CN102652189A - 纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法 - Google Patents

Abstract

制造膜厚均一且质量均一的纳米纤维的堆积物。包括：流出体(115)，具有使原料液(300)流出到空间中的流出孔(118)；带电电极(128)，以与流出体(115)隔开规定的间隔而被配置；带电电源(122)，将规定的电压施加到流出体(115)与带电电极(128)之间；诱引电极(121)，是用于产生诱引在空间中被制造的纳米纤维(301)的电场的电极，该诱引电极(121)的表面具有使诱引的纳米纤维(301)堆积的呈面状的堆积区域A；诱引电源(123)，向所述诱引电极(121)施加规定的电位；以及绝缘层(101)，被配置在整个所述堆积区域(A)，并抑制因被堆积到堆积区域(A)的纳米纤维而造成的电阻值的不均匀。

Description

纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法

技术领域

本发明涉及利用静电延伸现象，来制造具有亚微米级或纳米级细小的纤维（纳米纤维）的纳米纤维制造装置、纳米纤维制造方法。

背景技术

作为制造由树脂等构成并具有亚微米尺度或纳米尺度的直径的丝状（纤维状）物质的方法，目前已知的是利用静电延伸现象（静电纺丝）的方法。

该静电延伸现象是指，树脂等溶质被分散或被溶解到溶剂中的原料液，通过喷嘴等被流出（喷射）到空间，并且将电荷施加给原料液使其带电，并通过使在空间飞行的原料液电延伸，从而获得纳米纤维。

若更具体地说明静电延伸现象如以下所述。即，带电并被流出到空间的原料液，在空间飞行的过程中溶剂逐渐地蒸发。这样，虽然飞行中的原料液的体积逐渐减少，但施加到原料液的电荷会残留到原料液中。其结果是，在空间飞行中的原料液中的电荷密度逐渐上升。并且，由于溶剂继续蒸发，原料液的电荷密度进一步增大，在原料液中产生的推斥方向的库仑力超过原料液的表面张力之时，发生原料液爆发性地线状延伸现象。这就是静电延伸现象。通过该静电延伸现象在空间连续地几何级数地发生，从而由直径为亚微米级或纳米级的树脂构成的纳米纤维被制造出来。

在利用像以上这样的静电延伸现象来制造纳米纤维的情况下，如专利文献1所述的装置，其利用了具备使原料液流出到空间中的喷嘴以及电极的装置，所述电极与所述喷嘴相隔配置，并在与所述喷嘴之间被施加有高电压。并且，在空间中被制造的纳米纤维由在喷嘴与电极之间产生的电场诱引，而被堆积到电极上。

在被堆积的纳米纤维作为无纺布等被利用的情况下，会出现堆积状态的均一性的问题，该堆积状态的均一性例如有无纺布全体的膜厚的均一性、构成无纺布的纳米纤维的密度的均一性等。因此，在专利文献1所述的纳米纤维制造装置中，不仅将多个喷嘴配置成矩阵状，而且通过在喷嘴之间配置控制板等以抑制喷嘴间相互的电影响，从而能够将纳米纤维控制成均一的堆积。

（现有技术文献）

（专利文献）

专利文献1    日本  特开2008-174867号公报

发明概要

发明要解决的问题

然而，本申请的发明人员们认为应该提高纳米纤维的堆积状态的均一性，通过不断的实验和研究的结果，发现不仅是流出原料液的喷嘴等的流出体的形状和配置，而且根据纳米纤维所堆积的电极一侧的状态也会导致纳米纤维的堆积状态的均一性被破坏。例如，在配置在电极一侧的绝缘性的被堆积部件上堆积了纳米纤维的情况下，发现了纳米纤维的堆积装置的均一性被破坏的情况。并且发现这一现象是因被堆积部件的带电状态的不均一性造成的。而且，即使在不经由被堆积部件而将纳米纤维直接堆积在电极上的情况下，由于纳米纤维是逐渐地降下并堆积到电极一侧的，因此先被堆积的纳米纤维会造成电极一侧的状态发生变化（发生电极上的带电不均匀），这会影响到后边将要降下并被堆积的纳米纤维，这样随着纳米纤维堆积的重叠，也会出现堆积状态的均一性被大幅度地破坏的情况。

发明内容

本申请的发明依据上述的见解，目的在于提供一种能够在维持堆积状态为高均一性的情况下，使纳米纤维堆积的纳米纤维制造装置以及纳米制造方法。

为了达成上述的目的，本发明所涉及的纳米纤维制造装置，使用于制造纳米纤维的原料液在空间中电延伸，以制造纳米纤维，该纳米纤维制造装置具备：流出体，具有使原料液流出到空间中的流出孔；带电电极，被配置成与所述流出体相距规定的间隔，并使所述流出体带电；带电电源，将规定的电压施加到所述流出体与所述带电电极之间；诱引电极，是用于产生诱引在空间中被制造的纳米纤维的电场的电极，该诱引电极的表面具有使诱引的纳米纤维堆积的呈面状的堆积区域；诱引电源，向所述诱引电极施加规定的电位；以及绝缘层，被配置在所述堆积区域的全体，即被配置在所述诱引电极的表面。

据此，由于绝缘层介于被堆积的纳米纤维与诱引电极之间，因此在纳米纤维与诱引电极之间能够抑制电荷流入到堆积区域的一部分，从而能够抑制在堆积区域存在的电荷的不均一。因此，在堆积区域的全体中残存于纳米纤维的电荷的密度成为均一，因而不会扰乱从诱引电极发生的电场，能够以均一的状态来诱引纳米纤维，并以均一的状态来堆积纳米纤维。

为了达成上述的目的，本发明所涉及的纳米纤维制造方法，使用于制造纳米纤维的原料液在空间中电延伸，以制造纳米纤维，在该纳米纤维制造方法中：使原料液从具有流出孔的流出体流出，所述流出孔使原料液流出到空间；由带电电源将规定的电压施加到所述流出体与带电电极之间，所述带电电极与所述流出体相距规定的间隔而被配置，并使所述流出体带电；通过由诱引电源将规定的电位施加到具有绝缘层的诱引电极，从而将在空间中被制造的纳米纤维诱引并堆积到在诱引电极的表面的堆积区域，该堆积区域呈面状，用于堆积纳米纤维，所述绝缘层被配置在整个所述堆积区域。

据此，由于绝缘层介于被堆积的纳米纤维与诱引电极之间，因此在纳米纤维与诱引电极之间能够抑制电荷流入到堆积区域的一部分，从而能够抑制在堆积区域存在的电荷的不均一。因此，在堆积区域的全体中残存于纳米纤维的电荷的密度成为均一，因而不会扰乱从诱引电极发生的电场，能够以均一的状态来诱引纳米纤维，并以均一的状态来堆积纳米纤维。

发明效果

通过本发明，能够在不会受到过多的先被堆积到诱引电极上的纳米纤维的带电状态的影响下，进一步对纳米纤维进行堆积，从而能够制造在全体堆积区域质量均一的无纺布。

附图说明

图1是示出纳米纤维制造装置的斜视图。

图2是示出将纳米纤维制造装置的重要部分切开后的其中一部分的侧面图。

图3是示出将流出体切开后的斜视图。

图4是示出纳米纤维制造装置的斜视图。

图5是示出将纳米纤维制造装置的重要部分切开后的其中一部分的侧面图。

图6的(a)是示出流出体的其他的例子的斜视图，

图6的(b)是示出将流出体的其他的一个例子的一部分切开后的斜视图。

图7是示出其他的实施例所涉及的纳米纤维制造装置的斜视图。

图8是示出其他的实施例所涉及的纳米纤维制造装置的斜视图。

图9是从侧面示出绝缘层、诱引电极、被堆积部件之间的关系的一个变化例子的平面图。

图10是从侧面示出绝缘层、诱引电极、被堆积部件之间的关系的一个变化例子的平面图。

图11是从侧面示出绝缘层、诱引电极、被堆积部件之间的关系的一个变化例子的平面图。

图12是从侧面示出绝缘层、诱引电极、被堆积部件之间的关系的一个变化例子的平面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法进行说明。

（实施例1）

图1是示出纳米纤维制造装置的斜视图。

图2是示出将纳米纤维制造装置的重要部分切开后的一部分的侧面图。

如这些图所示，纳米纤维制造装置100是为了制造纳米纤维301，而使原料液300在空间中电延伸来制造纳米纤维301的装置，该纳米纤维制造装置100具备：流出体115、带电电极128、带电电源122、诱引电极121、诱引电源123、以及绝缘层101。

并且，在本实施例的情况下，诱引电极121作为带电电极128发挥功能。即，一个电极既作为诱引电极121发挥功能，又作为带电电极128发挥功能。并且，诱引电源123作为带电电源122发挥功能。即，一个电源既作为诱引电源123发挥功能，又作为带电电源122发挥功能。

并且，在本说明书以及附图中，为了便于区别而记载为原料液300和纳米纤维301，而在纳米纤维301的制造过程中，也就是说在发生静电延伸现象的阶段，由于原料液300被逐渐地制造为纳米纤维301，因此没有必要明确原料液300与纳米纤维301的界线。

图3是示出切开流出体之后的斜视图。

流出体115是通过原料液300的压力（也包含重力的情况），使原料液300流出到空间的部件，流出体115包括流出孔118和存积槽113。流出体115是以与原料液接触的部分的至少一部分具有导电性的部件构成的，该部件可以作为向流出的原料液300供给电荷的电极来发挥功能。在本实施例中，流出体115整体以金属构成。另外，只要金属的种类是具有导电性的就可以，没有特殊地限定，可以选定黄铜或不锈钢等任意的材料。

流出孔118是用于使原料液300向一定的方向流出的孔。在本实施例的情况下，在流出体115被设置了多个流出孔118，在流出体115所具有的细长的长方形的面被设置有前端开口部119，该前端开口部119位于流出孔118的前端并且被并排配置。因此，以从流出孔118流出的原料液300的流出方向相对于流出体115为相同方向的状态，流出孔118被设置到流出体115。

并且，流出孔118的孔长和孔径没有特殊的限定，可以根据原料液300的粘度等来选定适当的形状。具体而言，孔长最好从1mm以上、5mm以下的范围内选定。孔径最好从0.1mm以上、2mm以下的范围内选定。并且，流出孔118的形状并非被限定为圆筒形状，可以选定任意的形状。尤其是前端开口部119的形状，并非限定于圆形，也可以是三角形或四角形等多角形，或者是星形等具有向内侧突出部分的形状等。并且，流出体115也可以向带电电极128移动。

并且，在本实施例的情况下，如图1所示，纳米纤维制造装置100具备供给单元107。供给单元107是将原料液300供给到流出体115的装置，具备：大量存积原料液300的容器151、以规定的压力搬送原料液300的泵（图中未示出）、以及用于导向原料液300的导向管114。

诱引电极121是用于产生诱引在空间中被制造的纳米纤维301的电场的电极，且是表面上具有用于堆积诱引的纳米纤维301的面状的堆积区域A的电极。诱引电极121在本实施例的情况下为与流出体115相隔规定的间隔而被配置，并且作为带电电极128来发挥功能，该带电电极128是在与流出体115之间被施加有高电压的部件。即，诱引电极121在作为带电电极128发挥功能时，是通过被施加在与流出体115之间的高电压，来使电荷汇集到流出体115来使原料液300带电的部件。

具体而言，诱引电极121（带电电极128）是由具有一个弯曲的面的块状的导体构成的部件，该弯曲的面是朝向流出体115（z轴方向）缓慢突出的面。并且，在本实施例的情况下，带电电极128接地。通过使诱引电极121（带电电极128）弯曲，从而被载置在诱引电极121（带电电极128）的被堆积部件201（后述）也能够向堆积纳米纤维301的部分突出弯曲。这样，能够防止因被堆积到被堆积部件201之后的纳米纤维301收缩，而导致的被堆积部件201反翘。

并且，诱引电极121（带电电极128）不仅可以是弯曲的形状，也可以是表面为平面。

诱引电源123是将规定的电位施加到诱引电极121的电源。诱引电源123在本实施例的情况下，也能够作为带电电源122发挥功能，即能够将高电压施加到流出体115与诱引电极121（带电电极128）之间。诱引电源123（带电电源122）是直流电源，施加的电压值最好是被设定在5kV以上、100kV以下的范围。

如本实施例所述，将诱引电源123（带电电源122）的一个电极设定为接地电位，只要使诱引电极121（带电电极128）接地，就能够使比较大型的诱引电极121（带电电极128）成为接地状态，从而能够期待着提高安全性。

并且，通过使一个导电性的部件同时具有诱引电极121以及带电电极128的功能，从而能够使纳米纤维制造装置100的结构单纯化。这样，被施加有高电压的部分变得简单，因此即使采用简单的绝缘结构也能够充分地维持安全性，从而能够期待降低装置成本。

并且，也可以是，将电源连接到诱引电极121（带电电极128），将诱引电极121（带电电极128）维持为高电压，并通过将流出体115接地，从而将电荷附加到原料液300。并且，诱引电极121（带电电极128）和流出体115都可以是不接地的连接状态。

绝缘层101是具有绝缘性的层，其用于抑制因被堆积到堆积区域A的纳米纤维301而出现的电阻值的不均匀，该绝缘层101覆盖堆积区域A的全体而被配置。在本实施例的情况下，绝缘层101是抑制因基材层200和堆积的纳米纤维301而产生的电阻值的不均匀，且将电阻值限制到允许范围内的层，并且该绝缘层是以时常与诱引电极121（带电电极128）的表面相接触的状态，而被配置成膜状的绝缘体，并且是覆盖堆积区域A全体而被配置的部件。

构成绝缘层101的材料没有特殊地限定，不过最好是由体积电阻率为1×10^15(Ω·cm)以上的物质来构成（^表示乘方）。这样，在以体积电阻率高的物质构成绝缘层101的情况下，即使将绝缘层101变薄，也能够维持高的膜厚电阻值，该膜厚电阻值为膜厚方向（z轴方向）的电阻值。这样，可以在不必给流出体115与诱引电极121（带电电极128）之间所产生的电场带来大的影响的情况下，也能够抑制在纳米纤维301与诱引电极121（带电电极128）之间的电荷流动到纳米纤维301的堆积区域的一部分，从而能够抑制存在于纳米纤维301的堆积区域的电荷的不均一。

尤其是，构成绝缘层101的材料的体积电阻率最好在构成制造的纳米纤维301的材料（溶质）或被堆积部件201的体积电阻率的10倍以上。

这样，在堆积的纳米纤维301的体积电阻率与绝缘层101的体积电阻率之间的差存在10倍以上的情况下，即使在纳米纤维301堆积了一定程度的状态下，也能够成为可以忽视堆积区域A全体中的结合了绝缘层101和膜厚的电阻值的不均匀。这样，由于堆积区域A全体中的带电量几乎成为均一，因此，在此之后被堆积的纳米纤维301能够被均等地堆积到堆积区域A。综上所述，在整个的堆积区域A均能够得到质量均一的作为纳米纤维301的堆积物的无纺布。

并且，以上虽然记载了构成绝缘层101的材料的体积电阻率最好是被堆积部件201的体积电阻率的10倍以上，作为绝缘层101的膜厚方向（z轴方向）的电阻值的膜厚电阻值为纳米纤维301或被堆积部件201的膜厚电阻值的10倍以上也是比较适宜的。即使是这样的条件，在整个的堆积区域A也能够得到质量均一的作为纳米纤维301的堆积物的无纺布。

并且，构成绝缘层101的材料最好是以绝缘强度为20（kV/mm）以上的物质来构成。由于在流出体115与诱引电极121（带电电极128）之间被施加的电压的范围被选定在5kV以上、100kV以下，因此，在以绝缘强度不足20（kV/mm）的物质来构成绝缘层101时，发生绝缘破坏的可能性增高，从而能够考虑到不能维持堆积区域A中的纳米纤维301的质量稳定性的情况。

作为构成绝缘层101的最好的材料能够列举出聚乙烯、聚丙烯、PTFE、氯乙烯、以及硅橡胶。尤其是硅橡胶能够容易地调整为与上述条件吻合的特性，因此可以认为是最优选的。

基材层200是在空间中被制造的纳米纤维301所堆积的层，并且是在绝缘层101的表面以覆盖堆积区域A的状态而被配置的层。因此，已经堆积了的纳米纤维301也属于基材层200。

在本实施例的情况下，基材层200也包括用于收集堆积的纳米纤维301的被堆积部件201。被堆积部件201是具有绝缘性的薄板状的部件，能够移动，并且以被卷绕在供给滚子127的状态而被供给。并且，被堆积部件201通过由回收单元129卷取，从而能够移动向图1中的箭头所示的方向。并且，为了使被堆积部件201沿着诱引电极121（带电电极128）的弯曲而被配置并能够移动，而以棒状的压脚部件125从上方压住，该棒状的压脚部件125是以能够旋转的状态而被安装配置于诱引电极121（带电电极128）的两端的近旁。

并且，被堆积部件201的送出方向虽然被记载为与图1中的流出孔118的排列方向一致，不过被堆积部件201的送出方向并非受此所限。例如，被堆积部件201的送出方向也可以沿着与流出孔118的排列方向（流出体115的长度方向）垂直的方向。

在具有以上的装置构成的纳米纤维制造装置100中，绝缘层101直到纳米纤维301的堆积厚度达到所需厚度为止，最好是能够持续满足下式的层。即，将绝缘层101与基材层200合在一起时的厚度方向的电阻值（以下记作“总膜厚电阻值”）在堆积区域A中的最大值设为rmax，将总膜厚电阻值在堆积区域A中的最小值设为rmin，将总膜厚电阻值在堆积区域A中的平均值设为R，将不均匀度的容许值设为k的情况下，式为（rmax-rmin）/R≤k。

上述的不均匀度的允许值k会因堆积纳米纤维301而得到的无纺布被要求的规格而不同，例如容许值k最好在0.1以下，并且只要在0.3以下即可。

绝缘层101的膜厚电阻值只要与被堆积部件201以及堆积的纳米纤维301的膜厚电阻值相比能够充分高，并且绝缘层101的膜厚电阻值在堆积区域A能够充分均一，绝缘层101就能够满足上式。

接着，对利用了上述构成的纳米纤维制造装置100的纳米纤维301的制造方法进行说明。

首先，由供给单元107将原料液300供给到流出体115（供给工序）。这样，流出体115的存积槽113能够充满原料液300。

在此，作为构成纳米纤维301的树脂，溶解或分散于原料液300的溶质，可以是：聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸间苯二酯（poly m-phenylene terephthalate）、聚间苯二甲酸对苯二酯（polyp-phenylene isophthalate）、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯腈-异丁烯酸酯共聚物、聚碳酸脂、多芳基化合物、聚酯碳酸酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、胶原、聚羟基丁酸、聚醋酸乙烯酯、多肽等，以及这些物质的共聚物等高分子物质。并且，可以至少从这些物质中选择一种，或者可以混在多种。并且，上述这些仅为举例，本发明并非受上述这些树脂所限。

作为被使用于原料液300的溶剂，能够举例示出具有发挥性的有机溶剂等。具体而言，可以举例示出：甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、六氟异丙醇、四甘醇、三甘醇、二苯甲醇、1,3-二氧环戊烷、1,4-二恶烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基正己基酮、甲基正丙基酮、二异丙基酮、二异丁基酮、丙酮、六氟丙酮、苯酚、甲酸、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、氯甲烷、氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、邻氯甲苯、对氯甲苯、三氯甲烷、四氯化碳、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷、二氯丙烷、二溴乙烷、二溴丙烷、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、醋酸、苯、甲苯、己烷、环己烷、环己酮、环戊烷、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、乙腈、四氢呋喃、Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺、吡啶、水等。并且，可以至少从这些物质中选择一种，或者可以混在多种。并且，上述仅为例子，本发明所使用的原料液300并非受采用上述的溶剂所限。

并且，也可以将无机的固体材料添加到原料液300中。作为该无机固体材料可以列举出：氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、氟化物、硫化物等，不过从被制造的纳米纤维301的耐热性、加工性等观点来看，最好是使用氧化物。作为氧化物可以列举出S₂O₃、SiO₂、TiO₂、LI₂O、Na₂O、MgO、CaO、SrO、BaO、b₂O₃、P₂O₅、SnO₂、ZrO₂、K₂O、Cs₂O、ZnO、Sb₂O₃、As₂O₃、CeO₂、V₂O₅、Cr₂O₃、MnO、Fe₂O₃、CoO、NiO、Y₂O₃、Lu₂O₃、Yb₂O₃、HfO₂、Nb₂O₅等。并且，可以至少从这些物质中选择一种，或者可以混在多种。并且，上述仅为例子，被添加到本发明的原料液300中的物质并非受上述的添加剂所限。

原料液300中溶剂与溶质的混合比率会因选定的溶剂的种类和溶质的种类而不同，溶剂量的重量百分比最好约在60至98之间。溶质的重量百分比最好成为5至30。

接着，由诱引电源123（带电电源122）使流出体115成为正或负的高电压。电荷集中于与接地的诱引电极121（带电电极128）相对的流出体115的前端部，该电荷通过流出孔118并转移到流出到空间中的原料液300，从而原料液300带电（带电工序）。

上述的带电工序与供给工序在同时期被执行，带电的原料液300从流出体115的前端开口部119流出（流出工序）。

接着，通过对在空间中飞行的原料液300进行一定程度的静电延伸现象作用，从而纳米纤维301被制造出来（纳米纤维制造工序）。

在此状态下，纳米纤维301沿着在流出体115与诱引电极121（带电电极128）之间产生的电场，而飞行向诱引电极121（带电电极128），纳米纤维被堆积并被收集到基材层200（堆积工序）。

在纳米纤维301充分堆积的情况下，回收单元129运转并使被堆积部件201移动，被堆积的纳米纤维301与被堆积部件201一起被回收（回收工序）。

若利用以上这样的纳米纤维制造装置100，执行纳米纤维制造方法，随着纳米纤维301的堆积虽然基材层200的厚度增加，但是能够抑制堆积的纳米纤维301中的带电的电荷因诱引电极121（带电电极128）的影响而流入到局部，从而能够得到质量均一的纳米纤维301的堆积物（无纺布）。而且，通过使绝缘层101的膜厚电阻值充分高并且成为均一，因此不会受到来自先被堆积的纳米纤维301的大的影响来堆积纳米纤维301，这样即使在将纳米纤维301堆积得较厚的情况下，在堆积区域A也能够得到质量均一的纳米纤维301的堆积物（无纺布）。

（实施例2）

接着，根据附图对本发明所涉及的实施例2进行说明。本实施例所涉及的纳米纤维制造装置100是纳米纤维直接堆积到绝缘层101上的装置。并且，纳米纤维制造装置100具备被分开设置的诱引电极121和带电电极128，被施加到诱引电极121和带电电极128之间的电位能够单独调整。

并且，本实施例与上述的实施例1同样仅为本发明的一个例子，是能够实现本发明的纳米纤维制造装置100的变形例子。因此，以下所示的被排列成一列的多个喷嘴的流出体115自然是可以交换成实施例1所记载的流出体115（多个流出孔118排成一列而被设置，并具备与这些流出孔118共同连接的存积槽113）。即，本发明的本质在于被配置在诱引电极121的表面的绝缘层101，其他的不同的构成要素不对本发明产生影响。因此，即使是本实施例所示的纳米纤维制造装置100，也能够向实施例1所示那样，使诱引电极121兼有作为带电电极128的功能。

如以上所述，由于能够实现本发明的实施例存在很多，但不能全部示出，因此以下对采用了与上述的实施例1不同的构成要素的其他的纳米纤维制造装置100的一个例子进行说明。但是，本发明的范围由权利要求书所记载的内容示出，本发明不受以下的记载所限。

并且，对于具备与实施例1所说明的项目相同的功能部赋予相同的符号，并省略其功能说明。

图4是示出纳米纤维制造装置的斜视图。

图5是示出将纳米纤维制造装置的重要部分切开后的一部分的侧面图。

如这些图所示，纳米纤维制造装置100具备多个喷嘴被配置成一列的流出体115。并且，在被配置成一列的喷嘴的前端开口部119的近旁，被配置有圆棒状的带电电极128。

在本实施例的情况下，两根带电电极128沿着喷嘴的走向被配置在流出孔118的前端开口部119的近旁。这样，由于带电电极128被配置在流出孔118的前端开口部119的近旁，因此能够将印加到流出体115和带电电极128之间的电压设定为较低的值。

诱引电极121是矩形板状的导电性部件。绝缘层101以面对流出体115的状态被设置在诱引电极121的表面，且与流出体115的全体相对应。并且，本实施例中的绝缘层101的特征，例如性质以及材料等与上述的实施例1的绝缘层101的特征相同。

诱引电源123是能够使诱引电极121产生用于将在空间被制造的纳米纤维301诱引到堆积区域A的电场的电源。

如以上所述，即使是诱引电极121的表面具有绝缘层101的纳米纤维制造装置100也能够与上述的实施例1同样，虽然随着纳米纤维301的堆积基材层200的厚度增加，也能够通过绝缘层101来抑制被堆积的纳米纤维301中所带的电荷因诱引电极121而被流入到局部，从而能够的到质量均一的纳米纤维301的堆积物（无纺布），所述诱引电极121是几乎不需要依存于原料液300的带电，就能够诱引在空间中被制造的纳米纤维301的电极。而且，通过使绝缘层101的膜厚电阻值充分高并且成为均一，因此不会受到来自先被堆积的纳米纤维301的大的影响来堆积纳米纤维301，这样即使在将纳米纤维301堆积得较厚的情况下，在堆积区域A也能够得到质量均一的纳米纤维301的堆积物（无纺布）。

并且，与实施例1的情况相比，在本实施例的情况下由于能够将被施加到诱引电极121的电位设定得比较低，因此能够采用绝缘强度较低的材料作为构成绝缘层101的材料。因此，构成绝缘层101的材料的可以选择的范围较广。

不过，本发明并非受上述的实施例所限。例如，也可以对本说明书中所记载的构成要素进行任意地组合，将实现的其他的实施例作为本发明。并且，对于上述的实施例的本发明的主旨，也就是说在不脱离权利要求书中所记载的内容所表示的意思的范围内的、本领域技术人员所能够想到的各种变形以及通过执行这些变形而得到的变形例均包含在本发明之内。

例如，将被堆积部件201适用于具有被分开配置的诱引电极121和带电电极128的纳米纤维制造装置100，也包含在本发明内。并且，流出体115也可以是如图6所示成为圆筒状，在周壁上设置流出孔118，通过电动机303的旋转驱动力，以流出体115旋转而产生的离心力，来使原料液300流出到空间中。

并且，诱引电极121（带电电极128）也可以不成为一体，而是可以像图7所示那样成为多个分离的状态。在这种情况下，绝缘层101为具有绝缘性的平板状的部件，以跨过分离的诱引电极121全体的状态而被配置。

（实施例3）

接着，根据附图对本发明所涉及的实施例3进行说明。

图8是示出本实施例所涉及的纳米纤维制造装置100的斜视图。

如该图所示，纳米纤维制造装置100具备：绝缘层101，为无接头环形带状；循环单元130，保持无接头环形带状的绝缘层101，以使该绝缘层101能够循环移动；以及基材层200，以覆盖堆积区域A的状态被配置在绝缘层101的表面，并且与绝缘层101一起移动，而且该基材层200是由被制造的纳米纤维堆积而成的被堆积部件201。并且，对于具有与上述的实施例1和实施例2相同的功能的部件以及装置赋予相同的符号，并省略说明。

绝缘层101在本实施例的情况中为，由薄板状的部件的端部互相连接而成的环状。具体而言，最好采用具有所述绝缘性能的树脂，并以该树脂涂层于能够保证结构上的强度的芯材。作为芯材，没有特殊的限定，例如能够采用聚酯制的布类等，作为提高绝缘性能的涂层用的材料能够采用硅橡胶、聚丙烯、氯乙烯等。

循环单元130在本实施例的情况中为，能够给予绝缘层101一定的张力，并且具有两个滚子131，该两个滚子131能够将绝缘层101保持成，能够按照图中的箭头方向来循环。滚子131在本实施例的情况中为，以轴为中心能够自由旋转的自由辊(free roller)。并且，滚子131不仅可以是自由辊，而且也可以具有动力源，来主动地使绝缘层101循环的滚子。并且，滚子131也可以作为诱引电极121来发挥功能。

本实施例与上述的实施例同样，基材层200也包括用于收集堆积的纳米纤维301的被堆积部件201。被堆积部件201以被卷绕在供给滚子127的状态而被供给，通过回收单元129卷取，从而能够向图中的箭头所示的方向移动。

诱引电极121被配置成由绝缘层101的轨道覆盖，且该诱引电极121被配置的位置为，能够与被堆积部件201夹着绝缘层101。并且，诱引电极121为多个圆筒状的部件，能够追随着绝缘层101来旋转。

通过以上的构成，绝缘层101由于能够追随被堆积部件201的移动来循环地移动，因此能够尽可能地抑制因在绝缘层101与被堆积部件201（基材层200）之间发生的电吸引力而增强的摩擦，从而能够抑制因摩擦给绝缘层101以及被堆积部件201带来的损伤。因此，能够抑制绝缘层101的损耗，从而能够提高纳米纤维制造装置100的寿命，并且能够将被回收的纳米纤维301的质量维持在较高的状态。

并且，绝缘层101、诱引电极121以及被堆积部件201之间的关系不仅是以上所述，能够有各种变形。

例如，图9所示，可以是固定有诱引电极121的板状部件。

在采用这种构成的情况下，能够大范围地诱引纳米纤维301。

并且，如图10所示，也可以将诱引电极121作为由柔软地薄板状的导电性部件构成的环状的带状物，并与绝缘层101同样，能够由两个滚子来移动。

若采用此构成，则与图9所示的情况相同，不仅能够广范围地诱引纳米纤维301，而且能够减轻与绝缘层101的摩擦。

并且，也可以如图11所示那样，将诱引电极121作为大的滚子，将绝缘层101设置在诱引电极121的表面，使诱引电极121和绝缘层101一起与被堆积部件201的移动同步并旋转。

并且，也可以如图12所示那样，将绝缘层101设置在柔软地具有导电性的呈环状的带状诱引电极121的表面，通过滚子131来将诱引电极121设定为规定的电位。

产业上的可利用性

本发明能够利用于采用了纳米纤维的纺丝以及无纺布的制造。

符号说明

100  纳米纤维制造装置

101  绝缘层

107  供给单元

113  存积槽

114  导向管

115  流出体

118  流出孔

119  前端开口部

121  诱引电极

122  带电电源

123  诱引电源

125  压脚部件

127  供给滚子

128  带电电极

129  回收单元

151  容器

200  基材层

201  被堆积部件

300  原料液

301  纳米纤维

303  电动机

Claims (9)

1.一种纳米纤维制造装置，使用于制造纳米纤维的原料液在空间中电延伸，以制造纳米纤维，该纳米纤维制造装置具备：

流出体，具有使原料液流出到空间中的流出孔；

带电电极，被配置成与所述流出体相距规定的间隔，并使所述流出体带电；

带电电源，将规定的电压施加到所述流出体与所述带电电极之间；以及

诱引电极，是用于产生诱引在空间中被制造的纳米纤维的电场的电极，该诱引电极的表面具有使诱引的纳米纤维堆积的呈面状的堆积区域；

诱引电源，向所述诱引电极施加规定的电位；以及

绝缘层，被配置在整个所述堆积区域，并抑制因被堆积到所述堆积区域的纳米纤维而造成的电阻值的不均匀。

2.如权利要求1所述的纳米纤维制造装置，

该纳米纤维制造装置还具备基材层，该基材层由被制造的纳米纤维堆积而成，以覆盖所述堆积区域的状态被配置在所述绝缘层的表面；

在将总膜厚电阻值在堆积区域的最大值设为rmax、

将总膜厚电阻值在堆积区域的最小值设为rmin、

将总膜厚电阻值在堆积区域的平均值设为R的情况下，

所述绝缘层与所述基材层满足下式：

（rmax-rmin）/R≤0.3，

所述总膜厚电阻值是指，所述绝缘层与所述基材层合在一起时的厚度方向上的电阻值。

3.如权利要求2所述的纳米纤维制造装置，

所述基材层，是由该纳米纤维制造装置所制造的纳米纤维堆积而形成的层，由还未达到所需的膜厚时的堆积过程中的纳米纤维构成。

4.如权利要求1所述的纳米纤维制造装置，

所述绝缘层由体积电阻率为1×10^15Ω·cm以上的物质构成。

5.如权利要求4所述的纳米纤维制造装置，

所述绝缘层由绝缘强度为20kV/mm以上的物质构成。

6.如权利要求1所述的纳米纤维制造装置，

构成所述绝缘层的物质的体积电阻率为，构成纳米纤维的物质或者构成纳米纤维所堆积的被堆积部件的物质的体积电阻率的10倍以上。

7.如权利要求1所述的纳米纤维制造装置，

作为绝缘层的膜厚方向上的电阻值的膜厚电阻值为，纳米纤维或者纳米纤维所堆积的被堆积部件的所述膜厚电阻值的10倍以上。

8.如权利要求1所述的纳米纤维制造装置，

所述绝缘层呈无接头环形带状；

所述纳米纤维制造装置还具备：

循环单元，保持无接头环形带状的所述绝缘层，以使所述绝缘层能够循环移动；以及

基材层，由被制造的纳米纤维堆积而成，以覆盖所述堆积区域的状态被配置在所述绝缘层的表面，并且与所述绝缘层一起移动。

9.一种纳米纤维制造方法，使用于制造纳米纤维的原料液在空间中电延伸，以制造纳米纤维，在该纳米纤维制造方法中，

使原料液从具有流出孔的流出体流出，所述流出孔能够使原料液流出到空间；

由带电电源将规定的电压施加到所述流出体与带电电极之间，所述带电电极与所述流出体相距规定的间隔而被配置，并使所述流出体带电；

通过由诱引电源将规定的电位施加到具有绝缘层的诱引电极，从而将在空间中被制造的纳米纤维诱引并堆积到用于堆积纳米纤维的堆积区域，所述绝缘层，被配置在整个所述堆积区域，并抑制因被堆积到所述堆积区域的纳米纤维而造成的电阻值的不均匀。

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