JP2012207351A - ナノファイバー不織布の製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送風機4及び排風機5を作動させ、ハウジング3内のノズル1と捕集材2との間に電圧を印加し、ノズル1からポリマー溶液を吐出させると、ノズル1からポリマー溶液が細い線状体として吐出される。静電爆発が生じて爆発的に延伸され、サブミクロンの直径を有するポリマーから成るナノファイバーFが効率的に生成する。
【選択図】図1
Description
第1,2図では、ポリマー溶液を細線状に吐出するための吐出部としてのノズル1と、該ノズル1から吐出して生成したナノファイバーを捕集する捕集部としての捕集材2とが包囲体としてのハウジング3内に配置されている。この実施の形態では、ハウジング3は円筒形、角筒形等の筒状であり、一端側に送風手段としての送風機4が配置され、他端側に気体吸引手段としての排風機5が設けられている。
第3図では、第1,2図の製造装置において、補助電極7をノズル1と捕集材2との間の吐出物飛翔ゾーンに、該飛翔ゾーンを取り巻くように配置している。補助電極7の形状は第1,2図と同一であり、補助電極7はノズル1と同軸に配置されている。ノズル1の先端と補助電極7との距離bと、前記距離aとの比b/aは0.3〜1.5特に0.5〜1.0程度が好適である。
[第4図のナノファイバー製造装置]
第4図では、複数枚の平板状の補助電極10をノズル1の周囲にノズル1を取り囲むように配置している。この実施の形態では、4枚の補助電極10をノズル1の周方向に90°毎に配置している。各補助電極10の板面はノズル1の軸心方向と平行である。その他の構成は第1,2図と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
[第5図のナノファイバー製造装置]
第5図では、ノズル1の周囲にノズル1と同軸状に多角筒状の補助電極11を設置している。補助電極11は六角筒状であるが、四角形以上であればよい。その他の構成は第1,2図と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
[第6図のナノファイバー製造装置]
第6図では、リング状の補助電極12をノズル1と同軸状に設置している。補助電極12の板面はノズル1の軸心線と垂直方向となっている。その他の構成は第1,2図と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
ナノファイバーの原料ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリエーテル、PTFE、CTFE、PFA、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素樹脂、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ポリオレフィン、ナイロン−6、ナイロン−66などのポリアミド、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、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、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリルニトリル、ポリエーテルニトリル、ポリビニルアルコールおよびこれらの共重合体などの素材が使用できるが、この限りではない。特に1種類の素材に限定されることはなく、必要に応じて種々の素材を選択できる。ただし、荷電性や導電性のポリマーは電界紡糸により捕集部における毛羽立ちが起こり易いので本発明の効果が顕著であり好適である。なお、荷電性や導電性のポリマーにポリオレフィン、ポリエーテル等の他のポリマーを混合してもよい。
本発明では、ノズルの加温用のヒータや、ノズルに供給されるポリマー溶液を30〜90℃特に30〜60℃程度に加温する加温器(ヒータや熱交換器など)を設けてもよい。このようにノズルやノズルに供給させるポリマー溶液を加温することにより、ポリマー溶液のゲル化や固化を防止し、ナノファイバー不織布を効率的に製造することができる。
[実施例1]
市販のNAFION10重量部と、ポリフッ化ビニリデン10重量部とをジメチルアセトアミド80重量部に溶解させてナノファイバー製造用ポリマー溶液を調製した。
ノズルからの噴出量:0.2mL/min
ノズル1の先端と捕集材2との距離a:135mm
ノズル1の先端と補助電極7との距離b:140mm
ハウジング断面積:1300cm2
送風量:30000L/min
排気風量:50000L/min
湿度:50%
温度:室温
ノズル1と捕集材2との間の印加電圧V1:30kV
ノズル1と補助電極7との間の印加電圧V2:20kV
実施例1において捕集部印加電圧V1を40kV、補助電極印加電圧V2を25kVとした他は同一条件にて不織布を製造した。その結果を表1に示す。表1の通り、放電することなく、安定して繊維を形成してムラなく十分な膜厚の不織布を製造することができた。
実施例1において補助電極を撤去し、捕集部印加電圧V1を30kVにしたこと以外は同一の条件にて不織布を製造を試みたが、作製物をSEM観察したところ、表1及び第8図の通り、繊維と液滴の混在物であった。補助電極がなく、捕集部印加電圧が30kVと低いため十分に繊維が構成されなかったものと考えられる。
実施例1において補助電極を撤去し、捕集部印加電圧V1を50kVにしたこと以外は同一条件にて不織布の製造を試みたが、作製物をSEM観察したところ、表1の通り、繊維と液滴の混在物であった。放電もなく安定して繊維を形成することはできたが不織布の膜厚に対する膜厚のバラツキが±17μmと若干大きくなった。送風によってある程度の毛羽立ちがおさえられるが、補助電極がないため部分的には毛羽立ちが生じたためと考えられる。
実施例1において補助電極を撤去し、捕集部印加電圧V1を60kVにしたこと以外は同一の条件にて不織布の製造を試みた。表1の通り、紡糸は可能であったが、製造途中で放電してしまい、連続製造が困難であった。補助電極がなく、また、捕集部への印加電圧V1を60kVに高めたためと考えられる。
実施例1において排風、送風を止めたこと以外は同一の条件にて不織布を製造を試みたが、表1の通り、作製した膜が毛羽立って舞い上がり、製造困難であった。送風による押さえつけがなかったため毛羽立ちが起こり、また排風がなかったために繊維の舞い上がりが起きたと考えられる。
実施例1において送風量を50000L/minとし、排風を止めたこと以外は同一の条件にて不織布を製造を試みたが、表1の通り、作製した膜が舞い上がり、製造困難であった。送風による押さえつけにより毛羽立ちは起こらなかったが、排風がなかったために繊維の舞い上がりが起きたと考えられる。
実施例1において送風を停止し、排風量を50000L/minとしたこと以外は同一の条件にて不織布を製造を試みたが、表1の通り、作製した繊維が毛羽立ち、製造困難であった。送風による押さえつけがなかったため毛羽立ちが起こったが、排風をしたため舞い上がりを防止できたと考えられる。
実施例1において補助電極印加電圧V2を0.5kV、捕集部印加電圧V1を30kVにしたこと以外は同一条件にて不織布の製造を試みたが、作製物をSEM観察したところ、第9図及び表1の通り、繊維と液滴の混在物であった。補助電極の印加電圧が著しく低かったため十分に繊維が形成されなかったと考えられる。
実施例1において補助電極印加電圧V2を60kV、捕集部印加電圧V1を30kVにしたこと以外は同一条件にて不織布の製造を試みた。表1の通り、紡糸可能であったが、製造途中で放電してしまい、連続製造が困難であった。補助電極の印加電圧V2がV1よりも高かったため放電したと考えられる。
実施例1において送風量を15000L/minとし、排風量を50000L/minとした他は同一条件にて不織布を製造した。結果を表1に示す。表1の通り、送風と排風の比がバランスしており舞い上がりと毛羽立ちを抑えられた。
実施例1において送風量を50000L/minとし、排風量を50000L/minとした他は同一条件にて不織布を製造した。結果を表1に示す。表1の通り、送風と排風の比がバランスしており舞い上がりと毛羽立ちを抑えられた。
実施例1において送風量を10000L/minとし、排風量を50000L/minとした他は同一条件にて不織布の製造を試みたが、表1の通り、作製した繊維が毛羽立ち、製造困難であった。排風量が低く、毛羽立ちを抑える効果が不十分であったためと考えられる。
実施例1において送風量を60000L/minとし、排風量を50000L/minとした他は同一条件にて不織布の製造を試みたが、表1の通り、捕集部に作製した繊維が捕集されるにつれて徐々に舞い上がり、製造困難であった。送風量に対して排風量が少ないため、送風/排風のバランスが悪くなり、繊維の舞い上がりが起こったと考えられる。
実施例1において電極の位置を第3図の通り、飛翔ゾーン周囲としたこと以外は同一条件にて不織布を製造した。その結果、表1の通り、放電することなく、安定して繊維を形成してムラなく十分な膜厚の不織布を製造することができた。
2 捕集材
3 ハウジング
4 送風機
5 排風機
6 ポリマー溶液供給用の配管
7 補助電極
8 電圧源
Claims (8)
- ナノファイバーの原料ポリマーを溶媒に溶解したポリマー溶液を吐出部から吐出させ、吐出物を、該吐出部との間に電圧が印加された捕集部の一側に向けて飛翔させてナノファイバーを生成させ、生成したナノファイバーを該捕集部で捕集してナノファイバー不織布とするナノファイバー不織布の製造方法において、
該捕集部を通風可能な構造とし、該捕集部の他側を気体吸引手段によって吸引すると共に、前記吐出部から捕集部に向う方向に送風手段によって送風するナノファイバー不織布の製造方法であって、
該吐出部の周囲又は吐出部と捕集部との間の吐出物飛翔ゾーンの周囲に補助電極を設け、該補助電極が吐出部と反対の電位となるように電圧を印加することを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。 - 請求項1又は2において、前記補助電極と吐出部との間の電位差を前記吐出部と捕集部との間の電位差の30〜100%とすることを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。
- 請求項1又は2において、該送風手段が発生させる風量を、該気体吸引手段が発生させる風量の30〜100%とすることを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記吐出物飛翔ゾーンの外周囲を包囲体で包囲することを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、原料ポリマーが荷電性又は導電性ポリマーであることを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。
- ナノファイバーの原料ポリマーを溶媒に溶解した溶液を吐出する吐出部と、
該吐出部からのナノファイバーを一側において捕集する捕集部と、
該吐出部と捕集部との間に電圧を印加する手段と、
を備えたナノファイバー不織布の製造装置において、
該捕集部を通風可能な構成とし、
該捕集部の他側を吸引する気体吸引手段と、
該吐出部から捕集部に向う方向に送風する送風手段と
該吐出部の周囲又は該吐出部と捕集部との間の吐出物飛翔ゾーンの周囲に設けられた補助電極と、
該補助電極に対し前記吐出部と反対の電位となるように電圧を印加する手段と、
をさらに備えたことを特徴とするナノファイバー不織布の製造装置。 - 請求項6において、前記吐出物飛翔ゾーンの外周囲を包囲する包囲体を備えたことを特徴とするナノファイバー不織布の製造装置。
- 請求項6又は7において、原料ポリマーが荷電性又は導電性ポリマーであることを特徴とするナノファイバー不織布の製造装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014101603A (ja) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Japan Vilene Co Ltd | 繊維集合体の製造方法及び製造装置 |
JP2016014202A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 花王株式会社 | 電界紡糸装置及びそれを備えたナノファイバ製造装置 |
JP2018080424A (ja) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 花王株式会社 | ナノファイバ製造装置及びナノファイバの製造方法 |
JP2021518884A (ja) * | 2018-04-19 | 2021-08-05 | パク, ジョン−スPARK, Jong−Su | 荷電溶液制御構造が改善された極細繊維製造用電界紡糸装置及びそのための溶液移送ポンプ |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020089094A1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-11 | James Kleinmeyer | Electro spinning of submicron diameter polymer filaments |
JP2005264374A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Japan Vilene Co Ltd | 静電紡糸法による繊維集合体の製造方法及び繊維集合体製造装置 |
JP2008223179A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子ウェブの製造方法及び装置 |
JP2009228168A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Panasonic Corp | ナノファイバ製造装置、およびナノファイバ製造方法 |
JP2012202010A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Kurita Water Ind Ltd | ナノファイバー不織布の製造方法及び装置 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020089094A1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-11 | James Kleinmeyer | Electro spinning of submicron diameter polymer filaments |
JP2005264374A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Japan Vilene Co Ltd | 静電紡糸法による繊維集合体の製造方法及び繊維集合体製造装置 |
JP2008223179A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子ウェブの製造方法及び装置 |
JP2009228168A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Panasonic Corp | ナノファイバ製造装置、およびナノファイバ製造方法 |
JP2012202010A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Kurita Water Ind Ltd | ナノファイバー不織布の製造方法及び装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014101603A (ja) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Japan Vilene Co Ltd | 繊維集合体の製造方法及び製造装置 |
JP2016014202A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 花王株式会社 | 電界紡糸装置及びそれを備えたナノファイバ製造装置 |
JP2018080424A (ja) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 花王株式会社 | ナノファイバ製造装置及びナノファイバの製造方法 |
JP2021518884A (ja) * | 2018-04-19 | 2021-08-05 | パク, ジョン−スPARK, Jong−Su | 荷電溶液制御構造が改善された極細繊維製造用電界紡糸装置及びそのための溶液移送ポンプ |
JP7062791B2 (ja) | 2018-04-19 | 2022-05-06 | ジョン-ス パク, | 荷電溶液制御構造が改善された極細繊維製造用電界紡糸装置及びそのための溶液移送ポンプ |
US11891724B2 (en) | 2018-04-19 | 2024-02-06 | Jong-Su Park | Electrospinning apparatus for producing ultrafine fibers having improved charged solution control structure and solution transfer pump therefor |
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