JPH0217666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維質シートから液体を置換除去する
方法に関する。より詳しくは、高分子物質の溶液
または分散液を含浸させた繊維質シートを高分子
物質の非溶剤であるが該溶媒または分散媒とは相
溶性を有する液体で処理して繊維質シートから該
溶媒または分散媒を除去する方法に関する。

従来より、溶媒中に軸架した回転ドラムの表面
に織布を接触させ織布を通じて回転ドラム内に溶
媒を吸液することにより、織布に含まれている糊
剤や染料等を溶解除去する方法が公知である。た
とえば特公昭30−8539号公報には、織布を洗浄ま
たは染色するための装置として上記のような原理
を用いた装置が提案されている。しかしながら、
このような装置は、織布等の通液性の極めて良い
繊維質シートに対しては使用できるが、通液性の
悪い、すなわち内部組織が緻密でかつ厚地の繊維
質シートに対しては使用できないという欠点を有
している。なぜならば、通液性の悪い繊維質シー
トを回転ドラム方式で処理すると、液体は専ら抵
抗を受けない個所、すなわち繊維質シートで覆わ
れていないドラム面から浸入して繊維質シート内
を液体がほとんど通過しないこととなり、繊維質
シートは洗浄作用をほとんど受けないためであ
る。

近年、不織布、織布、編布等の布帛にポリウレ
タンエラストマーを多孔質状に付与したものは人
工皮革用の基体として用いられている。

これら人工皮革基体を製造する方法として、一
般に不織布または織布・編布等の布帛にポリウレ
タンエラストマー、ポリ塩化ビニル等の高分子物
質の溶液を含浸させた後、これを高分子物質の非
溶剤であるが該溶液を構成している溶媒とは相溶
性を有する液体中に浸漬して高分子物質を多孔質
状に凝固させ、布帛中に含まれる溶剤を非溶剤で
置換し除去する方法が用いられている。また、人
工皮革を製造する際の一方法として、ポリスチレ
ン、ポリエチレン等の無極性高分子物質とポリエ
チレンテレフタレート、ポリアミド等の極性高分
子物質を混合紡糸または複合紡糸し得られる多成
分系の混合繊維から布帛を構成し、ポリウレタン
エラストマーの溶液または分散液を含浸させたの
ち多孔質状に凝固させ、得られた人工皮革基体に
しなやかさおよび通気性を付与するために上記無
極性高分子物質を無極性溶媒で除去したのち布帛
中に残つた溶剤を非溶剤で除去する方法が用いら
れている。

しかしながら、これらの方法において溶剤を除
去する手段として上記回転ドラム方式を用いた場
合、人工皮革基体は通常厚みが大きくかつ内部組
織が緻密であるため、溶剤は除去され難い。

従来人工皮革基体から溶剤を除去する方法とし
て、人工皮革基体を非溶媒中に浸漬し、基体をニ
ツプロール間で搾液し、再度基体を非溶剤中に浸
漬する操作を何回も繰返す方法が採用されてい
る。この方法を用いると、確かに溶剤はほぼ完全
に除去できることになるが、その反面人工皮革基
体は多段のニツプロール間を通過することとな
り、ロール間で過大な張力を受けることとなり歪
みを有することとなる。さらに多段のニツプロー
ルおよび非溶剤槽を要するため工程が長くなり設
備も大きくなる。

もし人工皮革基体の如き通液性の極めて悪い繊
維質シートから溶剤を除去するために装置として
一般に用いられている多段のニツプロールに替え
て回転ドラムの使用が可能で、しかも溶剤除去効
率が十分に高いものであるならば、繊維質シート
に過大な張力がかからず、かつ工程も極めて短縮
できるため、極めて有用なものとなる。

本発明は通液性の悪い繊維質シートを処理する
のに適した回転ドラム式溶剤除去処理方法を提供
することにある。

すなわち本発明の目的は、通液抵抗の小さい織
布などの布帛を処理する従来の回転ドラム方式の
場合は、ドラム自体の通液抵抗は小さい方が効率
よく布帛を通液処理できるが、通液抵抗の大きい
人工皮革基体の如き繊維質シートの場合は、ドラ
ム内部に吸液される非溶剤は大部分が抵抗の少い
ドラム両端の布帛で覆われていない表面を通り繊
維質シートを貫流する液量は少くなり溶剤は容易
に除去されないという欠点を解決することにあ
る。

本発明者らは種々検討した結果、単位面積当り
の回転ドラムの通液抵抗と繊維質シートの通液抵
抗の比率が0.1〜0.3となるように液の粘度、吸液
速度、回転ドラムの抵抗体を調節することによ
り、均一に効率良く繊維質シート中の溶剤を除去
することができることを見出し本発明に到達し
た。

この比率が0.1より小さいと、非溶剤は主とし
てドラム両端の繊維質シートで覆われていない部
分を通つてドラム内に吸液されるので繊維質シー
ト溶剤の除去率は低くなり、比率が3.0より大き
いと、通液抵抗が全体として大きくなり吸液ポン
プの負荷が大きくなつて不経済であるしキヤビテ
ーシヨンを起し易いので好ましくない。

次に本発明の方法を実施できる装置の一具体例
を添付の図面により説明する。

第１図は処理装置全体の縦断面図である。同図
において溶媒２を満たした処理槽１の内に回転ド
ラム４が液中に回転自在の状態で軸架されてい
る。繊維質シート３はガイドローラ５から液中に
導びかれ、ガイドロール６をへて回転ドラムの周
面に接触し、この状態で回転ドラム４の回転に伴
つて徐々に送られ、ガイドロール７および８を経
て槽外に出る。繊維質シート３は回転ドラム４の
周面に接触している間に液体の除去処理を受ける
が、回転ドラムの周面の少くとも一部は、繊維質
シートを通じて溶媒をドラム内に吸液する構造と
なつており、これにより該液体は置換除去される
こととなる。第１図の場合には回転ドラム４の上
半分が吸液できる構造となつており、回転ドラム
内に吸い込まれた該液体を含む該溶媒はポンプ１
０により回転ドラム内より配管９を通して取出さ
れ、配管１１から処理槽１に戻される。勿論槽２
内の該液体濃度はこのままでは処理するに従つて
上昇する一方なので、図示してないが別の配管に
より該溶媒を一部補給しながら槽内の液を一部取
出すようにして、槽内の該液体濃度が一定値を越
えないようにしてある。また回転ドラム４の下部
では逆洗が行なえるような構造となつている。す
なわち処理槽１の内部の液２をポリマー屑等の異
物を除去したのち、配管１５を経て回転ドラム内
へ圧入し、この圧入した液を回転ドラム４の下部
からドラム外へ放出することにより、回転ドラム
４の表面に付着していた異物を離散させる構造と
なつている。

第２図は回転ドラム４の構造を示す図である。
回転ドラム４は軸の両端１６および１７を槽外ま
たは槽内に設けた軸受で支持されており、かつ回
転駆動を受けている。回転ドラム４の表面には該
溶媒がドラム外から内部に浸入できるように多数
の吸液口２１が設けられている。しかしながら通
液性の悪い繊維質シートの場合には、該溶媒が繊
維質シートで覆われていない箇所から専らドラム
内に浸入したり、また繊維質シート内を偏流した
りして液体の除去処理が不完全となり易いが、本
発明では回転ドラム表面の抵抗板の通液抵抗が繊
維質シートの通液抵抗の10〜300％の範囲になる
ように装置及び処理条件を調節するものである。
更に詳しく説明すると、繊維質シートの抵抗を液
が通過した時の圧力損失△P₁で代表し、回転ド
ラム抵抗体の抵抗を同じく圧力損失△P₂で代表
すると、非溶剤の繊維シートを通過する平均通液
速度ｖについては次のような関係が成立する。

△P₁αv ……(1) △P₂αv² ……(2) (1)(2)の関係から △P₂／△P₁αv ……(3) (3)式の比例定数をＫとすると △P₂／△P₁＝Kv ……(3)′ で、Ｋは繊維質シートの抵抗係数、回転ドラム、
吸液口の直径、長さ、開孔率、吸液口壁面の粗さ
などによつて決まる一定値であることがわかつ
た。本発明の方法は、このようにして決まる△
P₂／△P₁の値を0.1〜3.0の範囲で通液することに
より繊維質シートから均一に溶剤を除去するもの
である。

第３図は回転ドラム表面の断面図の１例であ
る。繊維質シートと接する回転ドラムの最外周面
は網状物１８で覆われており、その下には吸液口
を有する板（以下吸液口板と称す）２０およびこ
の吸液口板の表面を複数個の小区画に分割するた
めの仕切板１９が存在しており、仕切板１９で区
切られた各区画には回転ドラムの内部に通ずる吸
液口２１が少なくとも１つ設けられている。特に
繊維質シートの両端が接触する部分は、仕切板１
９で区切られた区画を繊維質シートが覆うことと
なるため、液がシート内を貫流せずに繊維質シー
トで覆われていない箇所を専ら通ることとなり、
液体除去処理が不十分となるが、この箇所におけ
る仕切板と仕切板との間隔（ドラム軸方向）を十
分狭くすることにより、未処理部分の割合を減ら
すことが可能となる。また仕切板１９で区切られ
た各区画に設ける吸液口２１の径を十分小さくし
て液抵抗を大きくすることにより、繊維質シート
で覆われていない箇所から浸入する液の量を相対
的に減少させることができる。また仕切板１９で
仕切られた区画は、網状物１８、仕切板１９およ
び吸液口板２０により完全に区切られていて、区
画内に浸入する液は、その区画上に接触している
繊維質シートを通して浸入する液のみであるよう
にすると同時に、網状物１８を通じての区画間の
液の流通が殆んど無視できるように、することが
好ましく、したがつて網状物１８は仕切板１９上
に仕切板と隙間なく、一体化されているのが好ま
しい。この点において、網状物として適切な孔径
とピツチを有する打抜金網を用いるのが最も好ま
しい。なお打抜金網とは金属製薄板に丸孔または
角孔等を規則的に配列した開孔率10〜50％程度の
多孔板のことである。また本発明でいう網状物と
は、上記の打抜金網の外、処理目的により、布
やフエルト類、金属製あるいはプラスチツク製の
網類、焼結金属等の、いわゆる材として使用さ
れているものの総称である。

また吸液口２１が繊維屑やポリマー屑等により
塞がれた場合には、直ちにその吸液口に通じる区
画に接している繊維質シートは液体除去処理を受
けなくなり、繊維質シート内に処理を受けなかつ
た部分がスポツト的に存在することとなるが、こ
のような事態を招かないためには、回転ドラム表
面に設ける網状物のメツシユ径を吸液口の径より
細かくすれば対策として有効である。

回転ドラムの大きさ、網状物１８のメツシユ
径、吸液口２１の径、仕切板１９で区切られた区
画の大きさ等は処理速度や、必要通液量、処理さ
れる繊維質シートの通液性等によつて異なる。一
般に回転ドラムの径は30〜100cmが製作面から適
当な範囲である。網状物１８のメツシユ径は、打
抜金網を用いた場合、0.5〜1.5mm、開孔率は10〜
30％、吸液口２１の径は２〜４mm、仕切板１９で
区切られた１区画の大きさはドラム軸方向の長さ
で２〜８cm、面積で20〜80cm²程度が好ましい。

第４図は第２図に示されている回転ドラム４の
Ａ部分での縦断面の図であり、回転ドラムの内部
は間仕切板２２によりロール表面の円周方向の仕
切板１９に合わせて分割されており、ドラム内部
の片端は密閉されており、他の端面は第５図に示
される如く間仕切板２２による各区分毎に孔２３
が明いた平滑面となつている。この面に第６図で
示す孔２５および２６の明いた平滑面を有する固
定ボツクス２４の内部は間仕切板３０で２分割さ
れており、夫々孔２５から固定ボツクス２４内に
浸入した液は配管２７から排出され、また配管２
８から固定ボツクス２４内に浸入した液は孔２６
から回転ドラム内に圧入されるようになつてお
り、これらの液は固定ボツクス２４の内部では混
合しない構造となつている。

本発明の装置は以上詳述したような構造を有し
ているのであるが、溶媒の流れについて再度説明
すれば、配管２７を通して槽外のポンプ１０で吸
引することにより、処理槽１の内部の溶媒は繊維
質シート３を通り網状物１８から吸液口板２０に
設けられた吸液口２１を通りドラム内部に浸入
し、固定ボツクス２４の孔２５と一致する孔２３
に通じるロール内部の液は、孔２３，２５を通
り、配管２７より槽外に排出されることとなる。
一方、槽外のポンプ１３で加圧された溶媒は配管
２８より固定ボツクス２４に入り、孔２６と一致
する回転ドラムの孔２３から回転ドラム内に入
り、その区分にある吸液口板の吸液口から、回転
ドラム外へ放出される。その際に回転ドラムの表
面の網状物に付着しているゴミ、繊維屑等がドラ
ム表面から離散され、いわゆる、逆洗が行なわれ
る。また固定ボツクス２４の孔２５と孔２６に対
して回転ドラムが回転することにより、回転ドラ
ムに設けられた孔２３は吸引と逆洗の液の流れを
交互に受けることとなる。繊維質シートの液体除
去処理区間を多くするには、固定ボツクス２４の
孔２５の角度（第６図におけるα）を大きくとれ
ばよく、また逆洗を十分に行なうためには、孔２
６の角度（第６図におけるβ）を大きくとればよ
い。

本発明の方法において、繊維質シートの通液性
が極めて悪く、繊維質シートを通じて溶媒を回転
ドラム外部から回転ドラム内に吸引するのに、１
Kg／cm²近くの吸引力を必要とする場合は、また非
溶媒がその沸点近くの温度まで加熱されている場
合などには、回転ドラムを槽の底部に設置し液深
をかけたり、あるいは槽内を加圧して液を押し込
む方法を採用するのが好ましい。

また上述した方法とは逆に、溶媒を回転ドラム
の内部から外部へ放出する方法もある。この場合
には、繊維質シートをドラム周面に圧着させる装
置が付加されるが、ドラムの構造は基本的には同
じである。

以上詳述したように、本発明の方法を用いるこ
とにより通液性の悪い繊維質シートでも十分に溶
剤を除去でき、しかも従来の多段のニツプロール
と比べて繊維質シートに過大な張力がかからず、
かつ工程も短縮することができ、本発明によりも
たらされるメリツトは極めて大きい。

次に本発明の具体的実施例をあげる。

実施例 １ ポリアミド系繊維質シートにポリウレタンのジ
メチルホルムアミド（以下DMFと略記す）溶液
を含浸させ、これを非溶剤である水の中に浸漬さ
せてポリウレタンを多孔質状に凝固させた後、図
１〜６で説明した装置を用いて、繊維質シート中
に残されたDMFを非溶剤である水を置換除去し
た、貫流時の平均流速は8.9mm／sec、液温は80
℃、繊維質シートの抵抗による圧損は△P₁＝652
Kg／m²、回転ドラムの吸水口を通過した時の圧損
△P₂＝648Kg／m²で、△P₂／△P₁＝0.993であつ
た。貫流液量46／m²で均一に溶剤を除去するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を行なうことが出来る装置
全体の正面図であり、第２図はその主要部である
回転ドラムの図であり、第３図は回転ドラムの表
面の縦断面図、第４〜６図は第２図の回転ドラム
をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃの部分で切断した場合の断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を含有した繊維質シートから該液体を除
   去するに際して、該液体と相溶性を有する溶媒を
   満たした槽内に通液性の抵抗板を有する回転ドラ
   ムを軸架し、単位面積当りの回転ドラム抵抗板の
   通液抵抗と繊維質シートの通液抵抗の比率が0.1
   〜3.0となるような条件で繊維質シートに該溶媒
   を通液させることにより繊維質シートから含有液
   体を除去する方法。 ２ 回転ドラムの周面が網状物あるいは多孔状物
   で覆われており、かつこの網状物あるいは多孔状
   物の下には多数の吸液口を有する板が存在してい
   る回転ドラムを用いる特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 網状物が打抜金網である特許請求の範囲第２
   項記載の方法。 ４ 吸液口を有する板の表面が仕切板によつて複
   数個の小区画に分割されている特許請求の範囲第
   ２項記載の方法。