CN105463592A - 纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过静电爆炸由原料液来制作纳米纤维的纳米纤维制造装置及纳米纤维制造方法，纳米纤维制造装置(10)具有：壳体(22)，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间(24)；支承结构(28)，其对呈列状地具备多个喷嘴(12)的电场纺丝头(14)进行悬臂支承，多个喷嘴(12)向电场纺丝空间(24)内喷出原料液；引导机构，其将支承结构(28)的装拆方向限制为固定方向，且在装拆时对支承结构(28)进行引导，支承结构(28)能够相对于壳体(22)装拆，且在从壳体(22)沿喷嘴列的长度方向取下而使电场纺丝头(14)的至少一部分从电场纺丝空间(24)取出的状态时能够自行站立。

Description

纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法

本申请是国际申请日为2011年9月7日、申请号为201180038031.0(国际申请号PCT/JP2011/005026)、发明名称为“支承结构、使用了支承结构的纳米纤维制造装置以及使用了支承结构的纳米纤维制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于通过静电爆炸由高分子溶液制作高分子的纳米纤维的纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法。

背景技术

以往，公知有一种纳米纤维制造装置，其在壳体内的电场纺丝空间中具有被施加规定的电位的收集器、位于距收集器规定距离的位置且被施加相对于该收集器具有规定的电位差(例如20～200KV)的电压的喷嘴(例如，参照专利文献1)。被施加有电压的喷嘴使纳米纤维的原料液(高分子溶液)带电并同时将其朝向收集器喷出。喷出的原料液在朝向收集器的途中发生静电爆炸。该静电爆炸反复引起，由此原料液被延伸，最终形成为纳米纤维。形成的纳米纤维集聚于在收集器上配置的片材上。

专利文献1：日本特开2008-174855号公报

但是，纳米纤维制造装置构成为在壳体内的电场纺丝空间中通过静电爆炸来制作纳米纤维。因此，纳米纤维制造装置的维护、尤其是壳体内的电场纺丝空间中配置的喷嘴等的维护(例如清扫或更换)需要作业者在确保安全的同时进入壳体内来进行，因此其作业性差。

当为了制作大量的纳米纤维而纳米纤维制造装置大型化时，例如喷嘴数增加并且壳体大型化时，其作业性进一步变差。

发明内容

因此，本发明的课题在于即使纳米纤维制造装置大型，也能够实现安全且作业性高的维护。

为了实现上述目的，本发明以下这样构成。

根据本发明的第一方式，提供一种支承结构，其对电场纺丝头进行支承，该电场纺丝头具备向制作纳米纤维的电场纺丝空间内喷出原料液的喷嘴，其中，所述支承结构能够相对于在内部具有电场纺丝空间的壳体装拆，且在处于从壳体取下的状态时能够自行站立。

根据本发明的第二方式，提供一种支承机构，在第一方式所记载的支承结构的基础上，支承结构在安装于壳体的状态时将电场纺丝空间和外部分离。

根据本发明的第三方式，提供一种支承机构，在第一或第二方式所记载的支承结构的基础上，在支承结构向壳体的装拆中，支承结构的重心位于壳体侧。

根据本发明的第四方式，提供一种支承机构，在第一至第三方式中任一方式所记载的支承结构的基础上，电场纺丝头能够相对于支承结构装拆。

根据本发明的第五方式，提供一种纳米纤维制造装置，其通过静电爆炸由原料液制作纳米纤维，其具有：壳体，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间；支承结构，其对电场纺丝头进行支承，该电场纺丝头具备向电场纺丝空间内喷出原料液的喷嘴，其中，支承结构能够相对于壳体装拆，且在处于从壳体取下的状态时能够自行站立。

根据本发明的第六方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第五方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，壳体具备与电源连接的供电用壳体侧端子、接地的接地用壳体侧端子，支承结构具备：驱动电场纺丝头的头驱动装置；为了向头驱动装置供给电力而能够与供电用壳体侧端子接触的供电用支承结构侧端子；为了使支承结构接地而能够与接地用壳体侧端子接触的接地用支承结构侧端子，在支承结构相对于壳体为安装状态时，供电用壳体侧端子与供电用支承结构侧端子处于接触状态，并且接地用壳体侧端子与接地用支承结构侧端子处于接触状态，在支承结构相对于壳体为取下状态时，供电用壳体侧端子与供电用支承结构侧端子处于断开状态，并且接地用壳体侧端子与接地用支承结构侧端子处于断开状态。

根据本发明的第七方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第六方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，支承结构作为划定电场纺丝空间的壳体的壁的一部分而发挥功能，划定电场纺丝空间的壳体的壁由导电体制作，且在其内侧形成有绝缘体层，接地用支承结构侧端子与支承结构的导电体部分连接。

根据本发明的第八方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第六或第七方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，以在将支承结构安装于壳体时供电用壳体侧端子与供电用支承结构侧端子接触之前，使接地用壳体侧端子与接地用支承结构侧端子接触，并且在将支承结构从壳体取下时解除供电用壳体侧端子与供电用支承结构侧端子的接触之后，将接地用壳体侧端子与接地用支承结构侧端子的接触解除的方式，使接地用壳体侧端子或接地用支承结构侧端子中的至少一方能够在支承结构的装拆方向上伸缩。

根据本发明的第九方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第六至第八方式中任一方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，头驱动装置安装在支承结构相对于壳体处于安装状态时位于壳体外侧的该支承结构的部分上。

根据本发明的第十方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第五至第九方式中任一方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，还具有引导机构，该引导机构将支承结构的装拆方向限制为固定方向，且在装拆时对该支承结构进行引导。

根据本发明的第十一方式，提供一种纳米纤维制造装置，其通过静电爆炸由原料液制作纳米纤维，其具有：壳体，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间；收集器，其配置在电场纺丝空间内来收集纳米纤维；支承结构，其对作业头进行支承，该作业头在电场纺丝空间内执行与纳米纤维的制作关联的作业，其中，支承结构能够相对于壳体装拆，且在处于从壳体取下的状态时能够自行站立。

根据本发明的第十二方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第十一方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，作业头能够相对于支承结构装拆，作为作业头的具备将原料液向电场纺丝空间内喷出的喷嘴的电场纺丝头、向收集器上的片材涂敷粘接剂的粘接剂涂敷头、或将收集器上的片材和该片材上的纳米纤维热压接的热压接头中的任一个安装于支承结构。

根据本发明的第十三方式，提供一种纳米纤维制造装置，在第十一或第十二方式所记载的纳米纤维制造装置的基础上，壳体具备与电源连接的供电用壳体侧端子、接地的接地用壳体侧端子，支承结构具备：驱动作业头的头驱动装置；为了向头驱动装置供给电力而能够与供电用壳体侧端子接触的供电用支承结构侧端子；为了使支承结构接地而能够与接地用壳体侧端子接触的接地用支承结构侧端子，其中，在支承结构相对于壳体为安装状态时，供电用壳体侧端子与供电用支承结构侧端子处于接触状态，并且接地用壳体侧端子与接地用支承结构侧端子处于接触状态，在支承结构相对于壳体为取下状态时，供电用壳体侧端子与供电用支承结构侧端子处于断开状态，并且接地用壳体侧端子与接地用支承结构侧端子处于断开状态。

根据本发明的第十四方式，提供一种纳米纤维制造方法，使用对电场纺丝头进行支承的支承结构，该电场纺丝头具备向制作纳米纤维的电场纺丝空间内喷出原料液的喷嘴，其中，通过在内部具有电场纺丝空间的壳体上安装支承结构，从而将电场纺丝头配置在电场纺丝空间内，通过静电爆炸，由从电场纺丝头的喷嘴喷出的原料液来制作纳米纤维，在纳米纤维的制作后，将支承结构从壳体取下，由此将电场纺丝头取出到壳体的外部。

根据本发明的第十五方式，提供一种纳米纤维制造装置，其通过静电爆炸由原料液来制作纳米纤维，所述纳米纤维制造装置的特征在于，具有：壳体，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间；支承结构，其对呈列状地具备多个喷嘴的电场纺丝头进行悬臂支承，多个所述喷嘴向电场纺丝空间内喷出原料液；引导机构，其将所述支承结构的装拆方向限制为固定方向，且在装拆时对所述支承结构进行引导，所述支承结构能够相对于所述壳体装拆，且在从所述壳体沿喷嘴列的长度方向取下而使所述电场纺丝头的至少一部分从所述电场纺丝空间取出的状态时能够自行站立。

根据本发明的第十六方式，提供一种纳米纤维制造方法，其使用通过静电爆炸由原料液来制作纳米纤维的纳米纤维制造装置，所述纳米纤维制造方法的特征在于，所述纳米纤维制造装置具有：壳体，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间；支承结构，其对呈列状地具备多个喷嘴的电场纺丝头进行悬臂支承，多个所述喷嘴向电场纺丝空间内喷出原料液；引导机构，其将所述支承结构的装拆方向限制为固定方向，且在装拆时对所述支承结构进行引导，所述支承结构能够相对于所述壳体装拆，且在从所述壳体沿喷嘴列的长度方向取下而使所述电场纺丝头的至少一部分从所述电场纺丝空间取出的状态时能够自行站立，通过将所述支承结构安装于在内部具有所述电场纺丝空间的所述壳体，由此将所述电场纺丝头配置在所述电场纺丝空间内，通过静电爆炸由从所述电场纺丝头的喷嘴喷出的原料液来制作纳米纤维。

发明效果

根据本发明，将对具备喷嘴的电场纺丝头进行支承的支承结构形成为能够从壳体装拆的结构，该壳体在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间，由此，仅通过将支承结构从壳体取下就能够在电场纺丝空间外执行喷嘴的维护，因此与在电场纺丝空间内执行维护的情况相比，维护的作业性、安全性提高。并且，由于支承结构能够自行站立，因此将支承结构从壳体取下后立即就能够对喷嘴进行维护。

附图说明

本发明的上述的方式和特征通过参照附图对优选的实施方式的以下记载而得以清楚。在该附图中，

图1是本发明的一实施方式涉及的安装支承结构后的状态的纳米纤维制造装置的侧视局部剖视图。

图2是本发明的一实施方式涉及的取下支承结构后的状态的纳米纤维制造装置的主视图。

图3是用于说明划定纳米纤维制造装置的电场纺丝空间的壳体的壁的双层结构的图。

图4是支承结构的立体图。

图5是表示相对于壳体装拆中的支承结构的图。

图6是表示另一实施方式中的相对于壳体装拆中的支承结构的图。

图7(A)、图7(B)是用于说明接地用连接器的图。

符号说明：

10纳米纤维制造装置

12喷嘴

14电场纺丝头

22壳体

25主体

28支承结构(壁结构体)

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的一实施方式涉及的纳米纤维制造装置的侧视局部剖视图(X轴方向观察)。另外，图2是图1所示的纳米纤维制造装置的主视图(Y轴方向观察)。图1、图2所示的纳米纤维制造装置10在后详细叙述，构成为能够作为纳米纤维片材(通过将多个纳米纤维粘贴在基材片材上并成为一体而形成的片材)的生产线的一部分而发挥功能。

需要说明的是，本说明书中所说的“纳米纤维”是指由高分子物质构成且具有亚微米级或纳米级的直径的丝状物质。另外，作为高分子物质，可以适用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯等石油系聚合物或生物聚合物等各种高分子、它们的共聚物或混合物等。纳米纤维的原料液是将上述的高分子物质溶解而得到的溶液。

如图1所示，纳米纤维制造装置10具有：具备多个喷嘴12的电场纺丝头14；相对于电场纺丝头14在铅垂方向(Z轴方向)上离开规定的距离(例如100～600mm)的收集器16。需要说明的是，电场纺丝头14所具备的多个喷嘴12可以是能够装拆地设置于电场纺丝头14的情况、或一体地构成的情况中的任一种。

电场纺丝头14的多个喷嘴12朝向收集器16喷出纳米纤维的原料液。另外，在多个喷嘴12上分别施加有相对于收集器16的电位(施加在收集器16上的电压)成为规定的电位差(例如20～200kV)那样的电压。通过这样的喷嘴12，使原料液带电并将其朝向收集器16喷出。

如图2所示，收集器16具有由导电性材料构成的带18、对带18进行驱动的由导电性材料构成的驱动辊20。该收集器16还兼作通过带18将基材片材S沿水平方向(与Z轴正交的X轴方向)搬送的搬送装置。

作为替代，在例如基材片材S为长条且由在该基材片材S的移动方向上游侧配置的卷轴(未图示)来卷绕的情况下，收集器16可以以使带18与移动中的基材片材S同步或追随移动中的基材片材S的方式通过驱动辊20来使带18移动。由此，能够抑制移动中的基材片材S与带18之间的滑动，在纳米纤维制作时，能够降低由层叠在基材片材S上的带电状态的纳米纤维层进行静电吸附的基材片材S与收集器16的带18之间产生的滑动阻力。需要说明的是，关于由该带18进行的基材片材S的搬送的详细情况在后叙述。

需要说明的是，在本实施方式中，基材片材S与收集器16的带18直接接触，但也可以通过与带18不同体的搬送带(未图示)将基材片材S沿水平方向(X轴方向)搬送，且使收集器16的带18隔着搬送带而与基材片材S对置。在该情况下，通过使收集器16的带18与搬送带同步或追随搬送带而移动，由此能够降低带18与搬送带之间的滑动阻力。

驱动辊20在纳米纤维的制作时被施加规定的电压(例如10～100kV)。由此，在带18与喷嘴12之间产生规定的电位差而引起静电爆炸，通过静电爆炸而由原料液制作出的纳米纤维集聚到带18上的基材片材S上。需要说明的是，带18例如可以是在金属带的表面形成有绝缘体层的带。通过这样的驱动辊20，使带18移动，并且能够在带18上的基材片材S的表面均匀地聚集纳米纤维。

电场纺丝头14和收集器16配置在纳米纤维制造装置10的壳体22内。壳体22为长方体形状的箱体，在其内部上侧划定第一空间24，在第一空间24的下侧划定第二空间26。

壳体22的第一空间24为由原料液制作纳米纤维的电场纺丝空间，在该第一空间24中配置有电场纺丝头14和收集器16。以下，将第一空间24称为电场纺丝空间24。在第二空间26中配置有纳米纤维制造装置10的控制设备、电源等。例如，使收集器16的驱动辊20旋转的电动机等(未图示)配置在第二空间26中。

构成壳体22的壁的至少一部分、具体而言划定电场纺丝空间24的壁的部分构成为双层结构。双层结构的壁的部分包括由绝缘体制作的内侧(电场纺丝空间24侧)的内侧壁22a和由导电体制作的外侧(纳米纤维制造装置10的外部侧)的外侧壁22b。外侧壁22b例如经由接地线(未图示)接地。具体而言，通过外侧壁22b(导电体)构成壳体22的整体，且在面向电场纺丝空间24的外侧壁22b的内表面的一部分设有内侧壁22a(绝缘体)。

绝缘体的内侧壁22a用于抑制从施加有高电压的电场纺丝头14的喷嘴12或收集器16向壳体22的放电。另一方面，导电体的外侧壁22b用于避免在纳米纤维制造装置10的运转中作业者与带电的绝缘体(电介质)的内侧壁22a接触而触电。

具体地进行说明，在纳米纤维制造装置10的运转中，在电场纺丝空间24中使用了高电压，因此在绝缘体的内侧壁22a上引起电介质极化。例如图3所示，在内侧壁22a的电场纺丝空间24侧产生正的电荷Cp，在相反侧产生负的电荷Cn。在不存在外侧壁22b的情况下，由于在内侧壁22a的外侧产生的电荷Cn，而存在作业者触电的可能性。作为其对策，在绝缘体的内侧壁22a的外侧设置接地的导电体的外侧壁22b。

壳体22的壁的一部分28(与权利要求书的“支承结构”对应)构成为能够装拆，详细情况在后叙述，该支承结构28对电场纺丝头14进行支承。在本实施方式的情况下，具体而言，支承结构28为长方体形状的壳体22的一个侧壁，上部分划定电场纺丝空间24，下部分划定第二空间26。因此，如图4所示，支承结构28的划定电场纺丝空间24的上部分构成为内侧壁22a与外侧壁22b的双层结构。

需要说明的是，图2表示取下支承结构28后的状态的纳米纤维制造装置10。在图2中，能够观察到对支承结构28与壳体22的主体25之间进行密封的密封构件30。通过该密封构件30来防止纳米纤维向壳体22的外部漏出。在图中，密封构件30安装于壳体22的主体25，但也可以安装于支承结构28。另外，虽然未图示，但纳米纤维制造装置10具备例如卡扣来作为将支承结构28能够装拆地固定于壳体22的主体25上的机构。

支承结构28在下部具有台车部34，该台车部34具备在地面上滚动的多个脚轮32a、32b。因此，如图4所示，支承结构28在从纳米纤维制造装置10取下后的状态下能够自行站立且能够行走。需要说明的是，台车部34可以构成为相对于支承电场纺丝头14的支承结构28能够装拆。即，可以构成为，通过台车部34承受能够装拆地安装于壳体22的支承结构28，并通过该台车部34搬运支承结构28，从而能够对支承结构28的电场纺丝头14进行维护。另外，作为支承结构28的形态，具体而言，还包括门、窗等形态，且至少为能够支承电场纺丝头14等作业头(对于电场纺丝头14以外的作业头在后叙述)的大小即可。

如图1或图4所示，支承结构28对电场纺丝头14进行支承。具体而言，在支承结构28上设有使电场纺丝头14升降的(沿Z轴方向移动的)头升降机构(头移动机构)36。该头升降机构36以悬臂状态支承电场纺丝头14。通过该头升降机构36，如图4所示那样使电场纺丝头14升降，来调整喷嘴12与收集器16之间的距离。需要说明的是，头升降机构36既可以为接受电力的供给而使电场纺丝头14升降的结构，还可以为通过人力使电场纺丝头14升降的机构。并且，还可以取代头升降机构36，而为使电场纺丝头14沿铅垂方向(Z轴方向)及水平方向(X、Y轴方向)移动的头移动机构。

例如，对向喷嘴12施加的电压进行控制的电压控制装置38、向喷嘴12供给原料液的箱及泵(未图示)、驱动头升降机构36的电动机40等与电场纺丝头14(喷嘴12)的驱动关联的电装设备(头驱动装置)不设置在壳体22的主体25上，而设置在支承结构28上。需要说明的是，本说明书中所说的“电装设备”是指接受电力的供给而工作的设备。

另外，与电场纺丝头14关联的电装设备的全部或其一部分安装于支承结构28的外侧部分(将支承结构28安装于壳体22的主体25的状态时位于壳体22的外侧的部分)。由于安装于支承结构28的外侧部分的电装设备位于电场纺丝空间24的外部，因此不会附着纳米纤维而被污染。并且，除此以外，还具有能够在不取下支承结构28的情况下对安装在支承结构28的外侧部分的电装设备进行维护这样的优点。

设置在支承结构28上的与电场纺丝头14关联的电装设备从纳米纤维制造装置10的主体25接受电力的供给而进行动作。为此，纳米纤维制造装置10具备供电用连接器42，该供电用连接器42将支承结构28和纳米纤维制造装置10的主体25能够装拆地电连接来供给电力。

供电用连接器42构成为当将支承结构28从壳体22的主体25取下时，解除支承结构28与纳米纤维制造装置10的主体25之间的电连接。为此，该供电用连接器42具有设置在支承结构28上的端子(与权利要求书的“供电用支承结构侧端子”对应)42a和设置在纳米纤维制造装置10的主体25(壳体22的主体25)上的端子(与权利要求书的“供电用壳体侧端子”对应)42b。支承结构28侧的端子42a和与电场纺丝头14关联的电装设备电连接。纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子42b与电源电连接。上述的端子42a、42b构成为在支承结构28的装拆方向(Y轴方向)上接触而进行电连接。

例如图4所示，支承结构28侧的端子42a设置在沿Y轴方向延伸的圆柱形状的杆的前端。另一方面，纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子42b设置在能够与杆卡合的沿Y轴方向延伸的圆筒的底部。需要说明的是，供电用连接器42的端子42a、42b只要能够在Y轴方向上接触即可，其形状不限。

为了使供电用连接器42的端子42a、42b在Y轴方向上可靠地接触，纳米纤维制造装置10具有在装拆中对支承结构28沿Y轴方向进行引导的引导机构。具体而言，在支承结构28的台车部34的侧面安装有多个辊46a、46b，这多个辊46a、46b在纳米纤维制造装置10的壳体22的主体25的下部设置的沿Y轴方向延伸的轨道44上从动。该主体25的轨道44与台车部34的辊46a、46b作为将支承结构28的装拆方向限制成Y方向的引导机构而发挥功能。台车部34的辊46a、46b由在主体25的轨道44的前端侧(支承结构28相对于主体25装拆的一侧)设置的倾斜面的引导面44a向轨道44的上表面44b上引导。需要说明的是，引导机构只要能将支承结构28的装拆方向限制成Y轴方向即可，不局限于轨道44和辊46a、46b。例如，引导机构也可以为使纳米纤维制造装置10的主体25上设置的凸轮从动件在支承结构28的台车部34的侧面上形成的沿Y轴方向延伸的槽中从动这样的结构。

辊46a、46b所接触的轨道44的上表面44b距地面的高度(接触面与地面之间的Z轴方向距离)形成为使支承结构28的台车部34的脚轮32a、32b从地面离开这样的高度。这是为了对支承结构28的Z轴方向位置进行定位。

与此相关联，支承结构28构成为在壳体22的主体25的装拆中不向壳体22的外部侧倾倒。具体而言，这里的“装拆中”在安装时是指从安装方向前侧的辊46a与轨道44的引导面44a接触开始至安装方向后侧的辊46b到达轨道44的上表面44b上为止的期间。另一方面，在取下时是指从取下方向前侧的辊46b在引导面44a上移动开始至取下方向后侧的辊46a从引导面44a离开为止的期间。

具体地进行说明，如图5所示，支承结构28在向壳体22的主体25的装拆中，接近壳体22的主体25这一侧的脚轮32a离开地面FL，而远离壳体22的主体25这一侧的脚轮32b在地面FL上滚动。因此，支承结构28成为向壳体22的外部侧倾斜的姿态。该倾斜姿态因相对于壳体22的主体25近的一侧的辊46a位于轨道44的上表面44b上，另一方面相对于壳体22的主体25远的一侧的辊46b不位于轨道44的上表面44b上而引起。

如图5所示，在支承结构28成为向壳体22的外部侧倾斜的姿态时，为了避免支承结构28向壳体22的外部侧进一步倾斜而躺倒，支承结构28构成为其重心G相对于支承结构28的壁(内侧壁22a)至少位于Y轴方向(相对于壳体22装拆支承结构28的方向)的壳体22侧。更优选在将支承结构28向壳体22的主体25安装时，重心G存在于壳体22的主体25的内部侧且接近地面FL的(台车部34附近)位置。

更具体而言，支承结构28可以构成为其重心G相对于假想平面Pv而位于壳体22侧，该假想平面Pv包含位于Y轴方向的支承结构28的拉出侧的脚轮32b的旋转中心线且沿铅垂方向延伸(与X-Z平面平行)。由此，不局限于支承结构28向壳体22的主体25的装拆中，在地面FL上的行走中也能够抑制支承结构28的向脚轮32b侧的倾倒。通过以在向壳体22的主体25的装拆中使重心G位于壳体22侧的方式设计支承结构28，并且例如在台车部34上载置重物，由此来调整支承结构28的重心G的位置。

需要说明的是，如图6所示，为了更可靠地抑制相对于壳体22的主体25装拆中的支承结构28的倾倒，可以设置在轨道44的上方配置且与该轨道44的上表面44b平行地延伸的倾倒防止构件47。在支承结构28相对于壳体22的主体25的装拆中，当支承结构28向壳体22的外部侧倾斜时(倾斜成上述的倾斜姿态以上时)，倾倒防止构件47与在轨道44的上表面44b上滚动的辊46a接触。通过倾倒防止构件47防止辊46a向上方的移动，由此能够防止支承结构28向壳体22的外部侧的倾倒。

并且，支承结构28构成为经由纳米纤维制造装置10的主体(壳体22的主体25)而接地。为此，纳米纤维制造装置10具备将支承结构28和纳米纤维制造装置10的主体25能够装拆地电连接的接地用连接器48。设置该接地用连接器48是为了将支承结构28在除电的状态下从纳米纤维制造装置10主体取下并且对与电场纺丝头14关联的电装设备赋予基准电位。

接地用连接器48构成为当将支承结构28从纳米纤维制造装置10的主体25取下时，解除支承结构28与纳米纤维制造装置10的主体25之间的电连接。为此，该接地用连接器48具有设置在支承结构28上的端子(与权利要求书的“接地用支承结构侧端子”对应)48a和设置在纳米纤维制造装置10的主体25上的端子(与权利要求书的“接地用壳体侧端子”对应)48b。接地用连接器48的端子48a与支承结构28的导电体的外侧壁22b、和电场纺丝头14的驱动关联的电装设备电连接。一方的端子48b经由接地线(未图示)而接地。上述的端子48a、48b与供电用连接器42的端子42a、42b同样，构成为在支承结构28的装拆方向(Y轴方向)上接触而进行电连接。

例如图4所示，接地用连接器48的支承结构28侧的端子48a为在台车部34的正面设置的沿X轴方向延伸的板状的一个端子。与此相对，纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子48b如图2所示设有多个，且以与支承结构28侧的端子48a对置的方式沿X轴方向排列。通过纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子48b设有多个且沿X轴方向排列，由此即使装拆方向从Y轴方向向水平方向倾斜而将支承结构28安装于纳米纤维制造装置10的主体25，也能够使至少一个端子48b与支承结构28侧的端子48a接触。由此，支承结构28侧的端子48a被可靠地接地。

另外，如图1所示，接地用连接器48的纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子48b分别构成为沿Y轴方向延伸的悬臂梁形状，自由端与支承结构28侧的端子48a接触。具体而言，如图7(A)所示，纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子48b设计成在供电用连接器42的端子42a与42b接触之前与支承结构28侧的端子48a接触那样的Y轴方向长度。

并且，由于纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子48b形成为沿Y轴方向延伸的悬臂梁形状，因此当被支承结构28侧的端子48a沿Y轴方向按压时，端子48b发生挠曲变形。由此，如图7(B)所示，端子48b在供电用连接器42的端子42a与42b接触后也能够维持与端子48a的接触。

根据这样的纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子48b，当然在供电用连接器42的端子42a与42b的接触被解除后，端子48b与支承结构28侧的端子48a的接触也被解除。

因此，在从纳米纤维制造装置10的主体25经由供电用连接器42向支承结构28的电力供给开始前，支承结构28经由接地用连接器48而接地。并且，在从纳米纤维制造装置10的主体25经由供电用连接器42向支承结构28的电力供给停止后，支承结构28经由接地用连接器48的接地被解除。由此，仅在支承结构28接地的状态时，从纳米纤维制造装置10的主体25对支承结构28供给电力。并且，支承结构28在除电后的状态下从纳米纤维制造装置10的主体25取下。其结果是，能够在壳体22的外部安全地维护电场纺丝头14的喷嘴12。

需要说明的是，接地用连接器42的端子的形状不局限于此，只要纳米纤维制造装置10的主体25侧的端子或支承结构28侧的端子中的至少一方在支承结构28的装拆方向(Y轴方向)上能够伸缩，则可以为任意的形状。例如，支承结构28侧的端子可以为在装拆方向上能够压缩的弹簧形状。

根据这样的纳米纤维制造装置10，喷嘴12的维护、例如喷嘴12的清扫或更换能够如下这样进行。

为了进行喷嘴12的维护，首先，切断纳米纤维制造装置10的电源，使从纳米纤维制造装置10的主体25经由供电用连接器42向支承结构28的电力供给停止。此时，支承结构28经由接地用连接器48而被除电。

接着，将除电后的支承结构28从纳米纤维制造装置10的主体25沿Y轴方向取下。支承结构28在从纳米纤维制造装置10的主体25的取下完成时，通过台车部34的脚轮32而向所希望的维护位置(例如，能够执行维护作业的广阔空间)移动。然后，安全地进行喷嘴12的维护。

根据本实施方式，通过将对具备喷嘴12的电场纺丝头14进行支承的支承结构28从纳米纤维制造装置10的壳体22的主体25取下，由此能够在电场纺丝空间24外执行喷嘴12的维护，因此与在电场纺丝空间24内执行的情况相比，维护的作业性和安全性提高。另外，由于支承结构28能够自行站立，因此将支承结构28从壳体22的主体25取下后立即能够对喷嘴12进行维护。需要说明的是，从壳体22的主体25取下支承结构28的状态还包括完全取下的脱离状态和确保能够进行维护的空间而支承结构28的一部分与主体25相连的分离状态。

以上，对本发明进行了说明，但本发明没有限定为上述的说明内容。

例如，支承结构28还可以构成为能够通过单体来制造纳米纤维。具体而言，可以将支承结构28构成为如下的电场纺丝头单元，该电场纺丝头单元至少具有：具备将原料液向电场纺丝空间24内喷出的喷嘴12的电场纺丝头14；向喷嘴12供给原料液的原料液供给装置(阀及泵)；用于向喷嘴12施加电压的电源。通过这样的支承结构(电场纺丝头单元)28，即使在壳体22的主体25侧没有对电场纺丝头14的喷嘴12施加电压的电源，也能够在壳体22内制作纳米纤维。

例如，纳米纤维制造装置10的单体或多台沿X轴方向排列而能够作为纳米纤维片材的制造线的一部分来发挥功能。

具体而言，如图2所示，纳米纤维制造装置10在壳体22上具备基材片材S向壳体22的出入口即开口22c，以使长条的基材片材S沿X轴方向通过电场纺丝空间24内。通过将长条的基材片材S在多个纳米纤维制造装置10各自的收集器16的带18上搬送，从而长条的基材片材S能够通过多个纳米纤维制造装置10各自的电场纺丝空间24内。需要说明的是，在开口22c的上部设有对向开口22c的前方(电场纺丝空间24侧)附近飞散的纳米纤维进行吸引的吸引管道50，以免纳米纤维经由开口22c而向纳米纤维制造装置10的外部飞散。

通过这样的结构，例如能够通过在基材片材S的移动方向(X轴方向)上位于最上游的第一纳米纤维制造装置10在基材片材S上形成第一纳米纤维层，接着通过之后的第二纳米纤维制造装置10在第一纳米纤维层上形成第二纳米纤维层。

需要说明的是，在基材片材S的移动方向上比最上游侧的纳米纤维制造装置10靠上游侧的位置配置有例如将基材片材S向下游方向送出的基材片材供给装置、向基材片材S涂敷粘接剂的装置(通过粘接剂将纳米纤维粘接固定于基材片材S的情况)等。另外，在基材片材S的移动方向上比最下游侧的纳米纤维制造装置10靠下游侧的位置配置有例如对形成有纳米纤维层的基材片材S进行回收的基材片材回收装置、将纳米纤维热压接于基材片材S的热压接装置(对基材片材S上的纳米纤维进行热压接而使其固定于该基材片材S的情况)等。

另外，例如也可以以将具有多个喷嘴12的电场纺丝头14支承为能够装拆的方式构成支承结构28的头升降机构36。由此，若与维护后或新品的电场纺丝头14进行更换，则与将电场纺丝头14的多个喷嘴12一个一个地进行维护的情况相比，能够缩短因维护产生的纳米纤维制造装置10的停止时间。

与此相关联，也可以取代支承喷嘴头14而以能够对执行与纳米纤维的制作相关的作业的作业头进行支承的方式构成支承结构28(头升降机构36)，其中，所述作业头例如为涂敷用于将纳米纤维固定于基材片材S的粘接剂的粘接剂涂敷头、将基材片材S上的纳米纤维热压接于该基材片材S的热压接头等。在该情况下，通过使用多台具有至少进行不同的作业的作业头的支承结构28的共用模块结构的纳米纤维制造装置10，从而能够实现执行例如通过粘接剂涂敷头将粘接剂涂敷于基材片材S的工序、通过电场纺丝头14来制作纳米纤维并使该纳米纤维集聚于涂敷有粘接剂的基材片材S上的工序、通过热压接头将集聚在基材片材S上的纳米纤维热压接(使粘接剂热固化)于该基材片材S的工序的制造线。即，不需要其它结构的将粘接剂涂敷于基材片材S的专用的装置或将纳米纤维热压接于基材片材S的专用的装置。需要说明的是，粘接剂涂敷头、热压接头等作业头也与电场纺丝头14同样，通过将具有作业头的支承结构28从纳米纤维制造装置10的主体25取下，而能够在壳体22外进行维护。

并且，在上述的实施方式的情况下，作为作业头的电场纺丝头14经由头升降机构36支承于支承结构28，但在不需要使电场纺丝头14在壳体22内例如向上下方向移动的情况下，也可以将电场纺丝头14直接固定于支承结构28。

另外，在上述的实施方式的情况下，如图1、图4所示，支承结构28通过下部的台车部34而在从纳米纤维制造装置10的主体25取下的状态下自行站立，但本发明不局限于此。例如，也可以另行设置台车，且使该台车与安装在纳米纤维制造装置10的主体25上的状态的支承结构(不具备台车部的支承结构)28合体，与该台车合体了的支承结构28从装置10的主体25取下而经由台车自行站立。本发明中，使支承结构28在从纳米纤维制造装置10的主体25取下的状态下自行站立的结构并非限定为一体地设置在支承结构28上的结构。

此外，在上述的实施方式的情况下，如图1、图4所示，支承结构28通过台车部34能够行走，但本发明不局限于此。支承结构28只要至少在从纳米纤维制造装置10的主体25取下的状态下能够自行站立即可。

另外，在上述的实施方式的情况下，如图4所示，划定使用高电压的电场纺丝空间24的壳体22的壁的一部分为由绝缘体的内侧壁22a和导电体的外侧壁22b构成的双层结构，但该内侧壁22a与外侧壁22b也可以分离。即，将内侧壁22a构成为相对于外侧壁22b能够装拆。

具体而言，绝缘体的内侧壁22a和导电体的外侧壁22b至少在电场纺丝空间24中使用高电压时、以及与高电压的使用相伴而残留有带电量时电接触即可。这是由于绝缘体的内侧壁22a的电介质极化主要在纳米纤维的制作中产生。

通过将内侧壁22a构成为相对于外侧壁22b能够装拆，从而例如能够在电场纺丝空间24外对附着有纳米纤维的内侧壁22a进行清扫。另外，如图4所示，在上述的实施方式的情况下，当取下支承结构28时，将外侧壁22b和内侧壁22a这两方从纳米纤维制造装置10的主体25取下，但也可以仅将外侧壁22b取下，而将内侧壁22a残留在装置10的主体25上。

此外，通过支承结构28对电场纺丝头14进行支承，由此能够得到可在纳米纤维制造装置10的外部对电场纺丝头14的喷嘴12进行维护这样的效果，但还可以进一步得到派生的效果。即，当将支承结构28从纳米纤维制造装置10的主体25取下时，电场纺丝头14从电场纺丝空间24内向外部移动，从而如图2所示，在收集器16上产生大的空间。通过该空间，电场纺丝空间24、例如收集器16的维护变得容易。另外，由于在电场纺丝空间24内不存在电场纺丝头14(喷嘴12)，因此还具有作业者不会被从喷嘴12滴下的原料液弄脏这样的效果。

此外，在上述的实施方式的情况下，如图1所示，支承结构28构成长方体形状的壳体22的一个侧面(侧壁)，但本发明不局限于此。例如，支承结构28既可以构成壳体的一个侧壁的一部分，也可以构成多个侧壁。另外，还可以构成顶壁(或顶壁一部分)。

此外，在上述的实施方式的情况下，支承结构28为划定电场纺丝空间24的壳体22的一个侧面，且相对于该壳体22能够装拆，但本发明不局限于此。例如，在另一实施方式中，纳米纤维制造装置具有划定电场纺丝空间的内侧壳体和收容内侧壳体的外侧壳体。支承结构构成为当其安装于外侧壳体时将外侧壳体的内部空间与外部分离。另外，内侧壳体具备使电场纺丝头通过的开口，以使在将支承结构安装于外侧壳体的状态时支承结构所支承的电场纺丝头配置在电场纺丝空间内。在这样的另一实施方式的情况下，具有在电场纺丝空间内制作出的纳米纤维难以附着于支承结构这样的优点。

即，本发明涉及的支承结构不局限构成为相对于划定电场纺丝空间的壳体能够装拆，只要广义上相对于在内部具有电场纺丝空间的壳体能够装拆即可。

此外，上述的实施方式的支承结构28为除了具有支承电场纺丝头14的功能以外，还具有将电场纺丝空间24和外部分离的功能的结构，但本发明不局限于此。例如，在另一实施方式中，支承结构还可以密闭收容于纳米纤维制造装置的壳体内。这种情况下，支承结构不需要构成为将电场纺丝空间和外部分离。

即，本发明涉及的支承结构只要广义上相对于纳米纤维制造装置的壳体能够装拆，且能够将电场纺丝头配置在电场纺丝空间内，并能够在从壳体取下的状态下自行站立即可。

最后，在上述的实施方式的情况下，支承结构28直接相对于壳体22(主体25)能够装拆，但也可以相对于安装在壳体22(主体25)上的构件能够装拆，即，也可以间接相对于壳体22(主体25)能够装拆。

本发明在参照附图的同时对优选的实施方式充分地进行了记载，但对于熟练该技术的人们而言，可以进行各种变形或修正。这样的变形或修正只要不脱离权利要求书所规定的本发明的范围，就应该理解为包含在本发明的范围内。

2010年9月9日申请的日本国专利申请第2010-202482号以及作为其优先权主张申请的2011年1月28日申请的日本国专利申请第2011-17017号的说明书、附图及权利要求书的公开内容整体被参照而援引到本说明书中。

工业实用性

本发明只要是在壳体内通过静电爆炸由高分子溶液制作纳米纤维的装置或方法即可，对于例如将纳米纤维直接集聚在收集器上等与上述的实施方式不同的装置或方法也能够适用。

Claims (12)

1.一种纳米纤维制造装置，其通过静电爆炸由原料液来制作纳米纤维，

所述纳米纤维制造装置的特征在于，具有：

壳体，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间；

支承结构，其对呈列状地具备多个喷嘴的电场纺丝头进行悬臂支承，多个所述喷嘴向电场纺丝空间内喷出原料液；

引导机构，其将所述支承结构的装拆方向限制为固定方向，且在装拆时对所述支承结构进行引导，

所述支承结构能够相对于所述壳体装拆，且在从所述壳体沿喷嘴列的长度方向取下而使所述电场纺丝头的至少一部分从所述电场纺丝空间取出的状态时能够自行站立。

2.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其中，

所述支承结构具有调整收集器与所述电场纺丝头之间的距离的头移动机构，所述收集器配置在所述电场纺丝空间内且用于收集纳米纤维。

3.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其中，

所述壳体具备与电源连接的供电用壳体侧端子、接地的接地用壳体侧端子，

所述支承结构具备：驱动所述电场纺丝头的头驱动装置；为了向所述头驱动装置供给电力而能够与所述供电用壳体侧端子接触的供电用支承结构侧端子；为了使所述支承结构接地而能够与所述接地用壳体侧端子接触的接地用支承结构侧端子，

在所述支承结构相对于所述壳体为安装状态时，所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子处于接触状态，并且所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子处于接触状态，

在所述支承结构相对于所述壳体为取下状态时，所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子处于断开状态，并且所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子处于断开状态。

4.根据权利要求3所述的纳米纤维制造装置，其中，

所述支承结构作为划定所述电场纺丝空间的所述壳体的壁的一部分而发挥功能，

划定所述电场纺丝空间的壳体的壁由导电体制作，且在其内侧形成有绝缘体层，

所述接地用支承结构侧端子与所述支承结构的导电体部分连接。

5.根据权利要求3所述的纳米纤维制造装置，其中，

以在将所述支承结构安装于所述壳体时所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子接触之前，使所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子接触，并且在将所述支承结构从所述壳体取下时解除所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子的接触之后，将所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子的接触解除的方式，使所述接地用壳体侧端子或所述接地用支承结构侧端子中的至少一方能够在所述支承结构的装拆方向上伸缩。

6.根据权利要求3所述的纳米纤维制造装置，其中，

所述头驱动装置安装在所述支承结构相对于所述壳体处于安装状态时位于壳体外侧的该支承结构的部分上。

7.一种纳米纤维制造方法，其使用通过静电爆炸由原料液来制作纳米纤维的纳米纤维制造装置，

所述纳米纤维制造方法的特征在于，

所述纳米纤维制造装置具有：

壳体，其在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间；

支承结构，其对呈列状地具备多个喷嘴的电场纺丝头进行悬臂支承，多个所述喷嘴向电场纺丝空间内喷出原料液；

引导机构，其将所述支承结构的装拆方向限制为固定方向，且在装拆时对所述支承结构进行引导，

所述支承结构能够相对于所述壳体装拆，且在从所述壳体沿喷嘴列的长度方向取下而使所述电场纺丝头的至少一部分从所述电场纺丝空间取出的状态时能够自行站立，

通过将所述支承结构安装于在内部具有所述电场纺丝空间的所述壳体，由此将所述电场纺丝头配置在所述电场纺丝空间内，

通过静电爆炸由从所述电场纺丝头的喷嘴喷出的原料液来制作纳米纤维。

8.根据权利要求7所述的纳米纤维制造方法，其中，

所述支承结构具有调整收集器与所述电场纺丝头之间的距离的头移动机构，所述收集器配置在所述电场纺丝空间内且用于收集纳米纤维。

9.根据权利要求7所述的纳米纤维制造方法，其中，

所述壳体具备与电源连接的供电用壳体侧端子、接地的接地用壳体侧端子，

所述支承结构具备：驱动所述电场纺丝头的头驱动装置；为了向所述头驱动装置供给电力而能够与所述供电用壳体侧端子接触的供电用支承结构侧端子；为了使所述支承结构接地而能够与所述接地用壳体侧端子接触的接地用支承结构侧端子，

在所述支承结构相对于所述壳体为安装状态时，所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子处于接触状态，并且所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子处于接触状态，

在所述支承结构相对于所述壳体为取下状态时，所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子处于断开状态，并且所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子处于断开状态。

10.根据权利要求9所述的纳米纤维制造方法，其中，

所述支承结构作为划定所述电场纺丝空间的所述壳体的壁的一部分而发挥功能，

划定所述电场纺丝空间的壳体的壁由导电体制作，且在其内侧形成有绝缘体层，

所述接地用支承结构侧端子与所述支承结构的导电体部分连接。

11.根据权利要求9所述的纳米纤维制造方法，其中，

以在将所述支承结构安装于所述壳体时所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子接触之前，使所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子接触，并且在将所述支承结构从所述壳体取下时解除所述供电用壳体侧端子与所述供电用支承结构侧端子的接触之后，将所述接地用壳体侧端子与所述接地用支承结构侧端子的接触解除的方式，使所述接地用壳体侧端子或所述接地用支承结构侧端子中的至少一方能够在所述支承结构的装拆方向上伸缩。

12.根据权利要求9所述的纳米纤维制造方法，其中，

所述头驱动装置安装在所述支承结构相对于所述壳体处于安装状态时位于壳体外侧的该支承结构的部分上。