JP2010121232A - Nanofiber production apparatus, and nanofiber production method - Google Patents

Nanofiber production apparatus, and nanofiber production method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently form a gas flow for carrying nanofibers in a nanofiber production apparatus. <P>SOLUTION: The nanofiber production apparatus comprises: an outflow member 115 having outflow holes 118 for flowing out a raw material liquid 300 in a space; a charging device 111 for charging the raw material liquid 300; a gas flow-forming device 113 for forming a gas flow for carrying the nanofibers 301 produced from the raw material liquid 300 flowed out of the outflow member 115; a guide device 102 for guiding the gas flow and the nanofibers 301; a collector 103 for separate the gas flow from the nanofibers 301 to collect the nanofibers 301; a returning device 104 for returning the gas flow to the gas flow-forming device 113; and a recovery device 105 for separating and recovering a solvent evaporated from the raw material liquid 300 from the gas flow. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本願発明はナノファイバの製造装置、製造方法に関し、特に、製造するナノファイバを気体流により搬送するナノファイバ製造装置、製造方法に関する。   The present invention relates to a nanofiber manufacturing apparatus and manufacturing method, and more particularly, to a nanofiber manufacturing apparatus and manufacturing method for transporting a nanofiber to be manufactured by a gas flow.

高分子物質などから成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状(繊維状)物質(ナノファイバ)を製造する方法として、エレクトロスピニング(電荷誘導紡糸)法が知られている。   An electrospinning (charge-induced spinning) method is known as a method for producing a filamentous (fibrous) material (nanofiber) made of a polymer material or the like and having a submicron-scale diameter.

このエレクトロスピニング法とは、溶剤中に高分子物質などを分散または溶解させた原料液を空間中にノズルなどにより流出(吐出)させるとともに、原料液に電荷を付与して帯電させ、空間を飛行中の原料液を電気的に延伸させることにより、ナノファイバを得る方法である。   In this electrospinning method, a raw material liquid in which a polymer substance or the like is dispersed or dissolved in a solvent is discharged (discharged) into a space by a nozzle or the like, and the raw material liquid is charged by being charged to fly through the space. This is a method for obtaining nanofibers by electrically stretching the raw material liquid therein.

より具体的にエレクトロスピニング法を説明すると次のようになる。すなわち、帯電され空間中に流出された原料液は、空間を飛行中に徐々に溶剤が蒸発していく。これにより、飛行中の原料液の体積は、徐々に減少していくが、原料液に付与された電荷は、原料液に留まる。この結果として、空間を飛行中の原料液は、電荷密度が徐々に上昇することとなる。そして、溶剤は、継続して蒸発し続けるため、原料液の電荷密度がさらに高まり、原料液の中に発生する反発方向のクーロン力が原料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(以下、静電延伸現象と述べる)が生じる。この静電延伸現象が、空間において次々と幾何級数的に発生することで、直径がサブミクロンの高分子から成るナノファイバが製造される(例えば特許文献1参照)。   A more specific description of the electrospinning method is as follows. That is, the raw material liquid charged and discharged into the space gradually evaporates the solvent while flying through the space. As a result, the volume of the raw material liquid in flight gradually decreases, but the charge imparted to the raw material liquid remains in the raw material liquid. As a result, the charge density of the raw material liquid in flight through the space gradually increases. Since the solvent continues to evaporate, the charge density of the raw material liquid further increases, and the polymer solution explodes when the repulsive Coulomb force generated in the raw material liquid exceeds the surface tension of the raw material liquid. A phenomenon of linear stretching (hereinafter referred to as electrostatic stretching phenomenon) occurs. This electrostatic stretching phenomenon occurs geometrically in the space one after another, thereby producing a nanofiber made of a polymer having a submicron diameter (see, for example, Patent Document 1).

以上のようなエレクトロスピニング法で製造されるナノファイバを、一箇所で大量に製造し、空間的に均等に分散させた状態でナノファイバを収集すると、当該収集されたナノファイバから紡がれる糸は、性能が均一となり、高い生産効率を実現することが可能となる。また、空間的に均等に分散させた状態でナノファイバを堆積させると、膜厚が均一な不織布を得ることも可能となる。   When the nanofibers manufactured by the electrospinning method as described above are manufactured in large quantities at one place and the nanofibers are collected in a state of being dispersed spatially, the yarn spun from the collected nanofibers is The performance becomes uniform and high production efficiency can be realized. Moreover, if nanofibers are deposited in a state of being dispersed evenly in space, it is possible to obtain a nonwoven fabric having a uniform film thickness.

そこで、本願出願人は、原料液を流出させる部分と製造されるナノファイバを収集する部分との間に電圧を印加して電界を発生させるのではなく、所定の空間で帯電させた原料液や製造されるナノファイバを気体流で搬送し、前記空間から離れた所に配置される収集装置で収集させることで、ナノファイバを空間中に均等に分散させ、ナノファイバの生産効率を向上させることができるナノファイバ製造装置を先に出願している(未公開)。
特開2008−31624号公報
Therefore, the applicant of the present application does not generate an electric field by applying a voltage between the part for flowing out the raw material liquid and the part for collecting the manufactured nanofiber, but the raw material liquid charged in a predetermined space or The nanofibers to be manufactured are transported in a gas flow and collected by a collecting device arranged away from the space, so that the nanofibers are evenly dispersed in the space and the production efficiency of the nanofiber is improved. We have already filed a nanofiber manufacturing device that can do this (unpublished).
JP 2008-31624 A

ところが、大量のナノファイバを発生させる場合、原料液から大量の溶剤を蒸発させる必要があり、溶剤蒸気の濃度を所定値以下に維持するためには大量の気体流が必要となる。また、溶剤が引火性を有する場合、溶剤蒸気の濃度を所定値以下にコントロールする必要がある。さらに、大量のナノファイバを気体流で搬送しようとする場合、大量の気体流が必要となる。このような大量の気体流を発生させる場合、大型の気体流発生装置が必要となり、ランニングコストが大きくなる。これに加え、このようなナノファイバ製造装置を一つの工場内で複数台稼動させると、気体の供給不足となる懸念がある。また、排出される気体流には原料液から蒸発した溶剤が含まれているため、大量の気体流からこれら溶剤成分を除去する必要もある。   However, when generating a large amount of nanofibers, it is necessary to evaporate a large amount of solvent from the raw material liquid, and a large amount of gas flow is required to maintain the concentration of the solvent vapor below a predetermined value. Further, when the solvent is flammable, it is necessary to control the concentration of the solvent vapor below a predetermined value. Furthermore, when a large amount of nanofibers are to be conveyed by a gas flow, a large amount of gas flow is required. In the case of generating such a large amount of gas flow, a large-sized gas flow generator is required, and the running cost is increased. In addition, if a plurality of such nanofiber manufacturing apparatuses are operated in one factory, there is a concern that the supply of gas will be insufficient. Further, since the exhausted gas stream contains the solvent evaporated from the raw material liquid, it is necessary to remove these solvent components from a large amount of the gas stream.

本願発明は上記課題に鑑みなされたものであり、大量の気体流でナノファイバを搬送することができ、なおかつ、全体として気体の消費を抑制することができるナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法の提供を目的とする。また、原料液から蒸発する溶剤の漏れを可及的に低減することができるナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法の提供を目的とする。   The invention of the present application has been made in view of the above problems, and is a nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method capable of transporting nanofibers with a large amount of gas flow and suppressing gas consumption as a whole. For the purpose of provision. It is another object of the present invention to provide a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method that can reduce the leakage of the solvent evaporating from the raw material liquid as much as possible.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるナノファイバ製造装置は、原料液を空間中で延伸させ、ナノファイバを製造するナノファイバ製造装置であって、原料液を空間中に流出させる流出孔を有する流出体と、原料液を帯電させる帯電装置と、前記流出体から流出する原料液から製造されるナノファイバを搬送する気体流を発生させる気体流発生装置と、気体流と共にナノファイバを案内する案内装置と、気体流とナノファイバとを分離してナノファイバを収集する収集装置と、気体流を前記気体流発生装置に戻す返還装置と、原料液から蒸発した溶剤を気体流から分離して回収する回収装置とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention is a nanofiber manufacturing apparatus for manufacturing a nanofiber by stretching a raw material liquid in a space, and an outflow hole through which the raw material liquid flows out into the space An outflow body, a charging device for charging the raw material liquid, a gas flow generating apparatus for generating a gas flow for transporting nanofibers manufactured from the raw material liquid flowing out from the outflow body, and guiding the nanofiber together with the gas flow Separating the gas stream and the nanofibers to collect the nanofibers, a return device for returning the gas stream to the gas stream generator, and separating the solvent evaporated from the raw material liquid from the gas stream. And a recovery device for recovery.

これにより、ナノファイバの搬送に利用された気体は、原料液から蒸発する溶剤を回収装置で回収された後、気体流発生装置に戻され、再びナノファイバの搬送に供されるため、気体流発生装置は、気体流の圧損を補填するだけで、大量の気体流を発生し続けることが可能となる。従って、ナノファイバ製造装置のランニングコストを低減することが可能となる。また、搬送に使用された気体を再度利用するため、外部から大量の気体を新たに導入する必要が無く、工場内に複数台のナノファイバ製造装置を設置し、稼動させても、気体の供給量が不足することが無くなる。   As a result, the gas used for transporting the nanofiber is recovered by the recovery device after the solvent evaporating from the raw material liquid is returned to the gas flow generation device and again used for transporting the nanofiber. The generator can continue to generate a large amount of gas flow only by compensating for the pressure loss of the gas flow. Therefore, the running cost of the nanofiber manufacturing apparatus can be reduced. In addition, since the gas used for transportation is reused, there is no need to introduce a large amount of gas from the outside, and even if multiple nanofiber manufacturing devices are installed and operated in the factory, gas supply There is no shortage of quantity.

またさらに、前記案内装置と返還装置とを備える循環回路に外部から気体を導入する導入装置を備えることが好ましい。   Furthermore, it is preferable to provide an introduction device for introducing gas from the outside into a circulation circuit including the guide device and the return device.

これにより、循環回路から漏れる気体を補って、常に大量の気体流を安定して流し続けることが可能となる。   As a result, it is possible to compensate for the gas leaking from the circulation circuit and always keep a large amount of gas flow stably.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるナノファイバ製造装置は、原料液を空間中で延伸させ、ナノファイバを製造するナノファイバ製造方法であって、原料液を空間中に流出させる流出工程と、原料液を帯電させる帯電工程と、前記流出体から流出する原料液から製造されるナノファイバを搬送する気体流を発生させる気体流発生工程と、気体流と共にナノファイバを案内する案内工程と、気体流とナノファイバとを分離してナノファイバを収集する収集工程と、気体流を前記気体流発生装置に戻す返還工程と、原料液から蒸発した溶剤を気体流から分離して回収する回収工程とを含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention is a nanofiber manufacturing method for manufacturing a nanofiber by stretching a raw material liquid in a space, and an outflow step for flowing the raw material liquid into the space A charging step for charging the raw material liquid, a gas flow generating step for generating a gas flow for transporting the nanofibers manufactured from the raw material liquid flowing out from the effluent, and a guiding step for guiding the nanofiber together with the gas flow; A collecting step for separating the gas flow and the nanofibers to collect the nanofibers, a return step for returning the gas flow to the gas flow generating device, and a recovery for separating and recovering the solvent evaporated from the raw material liquid from the gas flow And a process.

これにより、ナノファイバの搬送に利用された気体は、原料液から蒸発する溶剤を回収装置で回収された後、気体流発生装置に戻され、再びナノファイバの搬送に供されるため、気体流発生装置は、気体流の圧損を補填するだけで、大量の気体流を発生し続けることが可能となる。従って、ナノファイバ製造装置のランニングコストを低減することが可能となる。また、搬送に使用された気体を再度利用するため、外部から大量の気体を新たに導入する必要が無く、工場内に複数台のナノファイバ製造装置を設置し、稼動させても、気体の供給量が不足することが無くなる。   As a result, the gas used for transporting the nanofiber is recovered by the recovery device after the solvent evaporating from the raw material liquid is returned to the gas flow generation device and again used for transporting the nanofiber. The generator can continue to generate a large amount of gas flow only by compensating for the pressure loss of the gas flow. Therefore, the running cost of the nanofiber manufacturing apparatus can be reduced. In addition, since the gas used for transportation is reused, there is no need to introduce a large amount of gas from the outside, and even if multiple nanofiber manufacturing devices are installed and operated in the factory, gas supply There is no shortage of quantity.

本願発明によれば、閉じた回路内で気体を循環させることで、少ないエネルギーで大量の気体流を発生させ、大量のナノファイバを搬送することが可能となる。   According to the present invention, by circulating a gas in a closed circuit, it is possible to generate a large amount of gas flow with a small amount of energy and to transport a large amount of nanofibers.

次に、本願発明にかかるナノファイバ製造装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Next, an embodiment of a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、ナノファイバ製造装置の実施の形態を一部切り欠いて示す平面図である。   FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a nanofiber manufacturing apparatus with a part cut away.

同図に示すように、ナノファイバ製造装置100は、放出装置101と、案内装置102と、収集装置103と、返還装置104と、回収装置105と、導入装置106と、隔離体107と、排気装置108とを備えている。   As shown in the figure, the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes a discharge device 101, a guide device 102, a collection device 103, a return device 104, a collection device 105, an introduction device 106, a separator 107, and an exhaust. Device 108.

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、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、製造に際しては原料液300が電気的に延伸しながらナノファイバ301に変化していくため、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 raw material liquid 300, and the manufactured nanofiber is referred to as a nanofiber 301. Since it changes to 301, the boundary between the raw material liquid 300 and the nanofiber 301 is ambiguous and cannot be clearly distinguished.

放出装置101は、帯電した原料液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る。   The discharge device 101 is a unit that can discharge the charged raw material liquid 300 and the manufactured nanofiber 301 on a gas flow.

図2は、放出装置の一部を切り欠いて示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing a part of the discharge device by cutting away.

図3は、放出装置の外観を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the discharge device.

これら図に示すように放出装置101は、流出装置110と、帯電装置111と、風洞体112と、気体流発生装置113と、供給路114とを備えている。   As shown in these drawings, the discharge device 101 includes an outflow device 110, a charging device 111, a wind tunnel body 112, a gas flow generation device 113, and a supply path 114.

流出装置110は、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、原料液300を遠心力により放射状に流出させる装置である。流出装置110は、流出体115と、回転軸体116と、モータ117とを備えている。   The outflow device 110 is a device that causes the raw material liquid 300 to flow out into the space. In the present embodiment, the outflow device 110 is a device that causes the raw material liquid 300 to flow out radially by centrifugal force. The outflow device 110 includes an outflow body 115, a rotating shaft body 116, and a motor 117.

流出体115は、原料液300を空間中に流出させるための部材であり、原料液300が通過する流出孔118が多数設けられる部材である。本実施の形態の場合、流出体115は、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118を多数備えている。流出体115は、貯留する原料液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115は、ベアリング119により回転可能に支持されている。   The outflow body 115 is a member for causing the raw material liquid 300 to flow out into the space, and is a member provided with a number of outflow holes 118 through which the raw material liquid 300 passes. In the case of the present embodiment, the effluent body 115 is a container that allows the raw material liquid 300 to flow out into the space by centrifugal force due to its rotation while the raw material liquid 300 is injected inward, and one end is closed. It has a cylindrical shape and is provided with a number of outflow holes 118 on the peripheral wall. The outflow body 115 is formed of a conductor in order to give a charge to the stored raw material liquid 300. The outflow body 115 is rotatably supported by a bearing 119.

具体的には、流出体115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115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115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115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 115 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 raw material liquid 300 and the nanofiber 301 by the gas flow described later, and if the weight balance is slightly deviated, for example, the rotational axis of the effluent 115 is deviated, a large vibration will occur. This is because a structure that firmly supports the outflow body 115 is required to suppress the vibration. On the other hand, if it is too small, the rotation for causing the 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 that the diameter of the outflow body 115 is adopted from a range of 20 mm or more and 100 mm or less.

また、流出孔118の形状は円形が好ましく、その直径は、流出体115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118があまりに小さすぎると原料液300を流出体115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118から流出する原料液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 118 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 115. This is because if the outflow hole 118 is too small, it is difficult to cause the raw material liquid 300 to flow out of the outflow body 115, and if it is too large, the unit of the raw material liquid 300 that flows out from one outflow hole 118. This is because the amount per hour becomes too large (that is, the thickness of the line formed by the flowing out raw material liquid 300 becomes too thick), making it difficult to manufacture the nanofiber 301 having a desired diameter.

なお、流出体115は、自身の回転による遠心力により原料液300を空間中に流出させる部材ばかりでなく、自身は静止しており、圧力がかけられた原料液300が流出孔118から流出する部材でもかまわない。また、遠心力により原料液300を流出させる流出体115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118が回転することにより、流出孔118から原料液300が遠心力で流出可能な形状であればよい。また、流出孔118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。   In addition, the outflow body 115 is not only a member that causes the raw material liquid 300 to flow out into the space by the centrifugal force of its own rotation, but is also stationary, and the pressurized raw material liquid 300 flows out from the outflow hole 118. A member may be used. Moreover, the shape of the outflow body 115 that causes the raw material liquid 300 to flow out by centrifugal force is not limited to a cylindrical shape, and may be a polygonal cylindrical shape having a polygonal cross section or a conical shape. It is sufficient that the raw material liquid 300 can flow out of the outflow hole 118 by centrifugal force by rotating the outflow hole 118. Further, the shape of the outflow hole 118 is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape or a star shape.

回転軸体116は、流出体115を回転させ遠心力により原料液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115の他端から流出体115の内部に挿通され、流出体115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117の回転軸と接続されている。回転軸体116は、モータ117と絶縁体120を介して接続されており、流出体115とモータ117とが電気的に絶縁状態となっている。   The rotating shaft body 116 is a shaft body for transmitting a driving force for rotating the outflow body 115 and causing the raw material liquid 300 to flow out by centrifugal force, and is inserted into the outflow body 115 from the other end of the outflow body 115. This is a rod-like body in which the closed portion and one end portion of the outflow body 115 are joined. The other end is connected to the rotating shaft of the motor 117. The rotating shaft 116 is connected to the motor 117 via the insulator 120, and the outflow body 115 and the motor 117 are electrically insulated.

これは、流出体115のアースとの接続が事故などにより切れた場合、モータ117を保護するためである。回転軸体116は、ベアリング119により回転可能に支持されている。   This is to protect the motor 117 when the connection of the effluent body 115 to the ground is broken due to an accident or the like. The rotating shaft body 116 is rotatably supported by a bearing 119.

モータ117は、遠心力により原料液300を流出孔118から流出させるために、回転軸体116を介して流出体115に回転駆動力を付与する装置である。なお、流出体115の回転数は、流出孔118の口径や使用する原料液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117と流出体115とが直動の時はモータ117の回転数は、流出体115の回転数と一致する。   The motor 117 is a device that applies a rotational driving force to the outflow body 115 via the rotating shaft body 116 in order to cause the raw material liquid 300 to flow out from the outflow hole 118 by centrifugal force. The number of revolutions of the outflow body 115 is selected from a range of several rpm or more and 10,000 rpm or less depending on the diameter of the outflow hole 118, the viscosity of the raw material liquid 300 to be used, the type of polymer substance in the raw material liquid, and the like. Preferably, when the motor 117 and the outflow body 115 are in direct motion as in the present embodiment, the rotational speed of the motor 117 matches the rotational speed of the outflow body 115.

帯電装置111は、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、帯電装置111は、帯電電極121と、帯電電源122と、接地装置123とを備えている。   The charging device 111 is a device that charges the raw material liquid 300 by applying an electric charge. In the case of the present embodiment, the charging device 111 includes a charging electrode 121, a charging power source 122, and a grounding device 123.

帯電電極121は、自身がアースに対し高い電圧もしくは低い電圧となることで、接地されている流出体115に電荷を誘導するための部材である。本実施の形態の場合、帯電電極121は、流出体115の周囲を取り囲むように配置される円環状の部材である。帯電電極121に正の電圧が印加されると流出体115には、負の電荷が誘導され、帯電電極121に負の電圧が印加されると流出体115には、正の電荷が誘導される。   The charging electrode 121 is a member for inducing charges to the grounded outflow body 115 when the charging electrode 121 is at a high voltage or a low voltage with respect to the ground. In the case of the present embodiment, the charging electrode 121 is an annular member arranged so as to surround the periphery of the outflow body 115. When a positive voltage is applied to the charging electrode 121, a negative charge is induced in the outflow body 115, and when a negative voltage is applied to the charging electrode 121, a positive charge is induced in the outflow body 115. .

帯電電極121の大きさは、流出体115の直径よりも大きい必要があるが、その直径は、50mm以上、1500mm以下の範囲から採用されることが好適である。なお、帯電電極121の形状は、円環状に限ったものではなく、流出体115の形状との関係によって、多角形の環状や平板状などであってもよい。また、帯電電極121の断面形状も矩形ばかりでなく丸形でもかまわない。   The size of the charging electrode 121 needs to be larger than the diameter of the outflow body 115, and the diameter is preferably selected from a range of 50 mm or more and 1500 mm or less. The shape of the charging electrode 121 is not limited to an annular shape, and may be a polygonal annular shape or a flat plate shape depending on the relationship with the shape of the outflow body 115. Further, the cross-sectional shape of the charging electrode 121 may be not only rectangular but also round.

接地装置123は、流出体115と電気的に接続され、流出体115を接地電位に維持することができる部材である。接地装置123の一端は、流出体115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 device 123 is a member that is electrically connected to the outflow body 115 and can maintain the outflow body 115 at the ground potential. One end of the grounding device 123 functions as a brush so that the electrical connection state can be maintained even when the outflow body 115 is in a rotating state, and the other end is connected to the ground.

帯電電源122は、帯電電極121に高電圧を印加することのできる電源である。帯電電源122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、逆極性の電位を印加した電極でナノファイバ301を誘引するような場合には、直流電源を採用することが好ましい。また、帯電電源122が直流電源である場合、帯電電源122が帯電電極121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。帯電電源122に負の電圧が印加される場合には、前記の印加する電圧の極性は、負になる。特に、流出体115と帯電電極との間の電界強度が重要であり、帯電電極121と流出体115との距離が最も近い空間において1KV/cm以上の電界強度になるように印加電圧を調整するのが好ましい。   The charging power source 122 is a power source that can apply a high voltage to the charging electrode 121. In general, the charging power source 122 is preferably a DC power source. In particular, when the charged polarity of the nanofiber 301 is not affected, the charged nanofiber 301 is used to attract the nanofiber 301 with an electrode to which a reverse polarity potential is applied. It is preferable to employ a DC power source. When the charging power source 122 is a direct current power source, the voltage applied by the charging power source 122 to the charging electrode 121 is preferably set from a value in the range of 10 KV or more and 200 KV or less. When a negative voltage is applied to the charging power source 122, the polarity of the applied voltage becomes negative. In particular, the electric field strength between the outflow body 115 and the charging electrode is important, and the applied voltage is adjusted so that the electric field strength is 1 KV / cm or more in the space where the distance between the charging electrode 121 and the outflow body 115 is the closest. Is preferred.

本実施の形態のように帯電装置111に一方の電極を接地電位とする誘導方式を採用すれば、流出体115を接地電位に維持したまま原料液300に電荷を付与することができる。流出体115が接地電位の状態であれば、流出体115に接続される回転軸体116やモータ117などの部材を流出体115から電気的に絶縁する必要が無くなり、流出装置110として簡単な構造を採用しうることになり好ましい。   If an induction method in which one electrode is grounded as the charging device 111 as in the present embodiment is adopted, charge can be imparted to the raw material liquid 300 while the effluent 115 is maintained at the ground potential. If the outflow body 115 is in a ground potential state, it is not necessary to electrically insulate members such as the rotating shaft body 116 and the motor 117 connected to the outflow body 115 from the outflow body 115, and the outflow device 110 has a simple structure. Can be adopted, which is preferable.

なお、帯電装置111として、流出体115に電源を接続し、流出体115を高電圧に維持し、帯電電極121を接地することで原料液300に電荷を付与してもよい。また、流出体115を絶縁体で形成すると共に、流出体115に貯留される原料液300に直接接触する電極を流出体115内部に配置し、当該電極を用いて原料液300に電荷を付与するものでもよい。このような流出体115に直接もしくは原料液に直接電極を配置する場合には、原料液に帯電する電荷の極性は、印加する電圧の極性と同じ極性になる。   Note that as the charging device 111, a charge may be applied to the raw material liquid 300 by connecting a power source to the effluent body 115, maintaining the effluent body 115 at a high voltage, and grounding the charging electrode 121. In addition, the outflow body 115 is formed of an insulator, and an electrode that directly contacts the raw material liquid 300 stored in the outflow body 115 is disposed inside the outflow body 115, and charges are applied to the raw material liquid 300 using the electrode. It may be a thing. In the case where an electrode is arranged directly on the effluent 115 or directly on the raw material liquid, the polarity of the charge charged in the raw material liquid is the same as the polarity of the applied voltage.

気体流発生装置113は、流出体115から流出される原料液300の飛行方向を変更し、ナノファイバ301を搬送して案内装置102の内方を通過させるための気体流を発生させる装置である。本実施の形態の場合、気体流発生装置113は、モータ117の背部に備えられ、モータ117から流出体115の先端に向かう気体流を発生させる。気体流発生装置113は、流出体115から径方向に流出される原料液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。気体流発生装置113としては、軸流ファンを備える送風機等を例示することができる。   The gas flow generation device 113 is a device that changes the flight direction of the raw material liquid 300 flowing out from the effluent body 115 and generates a gas flow for transporting the nanofiber 301 and passing the inside of the guide device 102. . In the case of the present embodiment, the gas flow generator 113 is provided on the back portion of the motor 117 and generates a gas flow from the motor 117 toward the tip of the effluent 115. The gas flow generating device 113 can generate wind power that can change the raw material liquid 300 flowing out from the outflow body 115 in the radial direction in the axial direction. In FIG. 2, the gas flow is indicated by arrows. As the gas flow generator 113, a blower provided with an axial fan can be exemplified.

なお、気体流発生装置113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、後述する返還装置104により風洞体112の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、ナノファイバ製造装置100は、積極的に気体流を発生させる気体流発生装置113を有しないこととなるが、何らかの装置により、風洞体112などの内方に気体流が発生していることをもってナノファイバ製造装置100が気体流発生装置113を備えているものとする。   Note that the gas flow generator 113 may be constituted by another blower such as a sirocco fan. Further, a gas flow may be generated inside the wind tunnel body 112 by the return device 104 described later. In this case, the nanofiber manufacturing apparatus 100 does not have the gas flow generation device 113 that actively generates a gas flow, but the gas flow is generated inside the wind tunnel body 112 or the like by some device. It is assumed that the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes the gas flow generation device 113.

風洞体112は、気体流発生装置113で発生した気体流を帯電電極121と流出体115との間に案内する導管である。本実施の形態の場合、風洞体112により案内された気体流は、帯電電極121の内側を通過しつつ、流出体115の流出孔118から流出された原料液300と交差し、原料液300の飛行方向を変更する。   The wind tunnel body 112 is a conduit that guides the gas flow generated by the gas flow generation device 113 between the charging electrode 121 and the outflow body 115. In the case of the present embodiment, the gas flow guided by the wind tunnel body 112 crosses the raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 118 of the outflow body 115 while passing through the inside of the charging electrode 121, and Change the flight direction.

さらにまた、放出装置101は、気体流制御装置124と、加熱装置125とを備えている。   Furthermore, the discharge device 101 includes a gas flow control device 124 and a heating device 125.

気体流制御装置124は、気体流発生装置113により発生する気体流が流出孔118の開口端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る。本実施の形態の場合、気体流制御装置124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。気体流制御装置124により、気体流が直接流出孔118に当たらないため、流出孔118から流出される原料液300が早期に蒸発して流出孔118を塞ぐことを可及的に防止し、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、気体流制御装置124は、流出孔118の風上に配置され気体流が流出孔118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 device 124 has a function of controlling the gas flow so that the gas flow generated by the gas flow generation device 113 does not hit the opening end of the outflow hole 118. In the case of the present embodiment, as the gas flow control device 124, an air passage body that guides the gas flow to flow in a predetermined region is employed. Since the gas flow does not directly hit the outflow hole 118 by the gas flow control device 124, the raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 118 is prevented from evaporating early and blocking the outflow hole 118 as much as possible. The liquid 300 can be kept flowing out stably. The gas flow control device 124 may be a wall-shaped windbreak wall that is disposed on the windward side of the outflow hole 118 and prevents the gas flow from reaching the vicinity of the outflow hole 118.

加熱装置125は、気体流発生装置113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、加熱装置125は、案内体126の内方に配置される円環状のヒータであり、加熱装置125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。加熱装置125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原料液300は、蒸発が促進され効率よくナノファイバ301を製造することが可能となる。   The heating device 125 is a heating source that heats the gas constituting the gas flow generated by the gas flow generating device 113. In the case of the present embodiment, the heating device 125 is an annular heater disposed inside the guide body 126, and can heat the gas passing through the heating device 125. By heating the gas flow with the heating device 125, evaporation of the raw material liquid 300 flowing out into the space is promoted, and the nanofiber 301 can be efficiently manufactured.

供給路114は、外部にある原料液300用タンク(図示せず)から流出体115内方に原料液300を供給するための経路である。本実施の形態の場合、供給路114は管体で形成されている。   The supply path 114 is a path for supplying the raw material liquid 300 to the inside of the outflow body 115 from an external tank for the raw material liquid 300 (not shown). In the case of this embodiment, the supply path 114 is formed of a tubular body.

図4は、案内装置の近傍を模式的に示す斜視図である。   FIG. 4 is a perspective view schematically showing the vicinity of the guide device.

案内装置102は、放出装置101から放出され、気体流によって搬送されるナノファイバ301を所定の場所に案内する風洞である。本実施の形態の場合、案内装置102は両端のみ開放された管体であり、案内体126と拡散体127とを備えている。   The guide device 102 is a wind tunnel that guides the nanofiber 301 discharged from the discharge device 101 and conveyed by a gas flow to a predetermined place. In the case of the present embodiment, the guide device 102 is a tubular body that is open only at both ends, and includes a guide body 126 and a diffuser 127.

案内体126は、円筒形状を成し、放出装置101のナノファイバ301が放出される側の開口形状と同じ開口形状を備え、放出装置101と一連に配置されている。   The guide body 126 has a cylindrical shape, has the same opening shape as the opening shape on the side where the nanofibers 301 of the discharge device 101 are discharged, and is arranged in series with the discharge device 101.

拡散体127は、案内体126に接続され、高密度状態のナノファイバ301を広く均等に拡散させ低密度状態とする導管であり、ナノファイバ301が案内される空間を滑らか、かつ、連続的に拡大することで、ナノファイバ301を搬送する気体流の速度とナノファイバ301の速度とを徐々に減速させるフード状の部材である。本実施の形態の場合、拡散体127は、案内体126の高さをそのまま維持し、幅のみ徐々に広がるフード形状となっている。   The diffuser 127 is a conduit that is connected to the guide 126 and diffuses the nanofibers 301 in a high-density state uniformly and uniformly into a low-density state. The space in which the nanofibers 301 are guided is smoothly and continuously. By expanding, it is a hood-like member that gradually reduces the velocity of the gas flow conveying the nanofiber 301 and the velocity of the nanofiber 301. In the case of the present embodiment, the diffuser 127 has a hood shape that maintains the height of the guide body 126 as it is and gradually expands only the width.

収集装置103は、案内装置102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る。本実施の形態の場合、収集装置103は、被堆積部材128と、巻回装置129と、供給装置130とを備えている。   The collection device 103 is a device for collecting the nanofibers 301 emitted from the guide device 102. In the case of the present embodiment, the collection device 103 includes a member to be deposited 128, a winding device 129, and a supply device 130.

被堆積部材128は、静電延伸現象により製造され気体流により搬送されるナノファイバ301と気体流とを分離し、ナノファイバ301のみが堆積する部材である。本実施の形態の場合、被堆積部材128は、堆積したナノファイバ301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り、気体流を容易に透過でき、ナノファイバ301を捕集しうる網状の部材である。具体的に被堆積部材128としては、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、被堆積部材128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を被堆積部材128から剥ぎ取る際の剥離性が向上するため好ましい。また、被堆積部材128は、ロール状に巻き付けられた状態で供給装置130から供給されるものとなっている。   The member 128 to be deposited is a member that separates the nanofiber 301 manufactured by the electrostatic stretching phenomenon and conveyed by the gas flow from the gas flow, and deposits only the nanofiber 301. In the case of the present embodiment, the member 128 to be deposited is a thin and flexible long sheet-like member made of a material that can be easily separated from the deposited nanofibers 301, and easily passes a gas flow. It is a net-like member that can collect the nanofibers 301. Specifically, as the member 128 to be deposited, a long cloth made of aramid fibers can be exemplified. Furthermore, it is preferable to apply a Teflon (registered trademark) coating on the surface of the member 128 to be deposited because the peelability when the deposited nanofiber 301 is peeled off from the member 128 to be deposited is improved. Further, the member to be deposited 128 is supplied from the supply device 130 while being wound in a roll shape.

巻回装置129は、被堆積部材128を移送することができる装置である。本実施の形態の場合、長尺の被堆積部材128を巻き取りながら供給装置130から引き出し、堆積するナノファイバ301と共に被堆積部材128を搬送するものとなっている。巻回装置129は、不織布状に堆積しているナノファイバ301を被堆積部材128とともに巻き取ることができるものとなっている。   The winding device 129 is a device that can transfer the member 128 to be deposited. In the case of the present embodiment, the member to be deposited 128 is transported along with the nanofiber 301 to be deposited while being drawn out from the supply device 130 while winding up the long member to be deposited 128. The winding device 129 can wind up the nanofiber 301 deposited in a nonwoven fabric shape together with the member 128 to be deposited.

また、ナノファイバ製造装置100は、帯電しているナノファイバ301を被堆積部材128に誘引するための誘引電極134と、誘引電源135とを備えている。   The nanofiber manufacturing apparatus 100 includes an attracting electrode 134 for attracting the charged nanofiber 301 to the deposition target member 128 and an attracting power source 135.

誘引電極134は、帯電したナノファイバ301を誘引するための電界を発生させるための電極である。本実施の形態の場合、誘引電極134には気体流を通過させることのできる金属製の網が採用されている。誘引電極134は、拡散体127の開口部全体に広がって設けられている。   The attracting electrode 134 is an electrode for generating an electric field for attracting the charged nanofiber 301. In the case of the present embodiment, a metal net capable of passing a gas flow is employed for the attracting electrode 134. The attracting electrode 134 is provided so as to spread over the entire opening of the diffuser 127.

誘引電源135は、誘引電極134を所定の電圧及び極性に維持することができる直流電源である。本実施の形態の場合、誘引電源135は、0V(接地状態)から200KV以下の範囲で自由に電圧と極性を変更することができる直流電源である。特に、帯電したナノファイバ301の帯電極性と異なる電圧を誘引電極134に印加することで、帯電したナノファイバ301の誘引電極134方向への回収を加速できる。   The attraction power source 135 is a DC power source that can maintain the attraction electrode 134 at a predetermined voltage and polarity. In the case of the present embodiment, the attracting power source 135 is a DC power source that can freely change the voltage and polarity in the range of 0 V (grounded state) to 200 KV or less. In particular, by applying a voltage different from the charged polarity of the charged nanofiber 301 to the attracting electrode 134, recovery of the charged nanofiber 301 toward the attracting electrode 134 can be accelerated.

本実施の形態では、誘引電極134は、金属製の網が採用されたが、これに限定するものではなく、板状の誘引電極や金属板の上に多数のブラシを形成したブラシ形状の誘引電極でもよい。前記気体流が被堆積部材128を通過して、誘引電極近傍を通って、吸引装置132に回収できればよい。   In the present embodiment, the attracting electrode 134 is a metal mesh, but the present invention is not limited to this. The attracting electrode 134 is a brush-shaped attracting electrode in which a large number of brushes are formed on a plate-shaped attracting electrode or a metal plate. It may be an electrode. It suffices that the gas flow passes through the deposition target member 128, passes through the vicinity of the attracting electrode, and can be collected by the suction device 132.

(図1の参照に戻る。)
返還装置104は、被堆積部材128を通過した気体流を収集し、気体流発生装置113に前記気体流を戻す装置である。本実施の形態の場合、返還装置104は、集中体131と、吸引装置132と、返還体133とを備えている。
(Return to the reference of FIG. 1)
The return device 104 is a device that collects the gas flow that has passed through the deposition target member 128 and returns the gas flow to the gas flow generation device 113. In the case of the present embodiment, the return device 104 includes a concentrating body 131, a suction device 132, and a return body 133.

集中体131は、拡散体127で広がった気体流を受け取り、吸引装置132に至るまでの間に気体流を集中させる部材であり、拡散体127とは逆向きの漏斗形状となっている。   The concentrator 131 is a member that receives the gas flow spread by the diffuser 127 and concentrates the gas flow until reaching the suction device 132, and has a funnel shape opposite to the diffuser 127.

吸引装置132は、被堆積部材128を通過する気体流を強制的に吸引する送風機である。吸引装置132は、シロッコファンや軸流ファンなどの送風機であって、被堆積部材128を通過して速度が落ちた気体流を高い速度に加速することのできる装置である。   The suction device 132 is a blower that forcibly sucks the gas flow passing through the member 128 to be deposited. The suction device 132 is a blower such as a sirocco fan or an axial fan, and is a device capable of accelerating a gas flow that has passed through the deposition target member 128 and has a reduced velocity to a high velocity.

返還体133は、吸引装置132から気体流発生装置113に至るまで、気体流を案内することのできる管体である。   The return body 133 is a tube body that can guide the gas flow from the suction device 132 to the gas flow generation device 113.

以上のように、気体流発生装置113と案内装置102と返還装置104とは、環状一連に接続されており、気体が循環する循環回路200を形成している。なお、返還装置104には吸引装置132が備えられているが、気体流発生装置113か吸引装置132のいずれか一方で十分な気体流を循環回路200内に発生させることができるのであれば、ナノファイバ製造装置100は、いずれか一方のみを備えてもかまわない。この場合いずれか一方が、気体流発生装置113の機能と吸引装置132の機能との両方を併せ持つことになる。また、気体流発生装置113と吸引装置132とによっても十分な気体流を得ることができない場合は、気体流を発生させる送風機などを循環回路200内に別途配置してもかまわない。   As described above, the gas flow generation device 113, the guide device 102, and the return device 104 are connected in a series of rings to form the circulation circuit 200 through which the gas circulates. The return device 104 is provided with a suction device 132, but if either the gas flow generator 113 or the suction device 132 can generate a sufficient gas flow in the circulation circuit 200, The nanofiber manufacturing apparatus 100 may include only one of them. In this case, either one has both the function of the gas flow generation device 113 and the function of the suction device 132. In addition, when a sufficient gas flow cannot be obtained by the gas flow generation device 113 and the suction device 132, a blower or the like that generates a gas flow may be separately arranged in the circulation circuit 200.

なお、十分な気体流とは毎分30立米程度の風量であると考えられる。   In addition, it is thought that sufficient gas flow is an air volume of about 30 m2 per minute.

回収装置105は、原料液300から蒸発した溶剤を気体流から分離して回収することのできる装置である。回収装置105に関しては、原料液300に用いられる溶剤の種類によって異なるが、例えば、気体を低温にして溶剤を結露させて回収する装置や、活性炭やゼオライトを用いて溶剤のみを吸着させる装置、液体などに溶剤を溶け込ませる装置やこれらを組み合わせた装置を例示できる。   The recovery device 105 is a device that can separate and recover the solvent evaporated from the raw material liquid 300 from the gas flow. The recovery device 105 differs depending on the type of solvent used in the raw material liquid 300. For example, a device that recovers a gas by condensing the solvent at a low temperature, a device that adsorbs only the solvent using activated carbon or zeolite, a liquid Examples thereof include an apparatus for dissolving a solvent in the apparatus and a combination of these apparatuses.

隔離体107は、気体流発生装置113と案内装置102と返還装置104とが環状一連に接続されて構成される循環回路200を包囲し、前記循環回路200が存在する空間とそれ以外の外空間とを隔離する壁や床や天井である。   The separator 107 surrounds the circulation circuit 200 configured by connecting the gas flow generation device 113, the guide device 102, and the return device 104 in a series of rings, and the space where the circulation circuit 200 exists and the other outer space. Walls, floors, and ceilings that isolate them.

隔離体107は、循環回路200回路から漏れ出る気体を隔離体107で包囲された空間に封じ込める機能を果たしており、これにより隔離体107の外方空間の清浄性や安全性を高めることが可能となる。   The separator 107 has a function of containing the gas leaking from the circulation circuit 200 circuit in the space surrounded by the separator 107, and thus it is possible to improve the cleanliness and safety of the outer space of the separator 107. Become.

導入装置106は、循環回路200の外部から気体を循環回路200の内方に導入し、循環回路200の内方を循環する気体と混合する装置である。本実施の形態では、導入装置106は、隔離体107の外方の気体を導入できるように隔離体107を貫通して設置されている。また、導入装置106は、循環回路200の内方に流通する気体の風量を計測する計測装置を備え(図示せず)、前記計測装置の計測結果が毎分27立米未満となれば、気体を循環回路200の外部から導入し、前記計測装置の計測結果が毎分33立米を越えると、気体の導入を停止することができる制御装置(図示せず)を備えている。なお、導入装置106は、気体の導入量を一定に固定してもよい。また、導入装置106は、気体の逆流を防止する逆流防止機構だけを備え、気体の導入量は気体流発生装置113や吸引装置132の性能に依存するものでも良い。   The introduction device 106 is a device that introduces gas into the inside of the circulation circuit 200 from the outside of the circulation circuit 200 and mixes it with the gas that circulates inside the circulation circuit 200. In the present embodiment, the introduction device 106 is installed through the separator 107 so that the gas outside the separator 107 can be introduced. The introducing device 106 also includes a measuring device (not shown) that measures the volume of gas flowing inward of the circulation circuit 200. If the measurement result of the measuring device is less than 27 m2 per minute, the introducing device 106 A control device (not shown) is provided which can be introduced from the outside of the circulation circuit 200 and can stop the introduction of gas when the measurement result of the measuring device exceeds 33 sq.m. The introducing device 106 may fix the amount of gas introduced to be constant. The introduction device 106 may include only a backflow prevention mechanism that prevents backflow of gas, and the amount of gas introduced may depend on the performance of the gas flow generation device 113 and the suction device 132.

排気装置108は、隔離体107で包囲された内空間から外空間へ気体を排気する装置である。本実施の形態の場合、排気装置108は、隔離体107の内空間の雰囲気に含まれる溶剤を除去する機能を備えている。   The exhaust device 108 is a device that exhausts gas from the inner space surrounded by the separator 107 to the outer space. In the case of the present embodiment, the exhaust device 108 has a function of removing the solvent contained in the atmosphere of the inner space of the separator 107.

ここで、ナノファイバ301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 substance constituting the nanofiber 301, 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, polyhydroxybutyric acid, polyvinyl acetate Le, 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.

原料液300に使用される溶剤としては、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、本願発明は上記溶剤に限定されるものではない。   Solvents used for the raw material liquid 300 include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, hexafluoroisopropanol, 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, 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, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfo Examples thereof include oxide, 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.

さらに、原料液300に骨材や可塑剤などの添加剤を添加してもよい。当該添加剤としては、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が、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。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、本願発明は上記添加剤に限定されるものではない。 Furthermore, an additive such as an aggregate or a plasticizer may be added to the raw material liquid 300. Examples of the additive include oxides, carbides, nitrides, borides, silicides, fluorides, sulfides, and the like. From the viewpoints of heat resistance and workability, oxides are preferably used. 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 Examples thereof include O 3 , Yb 2 O 3 , HfO 2 , Nb 2 O 5 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 additive.

溶剤と高分子物質との混合比率は、溶剤と高分子物質により異なるが、溶剤量は、約60重量%から98重量%の間が望ましい。   The mixing ratio of the solvent and the polymer material varies depending on the solvent and the polymer material, but the amount of the solvent is preferably between about 60 wt% and 98 wt%.

上記のように、溶剤蒸気が気体流により滞留することなく処理されるため、原料液300は、上記のように溶剤を50重量%以上含んでいても十分に蒸発し、静電延伸現象を発生させることが可能となる。従って、溶質である高分子が薄い状態からナノファイバ301が製造されるため、より細いナノファイバ301をも製造することが可能となる。また、原料液300の調整可能範囲が広がるため、製造されるナノファイバ301の性能の範囲も広くすることが可能となる。   As described above, since the solvent vapor is processed without being retained by the gas flow, the raw material liquid 300 is sufficiently evaporated even if it contains 50% by weight or more of the solvent as described above, and an electrostatic stretching phenomenon occurs. It becomes possible to make it. Therefore, since the nanofiber 301 is manufactured from a state in which the polymer as a solute is thin, it is possible to manufacture a thinner nanofiber 301. Moreover, since the adjustable range of the raw material liquid 300 is expanded, the performance range of the manufactured nanofiber 301 can be increased.

次に、上記構成のナノファイバ製造装置100を用いたナノファイバ301の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the nanofiber 301 using the nanofiber manufacturing apparatus 100 of the said structure is demonstrated.

まず、気体流発生装置113、及び、吸引装置132を稼動させ、循環回路200内方に一定方向の気体流を発生させる(気体流発生工程)(返還工程)。以上の状態で、循環回路200内の風量が毎分30立米となるようナノファイバ製造装置100を調整した。これにより、気体流は次のように循環する。気体流発生装置113→案内体126→拡散体127→被堆積部材128→集中体131→吸引装置132→回収装置105→返還体133→導入装置106→気体流発生装置113   First, the gas flow generator 113 and the suction device 132 are operated to generate a gas flow in a certain direction inside the circulation circuit 200 (gas flow generation process) (return process). In the above state, the nanofiber manufacturing apparatus 100 was adjusted so that the air volume in the circulation circuit 200 was 30 m 2 / min. Thereby, a gas flow circulates as follows. Gas flow generator 113 → Guide body 126 → Diffusion body 127 → Deposition member 128 → Concentrated body 131 → Suction device 132 → Recovery device 105 → Return body 133 → Introduction device 106 → Gas flow generator 113

次に、流出体115の内方に原料液300を供給する(原料液供給工程)。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114(図2、図3参照)を通過して流出体115の他端部から流出体115内部に供給される。具体的には、ナノファイバ301の材質はPVA(ポリビニルアルコール)を選定し、原料液300は、溶媒を水とし、水にPVAを10重量%で溶解したものを用いた。   Next, the raw material liquid 300 is supplied to the inside of the outflow body 115 (raw material liquid supply process). The raw material liquid 300 is separately stored in a tank (not shown), passes through the supply path 114 (see FIGS. 2 and 3), and is supplied into the effluent 115 from the other end of the effluent 115. Specifically, PVA (polyvinyl alcohol) was selected as the material of the nanofiber 301, and the raw material liquid 300 was a solution in which the solvent was water and PVA was dissolved in water at 10% by weight.

次に、帯電電源122により帯電電極121を正または負の高電圧とする。帯電電極121の中心に配置される流出体115には電荷が集中し、当該電荷が流出孔118を通過する原料液300に転移し、原料液300が帯電する(帯電工程)。   Next, the charging electrode 121 is set to a positive or negative high voltage by the charging power source 122. Charge concentrates on the outflow body 115 arranged at the center of the charging electrode 121, and the charge is transferred to the raw material liquid 300 passing through the outflow hole 118, and the raw material liquid 300 is charged (charging process).

前記帯電工程と同時期に流出体115をモータ117により回転させて、遠心力により流出孔118から帯電した原料液300を流出する(流出工程)。   At the same time as the charging step, the outflow body 115 is rotated by the motor 117, and the charged raw material liquid 300 flows out from the outflow hole 118 by centrifugal force (outflow step).

具体的には、外径がΦ60mmの流出体115を用いた。流出孔118は、周方向等間隔に108個設けられており、孔径は0.3mmであった。また、原料液300は、流出体115を2000rpmで回転させることにより流出させた。一方、帯電電極121は内径Φ600mmのものを用い、帯電電源122により帯電電極121を接地電位に対して負の60KVとした。これにより、流出体115には正の電荷が誘導され、正に帯電した原料液300が流出することとなる。   Specifically, an effluent 115 having an outer diameter of Φ60 mm was used. The 108 outflow holes 118 were provided at equal intervals in the circumferential direction, and the hole diameter was 0.3 mm. Moreover, the raw material liquid 300 was made to flow out by rotating the outflow body 115 at 2000 rpm. On the other hand, the charging electrode 121 having an inner diameter of Φ600 mm was used, and the charging electrode 121 was made negative 60 KV with respect to the ground potential by the charging power source 122. As a result, a positive charge is induced in the effluent 115, and the positively charged raw material liquid 300 flows out.

流出体115の径方向放射状に流出された原料液300は、気体流により飛行方向が変更され、気体流に乗り案内装置102に案内される。ここで、原料液300の帯電状態と帯電電極121とは逆極性であるため、クーロン力により引きつけられて帯電電極121の方向に向いて飛行しようとするが、帯電電極121に向かうほとんどの原料液300が気体流により方向が変えられ、案内体に向かって飛行することとなる。   The raw material liquid 300 that has flowed radially in the radial direction of the outflow body 115 is changed in flight direction by the gas flow and is guided to the guide device 102 in the gas flow. Here, since the charged state of the raw material liquid 300 and the charging electrode 121 are opposite in polarity, they are attracted by the Coulomb force and try to fly toward the charging electrode 121, but most of the raw material liquid toward the charging electrode 121. The direction of 300 is changed by the gas flow, and the aircraft 300 flies toward the guide body.

原料液300は静電延伸現象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)放出装置101から放出される。ここで、原料液300は、強い帯電状態(高い電荷密度)で流出しているため、静電延伸が容易に発生し、流出した原料液300のほとんどがナノファイバ301に変化していく。また、原料液300は、強い帯電状態(高い電荷密度)で流出しているため、静電延伸が何次にもわたって発生し、線径の細いナノファイバ301を大量に製造される。   The raw material liquid 300 is discharged from the discharge device 101 while manufacturing the nanofiber 301 by the electrostatic stretching phenomenon (nanofiber manufacturing process). Here, since the raw material liquid 300 flows out in a strong charged state (high charge density), electrostatic stretching easily occurs, and most of the raw material liquid 300 that flows out changes to the nanofibers 301. In addition, since the raw material liquid 300 flows out in a strongly charged state (high charge density), electrostatic stretching occurs over many orders, and a large amount of nanofibers 301 having a small wire diameter are manufactured.

また、前記気体流は、加熱装置125により加熱されており、原料液300の飛行を案内しつつ、原料液300に熱を与えて溶媒の蒸発を促進し静電延伸を促進している。   The gas flow is heated by the heating device 125, and while guiding the flight of the raw material liquid 300, heat is applied to the raw material liquid 300 to promote evaporation of the solvent and promote electrostatic stretching.

以上のようにして放出装置101から放出されるナノファイバ301は、案内装置102に導入される。そして、ナノファイバ301は、案内装置102の内方を気体流に搬送されながら収集装置103に向かって案内される(搬送工程)。   The nanofiber 301 emitted from the emission device 101 as described above is introduced into the guide device 102. Then, the nanofiber 301 is guided toward the collection device 103 while being conveyed in the gas flow inside the guide device 102 (conveying step).

拡散体127にまで搬送されたナノファイバ301は、ここで急速に速度が低下すると共に、均一な分散状態となる(拡散工程)。   The nanofibers 301 transported to the diffuser 127 are rapidly reduced in speed and are uniformly dispersed (diffusion process).

この状態において、被堆積部材128の背方に配置される吸引装置132は、蒸発した蒸発成分である溶剤と共に気体流を吸引し、ナノファイバ301を被堆積部材128上に誘引する(誘引工程)。また、電圧が印加された誘引電極134により電界が発生し、当該電界によってもナノファイバ301が誘引される(誘引工程)。   In this state, the suction device 132 disposed behind the member 128 to be deposited sucks the gas flow together with the solvent that is the evaporated component, and attracts the nanofiber 301 onto the member 128 to be deposited (attraction process). . In addition, an electric field is generated by the attracting electrode 134 to which a voltage is applied, and the nanofiber 301 is also attracted by the electric field (attraction process).

以上により、被堆積部材128により気体流から分けられてナノファイバ301が収集される(収集工程)。被堆積部材128は、巻回装置129によりゆっくり移送されているため、ナノファイバ301も移送方向に延びた長尺の帯状部材として回収される。   As described above, the nanofiber 301 is collected by being separated from the gas flow by the deposition target member 128 (collecting step). Since the member to be deposited 128 is slowly transferred by the winding device 129, the nanofiber 301 is also collected as a long belt-like member extending in the transfer direction.

被堆積部材128を通過した気体流は、吸引装置132により加速され、回収装置105に到達する。回収装置105では、気体流から溶剤成分を分離回収する(回収工程)。   The gas flow that has passed through the deposition target 128 is accelerated by the suction device 132 and reaches the recovery device 105. The recovery device 105 separates and recovers the solvent component from the gas stream (recovery process).

回収装置105を通過した気体流は、返還体133を通過して導入装置106を介して気体流発生装置113に返還される(返還工程)。これにより、溶剤の濃度が低下した気体流が再び気体流発生装置113によりナノファイバ301の搬送に供される。   The gas flow that has passed through the recovery device 105 passes through the return body 133 and is returned to the gas flow generation device 113 through the introduction device 106 (returning step). Thereby, the gas flow in which the concentration of the solvent is lowered is again supplied to the nanofiber 301 by the gas flow generator 113.

また、気体流の風量が不足している場合は、導入装置106により外気が導入され(導入工程)不足分が補われる。   When the air volume of the gas flow is insufficient, the introduction device 106 introduces outside air (introduction process) to compensate for the shortage.

風量が不足した分は循環回路200から外部に漏れだした気体の量である。当該気体は隔離体107の内方に放出され、排気装置108により、溶剤が回収されつつ外空間に排気される(排気工程)。   The shortage of air volume is the amount of gas leaked from the circulation circuit 200 to the outside. The gas is discharged to the inside of the separator 107, and the exhaust device 108 exhausts the solvent to the outer space while collecting the solvent (exhaust process).

以上のような構成のナノファイバ製造装置100を用い、以上のナノファイバ製造方法を実施することによって、原料液300の飛行方向の変更や、ナノファイバ301の搬送に用いられる気体流がナノファイバ製造装置100の外部に漏れにくくなる。従って、ナノファイバ製造装置100が設置される工場等の環境を良好に維持することが可能となる。   By using the nanofiber manufacturing apparatus 100 having the above-described configuration and performing the above nanofiber manufacturing method, the gas flow used for changing the flight direction of the raw material liquid 300 and transporting the nanofiber 301 is changed to nanofiber manufacturing. It becomes difficult to leak outside the apparatus 100. Therefore, it is possible to maintain a favorable environment such as a factory where the nanofiber manufacturing apparatus 100 is installed.

また、気体を循環回路200で循環させているため、気体流の風量を維持するには気体流発生装置113や吸引装置132により、理想的には損失分を補うだけでよい。従って、気体流を所定の風量で維持するためのランニングコストの上昇を抑え、省エネルギーに貢献することが可能となる。   Further, since the gas is circulated in the circulation circuit 200, it is only necessary to compensate for the loss by the gas flow generator 113 and the suction device 132 in order to maintain the air volume of the gas flow. Therefore, it is possible to suppress an increase in running cost for maintaining the gas flow with a predetermined air volume and contribute to energy saving.

しかも、大量の気体を外部から導入し、大量の気体を排気する必要が無いため、工場に気体を導入するための大きなスペースを確保する必要もなく、ナノファイバ製造装置100の設置スペースの小型化を図ることが可能となる。   Moreover, since it is not necessary to introduce a large amount of gas from the outside and exhaust a large amount of gas, it is not necessary to secure a large space for introducing the gas into the factory, and the installation space of the nanofiber manufacturing apparatus 100 can be reduced. Can be achieved.

回収装置105により常に溶剤が回収されるため、循環する気体の溶剤の濃度は所定値を超えることはなく、原料液300の蒸発を妨げたり、爆発の濃度に達したりすることを可及的に回避することが可能となる。   Since the solvent is always recovered by the recovery device 105, the concentration of the circulating gas solvent does not exceed a predetermined value, and it is possible to prevent evaporation of the raw material liquid 300 or reach the explosion concentration as much as possible. It can be avoided.

なお、上記実施の形態では、原料液300を遠心力を用いて流出させたが、本願発明はこれに限定されるわけではない。例えば、図5に示すように、原料液300に加えた圧力により流出孔118から原料液300を流出させるものでも良い。具体的に、ナノファイバ製造装置100は、直方体で両端部が開口した風洞体112と、前記風洞体112の一壁面に設けられ、流出孔118が先端に設けられるノズルが多数マトリクス状に設けられた流出体115と、風洞体112の一端開口部に設けられる気体流発生装置113と、流出体115と対向する面に風洞体112の一部として設けられる帯電電極121とを備えてもよい。   In the above embodiment, the raw material liquid 300 is caused to flow out using centrifugal force, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, the raw material liquid 300 may be discharged from the outflow hole 118 by the pressure applied to the raw material liquid 300. Specifically, the nanofiber manufacturing apparatus 100 has a rectangular parallelepiped wind tunnel body 112 that is open at both ends, and a plurality of nozzles that are provided on one wall surface of the wind tunnel body 112 and that have outlet holes 118 provided at the tip. The outflow body 115, the gas flow generating device 113 provided at one end opening of the wind tunnel body 112, and the charging electrode 121 provided as a part of the wind tunnel body 112 on the surface facing the outflow body 115 may be provided.

図6に示すように、放出装置101と案内装置102と収集装置103とを複数台並べて配置し、前記複数台の装置に対し、返還装置104と回収装置105と導入装置106とを共通で用いてもかまわない。また、これらを隔離体107で包囲される一つの空間内に設置し、排気装置108を共通で用いてもかまわない。   As shown in FIG. 6, a plurality of discharge devices 101, guide devices 102, and collection devices 103 are arranged side by side, and a return device 104, a recovery device 105, and an introduction device 106 are commonly used for the plurality of devices. It doesn't matter. Further, these may be installed in one space surrounded by the separator 107 and the exhaust device 108 may be used in common.

また、循環回路200の途中で、気体の湿度や温度を調整する調湿装置141や温度調整装置142を設けてもかまわない。   Further, in the middle of the circulation circuit 200, a humidity control device 141 or a temperature control device 142 that adjusts the humidity and temperature of the gas may be provided.

また、案内体126にナノファイバ301が流入するように、複数の放出装置101を配置して、大量のナノファイバ301を生成するように構成してもよい。このような場合には、導入装置106から各放出装置101に対して分岐通路を付けて、適当な風量が各放出装置101に流入するようにしてもよい。   Further, a plurality of emission devices 101 may be arranged so that the nanofibers 301 flow into the guide body 126 to generate a large amount of nanofibers 301. In such a case, a branch passage may be provided from the introduction device 106 to each discharge device 101 so that an appropriate amount of air flows into each discharge device 101.

なお、本願の実施形態においては、流出体115に対向する位置に帯電電極121を配置する構成を示したが、これに限定するものではなく、帯電電極121を取り除く、それに代わり、流出体115と誘引電極134間に電位差を設けて、流出体115の流出孔118から流出する原料液300を帯電させるように構成してもよく、本願発明で開示した内容と同じ効果を得ることができる。   In the embodiment of the present application, the configuration in which the charging electrode 121 is disposed at a position facing the outflow body 115 is shown. However, the present invention is not limited thereto, and the charging electrode 121 is removed. A potential difference may be provided between the attracting electrodes 134 to charge the raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 118 of the outflow body 115, and the same effect as disclosed in the present invention can be obtained.

本願発明はナノファイバの製造やナノファイバからなる不織布の製造やナノファイバからなる糸の製造に利用可能である。   The present invention can be used for the manufacture of nanofibers, the manufacture of nonwoven fabrics made of nanofibers, and the manufacture of yarns made of nanofibers.

ナノファイバ製造装置の実施の形態を一部切り欠いて示す平面図である。It is a top view which cuts off and shows part of embodiment of a nanofiber manufacturing apparatus. 放出装置の一部を切り欠いて示す平面図である。It is a top view which notches and shows a part of discharge | release apparatus. 放出装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the discharge | release apparatus. 案内装置の近傍を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the vicinity of a guide apparatus. 放出装置の他の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of discharge | release apparatus. ナノファイバ製造装置の別例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of a nanofiber manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100 ナノファイバ製造装置
101 放出装置
102 案内装置
103 収集装置
104 返還装置
105 回収装置
106 導入装置
107 隔離体
108 排気装置
110 流出装置
111 帯電装置
112 風洞体
113 気体流発生装置
114 供給路
115 流出体
116 回転軸体
117 モータ
118 流出孔
119 ベアリング
120 絶縁体
121 帯電電極
122 帯電電源
123 接地装置
124 気体流制御装置
125 加熱装置
126 案内体
127 拡散体
128 被堆積部材
129 巻回装置
130 供給装置
131 集中体
132 吸引装置
133 返還体
134 誘引電極
135 誘引電源
141 調湿装置
142 温度調整装置
200 循環回路
300 原料液
301 ナノファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Nanofiber manufacturing apparatus 101 Discharge apparatus 102 Guide apparatus 103 Collection apparatus 104 Return apparatus 105 Recovery apparatus 106 Introduction apparatus 107 Separator 108 Exhaust apparatus 110 Outflow apparatus 111 Charging apparatus 112 Wind tunnel body 113 Gas flow generation apparatus 114 Supply path 115 Outflow body 116 Rotating shaft 117 Motor 118 Outflow hole 119 Bearing 120 Insulator 121 Charging electrode 122 Charging power source 123 Grounding device 124 Gas flow control device 125 Heating device 126 Guide body 127 Diffuser 128 Deposited member 129 Winding device 130 Supply device 131 Concentrating body 132 Suction Device 133 Returning Body 134 Attracting Electrode 135 Attracting Power Supply 141 Humidity Controlling Device 142 Temperature Controlling Device 200 Circulating Circuit 300 Raw Material Liquid 301 Nanofiber

Claims (5)

原料液を空間中で延伸させ、ナノファイバを製造するナノファイバ製造装置であって、
原料液を空間中に流出させる流出孔を有する流出体と、
原料液を帯電させる帯電装置と、
前記流出体から流出する原料液から製造されるナノファイバを搬送する気体流を発生させる気体流発生装置と、
気体流と共にナノファイバを案内する案内装置と、
気体流とナノファイバとを分離してナノファイバを収集する収集装置と、
気体流を前記気体流発生装置に戻す返還装置と、
原料液から蒸発した溶剤を気体流から分離して回収する回収装置と
を備えるナノファイバ製造装置。
A nanofiber manufacturing apparatus for manufacturing nanofibers by stretching a raw material liquid in space,
An outflow body having an outflow hole for flowing the raw material liquid into the space;
A charging device for charging the raw material liquid;
A gas flow generator for generating a gas flow for transporting nanofibers produced from the raw material liquid flowing out of the effluent, and
A guiding device for guiding the nanofiber together with the gas flow;
A collection device for collecting the nanofibers by separating the gas flow and the nanofibers;
A return device for returning a gas flow to the gas flow generator;
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: a recovery device that separates and recovers a solvent evaporated from a raw material liquid from a gas stream.
さらに、
前記案内装置と前記返還装置とを備える循環回路に外部から気体を導入する導入装置を備える請求項1に記載のナノファイバ製造装置。
further,
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising an introduction device that introduces gas from outside into a circulation circuit including the guide device and the return device.
さらに、
前記循環回路を包囲し、前記循環回路が存在する空間とそれ以外の外空間とを隔離する隔離体と、
前記隔離体で包囲される内空間から外空間へ気体を排気する排気装置とを備え、
前記導入装置は、外空間から気体を前記循環回路に導入する
請求項2に記載のナノファイバ製造装置。
further,
An isolator that surrounds the circulation circuit and isolates the space in which the circulation circuit exists and the other external space;
An exhaust device for exhausting gas from the inner space surrounded by the separator to the outer space;
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the introduction device introduces a gas from an outer space into the circulation circuit.
原料液を空間中で延伸させ、ナノファイバを製造するナノファイバ製造方法であって、
原料液を空間中に流出させる流出工程と、
原料液を帯電させる帯電工程と、
前記流出体から流出する原料液から製造されるナノファイバを搬送する気体流を発生させる気体流発生工程と、
気体流と共にナノファイバを案内する案内工程と、
気体流とナノファイバとを分離してナノファイバを収集する収集工程と、
気体流を前記気体流発生装置に戻す返還工程と、
原料液から蒸発した溶剤を気体流から分離して回収する回収工程と
を含むナノファイバ製造方法。
A nanofiber production method for producing a nanofiber by stretching a raw material liquid in a space,
An outflow process for flowing the raw material liquid into the space;
A charging step for charging the raw material liquid;
A gas flow generating step for generating a gas flow for transporting nanofibers manufactured from the raw material liquid flowing out from the effluent, and
A guiding process for guiding the nanofiber together with the gas flow;
A collecting step of collecting the nanofibers by separating the gas flow and the nanofibers;
A return step for returning the gas flow to the gas flow generator;
And a recovery step of separating and recovering the solvent evaporated from the raw material liquid from the gas flow.
前記気体流発生工程において、新しい気体を導入する導入工程を含む請求項4に記載のナノファイバ製造方法。   The nanofiber manufacturing method according to claim 4, wherein the gas flow generation step includes an introduction step of introducing a new gas.
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