层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件及其制造装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201380034447.4 | 申请日 | 2013-06-10 | 公开(公告)号 | CN104471175B | 公开(公告)日 | 2016-07-06 |
| 申请人 | 株式会社田丸制作所; | 发明人 | 田丸胜; 川久保博; 鸨田健司; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种建材用遮挡元件及其制造装置，其由 纳米 纤维 的层积体构成，具有透气性，遮光性低，具有充分强度，制造成本低廉。一种层积纳米纤维的建材用 薄膜 遮挡元件，其在单丝或者复丝的编织物所组成的粗孔且具有强度的基材上，将第一高分子粘接剂在基材上喷吹呈纤维状，形成比基材孔更细的网孔制成加固基材，在加固基材上以不堵塞网孔间隙为准将第二高分子粘接剂薄薄地喷吹成直径500nm至10μm的纤维状粘接剂，在第二高分子粘接剂上层积纳米纤维后粘接加固基材和纳米纤维，第二高分子粘接剂也以不堵塞纳米纤维的间隙为准，具有透气性和透光性，可以捕集到花粉粒子。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，其特征在于：在单丝或者复丝的编织物所组成的粗孔且具有强度的基材上，将第一高分子粘接剂在上述基材上喷吹呈纤维状形成比基材孔更细的网孔制成加固基材， |
||||||
| 说明书全文 | 层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件及其制造装置技术领域[0001] 本发明涉及一种层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件及其制造装置，特别涉及一种层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件及其制造装置，其用于用来遮挡室外空气和室内的具有透气性的纱门或农用房，可以阻止花粉或微细虫子等进入，并且不会妨碍空气的进出又具有透光性。 背景技术[0002] 虽然使用有可以保证透气性，又可以防止蚊虫尸体、灰尘等等进入室内的纱门，但近来，为了防止花粉等极其微小的有害物质进入室内，如专利文献1所示，已经开发出设有可装卸过滤罩的纱门。而且，针对于农用房，如专利文献1所示，也开发出了具有透气性且防止微小虫子等进入的防虫网。 [0003] 【现有技术文献】 [0004] 【专利文献】 [0005] 【专利文献1】实用新案登录第3034455号公报 [0006] 【专利文献1】日本专利特开2000-217446号公报 发明内容[0007] 但是，对于上述纱门过滤罩或农用房的遮挡元件而言，无纺布充其量是微量级的纤维，为了遮挡微细物质，如果不加厚层积，就完全无法遮挡花粉等。 [0008] 而且，也存在如下问题：一旦加厚无纺布，遮光程度也会增大，室内变暗，材料费也会增加。 [0009] 另一方面，作为用来遮挡花粉等的遮罩等原材料，也开发出了使用有纳米纤维的过滤器，纳米纤维本身价格昂贵而且为了使用基材夹住保持纳米纤维，存在难以固定纳米纤维等的不合格问题，出现了欠缺强度等的问题点。 [0010] 本发明的课题是鉴于以上问题点研发而成，可提供一种遮挡元件及其制造装置，其由纳米纤维的无纺布构成且具有透气性的遮挡元件也具有充分强度，并且，制造成本低廉。 [0011] 为了解决上述课题，权利要求1的发明是一种层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，其特征在于：在单丝或者复丝的编织物所组成的粗孔且具有强度的基材上，将第一高分子粘接剂在上述基材上喷吹呈纤维状形成比基材孔更细的网孔制成加固基材，[0012] 在该加固基材上以不堵塞网孔间隙为准将第二高分子粘接剂薄薄地喷吹成直径500nm至10μm的纤维状粘接剂，在该第二高分子粘接剂上层积高分子纤维的纳米纤维后粘接上述加固基材和该纳米纤维， [0013] 上述第二高分子粘接剂也以不堵塞上述纳米纤维的间隙为准，具有透气性和透光性，可以捕集到花粉粒子。 [0014] 权利要求2的发明是权利要求1所记载的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，其特征在于，所述纳米纤维设为聚偏氟乙烯(PVDF)具有1μm以下的纤维直径。 [0015] 权利要求3的发明是权利要求1所记载的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，其特征在于，所述单丝或者复丝是0.1～0.5mm直径的聚丙烯(PP)，由单丝或者复丝所组成的编织物的粗孔为筛目15～30。 [0016] 权利要求4的发明是权利要求1所记载的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，其特征在于，所述第一高分子粘接剂是将直径10μm至100μm的纤维状纤维喷吹到基材上。 [0017] 权利要求5的发明是权利要求1所记载的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，其特征在于，所述第一高分子粘接剂在形成网孔的同时，与上述基材和上述第二高分子粘接剂以及纳米纤维具有粘接性，粘接时避免形成为薄膜状。 [0018] 权利要求6的发明是一种层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件的制造装置，其特征在于：设有基材传送部，该基材传送部用来传送单丝或者复丝的编织物所组成的粗孔且具有强度的基材；在该基材上形成加固基材，该加固基材是将直径10～100μm的纤维状第一高分子粘接剂喷吹到上述基材上，以蜘蛛巢状的纤维来加固基材孔；在使用上述第一高分子粘接剂形成细网孔来加固的加固基材上设有粘接剂喷吹部，该粘接剂喷吹部以不堵塞上述加固基材的间隙以及后续工序中的高分子纤维的纳米纤维层积体的间隙为准，薄薄地喷吹成500nm至10μm纤维直径的第二高分子粘接剂的粘接剂；在该被喷吹的第二高分子粘接剂上喷吹由纳米纤维生成部所生成的高分子纤维的纳米纤维，在上述加固基材上固接该纳米纤维层积体后具有透气性和透光性，可以捕集到花粉粒子。 [0019] 权利要求7的发明是权利要求6所记载的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件的制造装置，其特征在于，所述纳米纤维生成部以如下方式生成纳米纤维：使用溶媒对具有长分子排列的高分子材料进行溶解加压后从纺丝喷嘴中制成纺丝，以包围该纺丝喷嘴的中心吐出口的方式，设有与该中心吐出口同轴的环状高速风吹出口，来自于该高速风吹出口的气流在以延伸上述中心吐出口正后方的高分子纤维的方式纺丝所得的高分子纤维相交叉的方向上吹出，设有将在交叉范围内纺丝所得的高分子纤维中的溶媒吹散为气体后去除且延伸高分子纤维的延伸气流机构。 [0020] 根据本发明的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件，即便是较薄的遮挡元件也具有充分强度，也具有充分透气性，遮光率降低，可以阻止花粉粒子或微细虫子等进入，提高其捕集效率。 [0021] 而且，纳米纤维的原材料采用了聚偏氟乙烯(PVDF)，因此耐侯性也优良，由于也是耐射线较强的树脂，适于作为配备在户外的纱门或农用房等的建材，清洗也简便易行。 [0022] 再者，根据该装置的发明，对于层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件而言，厚度薄也具有一定强度，也具有充分透气性，遮光率降低，提高可以阻止花粉粒子或微细虫子等进入的捕集效率，具有充分强度，可以低成本地大量制造。附图说明 [0023] 图1是使用有本发明实施例的纳米纤维的过滤器的制造装置的概念概略图； [0024] 图2是仅本发明实施例的基材N1的显微镜照片图； [0025] 图3是本发明实施例的图1的基材N1上喷吹有第一高分子粘接剂N2的加固基材的显微镜照片图； [0026] 图4是喷出第一高分子粘接剂的喷嘴部的概略剖面图； [0027] 图5是图4的喷嘴部的前端的放大剖面图； [0028] 图6是在本发明实施例的图3的基材N1以及使用第一高分子粘接剂喷吹的加固基材上将第二高分子粘接剂N3喷吹为粘接剂的状态下的显微镜状态的显微镜照片图； [0029] 图7是喷出第二高分子粘接剂的喷嘴部的概略剖面图； [0030] 图8是图7的喷嘴部的前端的放大剖面图； [0031] 图9是在本发明实施例的图6的基材N1和第一高分子粘接剂N2上喷吹有第二高分子粘接剂N3的基材上层积有纳米纤维N4的状态下的从纳米纤维侧观察的显微镜照片图； [0032] 图10是层积有实施例的图9的纳米纤维N4的状态下的从基材N1侧观察的显微镜照片图； [0033] 图11是本发明的纳米纤维的纺丝喷嘴的整体剖面图； [0034] 图12是图11的纺丝喷嘴的前端的放大部分剖面图。 [0035] 图中各附图标记对应的构件名称为： [0036] N1 基材 [0037] N2 第一高分子粘接剂 [0038] N3 第二高分子粘接剂 [0039] N4 纳米纤维 [0040] A 纳米纤维层积体形成工序 [0041] B 网状加固纤维形成工序 [0042] C 粘接剂喷吹工序 [0043] D 纳米纤维生成部 [0044] 1 纳米纤维捕集部 [0045] 11 下送料滚轮 [0046] 12 上送料滚轮 [0047] 13 平面保持用金属丝网 [0048] 14 吸引管道 [0049] 15 导向滚轮 [0050] 17 产品成卷部 [0051] 21 基材供给部 [0052] 22 基材移动部 [0053] 3(4) 喷吹部 [0054] 31(41) 喷嘴部 [0055] 311(411) 中心喷嘴 [0056] 312(412) 粘接剂供给部 [0057] 313(413) 粘接剂供给管 [0058] 314(414) 供给泵 [0059] 315(415) 筒状吹气喷嘴 [0060] 316(416) 空气供给管 [0061] 317(417) 气泵 [0062] 32(42) 加热器 [0063] 5 纺丝喷嘴 [0064] 51 吐出口 [0065] 511 外周 [0066] 52 中心轴孔 [0067] 521 外周 [0068] 522a、522b 间隔部 [0069] 53 传送口 [0070] 54 高速风吹出通路 [0071] 541a、541b 内周壁 [0072] 55 高速风吹出口 [0073] 56 气流供给部 [0074] 6 材料收纳容器 [0076] 71 供给配管 [0077] 72 传送配管 [0078] 8 喷嘴突出部 具体实施方式[0079] 本发明的特征是将1μm(微米)以下的纳米纤维层积体粘接固定在基材上的建材用薄膜遮挡元件，更加详细而言，就是在单丝或者复丝的编织物所组成的粗孔且具有强度的基材上，将直径大于纳米纤维的10～100μm的纤维作为第一粘接性的原材料喷吹到上述基材上，使用更细于基材孔的蜘蛛巢状纤维来提高粘接性，同时也可以加固纳米纤维的强度，在该经过加固的基材上以不会堵塞间隙为准，将直径大于纳米纤维一些的10μm至100nm的纤维作为第二粘接性的原材料薄薄地喷吹在经过加固的基材上，在该第二粘接剂上层积纳米纤维后粘接上述基材和纳米纤维，首先，参照图纸对本发明的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件的适用实施例加以说明。 [0080] 【实施例1】 [0081] 参照图1表示概略的概念说明图，对本发明的实施例1的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件的制造装置加以说明。 [0082] 如图1所示，薄膜遮挡元件的制造装置的概略由以下四个工序构成：传送由单丝所织成的基材N1，在其表面上层积纳米纤维后加以成卷的[纳米纤维层积体形成工序A]；在被传送的基材上喷吹第一高分子粘接剂N2，使用纤维形成蜘蛛巢状或者之字状网部，同时粘接在基材上用以加固基材的[网状加固纤维形成工序B]；在经过加固的基材上喷吹粘接有纳米纤维的第二高分子粘接剂N3用以形成粘接部的[粘接剂喷吹工序C]；以及在该高分子粘接剂N3上喷吹纳米纤维N4的[纳米纤维生成部D]。 [0083] 就此，以下对上述各工序进行详细说明。 [0084] [纳米纤维层积体形成工序A] [0085] 本实施例的基材N1的单体如显微镜照片图2所示，是通常纱门所使用的0.25mm直径的PP(聚丙烯)的单丝所织成，1英寸(25.4毫米)见方中有18×18的18筛目的网(Dio化成株式会社、防虫网(产品编号筛目18))，厚度为0.48mm，重量为80g/m2，该基材作为纱门等建材使用具有充分强度。再者，至于基材N1，除上述PP(聚丙烯)以外，也可以使用聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)等，单丝或者复丝的直径为0.1～0.5mm直径，由该单丝或者复丝所织成之编织物的粗孔也可以是筛目15～30的网孔。 [0086] 该基材N1如图1所示，纳米纤维捕集部1从下至上设有用以筛网状移动的下送料滚轮11和一对上送料滚轮12，该两滚轮之间，为了垂直保持住聚丙烯的基材N1而设有具有强度的平面保持用金属丝网13，其背后为了将纳米纤维N4吸引到基材N1上而配置有吸引管道14，平面保持用金属丝网13和基材N1的各原材料的孔厚度：0.48mm、重量：80g/m2，使用通过吸引泵(未图示)所产生的吸引空气(吸引负压200Pa)来吸引纳米纤维N4，而且，利用在下方位置孔粗的地方吸引力会变大，就在这个地方可以吸引上方位置的纳米纤维，其结果是，纳米纤维N4层的孔大小变得均匀，透过空气的量也变得均匀。 [0087] 此处，将透过空气几乎没有阻碍的基材N1卷成滚筒状的基材供给部21在本装置运作时，轴是以打开基材N1卷筒的方式进行旋转，通过送料滚轮11将特定量的基材N1从基材供给部21传送到平面保持用金属丝网13上的基材移动部22。 [0088] 通过送料滚轮11传送的基材N1在平面保持用金属丝网13上向上方移动，首先，喷吹上述纤维状的第一高分子粘接剂N2，接着，喷吹涂布将纳米纤维N4粘接在基材N1或第一高分子粘接剂N2等上的第二高分子粘接剂N3，最后，喷吹纳米纤维N4层积后进行粘接，通过一对上送料滚轮12进行压接之后，经由导向滚轮15，通过产品成卷部17加以成卷。 [0089] [网状加固纤维形成工序B] [0090] 其次，对[网状加固纤维形成工序B]加以说明，在被传送的基材N1上喷吹第一高分子粘接剂N2，使用蜘蛛巢状或者之字状纤维进行交联后形成网孔，在防止基材N1所织成的网孔出现偏差的同时，可进一步形成比基材N1网孔的空间更细的网孔，加固在后续工序所层积的薄纳米纤维层的强度，防止纳米纤维层受损。 [0091] 该状态如显微镜照片图3所示，将基材N1的正方形网孔的空间部分设为第一高分子粘接剂N2的平均粗细10～100μm，使用粗于纳米纤维N4的纤维，对蜘蛛巢状或者之字状纤维进行交联围绕从而形成更细的网孔，在该细网孔上使用第二高分子粘接剂N3的粘接剂来粘接后续工序的纳米纤维N4层，可提高纳米纤维N4的层积体的强度。 [0092] 该第一高分子粘接剂N2作为交联以及加固用粘接剂(株式会社制；Kleiberit PUR反应性热熔粘接剂(产品编号)No.703.5)，具有可拉丝呈蜘蛛巢状延展的性质，适合于形成经过交联的细网孔。而且，该第一高分子粘接剂的粘接剂无需加热，在室温下会逐渐固化(数秒钟)，因此不会对基材N1或纳米纤维N4带来质变。 [0093] 而且，使用该第一高分子粘接剂N2在基材N1的正方形网孔的空间部形成蜘蛛巢状或者之字状网孔的理由在于：为了减少堵塞纳米纤维N4所形成的空间，一旦基材N1由于单丝本身会缩小网孔空间，不管遮挡元件的重量是否增加，也会产生遮光率增大的不合格问题。 [0094] 通过图1、图4以及图5，对围绕该蜘蛛巢状或者之字状纤维的[网状加固纤维形成工序B]加以说明。 [0095] 如图1所示，[网状加固纤维形成工序B]的装置构成位于[粘接剂喷吹工序C]和[纳米纤维层积体形成工序A]之间，在成为聚丙烯(或者聚丙乙烯)基材N1的网孔的表面上，喷吹第一高分子粘接剂N2后在基材N1的正方形空间上形成细网孔，在将纳米纤维N4或第二高分子粘接剂N3的粘接剂喷吹到基材N1上之前，如图4、图5所示，通过喷嘴部31制成比纳米纤维粗一些又具有强度的纤维状后喷吹到基材N1上。 [0097] (A)主要成分 聚氨基甲酸酯 [0098] 粘度 [0099] 120℃：11,000mPas [0100] 140℃：6,000mPas [0102] 开放时间90μm：30sec [0103] 特征：耐热、耐水、耐寒性、低温涂布、弹性型、拉丝性 [0104] 喷吹该第一高分子粘接剂N2时，一旦填埋住纳米纤维N4的间隙，会妨碍好不容易得来的纳米纤维N4的良好透气性，因此第一高分子粘接剂N2应尽量变细，为了形成蜘蛛巢状或者之字状网，形成时应避免填埋住纳米纤维N4的间隙，这点很重要。 [0105] 第一高分子粘接剂N2选用PUR反应性热熔粘接剂((产品编号)No.703.5)，其选择条件如下： [0106] (1)考虑到基材N1的网孔空间(筛目间隙)的加固，以及，如后所述的第二高分子粘接剂N3的粘接剂的涂布面扩大(扩大粘接面积)， [0107] (2)成为纤维状且拉丝性强交联性优良， [0108] (3)从第一高分子粘接剂的喷吹工序到第二高分子粘接剂N3的喷吹工序的距离较短，因此涂布粘接剂后，表面应该立刻硬化。再者，至于其他第一高分子粘接剂N2，使用株式会社Kleiberit Japan制的无黄色变色型(透明或者白色)的产品编号VP9484/10的聚氨基甲酸酯热熔粘接剂(湿气硬化型)，也可以获得同样的结果。 [0109] 图1中，[网状加固纤维形成工序B]的第一高分子粘接剂N2的喷吹部3配置在中央的下部，上下两个喷嘴部31一起相对于基材移动部22的基材N1的面以距离110cm(纳米纤维生成宽度)平行往复移动。这个是因为第一高分子粘接剂N2没必要和纳米纤维层一样进行层积，加固纳米纤维N4的强度即可，宁可以少为好。 [0110] 上述第一高分子粘接剂N2温度越高而粘度降低，140℃时的粘度为6000(mPa·s)，为了在该状态下可以使用，在喷嘴部31上设有加热器32。再者，为了不让第一高分子粘接剂N2和如后所述的第二高分子粘接剂N3一起熔化融合，应使用速干性(数秒钟)粘接剂。 [0111] 此处，参照图1、图4以及图5，对第一高分子粘接剂N2(粘接剂)喷吹部3和喷嘴部31加以详细说明，加热到140℃左右的粘接剂(第一高分子粘接剂N2)从供给部312通过供给泵314，从粘接剂(第一高分子粘接剂N2)供给管313被供给到前端喷嘴直径为0.15mm的中心喷嘴311。以包围该中心喷嘴311前端的外筒的方式设有筒状吹气喷嘴315，从该筒状吹气喷嘴 315喷射出高速空气以从中心喷嘴311抽出粘接剂的方式向基材N1进行喷射。此时，通过用来送风空气的气泵317，以50升/分钟经由空气供给管316达到喷出面积约1mm2，通过加热器 32将喷嘴部31整体加热到约140℃，喷出空气也加热到约140℃左右后喷出，粘接剂在喷嘴前端也维持在140℃。 [0112] 根据这种构成，特别是即使不使用ESD法，也可以判断出相比该方法多少会变粗一些，可以生成纤维直径500nm～500μm的纤维状粘接剂，其中熔融为10μm至100μm纤维状的第一高分子粘接剂N2以蜘蛛巢状或者之字状贴附在聚丙烯基材N1上的方式进行喷吹，整体均匀涂布。 [0113] [粘接剂喷吹工序C] [0114] 然后，对在[网状加固纤维形成工序B]中使用第一高分子粘接剂N2得以加固的基材上，喷吹粘接有纳米纤维的第二高分子粘接剂N3的[粘接剂喷吹工序C]加以说明。 [0115] 该状态如显微镜照片图6(基材N1+(交联粘接剂)N2+(粘接剂)N3)所示，以不堵塞网孔的间隙为准，以粗孔标准薄薄地喷吹比第一高分子粘接剂N2更细的直径10μm至100nm的纤维作为第二高分子粘接剂N3的粘接剂。因此，和图3的第一高分子粘接剂N2(基材N1+交联粘接剂N2)的状态相比，图6的显微镜照片显示第二高分子粘接剂N3的粘接剂以不堵塞网孔的间隙为准喷吹得更薄。 [0116] 如图1所示，[粘接剂喷吹工序C]的装置构成位于[纳米纤维生成部D]和[网状加固纤维形成工序B]之间，喷嘴基本上和[网状加固纤维形成工序B]相同，在聚丙烯(或者聚丙乙烯)的基材N1和第一高分子粘接剂N2成为网孔的表面上，喷吹第二高分子粘接剂N3的粘接剂。 [0117] 该第二高分子粘接剂N3是株式会社Kleiberit Japan制的聚氨基甲酸酯热熔粘接剂(湿气硬化型)(PUR反应性热熔粘接剂(产品编号)No.701.1或者701.2)，物性如下所述。再者，本实施例中使用有UR反应性热熔粘接剂(产品编号)No.701.2。而且，至于其他第二高分子粘接剂N3，使用株式会社Henkel制的无黄色变色型(透明或者白色)的产品编号LA7575UV的聚氨基甲酸酯热熔粘接剂(湿气硬化型)也可以获得同样的结果。 [0118] (B)PUR反应性热熔粘接剂(产品编号)No.701.1 [0119] 主要成分 聚氨基甲酸酯 [0120] 粘度 [0121] 80℃：12,000mPas [0122] 100℃：4,000mPas [0123] 120℃：2,000mPas [0124] 开放时间：＞1hour [0125] 未固化强度(green strength)：强 [0127] (C)PUR反应性热熔粘接剂(产品编号)No.701.2 [0128] 主要成分 聚氨基甲酸酯 [0129] 粘度(制造时) [0130] brookfield HBTD 10rpm [0131] 100℃约5,000±1,500mPas [0132] 120℃约3,000±1,000mPas [0133] 开放时间.φ3mm焊珠：3～4sec [0134] 添加剂：含有异氰酸酯 [0135] 第二高分子粘接剂N3选用PUR反应性热熔粘接剂((产品编号)No.701.1或者701.2)，其选择条件如下： [0136] (1)和通过基材N1的网孔空间(筛目间隙)与第一高分子粘接剂N2的交联所制作的加固网孔的基材的粘接性良好， [0137] (2)不会堵塞网孔，拉丝性之类的变形较少， [0138] (3)涂布第二高分子粘接剂N3后的表面直到硬化所需的时间较长，利用直到表面硬化所需的较长时间(3分钟～1小时)来涂布纳米纤维，长时间保证粘接基材N1和纳米纤维N4的时间， [0139] (4)硬化之前，必须具有强粘接性，便于粘接纳米纤维N4。 [0140] 因此，只要是可以满足这些条件，可以形成纤维直径500nm至10μm的纤维，这样的粘接剂也可以使用其他高分子粘接剂。 [0141] 使用这个的喷嘴装置和[网状加固纤维形成工序B]一样，仅是所供给的高分子粘接剂不同。 [0142] 该第二高分子粘接剂N3是用来粘接固定基材N1以及第一高分子粘接剂N2和纳米纤维N4的粘接剂(第二高分子粘接剂N3)，具有粘接性更强的性质，很适合将纳米纤维N4层积体固接在基材N1上。而且，该第二高分子粘接剂N3的粘接剂也无需加热，在室温下会逐渐固化，不会对基材N1或纳米纤维N4带来质变。 [0143] 而且，使用该第二高分子粘接剂N3在基材N1等的网孔的空间部形成蜘蛛巢状或者之字状网孔的理由在于：为了减少堵塞纳米纤维N4所形成的空间，和基材N1由于单丝本身会缩小网孔空间不同，不管遮挡元件的重量是否增加，也会产生遮光率增大的不合格问题。 [0144] 如此一来，形成第二高分子粘接剂N3的粘接剂时，以尽量不堵塞纳米纤维N4所形成的空间为准，形成为十分细的纤维状，这点很重要，如果使用有展开成为薄膜状的粘接剂，使用纳米纤维N4就没有意义，较好的是尽量细的纤维。本实施例中将第二高分子粘接剂N3设为纤维直径500nm至10μm的纤维，在经过加固的基材上以不堵塞间隙为准薄薄地喷吹很重要。 [0145] 总之，使用第一高分子粘接剂N2以及第二高分子粘接剂N3形成细纤维是绝对要件，特别是第一高分子粘接剂N2是网孔的补充，较好的是具有粘接功能并且可以维持纤维(Fiber)状形状立刻得以硬化，反之，第二高分子粘接剂N3较好的是可以提高粘接基材N1或第一高分子粘接剂N2或纳米纤维N4的功能，维持充分的粘接时间，比较缓慢硬化。 [0146] 如上所述，仅将所供给的第一高分子粘接剂N2作为第二高分子粘接剂N3，第一高分子粘接剂N2的喷嘴本身的构造，以及设定条件如图7以及图8所示，和图4以及图5相同加以省略(慎重起见，将符号的先头符号3改写为4。)。 [0147] [纳米纤维生成部D] [0148] [粘接剂喷吹工序C]完毕，在如显微镜照片图6(基材N1+(交联粘接剂)N2+(粘接剂)N3)所示的状态下，喷吹层积[纳米纤维生成部D]中所生成的聚偏氟乙烯(PVDF)的纳米纤维。 [0149] 该状态如显微镜照片图9、图10(基材N1+(交联粘接剂)N2+(粘接剂)N3+纳米纤维N4)所示，图9是从经过层积的纳米纤维侧观察的显微镜照片图，图10是从基材N1侧观察的显微镜照片。 [0150] 对[纳米纤维生成部D]的装置构成加以说明，该纳米纤维生成部D主要由纺丝喷嘴5和高速风吹出口55所构成，首先，从纺丝喷嘴5开始加以说明。 [0151] [纺丝喷嘴5] [0152] 如图2的纺丝喷嘴5的放大图所示，金属制的纺丝喷嘴5其中心处设有接在前端吐出口51后面的中心轴孔52，中心轴孔52的相反侧上设有传送口53，向该传送口53供给使用溶媒(溶剂)所溶解的聚偏氟乙烯(PVDF)。传送到传送口53的经过溶解的聚偏氟乙烯(PVDF)的传送路径，如图1所示，在收纳容器6中将聚偏氟乙烯(PVDF)加热到常温20℃或者升温一些的40℃左右，然后，从收纳容器6经由供给配管71，通过齿轮泵7进行传送，再者，将传送后的经由传送配管72也溶解的聚偏氟乙烯(PVDF)供给到上述传送口53。 [0153] 再者，本实施例1中的聚偏氟乙烯(PVDF)由于粘度降低，如后所述，使用NMP作为溶媒，材料浓度设为14wt％。而且，吐出口51的内径设为0.1mm至0.2mm，本实施例中设为0.15mm，设为0.2mm以上时，即使再延伸也难以获得纳米量级的细度，虽然越细越好，但设为 0.1mm以下时，一旦堵塞就会减缓纺丝速度。 [0154] [高速风吹出口55] [0155] 如图11、图12所示，纺丝喷嘴5在中心轴孔52的周围，以包围中心轴孔52的方式同轴状设有环状高速风吹出通路54，高速风吹出通路54的前端设有具有特定吹出角度的环状高速风吹出口55，该高速风吹出口55比上述吐出口51仅后退了X1＝4mm左右(2～4mm)。 [0156] 而且，在纺丝喷嘴5的中间部设有连接到高速风吹出通路54其他端的气流供给部56，气流供给部56可以供给常温20℃或者升温一些的20～40℃左右的气流，以使用高速风吹出口55的高速气流进行包围的方式，将从吐出口51纺丝所得的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维向下游牵拉延伸。具有该特定吹出角度的高速风吹出口55构成了延伸气流机构。 [0157] 再者，纺丝喷嘴5如图11、图12所示，在中心轴孔52的外周部521以及吐出口51侧的外周部511和高速风吹出通路54的内周壁541a、541b之间，在适当位置设有用来维持通路间隙的间隔部522a、522b来构成间隔。 [0158] 更加详细地说明该延伸气流机构，就是通过高速气流进一步延伸聚偏氟乙烯(PVDF)纤维，因此环状高速风吹出口55的吹出角度(以中心轴孔52的轴为中心的左右的合适角度)很重要，实验结果是角度30°～50°左右，即，热风吹出口15的高速气流的吹出方向相对于上述中心吐出口51的中心轴线，较好的是15°～25°的角度范围，角度30°(和中心轴夹角15°)以下时，和聚偏氟乙烯(PVDF)的接触力较小则延伸作用较小，角度50°(和中心轴夹角25°)以上时，不会产生接触的负压，因此延伸作用较小，本实施例1中设为角度38°(和中心轴夹角19°)，可以有效发挥延伸作用。 [0159] 如此一来，来自于高速风吹出口55的气流正好接触到纺丝所得的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维，就完成了μ量级的极细纤维，不会成为纳米纤维。 [0160] 而且，有效延伸聚偏氟乙烯(PVDF)纤维，对于制成溶解状态的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维而言，设为比NMP等溶媒低的粘度也很重要，实施例1中，必须有可能通过齿轮泵7从直径0.15mm的吐出口51吐出经过溶解的聚偏氟乙烯(PVDF)。 [0161] 再者，延伸气流机构在从吐出口51得到纺丝后也需要使用高速气流加以延伸，更重要的是，需要在加以延伸的同时将聚偏氟乙烯(PVDF)纤维内所含的NMP等溶媒气化后吹散去除，因此，高速风吹出口55经由喷嘴突出部8比上述吐出口51仅后退X1＝4mm(2～4mm)左右，以促进从吐出口51经过纺丝的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维中的溶媒气化或者聚偏氟乙烯(PVDF)纤维干燥的方式加以构成。 [0162] 在该高速风吹出口55和吐出口51的流动方向上的特定距离X1，一旦后退4mm以上，PVDF纤维的延伸作用就会减弱，设为1mm以下时，溶媒的气化促进就会减弱，纤维本身就会卷曲粘接，难以形成美观的PVDF纳米纤维。如此一来，可以兼顾到聚偏氟乙烯(PVDF)纤维的延伸和溶媒的快速去除就很重要。而且，一旦NMP等溶媒产生气化后从聚偏氟乙烯(PVDF)纤维中去除，延伸就会结束被下游的纳米纤维层积体形成工序A的纳米纤维捕集部1所捕集。 [0163] 此处，使用聚偏氟乙烯(PVDF)作为纳米纤维N4的原材料，聚偏氟乙烯(PVDF)是热可塑性塑料之一，是熔点保持在134～169℃范围的高强度树脂，可常用的耐热温度为150℃前后，是热稳定性良好的原材料，而且，耐药性好，加工性优良，具有难燃性，即使燃烧也较少产生烟雾。是电气特性好，强介电特性，压电性优良，特别是耐侯性优良，耐射线较强的树脂，适于作为配备在户外的纱门或农用房等的建材，清洗也简便易行。 [0164] 显微镜照片图6(基材N1+(交联粘接剂)N2+(粘接剂)N3)所示的状态的纳米纤维层积体，根据下述条件加以制造。 [0165] 设定条件(实施例) [0166] 材料： [0167] 主剂：株式会社KUREHA制 [0168] 聚偏氟乙烯(PVDF)13.3wt/％(相对于总重量的％：w/w％) [0169] 溶媒(溶剂)：日本REFINE株式会社制 [0170] N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)(NMP)：82.0wt/％ [0171] 甲苯:4.7wt/％ [0172] 溶液吐出压：0.15MPa [0173] 高速气流吹出角度38° [0174] 高速气流的压力：0.26MPa [0175] 高速气流的流量：34L/min [0176] 纤维直径：200～500nm [0177] 本实施例中，使用聚偏氟乙烯(PVDF)作为高分子纤维的纳米纤维的原材料，使用N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)(NMP)作为溶媒，耐侯性多少有点欠缺，至于其他高分子和溶媒的组合，尼龙(宇部兴产制：1022B)和作为溶媒(溶剂)的甲酸，同样，聚醚酰亚胺(PEI)和作为溶媒的DMF或二甲基乙酰胺(DMAc)也可以获得同样的结果，另外聚丙烯腈(PolyAcryloNitrile、PAN)或聚醚砜(Poly Ether Sulphone、PES)和二甲基乙酰胺(DMAc)或者DMF(二甲基甲酰胺)、壳聚糖和醋酸或者柠檬酸等弱酸、丙烯(PolyMethyl MethAcrylate、PMMA)和甲醇、聚乳酸和氯仿的组合等也可以用于制造纳米纤维。 [0178] [本实施例的层积纳米纤维的建材用薄膜遮挡元件的特性] [0179] 使用有本实施例的纳米纤维的过滤器构成如下所述。 [0180] (1)基材N1：聚丙烯(PP)：0.25mm直径的单丝 [0181] 18筛目、厚度：0.48mm、重量：80g/m2 [0182] (2)第一高分子粘接剂N2：聚氨基甲酸酯热熔粘接剂(速干湿气硬化型)[0183] 直径为10nm～100μm的纤维：重量3g/mm3 [0184] (3)第二高分子粘接剂N3：聚氨基甲酸酯热熔粘接剂(湿气硬化型)[0185] 直径为500nm～10μm的纤维：重量2g/mm3 [0186] (4)纳米纤维N4：聚偏氟乙烯(PVDF) [0187] 直径为200nm至50nm的纤维：重量0.8g/mm3 [0188] (5)产品厚度(基材N1+第一高分子粘接剂N2+第二高分子粘接剂N3+纳米纤维N4)：0.5mm [0189] 再者，上述基材N1的纤维直径设为0.25mm直径的单丝，太细了则强度不够，太粗了则产品厚度变大且遮光率也变高变暗，因此单丝或者复丝的直径较好的是0.1～0.5mm直径，使用该单丝或者复丝所织的编织物的粗孔较好的是筛目15～30的网孔。 [0190] 第一高分子粘接剂N2设为聚氨基甲酸酯，烯烃系粘接剂也可以，纤维直径设为直径10nm～100μm，重量较好的是1～5g/mm3，第一高分子粘接剂N2应便于形成网孔，硬化和干燥速度在数秒钟(sec)左右越早越好。 [0191] 第二高分子粘接剂N3设为聚氨基甲酸酯，烯烃系粘接剂也可以，纤维直径设为直径500nm～10μm，重量较好的是1～5g/mm3，第二高分子粘接剂N3应尽量延长粘接时间，硬化和干燥速度在1小时(sec)左右或者一小时以上越迟越好。 [0192] 而且，纳米纤维N4：聚偏氟乙烯(PVDF)如上所述，可以是尼龙等，较好的是耐侯性也优良。而且，纤维直径设为直径200nm至1μm，重量设为0.8g/mm3，较好的是遮光性低且花粉等的捕集率高的纳米纤维层积体。 [0193] 根据以上构成，对比图3以及图10进行判断，相比基材N1的厚度0.3mm，即便使用约1μm左右非常薄的遮挡元件，也会粘接在基材N1上，因此整体都具有充分强度。 [0194] 实际最终产品的厚度(基材N1+第一高分子粘接剂N2+第二高分子粘接剂N3+纳米纤维N4)也是0.5mm，相比基材N1的厚度0.48mm直径，也只增加了0.12mm，极薄，也可以将遮光率降到极低。 [0195] 而且，紫外线遮光率为58％(根据抗紫外线原材料的加工效果统一评估方法(日本化学纤维协会)所提供的分光光度计和全波长区域平均法，将带通过滤器设置在积分球和检测器之间)，305nm波长时透过率38.9％，360nm波长时透过率44.1％。而且，遮光率为64.62％(3538lx安装后照度)(JISL1055A法：试片安装前照度：10000lx.试片光源侧：涂布面)，该数值根据市售最薄窗帘的透光率为55至70％，判断可以充分获取来自于户外的光线。 [0196] 关于透气性，423.8cm3/cm2·s已经足够，和过滤器效果相比具有透气性，通过试验结果证明本发明的花粉捕集(过滤)效率为89.1％，可以作为用来阻止花粉或微细虫子等进入的建材原材料。 [0197] 即，在以特定空气流量吸引住试验系统的状态下，从过滤器部的上方经过整粒装置加以整粒的试验粉体(花粉替代粒子)以特定速度掉落。分别测定被过滤器部所捕捉的粒子质量和通过过滤器部的粒子质量，根据下述算式计算出捕集(过滤)效率。 [0198] 花粉粒子的捕捉(过滤)效率％＝过滤器部所捕捉的粒子质量(mg)/(过滤器部所捕捉的粒子质量(mg)+通过过滤器部的粒子质量(mg)) [0199] 试验条件 [0200] 试验粉体(花粉替代粒子)：石松孢子粉(APPIE标准粉体) [0201] 试验流体：28.3L/min [0202] 试验粉重量：75±5mg [0203] 试验粉体速度：20±5mg/min [0204] 试验室的温湿度：20±5℃、50±10％RH [0205] 如此一来，就可以具有充分透气性，遮光率降低，提高花粉粒子的捕集效率。而且，将纳米纤维的原材料设为聚偏氟乙烯(PVDF)，耐侯性也较为优良，也是耐射线较强的树脂，适于作为配备在户外的纱门或农用房等的建材，清洗也简便易行。 [0206] 再者，只要不会有损于本发明的特征，当然也不仅限于上述实施例。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈