薄片制造装置以及薄片制造方法_2

文档序号:8484537阅读:来源:国知局
、化学纤维(有机纤维、无机纤维、有机无机复合纤维)等。作为解纤物中所包含的纤维,更详细而言,可列举出由纤维素、丝、羊毛、棉、大麻、洋麻、亚麻、苎麻、黄麻、马尼拉麻、剑麻、针叶树、阔叶树等形成的纤维,既可以单独使用这些纤维,也可以进行适当混合来使用,还可以作为实施了精制等的再生纤维来使用。虽然解纤物成为所制造的薄片的材料,但是只需包含这些纤维中的至少一种即可。此外,解纤物(纤维)既可以被干燥,也可以含有或吸收有水、有机溶液等液体。另外,解纤物(纤维)也可以被施以各种的表面处理。
[0040]在本实施方式所使用的解纤物中所包含的纤维作为独立的一根纤维时,其平均的直径(在截面为非圆形的情况下,为与长边方向垂直的方向上的长度中最长的长度,或者为在假定具有与截面的面积相等的面积的圆时的该圆的直径(圆相当直径))平均在Iym以上且1000 μ m以下,优选在2 μ m以上且500 μ m以下,更优选在3 μ m以上且200 μ m以下。
[0041]虽然本实施方式中所使用的解纤物中所包含的纤维的长度未被特别限定,但是作为独立的一根纤维,沿着该纤维的长边方向的长度(被解开的解纤物(纤维)的长边方向上的长度,以下,也称为“纤维长”)例如在Iym以上且1mm以下,优选在Iym以上且8mm以下,更优选在I ym以上且5mm以下,进一步优选在2 μπι以上且3mm以下,更进一步优选在3 μπι以上且2mm以下。由于在纤维的长度较短的情况下,难以与添加物(复合体)粘合在一起,因此存在薄片的强度不足的情况,但是只要在上述范围内便能够获得足够强度的薄片。纤维的沿着长边方向的长度也可以是指,根据需要而将独立的一根纤维的两端以不断裂的方式进行拉伸,且在该状态下处于大致直线状的状态时的两端之间的距离(纤维的长度)。此外,纤维的平均长度作为长度-长度加权平均纤维长度而在20 μ m以上且3600 μ m以下,优选在200 μm以上且2700 μm以下,更优选在300 μπι以上且2300 μπι以下。另外,纤维的长度也可以具有偏差(分布)。
[0042]在本说明书中言及纤维时,存在指一根纤维的情况和指多个纤维的集合体(例如棉这样的状态)的情况,此外,在言及纤维物时,指包含有多个纤维的材料,其中包括纤维的集合的含义以及成为薄片的原料的材料(粉体状或棉状的物体)的含义。
[0043]1.2混合部
[0044]在本实施方式的薄片制造装置100中所具备的混合部30具有在大气中对解纤物和包含树脂的添加物进行混合(混和)的作用。在混合部30中至少混和有解纤物及添加物。在混合部30中也可以混和有解纤物及添加物以外的成分。在本说明书中,“混合解纤物和添加物”是指,在固定容积的空间(系统)内使添加物位于解纤物所包含的纤维与纤维之间。
[0045]只要混合部30能够对解纤物(纤维)和添加物进行混和,则其结构、构造及机构等不被特别限定。此外,混合部30中的混和的处理方式既可以是分批处理(批处理),也可以是逐次处理、连续处理中的任意一种。此外,混合部30既可以以手动的方式工作也可以以自动的方式工作。而且,虽然混合部30至少对解纤物及添加物进行混和,但是也可以采用能够混和其他成分的方式。
[0046]混合部30被设置在与上述的解纤部20相比靠下游侧的位置处。另外,混合部30被设置在与下文所述的加热部50相比靠上游侧的位置处。在混合部30与加热部50之间还可以包括除了下文所述的调湿部40之外的其他的结构。作为其他的结构,可列举出对被混合的解纤物及添加物的混合物进行拆解的拆解部70、使混合物成形为料片状的堆积部75、向被堆积成料片状的混合物施加压力的加压部60 (均在下文中进行说明),而且并不被限定于这些结构。此外,由于通过混合部30而被混和的混合物可以通过拆解部70等其他的结构而进一步被混和,因此也可以将拆解部70视为混合部。
[0047]作为混合部30中的混合处理,能够例示出机械混合、流体力学混合。作为机械混合,可列举出将纤维(解纤物)及添加物导入至例如亨舍尔搅拌机中进行搅拌的方法、将纤维(解纤物)及添加物封入至袋中并使该袋进行振动的方法等。此外,作为流体力学混合的处理,能够使用将纤维(解纤物)及添加物导入至大气等气流中并在气流中使它们相互扩散的方法。在将纤维(解纤物)及添加物导入至所涉及的大气等气流中的方法中,既可以向使解纤物的纤维通过气流而流通(输送)的管等中投入添加物,也可以向使添加物的粒子通过气流而流通(输送)的管等中投入纤维(解纤物)。另外,由于在所涉及的方法的情况下,管等中的气流为湍流时混合的效率更高,因此更为优选。
[0048]混合部30也可以被构成为,包括将添加物导入至解纤物的流通路径中的进料器。如图1所示,作为混合部30,在为了输送解纤物而采用管86的情况下,可以采用在通过大气等气流而使解纤物流动的状态下,通过添加物供给部88而将添加物导入的方法。作为混合部30采用管86的情况下的气流的产生单元,可列举出未图示的鼓风机,只要可获得上述的作用,则能够使用适当的气流产生单元。
[0049]虽然混合部30采用管86的情况的添加物(也包括为复合体的情况)的导入也能够通过阀的开闭操作或操作者的手来实施,但也能够使用作为添加物供给部88的如图1所示的螺旋进料器或未图示的盘式进料器等来实施。由于当使用这些进料器时,能够缩小气流的流通方向上的添加物的含量(添加量)的变动,因此更为优选。此外,通过气流对添加物进行输送并向该气流中导入解纤物的情况亦相同。在图示的示例中,添加物从添加物供给部88穿过被设置在管86上的供给口 87而向管86供给。因此,在图示的示例中,混合部30由管86的一部分、添加物供给部88及供给口 87构成。
[0050]在本实施方式的薄片制造装置100中,混合部30为干式的方式。此处,混合中的“干式”是指,在大气中(空气中)而不是在液体中进行混合的状态。在混合部30中,以不妨碍混合作用的程度而有意添加液体的情况下,优选为,以在后续的工序中,用于通过加热等而除去所涉及的液体的能量或时间不会变得过多的程度来添加所涉及的液体。
[0051]混合部30的处理能力只要能够混合解纤物及添加物则没有特别限定,能够根据薄片制造装置100的制造能力(吞吐量)而进行适当地设计、调节。对于混合部30的处理能力的调节,若为分批处理的方式,则能够以使该处理容器的大小或装料量等发生变化的方式来实施,此外,在作为混合部30而采用如上所述的管86、添加物供给部88的情况下,能够通过使用于对管86内的解纤物及添加物进行输送的气体的流量、材料的导入量、输送量等发生变化而实施。另外,即使作为混合部30而采用如图所示的管86及添加物供给部88的情况下,也能够使解纤物及添加物充分地混合。
[0052]从添加物供给部88被供给的添加物包括用于使多个纤维粘合在一起的树脂。在向管86供给添加物的时间点,除了解纤不充分的情况以外,解纤物中所含有的多个纤维并未有意地被相互粘合。添加物中所含有的树脂在通过下文所述的加热部50时熔融或软化,然后硬化从而使多个纤维粘合在一起。另外,在通过加热部50时由调湿部40所供给的水分被除去,从而多个纤维通过氢键而粘合。
[0053]1.2.1.添加物
[0054]从添加物供给部88被供给的添加物包括树脂。作为所涉及的树脂的种类,可以是天然树脂、合成树脂中的任意一个,也可以是热塑性树脂、热硬化性树脂中的任意一个。在本实施方式的薄片制造装置100中,树脂优选为在常温下为固体,若鉴于通过加热部50中的热量而使纤维粘合的情况,则更优选为热塑性树脂。
[0055]作为天然树脂,可列举出:松香、达玛树脂、乳香脂、柯巴脂、琥珀、虫胶、血竭、山达月旨、松脂等,还可列举出将这些天然树脂单独使用或适当混合的情况,此外,这些天然树脂也可以适当地被进行化学改性。
[0056]作为合成树脂之中的热硬化树脂,可列举出:苯酚树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂、尿素甲醛树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、热硬化性聚酰亚胺树脂等热硬化性树脂。
[0057]此外,作为合成树脂之中的热塑性树脂,可列举出:AS树脂、ABS树脂、聚丙烯树月旨、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚对苯硫醚、聚醚醚酮等。
[0058]这些树脂可以既单独使用也可适当混合来使用。此外,也可以实施共聚化或改性,作为这种树脂的系统,可列举出:苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚合树脂、烯烃类树脂、氯乙烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚氨酯类树脂、聚乙烯醇类树脂、乙烯醚类树脂、N-乙烯类树脂、苯乙烯-丁二烯类树脂等。
[0059]添加物既可以为纤维状也可以为粉末状。在添加物为纤维状的情况下,添加物的纤维长度优选在解纤物的纤维长度以下。具体而言,添加物的纤维长度在3mm以下,更优选在2_以下。当添加物的纤维长度大于3_时,存在难以均匀性良好地与解纤物混合的情况。在添加物为粉末状的情况下,添加物的粒径(直径)在I μπι以上且50 μπι以下,更优选在2 μπι以上且20 μm以下。当添加物的粒径小于I μπι时,存在使解纤物中的纤维彼此粘合在一起的粘合力降低的情况。当添加物的粒径大于20 μπι时,存在难以均匀性良好地与解纤物混合的情况,此外还存在向解纤物的附着力降低而从解纤物脱落,从而在所制造的薄片中产生不均匀等的情况。
[0060]从添加物供给部88被供给的添加物的量根据所制造的薄片的种类而适当地被设定。添加物相对于解纤物的比例,例如在质量百分比5%以上质量百分比70%以下,从在混合部30中获得良好的混合物的观点以及不易产生在将混合物成形为料片状时因重力而造成的添加物的落下的观点考虑,优选为在质量百分比5%以上且质量百分比50%以下。在图示的示例中,被供给的添加物在构成混合部30的管86内与解纤物进行混合。
[0061]另外,添加物除了树脂以外也可以含有其他的成分。作为该其他的成分,可列举出:凝集抑制剂、着色材料、有机溶剂、表面活性剂、防霉剂与防腐剂、抗氧化剂与紫外线吸收剂、吸氧剂等。以下,对凝集抑制剂、着色材料进行详细说明。
[0062]1.2.1.1凝集抑制剂
[0063]添加物除了包含使解纤物粘合在一起的树脂之外,还可以包含用于对解纤物中的纤维彼此的凝集或添加物中的树脂彼此的凝集进行抑制的凝集抑制剂。此外,在添加物中包含凝集抑制剂的情况下,优选为使树脂和凝集抑制剂一体化。即,在添加物中包含凝集抑制剂的情况下,添加物优选为一体地具有树脂和凝集抑制剂的复合体。
[0064]在本说明书中,在言及复合体时,是指将树脂作为成分之一而与其他的成分形成为一体的粒子。虽然其他的成分是指凝集抑制剂或着色材料等,但是也包含与作为主要成分的树脂具有不同的形状、大小、材质、作用的成分。
[0065]在添加物中调配有凝集抑制剂的情况下,与未调配有凝集抑制剂的情况相比,能够使一体地具有树脂及凝集抑制剂的复合体难以相互凝集。虽然作为凝集抑制剂而可以使用各种凝集抑制剂,但是在本实施方式的薄片制造装置100中,由于在混合部30中不使用或基本不使用水,因此优选使用被配置(也可以为涂覆(被覆))在复合体的表面上的凝集抑制剂。
[0066]作为这种凝集抑制剂,可列举出由无机物构成的微粒子,通过将其配置在复合体的表面上而能够获得非常优异的凝集抑制效果。另外,凝集是指,同种或异种的物体通过静电力或范德华力而以物理连接的方式存在的状态。此外,在多个物体的集合体(例如粉体)中,在未凝集状态这
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