JP2011174202A - Apparatus and method for producing nanofiber - Google Patents

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Kazunobu Ishikawa
和宜 石川
Hiroto Sumita
寛人 住田
Takahiro Kurokawa
崇裕 黒川
Hiroyuki Tsuji
裕之 辻
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve production efficiency while keeping a quality of a produced nanofiber. <P>SOLUTION: An apparatus for a producing a nanofiber includes: a first storage space 111 storing a material solution 300; a first introduction hole 131 introducing the material solution 300 to the first storage space; a storage tank 101 having a plurality of outlet holes 132 which derive the material liquid 300 stored in the first storage space 111 and which are disposed to make a pressure of the material liquid 300, passing through the outlet holes 132, uniform; a second storage space 113 storing the material liquid 300; a second introduction hole 112 introducing the material liquid 300 derived from the first storage space 111 to the second storage space 113; and a plurality of discharge bodies 115 having a plurality of discharge holes 118 discharging the material liquid 300 stored in the second storage space 113 to an outer space. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本願発明は、静電延伸現象によりサブミクロンオーダーやナノオーダーの細さである繊維(ナノファイバ)を製造するナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法に関する。   The present invention relates to a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method for manufacturing a fiber (nanofiber) having a fineness of submicron order or nano order by electrostatic stretching phenomenon.

樹脂などから成り、サブミクロンスケールやナノスケールの直径を有する糸状(繊維状)物質を製造する方法として、静電延伸現象(エレクトロスピニング)を用いた方法が知られている。   As a method for producing a filamentous (fibrous) material made of a resin and having a submicron scale or nanoscale diameter, a method using an electrostatic stretching phenomenon (electrospinning) is known.

この静電延伸現象とは、溶媒中に樹脂などの溶質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(噴射)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。   This electrostatic stretching phenomenon means that a raw material liquid in which a solute such as a resin is dispersed or dissolved in a solvent is discharged (injected) into the space by a nozzle or the like, and an electric charge is applied to the raw material liquid to charge the space. This is a method of obtaining nanofibers by electrically stretching a raw material liquid in flight.

より具体的に静電延伸現象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媒が蒸発していく。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、溶媒は、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原料液が爆発的に線状に延伸される現象が生じる。これが静電延伸現象である。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オーダーやナノオーダーの樹脂から成るナノファイバが製造される。   The electrostatic stretching phenomenon will be described more specifically as follows. That is, the raw material liquid that has been 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 when the repulsive Coulomb force generated in the raw material liquid exceeds the surface tension of the raw material liquid, the raw material liquid explodes. The phenomenon that the film is stretched linearly occurs. This is the electrostatic stretching phenomenon. The electrostatic stretching phenomenon occurs geometrically in succession in the space, and thereby nanofibers made of a resin having a diameter of submicron order or nano order are manufactured.

以上のような静電延伸現象を用いてナノファイバを製造する装置の専らの課題として生産効率の向上が挙げられる。例えば、特許文献1に記載の発明は、矩形箱状の流出体の底面に多数の流出孔を設け、流出体内部に貯留されている原料液を多数の流出孔から一度に流出させることで、生産効率の向上を図っている。   Improvement of production efficiency can be cited as an exclusive problem of an apparatus for producing nanofibers using the electrostatic stretching phenomenon as described above. For example, the invention described in Patent Document 1 is provided with a large number of outflow holes on the bottom surface of a rectangular box-shaped outflow body, and by flowing out the raw material liquid stored inside the outflow body at a time from the many outflow holes, The production efficiency is improved.

特開2008−190090号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-190090

よりナノファイバの生産効率の向上を図ろうとする場合、特許文献1に記載の発明では、箱状の流出体を大きくし、貯留された原料液300を流出させる流出孔の数を増加させることが考えられる。ところが、単に流出孔の数を増加させるだけでは、流出孔間の流出量のバランスが崩れて、均一な原料液の流出を確保することが困難となり、生産されるナノファイバの繊維径や形成されるナノファイバの不織布の厚みが安定しないなどの問題が生じる。   In order to further improve the production efficiency of nanofibers, in the invention described in Patent Document 1, the box-shaped outflow body is enlarged, and the number of outflow holes through which the stored raw material liquid 300 flows out can be increased. Conceivable. However, simply increasing the number of outflow holes breaks the balance of the outflow amount between the outflow holes, making it difficult to ensure uniform outflow of the raw material liquid. There arises a problem that the thickness of the nanofiber nonwoven fabric is not stable.

また、複数の流出体を設けることが考えられるが、この場合、流出体間における貯留した原料液の量のバランスが崩れて、流出体間で均一な原料液の流出を確保することが困難となる。この場合も、生産効率はある程度向上するものの、生産されるナノファイバの繊維径や形成されるナノファイバの不織布の厚みが安定せず、ナノファイバの品質を高く維持することは困難である。   In addition, although it is conceivable to provide a plurality of outflow bodies, in this case, the balance of the amount of the raw material liquid stored between the outflow bodies is lost, and it is difficult to ensure uniform outflow of the raw material liquid between the outflow bodies. Become. In this case as well, although the production efficiency is improved to some extent, the fiber diameter of the produced nanofiber and the thickness of the formed nanofiber nonwoven fabric are not stable, and it is difficult to maintain the quality of the nanofiber high.

本願発明は上記問題点に基づきなされたものであり、空間中に一度に流出する原料液の量を増加させることができるにもかかわらず、流出孔から流出される原料液の状態を均一化でき、ナノファイバの品質を高く維持することができるナノファイバ製造装置、および、ナノファイバ製造方法の提供を目的とする。   The present invention has been made on the basis of the above-mentioned problems, and although the amount of the raw material liquid flowing out into the space at a time can be increased, the state of the raw material liquid flowing out from the outflow hole can be made uniform. An object of the present invention is to provide a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method capable of maintaining high quality of nanofibers.

上記目的を達成するために、本願発明にかかるナノファイバ製造装置は、原料液を空間中で電気的に延伸させて、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、原料液を貯留する第一貯留空間と、原料液を前記第一貯留空間に導入する第一導入孔と、前記第一貯留空間に貯留される原料液を導出する複数の導出孔であって、前記導出孔を通過する原料液の圧力が均等となるように配置される導出孔とを備える貯留槽と、原料液を貯留する第二貯留空間と、前記第一貯留空間から導出される原料液を前記第二貯留空間に導入する第二導入孔と、前記第二貯留空間に貯留される原料液を外部空間に流出させる複数の流出孔を備える複数の流出体と、前記流出体と所定の間隔を隔てて配置される帯電電極と、前記流出体と前記帯電電極との間に所定の電圧を印加する帯電電源とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention is a nanofiber manufacturing apparatus that manufactures nanofibers by electrically stretching a raw material liquid in a space, and stores the raw material liquid. A storage space, a first introduction hole for introducing the raw material liquid into the first storage space, and a plurality of outlet holes for extracting the raw material liquid stored in the first storage space, which pass through the outlet hole. A storage tank having a lead-out hole arranged so that the pressure of the raw material liquid is equal, a second storage space for storing the raw material liquid, and a raw material liquid derived from the first storage space to the second storage space And a plurality of outflow bodies having a plurality of outflow holes through which the raw material liquid stored in the second storage space flows out to the external space, and a predetermined distance from the outflow body. A charging electrode, the effluent and the charging electrode Characterized in that it comprises a charging power source for applying a predetermined voltage between.

これによれば、貯留槽に貯留された原料液は、複数の流出体に対し均一な状態で供給することができ、流出体の流出孔から外部空間に流出する原料液の流出量などの状態も均一化することができる。したがって、製造されるナノファイバの品質を高い状態で維持しつつ高い生産効率を確保することが可能となる。   According to this, the raw material liquid stored in the storage tank can be supplied to a plurality of outflow bodies in a uniform state, and the state such as the outflow amount of the raw material liquid flowing out from the outflow hole of the outflow body to the external space Can also be made uniform. Therefore, it is possible to ensure high production efficiency while maintaining the quality of the manufactured nanofiber in a high state.

さらに、前記貯留槽の導出孔と前記流出体の第二導入孔とを連結する複数の連結管であって、相互に形状が同一の連結管を備えることが好ましい。   Furthermore, it is preferable to provide a plurality of connecting pipes that connect the outlet hole of the storage tank and the second introduction hole of the outflow body, and have the same shape.

これによれば、連結管による原料液の圧力損失なども均一化することができ、外部空間に流出する原料液の均一化に寄与することが可能となる。また、連結管と接続される流出体を容易に組み替えることができるようになり、原料液300の種類などに柔軟に対応することが可能となる。さらに、一部の連結管をはずして導出孔に蓋をするなどの作業が容易に行え、ナノファイバを製造する領域の調整なども容易に行うことが可能となる。   According to this, the pressure loss of the raw material liquid due to the connecting pipe can be made uniform, and it is possible to contribute to the uniformization of the raw material liquid flowing out to the external space. In addition, the outflow body connected to the connecting pipe can be easily recombined, and the kind of the raw material liquid 300 can be flexibly dealt with. Furthermore, it is possible to easily perform operations such as removing a part of the connecting pipes and covering the outlet holes, and to easily adjust the region for manufacturing the nanofibers.

さらに、前記連結管は、真っ直ぐな円筒形状であることが好ましい。
これによれば、連結管による圧力損失を最小限に抑えつつ、連結管を備えることによる効果を全て享受することが可能となる。
Furthermore, it is preferable that the connecting pipe has a straight cylindrical shape.
According to this, it is possible to enjoy all the effects of providing the connecting pipe while minimizing the pressure loss due to the connecting pipe.

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかるナノファイバ製造方法は、原料液を空間中で電気的に延伸させて、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、原料液を貯留槽の内方に配置される第一貯留空間に貯留し、前記第一貯留空間に貯留される原料液を複数の導出孔によって均等な圧力で原料液を複数箇所に導出し、前記第一貯留空間から導出される原料液を複数の流出体の内方に配置される第二貯留空間にそれぞれ貯留し、前記第二貯留空間に貯留される原料液を複数の流出孔によって外部空間に流出させ、前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a nanofiber manufacturing method according to the present invention is a nanofiber manufacturing method for manufacturing nanofibers by electrically stretching a raw material liquid in a space, and storing the raw material liquid. The first storage space is stored in a first storage space disposed inside the tank, and the raw material liquid stored in the first storage space is led out at a plurality of locations with a plurality of outlet holes at an equal pressure, and the first storage The raw material liquid derived from the space is respectively stored in a second storage space disposed inside the plurality of outflow bodies, and the raw material liquid stored in the second storage space is discharged to the external space through the plurality of outflow holes. The raw material liquid flowing out from the effluent is charged by being charged.

これによれば、貯留槽に貯留された原料液は、複数の流出体に対し均一な状態で供給することができ、流出体の流出孔から外部空間に流出する原料液の流出量などの状態も均一化することができる。したがって、製造されるナノファイバの品質を高い状態で維持しつつ高い生産効率を確保することが可能となる。   According to this, the raw material liquid stored in the storage tank can be supplied to a plurality of outflow bodies in a uniform state, and the state such as the outflow amount of the raw material liquid flowing out from the outflow hole of the outflow body to the external space Can also be made uniform. Therefore, it is possible to ensure high production efficiency while maintaining the quality of the manufactured nanofiber in a high state.

本願発明によれば、空間中に一度に流出する原料液の量を増加させてナノファイバの生産効率を向上させても、流出孔から流出される原料液の状態を均一化でき、ナノファイバの品質を高く維持することが可能となる。   According to the present invention, even if the amount of the raw material liquid flowing out into the space at once is increased to improve the production efficiency of the nanofiber, the state of the raw material liquid flowing out from the outflow hole can be made uniform, It becomes possible to maintain high quality.

ナノファイバ製造装置を模式的に示す斜示図である。It is a perspective view which shows a nanofiber manufacturing apparatus typically. 貯留槽を一部切り欠いて模式的に示す斜示図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a storage tank partially cut away. 流出体を切り欠いて示す斜示図である。It is a perspective view which cuts and shows an outflow body. 流出体のバリエーションを示す斜示図である。It is an oblique view which shows the variation of an outflow body. 連結管のバリエーションと、貯留槽と流出体との位置関係のバリエーションを側方から示す平面図である。It is a top view which shows the variation of a connection pipe, and the variation of the positional relationship of a storage tank and an outflow body from a side. 貯留槽と流出体との位置関係のバリエーションを正面から断面で示す平面図である。It is a top view which shows the variation of the positional relationship of a storage tank and an outflow body in a cross section from the front. 流出体のバリエーションを示す斜示図である。It is an oblique view which shows the variation of an outflow body.

次に、本願発明に係るナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法を、図面を参照しつつ説明する。   Next, a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method 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を模式的に示す斜示図である。
同図に示すように、ナノファイバ製造装置100は、原料液300を空間中で電気的に延伸させて、ナノファイバ301を製造する装置であって、貯留槽101と、複数の連結管102と、複数の流出体115と、帯電電極121と、帯電電源122とを備えている。本実施の形態の場合さらに、ナノファイバ製造装置100は、供給手段107と、収集手段128と、誘引手段104とを備えている。さらに、ナノファイバ製造装置100は、移動手段129を備えている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a nanofiber manufacturing apparatus.
As shown in the figure, a nanofiber manufacturing apparatus 100 is an apparatus that manufactures nanofibers 301 by electrically stretching a raw material liquid 300 in a space, and includes a storage tank 101, a plurality of connecting pipes 102, and the like. , A plurality of outflow bodies 115, a charging electrode 121, and a charging power source 122. In the case of the present embodiment, the nanofiber manufacturing apparatus 100 further includes a supply unit 107, a collection unit 128, and an attracting unit 104. Furthermore, the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes a moving unit 129.

図2は、貯留槽を一部切り欠いて模式的に示す斜示図である。
同図に示すように、貯留槽101は、原料液300を一時的に貯留するタンクであり、第一貯留空間111と、第一導入孔131と、複数の導出孔132とを備えている。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a part of the storage tank.
As shown in the figure, the storage tank 101 is a tank that temporarily stores the raw material liquid 300, and includes a first storage space 111, a first introduction hole 131, and a plurality of outlet holes 132.

第一貯留空間111は、原料液300を一時的に貯留する空間であって、貯留槽101により全周囲が囲われて形成される空間である。   The first storage space 111 is a space for temporarily storing the raw material liquid 300 and is a space formed by being surrounded by the storage tank 101.

第一導入孔131は、原料液300を第一貯留空間111に導入するための孔であり、貯留槽101を貫通して形成される孔である。本実施形態の場合、第一導入孔131は、矩形の貯留槽101の天井部に設けられ、原料液300の供給路である案内管114(図1参照、内容は後述)と接続されるものとなっている。   The first introduction hole 131 is a hole for introducing the raw material liquid 300 into the first storage space 111 and is a hole formed through the storage tank 101. In the case of the present embodiment, the first introduction hole 131 is provided in the ceiling portion of the rectangular storage tank 101 and is connected to a guide tube 114 (see FIG. 1, the contents will be described later) which is a supply path for the raw material liquid 300. It has become.

導出孔132は、第一貯留空間111に貯留される原料液300を導出する孔であって、貯留槽101を貫通した状態で複数個設けられる孔である。また導出孔132は、各導出孔132に通過する原料液300の圧力が均等となるように貯留槽101に配置されている。本実施形態の場合、導出孔132は、貯留槽101の床面部に、貯留槽101の長さ方向(y方向)に沿って一列に配置されている。このように導出孔132が配置されることで、各導出孔132を通過する原料液300の圧力を均一化することが可能となる。また、導出孔132は、原料液300の経路を形成する連結管102と接続されるものとなっている。   The lead-out holes 132 are holes for leading the raw material liquid 300 stored in the first storage space 111, and a plurality of holes are provided in a state of penetrating the storage tank 101. The outlet holes 132 are arranged in the storage tank 101 so that the pressure of the raw material liquid 300 passing through the outlet holes 132 is equal. In the case of this embodiment, the lead-out holes 132 are arranged in a line along the length direction (y direction) of the storage tank 101 on the floor surface portion of the storage tank 101. By arranging the outlet holes 132 in this way, the pressure of the raw material liquid 300 passing through the outlet holes 132 can be made uniform. Further, the outlet hole 132 is connected to the connecting pipe 102 that forms the path of the raw material liquid 300.

なお、導出孔132は床面部ばかりでなく貯留槽101の側壁に設けてもかまわない。この場合、各導出孔132の高さが同じとなるように導出孔132を配置することが望ましい。これにより通過する原料液300の圧力を均一化することができる。   The outlet hole 132 may be provided not only on the floor portion but also on the side wall of the storage tank 101. In this case, it is desirable to arrange the outlet holes 132 so that the heights of the outlet holes 132 are the same. As a result, the pressure of the raw material liquid 300 passing through can be made uniform.

図3は、流出体を切り欠いて示す斜示図である。
流出体115は、原料液300の圧力(重力も含む場合がある)により原料液300を空間中に流出させるための部材であり、ナノファイバ製造装置100に複数個備えられている。各流出体115は、第二貯留空間113と、第二導入孔112と、流出孔118とを備えている。また、流出体115は、流出する原料液300に電荷を供給する電極としても機能しており、原料液300と接触する部分の少なくとも一部は導電性を備えた部材で形成される。本実施の形態の場合、流出体115全体が金属で形成されている。なお、金属の種類は導電性を備えておれば、特に限定されるものではなく、黄銅やステンレス鋼など任意の材料を選定しうる。
FIG. 3 is a perspective view with the effluent body cut away.
The outflow body 115 is a member for causing the raw material liquid 300 to flow out into the space by the pressure of the raw material liquid 300 (which may include gravity), and a plurality of the outflow bodies 115 are provided in the nanofiber manufacturing apparatus 100. Each outflow body 115 includes a second storage space 113, a second introduction hole 112, and an outflow hole 118. The outflow body 115 also functions as an electrode for supplying electric charge to the outflowing raw material liquid 300, and at least a part of the portion in contact with the raw material liquid 300 is formed of a conductive member. In the case of the present embodiment, the entire outflow body 115 is made of metal. In addition, if the kind of metal is provided with electroconductivity, it will not specifically limit, Arbitrary materials, such as brass and stainless steel, can be selected.

第二貯留空間113は、流出体115の内部に形成される空間であり、貯留槽101から供給される原料液300を貯留する空間である。また、第二貯留空間113は、複数の流出孔118に接続され、流出孔118に同時に原料液300を供給するものとなっている。本実施の形態の場合、第二貯留空間113は、ナノファイバ製造装置100に複数個備えられる流出体115のそれぞれに一つずつ設けられている。   The second storage space 113 is a space formed inside the outflow body 115 and is a space for storing the raw material liquid 300 supplied from the storage tank 101. The second storage space 113 is connected to the plurality of outflow holes 118 and supplies the raw material liquid 300 to the outflow holes 118 at the same time. In the case of the present embodiment, one second storage space 113 is provided for each of the outflow bodies 115 provided in the nanofiber manufacturing apparatus 100.

以上のように第二貯留空間113は、原料液300を流出孔118の近傍で一時的に貯留し、複数の流出孔118に均等な圧力で原料液300を供給する機能を備えており、これにより、各流出孔118から均等な状態で原料液300を流出させることが可能となる。従って、製造されるナノファイバ301の品質の空間的なムラを抑制することが可能となる。   As described above, the second storage space 113 has a function of temporarily storing the raw material liquid 300 in the vicinity of the outflow holes 118 and supplying the raw material liquid 300 to the plurality of outflow holes 118 with an equal pressure. Thus, the raw material liquid 300 can be allowed to flow out from each outflow hole 118 in an even state. Therefore, it is possible to suppress spatial unevenness in the quality of the manufactured nanofiber 301.

第二導入孔112は、第一貯留空間111から導出される原料液300を第二貯留空間113に導入する孔であり、流出体115を貫通して設けられる孔である。本実施形態の場合、ナノファイバ製造装置100に複数個備えられる流出体115の天井部にそれぞれ第二導入孔112が設けられている。また、第二導入孔112は、原料液300の経路を形成する連結管102と接続されるものとなっている。なお、第二導入孔112は天井部ばかりでなく流出体115の側壁に設けてもかまわない。   The second introduction hole 112 is a hole through which the raw material liquid 300 led out from the first storage space 111 is introduced into the second storage space 113, and is a hole provided through the outflow body 115. In the case of this embodiment, the 2nd introduction hole 112 is provided in the ceiling part of the outflow body 115 with which the nanofiber manufacturing apparatus 100 is equipped with two or more, respectively. The second introduction hole 112 is connected to the connecting pipe 102 that forms the path of the raw material liquid 300. Note that the second introduction hole 112 may be provided not only on the ceiling but also on the side wall of the outflow body 115.

流出孔118は、第二貯留空間113に貯留される原料液300を外部空間に流出させる孔であり、流出体115に複数個設けられている。本実施の形態の場合、流出孔118は、流出体115の長さ方向(y方向)に一列に並んで配置されている。また、流出孔118の先端にある開口部119も同様に、所定の間隔で一列に並んで配置されている。   The outflow holes 118 are holes through which the raw material liquid 300 stored in the second storage space 113 flows out to the external space, and a plurality of outflow holes 115 are provided in the outflow body 115. In the case of the present embodiment, the outflow holes 118 are arranged in a line in the length direction (y direction) of the outflow body 115. Similarly, the openings 119 at the tips of the outflow holes 118 are also arranged in a line at a predetermined interval.

流出孔118の孔長や孔径は、特に限定されるものではなく、原料液300の粘度などにより適した形状を選定すれば良い。具体的には、孔長は、0.1mm以上、5mm以下の範囲から選定されるのが好ましい。孔径は、0.1mm以上、2mm以下の範囲から選定されるのが好ましい。また、流出孔118の形状は、円筒形状に限定されるわけではなく、任意の形状を選定しうる。特に開口部119の形状は、円形に限定されるわけではなく、三角形や四角形などの多角形、星形など内側に突出する部分のある形状などでもかまわない。   The hole length and hole diameter of the outflow hole 118 are not particularly limited, and a shape suitable for the viscosity of the raw material liquid 300 may be selected. Specifically, the hole length is preferably selected from a range of 0.1 mm or more and 5 mm or less. The hole diameter is preferably selected from a range of 0.1 mm or more and 2 mm or less. Further, the shape of the outflow hole 118 is not limited to a cylindrical shape, and an arbitrary shape can be selected. In particular, the shape of the opening 119 is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape such as a triangle or a quadrangle, or a shape having a protruding portion such as a star shape.

流出孔118を挟むように配置される二つの側壁である側面部117は、開口部119近傍から延設され、起立状態で配置される流出体115の部分である。また、側面部117は、並んで配置されている流出孔118の配置方向に延びた状態で設けられており、全ての流出孔118を二つの側面部117で挟むように設けられている。また、側面部117は、図3に示すように、開口部119近傍から離れるに従い相互の間隔が広がるように配置されている。   The side surface portion 117 that is two side walls arranged so as to sandwich the outflow hole 118 is a portion of the outflow body 115 that extends from the vicinity of the opening 119 and is arranged in an upright state. Further, the side surface portion 117 is provided so as to extend in the arrangement direction of the outflow holes 118 arranged side by side, and is provided so as to sandwich all the outflow holes 118 between the two side surface portions 117. Further, as shown in FIG. 3, the side surface portions 117 are arranged so that the distance between them increases as the distance from the vicinity of the opening portion 119 increases.

流出体115は、上記側面部117を備えることで、イオン風の発生を抑制し、また、イオン風が発生したとしても、空間中に流出する原料液300と交差しない方向にイオン風を飛ばせることができるため、イオン風が影響を及ぼすことなく安定した状態でナノファイバ301を製造することが可能となる。   The outflow body 115 is provided with the side surface portion 117 so as to suppress the generation of the ionic wind, and even if the ionic wind is generated, the ionic wind can be blown in a direction not intersecting with the raw material liquid 300 flowing into the space. Therefore, the nanofiber 301 can be manufactured in a stable state without being affected by the ion wind.

また、側面部117は開口部119の近傍に向かって徐々に細くなるように配置されているため、開口部119の近傍に電荷が集中させやすく、原料液300に効率的に電荷を供給することができる。   Further, since the side surface portion 117 is arranged so as to become gradually thinner toward the vicinity of the opening portion 119, charges are easily concentrated in the vicinity of the opening portion 119, and the charges are efficiently supplied to the raw material liquid 300. Can do.

さらに、開口部119の周囲の空間を広く開放することができるため、帯電蒸気が充満することを回避することが可能となる。また、側面部117に沿った気体の流れが発生し、帯電蒸気の充満を積極的に回避しているとも考えられる。   Furthermore, since the space around the opening 119 can be widely opened, it is possible to avoid charging with charged vapor. Further, it is considered that a gas flow along the side surface portion 117 is generated and the charging vapor is actively avoided.

本実施の形態では、ナノファイバ製造装置100は、流出体115を4個備えているが、これらはすべて同一の形状であり、第二貯留空間113の形状も、第二導入孔112の形状も、流出孔118の形状も同一である。また、流出孔118の数も同じである。また、本実施の形態では、流出体115における第二導入孔112のXY平面における位置は、貯留槽101の対応する導出孔132のXY平面における位置と一致しており、すべての流出体115の第二導入孔112と導出孔132とのXY平面における位置関係は同様となっている。これにより、連結管102は、導出孔132から第二導入孔112に至るまでZ方向に真っ直ぐ配置されることとなる。さらに、連結管102の長さ(Z方向)、管断面積(管径)、は相互に相等しい、つまり、各連結管102の形状は等しい。   In the present embodiment, the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes four outflow bodies 115, all of which have the same shape, and the shape of the second storage space 113 and the shape of the second introduction hole 112 are both the same. The shape of the outflow hole 118 is also the same. The number of outflow holes 118 is also the same. Further, in the present embodiment, the position of the second introduction hole 112 in the effluent 115 in the XY plane coincides with the position of the corresponding outlet hole 132 of the storage tank 101 in the XY plane. The positional relationship in the XY plane between the second introduction hole 112 and the outlet hole 132 is the same. Thereby, the connecting pipe 102 is arranged straight in the Z direction from the outlet hole 132 to the second inlet hole 112. Furthermore, the length (Z direction) and the pipe cross-sectional area (tube diameter) of the connecting pipe 102 are equal to each other, that is, the shape of each connecting pipe 102 is the same.

帯電電極121は、流出体115と所定の間隔を隔てて配置され、自身が流出体115に対し高い電圧もしくは低い電圧となることで、流出体115に電荷を誘導するための電極である。本実施の形態の場合、帯電電極121は、ナノファイバ301を誘引する誘引手段104としても機能しており、流出体115の下端部と対向する位置に配置されている。従って、帯電電極121が流出体115に対して低い電位となると、流出体115には正の電荷が誘導され、原料液300は正に帯電する。逆に、帯電電極121が流出体115に対して高い電位となると、流出体115には負の電荷が誘導され、原料液300は、負に帯電する。   The charging electrode 121 is an electrode that is arranged at a predetermined distance from the effluent body 115 and induces electric charges to the effluent body 115 by itself becoming a high voltage or a low voltage with respect to the effluent body 115. In the case of the present embodiment, the charging electrode 121 also functions as an attracting means 104 for attracting the nanofiber 301 and is disposed at a position facing the lower end portion of the outflow body 115. Therefore, when the charging electrode 121 is at a low potential with respect to the effluent 115, a positive charge is induced in the effluent 115, and the raw material liquid 300 is positively charged. Conversely, when the charging electrode 121 is at a high potential with respect to the effluent 115, a negative charge is induced in the effluent 115, and the raw material liquid 300 is negatively charged.

なお、帯電電極121は、誘引手段104としての機能など複数の機能を有する必要は無い。例えば、帯電電極121と誘引手段104とが別々の構成であってもかまわない。   Note that the charging electrode 121 does not need to have a plurality of functions such as the function of the attracting means 104. For example, the charging electrode 121 and the attracting means 104 may have different configurations.

帯電電源122は、帯電電極121と流出体115との間に高電圧を印加することのできる電源である。本実施形態の場合、帯電電源122は、流出体115に電荷を誘導して原料液300を帯電させる機能を有するほか、帯電した原料液300やナノファイバ301を誘引する電界を発生させる誘引電源としての機能も有している。また、帯電電源122は、直流電源が採用されており、5KV以上、50KV以下の範囲の値から設定される電圧を発生することができるものとなっている。   The charging power source 122 is a power source that can apply a high voltage between the charging electrode 121 and the effluent body 115. In the case of the present embodiment, the charging power source 122 has a function of inducing an electric charge in the effluent 115 to charge the raw material liquid 300, and as an induction power source for generating an electric field that attracts the charged raw material liquid 300 and the nanofiber 301. It also has the function of The charging power source 122 employs a DC power source, and can generate a voltage set from a value in the range of 5 KV to 50 KV.

なお、帯電電源122は、誘引電源としての機能など複数の機能を有する必要は無い。例えば、帯電電極121と誘引手段104とが別々の構成であってもかまわない。   Note that the charging power source 122 does not need to have a plurality of functions such as a function as an attracting power source. For example, the charging electrode 121 and the attracting means 104 may have different configurations.

本実施の形態では、帯電電源122は、一方が流出体115に接続され、他方が接地されている。また、帯電電源122は、接地されている帯電電極121とアースを介して接続されている。これにより、帯電電源122は、流出体115と帯電電極121との間に0V(接地状態)から200KV以下の範囲で設定された電圧を印加することができるものとなっている。   In the present embodiment, one of the charging power sources 122 is connected to the outflow body 115 and the other is grounded. The charging power source 122 is connected to the grounded charging electrode 121 via the ground. As a result, the charging power source 122 can apply a voltage set in the range of 0 V (grounded state) to 200 KV or less between the effluent body 115 and the charging electrode 121.

なお、帯電電極121に電源を接続して帯電電極121を高電圧に維持し、流出体115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、帯電電極121と流出体115とのいずれも接地しないような接続状態であってもかまわない。   Alternatively, a power source may be connected to the charging electrode 121 to maintain the charging electrode 121 at a high voltage, and the effluent 115 may be grounded to apply a charge to the raw material liquid 300. Further, the charging electrode 121 and the outflow body 115 may be in a connection state in which neither is grounded.

収集手段128は、静電延伸現象により製造されるナノファイバ301を堆積させて収集する部材である。本実施の形態の場合、収集手段128は、例えば、ナノファイバを堆積させるポリエチレンのシートであり、ロール127に巻き付けられた状態で供給されている。   The collecting means 128 is a member that deposits and collects the nanofibers 301 manufactured by the electrostatic stretching phenomenon. In the case of the present embodiment, the collecting means 128 is, for example, a polyethylene sheet on which nanofibers are deposited, and is supplied in a state of being wound around a roll 127.

なお、収集手段128はこれに限定されるわけではない。例えば、収集手段128は、剛性のある板状の部材からなるものでもかまわない。また、ナノファイバ301の堆積物のみを利用する場合には、収集手段128の表面にテフロン(登録商標)コートを行うなど、ナノファイバ301を剥ぎ取る際の剥離性が高い収集手段128であってもよい。   The collecting unit 128 is not limited to this. For example, the collecting means 128 may be made of a rigid plate-like member. Further, when only the deposits of the nanofibers 301 are used, the collecting unit 128 has a high releasability when the nanofibers 301 are peeled off, such as performing a Teflon (registered trademark) coating on the surface of the collecting unit 128. Also good.

誘引手段104は、空間中で製造されたナノファイバ301を収集手段128に誘引するための装置である。本実施の形態の場合、誘引手段104は、帯電電極121としても機能する金属板であり、収集手段128の後方に配置されている。誘引手段104は、帯電しているナノファイバ301を電界により収集手段128に誘引する。つまり、誘引手段104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。   The attracting means 104 is an apparatus for attracting the nanofiber 301 manufactured in the space to the collecting means 128. In the case of the present embodiment, the attracting means 104 is a metal plate that also functions as the charging electrode 121 and is disposed behind the collecting means 128. The attracting means 104 attracts the charged nanofiber 301 to the collecting means 128 by an electric field. That is, the attracting means 104 is an electrode for generating an electric field for attracting the charged nanofiber 301.

なお、誘引手段104としては、電界で原料液300やナノファイバ301を誘引するのではなく、気体流により原料液300やナノファイバ301を誘引するものでもかまわない。また、電界と気体流とを併用して原料液300やナノファイバ301を誘引するものでもかまわない。   In addition, as the attracting means 104, the raw material liquid 300 and the nanofibers 301 may be attracted by a gas flow instead of attracting the raw material liquid 300 and the nanofibers 301 by an electric field. Further, the material liquid 300 and the nanofiber 301 may be attracted by using an electric field and a gas flow in combination.

移動手段129は、流出体115と、収集手段128とを相対的に移動させる装置である。本実施の形態の場合、流出体115は固定されており、収集手段128のみを移動するものとなっている。具体的に移送手段は、長尺の収集手段128を巻き取りながらロール127から引き出し、堆積するナノファイバ301と共に収集手段128を搬送するものとなっている。   The moving unit 129 is a device that relatively moves the outflow body 115 and the collecting unit 128. In the case of the present embodiment, the outflow body 115 is fixed, and only the collecting means 128 is moved. Specifically, the transfer means is configured to pull out the long collection means 128 from the roll 127 while winding it, and convey the collection means 128 together with the nanofibers 301 to be deposited.

なお、移動手段129は、収集手段128を移動させるばかりではなく、流出体115を収集手段128に対して移動させるものでもかまわない、また、移動手段129は、収集手段128を一定方向に移動させ、流出体115を往復動させるなど、任意の動作状態を例示することができる。また、開口部119の並び方向と直交する方向に収集手段128を移動させているが、それに限定するものではなく、開口部119の並び方向に収集手段128を移動させ、流出体115を開口部119の並び方向と直交する方向に往復動させるものであってもかまわない。   The moving means 129 may not only move the collecting means 128 but also move the effluent 115 relative to the collecting means 128. The moving means 129 moves the collecting means 128 in a certain direction. Arbitrary operation states, such as reciprocating the outflow body 115, can be exemplified. Further, although the collecting means 128 is moved in a direction orthogonal to the direction in which the openings 119 are arranged, the present invention is not limited to this, and the collecting means 128 is moved in the direction in which the openings 119 are arranged, and the effluent 115 is moved to the opening. You may make it reciprocate in the direction orthogonal to the arrangement direction of 119.

供給手段107は、図1に示すように、貯留槽101を介して流出体115に原料液300を供給する装置であり、原料液300を大量に貯留する容器151と、原料液300を所定の圧力で搬送するポンプ(図示せず)と、原料液300を案内する案内管114とを備えている。   As shown in FIG. 1, the supply means 107 is a device that supplies the raw material liquid 300 to the effluent 115 via the storage tank 101. The supply means 107 stores a large amount of the raw material liquid 300 in a container 151 and a predetermined amount of the raw material liquid 300. A pump (not shown) for conveying by pressure and a guide tube 114 for guiding the raw material liquid 300 are provided.

ここで、ナノファイバ301を構成する樹脂であって、原料液300に溶解、または、分散する溶質としては、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等の高分子物質を例示できる。また、上記より選ばれる一種でもよく、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、上記樹脂に限定されるものではない。   Here, the resin constituting the nanofiber 301, and the solute dissolved or dispersed in the raw material liquid 300 is 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 Coalesce, polycarbonate, polyarylate, polyester carbonate, polyamide, aramid, polyimide, polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid Collagen, polyhydroxybutyric acid, polyvinyl acetate, polypeptides and the like, and polymeric materials such as copolymers thereof can be exemplified. One 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 resin.

原料液300に使用される溶媒としては、揮発性のある有機溶剤などを例示することができる。具体的に例示すると、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、メチル−n−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、o−クロロトルエン、p−クロロトルエン、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、o−キシレン、p−キシレン、m−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、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、水等を挙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、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、本願発明に用いられる原料液300は上記溶媒を採用することに限定されるものではない。   Examples of the solvent used for the raw material liquid 300 include volatile organic solvents. Specific examples are 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, benzoate Propyl acid, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride, chloroform, o-chloroto Ene, p-chlorotoluene, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromoethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, acetic acid, benzene, Toluene, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, pyridine, water, etc. Can be shown. One kind selected from the above may be used, and a plurality of kinds may be mixed. In addition, the above is an illustration and the raw material liquid 300 used for this invention is not limited to employ | adopting the said solvent.

さらに、原料液300に無機質固体材料を添加してもよい。当該無機質固体材料としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を挙げることができるが、製造されるナノファイバ301の耐熱性、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、本願発明の原料液300に添加される物質は、上記添加剤に限定されるものではない。 Furthermore, an inorganic solid material may be added to the raw material liquid 300. Examples of the inorganic solid material include oxides, carbides, nitrides, borides, silicides, fluorides, sulfides, and the like. It is preferable to use an oxide. 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 the substance added to the raw material liquid 300 of this invention is not limited to the said additive.

原料液300における溶媒と溶質との混合比率は、選定される溶媒の種類と溶質の種類とにより異なるが、溶媒量は、約60重量%から98重量%の間が望ましい。好適には溶質が5〜30重量%となる。   The mixing ratio of the solvent and the solute in the raw material liquid 300 varies depending on the type of solvent selected and the type of solute, but the amount of solvent is preferably between about 60 wt% and 98 wt%. The solute is preferably 5 to 30% by weight.

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、供給手段107により案内管114を経て供給される原料液300を貯留槽101の内方に配置される第一貯留空間111に貯留する(第一貯留工程)。第一貯留空間111に貯留された原料液300は、複数の導出孔132によって均等な圧力で導出される。   First, the raw material liquid 300 supplied by the supply means 107 through the guide tube 114 is stored in the first storage space 111 disposed inside the storage tank 101 (first storage step). The raw material liquid 300 stored in the first storage space 111 is led out at a uniform pressure through the plurality of lead-out holes 132.

導出された原料液300は、各連結管102に均等な圧力を維持したまま流出体115に案内される。   The derived raw material liquid 300 is guided to the outflow body 115 while maintaining an equal pressure in each connecting pipe 102.

次に、第一貯留空間111から導出され各連結管102により案内された原料液300は、各流出体115の内方に配置される第二貯留空間113にそれぞれ貯留される(第二貯留工程)。以上により、各流出体115の第二貯留空間113に均等に原料液300が供給される。つまり、各流出体115の第二貯留空間113に貯留される原料液300の量は均等な状態で維持される。   Next, the raw material liquid 300 led out from the first storage space 111 and guided by the connection pipes 102 is stored in the second storage spaces 113 arranged inside the respective outflow bodies 115 (second storage step). ). As described above, the raw material liquid 300 is evenly supplied to the second storage space 113 of each outflow body 115. That is, the amount of the raw material liquid 300 stored in the second storage space 113 of each outflow body 115 is maintained in an equal state.

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と対向する流出体115の下端部に電荷が集中し、当該電荷が流出孔118を通過して空間中に流出する原料液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 lower end portion of the effluent 115 facing the charging electrode 121, and the charge passes through the outflow hole 118 and is transferred to the raw material liquid 300 flowing out into the space, so that the raw material liquid 300 is charged (charging process). .

前記帯電工程と第一貯留工程と第二貯留工程とはほぼ同時期に実施され、流出体115の流出孔118から帯電した原料液300が外部空間に流出する(流出工程)。   The charging process, the first storage process, and the second storage process are performed substantially simultaneously, and the charged raw material liquid 300 flows out from the outflow hole 118 of the outflow body 115 to the external space (outflow process).

ここで、各流出体115の第二貯留空間113に貯留される原料液300の量は均等な状態で維持されるため、各流出体115に設けられている各流出孔118から流出する原料液300も均等な状態で流出する。つまり、各流出孔118から流出する原料液300の圧力が均等であり、原料液300の単位時間あたりの流量も均等である。   Here, since the amount of the raw material liquid 300 stored in the second storage space 113 of each outflow body 115 is maintained in an equal state, the raw material liquid flowing out from each outflow hole 118 provided in each outflow body 115. 300 also flows out in an even state. That is, the pressure of the raw material liquid 300 flowing out from each outflow hole 118 is uniform, and the flow rate per unit time of the raw material liquid 300 is also uniform.

次にある程度空間中を飛行した原料液300に静電延伸現象が作用することによりナノファイバ301が製造される(ナノファイバ製造工程)。   Next, the nanofiber 301 is manufactured by an electrostatic stretching phenomenon acting on the raw material liquid 300 that has flew in the space to some extent (a nanofiber manufacturing process).

ここで、各流出孔118から流出した原料液300は、均等な太さで流出している。これにより、均等な繊維径のナノファイバ301が大量に製造される。   Here, the raw material liquid 300 flowing out from each outflow hole 118 flows out with an equal thickness. As a result, a large number of nanofibers 301 having a uniform fiber diameter are manufactured.

この状態において、収集手段128の背方に配置される誘引手段104と流出体115との間に発生する電界により、ナノファイバ301が収集手段128に誘引される(誘引工程)。   In this state, the nanofiber 301 is attracted to the collecting means 128 by the electric field generated between the attracting means 104 and the outflow body 115 arranged behind the collecting means 128 (attraction process).

以上により、収集手段128にナノファイバ301が堆積して収集される(収集工程)。収集手段128は、移動手段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。   Thus, the nanofiber 301 is deposited and collected on the collecting means 128 (collecting step). Since the collecting means 128 is slowly transferred by the moving means 129, the nanofiber 301 is also collected as a long belt-like member extending in the transfer direction.

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、高い生産効率を維持しつつ、品質の高いナノファイバ301を空間的にムラが発生することなく均一に製造することが可能となる。また、均等な繊維径のナノファイバ301からなる不織布を製造することが可能となる。   By using the nanofiber manufacturing apparatus 100 configured as described above and performing the above nanofiber manufacturing method, high quality nanofibers 301 are not spatially uneven while maintaining high production efficiency. It becomes possible to manufacture uniformly. Moreover, it becomes possible to manufacture the nonwoven fabric which consists of the nanofiber 301 of a uniform fiber diameter.

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるわけではない。例えば図4に示すように、流出体115は、箱形でもかまわない。また、図5に示すように、貯留槽101と流出体115とを曲がった連結管102で連結してもかまわない。また、図6に示すように、連結管102を用いずに貯留槽101の導出孔132と流出体115の第二導入孔112とを直接接続するものでもかまわない。また、流出体115はその長手方向に並べて配置されるものでなくともよい。例えば、図7に示すように、流出体115の長手方向と交差する方向に複数の流出体115を並べて配置してもよい。この場合、貯留槽101の長手方向と、流出体115の長手方向は交差する。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as shown in FIG. 4, the effluent body 115 may be box-shaped. In addition, as shown in FIG. 5, the storage tank 101 and the outflow body 115 may be connected by a bent connection pipe 102. Further, as shown in FIG. 6, the lead-out hole 132 of the storage tank 101 and the second introduction hole 112 of the outflow body 115 may be directly connected without using the connecting pipe 102. Moreover, the outflow body 115 does not need to be arranged side by side in the longitudinal direction. For example, as shown in FIG. 7, a plurality of outflow bodies 115 may be arranged side by side in a direction crossing the longitudinal direction of the outflow bodies 115. In this case, the longitudinal direction of the storage tank 101 and the longitudinal direction of the outflow body 115 intersect.

また、本願発明は、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明の一例としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の趣旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。また、「同一」や「均等」などの文言は本願発明の趣旨を逸脱しない程度の誤差を許容する意味で使用している。   Further, the present invention may be another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification as an example of the present invention. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meaning described in the claims. included. Further, terms such as “identical” and “equal” are used in a sense that allows an error that does not depart from the spirit of the present invention.

本願発明は、ナノファイバの製造やナノファイバを用いた紡糸、不織布の製造に利用可能である。   The present invention can be used for producing nanofibers, spinning using nanofibers, and producing nonwoven fabrics.

100 ナノファイバ製造装置
101 貯留槽
102 連結管
104 誘引手段
107 供給手段
111 第一貯留空間
112 第二導入孔
113 第二貯留空間
114 案内管
115 流出体
118 流出孔
119 開口部
121 帯電電極
122 帯電電源
127 ロール
128 収集手段
129 移動手段
131 第一導入孔
132 導出孔
151 容器
300 原料液
301 ナノファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Nanofiber manufacturing apparatus 101 Storage tank 102 Connection pipe 104 Attraction means 107 Supply means 111 First storage space 112 Second introduction hole 113 Second storage space 114 Guide pipe 115 Outflow body 118 Outflow hole 119 Opening part 121 Charging electrode 122 Charging power 127 Roll 128 Collecting means 129 Moving means 131 First introduction hole 132 Outlet hole 151 Container 300 Raw material liquid 301 Nanofiber

Claims (5)

原料液を空間中で電気的に延伸させて、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、
原料液を貯留する第一貯留空間と、原料液を前記第一貯留空間に導入する第一導入孔と、前記第一貯留空間に貯留される原料液を導出する複数の導出孔であって、前記導出孔を通過する原料液の圧力が均等となるように配置される導出孔とを備える貯留槽と、
原料液を貯留する第二貯留空間と、前記第一貯留空間から導出される原料液を前記第二貯留空間に導入する第二導入孔と、前記第二貯留空間に貯留される原料液を外部空間に流出させる複数の流出孔を備える複数の流出体と、
前記流出体と所定の間隔を隔てて配置される帯電電極と、
前記流出体と前記帯電電極との間に所定の電圧を印加する帯電電源と
を備えるナノファイバ製造装置。
A nanofiber manufacturing apparatus for manufacturing nanofibers by electrically stretching a raw material liquid in a space,
A first storage space for storing the raw material liquid, a first introduction hole for introducing the raw material liquid into the first storage space, and a plurality of outlet holes for extracting the raw material liquid stored in the first storage space, A storage tank comprising a lead-out hole arranged so that the pressure of the raw material liquid passing through the lead-out hole is equal;
A second storage space for storing the raw material liquid; a second introduction hole for introducing the raw material liquid derived from the first storage space into the second storage space; and a raw material liquid stored in the second storage space. A plurality of outflow bodies having a plurality of outflow holes for flowing out into the space;
A charging electrode disposed at a predetermined interval from the effluent body;
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: a charging power source that applies a predetermined voltage between the effluent and the charging electrode.
さらに、
前記貯留槽の導出孔と前記流出体の第二導入孔とを連結する複数の連結管であって、相互に形状が同一の連結管
を備える請求項1に記載のナノファイバ製造装置。
further,
2. The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 1, comprising a plurality of connecting pipes connecting the lead-out hole of the storage tank and the second introduction hole of the outflow body, the connecting pipes having the same shape.
前記連結管は、真っ直ぐな円筒形状である
請求項2に記載のナノファイバ製造装置。
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the connection pipe has a straight cylindrical shape.
さらに、
空間中で製造されるナノファイバを収集する収集手段と、
前記収集手段にナノファイバを誘引する誘引手段と
を備える請求項1に記載のナノファイバ製造装置。
further,
A collection means for collecting nanofibers produced in space;
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising an attracting unit that attracts the nanofiber to the collecting unit.
原料液を空間中で電気的に延伸させて、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、
原料液を貯留槽の内方に配置される第一貯留空間に貯留し、
前記第一貯留空間に貯留される原料液を複数の導出孔によって均等な圧力で原料液を複数箇所に導出し、
前記第一貯留空間から導出される原料液を複数の流出体の内方に配置される第二貯留空間にそれぞれ貯留し、
前記第二貯留空間に貯留される原料液を複数の流出孔によって外部空間に流出させ、
前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる
ナノファイバ製造方法。
A nanofiber manufacturing method for manufacturing a nanofiber by electrically stretching a raw material liquid in a space,
The raw material liquid is stored in the first storage space arranged inside the storage tank,
Deriving the raw material liquid stored in the first storage space at a plurality of locations with a plurality of outlet holes at an equal pressure,
Each of the raw material liquid derived from the first storage space is stored in a second storage space arranged inside a plurality of outflow bodies,
The raw material liquid stored in the second storage space is caused to flow out to the external space through a plurality of outflow holes,
A nanofiber manufacturing method in which a charge is applied to a raw material liquid flowing out from the effluent to be charged.
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