JP2008303496A - Device for producing nanofiber, apparatus for producing nonwoven fabric, and method for producing nanofiber - Google Patents

Device for producing nanofiber, apparatus for producing nonwoven fabric, and method for producing nanofiber Download PDF

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Hiroto Sumita
寛人 住田
Takahiro Kurokawa
崇裕 黒川
Kazunobu Ishikawa
和宜 石川
Mitsuhiro Takahashi
光弘 高橋
Mikio Takezawa
幹夫 竹澤
Yoshiaki Tominaga
善章 冨永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of producing high-quality nanofibers. <P>SOLUTION: The device 180 for producing the nanofibers includes a jetting means 110 having jetting holes 112 for jetting a raw material liquid 200 for producing the nanofibers and a collection electrode 120 for collecting the nanofibers 200 produced to be jetted from the jetting holes 112. The jetting means 110 is grounded and the voltage across the jetting means 110 and the collection electrode 120 is regulated to ≥10 to ≤200 kV with a power source 150. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高分子物質からなるナノファイバの製造装置、及び、製造方法に関する。また、ナノファイバで構成される不織布の製造装置に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for producing a nanofiber made of a polymer material. Moreover, it is related with the manufacturing apparatus of the nonwoven fabric comprised with a nanofiber.

高分子物質から成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状物質(以下、「ナノファイバ」と記す。)を製造する方法として、エレクトロスピニング法が知られている。   An electrospinning method is known as a method for producing a filamentous material (hereinafter referred to as “nanofiber”) made of a polymer material and having a submicron-scale diameter.

このエレクトロスピニング法とは、コレクタ(収集電極)に対し高電圧を印加した針状のノズルから溶媒中に高分子物質を分散させた高分子溶液をコレクタに向かって噴射(流出)させることにより、ナノファイバを得る方法である。   This electrospinning method is a method in which a polymer solution in which a polymer substance is dispersed in a solvent is ejected (outflowed) from a needle-like nozzle to which a high voltage is applied to a collector (collecting electrode) toward the collector. This is a method for obtaining a nanofiber.

より具体的には、噴射ノズルを高電圧にすることにより帯電した高分子溶液が空間中に噴射され、溶媒が蒸発するに伴い空間中を飛翔中の高分子溶液の電荷密度が上昇する。そして、高分子溶液中に発生する反発方向のクーロン力が高分子溶液の表面張力より勝った時点で高分子溶液が爆発的に線状に延伸される現象(静電爆発)が生じる。この静電爆発が、空間において次々と発生することで、サブミクロンの直径の高分子から成るナノファイバが製造される。   More specifically, the charged polymer solution is injected into the space by setting the injection nozzle to a high voltage, and the charge density of the polymer solution flying in the space increases as the solvent evaporates. A phenomenon (electrostatic explosion) in which the polymer solution is explosively stretched linearly occurs when the repulsive Coulomb force generated in the polymer solution exceeds the surface tension of the polymer solution. This electrostatic explosion occurs one after another in the space, so that nanofibers made of a polymer having a submicron diameter are manufactured.

また、前述の方法で製造されたナノファイバを基板上に堆積させることで、立体的な網目を持つ3次元構造の薄膜を得ることができ、さらに厚く形成することでサブミクロンの網目を持つ高多孔性ウェブ(不織布)を製造することができる。   In addition, by depositing nanofibers manufactured by the above-mentioned method on a substrate, a three-dimensional thin film having a three-dimensional network can be obtained, and by forming a thicker film, a high thickness having a submicron network can be obtained. A porous web (nonwoven fabric) can be produced.

このようにエレクトロスピニング法を採用して製造されたウェブは、ナノオーダーの孔からなる高多孔性であり、ウェブ全体としての表面積が広いため、フィルタや電池のセパレータや燃料電池の高分子電解質膜や電極等に適用され、高い効果を得ることが期待されている。   The web produced by employing the electrospinning method as described above has a high porosity composed of nano-order pores and has a large surface area as a whole, so that it is a filter, a separator for a battery, and a polymer electrolyte membrane for a fuel cell. It is expected to obtain a high effect when applied to electrodes and electrodes.

従来、ナノファイバを多量に製造してナノファイバからなる実用的なウェブを製造する方法として、複数のノズルを並列に配置し、多量のナノファイバを堆積させてウェブを製造する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a method for producing a large amount of nanofibers to produce a practical web made of nanofibers, an apparatus for producing a web by arranging a plurality of nozzles in parallel and depositing a large amount of nanofibers has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

当該装置は、前記ノズルとコレクタとの間に5KV以上の高電圧を付与し、コレクタを接地するか、ノズルと反対の極性の電圧を付与してナノファイバを製造している。
特開2002−201559号公報
The apparatus applies a high voltage of 5 KV or more between the nozzle and the collector, and grounds the collector or applies a voltage having a polarity opposite to that of the nozzle to manufacture the nanofiber.
JP 2002-201559 A

ところが従前は、特許文献1にも記載されているように、ノズルを高電圧(例えば5KV以上)にすることで高分子溶液が帯電し、静電気爆発が発生するものと考えられていた。   However, conventionally, as described in Patent Document 1, it has been considered that the polymer solution is charged by causing the nozzle to have a high voltage (for example, 5 KV or more), and electrostatic explosion occurs.

従って、ノズルを高電圧で維持するため、ノズル周辺に存在する部材との間に高耐圧の絶縁を施し、さらに、安全上の問題から、高電圧になるノズル全体を囲いで覆い、人の手などが触れないようにしている。   Therefore, in order to maintain the nozzle at a high voltage, a high withstand voltage insulation is provided between members around the nozzle, and for safety reasons, the entire nozzle that is at a high voltage is surrounded and covered by human hands. And so on.

しかしノズルは、上述したように、ナノファイバを製造するための原料液を噴射する部分であるため、ノズルには原料液を供給するためのパイプやタンクがつながっており、また、原料液を圧送するためにポンプが接続されている。また、原料液の圧力や温度はセンサを用いて監視され、センサからの情報は、コンピュータで解析されフィードバック制御等に利用される。   However, since the nozzle is a part for injecting the raw material liquid for producing the nanofiber as described above, a pipe and a tank for supplying the raw material liquid are connected to the nozzle, and the raw material liquid is pumped. The pump is connected to do. The pressure and temperature of the raw material liquid are monitored using a sensor, and information from the sensor is analyzed by a computer and used for feedback control and the like.

従って、ノズルを含むこれら全体を高電圧に耐えうるように絶縁しなければならず、また、高電圧に耐えうる部品を選定しなければならない。従って、装置全体の構造が複雑になり、価格も上昇することになる。   Therefore, it is necessary to insulate the entirety including the nozzle so as to withstand a high voltage, and it is necessary to select components capable of withstanding the high voltage. Accordingly, the structure of the entire apparatus becomes complicated and the price increases.

さらに本発明者らは、製造されるナノファイバの品質向上を目指した研究の過程において、ノズルを覆う前記囲いが、ナノファイバの品質向上を阻害する要因であることを見出だした。当該囲いがナノファイバの品質に影響するメカニズムは以下の通りと考える。   Furthermore, the present inventors have found that the enclosure covering the nozzle is a factor hindering the quality improvement of the nanofiber in the course of research aimed at improving the quality of the manufactured nanofiber. The mechanism by which the enclosure affects the quality of nanofibers is considered as follows.

すなわち、ノズルなどの高電圧の部材を覆う囲いは、高電圧のノズルなどより帯電する。そして、前記帯電により空気中の塵埃が吸引されるとともに、所定の条件を満たすと吸引されていた塵埃が囲いから高速で離れていく。このようにしてイオン風が発生し、この塵埃や風が製造されるナノファイバに影響を及ぼす。   That is, the enclosure covering the high voltage member such as the nozzle is charged by the high voltage nozzle or the like. Then, dust in the air is sucked by the charging, and when the predetermined condition is satisfied, the sucked dust moves away from the enclosure at high speed. In this way, ionic wind is generated, which affects the nanofibers from which the dust and wind are produced.

また、前記イオン風により発生した高電圧に帯電した埃やゴミは、周辺機器に付着し、周辺機器に使用されている部品や半導体素子等を破壊して、装置そのものを使用できない状態にしてしまう場合もある。さらに、ノズルの先に高電圧を印加している場合には、電気力線がそのノズルからナノファイバの製造装置を覆う囲い等に向けて、発生しており、前記発生した帯電した埃やゴミ等は、猛烈な勢いで、前記電気力線に沿って、囲い等に移動し付着する。このように、周辺機器や付帯設備に付着した帯電した埃やゴミ等は、高電圧を保持しており、ノズルから発生する同極性に帯電したナノファイバ自身にも、大きな影響を与え、正常な回収への妨げや、回収率の低下等につながって行く。   In addition, dust and debris charged with high voltage generated by the ion wind adhere to peripheral devices, destroying parts and semiconductor elements used in the peripheral devices, and making the device unusable. In some cases. Further, when a high voltage is applied to the tip of the nozzle, electric lines of force are generated from the nozzle toward the enclosure that covers the nanofiber manufacturing apparatus, and the generated charged dust or dirt is generated. And the like move and adhere to the enclosure or the like along the lines of electric force with a tremendous momentum. In this way, charged dust and debris attached to peripheral devices and incidental equipment maintain a high voltage, and have a great influence on the nanofiber itself charged to the same polarity generated from the nozzle. It will lead to hindrance to collection and decrease in collection rate.

さらに、前記帯電した埃やゴミ等が所定の場所に集まった場合には、その場所は高電位になり、瞬間的に放電が起こり、火花が発生するような現象も起こっている。このような場合には、原料液の中に、有機溶媒を使用している場合には、前記発生した火花が引き金となって、発火してしまうということにもつながる危険性を有している。   Furthermore, when the charged dust or dirt gathers at a predetermined place, the place becomes a high potential, and a phenomenon occurs in which a discharge occurs instantaneously and a spark occurs. In such a case, when an organic solvent is used in the raw material liquid, there is a risk that the generated spark is triggered and ignites. .

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、囲いによるナノファイバ製造の影響を可及的に回避し、併せて、簡単な装置構成で実現可能なナノファイバ製造装置等の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a nanofiber manufacturing apparatus and the like that can avoid the influence of nanofiber manufacturing due to the enclosure as much as possible and can be realized with a simple apparatus configuration. To do.

上記目的を達成するために本願発明にかかるナノファイバ製造装置は、ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置であって、前記収集電極に−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲から選定される電位を印加する第1電源と、前記噴射手段に−1KV以上、+1KV以下の範囲から選定される電位を印加する第2電源とを備えることを特徴とする。また、ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置であって、前記収集電極に−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲から選定される電位を印加する第1電源と、前記噴射手段とアースとを接続し、前記噴射手段を接地電位とする接地手段とを備えてもよい。   In order to achieve the above object, a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention includes an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers, and a collection for collecting and manufacturing nanofibers injected from the injection hole. A nanofiber manufacturing apparatus comprising: an electrode; a first power source that applies a potential selected from a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less to the collection electrode; And a second power source that applies a potential selected from a range of −1 KV or more and +1 KV or less. Further, a nanofiber manufacturing apparatus comprising: an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers; and a collection electrode for collecting nanofibers injected and manufactured from the injection holes, wherein the collection electrode To the first power source for applying a potential selected from the range of −200 KV or more, −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less, and grounding that connects the spraying unit and the ground and uses the spraying unit as a ground potential. Means.

以上によれば、噴射手段と周辺に存在する部材との電位差が小さく、または、無くなるため、噴射手段に施す絶縁の耐圧を低くでき、または、絶縁を省略でき、噴射手段の構造を簡単にすることができる。また、噴射手段と周辺に存在する部材との電位差が小さく、または、無くなるため、噴射手段と収集電極との間に生じる電界(電気力線)に対し、前記部材が及ぼす影響を少なくすることが可能となる。さらに、噴射手段と周辺に存在する部材との電位差が小さく、または、無くなるため、前記部材からのコロナ放電を抑制することができる。   According to the above, since the potential difference between the jetting means and the members existing in the vicinity is small or eliminated, the withstand voltage of the insulation applied to the jetting means can be lowered or the insulation can be omitted, and the structure of the jetting means is simplified. be able to. In addition, since the potential difference between the ejection unit and the member existing in the vicinity is small or eliminated, the influence of the member on the electric field (electric lines of force) generated between the ejection unit and the collecting electrode can be reduced. It becomes possible. Furthermore, since the potential difference between the jetting means and the members existing in the vicinity is small or eliminated, corona discharge from the members can be suppressed.

さらに、前記噴射手段は、前記原料液が導入される回転体と、前記回転体を回転させる駆動源とを備え、前記回転体は、回転体の回転により遠心力が付与された前記原料液が噴射できるように、回転軸を中心として放射状に前記噴射孔を備えることが好ましい。   Furthermore, the injection means includes a rotator into which the raw material liquid is introduced and a drive source that rotates the rotator, and the rotator includes the raw material liquid to which centrifugal force is applied by the rotation of the rotator. It is preferable that the injection holes are provided radially around the rotation axis so that the injection can be performed.

これにより、回転部分を備える噴射手段であっても、絶縁を簡略化、または、省略することができ構造を簡単にできると共に、多量のナノファイバを製造することが可能となる。   Thereby, even if it is an injection means provided with a rotation part, while insulation can be simplified or abbreviate | omitted and a structure can be simplified, it becomes possible to manufacture a lot of nanofibers.

また、前記ナノファイバ製造装置を備える不織布製造装置であれば、前記作用効果を享受して高品質な不織布を製造することができる。   Moreover, if it is a nonwoven fabric manufacturing apparatus provided with the said nanofiber manufacturing apparatus, it can enjoy the said effect and can manufacture a high quality nonwoven fabric.

また、上記目的は、ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置に適用するナノファイバ製造方法であって、前記噴射手段の電位を−1KV以上、+1KV以下の範囲に設定し、前記収集電極との電位を−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲に設定し、前記電位状態により発生する電界中で前記原料液を飛翔させてナノファイバを得るナノファイバ製造方法、または、ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置に適用するナノファイバ製造方法であって、前記噴射手段を接地し、前記収集電極の電位を−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲に設定し、前記電位状態により発生する電界中で前記原料液を飛翔させてナノファイバを得るナノファイバ製造方法によって達成することができ、上記と同様の作用効果を奏することができる。   Further, the above object is applied to a nanofiber manufacturing apparatus including an injection unit having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers, and a collecting electrode for collecting the nanofibers injected and manufactured from the injection holes. In the nanofiber manufacturing method, the potential of the ejection unit is set in a range of −1 KV or more and +1 KV or less, and the potential with the collection electrode is −200 KV or more, −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less. A nanofiber manufacturing method for obtaining nanofibers by flying the raw material liquid in an electric field generated by the potential state, or an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for nanofiber manufacturing; Nanofiber applied to a nanofiber manufacturing apparatus comprising a collecting electrode for collecting nanofiber produced by injection from an injection hole In the manufacturing method, the ejecting means is grounded, and the potential of the collecting electrode is set in a range of −200 KV or higher and −10 KV or lower, or +10 KV or higher and +200 KV or lower, and the electric field generated by the potential state is set in the electric field. This can be achieved by a nanofiber manufacturing method for obtaining nanofibers by flying a raw material liquid, and the same effects as described above can be achieved.

本発明によれば、製造されるナノファイバの性能の向上を図ると共に、高い安全性を確保し、構成を簡易とするナノファイバの製造装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the performance of the nanofiber manufactured, it becomes possible to provide the nanofiber manufacturing apparatus which ensures high safety | security and makes a structure simple.

次に、本発明にかかるナノファイバ製造装置を備える不織布製造装置の実施の形態を説明する。   Next, an embodiment of a nonwoven fabric manufacturing apparatus including the nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention will be described.

図1は、本発明にかかる不織布製造装置を概略的に示す斜視図である。
同図に示すように不織布製造装置100は、噴射手段110と、収集電極120とで構成されるナノファイバ製造装置180と、被堆積手段としてのシート160とを備えている。なお、噴射される原料液と、製造されつつあるナノファイバとは明確に区別できないため、いずれにも200の符号を付し、製造された不織布には210を付している。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a non-woven fabric manufacturing apparatus according to the present invention.
As shown in the figure, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 100 includes a nanofiber manufacturing apparatus 180 composed of an injection unit 110 and a collecting electrode 120, and a sheet 160 as a deposition target. In addition, since the raw material liquid to be injected and the nanofiber being manufactured cannot be clearly distinguished, the reference numeral 200 is assigned to each, and the manufactured nonwoven fabric is assigned 210.

噴射手段110は、ナノファイバを製造するための原料液を噴射(流出)する噴射孔を備えた装置であり、接地手段102を介してアース101と接続されるか、第2電源151を介してアース101と接続される。なお、同図ではいずれを介して接続するかが選択可能に記載されているが特にこれに限定されるものではない。また、原料液を貯蔵するタンク(図示せず)と接続されるパイプ111が噴射手段110に接続されており、所定の圧力で原料液が供給されるようになっている。   The injection means 110 is an apparatus having an injection hole for injecting (outflowing) a raw material liquid for producing nanofibers. The injection means 110 is connected to the earth 101 via the grounding means 102 or via the second power supply 151. Connected to ground 101. In the figure, it is described that the connection can be made via any of them. However, the present invention is not limited to this. A pipe 111 connected to a tank (not shown) for storing the raw material liquid is connected to the injection means 110 so that the raw material liquid is supplied at a predetermined pressure.

収集電極120は、噴射手段110に対し所定の電圧が印加されるように第1電源としての電源150に接続され、製造されたナノファイバ200を収集するための装置である。   The collection electrode 120 is connected to a power source 150 as a first power source so that a predetermined voltage is applied to the ejection unit 110 and is a device for collecting the manufactured nanofibers 200.

なお、電源150は、アース101と収集電極120との間に電圧を発生させるものであり、噴射手段110がアース101と直接接続されている場合は、噴射手段110との間で所定の電圧を印加することとなる。   The power source 150 generates a voltage between the ground 101 and the collecting electrode 120. When the ejecting unit 110 is directly connected to the ground 101, a predetermined voltage is applied to the ejecting unit 110. Will be applied.

ナノファイバ製造用の高分子物質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−m−フェニレンテレフタレート、ポリ−p−フェニレンイソフラテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等が例示できる。また、ナノファイバ製造に用いられる高分子物質は1種類に限定されるわけではなく、前記例示の高分子物質などから任意の複数種類を選定して用いても構わない。   Examples of polymer materials for producing nanofibers include polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly-m-phenylene terephthalate, poly-p-phenylene isophthalate, polyvinylidene fluoride, Polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride-acrylate copolymer, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile-methacrylate copolymer, polycarbonate, polyarylate, polyester carbonate, nylon, aramid, polycaprolactone, Examples include polylactic acid, polyglycolic acid, collagen, polyhydroxybutyric acid, polyvinyl acetate, and polypeptide. . Further, the polymer material used for the nanofiber production is not limited to one type, and any plurality of types may be selected from the exemplified polymer materials.

また、原料液を製造するために用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、メチル−n−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、o−クロロトルエン、p−クロロトルエン、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、o−キシレン、p−キシレン、m−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、ピリジン、水等を例示することができる。また、ナノファイバ製造に用いられる溶媒は1種類に限定されるわけではなく、前記例示の溶媒などから任意の複数種類を選定し、混合して用いても構わない。   Moreover, as a solvent used in order to manufacture the raw material liquid, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, hexafluoroisopropanol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dibenzyl alcohol, 1,3-dioxolane, , 4-dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, methyl-n-propyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone, acetone, hexafluoroacetone, phenol, formic acid, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, Methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methyl chloride , Chloroform, o-chlorotoluene, p-chlorotoluene, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromoethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, odor Propyl chloride, acetic acid, benzene, toluene, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, pyridine, water, etc. it can. Moreover, the solvent used for the nanofiber production is not limited to one type, and any plurality of types may be selected from the above exemplified solvents and mixed and used.

また、原料液に無機質固体材料を混入しても構わない。これら無機質固体材料は、製造されるナノファイバの骨材として機能したり、ナノファイバに担持させる触媒等として機能するものである。当該無機質固体材料としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を挙げることができる。また、耐熱性、加工性などの観点から酸化物を用いることが好ましい。   Moreover, you may mix an inorganic solid material in a raw material liquid. These inorganic solid materials function as an aggregate of the nanofiber to be manufactured, or function as a catalyst or the like supported on the nanofiber. Examples of the inorganic solid material include oxides, carbides, nitrides, borides, silicides, fluorides, and sulfides. Moreover, it is preferable to use an oxide from the viewpoints of heat resistance, workability, and the like.

当該酸化物としては、Al23、SiO2、TiO2、Li2O、Na2O、MgO、CaO、SrO、BaO、B23、P25、SnO2、ZrO2、K2O、Cs2O、ZnO、Sb23、As23、CeO2、V25、Cr23、MnO、Fe23、CoO、NiO、Y23、Lu23、Yb23、HfO2、Nb25 等を例示でき、これらより選ばれる少なくとも一種が用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。 Examples of the oxide include Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, B 2 O 3 , P 2 O 5 , SnO 2 , ZrO 2 , K. 2 O, Cs 2 O, ZnO, Sb 2 O 3 , As 2 O 3 , CeO 2 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , MnO, Fe 2 O 3 , CoO, NiO, Y 2 O 3 , Lu 2 O 3 , Yb 2 O 3 , HfO 2 , Nb 2 O 5 and the like can be exemplified, and at least one selected from these can be used, but is not particularly limited thereto.

また、ナノファイバを形成する樹脂材料としては、前記高分子物質ばかりでなく、低分子物質でも構わない。低分子物質でも原料液の内容は高分子物質と変わるわけではなく、低分子物質を溶媒に溶解すればよい。この場合、ナノファイバが長く連なる状態になるのでなく、微粒子の状態のナノファイバが製造される。このような微粒子状のナノファイバの応用例としては、有機ELや液晶用のカラーフィルタの顔料を溶媒に溶解して、顔料そのものを微細化するような場合が考えられる。   Further, the resin material forming the nanofibers may be not only the above-mentioned polymer substance but also a low-molecular substance. Even in the case of a low molecular weight substance, the content of the raw material liquid is not different from that of the high molecular weight substance. In this case, the nanofibers are not in a continuous state for a long time, but are produced in the form of fine particles. As an application example of such fine-particle nanofibers, there can be considered a case where a pigment of an organic EL or a liquid crystal color filter is dissolved in a solvent to refine the pigment itself.

シート160は、空間中で製造されたナノファイバ200が堆積する対象となる部材であり、堆積したナノファイバ200と容易に分離可能な材質で構成された薄く柔軟性のある長尺のシートである。シート160は、ロール状に巻き付けられた状態で供給され、ナノファイバ200が堆積する部分をゆっくりと移動手段170により図中矢印方向に移動するものとなっている。そして、シート160上で製造された不織布210とともに再びロール状に巻き付けられるようになっている。   The sheet 160 is a member on which the nanofibers 200 manufactured in the space are to be deposited, and is a thin and flexible long sheet made of a material that can be easily separated from the deposited nanofibers 200. . The sheet 160 is supplied in a state of being wound in a roll shape, and slowly moves in the direction of the arrow in the drawing by the moving means 170 through the portion where the nanofibers 200 are deposited. And it rolls around with the nonwoven fabric 210 manufactured on the sheet | seat 160 again in roll shape.

移動手段170は、シート160を所定の張力を維持しつつ一方方向に送ることができる装置であり、モータ(図示せず)などの駆動により図に示されるローラーを回転させてシート160を移動させるものである。   The moving means 170 is a device capable of feeding the sheet 160 in one direction while maintaining a predetermined tension, and moves the sheet 160 by rotating a roller shown in the drawing by driving a motor (not shown) or the like. Is.

図2は、ナノファイバ製造装置180の電位関係を示す図である。
噴射手段110は、同図に示す領域B(−1KV〜+1KV)から選定される電位となされる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a potential relationship of the nanofiber manufacturing apparatus 180.
The injection means 110 is set to a potential selected from the region B (−1 KV to +1 KV) shown in FIG.

収集電極120は、同図に示す領域A(+10KV〜+200KV)または領域C(−200KV〜−10KV)から選定される電位となされる。   The collecting electrode 120 has a potential selected from the region A (+10 KV to +200 KV) or the region C (−200 KV to −10 KV) shown in FIG.

前記噴射手段110の電位を−1KV未満、または、+1KVより高く設定すると、噴射手段110が鋭利で尖った部分等を有する場合、イオン風の発生を回避することが困難となる。また、高度な絶縁処理で対応する必要が生じる。   If the electric potential of the ejecting means 110 is set to be less than −1 KV or higher than +1 KV, it is difficult to avoid the generation of ion wind when the ejecting means 110 has a sharp pointed portion or the like. In addition, it is necessary to cope with advanced insulation processing.

収集電極120の電位を−10KVより高く、+10KV未満の範囲に設定すると、収集電極120との間の電位差が十分ではなくなり、所望のナノファイバを製造することが困難となる。また、収集電極120の電位を+200KVより高く、または、−200KV未満に設定すると、比較的滑らかな表面の多い収集電極120であったとしても、収集電極120からの異常放電やイオン風、収集電極120近傍に配置された部材の帯電などが無視できなくなり、ナノファイバの製造に悪影響を及ぼす。   If the potential of the collecting electrode 120 is set to a range higher than −10 KV and lower than +10 KV, the potential difference with the collecting electrode 120 becomes insufficient, and it becomes difficult to manufacture a desired nanofiber. Further, when the potential of the collection electrode 120 is set higher than +200 KV or less than −200 KV, even if the collection electrode 120 has a relatively smooth surface and a large amount, abnormal discharge or ion wind from the collection electrode 120, the collection electrode The charging of the members arranged in the vicinity of 120 cannot be ignored, which adversely affects the production of nanofibers.

なお、噴射手段110と、収集電極120とは種々の態様があり、また、それらの組み合わせ態様も種々存在する。図1においては、噴射手段110、及び、収集電極120については一点鎖線で象徴的に示しており、これらの具体的態様については後述の実施の形態において具体的に説明する。   Note that there are various modes of the ejecting means 110 and the collecting electrode 120, and there are various combinations of these modes. In FIG. 1, the ejecting means 110 and the collecting electrode 120 are symbolically indicated by a one-dot chain line, and specific embodiments thereof will be specifically described in the embodiments described later.

図3は、噴射手段および収集電極の具体例を示す図である。
図4は、ロータリーシリンダを示す断面図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the ejection unit and the collection electrode.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the rotary cylinder.

なお、図3は、噴射手段110と、収集電極120との関係を示すため、噴射手段110を大きく示しているが、実際は、収集電極120の径が数メートルの大きさであるのに対し、ロータリーシリンダ116の径は数センチメートルから数十センチメートル程度である。   Note that FIG. 3 shows the ejection means 110 larger in order to show the relationship between the ejection means 110 and the collection electrode 120, but in reality, the diameter of the collection electrode 120 is several meters, The diameter of the rotary cylinder 116 is about several centimeters to several tens of centimeters.

収集電極120は、円筒形状となされており、シート160の移動に伴い、または同期して回転しうるものとなされている。また、収集電極120は、収集電極120の端面に向かって徐々に縮径するように、円筒形状のエッジ部分にアール面取りが施されている。   The collecting electrode 120 has a cylindrical shape and can rotate with the movement of the sheet 160 or synchronously. The collecting electrode 120 has a rounded chamfer at the cylindrical edge portion so that the diameter gradually decreases toward the end surface of the collecting electrode 120.

このように、噴射手段110から望む収集電極120の周縁部を噴射手段110から遠ざかるような曲面とすることで、収集電極120のエッジによる電場の乱れを抑止し、ナノファイバ200の堆積状態を良好とすることができる。   In this way, by making the peripheral edge of the collecting electrode 120 desired from the ejecting means 110 a curved surface that moves away from the ejecting means 110, the disturbance of the electric field due to the edge of the collecting electrode 120 is suppressed, and the deposition state of the nanofiber 200 is improved. It can be.

図3に示すように、噴射手段110は、遠心力により原料液を噴射(流出)する装置であり、ロータリーシリンダ116と、原料液200を供給するためのパイプ111と兼用される回転軸となるシャフト117と、モータ118と、基体119と、ベルト115と、プーリー114とを備えている。   As shown in FIG. 3, the injection unit 110 is a device that injects (flows out) the raw material liquid by centrifugal force, and serves as a rotary shaft that is also used as the rotary cylinder 116 and the pipe 111 for supplying the raw material liquid 200. A shaft 117, a motor 118, a base body 119, a belt 115, and a pulley 114 are provided.

ロータリーシリンダ116は、一端が封止された円筒の周壁に噴射孔112を備えたノズル113を複数個放射状に備えている。ロータリーシリンダ116の他端中央部分にはシャフト117が取り付けられている。ロータリーシリンダ116は、シャフト117を介して基体119に回転自在に取り付けられている。   The rotary cylinder 116 is radially provided with a plurality of nozzles 113 each having an injection hole 112 on a cylindrical peripheral wall sealed at one end. A shaft 117 is attached to the central portion of the other end of the rotary cylinder 116. The rotary cylinder 116 is rotatably attached to the base body 119 via a shaft 117.

また、モータ118とシャフト117に固着されているプーリー114とはベルト115で接続されており、モータ118は、基体119に取り付けられている。モータ118を回転させることにより、ロータリーシリンダ116を基体119に対して回転させることができる構造となっている。   The motor 118 and the pulley 114 fixed to the shaft 117 are connected by a belt 115, and the motor 118 is attached to the base 119. By rotating the motor 118, the rotary cylinder 116 can be rotated relative to the base body 119.

また、図4に示すように、シャフト117とロータリーシリンダ116の他端とは液体を挿通可能に接続されている。また、シャフト117とロータリーシリンダ116とはいずれも導体で構成されており、シャフト117との接続は、ブラシ203を用い接地手段102を介してアース101と接続され接地されている。従って、ロータリーシリンダ116もシャフト117を介して接地された状態となる。また、ブラシ203を用いているため、ロータリーシリンダ116が回転状態であっても、接地電位を維持することが可能となっている。   Further, as shown in FIG. 4, the shaft 117 and the other end of the rotary cylinder 116 are connected so that liquid can be inserted. The shaft 117 and the rotary cylinder 116 are both made of a conductor, and the connection with the shaft 117 is connected to the ground 101 via the grounding means 102 using the brush 203 and is grounded. Accordingly, the rotary cylinder 116 is also grounded via the shaft 117. Further, since the brush 203 is used, the ground potential can be maintained even when the rotary cylinder 116 is in a rotating state.

ロータリーシリンダ116は、シャフト117を介して原料液200が貯蔵されているタンク202と接続されている。また、原料液200の流通経路上にはポンプ201が取り付けられており、原料液200をロータリーシリンダ116に向かって圧送することができるようになっている。   The rotary cylinder 116 is connected via a shaft 117 to a tank 202 in which the raw material liquid 200 is stored. A pump 201 is attached on the flow path of the raw material liquid 200 so that the raw material liquid 200 can be pumped toward the rotary cylinder 116.

次に、噴射手段110と収集電極120とで構成されるナノファイバ製造装置180によるナノファイバ200の製造方法と、製造されたナノファイバ200を堆積させて不織布を製造する不織布の製造方法を説明する。   Next, a manufacturing method of the nanofiber 200 by the nanofiber manufacturing apparatus 180 configured by the ejection unit 110 and the collecting electrode 120 and a manufacturing method of the nonwoven fabric in which the manufactured nanofiber 200 is deposited to manufacture the nonwoven fabric will be described. .

まず、原料液200のタンク202からロータリーシリンダ116に向かって原料液200が圧送される。本実施の形態の場合、当該圧力により原料液200を噴射するものではないため、圧送の圧力は比較的低い。   First, the raw material liquid 200 is pumped from the tank 202 of the raw material liquid 200 toward the rotary cylinder 116. In the case of the present embodiment, since the raw material liquid 200 is not injected by the pressure, the pressure of pressure feeding is relatively low.

原料液200は、シャフト117(パイプ111)を通過してロータリーシリンダ116の内部に注入される。ロータリーシリンダ116は、モータ118により回転しており、注入された原料液200にも回転による遠心力が発生する。そしてロータリーシリンダ116の周壁に穿設される孔を介して原料液200が遠心力によりロータリーシリンダ116外部に放射状に噴射される。   The raw material liquid 200 is injected into the rotary cylinder 116 through the shaft 117 (pipe 111). The rotary cylinder 116 is rotated by a motor 118, and the injected raw material liquid 200 also generates a centrifugal force due to the rotation. Then, the raw material liquid 200 is radially ejected to the outside of the rotary cylinder 116 by centrifugal force through holes formed in the peripheral wall of the rotary cylinder 116.

原料液200は、回転する噴射孔112から噴射されるので、各噴射孔112の形状に多少のばらつきがあったとしても全空間を総合すると均等な量で原料液200が噴射される。以上のような噴射手段110を採用すれば、比較的大量のナノファイバ200を一度に、かつ、均質に製造することができ、製造されたナノファイバが均等に分布した不織布210を製造することが可能となる。   Since the raw material liquid 200 is injected from the rotating injection holes 112, even if there is some variation in the shape of each injection hole 112, the raw material liquid 200 is injected in an equal amount when the entire space is combined. If the injection means 110 as described above is employed, a relatively large amount of nanofibers 200 can be manufactured at once and homogeneously, and the nonwoven fabric 210 in which the manufactured nanofibers are evenly distributed can be manufactured. It becomes possible.

一方、収集電極120には、+10KV以上、+200KV以下、または、−10KV以下、−200KV以上の範囲内から選定される電圧が電源150により印加されている。そして、収集電極120に対峙して配置されるロータリーシリンダ116には、収集電極の電圧に対応した誘導電荷が生じると共に、ロータリーシリンダ116と収集電極120との間に電界(電気力線)が発生する。   On the other hand, a voltage selected from the range of +10 KV or higher and +200 KV or lower, or −10 KV or lower and −200 KV or higher is applied to the collecting electrode 120 by the power supply 150. Inductive charges corresponding to the voltage of the collecting electrode are generated in the rotary cylinder 116 disposed opposite to the collecting electrode 120, and an electric field (electric field lines) is generated between the rotary cylinder 116 and the collecting electrode 120. To do.

以上の状態で、ロータリーシリンダ116から原料液200が噴射されるため、原料液200に対しては静電爆発に必要な電荷が付与されると共に、前記電界(電気力線)に沿って原料液200が飛翔し、静電爆発を繰り返してナノファイバ200が製造される。   In the above state, since the raw material liquid 200 is injected from the rotary cylinder 116, the raw material liquid 200 is given an electric charge necessary for electrostatic explosion and is also supplied along the electric field (electric lines of force). The nanofibers 200 are manufactured by repeating electrostatic explosions.

製造されたナノファイバ200は、シート160上に堆積しつつシート160は徐々に移動するため、シート160上に長尺の不織布が製造されていく。   Since the manufactured nanofiber 200 is deposited on the sheet 160 and the sheet 160 gradually moves, a long nonwoven fabric is manufactured on the sheet 160.

以上のように、モータ118や基体119、原料液200を供給する経路を構成するパイプ111、原料液のタンク202、ポンプ201などは、接地電位であるため、噴射手段110を高電圧に維持するための高度な絶縁を施す必要が無い。従って、本実施の形態のように、噴射手段110は、原料液200を回転により噴射させる機構を簡単に備えることができる。また、原料液200のタンク等に接続されるモータ118やセンサも絶縁状態で取り付ける必要が無くなる。従って、噴射手段110全体の構成を簡単にすることができる。引いては、構造が簡単な噴射手段110は、高い耐久性や信頼性を容易に獲得でき、また、高い設計の自由度を有する。また、製造コストやメンテナンスコストの低減に寄与することができる。   As described above, the motor 118, the base 119, the pipe 111 constituting the path for supplying the raw material liquid 200, the raw material liquid tank 202, the pump 201, and the like are at the ground potential, and therefore the injection unit 110 is maintained at a high voltage. There is no need to provide advanced insulation. Therefore, as in the present embodiment, the injection unit 110 can simply include a mechanism for injecting the raw material liquid 200 by rotation. Moreover, it is not necessary to attach the motor 118 and the sensor connected to the tank of the raw material liquid 200 in an insulated state. Therefore, the entire configuration of the ejection unit 110 can be simplified. In other words, the injection means 110 having a simple structure can easily obtain high durability and reliability, and has a high degree of freedom in design. Moreover, it can contribute to reduction of manufacturing cost and maintenance cost.

また、噴射手段110の周囲に囲いを設けたとしても噴射手段110がアース101に接続され接地電位であるため、アース101と接続される囲いが帯電することがない。従って、囲いなどからイオン風が発生せず、また、コロナ放電も生じないと考えられる。従って、製造されるナノファイバの品質を向上させることが可能となる。   Further, even if an enclosure is provided around the ejection unit 110, the ejection unit 110 is connected to the earth 101 and has a ground potential, so that the enclosure connected to the earth 101 is not charged. Therefore, it is considered that no ion wind is generated from the enclosure and no corona discharge occurs. Therefore, the quality of the manufactured nanofiber can be improved.

なお、本実施の形態では、噴射手段110をアース101と接続し接地電位としたが、噴射手段110に第2電源151を接続し−1KV〜+1KVの範囲で電圧を印加しても構わない。比較的低電圧を噴射手段110に印加しておくことで、噴射手段110の接地電位に対する電位を安定させることが可能となり、収集電極120との間に発生する電界(電気力線)を安定させることができる。またこの場合、アース101と噴射手段110との間の電位差(絶対値)は、アース101と収集電極120との間の電位差(絶対値)よりも小さくすることが好ましい。さらに、アース101と収集電極120との間の電位差(絶対値)は、アース101と噴射手段110との間の電位差(絶対値)の3倍以上とすることが好ましい。このように電位を設定することで、噴射手段110の周囲に存在する部材の帯電を抑制し、イオン風やコロナ放電などによるナノファイバへの影響を低減させることが可能となる。   In the present embodiment, the ejection unit 110 is connected to the ground 101 to obtain a ground potential. However, the second power source 151 may be connected to the ejection unit 110 to apply a voltage in the range of −1 KV to +1 KV. By applying a relatively low voltage to the ejection unit 110, it is possible to stabilize the potential of the ejection unit 110 with respect to the ground potential, and to stabilize the electric field (electric field lines) generated between the collection electrode 120. be able to. In this case, the potential difference (absolute value) between the ground 101 and the ejection unit 110 is preferably smaller than the potential difference (absolute value) between the ground 101 and the collecting electrode 120. Furthermore, the potential difference (absolute value) between the ground 101 and the collecting electrode 120 is preferably set to be three times or more of the potential difference (absolute value) between the ground 101 and the ejection unit 110. By setting the potential in this way, it is possible to suppress the charging of the members existing around the ejection unit 110 and reduce the influence on the nanofiber due to ion wind or corona discharge.

また、図1、図2においては、噴射手段110は、固定にしているが、これらに移動手段を設けて、シート160の移動方向に対して略直角方向などに、周期的にもしくは、所定の動作パターンで移動させてもよい。そのようにすることで、シート160の幅が広くなっても、ナノファイバ200をシート160上の幅全体に堆積させることができる。   In FIGS. 1 and 2, the ejection unit 110 is fixed. However, the ejection unit 110 is provided with a movement unit so that the ejection unit 110 is periodically or predetermined in a direction substantially perpendicular to the movement direction of the sheet 160. You may move by an operation pattern. By doing so, even if the width of the sheet 160 is increased, the nanofibers 200 can be deposited over the entire width on the sheet 160.

また、上記のように、モータ等を使って、噴射手段110を移動させるような場合にも、これらの移動機構やこれを制御するための電子部品などに高度な絶縁を施す必要が無く、モータ等に使用している電子部品や半導体等の破壊を回避することが可能となる。   Further, as described above, even when the ejecting means 110 is moved using a motor or the like, it is not necessary to provide high-level insulation to these moving mechanisms and electronic parts for controlling the moving mechanism. It is possible to avoid the destruction of electronic parts and semiconductors used for the above.

また、図1、図2においては、噴射手段110は、一つのみを記載しているが、複数個並べて配置すれば、シート160の幅が広くなった場合や、堆積させたい厚みを増やす場合には、有効な手段である。   1 and 2, only one injection unit 110 is shown. However, if a plurality of injection units 110 are arranged side by side, the width of the sheet 160 is increased or the thickness to be deposited is increased. Is an effective means.

なお、噴射手段110は、上記実施の形態に記載した構造に限定されるわけではない。例えば図5(a)、(b)に示すように、収集電極120に対して平行な軸で回転するロータリーシリンダを備えるものであっても良い。同図に示すロータリーシリンダ116には、第2電源151が接続されており、−1KV〜+1KVの範囲で電圧が印加されている。この場合、第2電源151の設定を0Vとし、ロータリーシリンダ116を接地電位と同電位に維持しても構わない。   Note that the ejection unit 110 is not limited to the structure described in the above embodiment. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a rotary cylinder that rotates on an axis parallel to the collection electrode 120 may be provided. A second power supply 151 is connected to the rotary cylinder 116 shown in the figure, and a voltage is applied in the range of −1 KV to +1 KV. In this case, the setting of the second power supply 151 may be set to 0 V, and the rotary cylinder 116 may be maintained at the same potential as the ground potential.

また、図6に示すように、ノズル113を収集電極120に対して固定的に配置するものであっても構わない。この場合、シート160の移動方向に対して複数個のノズル113を斜めに配置することで、各ノズル113の間隔を広くすることができ、シート160に対してナノファイバ200を均等に堆積することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 6, the nozzle 113 may be fixedly arranged with respect to the collecting electrode 120. In this case, by disposing the plurality of nozzles 113 obliquely with respect to the moving direction of the sheet 160, the interval between the nozzles 113 can be widened, and the nanofibers 200 are uniformly deposited on the sheet 160. Is possible.

また、収集電極120は、上記実施の形態に記載した構造に限定されるわけではない。収集電極120は、図5に示す単なる平板であってもよく、図6に示すように、エッジにアールが施された形状の部材であっても構わない。   Further, the collecting electrode 120 is not limited to the structure described in the above embodiment. The collecting electrode 120 may be a simple flat plate shown in FIG. 5, or may be a member having a shape with a rounded edge as shown in FIG.

さらに、図7に示すように、収集電極120と噴射手段110との位置関係を水平面内で配置しても構わない。このように配置すれば、ナノファイバにならずに塊状で飛翔している原料液200が、収集電極120に到達する前に重力によって落下するため、製造されるナノファイバ200及び不織布210の品質を向上させることが可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 7, the positional relationship between the collecting electrode 120 and the ejection unit 110 may be arranged in a horizontal plane. If arranged in this way, the raw material liquid 200 that is flying in a lump shape without becoming nanofibers falls by gravity before reaching the collecting electrode 120, so that the quality of the manufactured nanofibers 200 and nonwoven fabrics 210 is improved. It becomes possible to improve.

また、ロータリーシリンダ116に対し収集電極120の反対側に反射板131を備え、収集電極120とは極性が逆の電圧を第3電源152を用いて印加しても構わない。このように印加する電圧を制御することができる反射板131を備えることで、電界の状態をある程度制御することができるようになり、ナノファイバの飛翔経路や堆積状態を制御することが可能となる。また、反射板131は、固定的に取り付けられ形状などを任意に選定できるため、構造的な困難性を伴うことなく容易に絶縁することが可能である。   Further, a reflection plate 131 may be provided on the opposite side of the collecting electrode 120 with respect to the rotary cylinder 116, and a voltage having a polarity opposite to that of the collecting electrode 120 may be applied using the third power source 152. By including the reflection plate 131 that can control the voltage to be applied in this manner, the state of the electric field can be controlled to some extent, and the flight path and the deposition state of the nanofiber can be controlled. . In addition, since the reflector 131 is fixedly attached and can be arbitrarily selected in shape or the like, it can be easily insulated without any structural difficulty.

また、前記反射板131の代わりに、送風手段を設けて、生成されたナノファイバ200を収集電極120方向に送出してもよい。   Further, instead of the reflection plate 131, a blowing unit may be provided to send the generated nanofibers 200 toward the collection electrode 120.

本発明は、ナノファイバの製造に利用可能であり、特に、ナノファイバを用いた紡糸や不織布の製造に利用可能である。   The present invention can be used for manufacturing nanofibers, and in particular, can be used for manufacturing spinning and nonwoven fabrics using nanofibers.

本発明にかかる不織布製造装置を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view showing roughly the nonwoven fabric manufacturing device concerning the present invention. ナノファイバ製造装置の電位関係を示す図である。It is a figure which shows the electric potential relationship of a nanofiber manufacturing apparatus. 噴射手段および収集電極の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of an injection means and a collection electrode. ロータリーシリンダを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a rotary cylinder. 噴射手段及び収集電極の他の態様を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図である。It is a figure which shows the other aspect of an injection means and a collection electrode, (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing. 噴射手段及び収集電極の他の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other aspect of an injection means and a collection electrode. 噴射手段及び収集電極の他の態様を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図である。It is a figure which shows the other aspect of an injection means and a collection electrode, (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

100 不織布製造装置
101 アース
102 接地手段
110 噴射手段
111 パイプ
112 噴射孔
113 ノズル
114 プーリー
115 ベルト
116 ロータリーシリンダ
117 シャフト
118 モータ
119 基体
120 収集電極
131 反射板
150 電源
151 第2電源
152 第3電源
160 シート
170 移動手段
180 ナノファイバ製造装置
200 ナノファイバ
200 原料液
201 ポンプ
202 タンク
203 ブラシ
210 不織布
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Nonwoven fabric manufacturing apparatus 101 Earth 102 Grounding means 110 Injection means 111 Pipe 112 Injection hole 113 Nozzle 114 Pulley 115 Belt 116 Rotary cylinder 117 Shaft 118 Motor 119 Base 120 Collection electrode 131 Reflector 150 Power supply 151 Second power supply 152 Third power supply 160 Sheet 170 moving means 180 nanofiber manufacturing apparatus 200 nanofiber 200 raw material liquid 201 pump 202 tank 203 brush 210 non-woven fabric

Claims (7)

ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置であって、
前記収集電極に−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲から選定される電位を印加する第1電源と、
前記噴射手段に−1KV以上、+1KV以下の範囲から選定される電位を印加する第2電源とを備える
ナノファイバ製造装置。
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers; and a collecting electrode for collecting nanofibers injected and manufactured from the injection holes,
A first power source for applying a potential selected from a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less to the collection electrode;
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: a second power source that applies a potential selected from a range of -1 KV or more and +1 KV or less to the ejection unit.
ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置であって、
前記収集電極に−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲から選定される電位を印加する第1電源と、
前記噴射手段とアースとを接続し、前記噴射手段を接地電位とする接地手段とを備える
ナノファイバ製造装置。
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers; and a collecting electrode for collecting nanofibers injected and manufactured from the injection holes,
A first power source that applies a potential selected from a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less to the collection electrode;
An apparatus for producing nanofibers, comprising: grounding means for connecting the jetting means and ground and setting the jetting means to ground potential.
前記噴射手段は、前記原料液が導入される回転体と、前記回転体を回転させる駆動源とを備え、
前記回転体は、回転体の回転により遠心力が付与された前記原料液が噴射できるように、回転軸を中心として放射状に前記噴射孔を備える請求項1または請求項2に記載のナノファイバ製造装置。
The injection means includes a rotator into which the raw material liquid is introduced, and a drive source that rotates the rotator.
The nanofiber manufacturing according to claim 1 or 2, wherein the rotating body is provided with the injection holes radially about a rotation axis so that the raw material liquid to which a centrifugal force is applied by rotation of the rotating body can be injected. apparatus.
ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備える不織布製造装置であって、
前記収集電極の前記噴射孔側に配置され、製造されたナノファイバを堆積状に保持する被堆積手段と、
前記被堆積手段を所定方向に移動させる移動手段と、
前記収集電極に−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲から選定される電位を印加する第1電源と、
前記噴射手段に−1KV以上、+1KV以下の範囲から選定される電位を印加する第2電源とを備える
不織布製造装置。
A non-woven fabric manufacturing apparatus comprising an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers, and a collecting electrode for collecting nanofibers injected and manufactured from the injection holes,
A deposition means disposed on the injection hole side of the collecting electrode and holding the manufactured nanofibers in a deposited state;
Moving means for moving the deposition means in a predetermined direction;
A first power source that applies a potential selected from a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less to the collection electrode;
A non-woven fabric manufacturing apparatus comprising: a second power source that applies a potential selected from a range of -1 KV or more and +1 KV or less to the ejection unit.
ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備える不織布製造装置であって、
前記収集電極の前記噴射孔側に配置され、製造されたナノファイバを堆積状に保持する被堆積手段と、
前記被堆積手段を所定方向に移動させる移動手段と、
前記収集電極に−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲から選定される電位を印加する第1電源と、
前記噴射手段とアースとを接続し、前記噴射手段を接地電位とする接地手段とを備える
不織布製造装置。
A non-woven fabric manufacturing apparatus comprising an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers, and a collecting electrode for collecting nanofibers injected and manufactured from the injection holes,
A deposition means disposed on the injection hole side of the collecting electrode and holding the manufactured nanofibers in a deposited state;
Moving means for moving the deposition means in a predetermined direction;
A first power source that applies a potential selected from a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less to the collection electrode;
A non-woven fabric manufacturing apparatus comprising: a grounding unit that connects the spraying unit and a ground and sets the spraying unit to a ground potential.
ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置に適用するナノファイバ製造方法であって、
前記噴射手段の電位を−1KV以上、+1KV以下の範囲に設定し、
前記収集電極との電位を−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲に設定し、
前記電位状態により発生する電界中で前記原料液を飛翔させてナノファイバを得る
ナノファイバ製造方法。
A nanofiber manufacturing method applied to a nanofiber manufacturing apparatus, comprising: an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers; and a collecting electrode for collecting the nanofibers injected and manufactured from the injection holes. And
Setting the potential of the ejection means in a range of -1 KV or more and +1 KV or less;
The potential with the collection electrode is set in a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less,
A nanofiber manufacturing method for obtaining nanofibers by flying the raw material liquid in an electric field generated by the potential state.
ナノファイバ製造用の原料液を噴射する噴射孔を有する噴射手段と、前記噴射孔から噴射され製造されたナノファイバを収集する収集電極とを備えるナノファイバ製造装置に適用するナノファイバ製造方法であって、
前記噴射手段を接地し、
前記収集電極の電位を−200KV以上、−10KV以下、または、+10KV以上、+200KV以下の範囲に設定し、
前記電位状態により発生する電界中で前記原料液を飛翔させてナノファイバを得る
ナノファイバ製造方法。
A nanofiber manufacturing method applied to a nanofiber manufacturing apparatus, comprising: an injection means having an injection hole for injecting a raw material liquid for producing nanofibers; and a collecting electrode for collecting the nanofibers injected and manufactured from the injection holes. And
Grounding the jetting means;
The potential of the collecting electrode is set to a range of −200 KV or more and −10 KV or less, or +10 KV or more and +200 KV or less,
A nanofiber manufacturing method for obtaining nanofibers by flying the raw material liquid in an electric field generated by the potential state.
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