JP2012529575A - 電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置 - Google Patents

電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012529575A
JP2012529575A JP2012514888A JP2012514888A JP2012529575A JP 2012529575 A JP2012529575 A JP 2012529575A JP 2012514888 A JP2012514888 A JP 2012514888A JP 2012514888 A JP2012514888 A JP 2012514888A JP 2012529575 A JP2012529575 A JP 2012529575A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
electrospinning
nozzle
raw material
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012514888A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5281197B2 (ja
Inventor
セオ、インヨン
ジョ、ビュンワン
スー、サンチュル
キム、チャン
キム、チョルヒョン
リー、シュンフン
キム、ジェイワン
Original Assignee
アモグリーンテック カンパニー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アモグリーンテック カンパニー リミテッド filed Critical アモグリーンテック カンパニー リミテッド
Publication of JP2012529575A publication Critical patent/JP2012529575A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5281197B2 publication Critical patent/JP5281197B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/02Spinnerettes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0069Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/06Distributing spinning solution or melt to spinning nozzles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

【課題】一般電気紡糸と空気電気紡糸を選択的に行えるようにした、電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置を提供する。
【解決手段】本発明の電気紡糸用噴射ノズルは、互いに分離可能に取り付けられるノズル体部材とエアジャケット部材、および前記エアジャケット部材の噴射孔を介して前記ノズル体部材の下部面に結合される針部材を含んでなる。本発明の電気紡糸装置は、針部材を介して繊維原料液を吐き出しながら空気と共に噴射するエア電気紡糸を基本とし、前記エアジャケット部材を分離すると、針部材の端部が、空気噴射なしで一般電気紡糸を安定的に行える長さだけ露出するのである。
【選択図】図3

Description

本発明は、電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置に係り、さらに詳しくは、純粋電気紡糸と空気電気紡糸を選択的に行えるようにした、電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置に関する。
一般に、電気紡糸とは、電圧の印加された繊維溶液を排出させて微細な直径の繊維を得ることをいう。
このような電気紡糸は、表面張力によって毛細管の端部にできた水滴に高電圧を与えるときに水滴の表面から微細フィラメントが放出される静電スプレー過程から変形したものである。
前記電気紡糸は、充分な粘度を持つ高分子溶液または溶融体に静電気力が与えられることにより繊維が形成される現象を利用したものであって、繊維原料液から微細な直径の繊維を得ることができる。よって、近年、前記電気紡糸は直径数〜数百nmのナノ繊維の製造に用いられている。
前記ナノ繊維は、従来の極細糸と比較して単位体積あたりの表面積が大きく、多様な表面特性や構造を持つ特性があって電気・電子及び環境・生命などの先端産業の必須素材として採用されており、その使用範囲が環境産業用濾過材、電気・電子産業用素材、医療用生体材料などに拡大しつつある。
前記ナノ繊維は、通常、空気で繊維原料液を噴射する電気紡糸用噴射ノズルを用いて製造している。
電気紡糸用噴射ノズルは、紡糸口金のボディ内に設けられ、繊維原料液を吐き出す原料液吐出し部と、紡糸口金のボディから前記原料液吐出し部の周りに設けられ、前記原料液吐出し部の周りから下部に連通した空気噴射孔を有する空気ノズル部とを含んでなり、原料液吐出し部から吐き出される繊維原料液を、空気噴射孔を介して原料液吐出し部の外側から下部への方向に供給される圧縮空気と共に噴射するのである。
また、前記電気紡糸装置は、前記電気紡糸用噴射ノズルから紡糸された繊維を捕集するコレクターを含む。
前記電気紡糸装置は、前記電気紡糸用噴射ノズルとコレクターにそれぞれ+電極と−電極を連結して電圧差による電気紡糸を行うものである。
前記電気紡糸用ノズルは、直径数〜数百nmのナノ繊維を電気紡糸するために繊維原料液を圧縮空気と共に噴射している。
前記電気紡糸用ノズルは、噴射が円滑に行われるように原料液吐出し部の端部が空気噴射孔内に挿入されるように設けられる。
ところが、前記電気紡糸用ノズルは、繊維原料液のみを吐き出させる一般電気紡糸を行う場合、繊維原料液が吐き出されながら紡糸された繊維が空気噴射孔に引っかかって空気噴射孔を塞ぐという問題点があり、高圧の空気噴射を介して、数〜数百nmの微細直径を有するナノ繊維を製造するときにのみ使用されるという問題点がある。
他の電気紡糸用ノズルは、前記原料液吐出し部の端部が空気噴射孔の外側に突出するようにしたものも提案されたことがある。
ところが、前記他の電気紡糸ノズルは、安定な電気紡糸のために原料液吐出し部の突出長さが1〜3mmに制限され、このような突出長さでは空気噴射なしで繊維原料液のみを吐き出させて純粋電気紡糸を行うことができないのである。
すなわち、繊維原料液のみを吐き出させて純粋電気紡糸する純粋電気紡糸用ノズルと、空気を供給して空気電気紡糸する電気紡糸用ノズルは、別途製作されて使用されているのである。
したがって、電気紡糸装置で繊維原料液のみを吐き出させて純粋電気紡糸する純粋電気紡糸用ノズルと空気を供給して空気電気紡糸する電気紡糸用ノズルをそれぞれ用いて、繊維直径の異なる多様な形態の組織層を有する製品を製造する場合、2タイプのノズルを別途備えなければならないので、高い設備費がかかり、作業中に電気紡糸用ノズルを随時取り替えて使用しなければならないという弊害があった。
また、前述した従来の電気紡糸用ノズルは、電極が紡糸口金のボディに直接連結されて原料液吐出し部内へ供給される溶液に電流が流れるようにするので、紡糸口金のボディから外部に磁場が漏れて電気紡糸が円滑でなく不安定になるのはもとより、磁場の漏洩に対する補完として高電圧を印加しなければならないという問題点があった。
その上、従来の電気紡糸用ノズルは、電極を直接連結するために導体としての金属材料からなっており、重量が重く、高い製造コストがかかるという問題点があった。
本発明の目的は、繊維原料液のみを紡糸する一般電気紡糸(Pure Electrospinning)、または高圧の空気で繊維原料液を噴射させて直径の微細なナノ繊維を製造する空気電気紡糸(Air Electrospinning)を選択的に行うことのできる、電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置を提供することにある。
上記課題は、下部面に針結合孔が設けられ、内部には前記針結合孔に連通する原料液供給流路及び空気の供給を受けて排出する空気流路が設けられたノズル体部材と、前記ノズル体部材の下部に分離可能に取り付けられ、前記ノズル体部材の下部面から離隔した空気排出流路を形成し、前記針結合孔及び前記空気排出流路に連通する噴射孔を有するエアジャケット部材と、前記エアジャケット部材の下部から前記噴射孔を貫通して前記針結合孔に結合される針部材と、を含んでなる電気紡糸用噴射ノズルを提供することにより解決される。
また、本発明の課題は、下部面に針結合孔が設けられ、内部には前記針結合孔に連通する原料液供給流路及び空気の供給を受けて排出する空気流路が設けられたノズル体部材と、前記ノズル体部材の下部に分離可能に取り付けられ、前記ノズル体部材の下部面から離隔した空気排出流路を形成し、前記針結合孔及び前記空気排出流路に連通する噴射孔を有するエアジャケット部材と、前記エアジャケット部材の下部から前記噴射孔を貫通して前記針結合孔に結合される針部材と、前記ノズル体部材の原料液供給流路に連結され、繊維原料液を貯留して電圧を印加する電圧印加部材と、前記電圧印加部材に繊維原料液を供給する原料供給部と、前記ノズル体部材の空気流路へ空気を供給する空気供給部と、前記針部材から吐き出された紡糸繊維をウェブ状態として捕集するコレクターと、を含んでなる電気紡糸装置を提供することにより解決される。
本発明によれば、一般電気紡糸(Pure Electrospinning)と空気電気紡糸(Air Electrospinning)を選択的に行うことができるため、ナノウェブの組織と製品の形態に応じて紡糸の形態を自由に調整することができる。
また、本発明によれば、一つのライン工程上で紡糸形態を混用することができるため、多様な形態の組織層を積層させた製品を製造することができる。
また、本発明によれば、繊維原料液に電圧を印加することにより、低電圧でも安定な電気紡糸を行うことができる。
本発明の電気紡糸用噴射ノズルを示す縦断面図である。 本発明の電気紡糸用噴射ノズルを示す縦断面図である。 本発明の電気紡糸用噴射ノズルを示す横断面図である。 本発明の電気紡糸用噴射ノズルの一実施例の使用状態を示す断面図である。 本発明の電気紡糸装置を示す概略図である。
図1及び図2に示すように、本発明のノズル体部材20は、後述する針部材10の結合される針結合孔21が下部面に設けられる。
前記針結合孔21は、複数個が前記ノズル体部材20の下部面に隔設され、複数の針部材10が結合されるようにすることにより、製造される繊維の幅に応じて多様な設計が可能である。
また、前記ノズル体部材20の内部には、前記複数の針結合孔21に連通する原料液供給流路22、及び空気の供給を受けて排出する空気流路23が設けられる。
前記空気流路23は、後述するエアジャケット部材30の間に設けられた空気排出路へ空気を排出する。
前記ノズル体部材20の下部にはエアジャケット部材30が分離可能に取り付けられる。
前記ノズル体部材20の下部面と前記エアジャケット部材30との間には、前記空気流路23に連通して前記空気流路23の空気が排出される空気排出流路35が設けられる。
前記エアジャケット部材30には、前記針結合孔21と垂直方向に連通する噴射孔31が設けられる。
前記噴射孔31は、前記空気排出流路35に連通して前記空気排出流路35の空気を下方へ噴射する。
針部材10は、上下に貫通した吐出し口を備え、前記吐出し口を介して繊維原料溶液を吐き出すものであり、複数が前記複数の針結合孔21にそれぞれ結合されるように対応して設けられる。
前記針部材10は円滑な電気紡糸のために導電性材料から製造される。
また、前記針部材10は前記エアジャケット部材30の噴射孔31を貫通して前記針結合孔21の下部面に分離可能に結合される。
前記針部材10は一例として前記針結合孔21に圧入されて結合されるが、この他にも、様々に変形実施できることを明らかにしておく。
前記針部材10は、空気が前記噴射孔31を貫通して外周に沿って通過するように前記針結合孔21に圧入されて結合される。
前記エアジャケット部材30は、上部が開放されたブロック挿入溝部30aを備える。
前記ノズル体部材20は、下部面には前記針部材10の結合される針結合孔21が設けられ、内部には前記針結合孔21に結合された針部材10の吐出し口へ繊維原料液を供給する原料液供給流路22が設けられたノズルブロック部20aと、前記ノズルブロック部20aの上部に結合され、前記エアジャケット部材30の上部に分離可能に取り付けられるカバー体部20bとを含んでなる。
前記ノズルブロック部20aは、前記エアジャケット部材30のブロック挿入溝部30aに挿入され、前記エアジャケット部材30との間に空気排出流路35を形成し、内部には前記空気排出流路35へ排出する空気流路23を有する。
また、前記ノズルブロック部20aの下部面とブロック挿入溝部30aの底面との間には、前記空気流路23に連通する隙間が形成されて空気排出流路35が設けられる。
本発明は、前記ノズルブロック部20aの下部面とブロック挿入溝部30aの底面との間に噴射孔31の周囲、すなわち前記空気排出流路35をシールするOリング部材40をさらに含む。
前記ノズル体部材20は、前記針部材10が圧入される前記ノズルブロック部20aと、ノズルブロック部20aに結合されてエアジャケット部30に分離可能に取り付けられるカバー体部20bとからなり、ノズルブロック部20aの材質とカバー体部20bの材質を異にして製造することができる。
すなわち、前記ノズルブロック部20aは、前記針部材10を前記針結合孔21を介して圧入して結合させることが可能なテフロン(登録商標)材質にする。
前記カバー体部20bまたはエアジャケット部材30は、PEEK(Poly ether ether ketone)、アセタール(POM;Polyoxymethylene)及びMCナイロン(Mono Cast Nylon)のいずれか一つを用いて製造することが好ましい。
前記PEEK、アセタール及びMCナイロンは、耐熱性、耐薬品性、耐久性などの機械的性質に優れるので、互いに結合されて取り付けられる前記カバー体部20bまたはエアジャケット部材30の機械的強度の確保を可能にする。
前記ノズルブロック部20aの空気流路23は、ノズルブロック部20aの両側面を貫通して設けられ、貫通した両側端が第2栓で塞がれる第1流路23bと、前記第1流路23bの中央からノズルブロック部20aの上部に貫通するメイン空気流路23aと、前記メイン空気流路23aから分割された第1流路23bの両側からノズルブロック部20aの下部にそれぞれ貫通するように設けられ、前記空気排出流路35内へ空気を供給する第2流路23cとを含んでなる。
前記メイン空気流路23aは、前記カバー体部20bに貫通するように結合され、空気供給部70に連結される第2管連結具27に連通して高圧空気の供給を受ける。
前記カバー体部20bには、前記原料液供給流路22へ繊維原料液を供給する第1管連結具26及び前記空気流路23へ空気を供給する第2管連結具27が貫通するように結合される。
前記ノズルブロック部20aとカバー体部20bは、前記第1管連結具26または第2管連結具27の端部側に、前記ノズルブロック部20aの上部に締結されるボルト部を備え、前記ボルト部の締結によって一体化される。
また、前記エアジャケット部材30の両側面には、前記カバー体部20bの下部面に分離可能に取り付けられる取り付け部32が長手方向に突出する。
前記カバー体部20bとエアジャケット部材30は、カバー体部20bを貫通して取り付け部32内に挿入されたナット34に締結されるボルト部材33で分離可能に取り付けられる。
また、前記ノズルブロック部20aの原料液供給流路22は、横方向の両端部を貫通し、前記針結合孔21に連通し、端部が第1栓24で塞がれるメイン原料液供給路22a、及び前記メイン原料液供給路22aから垂直に貫通してノズルブロック部20aの上部面に連通する垂直供給路22bを含む。
前記垂直供給路22bは、前記カバー体部20bに貫通するように結合される第1管連結具26に連結される。
また、前記複数の針部材10は、図3に示すように、端部が前記原料液供給流路22、すなわちメイン原料液供給路22a内に一定の高さ突出するように前記針結合孔21に結合することが好ましい。
前記針部材10は、図示してはいないが、針部材10を一定に把持する針圧入用治具を用いて、上端部がメイン原料液供給路22a内に一定の高さ突出するように針結合孔21に圧入させて結合する。
前記針圧入用治具は、針部材10を把持した部分がエアジャケット部材30の下部に引っかかることにより前記針部材10の上端部をメイン原料液供給路22a内に一定の高さ突出するように結合させる。
前記針部材10の突出高さは、繊維原料液の粘性に応じて変形実施でき、本発明では3〜5mm以内とすることを基本とする。
前記針部材10が前記原料液供給流路22の内部に不規則的に突出した場合には、前記垂直供給路22bを介して繊維原料液が供給されると、高さが低く突出した前記針部材10から順次繊維原料液を吐き出す。
よって、複数の針部材10から電気紡糸されて捕集された繊維層にバラツキが発生するという問題がある。
前記針部材10の上端部が原料液供給流路22の内周面と一致するように圧入された場合には、前記垂直供給路22bに近接した順に前記針部材10に繊維原料液が供給されて複数の針部材10から同時に電気紡糸が行われず、電気紡糸された後で捕集された繊維層にバラツキが発生するという問題がある。
すなわち、前記針部材10の上端部が前記原料液供給流路22の内部に一定の高さ突出した状態で、前記原料供給液は、前記原料液供給流路22に供給された後、前記原料液供給流路22の底面から段々満ちてきて、前記複数の針部材10の上端部が突出した高さで前記針部材10へ同時に供給されるのである。
したがって、複数の針部材10から同時に繊維原料液が吐き出されて電気紡糸が行われるので、電気紡糸で捕集された繊維層にバラツキが発生しない。
一方、前記針部材10は、前記エアジャケット部材30が前記ノズル体部材20に取り付けられた状態で空気電気紡糸が安定的に行われるように前記エアジャケット部材30の噴射孔31内に挿入される。
また、前記針部材10は、前記エアジャケット部材30の下部に1〜4mmの長さで突出するように配置される。
すなわち、前述した本発明の電気紡糸用噴射ノズルは、前記エアジャケット部材30がノズル体部材20に結合された状態で前記原料液供給流路22を介して繊維原料液を針部材10へ供給して吐き出させ、前記空気流路23を介して噴射孔31から高圧の空気を供給することにより繊維原料液を空気噴射させる空気電気紡糸が可能である。
前記空気電気紡糸は微細な直径を持つナノ繊維を製造するのである。
また、本発明の電気紡糸用噴射ノズルは、図4に示すように、エアジャケット部材30をノズル体部材20から分離すると、前記針部材10が空気噴射なしで繊維原料液のみを吐き出して電気紡糸する一般紡糸が安定に行われる長さ以上に露出する。
したがって、本発明の電気紡糸用噴射ノズルは、前記エアジャケット部材30を分離することにより、空気噴射なしで針部材10を介して繊維原料のみを吐き出させて一般電気紡糸を安定に行うことができる。
一方、本発明の電気紡糸用ノズルを用いた電気紡糸装置は、図5に示すように、下部面に針結合孔2が設けられ、内部には前記針結合孔21に連通する原料液供給流路22及び空気の供給を受けて排出する空気流路23が設けられたノズル体部材20と、前記ノズル体部材20の下部に分離可能に取り付けられ、前記ノズル体部材20の下部面から離隔した空気排出流路35を形成し、前記針結合孔21及び前記空気排出流路35に連通する噴射孔31を有するエアジャケット部材30と、前記エアジャケット部材の下部から前記噴射孔31を貫通して前記針結合孔に結合される針部材10と、前記ノズル体部材20の原料液供給流路22に連結され、繊維原料液を一時的に貯留して電圧を印加する電圧印加部材50と、前記電圧印加部材50に繊維原料液を供給する原料供給部60と、前記ノズル体部材20の空気流路23へ空気を供給する空気供給部70と、前記針部材10から吐き出された紡糸繊維をウェブ状態として捕集するコレクター80とを含んでなる。
また、本発明の電気紡糸装置は、電圧を印加するいずれか一電極が、前記電圧印加部材50に貯留された繊維原料液に連結され、他の一電極が接地されて電圧差を発生させる電圧付与手段90をさらに含む。
前記原料供給部60は、繊維原料液を貯留する原料貯留タンク61、原料貯留タンク61から電圧印加部材50へ連結された第1ホース62、及び電圧印加部材50から原料液供給流路22へ連結される第2ホース63を含んでなり、繊維原料液を電圧印加部材50を介して第1流路23bへ供給する。
また、第1ホース62または第2ホース63には繊維原料液の供給量を制御する流量制御弁が取り付けられ、前記原料液供給流路22へ供給される繊維原料液の供給量を制御することを可能にすることが好ましい。
前記第2ホース63は、前記ノズル体部材20の上部面で原料液供給流路22に取り付けられる第1管連結具26に連結され、電流の流れる繊維原料液を原料液供給流路22へ供給する。
本発明の電気紡糸装置は、前述したように、原料貯留タンク61から供給を受けた繊維原料液を前記電圧印加部材50の内部に一時的に貯留させた後、繊維原料液に電圧を印加する。
電圧付与手段90は、いずれか一電極が電圧印加部材50内の繊維原料液に連結され、他の一電極は接地されて、前記ノズル部材10と、前記ノズル部材10から電気紡糸されたウェブ状態の繊維を捕集する前記コレクター80との間に、電気紡糸が可能な電圧差を与える。
前記コレクター80は、電気紡糸繊維を受け止める模造紙、不織布、フィルムなどの繊維捕集シート部材81aが巻き取られた前記第1巻取リール81と、前記第1巻取リール81から離隔して設けられ、前記第1巻取リール81に巻き取られた繊維捕集シート部材81aの端部が連結され、モーターによって回転して繊維捕集シートを巻き取る第2巻取リール82と、前記第1巻取リール81と前記第2巻取リール82との間に隔設され、第1巻取リール81から第2巻取リール82へ移動する繊維捕集シート部材81aの移動を案内する複数のガイドロール83と、前記第2巻取リール82側に設けられ、モーターによって回転して、繊維捕集シート部材81a上に捕集された紡糸繊維を巻き取る第3巻取リール84とを含んでなる。
すなわち、繊維原料液に電圧が印加されて電気紡糸が行われるので、前記ノズル体部材20と前記エアジャケット部材30の外部へ磁場が漏れて電気紡糸が円滑でなく不安定になることを防止するのはもとより、コレクター80側との小さい電圧差でも安定な電気紡糸を実現することができる。
また、前記針部材10を介して電気紡糸された繊維は、前記繊維捕集シート部材81aの表面にウェブ状態として捕集されて前記繊維捕集シート部材81aと共に移動しながら第3巻取リール84に巻き取られるのである。
前記第2巻取リール82に巻き取られた繊維捕集シート部材81aは、分離されて第1巻取リール81に再結合されることにより、再使用が可能である。
一方、前記エアジャケット部材30は、ノズル体部材20に対して結合、分離されて一般電気紡糸(Pure Electrospinning)、空気電気紡糸(Air Electrospinning)を選択的に行うことができる。
これを含むノズル体部材20とエアジャケット部材30及び針部材10の実施例は詳細に上述したので、重複説明を回避するために説明を省略する。
前記空気供給部70は、空気を貯留する空気貯留タンク71と、前記空気貯留タンク71から第1流路23bへ連結される空気供給管72と、前記空気供給管72に取り付けられ、前記供給管72の管路を開閉する空気調節弁73と、前記ノズル体部材20の結合面とエアジャケット部30の結合面との間に介在され、エアジャケット部材30が分離または結合された状態を感知するセンサー74と、前記センサー74と前記空気調節弁73に連携し、センサー74から感知された信号で空気調節弁73を開閉する弁制御部75とを含んでなる。
前記弁制御部75は、前記第1ホース62及び第2ホース63の流量制御弁にも連携し、流量制御弁の開閉及び開閉量を制御することができる。
また、前記センサー74は、ノズル体部材20の下部面、すなわち前記カバー体部20bの下部面に取り付けられ、前記エアジャケット部材30の上部面に接触する接触式感知センサーを使用する。
前記センサー74は、前記エアジャケット部材30が前記ノズル体部材20の下部に対して結合または分離された状態を感知することを基本とし、その他の公知のセンサー74に多様に変形実施することができる。
前記弁制御部75は、前記センサー74から、前記エアジャケット部材30が分離された状態であることを感知した信号を受信し、前記空気調節弁73が前記空気供給管72の管路を塞ぐように制御する。
したがって、前記エアジャケット30が前記ノズル体部材20から分離されると、無駄な空気供給を遮断し、空気噴射なしで純粋繊維原料液のみを前記針部材10へ吐き出させて一般電気紡糸が行われるのである。
これに対し、前記エアジャケット部材30が結合した状態では、前記センサー74でこれを感知して前記弁制御部75へ伝達する。
前記弁制御部75は、前記信号の伝達を受けて前記空気調節弁73を作動させて前記空気供給管72の管路を開くように制御する。
したがって、前記エアジャケット部材30が前記ノズル体部材20に結合されると、空気または加熱空気を供給することにより、空気または加熱空気で繊維原料液を針部材10から噴射させて空気電気紡糸(Air Electrospinning)または加熱空気電気紡糸(Hot Air Electrospinning)が行われるのである。
本発明の電気紡糸装置は、前記エアジャケット部材30の結合または分離状態を自動感知して空気供給を制御するので、空気供給を制御する別途の操作なしで電気紡糸の形態に応じて安定な電気紡糸を実現することができる。
本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱することなく多様に変更して実施することができる。それらの変更実施も本発明の構成に含まれることを明かしておく。

Claims (10)

  1. 下部面に針結合孔が設けられ、内部には前記針結合孔に連通する原料液供給流路及び空気の供給を受けて排出する空気流路が設けられたノズル体部材と、
    前記ノズル体部材の下部に分離可能に取り付けられ、前記ノズル体部材の下部面から離隔した空気排出流路を形成し、前記針結合孔及び前記空気排出流路に連通する噴射孔を有するエアジャケット部材と、
    前記エアジャケット部材の下部から前記噴射孔を貫通して前記針結合孔に結合される針部材と、
    を含んでなることを特徴とする、電気紡糸用噴射ノズル。
  2. 前記針部材は前記針結合孔に圧入されて結合されることを特徴とする、請求項1に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  3. 前記ノズル体部材は、下部面に前記針部材の結合される針結合孔が設けられ、内部には前記針結合孔に結合された前記針部材の吐出し口へ繊維原料液を供給する原料液供給流路が設けられたノズルブロック部と、
    前記ノズルブロック部の上部に結合され、前記エアジャケット部材の上部に分離可能に取り付けられるカバー体部と、を含み、
    前記ノズルブロック部は、前記エアジャケット部材のブロック挿入溝部に挿入されて前記エアジャケット部材との間に空気排出流路を形成し、内部には前記空気排出流路へ排出する空気流路を有することを特徴とする、請求項1に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  4. 前記ノズルブロック部の下部面と前記ブロック挿入溝部の底面との間に介在され、前記空気排出流路をシールするOリング部材をさらに含むことを特徴とする、請求項3に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  5. 前記ノズルブロック部はテフロン(登録商標)で製造され、前記カバー体部または前記エアジャケット部材はPEEK(Poly ether ether ketone)、アセタール(POM、Polyoxymethylene)及びMCナイロン(Mono Cast Nylon)のいずれか一つを用いて製造されることを特徴とする、請求項3に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  6. 前記ノズルブロック部の空気流路は、ノズルブロック部の両側面を貫通して設けられ、貫通した両側端が第2栓で塞がれる第1流路と、
    前記第1流路の中央からノズルブロック部の上部に貫通するメイン空気流路と、
    前記メイン空気流路から分割された第1流路の両側から前記ノズルブロック部の下部にそれぞれ貫通するように設けられ、前記空気排出流路内へ空気を供給する第2流路と、
    を含むことを特徴とする、請求項3に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  7. 前記ノズル体部材は隔設された複数の針結合孔を有し、
    前記原料液供給流路は複数の針結合孔に連通するメイン原料液供給路を含み、
    前記複数の針結合孔にはそれぞれの針部材が前記メイン原料液供給路内へ一定の高さ突出するように結合されることを特徴とする、請求項1に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  8. 前記ノズル体部材と前記エアジャケット部材との間には、前記エアジャケット部材が分離または結合された状態を感知するセンサーが介在されることを特徴とする、請求項1に記載の電気紡糸用噴射ノズル。
  9. 針結合孔が設けられ、内部には前記針結合孔に連通する原料液供給流路及び空気の供給を受けて排出する空気流路が設けられたノズル体部材と、
    前記ノズル体部材の下部に分離可能に取り付けられ、前記ノズル体部材の下部面から離隔した空気排出流路を形成し、前記針結合孔及び前記空気排出流路に連通する噴射孔を有するエアジャケット部材と、
    前記エアジャケット部材の下部から前記噴射孔を貫通して前記針結合孔に結合される針部材と、
    前記ノズル体部材の原料液供給流路に連結され、繊維原料液を貯留して電圧を印加する電圧印加部材と、
    前記電圧印加部材に繊維原料液を供給する原料供給部と、
    前記ノズル体部材の空気流路へ空気を供給する空気供給部と、
    前記針部材から吐き出された紡糸繊維をウェブ状態として捕集するコレクターと、
    を含んでなることを特徴とする、電気紡糸装置。
  10. 前記空気供給部は、空気を貯留した空気貯留タンクと、
    前記空気貯留タンクから第1流路へ連結される空気供給管と、
    前記空気供給管に取り付けられ、空気供給管の管路を開閉する空気調節弁と、
    前記ノズル体部材の結合面と前記エアジャケット部材の結合面との間に介在され、前記エアジャケット部材が分離または結合された状態を感知するセンサーと、
    前記センサーおよび前記空気調節弁に連携し、前記センサーで感知された信号によって空気調節弁を開閉する弁制御部と、
    を含んでなることを特徴とする、請求項9に記載の電気紡糸装置。
JP2012514888A 2009-06-12 2010-06-11 電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置 Active JP5281197B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090052114A KR101060224B1 (ko) 2009-06-12 2009-06-12 전기 방사용 분사 노즐과 이를 사용한 전기 방사 장치
KR10-2009-0052114 2009-06-12
PCT/KR2010/003779 WO2010143916A2 (ko) 2009-06-12 2010-06-11 전기 방사용 분사 노즐과 이를 사용한 전기 방사 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012529575A true JP2012529575A (ja) 2012-11-22
JP5281197B2 JP5281197B2 (ja) 2013-09-04

Family

ID=43309388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012514888A Active JP5281197B2 (ja) 2009-06-12 2010-06-11 電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8550798B2 (ja)
EP (1) EP2441862B1 (ja)
JP (1) JP5281197B2 (ja)
KR (1) KR101060224B1 (ja)
CN (1) CN102803584B (ja)
BR (1) BRPI1010699B1 (ja)
RU (1) RU2493298C1 (ja)
WO (1) WO2010143916A2 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5860604B2 (ja) * 2011-03-20 2016-02-16 国立大学法人信州大学 セパレーター製造装置
CZ304097B6 (cs) 2012-01-19 2013-10-16 Contipro Biotech S.R.O. Zvláknovací kombinovaná tryska pro výrobu nano- a mikrovlákenných materiálu
KR101323763B1 (ko) * 2012-05-31 2013-10-31 한밭대학교 산학협력단 투명전극필름 제조장치
CN103014885B (zh) * 2013-01-18 2016-05-25 厦门大学 一种集成稳定鞘层气体约束聚焦功能的电纺直写喷头装置
KR101601169B1 (ko) 2013-07-02 2016-03-08 주식회사 아모그린텍 전기 방사장치
KR101470514B1 (ko) * 2013-10-31 2014-12-09 주식회사 아모그린텍 원료공급장치용 밸브 어셈블리
KR101527530B1 (ko) * 2013-10-31 2015-06-11 주식회사 아모그린텍 원료공급장치 및 이를 구비한 전기방사장치
CN104264238B (zh) * 2014-09-25 2016-07-06 武汉纺织大学 一种静电微喷多色微胶囊喷头及其控制方法
US10278685B2 (en) 2015-04-01 2019-05-07 Covidien Lp Electrospinning device and method for applying polymer to tissue
CN106591967A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 广东开放大学(广东理工职业学院) 一种圆柱面螺旋阵列的静电纺丝装置及静电纺丝方法
CN107151824A (zh) * 2017-06-30 2017-09-12 天津工业大学 一种基于实心针喷丝装置的静电喷丝系统
EP3714087A4 (en) * 2017-11-21 2021-08-25 Kao Corporation ELECTRIC WIRING APPARATUS AND ASSOCIATED SYSTEM AND PROCESS
CN108315828A (zh) * 2018-04-03 2018-07-24 青岛大学 一种基于熔体静电纺丝技术控制高分子聚合物纤维形貌、尤其是聚乳酸纤维形貌的方法
KR102019224B1 (ko) * 2018-12-28 2019-09-06 (주) 엠에이케이 전기 방사 장치
KR102264884B1 (ko) * 2019-11-15 2021-06-14 (주)파이 나노섬유 제조를 위한 전기방사 장치 및 전기방사 방법
KR102258533B1 (ko) * 2019-12-24 2021-05-31 전북대학교산학협력단 비접촉식 나노섬유 입자제어 전기방사장치
KR102264885B1 (ko) * 2020-01-03 2021-06-14 (주)파이 모듈화식 나노섬유 용융전기방사 장치
CN111005078A (zh) * 2020-01-14 2020-04-14 中原工学院 一种气流辅助静电纺丝喷头及其使用方法
CN113046852B (zh) * 2021-03-23 2022-03-08 湖南大学 一种制备核壳空心结构的同轴装置及方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6290320A (ja) * 1985-10-16 1987-04-24 Toa Nenryo Kogyo Kk 繊維状ピツチの製造法及び紡糸ダイ
JPH0949111A (ja) * 1995-05-26 1997-02-18 Japan Vilene Co Ltd メルトブロー装置用ダイ
JPH11501253A (ja) * 1995-07-26 1999-02-02 ユニバーシティ オブ ジョージア リサーチ ファウンデーション,インコーポレイテッド 浸食性・導電性の液体用静電ノズル
JP2003502524A (ja) * 1999-06-21 2003-01-21 キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド メルトブロー装置用ダイ組立体
JP2005534828A (ja) * 2002-08-16 2005-11-17 サンシン クリエーション カンパニーリミテッド 電気紡糸法を用いたナノ繊維製造装置及びこれに採用される紡糸ノズルパック
US20060049542A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Benjamin Chu Apparatus for electro-blowing or blowing-assisted electro-spinning technology and process for post treatment of electrospun or electroblown membranes
KR200431592Y1 (ko) * 2006-09-13 2006-11-23 박종수 중공니들을 갖는 이중노즐
KR20080099366A (ko) * 2007-05-09 2008-11-13 (주) 아모센스 나노섬유 제조 장치용 분사 노즐
KR100874982B1 (ko) * 2007-08-21 2008-12-19 주식회사 에이엠오 전기 방사용 분사 노즐

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534770C1 (de) * 1985-09-30 1986-11-13 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover Verfahren und Anordnung zum materialverlustarmen Anfahren einer Mehrfachstrangpresse zum Herstellen von aus verschiedenen Kautschuk- oder Kunststoffmischungen bestehendenProfilstraengen,beispielsweise fuer Lauf- oder Seitenstreifen von Fahrzeugreifen
JP2602460B2 (ja) 1991-01-17 1997-04-23 三菱化学株式会社 紡糸ノズル及び該紡糸ノズルを用いた金属化合物の繊維前駆体の製造法ならびに無機酸化物繊維の製造法
US5765761A (en) 1995-07-26 1998-06-16 Universtiy Of Georgia Research Foundation, Inc. Electrostatic-induction spray-charging nozzle system
IL119809A (en) * 1996-12-11 2001-06-14 Nicast Ltd A device for the production of a complex material for filtration and a method for its application
US6200120B1 (en) * 1997-12-31 2001-03-13 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Die head assembly, apparatus, and process for meltblowing a fiberforming thermoplastic polymer
KR100509571B1 (ko) 2002-10-10 2005-08-22 전미령 프로파일 가스켓 및 그 조성물
US7018188B2 (en) * 2003-04-08 2006-03-28 The Procter & Gamble Company Apparatus for forming fibers
JPWO2004091785A1 (ja) * 2003-04-11 2006-07-06 帝人株式会社 触媒担持繊維構造体およびその製造方法
US7662332B2 (en) * 2003-10-01 2010-02-16 The Research Foundation Of State University Of New York Electro-blowing technology for fabrication of fibrous articles and its applications of hyaluronan
US8808608B2 (en) 2004-12-27 2014-08-19 E I Du Pont De Nemours And Company Electroblowing web formation process
CA2896181C (en) 2006-02-03 2018-11-13 Daniel J. Smith Absorbent non-woven fibrous mats and process for preparing same
DE102006012052A1 (de) * 2006-03-08 2007-09-13 Lüder GERKING Spinnvorrichtung zur Erzeugung feiner Fäden durch Spleißen
KR100699315B1 (ko) 2006-04-20 2007-03-26 재단법인 전주기계산업리서치센터 나노섬유 제조를 위한 전기 방사장치
KR100895328B1 (ko) 2007-06-20 2009-05-07 주식회사 에이엠오 전기 방사용 분사 노즐
CN101126179B (zh) * 2007-09-25 2011-05-04 江西师范大学 超细聚合物纤维高速气吹静电纺丝复合制备方法及装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6290320A (ja) * 1985-10-16 1987-04-24 Toa Nenryo Kogyo Kk 繊維状ピツチの製造法及び紡糸ダイ
JPH0949111A (ja) * 1995-05-26 1997-02-18 Japan Vilene Co Ltd メルトブロー装置用ダイ
JPH11501253A (ja) * 1995-07-26 1999-02-02 ユニバーシティ オブ ジョージア リサーチ ファウンデーション,インコーポレイテッド 浸食性・導電性の液体用静電ノズル
JP2003502524A (ja) * 1999-06-21 2003-01-21 キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド メルトブロー装置用ダイ組立体
JP2005534828A (ja) * 2002-08-16 2005-11-17 サンシン クリエーション カンパニーリミテッド 電気紡糸法を用いたナノ繊維製造装置及びこれに採用される紡糸ノズルパック
US20060049542A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Benjamin Chu Apparatus for electro-blowing or blowing-assisted electro-spinning technology and process for post treatment of electrospun or electroblown membranes
KR200431592Y1 (ko) * 2006-09-13 2006-11-23 박종수 중공니들을 갖는 이중노즐
KR20080099366A (ko) * 2007-05-09 2008-11-13 (주) 아모센스 나노섬유 제조 장치용 분사 노즐
KR100874982B1 (ko) * 2007-08-21 2008-12-19 주식회사 에이엠오 전기 방사용 분사 노즐

Also Published As

Publication number Publication date
EP2441862A2 (en) 2012-04-18
RU2012100756A (ru) 2013-07-20
KR101060224B1 (ko) 2011-08-29
CN102803584A (zh) 2012-11-28
CN102803584B (zh) 2015-07-01
KR20100133524A (ko) 2010-12-22
EP2441862A4 (en) 2012-11-07
JP5281197B2 (ja) 2013-09-04
WO2010143916A3 (ko) 2011-04-28
BRPI1010699A2 (pt) 2016-03-15
RU2493298C1 (ru) 2013-09-20
BRPI1010699B1 (pt) 2020-08-04
EP2441862B1 (en) 2017-03-15
WO2010143916A2 (ko) 2010-12-16
US8550798B2 (en) 2013-10-08
US20120088003A1 (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5281197B2 (ja) 電気紡糸用噴射ノズルとこれを用いた電気紡糸装置
JP5270797B2 (ja) 電気紡糸用噴射ノズル及びこれを用いた電気紡糸装置
JP5815230B2 (ja) ナノ繊維製造装置
JP5009100B2 (ja) 極細繊維不織布及びその製造方法、並びにその製造装置
EP2987894A1 (en) Electrospinning apparatus
KR100879785B1 (ko) 나노섬유 제조 장치용 분사 노즐
US20090294733A1 (en) Process for improved electrospinning using a conductive web
JP5698508B2 (ja) ナノ繊維製造装置
CN105658859A (zh) 驻极体纳米纤维网
KR20110079249A (ko) 용융전기방사장치 및 이를 위한 멀티 노즐블럭
WO2017130220A1 (en) Apparatus and process for uniform deposition of polymeric nanofibers on substrate
JP2008190055A (ja) エレクトロスピニング装置
CN105074062A (zh) 纺丝喷嘴、纤维集合体的制造方法、纤维集合体及纸
CN107557943A (zh) 环喷静电纺纱机及用途
KR101030824B1 (ko) 전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치
JP6150921B2 (ja) 接着剤吹き付け方法
JP2022034311A (ja) ノズルヘッド、紡糸方法および紡糸装置
KR20100078811A (ko) 전기방사 장치
CN106702505A (zh) 喷丝板和喷丝机构
KR101466288B1 (ko) 나노섬유 제조장치
KR20160126400A (ko) 온도조절 장치를 포함하는 나노 멤브레인 전기방사 장치
KR102151380B1 (ko) 나노섬유 제조용 전기방사장치
CN114481341B (zh) 一种用于线性电极溶液静电纺丝的喷头及其使用方法
JP2023104240A (ja) ノズルヘッド、紡糸方法および紡糸装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5281197

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313121

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250