布，因此优选。特别优选将收集体配置成收集体的收集 面与气体的喷出方向的中心轴Ag呈直角。即使将收集体配置成收集体 的收集面与气体的喷出方向的中心轴Ag平行，在纤维的飞行力消失的 重力方向下方、或者使改变飞行方向的气流作用时，也可以将纤维汇集 在收集体上。因此，纺丝装置的气体喷出方向的中心轴Ag可以朝向与
重力交叉的方向。
将收集体与纺丝装置的喷气部Eg相对配置时，收集体与纺丝装置
的喷液部El的距离根据纺丝液的喷出量或气体流速而变化，没有特别 限定，优选50-1000 mm。低于50 mm，则以纺丝液的溶剂未充分蒸发 的状态汇集，汇集后无法保持纤维形状，无法获得无纺布。超过1000 mm，则气流混乱，纤维被切断，有容易飞散的倾向。
本发明的无纺布制备装置除上述收集体之外，优选具备可收藏纺丝 装置和收集体的纺丝容器。通过具备上述纺丝容器，可以防止纺丝液挥 发的溶剂飞散，可根据情形回收溶剂，重新利用。另外，在纺丝容器中 收藏纺丝装置和收集体时，优选与用于吸引上迷纤维的吸引装置分开、 在纺丝容器上连接排气装置。进行纺丝时，纺丝容器内的溶剂蒸气浓度逐渐升高，溶剂的蒸发受到抑制，因此容易发生纤维直径的不均匀，还 有难以形成纤维的倾向，但如果将纺丝容器内的气体排气，将纺丝容器 内的溶剂浓度保持一定，则可以减少纤维直径的不均匀，可稳定地制成 纤维。另外，连接调节好温湿度的气体供给装置，这可以使纺丝容器内 的溶剂蒸气浓度稳定，可以减少纤维直径的不均匀，因此优选。
本发明的无纺布的制备方法是使用上述无纺布制备装置、由纺丝装
置的喷气部Eg喷出流速100 m/秒以上的气体的方法。由喷气部Eg喷出 流速100m/秒以上的气体，则可以抑制液滴的发生，可以高效率地制备 含有细直径纤维的无纺布。优选喷出流速150m/秒以上的气体，更优选 喷出流速200 m/秒以上的气体。气体流速的上限只要是不会扰乱汇集在 收集体上的纤维的流速即可，没有特别限定。为了喷出上述流速的气体 时，例如可以由压缩机向气体用柱状中空部Hg供给气体。气体的种类 没有特别限定，可以使用空气、氮气、氩气等，其中空气较为经济。另 外，这些气体中可以含有对纺丝液具有亲和性的溶剂的蒸气或不具有亲 和性的溶剂的蒸气。通过调节上迷溶剂的蒸气量，可以控制纺丝液的溶 剂蒸发速度或纺丝液的固化速度，提高纺丝的稳定性，或可调节纤维直 径。
可在本发明的制备方法中使用的各纺丝液只要是可将所需聚合物 溶解到溶剂中即可，没有特别限定。例如可使用将聚乙二醇、部分皂化 聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、聚酯、聚二 醇酸、聚丙烯腈、共聚聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸、聚曱基丙烯酸甲酯、 聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯或聚丙烯等的l种或 2种以上的聚合物溶解于水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、四氢 呋喃、二甲基亚砜、1，4-二嗜烷、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲 基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙腈、甲酸、曱苯、苯、环己烷、环己 酮、四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、三氯乙烷、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、 碳酸丙烯酯等1种或2种以上的溶剂中形成的纺丝液。
纺丝时的纺丝液粘度优选为10-10000 mPa's的范围，更优选20-8000 mPa.s的范围。粘度低于10 mPa.s，则粘度过低，拉丝性差，有难以形 成纤维的倾向，粘度超过10000 mPa.s，则纺丝液难以拉伸，有难以形 成纤维的倾向。因此，即使常温下粘度超过10000 mPa's，通过加热纺 丝液本身或液体用柱状中空部H1，只要可以达到上述粘度范围内，则均可使用。相反，即使常温下粘度低于10mPa's，通过冷却纺丝液本身或 液体用柱状中空部Hl,只要可以达到上述粘度范围内，则均可使用。本 发明中的"粘度"是指使用粘度测定装置、在与纺丝时相同的温度下测定 的100 s"时的值。
由喷液部El喷出的纺丝液的喷出量根据纺丝液的粘度或气体流速 变化，因此没有特别限定，优选0.1-100 cmV小时。
根据具有2处喷液部和1处喷气部的纺丝装置的前端部放大透视 图一一图4、以及图4的C平面切断图一一图5(a)对本发明的纺丝装置 进行说明。
本发明的纺丝装置中，第1喷液喷嘴N1,和第2喷液喷嘴Nl2夹持 喷气喷嘴Ng，其外壁面相接，其中，笫1喷液喷嘴Nh的一个端部具有 可喷出纺丝液的第1喷液部Eh，第2喷液喷嘴Nh的一个端部具有可喷 出纺丝液的第2喷液部El2，喷气喷嘴Ng的一个端部具有可喷出气体的 喷气部Eg;喷气喷嘴Ng的喷气部Eg位于第1喷液部Eh、第2喷液部 Eh的上游一側。第1喷液喷嘴Nh具有以第1喷液部Eh为端部的第1 液体用柱状中空部Hh，第2喷液喷嘴Nl2具有以第2喷液部El2为端部 的第2液体用柱状中空部Hl2，喷气喷嘴Ng具有以喷气部Eg为端部的 气体用柱状中空部Hg。将上述第1液体用柱状中空部Hh延长而成的第 1液体假想柱状部Hvh和将上述气体用柱状中空部Hg延长而成的气体 假想柱状部Hvg只间隔相当于第1喷液喷嘴Nh的壁厚与喷气喷嘴Ng 的壁厚的和的距离，处于接近的状态，将上迷第2液体用柱状中空部 Hl2延长而成的第2液体假想柱状部Hvl2和将上迷气体用柱状中空部Hg 延长而成的气体假想柱状部Hvg只间隔相当于第2喷液喷嘴Nl2的壁厚 和喷气喷嘴Ng的壁厚的和的距离，处于接近的状态。并且，上述第1 液体用柱状中空部H"的第1喷出方向的中心轴Ah和气体用柱状中空 部Hg的喷出方向的中心轴Ag为平行关系，上迷第2液体用柱状中空部 Hh的第2喷出方向的中心轴Al2和气体用柱状中空部Hg的喷出方向的 中心轴Ag为平行关系。并且，用与气体用柱状中空部Hg的中心轴Ag 垂直的平面切断时，气体用柱状中空部Hg的切面的外形为圆形，液体 用柱状中空部Hh、 Hl2的切面的外形均为圆形，在任何组合中，处于只 可引一条气体用柱状中空部Hg的切面的外周和液体用柱状中空部Hl!、 Hh的切面的外周的距离最短的直线Ll、 L2的状态(参照图5(a))。因此，向如图4所示的纺丝装置的第1液体喷出喷嘴N1!和第2喷 液喷嘴Nl2供给纺丝液、向喷气喷嘴Ng供给气体，则纺丝液分别经由 第1液体用柱状中空部Hh、第2液体用柱状中空部Hl2,由第l喷液部 Eh、第2喷液部Eh向第1液体用柱状中空部H1!的第1轴向、第2液 体用柱状中空部Hh的第2轴向分别喷出，同时，气体经由气体用柱状 中空部Hg由喷气部Eg向气体用柱状中空部Hg的轴向喷出。该喷出的 气体和喷出的各纺丝液均处于接近的状态，在各喷液部的附近，喷出气 体的中心轴Ag与各喷出纺丝液的中心轴Al!、 A!2均为平行关系，并且 在C平面上，在任意组合中,喷出的气体和喷出的纺丝液的最近点均只 有一处，即，任何纺丝液均呈一条直线状受到气体和伴随气流产生的剪 切作用，形成细直径，同时分别沿第1液体用柱状中空部Hh的第1轴 向、第2液体用柱状中空部Hb的第2轴向飞行，同时纺丝液的溶剂挥 发，制成纤维。这样，图4的纺丝装置无需对各纺丝液施加高电压，因 此是简单且能耗有优势的装置。并且，可通过一个气流将两种纺丝液纺 丝，形成纤维，可以减少气体量，因此可以抑制纤维的飞散，生产性良 好地制备质地均匀的无纺布。还可以减少气体量、无需使吸引装置大型 化，因此能耗也有优势。还无需增强吸引力，因此可以制备薄的无纺布 乃至厚的无纺布。
笫l喷液喷嘴Nh、第2喷液喷嘴Nl2只要是可以喷出纺丝液即可， 第1喷液部Eh、第2喷液部Eh的外形没有特别限定，例如可以是圆形、 长圆形、椭圓形、多边形(例如三角形、四边形、六边形)，优选为圆形， 这样可以呈一条直线状受到气体和伴随气流的剪切作用，难以形成液 滴。即，如果第1喷液喷嘴N"、第2喷液喷嘴Nl2的外形为圆形，则在 用与气体用柱状中空部Hg的中心轴Ag垂直的平面切断时，在任何组合 中，均容易形成只可引一条气体用柱状中空部Hg的切面的外周和液体 用柱状中空部Hh、 Hb的切面的外周的距离最短的直线Ll、 L2的状态， 因此喷出的纺丝液呈一条直线状受到气体或伴随气流的剪切作用，难以 生成液滴。第1喷液部Eh和第2喷液部El2的外形可以是相同外形，也 可以是不同的外形，优选均为圆形。
第l喷液部Eh、第2喷液部El2的形状为多边形时，通过将多边形 的一个角配置在喷气喷嘴Ng —侧，则可以呈一条直线状经受气体和伴 随气流的剪切作用，难以形成液滴，因此优选。即，在用与气体用柱状中空部Hg的中心轴Ag垂直的平面切断时，在任何组合中，只可引一条 气体用柱状中空部Hg的切面的外周与第1液体用柱状中空部Hh、第2 液体用柱状中空部Hl2的切面的外周的距离最短的直线(图5(a)-(b)中的 Ll、 L2),这样配置第1喷液喷嘴Nh、第2喷液喷嘴Nh，则纺丝液呈 一条直线状受到气体和伴随气流的剪切作用，可稳定纺丝，难以形成液 滴。因此，如果喷气部Eg的形状为圆形，则可以配置成使多边形状的 第1喷液部El,、第2喷液部El2的边在喷气喷嘴Ng—側(参照图5(e))。
第1喷液部Eh和第2喷液部Eb的大小也没有特别限定，均优选为 0.01-20 mm2,更优选为0.01-2 mm2。比0.01 mm2 + ,则难以喷出粘度 高的纺丝液，超过20 mm2，则难以使气体和伴随气流的作用呈一条直 线状，无法稳定纺丝。
第1喷液喷嘴Nl!和笫2喷液喷嘴Nb可以是金属制，也可以是树 脂制，其材料没有特别限定。还可以使用金属制或树脂制的管。并且， 图4中图示了圆柱状的第1喷液喷嘴Nh和第2喷液喷嘴Nl2，也可以使 用前端以一定斜度切断的锐角喷嘴。该锐角喷嘴对于纺丝液粘度高时有 效。使用上述锐角喷嘴时，将尖的一側作为喷气喷嘴一侧，则容易承受 气体和伴随气流的剪切作用，可稳定制成纤维。
图4图示了第1喷液喷嘴Nh和第2喷液喷嘴Nl2共2个，喷液喷 嘴不一定是2个，也可以是3个以上(参照图6)。该喷液喷嘴的个数越 多，则可高效地使用气体，可以生产性良好地制备无纺布。
喷气喷嘴Ng只要可以喷出气体即可，对于喷气部Eg的形状没有特 别限定，例如可以是圓形、长圆形、椭圆形、多边形(例如三角形、四边 形、六边形)，相对于喷气部无论如何配置各喷液部，都优选为圆形，这 样可以使由喷气部喷出的气体和伴随气流产生的剪切力分别呈一条直 线状作用于由各喷液部喷出的各纺丝液上，容易纺丝成细直径的纤维。 喷气部Eg的形状为多边形时，配置成使多边形的一个角为笫1喷液喷 嘴Nh—侧、另一个角为第2喷液喷嘴Nl2—侧，则气体和伴随气流的 剪切作用容易发挥作用。即，如上所述，用与气体用柱状中空部Hg的 中心轴Ag垂直的平面切断时，将第l喷液喷嘴Nh、第2喷液喷嘴Nl2 配置成在任何组合中，均只可引一条气体用柱状中空部Hg的切面的外 周与第1液体用柱状中空部H1,、第2液体用柱状中空部Hl2的切面的外 周的距离最短的直线L1、 L2 (参照图5(c)-(d))，则纺丝液呈一条直线状经受气体和伴随气流的剪切作用，难以形成液滴。
喷气部Eg的大小没有特别限定，优选为0.01-79 mm2，更优选 0.015-20 mm2。比0.01mn^小，则剪切作用难以作用于喷出的各纺丝液 全体，难以稳定地制成纤维，而超过79 mm2,则为了发挥剪切作用而 必须有足够的风速，需要大量的气体，不经济。
喷气喷嘴Ng可以是金属制也可以是树脂制，其材料没有特别限定。 还可以使用金属制或树脂制的管代替喷气喷嘴。
喷气喷嘴Ng中，喷气部Eg配置在位于第1喷液部Eh和第2喷液 部El2的上游一侧(纺丝液的供给侧)的位置，因此可以防止纺丝液裹到第 1喷液部Eh和第2喷液部El2的周边。因此，不会污染喷液部，可长时 间纺丝。另外，喷气部Eg和第1喷液部E1!或第2喷液部El2的距离没 有特别限定，优选为10mm以下，更优选5mm以下。超过10 mm，则 第1喷液部Eh或第2喷液部El2中的气体和伴随气流的剪切力不足，有 难以形成纤维的倾向。喷气部Eg和第1喷液部Eh以及笫2喷液部Eh 的距离下限没有特别限定，喷气部Eg与第1喷液部El,以及第2喷液部
El2可以不一致。
喷气部Eg和第1喷液部Eh或第2喷液部Eh的距离可以相同也可 以不同，如果相同，则可以使相同程度的剪切力作用于各纺丝液，可以 稳定纺丝，因此优选。
第1液体用柱状中空部Hl!和第2液体用柱状中空部Hh是纺丝液 的流经通路，形成纺丝液喷出时的形状，气体用柱状中空部Hg是气体 的流经通路，形成气体喷出时的形状。本发明中，第l液体用柱状中空 部H1"第2液体用柱状中空部Hl2、气体用柱状中空部Hg均可形成柱 状的纺丝液或气体，因此可以使气体和伴随气流的剪切作用充分作用于 各纺丝液，可制成纤维。
将第1液体用柱状中空部Hl!延长而成的第1液体假想柱状部Hvl! 是由第1喷液部Eh喷出的纺丝液在刚喷出后的飞行通路，笫2液体用 柱状中空部Hh延长而成的第2液体假想柱状部Hvl2是由第2喷液部El2 喷出的纺丝液在刚喷出后的飞行通路，将气体用柱状中空部Hg延长而 成的气体假想柱状部Hvg是由喷气部Eg喷出的气体在刚喷出后的喷出 通路。该第1液体假想柱状部Hvh和气体假想柱状部Hvg的距离相当于 第1喷液喷嘴Nh的壁厚与喷气喷嘴Ng的壁厚的和，第2液体假想柱状部Hvl2和气体假想柱状部Hvg的距离相当于第1喷液喷嘴N1!的壁厚 与喷气喷嘴Ng的壁厚的和，它们的距离优选为2mm以下，更优选1 mm 以下。超过2mm,则气体和伴随气流的剪切力难以发挥作用，有难以 形成纤维的倾向。
该第1液体假想柱状部Hvh、第2液体假想柱状部Hvl2、气体假想 柱状部Hvg均是内部充实的柱状。例如，如果是圆柱状的笫l或第2液 体假想部用中空圆柱状的气体假想部覆盖的状态、或将圆柱状的气体假 想部用中空圆柱状的笫l或第2液体假想部覆盖的状态，则用与气体假 想柱状部Hvg的中心轴Ag垂直的平面切断时，可引无数条在第l或笫 2液体假想部的切面的外周和气体假想部的切面的内周、或者气体假想 部的切面的外周与第1或第2液体假想部的切面的内周的距离最短的直 线，结果气体和伴随气流的剪切力在纺丝液的各个点上作用，纤维化不 充分，液滴增多。该"假想柱状部"是将喷嘴的内壁面延长而形成的部分。
并且，第1液体用柱状中空部Hh的第1喷出方向中心轴Al!与气 体用柱状中空部Hg的喷出方向中心轴Ag平行，第2液体用柱状中空部 Hh的第2喷出方向中心轴Al2与气体用柱状中空部Hg的喷出方向中心 轴Ag平行，因此气体和伴随气流呈一条直线状作用于喷出的纺丝液上， 可以稳定地形成纤维。例如，如果是将圆柱状的第1或第2液体用中空 部用中空圆柱状的气体中空部覆盖的状态、或者将圆柱状的气体中空部 用中空圆柱状的第1或第2液体用中空部覆盖的状态，这些中心轴一致， 则无法使气体和伴随气流的剪切力呈一条直线状作用，纤维化不稳定， 液滴增多。另外，如果这些中心轴位于交叉或者是扭转的位置，则气体 和伴随气流所产生的剪切力不能发挥作用，或者即使作用也不均匀，因 此难以稳定地形成纤维。该"平行"是指第1或第2液体用柱状中空部的 喷出方向中心轴与气体用柱状中空部的喷出方向中心轴可以位于同一 平面上，并且平行。另外，"喷出方向中心轴"是将喷出部的中心与假想 柱状部的横切面的中心连接而成的直线。
本发明的纺丝装置中，在用与气体用柱状中空部Hg的中心轴Ag 垂直的平面切断时，只可引一条气体用柱状中空部Hg的切面的外周与 第1液体用柱状中空部Hh的切面的外周的距离最短的直线Ll，只可引 一条气体用柱状中空部Hg的切面的外周与笫2液体用柱状中空部Hl2 的切面的外周的距离最短的直线L2。这样的由气体用柱状中空部Hg喷出的气体和伴随气流均呈一条直线状作用于由第1液体用柱状中空部
H"喷出的纺丝液和由第2液体用柱状中空部Hl2喷出的纺丝液，可发挥 剪切作用，因此不会生成液滴，可以稳定地纺丝。例如，可引两条上述 直线时，在一个点上作用的情形与在另一个点上作用的情形交互进行， 无法稳定发挥剪切作用，结果形成液滴，无法稳定地纺丝。
图4中虽未图示，不过第1喷液喷嘴N"和第2喷液喷嘴Nh与纺 丝液贮存装置(例如注入机、不锈钢罐、塑料罐或氯乙烯树脂制、聚乙烯 树脂制等树脂袋等)连接，喷气喷嘴Ng与气体供给装置(例如压缩机、气 瓶、鼓风机等)连接。
图4中只描述了 l组纺丝装置，也可以配置2组以上的纺丝装置。 通过配置2组以上的纺丝装置，可以进一步提高生产性。
图4中，是将第1喷液喷嘴Nl!、第2喷液喷嘴Nh以及喷气喷嘴 Ng固定的状态，只要满足上述的关系，并不限于图4的方案。例如， 也可以是在具有高度差的基材上穿孔形成第1液体用柱状中空部Hl!、 第2液体用柱状中空部Hl2、气体用柱状中空部Hg。还可以具备可自由 调整第1喷液喷嘴Nh的第1喷液部El"第2喷液喷嘴Nl2的第2喷液 部El2和/或喷气喷嘴Ng的喷气部Eg的位置的机构。
本发明的无纺布制备装置除以上所迷的纺丝装置之外，还具备纤维 的收集体，因此可以收集纤维，制备无纺布。本发明中，1个喷气喷嘴 配置2个以上的喷液喷嘴，可以减少喷出气体量，由此可抑制纤维的飞 散，可生产性良好地制备质地均匀的无纺布。还可以减少气体量，无需 使吸引装置大型化，因此在能耗方面有优势。
该收集体只要可以将纤维直接汇集即可，可以使用与上迷收集体同 样的收集体，基于同样的理由，优选使用透气性的收集体、在收集体的 与纺丝装置一侧相反的面设置吸引装置。另外，收集体的配置位置也可 以与上述收集体同样。
将收集体与纺丝装置的喷气部Eg相对配置时，收集体与纺丝装置 的第1喷液部E1!和第2喷液部El2的距离根据纺丝液的喷出量或气体流 速变化，因此没有特别限定，优选30-1000 mm。低于30 mm,则纺丝 液的溶剂以未充分蒸发的状态汇集，汇集后无法保持纤维形状，无法获 得无纺布。另外超过1000mm,则气体的气流混乱，纤维被切断，容易 飞散。本发明的无纺布制备装置除上述收集体之外，基于与上迷同样的理 由，优选具备可以收藏纺丝装置和收集体的纺丝容器。
制备无纺布时，纺丝装置的喷气部Eg的喷气流速、喷出方法、气 体的种类可以与使用上迷纺丝装置时的情形完全同样。
可在本发明的制备方法中使用的各纺丝液只要是与上述同样的、可 以将所需聚合物溶解于溶剂中形成的纺丝液即可，没有特别限定。还基 于与上迷同样的理由，纺丝时各纺丝液的粘度优选10-10000 mPa.s的范 围，更优选20-8000 mPa's的范围。喷液部El、第1喷液部Eh和第2
喷液部El2的纺丝液喷出量根据纺丝液的粘度或气体流速变化，因此没
有特别限定，优选0.1-100 cmV小时。笫1喷液部E1!的喷出量和第2喷 液部El2的喷出量可以相同也可以不同。如果相同，则可以纺成纤维直 径更为整齐的纤维。
本发明的其它无纺布的制备方法是使用上迷纺丝装置，在2种以上 的喷出条件下由喷液部喷出纺丝液、制成纤维、汇集在收集体上制备无 纺布的方法。即，在图4中，第1喷液喷嘴N1,和第2喷液喷嘴Nl2的 喷出条件不同，并且作用于这些喷出的纺丝液的气体相同，因此可以纺 丝成不同种类的纤维，结果可以制备不同种类的纤维均匀混合存在的、 质地优异的无纺布。
该"2种以上的喷出条件"是指不完全相同，例如有喷液部的外形 不同、喷液部的大小不同、喷液部至喷气部的距离不同、纺丝液的喷出 量不同、纺丝液的浓度不同、构成纺丝液的聚合物不同、纺丝液的粘度 不同、纺丝液的溶剂不同、构成纺丝液的聚合物为2种以上时其配合比 例不同、构成纺丝液的溶剂为2种以上时其配合比例不同、纺丝液的温 度不同、添加到纺丝液中的添加剂种类和/或量不同等它们的1种或2种 以上的不同。其中，构成纺丝液的聚合物相同但其浓度不同、或构成纺 丝液的聚合物相同但其溶剂不同，则可以制备纤维直径不同的2种以上 的纤维均匀混合存在、质地优异的无纺布；如果构成纺丝液的聚合物不 同，则可以制备构成纤维的聚合物不同的2种以上的纤维均匀混合存在、 质地优异的无纺布。
实施例
以下叙迷本发明的实施例，本发明并不限定为以下实施例。实施例1 (纺丝液的制备)
将聚丙烯腈(7V^卜''J少爷制备)溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，浓度 为10%质量，制成纺丝液(粘度(温度25'C): 970 mPa's)。 (无纺布制备装置的准备) 准备包含图1所示的下述构成的制备装置。
(1) 纺丝液贮存部注入机
(2) 空气供给装置压缩机
(3) 喷液喷嘴N1:金属制
(3)-1喷液部E1: 0.4mm直径(截面积0.13mm2)的圆形 (3)-2液体用柱状中空部H1: 0.4mm直径的圓柱状 (3)-3喷嘴外径0.7 mm
(3) -4喷嘴个数1个
(4) 喷气喷嘴Ng:金属制
(4)-1喷气部Eg: 0.4mm直径(截面积0.13加012)的圆形 (4)-2气体用柱状中空部Hg: 0,4tnm直径的圆柱状 (4)-3喷嘴外径0.7 mm (4)-4喷嘴个数1个
(4) -5位置喷气部Eg配置成位于喷液部El的上游一侧5mm，与
喷嘴的外壁面接触
(5) 液体假想柱状部Hvl与气体假想柱状部Hvg的距离0.3 mm
(6) 喷液方向中心轴A1与喷气方向中心轴Ag:平行
(7) 用与气体用柱状中空部Hg的中心轴垂直的平面切断时，气体用 柱状中空部Hg的切面的外周与液体用柱状中空部Hl的切面的外周的距 离最短直线条数l条
(8) 收集体网(30目)
(8) -1与喷液部E1的距离300 mm
(9) 纤维吸引装置鼓风机
(10) 纺丝容器容积11113的丙烯酸酯容器
(IO)-I气体供给装置精密空气发生装置((林)7制造， 1400-HDR)
(无纺布的制备)在下迷条件下，将纤维汇集在收集体(网)上，制备目付5g/ri^的无纺布。
(1) 喷液喷嘴N1的喷出量3cmV小时
(2) 空气喷出流速200 m/s
(3) 网的移动速度0.65 mm/s
(4) 纤维吸引条件30cm/s
(5) 气体供给条件25'C、 27%RH， 1 mV分钟
比较例1
(纺丝液的制备)
与实施例1同样地准备纺丝液，
(无纺布制备装置的准备)
准备含有下述构成的制备装置。
(1) 纺丝液贮存部不锈钢罐
(2) 空气供给装置压缩机
(3) 喷液喷嘴N1:金属制
(3)-1喷液部0.7mm直径(截面积0.38mm2)的圆形(3)-2液体用柱状中空部0.7mm直径的圆柱状(3)-3喷嘴外径1.1 mm
(3) -4喷嘴个数1个
(4) 喷气喷嘴Ng:金属制
(4)-1喷气部2.1mm直径(截面积3.46mm2)的圆形(4)-2气体用柱状中空部2.1mm直径的圆柱状(4)-3喷嘴外径2.5 mm(4)-4喷嘴个数1个
(4) -5位置喷气部位于喷液部的上游一侧5mm，与喷液喷嘴呈同心圆配置，结果，喷气部形成内径1.1 mm、外径2.1 mm的中空圆形状
(5) 液体假想柱状部与气体假想柱状部的距离0.4 mm
(6) 喷液方向中心轴与喷气方向中心轴 一致
(7) 用与气体用柱状中空部的中心轴垂直的平面切断时，气体用柱状中空部的切面的外周与液体用柱状中空部的切面的外周的距离最短直线条数无数(8)收集体网(30目)
(8) -1与喷液部的距离300 mm
(9) 纤维吸引装置鼓风机
(10) 纺丝容器容积lmS的丙烯酸酯容器
(IO)-I气体供给装置精密空气发生装置((抹):r匕°久歹制造，
1400-HDR)
(无纺布的制备)
按下述条件纺丝，制备无纺布，但几乎未成纤维形状，无法制备无纺布。
(1) 喷液喷嘴的喷出量3cmV小时
(2) 空气喷出流速200 m/s
(3) 网的移动速度0.65 mm/s
(4) 纤维吸引条件30cm/s
(5) 气体供给条件25'C、 27%RH， 1 1113/分钟
实施例2(纺丝液的制备)
将聚丙烯腈(7Vk卜'，少f制备)溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，浓度为10.5%质量，制成纺丝液(粘度(温度23'C): 1100mPa's)。(无纺布制备装置的准备)准备含有图4所示的以下构成的制备装置。
(1) 纺丝液贮存部注入机
(2) 空气供给装置压缩机
(3) 第1喷液喷嘴N1!:金属制
(3)-1第1喷液部Eli: 0.33 mm 直径(截面积0.086 mm"的圆形(3)-2第1液体用柱状中空部Hh: 0.33mm直径的圆柱状
(3) -3喷嘴外径0.64 mm
(4) 笫2喷液喷嘴Nh:金属制
(4)-1第2喷液部El2: 0.33mm直径(截面积0.086 mm2)的圆形(4)-2第2液体用柱状中空部Hl2: 0.33mm直径的圆柱状
(4) -3喷嘴外径0.64 mm
(5) 喷气喷嘴Ng:金属制(5)-1喷气部Eg: 0.33mm直径(截面积0.086 mm2)的圆形(5)-2气体用柱状中空部Hg: 0.33mm直径的圆柱状(5)-3喷嘴外径0.64 mm
(5) -4位置喷气部Eg位于第1喷液部Eh和第2喷液部Eb的上游一侧2mm，配置成与喷嘴的外壁面接触
(6) -1第1液体假想柱状部Hv"与气体假想柱状部Hvg的距离0.31
mm
(6)-2第1喷液方向中心轴Al!与喷气方向中心轴Ag:平行
(6) -3用与气体用柱状中空部Hg的中心轴Ag垂直的平面切断时，气体用柱状中空部Hg的切面的外周与液体用柱状中空部Hh的切面的外周的距离最短直线L1条数l条
(7) -1第2液体假想柱状部Hvb与气体假想柱状部Hvg的距离0.31
mm
(7)-2第2喷液方向中心轴Ah与喷气方向中心轴Ag:平行
(7) -3用与气体用柱状中空部Hg的中心轴Ag垂直的平面切断时，气体用柱状中空部Hg的切面的外周与笫1液体用柱状中空部H12的切面的外周的距离最短直线L2条数l条
(8) -1收集体网(表面用氟树脂涂层的网形的传送带网)的收集面与各纺丝液的喷出方向中心轴呈直角配置
(8) -2收集体与第1喷液部Eh和第2喷液部El2的距离150mm
(9) 吸引装置真空箱(真空口径50mmx 230mm)
(10) 纺丝容器容器ln^的丙烯酸酯容器
(IO)-I气体供给装置精密空气发生装置((株)7匕'义亍制造，1400-HDR)
(10)-2排气装置与真空箱(吸引装置)连接的风扇(无纺布的制备)
按下述条件，将纤维汇集在收集体(网)上，制备无纺布(平均纤维直径约300 nm)，纤维不飞散，可以生产性良好地制备质地优异的无纺布。
(1) 第1喷液喷嘴N1,和第2喷液喷嘴Nh的喷出量3g/小时
(2) 空气喷出流速250 m/s
(3) 空气喷出量1.3L/分钟(4) 网的移动速度30cm/分钟
(5) 真空箱的吸引条件最大风量18mV分钟(0.1 kW)
(6) 气体供给条件将温度23'C、湿度50。/。的气体以流量200L/分钟供给
(7) 气体排气条件201.3 L/分钟以上
实施例3(纺丝液的制备)
将聚丙烯腈(7Vk卜'!i少少制备)溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，浓度为8%质量，准备纺丝液A(粘度(温度23'C): 500 mPa's)。
将聚丙烯腈(7Vk卜'ij 、》千制备)溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，浓度为11%质量，准备纺丝液B(粘度(温度23'C): 1600mPa's)。
(无纺布制备装置的准备)
与实施例2同样准备制备装置。
(无纺布的制备)
在下迷条件下将纤维汇集在收集体(网)上制备无纺布，纤维不飞散，可以生产性良好地制备质地优异的无纺布。无纺布是平均纤维直径0,2Hm的纤维和平均纤维直径0.4 pm的纤维均匀混合存在的状态。
(1) 由第1喷液喷嘴N1!喷出将纺丝液A以3g/小时喷出
(2) 由第2喷液喷嘴Nl2喷出将纺丝液B以3g/小时喷出
(3) 空气喷出流速250 m/s
(4) 空气喷出量1.3L/分钟
(5) 网的移动速度30cm/分钟
(6) 真空箱的吸引条件最大风量18mV分钟(0.1 kW)
(7) 气体供给条件将温度23'C、湿度50%的气体以流量20017分钟供给
(S)气体排气条件201JL/分钟以上
实施例4(纺丝液的制备)
将聚丙烯腈(7V"卜'y少乎制备)溶解于N，N-二甲基曱酰胺中，浓度为8%质量，准备纺丝液C(粘度(温度23'C): 500 mPa's)。将聚偏氟乙烯系共聚物(7VI/y7制备)溶解于N，N-二甲基甲酰胺中， 浓度为20%质量，准备纺丝液D(粘度(温度23'C): 680 mPa's)。 (无纺布制备装置的准备) 与实施例2同样准备制备装置。 (无纺布的制备)
在下述条件下将纤维汇集在收集体(网)上制备无纺布，纤维不飞散， 可以生产性良好地制备质地优异的无纺布。无纺布是平均纤维直径0,2 Itim的丙烯纤维和平均纤维直径0.2jLim的聚偏氟乙烯系纤维均匀混合存 在的状态。
(1) 由第1喷液喷嘴Nh喷出将纺丝液C以3g/小时喷出
(2) 由第2喷液喷嘴Nh喷出将纺丝液D以3g/小时喷出
(3) 空气喷出流速250 m/s
(4) 空气喷出量1.3L/分钟
(5) 网的移动速度30cm/分钟
(6) 真空箱的吸引条件最大风量lSmV分钟(0.1 kW)
(7) 气体供给条件将温度23。C、湿度50%的气体以流量200 17分 钟供给
(8) 气体排气条件201JL/分钟以上
实施例5 (纺丝液的制备)
将聚丙烯腈(7V^K卩^^制备)溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，浓度 为8%质量，准备纺丝液E(粘度(温度23'C): 500 mPa's)。
将聚丙烯腈(7Vk卜'卩少f制备)溶解于二甲基亚砜中，浓度为8%质 量，准备纺丝液F(粘度(温度23°C): 1800mPa's)。
(无纺布制备装置的准备)
与实施例2同样准备制备装置。
(无纺布的制备)
在下述条件下将纤维汇集在收集体(网)上制备无纺布，纤维不飞散， 可以生产性良好地制备质地优异的无纺布。无纺布是平均纤维直径0.2 pm的丙烯纤维和平均纤维直径0.4 pm的丙烯纤维均匀混合存在的状(1) 由第1喷液喷嘴N1!喷出将纺丝液E以3g/小时喷出
(2) 由第2喷液喷嘴Nl2喷出将纺丝液F以3g/小时喷出
(3) 空气喷出流速250 m/s
(4) 空气喷出量1.3L/分钟
(5) 网的移动速度30cm/分钟
(6) 真空箱的吸引条件最大风量18mV分钟(0.1 kW)
(7) 气体供给条件将温度23t:、湿度50%的气体以流量200 17分 钟供给
(8) 气体排气条件201.3 L/分钟以上
权利要求
1.纺丝装置，该纺丝装置具有1处以上可喷出纺丝液的喷液部，和1处位于上述任意喷液部上游一侧、可喷出气体的喷气部，该纺丝装置满足以下条件(1)具有以喷液部作为端部的液体用柱状中空部(Hl)；(2)具有以喷气部作为端部的气体用柱状中空部(Hg)；(3)将液体用柱状中空部(Hl)延长而成的液体假想柱状部(Hvl)与将气体用柱状中空部(Hg)延长而成的气体假想柱状部(Hvg)相接近；(4)液体用柱状中空部(Hl)的喷出方向中心轴与气体用柱状中空部(Hg)的喷出方向中心轴平行；(5)用与气体用柱状中空部(Hg)的中心轴垂直的平面切断时，只可引一条气体用柱状中空部(Hg)的切面的外周和液体用柱状中空部(Hl)的切面的外周的距离最短的直线。
2. 权利要求1所迷的纺丝装置，其中，喷液部为1处。
3. 无纺布制备装置，其特征在于除权利要求2所迷的纺丝装置之外，还具备纤维的收集体。
4. 无纺布的制备方法，其特征在于使用权利要求3所述的无纺布制备装置，由纺丝装置的喷气部喷出流速100m/秒以上的气体。
5. 权利要求1所述的纺丝装置，其中，喷液部为2处以上，满足下述条件(1) 分别具有以各喷液部作为端部的液体用柱状中空部；(2) 具有以喷气部作为端部的气体用柱状中空部；(3) 将液体用柱状中空部延长而成的各液体假想柱状部与将气体用柱状中空部延长而成的气体假想柱状部分别相接近；(4) 液体用柱状中空部的各喷出方向中心轴与气体用柱状中空部的喷出方向中心轴分别平行；(5) 用垂直于气体用柱状中空部中心轴的平面切断时，在任何的组合下，只可以引一条气体用柱状中空部的切面的外周和液体用柱状中空部的切面的外周的距离最短的线。
6. 权利要求5所述的纺丝装置，其特征在于各喷液部的外形为圆形。
7. 权利要求5或6所述的纺丝装置，其特征在于喷气部的外形为圆形。
8. 无纺布制备装置，其特征在于该无纺布制备装置除权利要求5-7中任一项所述的纺丝装置之外，还具备纤维的收集体。
9. 无纺布的制备方法，其特征在于该制备方法是使用权利要求8所述的无纺布制备装置。
10. 无纺布的制备方法，其特征在于使用权利要求8所述的纺丝装置，以2种以上的喷出条件，由上述喷液部喷出纺丝液，制成纤维，汇集在收集体上。
11. 权利要求10所述的无纺布的制备方法，其特征在于喷出浓度不同的纺丝液。
12. 权利要求10所迷的无纺布的制备方法，其特征在于喷出聚合物不同的纺丝液。
13. 权利要求10所述的无纺布的制备方法，其特征在于喷出溶剂不同的纺丝液。
全文摘要
本发明提供简单的、可制备无纺布的纺丝装置、该无纺布含有纤维直径小的纤维，还提供具备该纺丝装置的无纺布制备装置、以及使用上述无纺布制备装置的无纺布制备方法。本发明还提供简单、能耗优异的装置，是可生产性良好地制备含有纤维直径小的纤维的、均匀质地的无纺布的纺丝装置、以及具备该纺丝装置的无纺布制备装置。本发明进一步提供可以小能耗、生产性良好地制备纤维直径或树脂组成等不同的2种以上的、纤维直径小的纤维均匀混合存在、质地优异的无纺布的方法。本发明的纺丝装置中，横截面为圆形的喷液喷嘴与横截面为圆形的喷气喷嘴的外壁面相接，喷气喷嘴的喷气部位于喷液部的上游一侧，由喷液部喷出的纺丝液与由喷气部喷出的气体只间隔相当于喷液喷嘴的壁厚和喷气喷嘴的壁厚的和的距离，处于相接近的状态，并且喷出的纺丝液的中心轴与喷出的气体的中心轴平行。本发明的无纺布制备装置和无纺布制备方法是使用上述纺丝装置的装置和方法。本发明的纺丝装置具有2个以上可喷出纺丝液的纺丝喷嘴，以及1个位于上述任意喷嘴的上游一侧、可喷出气体的喷气喷嘴，各纺丝喷嘴的中心轴与气体喷嘴的中心轴平行相接。本发明的无纺布制备装置除上述纺丝装置之外还具备纤维的收集体。并且，本发明的制备方法是使用下述纺丝装置，在2种以上的喷出条件下，由上述纺丝喷嘴喷出纺丝液，制成纤维，汇集在收集体上。该纺丝装置具有2个以上可喷出纺丝液的纺丝喷嘴，和1个位于上述任意喷嘴的上游一侧、可喷出气体的气体喷嘴，各纺丝喷嘴的中心轴与气体喷嘴的中心轴平行相接。
文档编号D01D5/08GK101629325SQ20091014180
公开日2010年1月20日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年5月28日
发明者天笠隆明, 小岛幸夫, 村田修一, 松林康子 申请人:日本韦琳株式会社