JP2006169644A - Collector for electrostatic spinning - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は静電紡糸法により紡糸された繊維を集積できる捕集装置に関する。 The present invention relates to a collection device capable of accumulating fibers spun by an electrostatic spinning method.
繊維集合体を構成する繊維の繊維径が小さいと、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能に優れているため、繊維集合体を構成する繊維の繊維径は小さいのが好ましい。このような繊維径の小さい繊維からなる繊維集合体の製造方法として、紡糸原液をノズルから吐出するとともに、吐出した紡糸原液に電界を作用させて紡糸原液から溶媒を揮発させるとともに延伸し、繊維径の小さい繊維とした後に直接捕集して繊維集合体とする、いわゆる静電紡糸法が知られている。 If the fiber diameter of the fibers constituting the fiber assembly is small, the fiber assembly is configured because it has excellent performance such as separation performance, liquid retention performance, wiping performance, concealment performance, insulation performance, or flexibility. The fiber diameter of the fiber is preferably small. As a method for producing a fiber assembly composed of fibers having such a small fiber diameter, the spinning stock solution is discharged from a nozzle, and an electric field is applied to the discharged spinning stock solution to volatilize the solvent from the spinning stock solution and stretch the fiber diameter. A so-called electrospinning method is known in which fibers are collected directly after being made into small fibers and made into fiber assemblies.
このような静電紡糸法により繊維集合体を製造する場合、繊維を直接捕集する捕集装置を必要とするが、このような捕集装置の集積部材を構成する材料として、アルミニウム（特許文献１）やステンレススチール（特許文献２）からなるものが一般的であった。このような集積部材を備えた捕集装置を使用した場合、静電紡糸した繊維が集積部材に固着してしまい、剥離するのが困難で、連続的に繊維集合体を製造することが困難であった。そのため、集積部材に集積した繊維集合体をドクターブレードによって機械的に剥離させ、連続的に繊維集合体を製造できるようにした捕集装置が知られている（特許文献３）が、ドクターブレードによって剥離する際に繊維集合体が裂けたり、皺が入るなど、少なからず繊維集合体へ影響を及ぼすため、所望性能をもった繊維集合体を連続して製造できないものであった。 When a fiber assembly is manufactured by such an electrostatic spinning method, a collection device that directly collects fibers is required. As a material constituting an accumulation member of such a collection device, aluminum (Patent Document) 1) and stainless steel (Patent Document 2) were common. When using a collecting device equipped with such an accumulation member, the electrospun fibers are fixed to the accumulation member, it is difficult to peel off, and it is difficult to continuously produce a fiber assembly. there were. Therefore, a collection device is known in which a fiber assembly accumulated on an accumulation member is mechanically peeled off by a doctor blade so that the fiber assembly can be continuously manufactured (Patent Document 3). When peeling, the fiber aggregate is torn or wrinkled, which affects the fiber aggregate to some extent. Therefore, a fiber aggregate having the desired performance cannot be continuously produced.
本発明は上述のような問題点を解決するためになされたもので、繊維集合体の剥離性に優れ、所望の繊維集合体を連続して製造できる静電紡糸用捕集装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an electrostatic spinning collection device that is excellent in peelability of a fiber assembly and can continuously produce a desired fiber assembly. With the goal.
本発明の請求項１にかかる発明は、「静電紡糸法により紡糸された繊維を集積する集積部材と、前記集積部材に接触するとともに電位差形成手段に接続された電位差形成媒体を備える捕集装置であり、前記集積部材の繊維集積面にシリコーン樹脂を備えており、前記集積部材の繊維集積面における任意の単位領域と、前記電位差形成媒体と電位差形成手段との接続部との間の電導度が１０−１０Ｓ以上であることを特徴とする静電紡糸用捕集装置。」である。
The invention according to
本発明の請求項２にかかる発明は、「集積部材の繊維集積面全体にシリコーン樹脂を備えていることを特徴とする、請求項１記載の静電紡糸用捕集装置。」である。
The invention according to
本発明の請求項３にかかる発明は、「集積部材がベルトコンベア形態であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の静電紡糸用捕集装置。」である。
The invention according to
本発明の請求項１にかかる発明によれば、シリコーン樹脂は他の有機材料に比べて表面張力が低く、繊維集合体の剥離性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。このように剥離性に優れているため、例えば、目付が０．５ｇ／ｍ２という低目付の繊維集合体であっても、裂けたり、皺が入ることなく安定して巻取り、連続的に製造することができる。また、シロキサン結合は比較的高い結合エネルギーをもっているため耐久性にも優れている。更に、集積部材の繊維集積面における任意の単位領域と、電位差形成媒体と電位差形成手段との接続部との間の電導度が１０−１０Ｓ以上であることによって、集積部材がノズルの対向電極として作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造することができる。
According to the invention of
本発明の請求項２にかかる発明によれば、シリコーン樹脂を備えていることによる前記効果を最大限に発揮することができる。
According to the
本発明の請求項３にかかる発明によれば、ノズルユニットが複数組ある場合でも、紡糸環境（ノズルとコンベアとの距離、ノズルの向き、温湿度環境、蒸発溶媒の除去状態など）を同条件にしやすく、安定して繊維集合体を製造できる。また、量産化のためにノズルユニットを複数組設けた場合であっても、集積部材の長さを長くするだけで対応できる、という効果がある。
According to the invention of
本発明の静電紡糸用捕集装置（以下、単に「捕集装置」という）を適用できる繊維集合体の製造装置について、製造装置の概念的断面図である図１をもとに説明する。図１の製造装置は、紡糸原液をノズルへ供給できる紡糸原液供給装置１と、紡糸原液を吐出できるノズル２と、ノズル２を介して紡糸原液に電圧を印加することのできる電圧印加装置３と、紡糸された繊維を直接集積して繊維集合体を形成できる捕集装置４、繊維集合体をロール状に巻き取ることのできる巻取り装置５、ノズル２や捕集装置４等を収納した紡糸容器６、紡糸容器６へ所望気体を供給できる気体供給装置７、及び紡糸容器６内の気体を排気できる排気装置８、を備えている。
An apparatus for producing a fiber assembly to which the electrostatic spinning collection apparatus of the present invention (hereinafter simply referred to as “collection apparatus”) can be applied will be described with reference to FIG. 1 which is a conceptual cross-sectional view of the production apparatus. The manufacturing apparatus of FIG. 1 includes a spinning
このような製造装置においては、紡糸原液が紡糸原液供給装置１によりノズル２へ供給され、ノズル２から紡糸原液が吐出される。この吐出された紡糸原液は、ノズル２に接続された電圧印加装置３による印加、及びノズル２に対向する捕集装置４がアースされていることによって形成されるノズル２と捕集装置４との間に電位差によって、捕集装置４の方向へ延伸されながら飛翔し、同時に紡糸原液の溶媒を揮発させて繊維化し、捕集装置４によって捕集され、集積する。なお、ノズル２、捕集装置４等は紡糸容器６内に収納され、紡糸容器６には気体供給装置７及び排気装置８が接続されており、紡糸容器６内を所望紡糸環境に維持できるため、所望の繊維集合体を製造できる。このように集積して捕集された繊維集合体は巻取り装置５によって巻き取られる。
In such a manufacturing apparatus, the spinning dope is supplied to the
本発明の捕集装置は上述のような静電紡糸法による繊維集合体の製造装置に適用できるもので、繊維集合体の剥離性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。また、電導度も高く、ノズルに対向する対向電極としても作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造することができる。 The collection device of the present invention can be applied to the above-described apparatus for producing a fiber assembly by the electrospinning method, and is excellent in peelability of the fiber assembly, so that a desired fiber assembly is continuously produced. can do. Moreover, since it has high electrical conductivity and can act as a counter electrode facing the nozzle, it is possible to stably carry out electrostatic spinning and continuously produce a fiber assembly.
本発明の捕集装置について、より詳細に説明する。捕集装置４は、図１に示すように、一対のロールＲ１、Ｒ２間に橋渡されたベルトコンベア形態の集積部材からなり、この集積部材はシリコーン樹脂Ｓからなる層と導電性を有する導電部材Ｃからなる層とからなる。このシリコーン樹脂Ｓからなる層は紡糸された繊維と当接して繊維を直接捕集できるように、ノズル側に配置している。また、図１の捕集装置４においては、集積部材と接触するとともにアース線に接続されたロールＲ２が電位差形成媒体として作用し、集積部材の電位を０とすることができる。 The collection device of the present invention will be described in more detail. As shown in FIG. 1, the collection device 4 is composed of a belt conveyor-type accumulation member bridged between a pair of rolls R 1 and R 2 , and this accumulation member has conductivity with a layer made of silicone resin S. It consists of a layer made of the conductive member C. The layer made of the silicone resin S is disposed on the nozzle side so as to contact the spun fiber and directly collect the fiber. In the collecting device 4 of FIG. 1, roll R 2 connected to the ground line contacts with an integrated member acts as a potential difference forming medium, a potential of the integrated member can be zero.
なお、集積部材のシリコーン樹脂Ｓ層における任意の単位領域ＡＳと、ロールＲ２（電位差形成媒体）とアース線との接続部Ｅとの間の電導度が１０−１０Ｓ以上（好ましくは１０−８以上、より好ましくは１０−６以上）であるため、集積部材はノズルの対向電極として作用できる。 Incidentally, the arbitrary unit area A S of the silicone resin S layer of the integrated member, the roll R 2 (potential difference forming medium) with conductivity between the connecting portion E of the grounding wire 10 -10 S or more (preferably 10 −8 or more, and more preferably 10 −6 or more), the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle.
このような図１の捕集装置はシリコーン樹脂Ｓの層を備えており、繊維集合体の剥離性及び耐久性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。また、電導度が高く、集積部材がノズルの対向電極として作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造できる。更に、集積部材がベルトコンベア形態であるため、量産化のためにノズルユニットを複数組設けた場合であっても、紡糸環境を同条件とし、安定して繊維集合体を製造でき、また、集積部材の長さを長くするだけで対応できる。 Such a collection device of FIG. 1 includes a layer of the silicone resin S and is excellent in the peelability and durability of the fiber assembly, so that a desired fiber assembly can be continuously produced. Moreover, since the electrical conductivity is high and the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle, electrostatic spinning can be carried out stably and a fiber assembly can be produced continuously. Furthermore, since the accumulation member is in the form of a belt conveyor, even when a plurality of nozzle units are provided for mass production, the fiber environment can be stably produced under the same spinning environment, and the accumulation can be achieved. This can be done simply by increasing the length of the member.
なお、導電部材Ｃ又はロールＲ１、Ｒ２は、体積固有抵抗値が１０９Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなるのが好ましく、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、スチール（防錆処理を施したものが好ましい）、カーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を混合した導電性樹脂などから構成することができる。また、図１においては、アース線によってアースすることを電位差形成手段としているが、ノズルとの間に電位差を形成することができるのであれば、電位差形成媒体であるロールＲ２に電圧印加装置を接続して印加することもできる。シリコーン樹脂Ｓの層は、例えば、シリコーン樹脂塗料を塗布したり、シリコーン樹脂を積層するなどの方法により形成することができる。 In addition, it is preferable that the conductive member C or the rolls R 1 and R 2 are made of a conductive material having a volume resistivity of 10 9 Ω · cm or less, for example, aluminum, stainless steel, steel (which has been subjected to rust prevention treatment). It is preferable to use a conductive resin mixed with conductive particles such as carbon particles and metal particles. Further, in FIG. 1, grounding with a ground wire is used as a potential difference forming means. However, if a potential difference can be formed with the nozzle, a voltage applying device is installed on the roll R 2 as a potential difference forming medium. It can also be connected and applied. The layer of the silicone resin S can be formed by, for example, applying a silicone resin paint or laminating a silicone resin.
本発明における「電導度」は集積部材の繊維集積面に当接する端子として、１ｃｍ２の面積をもつ円形の端子を使用して測定した値をいう。このように、本発明における「単位領域」は１ｃｍ２の面積をもつ円形領域をいう。このような電導度は、例えば、シリコーン樹脂Ｓの層の厚さを０．２５ｍｍ以下（好ましくは０．１ｍｍ以下）と薄くしたり、シリコーン樹脂内にカーボン粒子等の導電性粒子を分散させたり、或いはこれらを併用することによって達成できる。 The “conductivity” in the present invention refers to a value measured using a circular terminal having an area of 1 cm 2 as a terminal in contact with the fiber accumulation surface of the accumulation member. Thus, the “unit region” in the present invention refers to a circular region having an area of 1 cm 2 . Such conductivity is, for example, that the thickness of the silicone resin S layer is reduced to 0.25 mm or less (preferably 0.1 mm or less), or conductive particles such as carbon particles are dispersed in the silicone resin. Or it can achieve by using these together.
本発明の別の捕集装置について、捕集装置の概念的断面図である図２を基に説明する。図２の捕集装置は一対のロールＲ１、Ｒ２間に橋渡されたベルトコンベア形態のシリコーン樹脂Ｓを集積部材としているため、繊維を直接捕集できる。また、一対のロールＲ１、Ｒ２の間に位置し、集積部材であるシリコーン樹脂Ｓと接触するとともにアース線に接続された導電部材Ｃが電位差形成媒体として作用するため、集積部材の電位を０とすることができる。 Another collecting device of the present invention will be described based on FIG. 2 which is a conceptual cross-sectional view of the collecting device. Since the collection device of FIG. 2 uses the silicone resin S in the form of a belt conveyor bridged between a pair of rolls R 1 and R 2 as an accumulation member, fibers can be collected directly. In addition, since the conductive member C, which is located between the pair of rolls R 1 and R 2 and is in contact with the silicone resin S as an accumulation member and connected to the ground wire, acts as a potential difference forming medium, the potential of the accumulation member is reduced. It can be set to zero.
なお、集積部材のシリコーン樹脂Ｓにおける任意の単位領域ＡＳと、導電部材Ｃ（電位差形成媒体）とアース線との接続部Ｅとの間の電導度が１０−１０Ｓ以上（好ましくは１０−８以上、より好ましくは１０−６以上）であるため、集積部材はノズルの対向電極として作用できる。 Incidentally, the arbitrary unit area A S of the silicone resin S of the integrated member, conductive member C (potential difference forming medium) and conductivity between the connecting portion E of the grounding wire 10 -10 S or more (preferably 10 - 8 or more, more preferably 10 −6 or more), so that the accumulating member can act as a counter electrode of the nozzle.
このような図２の捕集装置は集積部材がシリコーン樹脂Ｓからなり、繊維集合体の剥離性及び耐久性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。また、電導度が高く、集積部材がノズルの対向電極として作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造できる。更に、集積部材がベルトコンベア形態であるため、量産化のためにノズルユニットを複数組設けた場合であっても、紡糸環境を同条件とし、安定して繊維集合体を製造でき、また、集積部材の長さを長くするだけで対応できる。 Since the collecting member of FIG. 2 is made of the silicone resin S and is excellent in the peelability and durability of the fiber assembly, a desired fiber assembly can be continuously produced. Moreover, since the electrical conductivity is high and the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle, electrostatic spinning can be carried out stably and a fiber assembly can be produced continuously. Furthermore, since the accumulation member is in the form of a belt conveyor, even when a plurality of nozzle units are provided for mass production, the fiber environment can be stably produced under the same spinning environment, and the accumulation can be achieved. This can be done simply by increasing the length of the member.
なお、導電部材Ｃ又はロールＲ１、Ｒ２は図１の捕集装置と同様の導電性材料から構成することができ、また、図１の捕集装置と同様に別の電位差形成手段とすることもできる。 The conductive member C or the rolls R 1 and R 2 can be made of the same conductive material as that of the collecting device of FIG. 1, and is another potential difference forming means similar to the collecting device of FIG. You can also.
また、集積部材であるシリコーン樹脂Ｓは、例えば、シリコーンゴムから構成することができる。本発明のような電導度とするには、例えば、シリコーン樹脂内にカーボン粒子等の導電性粒子を分散させることによって達成できる。なお、シリコーン樹脂Ｓを補強するために、シリコーン樹脂Ｓ内部に繊維、網、織物などを介在させても良い。この場合であっても前記電導度は１０−１０Ｓ以上である。また、シリコーン樹脂Ｓをシリコーン樹脂よりも強度のあるゴムベルトや布ベルトなどの補強ベルトによって補強しても良い。この場合であっても前記電導度は１０−１０Ｓ以上であり、このような電導度であるように、シリコーン樹脂Ｓ及び／又は補強ベルトにカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を混合して導電性を付与するのが好ましい。 Moreover, the silicone resin S which is an accumulation | aggregation member can be comprised from a silicone rubber, for example. The electrical conductivity as in the present invention can be achieved, for example, by dispersing conductive particles such as carbon particles in a silicone resin. In addition, in order to reinforce the silicone resin S, fibers, nets, fabrics, or the like may be interposed inside the silicone resin S. Even in this case, the conductivity is 10 −10 S or more. Further, the silicone resin S may be reinforced by a reinforcing belt such as a rubber belt or a cloth belt that is stronger than the silicone resin. Even in this case, the conductivity is 10 −10 S or more, and conductive particles such as carbon particles and metal particles are mixed in the silicone resin S and / or the reinforcing belt so as to have such conductivity. It is preferable to impart conductivity.
本発明の更に別の捕集装置について、捕集装置の概念的断面図である図３を基に説明する。図３の捕集装置は一対のロールＲ１、Ｒ２間に橋渡されたベルトコンベア形態のシリコーン樹脂Ｓを集積部材としているため、繊維を直接捕集できる。また、シリコーン樹脂Ｓと接触するロールＲ２は導電部材Ｃから構成されているとともにアース線に接続されているため、ロールＲ２が電位差形成媒体として作用し、集積部材の電位を０とすることができる。 Still another collecting device of the present invention will be described based on FIG. 3 which is a conceptual cross-sectional view of the collecting device. Since the collection device of FIG. 3 uses the silicone resin S in the form of a belt conveyor bridged between a pair of rolls R 1 and R 2 as an accumulation member, fibers can be collected directly. In addition, since the roll R 2 in contact with the silicone resin S is composed of the conductive member C and connected to the ground wire, the roll R 2 acts as a potential difference forming medium, and the potential of the integrated member is set to zero. Can do.
なお、集積部材のシリコーン樹脂Ｓにおける任意の単位領域ＡＳと、ロールＲ２とアース線との接続部Ｅとの間の電導度が１０−１０Ｓ以上（好ましくは１０−８以上、より好ましくは１０−６以上）であるため、集積部材はノズルの対向電極として作用できる。 Incidentally, the arbitrary unit area A S of the silicone resin S of the integrated member, conductivity between the connecting portion E of the roll R 2 and ground wire 10 -10 S or more (preferably 10 -8 or greater, more preferably Is 10 −6 or more), so that the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle.
このような図３の捕集装置は集積部材がシリコーン樹脂Ｓからなり、繊維集合体の剥離性及び耐久性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。また、電導度が高く、集積部材がノズルの対向電極として作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造できる。更に、集積部材がベルトコンベア形態であるため、量産化のためにノズルユニットを複数組設けた場合であっても、紡糸環境を同条件とし、安定して繊維集合体を製造でき、また、集積部材の長さを長くするだけで対応できる。 In such a collecting apparatus shown in FIG. 3, the collecting member is made of the silicone resin S, and the fiber aggregate is excellent in peelability and durability. Therefore, the desired fiber aggregate can be continuously produced. Moreover, since the electrical conductivity is high and the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle, electrostatic spinning can be carried out stably and a fiber assembly can be produced continuously. Furthermore, since the accumulation member is in the form of a belt conveyor, even when a plurality of nozzle units are provided for mass production, the fiber environment can be stably produced under the same spinning environment, and the accumulation can be achieved. This can be done simply by increasing the length of the member.
なお、ロールＲ１、Ｒ２は図１の捕集装置と同様の導電性材料から構成することができ、また、図１の捕集装置と同様に別の電位差形成手段とすることもできる。 The rolls R 1 and R 2 can be made of the same conductive material as that of the collecting device of FIG. 1, and can be another potential difference forming means as in the collecting device of FIG.
また、集積部材であるシリコーン樹脂Ｓは、例えば、シリコーンゴムから構成することができる。本発明のような電導度とするには、例えば、シリコーン樹脂内にカーボン粒子等の導電性粒子を分散させることによって達成できる。なお、シリコーン樹脂Ｓを補強するために、シリコーン樹脂Ｓ内部に繊維、網、織物などを介在させることができる。この場合であっても、前記電導度は１０−１０Ｓ以上である。また、シリコーン樹脂Ｓをシリコーン樹脂よりも強度のあるゴムベルトや布ベルトなどの補強ベルトによって補強しても良い。この場合であっても前記電導度は１０−１０Ｓ以上であり、このような電導度であるように、シリコーン樹脂Ｓ及び／又は補強ベルトにカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を混合して導電性を付与するのが好ましい。 Moreover, the silicone resin S which is an accumulation | aggregation member can be comprised from a silicone rubber, for example. The electrical conductivity as in the present invention can be achieved, for example, by dispersing conductive particles such as carbon particles in a silicone resin. In order to reinforce the silicone resin S, fibers, nets, woven fabrics, and the like can be interposed inside the silicone resin S. Even in this case, the conductivity is 10 −10 S or more. Further, the silicone resin S may be reinforced by a reinforcing belt such as a rubber belt or a cloth belt that is stronger than the silicone resin. Even in this case, the conductivity is 10 −10 S or more, and conductive particles such as carbon particles and metal particles are mixed in the silicone resin S and / or the reinforcing belt so as to have such conductivity. It is preferable to impart conductivity.
本発明の更に別の捕集装置について、捕集装置の概念的断面図である図４を基に説明する。図４の捕集装置はロールＲの表面にシリコーン樹脂Ｓを備えており、シリコーン樹脂Ｓを集積部材としているため繊維を直接捕集できる。また、シリコーン樹脂Ｓと接触するロールＲは導電部材Ｃから構成されているとともにアース線に接続されているため、ロールＲ（導電部材Ｃ）が電位差形成媒体として作用し、集積部材の電位を０とすることができる。 Still another collecting device of the present invention will be described based on FIG. 4 which is a conceptual cross-sectional view of the collecting device. 4 has a silicone resin S on the surface of the roll R. Since the silicone resin S is used as an accumulation member, fibers can be directly collected. Further, since the roll R in contact with the silicone resin S is composed of the conductive member C and is connected to the ground wire, the roll R (conductive member C) acts as a potential difference forming medium, and the potential of the integrated member is reduced to 0. It can be.
なお、集積部材のシリコーン樹脂Ｓにおける任意の単位領域ＡＳと、ロールＲとアース線との接続部Ｅとの間の電導度が１０−１０Ｓ以上（好ましくは１０−８以上、より好ましくは１０−６以上）であるため、集積部材はノズルの対向電極として作用できる。 Incidentally, the arbitrary unit area A S of the silicone resin S of the integrated member, conductivity between the connecting portion E of the roll R and the ground wire 10 -10 S or more (preferably 10 -8 or more, more preferably 10 −6 or more), the accumulation member can act as a counter electrode of the nozzle.
このような図４の捕集装置は集積部材がシリコーン樹脂Ｓからなり、繊維集合体の剥離性及び耐久性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。また、電導度が高く、集積部材がノズルの対向電極として作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造できる。 In such a collecting apparatus of FIG. 4, the accumulation member is made of the silicone resin S, and the fiber aggregate is excellent in peelability and durability. Therefore, a desired fiber aggregate can be continuously manufactured. Moreover, since the electrical conductivity is high and the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle, electrostatic spinning can be carried out stably and a fiber assembly can be produced continuously.
なお、ロールＲは図１の捕集装置と同様の導電性材料から構成することができ、また、図１の捕集装置と同様に別の電位差形成手段とすることもできる。 In addition, the roll R can be comprised from the electroconductive material similar to the collection apparatus of FIG. 1, and can also be used as another electrical potential difference formation means similarly to the collection apparatus of FIG.
また、集積部材であるシリコーン樹脂Ｓは、例えば、シリコーン樹脂塗料を塗布したり、シリコーン樹脂を積層するなどの方法により形成することができる。本発明のような電導度とするには、例えば、シリコーン樹脂Ｓの層の厚さを０．２５ｍｍ以下（好ましくは０．１ｍｍ以下）と薄くしたり、シリコーン樹脂内にカーボン粒子等の導電性粒子を分散させたり、或いはこれらを併用することによって達成できる。 Moreover, the silicone resin S which is an accumulation | aggregation member can be formed by methods, such as apply | coating a silicone resin coating and laminating | stacking a silicone resin, for example. In order to obtain the electrical conductivity as in the present invention, for example, the thickness of the silicone resin S layer is reduced to 0.25 mm or less (preferably 0.1 mm or less), or the conductivity of carbon particles or the like is contained in the silicone resin. This can be achieved by dispersing the particles or using them together.
本発明の捕集装置を説明する図１〜図４の捕集装置においては、集積部材の繊維集積面全体にシリコーン樹脂Ｓを備えるものであるため、繊維集合体の剥離性に優れ、所望の繊維集合体を連続して製造することができるものである。例えば、目付が０．５ｇ／ｍ２という低目付の繊維集合体であっても、裂けたり、皺が入ることなく巻き取ることができ、安定して繊維集合体を製造することができるものである。しかしながら、本発明の捕集装置においては、集積部材の繊維集積面全体にシリコーン樹脂を備えている必要はなく、部分的にシリコーン樹脂を備えていても良い。例えば、基材にブラスト処理をするなどして表面を粗面化した後に、シリコーン樹脂塗料を塗布した場合には、繊維集積面全体にシリコーン樹脂を備えていないが、この場合であっても、裂けたり、皺が入ることなく巻き取ることができ、安定して繊維集合体を製造できる。 In the collection apparatus of FIGS. 1-4 explaining the collection apparatus of this invention, since the silicone resin S is provided in the whole fiber integration surface of an integration | stacking member, it is excellent in the peelability of a fiber assembly, and is desired. A fiber assembly can be manufactured continuously. For example, even a fiber aggregate with a low basis weight of 0.5 g / m 2 can be wound without tearing or wrinkling, and a fiber aggregate can be produced stably. is there. However, in the collection device of the present invention, it is not necessary to provide silicone resin on the entire fiber accumulation surface of the accumulation member, and it may be partially equipped with silicone resin. For example, when the silicone resin paint is applied after roughening the surface by blasting the substrate, etc., the entire fiber accumulation surface is not provided with a silicone resin, but even in this case, It can be wound without tearing or wrinkling, and a fiber assembly can be produced stably.
本発明の更に別の捕集装置について、捕集装置の概念的断面図である図５、捕集装置を上から見た平面図である図６、及び図５の捕集装置（図５におけるＡ）の部分拡大断面模式図である図７を基に説明する。図５の捕集装置４は、一対のロールＲ１、Ｒ２間に橋渡されたベルトコンベア形態の集積部材からなり、この集積部材は図７に示すように、表面に導電層ＣＬを備えた補強ベルトＢの層の上にシリコーン樹脂Ｓからなる層を備えている。このシリコーン樹脂Ｓからなる層は紡糸された繊維と当接して繊維を直接捕集できるように、ノズル側に配置している。また、図６に示すように、集積部材は集積部材の流れ方向Ｄと平行な直線状にシリコーン樹脂Ｓを備えておらず、このシリコーン樹脂Ｓを備えていない領域、つまり導電層ＣＬが露出した領域と接触し、集積部材の移動に従動するロールＲＥを備えており、このロールＲＥはアース線に接続されている。そのため、ロールＲＥが電位差形成媒体として作用し、集積部材の電位を０とすることができる。 FIG. 5 which is a conceptual cross-sectional view of the collecting device, FIG. 6 which is a plan view of the collecting device from above, and the collecting device of FIG. 5 (in FIG. 5). A description will be given based on FIG. 7, which is a partial enlarged cross-sectional schematic diagram of A). Collecting device 4 of FIG. 5 consists of the bridge passed belt conveyor form of an integrated member between the pair of rolls R 1, R 2, the integrated member, as shown in FIG. 7, includes a conductive layer C L to the surface A layer made of silicone resin S is provided on the layer of the reinforcing belt B. The layer made of the silicone resin S is disposed on the nozzle side so as to contact the spun fiber and directly collect the fiber. Further, as shown in FIG. 6, the accumulating member does not include the silicone resin S in a straight line parallel to the flow direction D of the accumulating member, and the region not including the silicone resin S, that is, the conductive layer CL is exposed. and in contact with the region provided with the roll R E which follows the movement of the integrated member, the roll R E is connected to the ground wire. Therefore, the roll RE can act as a potential difference forming medium, and the potential of the accumulation member can be set to zero.
なお、集積部材の繊維集積面における任意の単位領域ＡＳと、ロールＲＥとアース線との接続部Ｅとの間の電導度が１０−１０Ｓ以上（好ましくは１０−８以上、より好ましくは１０−６以上）であるため、集積部材はノズルの対向電極として作用できる。 Incidentally, the arbitrary unit area A S of the fiber stacking surface of the integrated member, conductivity between the connecting portion E of the roll R E and the ground line 10 -10 S or more (preferably 10 -8 or greater, more preferably Is 10 −6 or more), so that the integrated member can act as a counter electrode of the nozzle.
この捕集装置４もシリコーン樹脂Ｓを備えており、繊維集合体の剥離性及び耐久性に優れているため、所望の繊維集合体を連続して製造することができる。また、電導度が高く、捕集装置自体がノズルの対向電極として作用できるため、安定して静電紡糸を実施し、連続的に繊維集合体を製造できるものである。更に、ベルトコンベア形態であるため、量産化のためにノズルユニットを複数組設けた場合であっても、紡糸環境を同条件とし、安定して繊維集合体を製造でき、また、集積部材の長さを長くするだけで対応できる。なお、量産化のためにノズルユニットを複数組設ける場合、集積部材の幅を広げたり、長さを長くする必要があるが、ゴムベルトや布ベルトなど補強ベルトＢの表面に導電層ＣＬが形成され、更にその上にシリコーン樹脂Ｓの層が形成された集積部材は屈曲性に優れているため、このような要請に対して対応することができる。 Since the collection device 4 also includes the silicone resin S and is excellent in the peelability and durability of the fiber assembly, a desired fiber assembly can be continuously produced. In addition, since the electrical conductivity is high and the collecting device itself can act as the counter electrode of the nozzle, the electrospinning can be stably performed and the fiber assembly can be continuously produced. Furthermore, because of the belt conveyor configuration, even when a plurality of nozzle units are provided for mass production, the fiber environment can be stably manufactured under the same spinning environment, and the length of the integrated member can be increased. This can be done simply by increasing the length. When a plurality of nozzle units are provided for mass production, it is necessary to increase the width or length of the integrated member, but the conductive layer CL is formed on the surface of the reinforcing belt B such as a rubber belt or a cloth belt. Further, since the integrated member having the silicone resin S layer formed thereon is excellent in flexibility, it can meet such a demand.
なお、導電層ＣＬは体積固有抵抗値が１０９Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなるのが好ましく、例えば、補強ベルトＢに直接金属蒸着（アルミ、銀など）したり、金属蒸着したフィルムを補強ベルトＢに貼り付けたり、補強ベルトＢを金属メッキしたり、補強ベルトＢに金属箔を積層したり、補強ベルトＢにカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を混合した導電性樹脂を塗布することによって形成できる。また、図５においては、ロールＲＥをアース線に接続してアースしているが、ノズルとの間に電位差を形成することができるのであれば、ロールＲＥに電圧印加装置を接続することもできる。導電層ＣＬに接触するシリコーン樹脂Ｓは、例えば、シリコーン樹脂塗料を塗布したり、シリコーン樹脂を積層するなどの方法により形成することができる。なお、シリコーン樹脂Ｓの層の厚さを０．２５ｍｍ以下（好ましくは０．１ｍｍ以下）と薄くしたり、シリコーン樹脂内にカーボン粒子等の導電性粒子を分散させたり、或いはこれらを併用して、前記電導度とするのが好ましい。 The conductive layer CL is preferably made of a conductive material having a volume resistivity of 10 9 Ω · cm or less. For example, a metal vapor-deposited directly on the reinforcing belt B (aluminum, silver, etc.) or a metal vapor-deposited film Is attached to the reinforcing belt B, the reinforcing belt B is metal-plated, a metal foil is laminated on the reinforcing belt B, or a conductive resin in which conductive particles such as carbon particles and metal particles are mixed into the reinforcing belt B. It can be formed by coating. Further, in FIG. 5, although grounded by connecting the rolls R E to the wire, if it is possible to form a potential difference between the nozzle, connecting the voltage application device to the roll R E You can also. Silicone resin S in contact with the conductive layer C L is, for example, can be formed or coated with a silicone resin coating material, by a method of laminating a silicone resin. In addition, the thickness of the layer of the silicone resin S is reduced to 0.25 mm or less (preferably 0.1 mm or less), conductive particles such as carbon particles are dispersed in the silicone resin, or these are used in combination. The electrical conductivity is preferable.
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
（実施例１）
（紡糸原液の準備）
重量平均分子量４０万のポリアクリロニトリルを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに濃度１２ｍａｓｓ％となるように溶解させた紡糸原液（粘度：１２００ｍＰ・ｓ）を用意した。
Example 1
(Preparation of spinning dope)
A spinning stock solution (viscosity: 1200 mP · s) in which polyacrylonitrile having a weight average molecular weight of 400,000 was dissolved in N, N-dimethylformamide so as to have a concentration of 12 mass% was prepared.
（捕集装置の準備）
図１のように、ベルトコンベア状ステンレススチール（導電部材Ｃ）の外側表面にカーボン粒子分散シリコーン樹脂塗料を塗布した集積部材を、一対のアルミニウム製ロールＲ１、Ｒ２に橋渡した。次いで、ロールＲ２（電位差形成媒体）にアース線を接続して、捕集装置を製造した。なお、シリコーン樹脂Ｓの層の厚さは平均０．０６ｍｍで、シリコーン樹脂Ｓの層における任意の単位領域ＡＳと、アース線の接続部Ｅとの間の電導度は１０−４Ｓであった。
(Preparation of collection device)
As shown in FIG. 1, an accumulation member in which a carbon particle-dispersed silicone resin paint was applied to the outer surface of a belt conveyor type stainless steel (conductive member C) was bridged between a pair of aluminum rolls R 1 and R 2 . Next, a ground wire was connected to the roll R 2 (potential difference forming medium) to manufacture a collection device. Incidentally, the thickness of the layer of silicone resin S on average 0.06 mm, conductivity between the arbitrary unit area A S of the layer of the silicone resin S, a connecting portion E of the ground wire is met 10 -4 S It was.
（紡糸装置の準備）
シリンジにポリテトラフルオロエチレン製チューブを接続し、更に前記チューブの先端に、内径が０．６ｍｍのステンレス製ノズルを取り付けて、紡糸装置とした。次いで、前記ノズルに高電圧電源を接続した。更に、前記ノズルと対向し、１０ｃｍ離れた位置に前記捕集装置を設置した。
(Preparation of spinning device)
A polytetrafluoroethylene tube was connected to the syringe, and a stainless steel nozzle having an inner diameter of 0.6 mm was attached to the tip of the tube to obtain a spinning device. Next, a high voltage power source was connected to the nozzle. Furthermore, the said collection apparatus was installed in the position facing the said nozzle and 10 cm away.
（繊維集合体の製造）
前記紡糸原液を前記シリンジに入れ、マイクロフィーダーを用いて、重力の作用方向と直角の方向へ吐出する（吐出量：３ｃｃ／時間）とともに、前記捕集装置の集積部材を一定速度（表面速度：３ｃｍ／分）で移動させながら、前記高電圧電源からノズルに＋１５ｋＶの電圧を印加して吐出した紡糸原液に電界を作用させて繊維化し、前記集積部材のシリコーン樹脂Ｓの層に繊維を集積させて繊維集合体を形成した後、繊維集合体を集積部材から剥離した。この剥離は集積部材の下流に紙管を配置しておくだけで行なうことができ、非常に剥離性が良いため、繊維集合体組織を破壊することなく、連続的に繊維集合体を製造することができた。
(Manufacture of fiber assemblies)
The spinning solution is put into the syringe and discharged in a direction perpendicular to the direction of gravity using a microfeeder (discharge amount: 3 cc / hour) and the collecting member of the collection device is moved at a constant speed (surface speed: 3cm / min), applying a voltage of +15 kV to the nozzle from the high-voltage power source and applying an electric field to the discharged spinning solution to form fibers, and the fibers are accumulated in the silicone resin S layer of the accumulation member. After forming the fiber assembly, the fiber assembly was peeled from the integrated member. This peeling can be performed simply by placing a paper tube downstream of the stacking member, and since the peeling property is very good, the fiber assembly can be continuously produced without destroying the fiber assembly structure. I was able to.
（比較例１）
捕集装置として、ステンレススチールからなる集積部材を、一対のアルミニウム製ロール間に橋渡すとともに、一対のロールにアース線を接続してアースした捕集装置を使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして集積部材上に繊維を集積させて繊維集合体を形成した。
(Comparative Example 1)
Example 1 except that the collecting member made of stainless steel was bridged between a pair of aluminum rolls and a collecting device grounded by connecting a ground wire to the pair of rolls was used as the collecting device. In the same manner, fibers were accumulated on the accumulation member to form a fiber assembly.
その後、両面テープを貼り付けた紙管を用意し、この紙管の両面テープによって繊維集合体端部を接着固定した後に、紙管を集積部材の下流に配置し、集積部材の移動による従動回転により繊維集合体を剥離させ、巻き取ろうとしたが、層間剥離が生じ、つまり繊維集合体の表面層のみが剥離し、繊維集合体の集積部材との当接層は集積部材に残留してしまい、繊維集合体を完全に剥離することができなかった。 After that, a paper tube with a double-sided tape attached is prepared, and after the fiber assembly end is bonded and fixed with the double-sided tape of this paper tube, the paper tube is placed downstream of the stacking member and driven rotation by moving the stacking member The fiber assembly was peeled off and tried to wind up, but delamination occurred, that is, only the surface layer of the fiber assembly was peeled off, and the contact layer of the fiber assembly with the integrated member remained on the integrated member. The fiber assembly could not be completely peeled off.
１ 紡糸原液供給装置
２ ノズル
３ 電圧印加装置
４ 捕集装置
５ 巻取り装置
６ 紡糸容器
７ 気体供給装置
８ 排気装置
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、ＲＥ ロール
Ｓ シリコーン樹脂
Ｃ 導電部材
Ｂ 補強ベルト
ＣＬ 導電層
Ｅ 接続部
ＡＳ 単位領域
1 spinning
Claims (3)
The collecting device for electrostatic spinning according to claim 1 or 2, wherein the accumulating member is in the form of a belt conveyor.
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