JP2010013612A - Method of producing porous component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a porous component having pores communicating with each other via a nanomicron order pore size. <P>SOLUTION: A method of producing a porous component includes a discharging step of discharging a first material solution 300 into a space, an electrifying step of electrifying the first material solution 300, an induction step of inducing to a predetermined place a nanofiber 301 produced by electrostatic explosion of the material solution 300, a deposition step of forming a deposition product 142 by receiving the nanofiber 301 for depositing the nanofiber onto a component for deposition 101, an impregnating step of impregnating the deposition product 142 with a second material solution 310, a solidifying step of forming an intermediate member 143 by solidifying the second material solution 310, and a removing step of removing from the intermediate component 143 the deposition product 142 by dissolving the deposition with a solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本願発明は多孔質部材の製造方法に関し、特にナノオーダーの孔径を備え、三次元的に連通した孔を備える多孔質部材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a porous member, and more particularly to a method for producing a porous member having nano-order pore diameters and three-dimensionally communicating pores.

従来、多孔質部材を製造する方法は種々提案されている。例えば、特許文献1には、ポリエステル系熱可塑性樹脂からなる多孔質部材の製造方法が開示されている。具体的には、熱可塑性樹脂と、水溶性気泡形成材と、滑材として作用する水溶性高分子化合物とを加熱状態下で混合して得られる混合物から、前記水溶性気泡形成材および水溶性高分子化合物を水で抽出除去して、3次元連通気泡構造を備えた多孔質部材を製造している。
特開2003−342410号公報
Conventionally, various methods for producing a porous member have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a porous member made of a polyester-based thermoplastic resin. Specifically, from the mixture obtained by mixing a thermoplastic resin, a water-soluble foam-forming material, and a water-soluble polymer compound acting as a lubricant under heating, the water-soluble foam-forming material and the water-soluble The polymer compound is extracted and removed with water to produce a porous member having a three-dimensional open cell structure.
JP 2003-342410 A

ところが、気泡を熱可塑性樹脂の中に形成する場合、気泡径が50μm以上となり、それ以下の微細な孔を有する多孔質部材を製造することは困難であった。また、孔径がナノオーダであり、かつ、連続した孔を備える多孔質部材を製造することはさらに困難であった。   However, when bubbles are formed in a thermoplastic resin, it is difficult to produce a porous member having a bubble diameter of 50 μm or more and having fine pores smaller than that. Moreover, it has been further difficult to produce a porous member having a pore size of nano-order and having continuous pores.

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ナノオーダーの孔径であり、かつ、三次元的に連通している孔を備える多孔質部材の製造法の提供を目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at provision of the manufacturing method of a porous member provided with the hole which is a nano-order hole diameter and is connected in three dimensions.

上記課題を解決するために、本願発明にかかる多孔質部材製造方法は、ナノファイバの原料となる第一原料液を空間中に流出させる流出工程と、前記第一原料液を帯電させる帯電工程と、前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引する誘引工程と、前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積対象部材に堆積させ、堆積体を形成する堆積工程と、形成された前記堆積体に多孔質部材の原料となる第二原料液を含浸させる含浸工程と、前記堆積体に含浸された第二原料液を固化させて中間部材を形成する固化工程と、前記中間部材から前記堆積体を溶媒で溶解して除去する除去工程とを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a porous member manufacturing method according to the present invention includes an outflow step of flowing a first raw material liquid that is a raw material of nanofibers into a space, and a charging step of charging the first raw material liquid. An attracting process for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place; and receiving the nanofibers attracted by the attracting process and depositing them on a deposition target member to form a deposit A depositing step, an impregnation step of impregnating the formed deposit with a second raw material liquid that is a raw material of the porous member, and an intermediate member is formed by solidifying the second raw material liquid impregnated in the deposit It includes a solidifying step and a removing step of removing the deposit from the intermediate member by dissolving it with a solvent.

これにより、ナノオーダーの孔径であり、かつ、三次元的に連通している孔を備える多孔質部材を製造することが可能となる。   Thereby, it becomes possible to manufacture a porous member having pores with a nano-order pore diameter and three-dimensionally communicating pores.

次に、本願発明にかかる実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本願発明の実施の形態である多孔質部材製造装置を模式的に示す断面図である。
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a porous member manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

同図に示すように、多孔質部材製造装置100は、放出手段200と、誘引手段110と、堆積対象部材101と、含浸手段120と、除去手段130とを備えている。   As shown in the figure, the porous member manufacturing apparatus 100 includes a discharge means 200, an attracting means 110, a deposition target member 101, an impregnation means 120, and a removal means 130.

放出手段200は、帯電した第一原料液300や製造されるナノファイバ301を気体流に乗せて放出することができるユニットであり、流出手段201と、帯電手段202と、風洞体209と、気体流発生手段203と、案内体206とを備えている。   The discharge means 200 is a unit that can discharge the charged first raw material liquid 300 and the manufactured nanofiber 301 on a gas flow. The discharge means 201, the charging means 202, the wind tunnel body 209, the gas A flow generating means 203 and a guide body 206 are provided.

ここで、ナノファイバを製造するための原料液については、第一原料液300と記し、製造されたナノファイバについてはナノファイバ301と記すが、ナノファイバ301の製造に際しては第一原料液300が静電爆発しながらナノファイバ301に変化していくため、第一原料液300とナノファイバ301との境界は曖昧であり、明確に区別できるものではない。   Here, the raw material liquid for manufacturing the nanofiber is referred to as a first raw material liquid 300, and the manufactured nanofiber is referred to as a nanofiber 301. Since it changes to the nanofiber 301 during electrostatic explosion, the boundary between the first raw material liquid 300 and the nanofiber 301 is ambiguous and cannot be clearly distinguished.

図2は、放出手段を示す断面図である。
図3は、放出手段を示す斜視図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the discharging means.
FIG. 3 is a perspective view showing the discharging means.

これらの図に示すように、流出手段201は、第一原料液300を空間中に流出させる装置であり、本実施の形態では、第一原料液300を遠心力により放射状に流出させ、風洞体209の内包に原料液を流出させる装置である。流出手段201は、流出体211と、回転軸体212と、モータ213とを備えている。   As shown in these drawings, the outflow means 201 is a device that causes the first raw material liquid 300 to flow out into the space. In the present embodiment, the first raw material liquid 300 is caused to flow out radially by centrifugal force, and the wind tunnel body 209 is a device that causes the raw material liquid to flow out into the 209 inclusion. The outflow means 201 includes an outflow body 211, a rotating shaft body 212, and a motor 213.

流出体211は、第一原料液300を空間中に流出させる装置である。本実施の形態の場合、流出体211は、第一原料液300が内方に注入されながら、自身の回転による遠心力により空間中に第一原料液300を流出させることのできる容器であり、一端が閉塞された円筒形状となされ、周壁には流出孔216を多数備えている。流出体211は、貯留する第一原料液300に電荷を付与するため、導電体で形成されている。流出体211は支持体(図示せず)に設けられるベアリング215により回転可能に支持されている。   The outflow body 211 is a device that causes the first raw material liquid 300 to flow out into the space. In the case of the present embodiment, the outflow body 211 is a container that can cause the first raw material liquid 300 to flow out into the space by centrifugal force due to its rotation while the first raw material liquid 300 is injected inward. The cylindrical wall is closed at one end, and a large number of outflow holes 216 are provided on the peripheral wall. The outflow body 211 is formed of a conductor in order to give electric charge to the first raw material liquid 300 to be stored. The outflow body 211 is rotatably supported by a bearing 215 provided on a support (not shown).

具体的には、流出体211の直径は、10mm以上、300mm以下の範囲から採用されることが好適である。あまり大きすぎると後述の気体流により第一原料液300やナノファイバ301を集中させることが困難になるからであり、また、流出体211の回転軸が偏心するなど、重量バランスが少しでも偏ると大きな振動が発生してしまい、当該振動を抑制するために流出体211を強固に支持する構造が必要となるからである。一方、小さすぎると遠心力により第一原料液300を流出させるための回転を高めなければならず、駆動源の負荷や振動など問題が発生するためである。さらに流出体211の直径は、20mm以上、100mm以下の範囲から採用することが好ましい。   Specifically, it is preferable that the diameter of the outflow body 211 is adopted from a range of 10 mm or more and 300 mm or less. This is because if it is too large, it will be difficult to concentrate the first raw material liquid 300 and the nanofibers 301 by the gas flow described later, and if the weight balance is slightly deviated, such as the rotational axis of the effluent 211 is decentered. This is because a large vibration is generated, and a structure that firmly supports the outflow body 211 is required to suppress the vibration. On the other hand, if it is too small, the rotation for causing the first raw material liquid 300 to flow out by centrifugal force must be increased, which causes problems such as load and vibration of the drive source. Furthermore, it is preferable to employ the diameter of the outflow body 211 from the range of 20 mm or more and 100 mm or less.

また、流出孔216の形状は円形が好ましく、その直径は、流出体211の肉厚にもよるが、おおよそ0.01mm以上、3mm以下の範囲から採用することが好適である。これは、流出孔216があまりに小さすぎると第一原料液300を流出体211の外方に流出させることが困難となるからであり、あまりに大きすぎると一つの流出孔216から流出する第一原料液300の単位時間当たりの量が多くなりすぎ(つまり、流出する第一原料液300が形成する線の太さが太くなりすぎ)て所望の径のナノファイバ301を製造することが困難となるからである。   In addition, the shape of the outflow hole 216 is preferably circular, and the diameter thereof is preferably from about 0.01 mm to 3 mm, although it depends on the thickness of the outflow body 211. This is because if the outflow hole 216 is too small, it will be difficult to cause the first raw material liquid 300 to flow out of the outflow body 211, and if it is too large, the first raw material that flows out from one outflow hole 216 will be difficult. The amount of the liquid 300 per unit time becomes too large (that is, the thickness of the line formed by the flowing out first raw material liquid 300 becomes too thick), and it becomes difficult to manufacture the nanofiber 301 having a desired diameter. Because.

なお、流出体211の形状は、円筒形状に限定するものではなく、断面が多角形状の多角筒形状のようなものや円錐形状のようなものでもよい。流出孔216が回転することにより、流出孔216から第一原料液300が遠心力で流出可能な形状であればよい。また、流出孔216の形状は、円形に限定することなく、多角形状や星形形状などであってもよい。   The shape of the outflow body 211 is not limited to a cylindrical shape, and may be a polygonal cylindrical shape having a polygonal cross section or a conical shape. Any shape that allows the first raw material liquid 300 to flow out of the outflow hole 216 by centrifugal force by rotating the outflow hole 216 may be used. Further, the shape of the outflow hole 216 is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape or a star shape.

回転軸体212は、流出体211を回転させ、遠心力により第一原料液300を流出させるための駆動力を伝達するための軸体であり、流出体211の他端から流出体211の内部に挿通され、流出体211の閉塞部と一端部が接合される棒状体である。また、他端はモータ213の回転軸と接合されている。   The rotating shaft body 212 is a shaft body for transmitting the driving force for rotating the outflow body 211 and causing the first raw material liquid 300 to flow out by centrifugal force, and from the other end of the outflow body 211 to the inside of the outflow body 211. It is a rod-shaped body that is inserted through the end portion and joined to the closed portion and one end portion of the outflow body 211. The other end is joined to the rotating shaft of the motor 213.

モータ213は、遠心力により第一原料液300を流出孔216から流出させるために、回転軸体212を介して流出体211に回転駆動力を付与する装置である。なお、流出体211の回転数は、流出孔216の口径や使用する第一原料液300の粘度や原料液内の高分子物質の種類などとの関係により、数rpm以上、10000rpm以下の範囲から採用することが好ましく、本実施の形態のようにモータ213と流出体211とが直動の時はモータ213の回転数は、流出体211の回転数と一致する。   The motor 213 is a device that applies a rotational driving force to the outflow body 211 via the rotating shaft body 212 in order to cause the first raw material liquid 300 to flow out from the outflow hole 216 by centrifugal force. The rotational speed of the outflow body 211 is within a range of several rpm or more and 10,000 rpm or less depending on the diameter of the outflow hole 216, the viscosity of the first raw material liquid 300 to be used, the type of polymer substance in the raw material liquid, and the like. Preferably, when the motor 213 and the outflow body 211 are in direct motion as in the present embodiment, the rotational speed of the motor 213 coincides with the rotational speed of the outflow body 211.

帯電手段202は、第一原料液300に電荷を付与して帯電させる装置である。本実施の形態の場合、帯電手段202は、誘導電極221と、誘導電源222と、接地手段223とを備えている。また、流出体211も帯電手段202の一部として機能している。   The charging unit 202 is a device that charges the first raw material liquid 300 by applying a charge. In the present embodiment, the charging unit 202 includes an induction electrode 221, an induction power source 222, and a ground unit 223. In addition, the outflow body 211 also functions as a part of the charging means 202.

誘導電極221は、自身がアースに対し高い電圧となることで、近傍に配置され接地されている流出体211に電荷を誘導するための部材であり、流出体211の先端部分を取り囲むように配置される円環状の部材である。また、誘導電極221は、気体流発生手段203からの気体流を案内体206に案内する風洞体209としても機能している。   The induction electrode 221 is a member for inducing electric charge to the outflow body 211 that is arranged in the vicinity and grounded when the induction electrode 221 has a high voltage with respect to the ground, and is disposed so as to surround the front end portion of the outflow body 211. It is an annular member. The induction electrode 221 also functions as a wind tunnel body 209 that guides the gas flow from the gas flow generation means 203 to the guide body 206.

誘導電極221の大きさは、流出体211の直径よりも大きい必要があるが、その直径は、200mm以上、800mm以下の範囲から採用されることが好適である。   Although the size of the induction electrode 221 needs to be larger than the diameter of the outflow body 211, it is preferable that the diameter is adopted from a range of 200 mm or more and 800 mm or less.

誘導電源222は、誘導電極221に高電圧を印加することのできる電源である。なお、誘導電源222は、一般には、直流電源が好ましい。特に、発生させるナノファイバ301の帯電極性に影響受けないような場合、生成したナノファイバ301の帯電を利用して、電極上に回収するような場合には、直流電源が好ましい。また、誘導電源222が直流電源である場合、誘導電源222が誘導電極221に印加する電圧は、10KV以上、200KV以下の範囲の値から設定されるのが好適である。特に、流出体211と誘導電極との間の電界強度が重要であり、1KV/cm以上の電界強度になるように印加電圧や誘導電極221の配置を行うことが好ましい。なお、誘導電極221の形状は、円環状に限ったものではなく、多角形状を有する多角形環状の部材であってもよい。   The induction power supply 222 is a power supply that can apply a high voltage to the induction electrode 221. In general, the induction power supply 222 is preferably a DC power supply. In particular, a direct-current power supply is preferable when the charged polarity of the nanofiber 301 to be generated is not affected, or when the charged nanofiber 301 is collected and collected on the electrode. In addition, when the induction power supply 222 is a DC power supply, the voltage applied by the induction power supply 222 to the induction electrode 221 is preferably set from a value in the range of 10 KV or more and 200 KV or less. In particular, the electric field strength between the effluent 211 and the induction electrode is important, and it is preferable to arrange the applied voltage and the induction electrode 221 so that the electric field strength is 1 KV / cm or more. The shape of the induction electrode 221 is not limited to an annular shape, and may be a polygonal annular member having a polygonal shape.

接地手段223は、流出体211と電気的に接続され、流出体211を接地電位に維持することができる部材である。接地手段223の一端は、流出体211が回転状態であっても電気的な接続状態を維持することができるようにブラシとして機能するものであり、他端は大地と接続されている。   The grounding means 223 is a member that is electrically connected to the outflow body 211 and can maintain the outflow body 211 at the ground potential. One end of the grounding means 223 functions as a brush so that the electrical connection state can be maintained even when the outflow body 211 is in a rotating state, and the other end is connected to the ground.

本実施の形態のように帯電手段202に誘導方式を採用すれば、流出体211を接地電位に維持したまま第一原料液300に電荷を付与することができる。流出体211が接地電位の状態であれば、流出体211に接続される回転軸体212やモータ213などの部材を流出体211から電気的に絶縁する必要が無くなり、流出手段201として簡単な構造を採用しうることになり好ましい。なお、実施例では、誘導電極221は、自身がアースに対し高い電圧となるようにしたが、低い電圧になるように誘導電源222の極性を逆にしてもよい。このようにすることで、流出孔216から流出する第一原料液300は正の電荷を有することになる。   If an induction method is employed for the charging means 202 as in the present embodiment, it is possible to apply a charge to the first raw material liquid 300 while maintaining the effluent 211 at the ground potential. If the outflow body 211 is in a ground potential state, it is not necessary to electrically insulate members such as the rotating shaft body 212 and the motor 213 connected to the outflow body 211 from the outflow body 211, and the outflow unit 201 has a simple structure. Can be adopted, which is preferable. In the embodiment, the induction electrode 221 itself has a high voltage with respect to the ground, but the polarity of the induction power supply 222 may be reversed so as to be a low voltage. By doing so, the first raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 216 has a positive charge.

なお、帯電手段202として、流出体211に電源を接続し、流出体211を高電圧に維持し、誘導電極221を接地することで第一原料液300に電荷を付与してもよい。また、流出体211を絶縁体で形成すると共に、流出体211に貯留される第一原料液300に直接接触する電極を流出体211内部に配置し、当該電極を用いて第一原料液300に電荷を付与するものでもよい。   In addition, as the charging unit 202, a charge may be applied to the first raw material liquid 300 by connecting a power source to the outflow body 211, maintaining the outflow body 211 at a high voltage, and grounding the induction electrode 221. In addition, the outflow body 211 is formed of an insulator, and an electrode that directly contacts the first raw material liquid 300 stored in the outflow body 211 is disposed inside the outflow body 211, and the first raw material liquid 300 is formed using the electrode. It may be one that imparts a charge.

気体流発生手段203は、流出体211から流出される第一原料液300の飛行方向を案内体206で案内される方向に変更するための気体流を発生させる装置である。気体流発生手段203は、モータ213の背部に備えられ、モータ213から流出体211の先端に向かう気体流を発生させる。気体流発生手段203は、流出体211から径方向に流出される第一原料液300が誘導電極221に到達するまでに前記第一原料液300を軸方向に変更することができる風力を発生させることができるものとなっている。図2において、気体流は矢印で示している。本実施の形態の場合、気体流発生手段203として、放出手段200の周囲にある雰囲気を強制的に送風する軸流ファンを備える送風機が採用されている。   The gas flow generating means 203 is a device that generates a gas flow for changing the flight direction of the first raw material liquid 300 flowing out from the outflow body 211 to the direction guided by the guide body 206. The gas flow generation means 203 is provided on the back of the motor 213 and generates a gas flow from the motor 213 toward the tip of the effluent 211. The gas flow generating means 203 generates wind force that can change the first raw material liquid 300 in the axial direction until the first raw material liquid 300 flowing out in the radial direction from the outlet body 211 reaches the induction electrode 221. It has become something that can be. In FIG. 2, the gas flow is indicated by arrows. In the case of the present embodiment, a blower including an axial fan that forcibly blows the atmosphere around the discharge unit 200 is employed as the gas flow generation unit 203.

なお、気体流発生手段203は、シロッコファンなど他の送風機により構成してもかまわない。また、高圧ガスを導入することにより流出された第一原料液300の方向を変更するものでもかまわない。また、吸引手段102などにより案内体206内方に気体流を発生させるものでもかまわない。この場合、気体流発生手段203は積極的に気体流を発生させる装置を有しないこととなるが、本願発明の場合、案内体206の内方に気体流が発生していることをもって気体流発生手段203が存在しているものとする。また、気体流発生手段203を有しない状態で、吸引手段102により吸引することで、風洞体209や案内体206の内方に気体流を発生させるようにすることも気体流発生手段が存在しているものとする。また、気体流発生手段203を有しない状態で、吸引手段102により吸引することで、風洞体209や案内体206の内方に気体流が発生する場合、吸引手段102が気体流発生手段として機能しているとみなす。   Note that the gas flow generating means 203 may be constituted by another blower such as a sirocco fan. Further, the direction of the first raw material liquid 300 that has flowed out by introducing the high-pressure gas may be changed. Further, a gas flow may be generated inside the guide body 206 by the suction means 102 or the like. In this case, the gas flow generating means 203 does not have a device that actively generates a gas flow. However, in the case of the present invention, the gas flow is generated when the gas flow is generated inside the guide body 206. It is assumed that the means 203 exists. In addition, there is a gas flow generating means in which a gas flow is generated inward of the wind tunnel body 209 and the guide body 206 by suction by the suction means 102 without the gas flow generating means 203. It shall be. Further, when a gas flow is generated inside the wind tunnel body 209 or the guide body 206 by suction by the suction means 102 without the gas flow generation means 203, the suction means 102 functions as the gas flow generation means. It is assumed that

風洞体209は、気体流発生手段203で発生した気体流を流出体211の近傍に案内する導管である。風洞体209により案内された気体流が流出体211から流出された第一原料液300と交差し、第一原料液300の飛行方向を変更する。   The wind tunnel body 209 is a conduit that guides the gas flow generated by the gas flow generation means 203 to the vicinity of the outflow body 211. The gas flow guided by the wind tunnel body 209 intersects the first raw material liquid 300 that has flowed out from the outflow body 211, and changes the flight direction of the first raw material liquid 300.

さらにまた、放出手段200は、気体流制御手段204と、加熱手段205とを備えている。   Furthermore, the discharge unit 200 includes a gas flow control unit 204 and a heating unit 205.

気体流制御手段204は、気体流発生手段203により発生する気体流が流出孔216に当たらないよう気体流を制御する機能を有するものであり、本実施の形態の場合、気体流制御手段204として、気体流を所定の領域に流れるように案内する風路体が採用されている。気体流制御手段204により、気体流が直接流出孔216に当たらないため、流出孔216から流出される第一原料液300が早期に蒸発して流出孔216を塞ぐことを可及的に防止し、第一原料液300を安定させて流出させ続けることが可能となる。なお、気体流制御手段204は、流出孔216の風上に配置され気体流が流出孔216近傍に到達するのを防止する壁状の防風壁でもかまわない。   The gas flow control means 204 has a function of controlling the gas flow so that the gas flow generated by the gas flow generation means 203 does not hit the outflow hole 216. In this embodiment, as the gas flow control means 204, An air passage body that guides the gas flow so as to flow in a predetermined region is employed. Since the gas flow does not directly hit the outflow hole 216 by the gas flow control means 204, it is possible to prevent the first raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 216 from evaporating early and closing the outflow hole 216 as much as possible. The first raw material liquid 300 can be kept flowing out stably. The gas flow control means 204 may be a wall-shaped windbreak wall that is arranged on the windward side of the outflow hole 216 and prevents the gas flow from reaching the vicinity of the outflow hole 216.

加熱手段205は、気体流発生手段203が発生させる気体流を構成する気体を加熱する加熱源である。本実施の形態の場合、加熱手段205は、案内体206の内方に配置される円環状のヒータであり、加熱手段205を通過する気体を加熱することができるものとなっている。加熱手段205により気体流を加熱することにより、空間中に流出される第一原料液300は、蒸発が促進され効率よくナノファイバを製造することが可能となる。   The heating unit 205 is a heating source that heats the gas constituting the gas flow generated by the gas flow generation unit 203. In the case of the present embodiment, the heating means 205 is an annular heater arranged inside the guide body 206 and can heat the gas passing through the heating means 205. By heating the gas flow with the heating means 205, the first raw material liquid 300 flowing out into the space is accelerated in evaporation, and nanofibers can be efficiently manufactured.

案内体206は、製造されるナノファイバ301を所定の場所に案内する風洞を形成する円筒体である。   The guide body 206 is a cylindrical body that forms a wind tunnel for guiding the manufactured nanofiber 301 to a predetermined place.

また、案内体206と誘導電極221との間には隙間208が設けられている。当該隙間を設けることにより、ベンチュリ効果が発生し、案内体206内方の気体流の流量を増加させ、ナノファイバ301が案内体206内壁に付着するのを防止することができる。   A gap 208 is provided between the guide body 206 and the induction electrode 221. By providing the gap, a venturi effect is generated, the flow rate of the gas flow inside the guide body 206 is increased, and the nanofiber 301 can be prevented from adhering to the inner wall of the guide body 206.

誘引手段110(図1参照)は、案内体206から放出されるナノファイバ301を収集するための装置であり、誘引電極112と、誘引電源113と、吸引手段102とを備えている。   The attracting means 110 (see FIG. 1) is a device for collecting the nanofibers 301 emitted from the guide body 206, and includes an attracting electrode 112, an attracting power source 113, and an attracting means 102.

誘引電極112は、帯電しているナノファイバ301を電界(電場)により吸引する部材であり、矩形の板状の電極である。また、気体流を通過させることができる孔を多数備えている。   The attracting electrode 112 is a member that attracts the charged nanofibers 301 by an electric field (electric field), and is a rectangular plate-like electrode. Moreover, it has many holes through which the gas flow can pass.

誘引電源113は、誘引電極112に電位を付与するための電源であり、本実施の形態の場合は直流電源が採用されている。   The attraction power source 113 is a power source for applying a potential to the attraction electrode 112, and a DC power source is employed in the present embodiment.

吸引手段102は、誘引電極112の背部に配置され、ナノファイバ301と分離状態となり誘引電極112を通過して流出する気体流を強制的に吸引する装置である。本実施の形態では、吸引手段102として、シロッコファンや軸流ファンなどの送風機が採用されている。   The suction means 102 is a device that is disposed behind the attracting electrode 112 and forcibly sucks the gas flow that is separated from the nanofiber 301 and flows out through the attracting electrode 112. In the present embodiment, a blower such as a sirocco fan or an axial fan is employed as the suction unit 102.

堆積対象部材101は、静電爆発により製造され飛来するナノファイバ301が堆積される対象となる部材であり、堆積体142が形成される基礎となる部材である。堆積対象部材101は、堆積したナノファイバ301など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状の部材である。具体的には、堆積対象部材101として、アラミド繊維からなる長尺の布を例示することができる。さらに、堆積対象部材101の表面にテフロン(登録商標)コートを行うと、堆積したナノファイバ301を堆積対象部材101から剥ぎ取る際の剥離性が向上するため好ましい。堆積対象部材101は、ナノファイバ301を堆積可能で、かつ、気体流を通過可能なメッシュ構造となっている。   The deposition target member 101 is a member on which the nanofibers 301 manufactured and flying by electrostatic explosion are deposited, and is a base member on which the deposited body 142 is formed. The deposition target member 101 is a thin and flexible long sheet-like member made of a material that can be easily separated from the deposited nanofiber 301 and the like. Specifically, as the deposition target member 101, a long cloth made of aramid fibers can be exemplified. Furthermore, it is preferable to perform a Teflon (registered trademark) coating on the surface of the deposition target member 101 because the peelability when the deposited nanofibers 301 are peeled off from the deposition target member 101 is improved. The deposition target member 101 has a mesh structure capable of depositing the nanofibers 301 and capable of passing a gas flow.

含浸手段120は、堆積対象部材101上に形成された堆積体142に多孔質部材144の原料となる第二原料液310を含浸させ、中間部材143を形成する装置である。本実施の形態の場合、含浸手段120は、第二原料液310を堆積体142に対し塗布することのできる装置である。   The impregnation means 120 is an apparatus that forms the intermediate member 143 by impregnating the deposited body 142 formed on the deposition target member 101 with the second raw material liquid 310 that is the raw material of the porous member 144. In the case of the present embodiment, the impregnation means 120 is an apparatus that can apply the second raw material liquid 310 to the deposit 142.

除去手段130は、中間部材143から堆積体142を溶媒で溶解して除去する装置である。本実施の形態の場合、除去手段130は、溶媒を貯留する貯留槽131と、中間部材143を溶媒に浸漬するための軌道を形成するローラ133と、溶媒に浸漬された中間部材143に対し超音波振動を付加する、超音波発生装置132とを備えている。   The removing unit 130 is an apparatus that removes the deposit 142 from the intermediate member 143 by dissolving it with a solvent. In the case of the present embodiment, the removing means 130 has a storage tank 131 that stores the solvent, a roller 133 that forms a track for immersing the intermediate member 143 in the solvent, and an intermediate member 143 that is immersed in the solvent. And an ultrasonic generator 132 for adding sonic vibration.

次に、上記構成の多孔質部材製造装置100を用いた多孔質部材144の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the porous member 144 using the porous member manufacturing apparatus 100 of the said structure is demonstrated.

まず、堆積対象部材101に対し、含浸手段120と同様の塗布装置121を用い、第二原料液310を塗布し、堆積対象部材101表面に下地141を形成する(下塗り工程)。堆積対象部材101は、放出手段200から除去手段130に向かう方向にゆっくりと移動している。   First, the second raw material liquid 310 is applied to the deposition target member 101 using the same coating apparatus 121 as the impregnation means 120 to form the base 141 on the surface of the deposition target member 101 (undercoating step). The deposition target member 101 is slowly moving in the direction from the discharge means 200 toward the removal means 130.

以上のように、ナノファイバ301を堆積させる前の堆積対象部材101の表面に第二原料液310を塗布し、下地141を形成することで、後述の中間部材143の表面にナノファイバ301が露出することが無くなる。従って、表面に孔や溝が存在しない多孔質部材144を製造することが可能となる。   As described above, the second raw material liquid 310 is applied to the surface of the deposition target member 101 before the nanofiber 301 is deposited, and the base 141 is formed, so that the nanofiber 301 is exposed on the surface of the intermediate member 143 described later. There is nothing to do. Therefore, it is possible to manufacture the porous member 144 having no holes or grooves on the surface.

次に、放出手段200からナノファイバ301を堆積対象部材101に対して放出し、第二原料液310が下塗りされた堆積対象部材101上にナノファイバ301を堆積させていく。   Next, the nanofibers 301 are discharged from the discharge means 200 to the deposition target member 101, and the nanofibers 301 are deposited on the deposition target member 101 undercoated with the second raw material liquid 310.

ここで、ナノファイバ301の放出方法を説明する。
まず、気体流発生手段203により、案内体206や風洞体209の内部に気体流を発生させる。一方、吸引手段102により、案内体206内に発生する気体流を吸引する。案内体206内を通過する気体流により、案内体206の内方は案内体206外方よりも圧力が低くなっているため、隙間208から案内体206外方の雰囲気(本実施の形態の場合は空気)が流入する。いわゆるベンチュリ効果である。
Here, a method of discharging the nanofiber 301 will be described.
First, a gas flow is generated inside the guide body 206 and the wind tunnel body 209 by the gas flow generation means 203. On the other hand, the gas flow generated in the guide body 206 is sucked by the suction means 102. Since the pressure inside the guide body 206 is lower than the outside of the guide body 206 due to the gas flow passing through the guide body 206, the atmosphere outside the guide body 206 from the gap 208 (in this embodiment) Air flows in. This is the so-called Venturi effect.

次に、流出手段201の流出体211に第一原料液300を供給する。第一原料液300は、別途タンク(図示せず)に蓄えられており、供給路217(図2参照)を通過して流出体211の他端部から流出体211内部に供給される。   Next, the first raw material liquid 300 is supplied to the outflow body 211 of the outflow means 201. The first raw material liquid 300 is separately stored in a tank (not shown), passes through a supply path 217 (see FIG. 2), and is supplied into the effluent 211 from the other end of the effluent 211.

次に、誘導電源222により流出体211に貯留される第一原料液300に電荷を供給しつつ(帯電工程)、流出体211をモータ213により回転させて、遠心力により流出孔216から帯電した第一原料液300を流出する(流出工程)。   Next, while supplying electric charge to the first raw material liquid 300 stored in the effluent 211 by the induction power source 222 (charging process), the effluent 211 was rotated by the motor 213 and charged from the outflow hole 216 by centrifugal force. The first raw material liquid 300 flows out (outflow process).

流出体211の径方向放射状に流出された第一原料液300は、気体流により飛行方向が変更され、気体流に乗り風洞体209により案内される。第一原料液300は静電爆発によりナノファイバ301を製造しつつ(ナノファイバ製造工程)案内体206に搬送される。また、前記気体流は、加熱手段205により加熱されており、第一原料液300の飛行を案内しつつ、第一原料液300に熱を与えて溶媒の蒸発を促進している。   The first raw material liquid 300 that has flowed radially in the radial direction of the outflow body 211 is changed in flight direction by the gas flow and is guided by the wind tunnel body 209 in the gas flow. The first raw material liquid 300 is conveyed to the guide body 206 while manufacturing the nanofiber 301 by the electrostatic explosion (nanofiber manufacturing process). In addition, the gas flow is heated by the heating means 205, and heat is applied to the first raw material liquid 300 to promote the evaporation of the solvent while guiding the flight of the first raw material liquid 300.

ここで、案内体206の端部に配置される隙間208からは空気が流入しているため、ナノファイバ301は、案内体206の軸心方向に押し付けられながら搬送される(搬送工程)。従って、ナノファイバ301は案内体206の内壁に付着することなく案内体206の軸心に沿って案内される。   Here, since air flows in from the gap 208 disposed at the end of the guide body 206, the nanofiber 301 is transported while being pressed in the axial direction of the guide body 206 (conveying step). Therefore, the nanofiber 301 is guided along the axis of the guide body 206 without adhering to the inner wall of the guide body 206.

この状態において、案内体206の開口部に配置されている誘引電極112は、ナノファイバ301の帯電極性とは逆極性に帯電しているため、ナノファイバ301を引きつける。さらに、吸引手段102により気体流を吸引するため、ナノファイバ301は、堆積対象部材101上に誘引され堆積していく(誘引工程、堆積工程)。そして、堆積対象部材101上に堆積体142が形成される。   In this state, the attracting electrode 112 disposed in the opening of the guide body 206 is charged with a polarity opposite to the charged polarity of the nanofiber 301, and therefore attracts the nanofiber 301. Further, since the gas flow is sucked by the suction means 102, the nanofiber 301 is attracted and deposited on the deposition target member 101 (attraction process, deposition process). Then, a deposit 142 is formed on the deposition target member 101.

ここで、ナノファイバ301や多孔質部材144を構成する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−フェニレンイソフタレート、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、ポリアミド、アラミド、ポリイミド、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、ポリペプチド等およびこれらの共重合体を例示できる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記高分子物質に限定されるものではない。   Here, as the polymer material constituting the nanofiber 301 and the porous member 144, 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, polyamide, aramid, polyimide, polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, collagen, polyhydroxy Acid, polyvinyl acetate, polypeptides, and the like, and copolymers can be exemplified. Moreover, the kind selected from the above may be used, and a plurality of kinds may be mixed. Note that the above is an example, and the present invention is not limited to the above polymer substance.

ただし、ナノファイバ301を構成する高分子物質と多孔質部材144を構成する高分子物質とは異なる。具体的には、ナノファイバ301を構成する高分子物質を溶解することができる溶液がAである場合、多孔質部材144を構成する高分子物質は、溶液Aに対しては難溶、または、溶解しない性質を備える必要がある。   However, the polymer material constituting the nanofiber 301 is different from the polymer material constituting the porous member 144. Specifically, when the solution capable of dissolving the polymer material constituting the nanofiber 301 is A, the polymer material constituting the porous member 144 is hardly soluble in the solution A, or It must have the property of not dissolving.

第一原料液300に使用される溶媒や第二原料液310に使用される溶媒、除去手段130に用いられる溶液としては、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、クロロホルム、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、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、ピリジン、水等を例示することができる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記溶媒に限定されるものではない。   Examples of the solvent used for the first raw material liquid 300, the solvent used for the second raw material liquid 310, and the solution used for the removing means 130 include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, hexafluoroisopropanol, and tetraethylene. Glycol, triethylene glycol, dibenzyl alcohol, 1,3-dioxolane, 1,4-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, methylene chloride, chloroform, o-chlorotoluene, p-chlorotoluene, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromo Ethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, acetic acid, benzene, toluene, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, Examples thereof include N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, pyridine, water and the like. Moreover, the kind selected from the above may be used, and a plurality of kinds may be mixed. In addition, the above is an illustration and this invention is not limited to the said solvent.

次に、堆積体142に第二原料液310を含浸させる(含浸工程)。本実施の形態の場合、含浸工程は、堆積体142に対し、含浸手段120を用い第二原料液310を塗布することにより、第二原料液310を堆積体142に含浸させる。この段階で、下地141と含浸した第二原料液310は一体となる。   Next, the deposit 142 is impregnated with the second raw material liquid 310 (impregnation step). In the case of the present embodiment, in the impregnation step, the deposit 142 is impregnated with the second raw material liquid 310 by applying the second raw material liquid 310 to the deposit 142 using the impregnation means 120. At this stage, the base 141 and the impregnated second raw material liquid 310 are integrated.

なお、図4に示すように、堆積体142を第二原料液310に浸漬することにより、第二原料液310を堆積体142に含浸させるものでも良い。   In addition, as shown in FIG. 4, the deposition material 142 may be impregnated with the second raw material liquid 310 by immersing the deposition material 142 in the second raw material liquid 310.

次に、含浸させた第二原料液310を固化させ中間部材143を形成する(固化工程)。第二原料液310は、放置により固化させてもかまわないが、本実施の形態の場合、固化手段122により第二原料液310を強制的に固化し、中間部材143を形成している。   Next, the impregnated second raw material liquid 310 is solidified to form the intermediate member 143 (solidification step). The second raw material liquid 310 may be solidified by standing, but in the present embodiment, the second raw material liquid 310 is forcibly solidified by the solidifying means 122 to form the intermediate member 143.

ここで、固化手段122とは、例えば、熱風を照射して第二原料液310を固化させるドライヤーや、赤外線などの光を当てて第二原料液310を固化させるもの、電気ヒータなどにより加熱して固化させるものなどを例示することができる。   Here, the solidification means 122 is, for example, a dryer that solidifies the second raw material liquid 310 by irradiating hot air, a device that solidifies the second raw material liquid 310 by applying light such as infrared rays, and an electric heater. And the like to be solidified.

次に中間部材143から、堆積体142を除去する(除去工程)。すなわち、中間部材143からナノファイバ301を除去する。本実施の形態の場合、中間部材143をヒータにより温度が調整された溶媒に浸漬し、超音波発生装置132により中間部材143に超音波を付加することで中間部材143から、堆積体142を除去している。   Next, the deposit 142 is removed from the intermediate member 143 (removal process). That is, the nanofiber 301 is removed from the intermediate member 143. In this embodiment, the intermediate member 143 is immersed in a solvent whose temperature is adjusted by a heater, and ultrasonic waves are applied to the intermediate member 143 by the ultrasonic generator 132 to remove the deposit 142 from the intermediate member 143. is doing.

以上により、多孔質部材144が製造される。この多孔質部材144は、ナノファイバ301が三次元的に絡まって形成される堆積体142に、第二原料液310が含浸され固化して中間部材143が形成され、当該中間部材143から堆積体142が除去されて製造されるものである。従って、多孔質部材144は、孔径がナノオーダーでかつ三次元的に絡まった状態の孔が形成されている。また、当該孔は連続しており、多孔質部材144は連続多孔質となっている。   In this way, the porous member 144 is manufactured. In this porous member 144, an intermediate member 143 is formed by impregnating the solid body 142 formed by three-dimensionally entanglement of the nanofibers 301 with the second raw material liquid 310 and solidifying the intermediate body 143. 142 is removed and manufactured. Therefore, the porous member 144 has pores in a state where the pore diameter is nano-order and entangled three-dimensionally. Further, the pores are continuous, and the porous member 144 is continuous porous.

次に、他の堆積工程を説明する。
図5は、他の堆積工程に用いられる放出手段と、誘引手段(帯電手段)と、堆積対象部材とを示す斜視図である。
Next, another deposition process will be described.
FIG. 5 is a perspective view showing a discharge means, an attracting means (charging means), and a deposition target member used in another deposition process.

放出手段200を構成する流出手段201は、固定された複数本のノズルが斜めに並んで配置された流出体211を備えている。前記ノズルは第一原料液300が供給される供給路217に接続され、圧力により第一原料液300を噴射することができるものである。また、流出体211は、導電体で形成されており、接地されている。従って、流出体211は、帯電手段202としても機能している。   The outflow means 201 constituting the discharge means 200 includes an outflow body 211 in which a plurality of fixed nozzles are arranged obliquely. The nozzle is connected to a supply path 217 to which the first raw material liquid 300 is supplied, and can eject the first raw material liquid 300 by pressure. The outflow body 211 is formed of a conductor and is grounded. Therefore, the outflow body 211 also functions as the charging means 202.

以下、誘引手段110として装置の態様を説明するが、本実施の形態の場合、下記装置は同時に帯電手段202としても機能するものである。   Hereinafter, an aspect of the apparatus as the attracting means 110 will be described. In the present embodiment, the following apparatus also functions as the charging means 202 at the same time.

誘引手段110は、円周上に配置された複数の導電円筒117と、誘引電極112とを備えている。   The attracting means 110 includes a plurality of conductive cylinders 117 arranged on the circumference and an attracting electrode 112.

導電円筒117は、軸心を中心として自転自在で有ると共に、配置された円周上を公転可能となっている。なお、導電円筒117の公転は、図示しない駆動源により行われる。   The conductive cylinder 117 is capable of rotating about its axis, and can revolve on the circumference of the circle. The revolution of the conductive cylinder 117 is performed by a driving source (not shown).

誘引電極112は、流出体211と対向する位置に配置されており、導電円筒117の内側から導電円筒117に接触するように配置されている。このように、誘引電極112と接触する導電円筒117は、公転により流出体211と対向する位置に部分のみ誘引電極112として機能する。従って、回転体の径が大きな場合であっても不必要な部分に電場が形成されることが回避され、必要な部分にナノファイバ301を誘引することが可能となる。   The attracting electrode 112 is disposed at a position facing the outflow body 211 and is disposed so as to contact the conductive cylinder 117 from the inside of the conductive cylinder 117. Thus, the conductive cylinder 117 in contact with the attracting electrode 112 functions only as the attracting electrode 112 at a position facing the outflow body 211 due to revolution. Therefore, even when the diameter of the rotating body is large, it is possible to avoid the formation of an electric field in an unnecessary portion, and it is possible to attract the nanofiber 301 to the necessary portion.

また、誘引電極112とこれに接触する導電円筒117は、誘導電極221としても機能している。つまり、接地電位である流出体211と、誘引電極112等との間には誘引電源113(誘導電源222)により高電圧が印加される。従って、流出体211には電荷が誘導され、当該電荷により第一原料液300が帯電する。   Further, the attracting electrode 112 and the conductive cylinder 117 in contact therewith also function as the induction electrode 221. That is, a high voltage is applied between the outflow body 211 that is the ground potential and the induction electrode 112 and the like by the induction power source 113 (induction power source 222). Accordingly, an electric charge is induced in the effluent 211, and the first raw material liquid 300 is charged by the electric charge.

堆積対象部材101は、導電円筒117が配置される円周上に配置されており、導電円筒117の公転に従って堆積対象部材101も公転するものとなっている。また、堆積対象部材101は、導電円筒117が配置される円周の内方に配置され、導電円筒117の公転と同期し、導電円筒117の公転軸と同じ位置を軸として公転する供給ロール118から供給され、同様に公転する回収ロール119で回収されるものとなっている。   The deposition target member 101 is disposed on the circumference where the conductive cylinder 117 is disposed, and the deposition target member 101 revolves according to the revolution of the conductive cylinder 117. Further, the deposition target member 101 is disposed on the inner side of the circumference where the conductive cylinder 117 is disposed, is synchronized with the revolution of the conductive cylinder 117, and revolves around the same position as the revolution axis of the conductive cylinder 117. And is collected by a collecting roll 119 that revolves in the same manner.

以上により、堆積対象部材101を高速で公転させることが可能となる。
堆積工程においては、導電円筒117と堆積対象部材101とを高速に公転させることで、ナノファイバ301の到達速度と同等、またはそれ以上の速さで堆積対象部材101を移動させる。このような状態でナノファイバ301を堆積させることによって、図6に示すように、公転方向(図中矢印)に沿ってナノファイバ301が堆積し、配向性を備える堆積体142を製造することが可能となる。
As described above, the deposition target member 101 can be revolved at high speed.
In the deposition process, the deposition target member 101 is moved at a speed equivalent to or faster than the arrival speed of the nanofiber 301 by revolving the conductive cylinder 117 and the deposition target member 101 at a high speed. By depositing the nanofibers 301 in such a state, as shown in FIG. 6, the nanofibers 301 are deposited along the revolution direction (arrows in the figure), and the deposited body 142 having the orientation can be manufactured. It becomes possible.

ここで、ナノファイバ301の到達速度とは、空間中で製造されたナノファイバ301が、堆積対象部材101に到達する単位時間当たりの長さである。例えば、10cmの長さのナノファイバ301が堆積対象部材101に対し垂直に飛行してきた場合において、ナノファイバ301の一端が堆積対象部材101に到達してから、ナノファイバ301の他端が到達するまでの時間が1秒であった場合、到達速度は秒速10cmとなる。   Here, the arrival speed of the nanofiber 301 is a length per unit time at which the nanofiber 301 manufactured in the space reaches the deposition target member 101. For example, in the case where a nanofiber 301 having a length of 10 cm flies perpendicularly to the deposition target member 101, after one end of the nanofiber 301 reaches the deposition target member 101, the other end of the nanofiber 301 arrives. When the time until is 1 second, the arrival speed is 10 cm / second.

そして、当該堆積体142に第二原料液310を含浸させ、第二原料液310を固化させて中間部材143を製造した後、堆積体142を除去すれば、同一方向に沿って配置される孔を備えた多孔質部材144を製造することが可能となる。   Then, after the deposited body 142 is impregnated with the second raw material liquid 310 and the second raw material liquid 310 is solidified to produce the intermediate member 143, the accumulated body 142 is removed, and then the holes disposed along the same direction are removed. It becomes possible to manufacture the porous member 144 provided with.

なお、図6は、配向性を備えた堆積体142を模式的に示した図であり、実際の状態を示すものではない。   FIG. 6 is a diagram schematically showing the deposited body 142 having orientation, and does not show an actual state.

次に、本願発明の実施例を説明する。
以下の実験を行った。
Next, examples of the present invention will be described.
The following experiment was conducted.

第一原料液は、PVA(ポリビニルアルコール)の10重量%水溶液とした。
第二原料液は、PMMA(メタクリル酸メチル樹脂)を溶媒であるメチルエチルケトンで溶解させて5%溶液とした。
The first raw material liquid was a 10% by weight aqueous solution of PVA (polyvinyl alcohol).
As the second raw material liquid, PMMA (methyl methacrylate resin) was dissolved in methyl ethyl ketone as a solvent to form a 5% solution.

前記第一原料液を60kVの電圧で帯電させ、モータ213を1500rpmで回転させ孔径0.3mmの流出孔から遠心力で流出させてナノファイバを製造した。   The first raw material liquid was charged at a voltage of 60 kV, and the motor 213 was rotated at 1500 rpm to flow out from the outflow hole having a hole diameter of 0.3 mm with a centrifugal force to manufacture a nanofiber.

上記ナノファイバを5分間堆積させて、厚さ20μmのシート状の堆積体を製造した。ナノファイバの繊維径は500nm〜1500nmであった。   The nanofibers were deposited for 5 minutes to produce a sheet-like deposit having a thickness of 20 μm. The fiber diameter of the nanofiber was 500 nm to 1500 nm.

その後、前記堆積体に第二原料液を含浸させて、中間部材を製造した。
最後に、中間部材を水中に浸漬し、180分間超音波を付加した。
Thereafter, the deposited material was impregnated with the second raw material liquid to produce an intermediate member.
Finally, the intermediate member was immersed in water and ultrasonic waves were applied for 180 minutes.

その結果、図7に示す多孔質部材が製造された。
多孔質部材の孔及び溝の径は400nm〜1000nmであった。
As a result, the porous member shown in FIG. 7 was manufactured.
The diameters of the holes and grooves of the porous member were 400 nm to 1000 nm.

また、図7に示すように、孔は長孔であり、三次元的に絡まり合って相互に連通している状態であった。   Moreover, as shown in FIG. 7, the hole was a long hole, and was in a state of being entangled three-dimensionally and communicating with each other.

本願発明は、フィルターや触媒用担持体など多孔質部材の製造に適用できる。   The present invention can be applied to the production of porous members such as filters and catalyst supports.

本願発明の実施の形態である多孔質部材製造装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the porous member manufacturing apparatus which is embodiment of this invention. 放出手段を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a discharge | release means. 放出手段を示す斜視図である。It is a perspective view which shows discharge | release means. 本願発明の他の実施の形態である多孔質部材製造装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the porous member manufacturing apparatus which is other embodiment of this invention. 、他の堆積工程に用いられる放出手段と、誘引手段(帯電手段)と、堆積対象部材とを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a discharge means, an attracting means (charging means), and a deposition target member used in another deposition process. 配向性のある堆積体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the deposit body with orientation. 多孔質部材の断面を斜視的に示す電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph which shows the cross section of a porous member in perspective.

符号の説明Explanation of symbols

100 多孔質部材製造装置
101 堆積対象部材
102 吸引手段
110 誘引手段
112 誘引電極
113 誘引電源
117 導電円筒
118 供給ロール
119 回収ロール
120 含浸手段
121 塗布装置
122 固化手段
130 除去手段
131 貯留槽
132 超音波発生装置
133 ローラ
141 下地
142 堆積体
143 中間部材
144 多孔質部材
200 放出手段
201 流出手段
202 帯電手段
203 気体流発生手段
204 気体流制御手段
205 加熱手段
206 案内体
208 隙間
209 風洞体
211 流出体
212 回転軸体
213 モータ
215 ベアリング
216 流出孔
217 供給路
221 誘導電極
222 誘導電源
223 接地手段
300 第一原料液
301 ナノファイバ
310 第二原料液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Porous member manufacturing apparatus 101 Deposition object member 102 Attracting means 110 Attracting means 112 Attracting electrode 113 Attracting power source 117 Conductive cylinder 118 Supply roll 119 Recovery roll 120 Impregnation means 121 Coating apparatus 122 Solidifying means 130 Removing means 131 Reservoir 132 Ultrasonic wave generation Device 133 Roller 141 Base 142 Deposited body 143 Intermediate member 144 Porous member 200 Discharge means 201 Outflow means 202 Charging means 203 Gas flow generation means 204 Gas flow control means 205 Heating means 206 Guide body 208 Clearance 209 Wind tunnel body 211 Outflow body 212 Rotation Shaft body 213 Motor 215 Bearing 216 Outflow hole 217 Supply path 221 Induction electrode 222 Induction power source 223 Grounding means 300 First raw material liquid 301 Nanofiber 310 Second raw material liquid

Claims (7)

ナノファイバの原料となる第一原料液を空間中に流出させる流出工程と、
前記第一原料液を帯電させる帯電工程と、
前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引す誘引工程と、
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積対象部材に堆積させ、堆積体を形成する堆積工程と、
形成された前記堆積体に多孔質部材の原料となる第二原料液を含浸させる含浸工程と、
前記堆積体に含浸された第二原料液を固化させて中間部材を形成する固化工程と、
前記中間部材から前記堆積体を溶媒で溶解して除去する除去工程と
を含む多孔質部材製造方法。
An outflow process for flowing out the first raw material liquid, which is a raw material of the nanofiber, into the space;
A charging step of charging the first raw material liquid;
An attracting step for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place;
Receiving the nanofibers attracted by the attracting step and depositing the nanofibers on the deposition target member to form a deposit;
An impregnation step of impregnating the formed deposited body with a second raw material liquid that is a raw material of the porous member;
A solidification step of solidifying the second raw material liquid impregnated in the deposited body to form an intermediate member;
And a removing step of removing the deposit from the intermediate member by dissolving it with a solvent.
さらに、
ナノファイバが堆積する前の前記堆積対象部材表面に、第二原料液を塗布する塗布工程を含む請求項1に記載の多孔質部材製造方法。
further,
The porous member manufacturing method according to claim 1, further comprising an application step of applying a second raw material liquid to the surface of the deposition target member before nanofibers are deposited.
前記除去工程において、中間部材を溶媒に浸漬し、超音波で前記堆積体の溶解を促進させる請求項1に記載の多孔質部材製造方法。   The porous member manufacturing method according to claim 1, wherein in the removing step, the intermediate member is immersed in a solvent, and dissolution of the deposit is promoted by ultrasonic waves. 前記含浸工程において、第二原料液を前記堆積体に塗布することにより前記堆積体に第二原料液を含浸させる請求項1に記載の多孔質部材製造方法。   The porous member manufacturing method according to claim 1, wherein in the impregnation step, the second raw material liquid is impregnated in the deposited body by applying a second raw material liquid to the deposited body. 前記含浸工程において、第二原料液を溶融温度以上、ガラス転移温度以下に加熱し、第二原料液に前記堆積体を浸漬することにより前記堆積体に第二原料液を含浸させる請求項1に記載の多孔質部材製造方法。   In the impregnation step, the second raw material liquid is heated to a melting temperature or higher and a glass transition temperature or lower, and the deposited body is impregnated with the second raw material liquid by immersing the deposited body in the second raw material liquid. The porous member manufacturing method as described. 前記堆積工程において、前記ナノファイバが前記堆積対象部材に到達する到達速度と同等、または、それ以上の速度で前記堆積対象部材を移動させる請求項1に記載の多孔質部材製造方法。   The porous member manufacturing method according to claim 1, wherein in the deposition step, the deposition target member is moved at a speed equal to or higher than a speed at which the nanofibers reach the deposition target member. ナノファイバの原料となる第一原料液を空間中に流出させる流出手段と、
前記第一原料液を帯電させる帯電手段と、
前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引する誘引手段と、
前記誘引手段により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積させ、堆積体を形成させる堆積対象部材と、
形成された前記堆積体に多孔質部材の原料となる第二原料液を含浸させる含浸手段と、
前記中間部材から前記堆積体を溶媒で溶解して除去する除去手段と
を含む多孔質部材製造装置。
An outflow means for causing the first raw material liquid as a raw material of the nanofiber to flow out into the space;
Charging means for charging the first raw material liquid;
An attracting means for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place;
Receiving and depositing nanofibers attracted by the attracting means, and a deposition target member for forming a deposit;
Impregnation means for impregnating the formed deposited body with a second raw material liquid that is a raw material of the porous member;
A porous member manufacturing apparatus including a removing unit that dissolves and removes the deposit from the intermediate member with a solvent.
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