JP2016053228A - Method and apparatus for producing nanofiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナノファイバ製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to a nanofiber manufacturing method and apparatus.
例えば数nm以上1000nm未満のナノオーダの径を有する繊維(ナノファイバ)は、バイオフィルタ、センサ、燃料電池電極材、精密フィルタ、電子ペーパ、あるいはヒートパイプのウィック等の製品の素材として利用することができ、工学や医療等の各分野においての用途開発が盛んに行われている。 For example, a fiber (nanofiber) having a nano-order diameter of several nm or more and less than 1000 nm can be used as a material of a product such as a biofilter, a sensor, a fuel cell electrode material, a precision filter, electronic paper, or a heat pipe wick. It is possible to develop applications in various fields such as engineering and medical care.
ナノファイバを製造する方法の一つに、電界紡糸法(エレクトロスピニング法)がある。電界紡糸法は、ノズルとコレクタと電源とを有する電界紡糸装置(エレクトロスピニング装置)を用いて行われる(特許文献1参照)。この電界紡糸装置では、電源によりノズルとコレクタとの間に電圧を印加し、例えば、ノズルをマイナス、コレクタをプラスに帯電させる。 One method for producing nanofibers is electrospinning (electrospinning). The electrospinning method is performed using an electrospinning device (electrospinning device) having a nozzle, a collector, and a power source (see Patent Document 1). In this electrospinning apparatus, a voltage is applied between a nozzle and a collector by a power source, and for example, the nozzle is negatively charged and the collector is positively charged.
電圧を印加した状態でノズルから原料である溶液を出すと、ノズルの先端の開口(以下、先端開口と称する)にテイラーコーンと呼ばれる溶液で構成される円錐状の突起が形成される。印加電圧を徐々に増加し、クーロン力が溶液の表面張力を上回ると、テイラーコーンの先端から溶液が飛び出し、紡糸ジェットが形成される。紡糸ジェットはクーロン力によってコレクタまで移動し、コレクタ上でナノファイバとして収集される。 When a solution, which is a raw material, is taken out from the nozzle in a state where a voltage is applied, a conical protrusion composed of a solution called a Taylor cone is formed at an opening at the tip of the nozzle (hereinafter referred to as a tip opening). When the applied voltage is gradually increased and the Coulomb force exceeds the surface tension of the solution, the solution is ejected from the tip of the Taylor cone and a spinning jet is formed. The spinning jet moves to the collector by Coulomb force and is collected as nanofibers on the collector.
ノズルから送られる溶液に、揮発性の高い溶媒を使用する場合には、先端開口で溶液が固化し、詰まることがある。また、ある程度固化した溶液が先端開口から離れると、コレクタ上に集積されたナノファイバの収集面に、固化した溶液が落ちてしまうことがある。このように溶液の詰まりや固化によって、製品の品質の低下や、製品としての使用が不可能になる。このため、特許文献2では、クリーニング手段を用いて、先端開口に柔軟部材を接触させて固化した溶液を除去したり、先端開口を吸引して固化した溶液を除去したりしている。 When a highly volatile solvent is used for the solution sent from the nozzle, the solution may solidify and clog at the tip opening. Moreover, when the solution solidified to some extent moves away from the opening of the tip, the solidified solution may fall on the collecting surface of the nanofibers collected on the collector. Thus, the clogging or solidification of the solution makes it impossible to reduce the quality of the product or to use it as a product. For this reason, in Patent Document 2, the cleaning means is used to remove the solidified solution by bringing the flexible member into contact with the tip opening, or to remove the solidified solution by sucking the tip opening.
特許文献3では、ノズルの先端開口から所定距離だけ離した位置にエア吹付部を設け、紡糸ジェットの進行方向にエア吹付部によりエアを吹き付けて、紡糸ジェットのコレクタへの移動を促進させ、ナノファイバの製造量を増加させている。 In Patent Document 3, an air spraying portion is provided at a position separated from the nozzle tip opening by a predetermined distance, and air is sprayed by the air spraying portion in the traveling direction of the spinning jet to promote the movement of the spinning jet to the collector. Increasing fiber production.
特許文献2に示されるように、ノズルをクリーニングステーションに移動させて先端開口に柔軟部材を接触させて固化した溶液を除去する方法では、先端開口に柔軟部材を接触させることにより、柔軟部材やノズルが撓む。そして、柔軟部材が先端開口から離れた際に撓んだ部材やノズルが元の姿勢に戻り、この戻る際の勢いで柔軟部材や先端開口に付着している固化した溶液を跳ね飛ばしてしまうことがあり、長時間の安定した製造が難しいことがある。 As shown in Patent Document 2, in the method of moving the nozzle to the cleaning station and bringing the flexible member into contact with the tip opening to remove the solidified solution, the flexible member and the nozzle are brought into contact with the tip opening by contacting the flexible member. Will bend. And when the flexible member leaves the tip opening, the deflected member or nozzle returns to its original posture, and the solidified solution adhering to the flexible member or tip opening jumps off with the momentum of returning. There are cases where stable production for a long time is difficult.
また、吸引による先端開口のクリーニングでは、蒸発の早い溶媒の場合には固化した溶液がかなり硬くなるため、強い吸引が必要になる。そのために紡糸エリア(紡糸装置内の紡糸が行われるエリア)の風の流れに乱れが生じて、コレクタ上に積層するナノファイバが均一でなくなり、製品の品質が著しく低下することがある。 Further, in the cleaning of the tip opening by suction, in the case of a solvent that evaporates quickly, the solidified solution becomes considerably hard, and thus strong suction is required. As a result, the wind flow in the spinning area (the area where spinning is performed in the spinning device) is disturbed, and the nanofibers laminated on the collector may not be uniform, and the product quality may be significantly reduced.
ところで、たとえばポリビニルアルコールの希薄水溶液のような原料を用いると、テイラーコーンが安定的に形成され、紡糸ジェット及びファイバの飛翔も安定する。しかし、溶媒の揮発速度が速い溶液では、テイラーコーンがうまく形成できず、ノズルから押し出された溶液の表面の溶媒が早く蒸発することによって、液玉が発生することがある。液玉は、テイラーコーンが変形して略球状になっており、表面は溶媒蒸発により粘度が上昇して皮が形成され、内部は溶媒濃度の高い溶液のままになっている。液玉が発生してしまうと、十分に電荷がかかっていても、表面からの溶液の吹き出しが困難になり、紡糸ジェットが噴出しても飛翔が不連続になって均一な太さのナノファイバの形成が困難になる。 By the way, when a raw material such as a dilute aqueous solution of polyvinyl alcohol is used, a Taylor cone is stably formed, and the spinning jet and the flying of the fiber are also stabilized. However, in a solution having a high solvent volatilization rate, a Taylor cone cannot be formed well, and a liquid ball may be generated due to rapid evaporation of the solvent on the surface of the solution extruded from the nozzle. The liquid ball has a substantially spherical shape due to deformation of the Taylor cone, and the surface is increased in viscosity by evaporation of the solvent to form a skin, and the inside remains as a solution having a high solvent concentration. If a liquid ball is generated, it will be difficult to blow out the solution from the surface even if there is sufficient charge, and even if the spinning jet is ejected, the flight will be discontinuous and the nanofiber will be of uniform thickness It becomes difficult to form.
また、液玉は装置の振動などによって落下することがある。この場合には、集積したナノファイバが製品として使用できなくなったり、例えば不織布としての品質が低下したりする。 In addition, the liquid ball may fall due to vibration of the apparatus. In this case, the integrated nanofiber cannot be used as a product, or the quality as a nonwoven fabric is deteriorated, for example.
このように、特許文献2の電界紡糸方法では、ノズル先端での溶液の固化が原因で液玉が発生しているのに、対症療法的に液玉を洗浄して取り除くだけであり、根本的な解決には至っていない。 As described above, in the electrospinning method of Patent Document 2, although the liquid ball is generated due to the solidification of the solution at the nozzle tip, the liquid ball is merely washed and removed symptomatically. No solution has been reached.
特許文献3の電界紡糸装置では、紡糸ジェットの進行方向にエア吹付部によりエアを吹き付けて、紡糸ジェットのコレクタへの移動を促進させ、ナノファイバの製造量を増加させている。しかし、目的は紡糸ジェットのコレクタへの移動促進であり、液玉の抑制については考慮されていない。 In the electrospinning apparatus of Patent Document 3, air is blown by an air blowing unit in the traveling direction of the spinning jet to promote the movement of the spinning jet to the collector, and the production amount of nanofibers is increased. However, the purpose is to promote the movement of the spinning jet to the collector and no consideration is given to the suppression of the liquid balls.
以上のように、従来の電界紡糸装置においては、テイラーコーンの液玉に関して十分な検討がなされていないのが現状である。本発明は、上記問題点に鑑み、テイラーコーンを安定的に維持して製造効率を向上させることができるナノファイバ製造方法及び装置を提供することを目的とする。 As described above, in the conventional electrospinning apparatus, a sufficient examination has not been made regarding the liquid balls of the Taylor cone. An object of this invention is to provide the nanofiber manufacturing method and apparatus which can maintain a Taylor cone stably and can improve manufacturing efficiency in view of the said problem.
本発明のナノファイバ製造方法は、セルロース系ポリマーが溶媒に溶解している溶液を、5℃以上40℃以下の範囲内の一定温度としてノズルの先端から出し、溶液とコレクタとの間に電圧をかけて、溶液からコレクタにファイバを噴出するナノファイバ製造方法であって、ノズルの先端から出た溶液の周面に5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度の気体を送るものである。 In the nanofiber manufacturing method of the present invention, a solution in which a cellulosic polymer is dissolved in a solvent is taken out from the tip of the nozzle as a constant temperature within a range of 5 ° C. or more and 40 ° C. or less, and a voltage is applied between the solution and the collector. In the nanofiber manufacturing method, the fiber is ejected from the solution to the collector, and a gas having a constant temperature within a range of 5 ° C. or more and 15 ° C. or less is sent to the peripheral surface of the solution emitted from the tip of the nozzle.
なお、ノズルの外側にノズルと同心で配されノズルの外周面との間に送風スリットが形成される送風管を有し、送風スリットから気体が送風されることが好ましい。また、送風管の先端はノズルの先端よりも突出し、送風管の突出している先端部によりノズルから出た溶液を覆うことが好ましい。送風管の突出している先端部は内部に冷却媒体が循環される冷却部を有することが好ましい。送風スリットからの気体の流速は5mm/秒以上50mm/秒以下の範囲内の一定流速であることが好ましい。 In addition, it is preferable to have a blower pipe which is arranged concentrically with the nozzle on the outside of the nozzle and in which a blower slit is formed between the nozzle and the outer peripheral surface of the nozzle, and gas is blown from the blower slit. Moreover, it is preferable that the front-end | tip of an air blower tube protrudes rather than the front-end | tip of a nozzle, and the solution which came out of the nozzle is covered with the front-end | tip part which the air blower tube protrudes. It is preferable that the front-end | tip part which the ventilation pipe | tube protrudes has a cooling part by which a cooling medium circulates inside. The gas flow rate from the blow slit is preferably a constant flow rate in the range of 5 mm / second to 50 mm / second.
本発明のナノファイバ製造方法は、セルロース系ポリマーが溶媒に溶解している溶液を、5℃以上40℃以下の範囲内の一定温度としてノズルの先端から出し、溶液とコレクタとの間に電圧をかけて、溶液からコレクタにファイバを噴出するナノファイバ製造方法であって、ノズルの先端から出た溶液の周面を冷却管で覆って、溶液の周面の温度を5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度に保持するものである。 In the nanofiber manufacturing method of the present invention, a solution in which a cellulosic polymer is dissolved in a solvent is taken out from the tip of the nozzle as a constant temperature within a range of 5 ° C. or more and 40 ° C. or less, and a voltage is applied between the solution and the collector. Then, a nanofiber manufacturing method for ejecting a fiber from a solution to a collector, the peripheral surface of the solution coming out from the tip of the nozzle is covered with a cooling pipe, and the temperature of the peripheral surface of the solution is 5 ° C. or higher and 15 ° C. or lower. It is held at a constant temperature within the range.
なお、冷却管は、ノズルの外側にノズルと同心で配され、内部に冷却媒体が循環され、冷却管の先端はノズルの先端よりも突出し、冷却管の突出している先端部によりノズルの先端から出ている溶液を覆うことが好ましい。 The cooling pipe is arranged concentrically with the nozzle outside the nozzle, the cooling medium is circulated inside, the tip of the cooling pipe protrudes from the tip of the nozzle, and the tip of the cooling pipe protrudes from the tip of the nozzle. It is preferable to cover the emerging solution.
本発明のナノファイバ製造装置は、セルロース系ポリマーが溶媒に溶解している溶液を、5℃以上40℃以下の範囲内の一定温度としてノズルの先端から出し、溶液とコレクタとの間に電圧をかけて、溶液からコレクタにファイバを噴出するナノファイバ製造装置であって、ノズルの外側にノズルと同心で配されノズルの外周面との間に送風スリットが形成されている送風管と、送風スリットから5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度の気体を送る冷却気体供給部とを備えるものである。 In the nanofiber manufacturing apparatus of the present invention, a solution in which a cellulosic polymer is dissolved in a solvent is taken out from the tip of the nozzle as a constant temperature within a range of 5 ° C. to 40 ° C., and a voltage is applied between the solution and the collector. A nanofiber manufacturing apparatus for ejecting a fiber from a solution to a collector, a blower pipe having a blower slit formed concentrically with the nozzle on the outer side of the nozzle and formed between the outer peripheral surface of the nozzle, and a blower slit And a cooling gas supply unit for sending a gas having a constant temperature within a range of 5 ° C. or more and 15 ° C. or less.
なお、送風管の先端はノズルの先端よりも突出し、送風管の突出している先端部によりノズルから出ている溶液を覆うことが好ましい。また、送風管の突出している先端部は内部に冷却媒体が循環される冷却部を有することが好ましい。冷却気体供給部は、送風スリットからの気体の流速を5mm/秒以上50mm/秒以下の範囲内の一定流速にして供給することが好ましい。 In addition, it is preferable that the front-end | tip of a ventilation pipe | tube protrudes rather than the front-end | tip of a nozzle, and the solution which has come out of the nozzle is covered with the front-end | tip part which the ventilation pipe | tube protrudes. Moreover, it is preferable that the front-end | tip part which the blast pipe protrudes has a cooling part by which a cooling medium circulates inside. The cooling gas supply unit preferably supplies the gas at a constant flow rate in the range of 5 mm / second or more and 50 mm / second or less from the blow slit.
本発明のナノファイバ製造装置は、セルロース系ポリマーが溶媒に溶解している溶液を、5℃以上40℃以下の範囲内の一定温度としてノズルの先端から出し、溶液とコレクタとの間に電圧をかけて、溶液からコレクタにファイバを噴出するナノファイバ製造装置であって、ノズルの外側にノズルと同心で配され、内部に冷却媒体が循環される冷却管を有し、冷却管の先端はノズルの先端よりも突出し、冷却管の突出している先端部により、ノズルから出ている溶液を覆い、溶液の周面の温度を5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度に保持するものである。 In the nanofiber manufacturing apparatus of the present invention, a solution in which a cellulosic polymer is dissolved in a solvent is taken out from the tip of the nozzle as a constant temperature within a range of 5 ° C. to 40 ° C., and a voltage is applied between the solution and the collector. A nanofiber manufacturing apparatus for ejecting a fiber from a solution to a collector, having a cooling pipe arranged concentrically with the nozzle outside the nozzle and circulating a cooling medium inside, the tip of the cooling pipe being a nozzle The solution protruding from the nozzle is covered by the protruding tip portion of the cooling pipe, and the temperature of the peripheral surface of the solution is maintained at a constant temperature in the range of 5 ° C to 15 ° C. .
本発明によれば、ノズル先端から出た溶液を冷却することができ、溶媒の蒸発速度が抑制される。したがって、蒸発速度の高い溶液であっても電界紡糸を安定的に行える。 According to the present invention, the solution discharged from the nozzle tip can be cooled, and the evaporation rate of the solvent is suppressed. Therefore, electrospinning can be stably performed even with a solution having a high evaporation rate.
図1に示すように、本発明のナノファイバ製造装置10は、セルロース系ポリマーが溶媒に溶解した溶液25からナノファイバ46を製造するためのものである。ナノファイバ製造装置10は、紡糸室11と、溶液供給部12と、電界紡糸ノズル(以下、単にノズルと称する)13と、冷却気体供給部14と、集積部15と、電源62とを備える。紡糸室11は、例えば、ノズル13、溶液供給部12の配管32、冷却気体供給部14及び集積部15の一部などを収容して、密閉可能に構成されており、溶媒ガスが外部に洩れることを防止している。溶媒ガスは、溶液25の溶媒が気化したものである。
As shown in FIG. 1, the nanofiber manufacturing apparatus 10 of the present invention is for manufacturing a nanofiber 46 from a solution 25 in which a cellulosic polymer is dissolved in a solvent. The nanofiber manufacturing apparatus 10 includes a
紡糸室11内の上部には、ノズル13が配される。ノズル13は、後述のように電源62により例えばマイナス(−)に帯電された状態で溶液25を出すためのものである。図2に示すように、ノズル13は円筒から構成されている。ノズル13の外側にはノズル13と同心で送風管20が配される。送風管20は、ノズル13の外周面との間に送風スリット21を形成するように、内径がノズル13の外径よりも大きく形成されている。
A nozzle 13 is disposed in the upper part of the
ノズル13は、例えば外径が0.6mmで内径が0.4mmのステンレス製であり、先端開口13aの周りの先端開口縁部13bが筒心方向に直交するように切断されている。この切断面である先端開口縁部13bは、平坦に研磨されている。
The nozzle 13 is made of stainless steel having an outer diameter of 0.6 mm and an inner diameter of 0.4 mm, for example, and is cut so that a tip opening
送風管20は例えば外径が11mmで内径が10mmのステンレス製であり、ノズル13の筒心と送風管20の筒心とが一致するように、図示省略のスペーサによりノズル13を保持している。ノズル13及び送風管20の材質はステンレスの他に、例えばアルミニウム合金、銅合金、チタン合金等の導電性材料で構成してもよい。なお、電界紡糸のためには、溶液25はいずれかの場所で金属部材に接し、電圧が印加されていればよい。したがって、いずれかの場所で電圧が印加されていれば、先端開口13aは必ずしも導電性材料である必要はない。
The blower tube 20 is made of stainless steel having an outer diameter of 11 mm and an inner diameter of 10 mm, for example, and the nozzle 13 is held by a spacer (not shown) so that the tube core of the nozzle 13 and the tube core of the blower tube 20 coincide. . The material of the nozzle 13 and the blower tube 20 may be made of a conductive material such as an aluminum alloy, a copper alloy, or a titanium alloy in addition to stainless steel. For electrospinning, the solution 25 only needs to be in contact with the metal member at any location and voltage is applied. Therefore, if a voltage is applied at any place, the
送風管20の先端20aは、先端開口13aに対して例えば10mm程度の突出量L1で突出している。この突出した送風管20の先端部20bによって、ノズル13から出た溶液25からなるテイラーコーン44が覆われる。突出量L1はノズル13及び送風管20の内径の大きさに対応して変えることが好ましく、テイラーコーン44を覆って、テイラーコーン44が冷却気体43により一定温度に保持されるような突出量L1とすることが好ましい。
The
図1に示すように、ノズル13の基端には、溶液供給部12の配管32が接続されている。溶液供給部12は、紡糸室11のノズル13に溶液25を供給するためのものである。溶液供給部12は、貯留容器30とポンプ31と配管32とを備える。貯留容器30は溶液25を5℃以上40℃以下の範囲内の一定温度として貯留する。これにより、ノズル13から出る溶液25の温度を、5℃以上40℃以下の範囲内にしている。5℃未満では貯留容器30内で結露によって水分が混入するため好ましくない。また、40℃を超えると、溶液25中の溶媒の蒸発が抑制しにくくなり、好ましくない。
As shown in FIG. 1, a
ポンプ31は、配管32を介して溶液25をノズル13に送る。ポンプ31の回転数を変えることにより、ノズル13から送り出す溶液25の流量を調節することができる。本実施形態においては、溶液25の流量を4cm3/時としているが、流量はこれに限定されない。ポンプ31によってノズル13に溶液25が送られると、図2に示すように、ノズル13の先端開口13aには溶液25によって略円錐状のテイラーコーン44が形成される。なお、貯留容器30やポンプ31からなる溶液供給部12を用いているが、ノズル13に供給する溶液25が少量である場合には、図示省略のシリンジを用いてもよい。
The
図1に示すように、送風管20の基端には、冷却気体供給部14の配管38が接続されている。冷却気体供給部14は、ブロア35と、流量調節バルブ36と、冷却器37と、配管38とを備える。ブロア35は空気を圧縮する。なお、冷却気体43として空気を用いているが、炭酸ガス等の不活性ガスを用いてもよい。不活性ガスを用いる場合にはブロア35に代えて、不活性ガス供給源を接続する。冷却気体供給部14の一部である冷却器37は紡糸室11内に配置しているが、紡糸室11外に配置してもよい。
As shown in FIG. 1, a
流量調節バルブ36は、送風管20の送風スリット21からの冷却気体43の送り量を調節する。送り量の調節によって、送風スリット21から溶液25の外周面への冷却気体43の流速を5mm/秒以上50mm/秒以下の範囲内で一定流速にする。冷却気体43の流速を5mm/秒以上50mm/秒以下の範囲内にすることで、テイラーコーン44を冷却気体43により包んで冷却することができる。なお、冷却気体43の速度が5mm/秒以上であると5mm/秒未満に比べてテイラーコーン44の周囲を確実に冷却することができ、液玉の発生が抑えられる。また、テイラーコーン44の表面の一部分が硬くなることによる紡糸ジェット45の紡糸方向の不安定や、分布の不均一が抑えられる。冷却気体43の速度が50mm/秒以下であると、50mm/秒を超える場合に比べて、テイラーコーン44から飛翔した紡糸ジェット45への過冷却が抑えられ、紡糸ジェット45からの溶媒の蒸発が阻害されることがなく、ナノファイバ46を確実に得ることができる。
The flow
冷却器37は、流量調節バルブ36を経た空気を5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度に冷却する。冷却器37は、冷却媒体を用いるものや、その他の各種冷却方式を用いたものが使用可能である。5℃未満では、紡糸エリアでの温湿度条件によってはノズル13から出す溶液25に、紡糸エリアの気相(装置内の雰囲気ガス=通常はエア)に含まれる水分が部分的に凝縮し、紡糸が不安定になる。15℃を超えると、冷却による液玉抑制効果が低下する。
The cooler 37 cools the air that has passed through the flow
ノズル13の下方には集積部15が配される。集積部15は、コレクタ50、コレクタ回転部51、支持体供給部52、及び支持体巻取り部53を有する。コレクタ50はノズル13から出た溶液25をナノファイバ46として収集するためのものである。コレクタ50は帯状の金属製、例えばステンレス製の無端ベルトから構成されている。コレクタ50はステンレス製に限定されず、電源62による電圧の印加により帯電する素材から形成されていればよい。コレクタ回転部51は、1対のローラ55,56、モータ57などから構成されている。コレクタ50は、1対のローラ55,56に水平に掛け渡されている。一方のローラ55の軸には紡糸室11の外に配されたモータ57が接続されており、ローラ55を所定速度で回転させる。この回転によりコレクタ50は1対のローラ55,56間で循環し移動する。本実施形態においては、コレクタ50の移動速度は、10cm/時としているが、これに限定されない。
An accumulation unit 15 is disposed below the nozzle 13. The stacking unit 15 includes a
コレクタ50には支持体供給部52によって帯状のアルミウムシートからなる支持体60が供給される。本実施形態における支持体60は、厚みが概ね25μmである。支持体60は、ナノファイバ46を収集させてナノファイバ層(不織布)47として得るためのものである。コレクタ50上の支持体60は、支持体巻取り部53によって巻き取られる。支持体供給部52は送出軸52aを有する。送出軸52aには支持体ロール54が装着される。支持体ロール54は支持体60が巻き取られて構成されている。支持体巻取り部53は巻取り軸58を有する。巻取り軸58は図示省略のモータにより回転され、セットされる巻芯61に、ナノファイバ層47が形成された支持体60を巻き取る。このように、ナノファイバ製造装置10は、ナノファイバ46を製造する機能に加え、ナノファイバ層47からなる不織布を製造する機能を持ち、電界紡糸法によるナノファイバ製造方法が実施される。コレクタ50の移動速度と支持体60の移動速度は両者の間に摩擦が生じることがないように同じにすることが好ましい。なお、支持体60をコレクタ50上に載せて、コレクタ50の移動によって移動させてもよい。また、支持体60に巻取り張力をかけておくことにより、支持体60をコレクタ50に連動させてもよい。
A support body 60 made of a strip-shaped aluminum sheet is supplied to the
電源62は、ノズル13とコレクタ50との間に例えば30kVの電圧をかけてノズル13をマイナス(−)に帯電させ、コレクタ50をプラス(+)に帯電させる。この帯電により、先端開口13aに形成されるテイラーコーン44からは紡糸ジェット45がコレクタ50に向かって噴出される。なお、帯電の極性は逆にしてもよい。ノズル13先端とコレクタ50との距離L2は、ポリマーと溶媒の種類、溶液25における溶媒の質量割合等によって適切な値が異なるが、30mm以上300mm以下の範囲内が好ましく、本実施形態では170mmとしている。この距離L2が30mm以上であることにより、30mmよりも短い場合に比べて、噴出される紡糸ジェット45が、コレクタ50に到達するまでに、自身の電荷による反発でより確実に分裂するので、細いナノファイバ46がより確実に得られる。このように細く分裂することで溶媒がより確実に蒸発するから、べたついた不織布となることがより確実に防がれる。また、距離L2が300mm以下であることにより、300mmを超えて長すぎる場合と比べて、印加する電圧を低く抑えることができる。従って、高電圧の印加により装置の絶縁が破れることがより確実に防止されるから、意図せぬ部分でのショートによる装置の破損が無い。
The
ノズル13とコレクタ50とに印加する電圧の大きさによって、得られるナノファイバ46の太さが変わる。ファイバを細く形成する観点では電圧はなるべく低いほうが好ましいが、下げすぎると繊維状にならず玉状になってコレクタ50上に付着する場合がある。逆に電圧を上げていくとファイバが太くなり、上げ過ぎると装置の絶縁が破れて思わぬところから漏電して、装置が損傷する場合がある。そこで、ノズル13とコレクタ50とにかける電圧は、2kV以上40kV以下が好ましい。
The thickness of the obtained nanofiber 46 varies depending on the magnitude of the voltage applied to the nozzle 13 and the
セルロース系ポリマーとしては、本実施形態ではセルローストリアセテート(TAC)を用いているが、これに限定されず、セルロースジアセテート(DAC)、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、ニトロセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロースの少なくともいずれかひとつ、またはそれらの混合物であればよい。 As the cellulose-based polymer, cellulose triacetate (TAC) is used in the present embodiment, but is not limited thereto. Cellulose diacetate (DAC), cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, nitro It may be at least one of cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, or a mixture thereof.
セルロース系ポリマーを溶解する溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン(NMP)、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1−メトキシ−2−プロパノールなどが挙げられる。これらは、セルロース系ポリマーの種類に応じて単独で使用しても混合して使用してもよい。溶媒を単独で使用する場合には、溶媒の沸点がおおよそ50℃以下になると、液玉の形成が顕著になる。また、沸点の低い溶媒は、溶媒の蒸発速度が速いため液玉を形成しやすい。これを抑制するために沸点の高い溶媒を混合して、溶媒の蒸発速度を調整することが好ましい。なお、本実施形態では、溶媒として、ジクロロメタンとNMPとの混合物を用いている。 Solvents for dissolving the cellulose polymer include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, benzyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl formate, ethyl formate, hexane, cyclohexane, dichloromethane , Chloroform, carbon tetrachloride, benzene, toluene, xylene, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone (NMP), diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, 1-methoxy-2-propanol and the like. These may be used alone or in combination depending on the type of cellulosic polymer. When the solvent is used alone, the formation of liquid balls becomes prominent when the boiling point of the solvent is about 50 ° C. or lower. In addition, a solvent having a low boiling point tends to form a liquid ball because the evaporation rate of the solvent is high. In order to suppress this, it is preferable to adjust the evaporation rate of the solvent by mixing a solvent having a high boiling point. In the present embodiment, a mixture of dichloromethane and NMP is used as the solvent.
一般的にはポリマー溶液では、温度が下がると粘度が大きく変化してしまうことが多い。本実施形態では、溶液25の濃度が2質量%以上10質量%以下と十分希薄なため、溶液粘度が低く、冷却気体43による溶媒蒸発の抑制効果が顕著に現れる。 In general, in a polymer solution, the viscosity often changes greatly as the temperature decreases. In the present embodiment, since the concentration of the solution 25 is sufficiently dilute at 2% by mass or more and 10% by mass or less, the solution viscosity is low, and the effect of suppressing the solvent evaporation by the cooling gas 43 appears remarkably.
次に、本実施形態の作用を説明する。図1において、ノズル13と、循環して移動するコレクタ50とには、電源62により電圧が印加される。冷却気体供給部14を作動させ、ノズル13の送風スリット21から冷却気体43を送る(図2参照)。集積部15を作動させて、コレクタ50及び支持体60を移動させる。また、溶液供給部12を作動させて、図2に示すように、ノズル13の先端開口13aから溶液25を送り出すと、先端開口13aにテイラーコーン44が形成される。電圧の印加によりプラスに帯電しているコレクタ50は、マイナスに帯電した状態で先端開口16bから出た溶液25を誘引し、紡糸ジェット45がコレクタ50に向けて噴出される。マイナスに帯電している紡糸ジェット45は、コレクタ50に向かう間に、自身の電荷による反発でより細い径に分裂し、支持体60上にナノファイバ46として収集される。収集されたナノファイバ46はナノファイバ層47として支持体60と共に支持体巻取り部53に送られる。ナノファイバ層47は、支持体60と重なった状態で巻芯61に巻かれる。
Next, the operation of this embodiment will be described. In FIG. 1, a voltage is applied by a
巻芯61は巻取り軸58から取り外された後に、支持体60からナノファイバ層47が分離される。この後、ナノファイバ層47が所望のサイズに切断されて、ナノファイバ46からなる不織布が得られる。
After the
本実施形態では、図2に示すように、送風管20とノズル13との間の送風スリット21から冷却気体43が送り出され、この冷却気体43がノズル13先端のテイラーコーン44を覆うため、溶液25の溶媒の蒸発速度が抑えられる。これにより、テイラーコーン44の表面が固くなることがなく、液玉の発生が抑えられる。したがって、液玉の発生に起因する均一な太さのナノファイバ46の形成が困難になる問題や、液玉の落下による欠陥製品の発生の問題などが解消される。このように、蒸発速度の高い溶液であっても電界紡糸を安定的に行える。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the cooling gas 43 is sent out from the blowing slit 21 between the blowing pipe 20 and the nozzle 13, and the cooling gas 43 covers the Taylor cone 44 at the tip of the nozzle 13, so that the solution The evaporation rate of 25 solvents is suppressed. Thereby, the surface of the Taylor cone 44 does not become hard, and generation | occurrence | production of a liquid ball is suppressed. Therefore, the problem that it becomes difficult to form the nanofiber 46 having a uniform thickness due to the generation of the liquid ball and the problem of the generation of defective products due to the drop of the liquid ball are solved. Thus, electrospinning can be performed stably even with a solution having a high evaporation rate.
上記第1実施形態では、ノズル13の先端開口13aに対して、送風管20の先端20aを突出させて、先端開口13aのテイラーコーン44を送風管20で覆うようにしたが、図3に示す第2実施形態のように、ノズル70の先端70aに合わせて送風管71の先端71aを位置させてもよい。この場合には、第1実施形態のように、ノズル70の先端70aが送風管71の先端部71b内に隠れることがないため、先端70aのクリーニングが容易に行える。なお、各実施形態において、同じ構成部材には同一符号を付して重複した説明を省略している。
In the said 1st Embodiment, although the front-end |
図4に示すように、本発明の第3実施形態は、第2実施形態の送風管71の先端部71bに、ガイド管75を筒心方向に移動自在に取り付けたものである。この第3実施形態の場合には、ガイド管75を下ろしたガイド位置(図4参照)では、ガイド管75及び送風管71によって、送風スリット21からの冷却気体43がテイラーコーン44を覆うため、テイラーコーン44を確実に冷却気体43で冷却することができる。また、クリーニングの際には、ガイド管75をガイド位置から上方にスライドさせて退避位置にすることにより、ノズル70の先端70aを露出させることができる。このため、ノズル13の先端開口13aを確実にクリーニングすることができる。ガイド管75は、図示省略のバネなどにより先端に向けて突出するように付勢してもよいし、同じく図示省略のクリック機構により突出位置と退避位置とに位置決め可能にしてもよい。
As shown in FIG. 4, in the third embodiment of the present invention, a guide tube 75 is attached to a
図5に示す第4実施形態では、第1実施形態の送風管20の先端部20bに、内部に冷却媒体80が循環される冷却部81を設けたものである。この場合には、冷却気体43の他に送風管20の冷却部81によりテイラーコーン44を冷却することができる。したがって、テイラーコーン44の溶媒の蒸発速度を更に抑えることができ、液玉の発生が抑えられる。
In 4th Embodiment shown in FIG. 5, the cooling
第5実施形態では、第4実施形態の送風管20からの送風を無くし、送風管20の冷却部81によって、テイラーコーン44を冷却している。このように送風管20を冷却管として用いた場合にも、テイラーコーン44を冷却することができ、液玉の発生が抑えられる。また、冷却部81を有する送風管20に代えて、図示は省略したが、先端部20bに冷却部81を有する冷却管を用いてもよい。冷却管の冷却部81は、冷却媒体80を循環させて冷却させるものの他に、冷却機能を有する各種冷却装置を用いてもよい。
In 5th Embodiment, the ventilation from the ventilation pipe | tube 20 of 4th Embodiment is lose | eliminated, and the Taylor cone 44 is cooled by the cooling
上記各実施形態では、ノズル13,70を1本のみとして説明しているが、ノズル13,70は複数用いてもよい。複数用いる場合には、支持体60の送り方向に直交する方向にノズル13,70を離間して複数設けることが好ましい。また、支持体60の送り方向、及び送り方向に直交する方向でノズル13,70をマトリックスに配置してもよい。ノズル13,70を複数化することで、得られるナノファイバ層47の面積を増やすことができ、製造効率を上げることができる。また、ノズル13,70の本数が増加してノズル13,70からの総溶液吐出量が増加する場合には、紡糸室11内に図示省略の溶媒回収部を設けることが好ましい。
In each of the above embodiments, the description has been given assuming that only one nozzle 13 or 70 is provided, but a plurality of nozzles 13 and 70 may be used. When a plurality of nozzles are used, it is preferable to provide a plurality of nozzles 13 and 70 in a direction perpendicular to the feeding direction of the support 60. Further, the nozzles 13 and 70 may be arranged in a matrix in the feeding direction of the support 60 and in a direction orthogonal to the feeding direction. By making the nozzles 13 and 70 plural, the area of the obtained
上記実施形態では、ノズル13,70の断面形状を円形としたが、図示省略の細長い矩形状のスリット形としてもよい。この場合には、ノズルの断面形状に合わせて送風スリットも同様に細長いスリット形状にする。 In the above embodiment, the cross-sectional shape of the nozzles 13 and 70 is circular, but it may be an elongated rectangular slit shape (not shown). In this case, the blower slit is similarly formed into an elongated slit shape in accordance with the sectional shape of the nozzle.
次に、本発明の効果を確認するための実施例を説明する。実施例1は、セルローストリアセテートを混合溶媒に溶解した溶液25を用いた。混合溶媒は、ジクロロメタンとNMPとの混合比(質量)を、ジクロロメタン:NMP=8:2とし、セルローストリアセテート溶液の濃度は4質量%とした。 Next, examples for confirming the effects of the present invention will be described. In Example 1, a solution 25 in which cellulose triacetate was dissolved in a mixed solvent was used. For the mixed solvent, the mixing ratio (mass) of dichloromethane and NMP was dichloromethane: NMP = 8: 2, and the concentration of the cellulose triacetate solution was 4 mass%.
使用したノズル13は1本で内径が0.4mmで外径が0.6mmのステンレス製円筒管を用い、先端開口縁部13bを水平にカットしたのち、カット面を研磨して用いた。内径が10mmで外径が11mmの送風管20をノズル13に対して同心として、先端開口縁部13bから、送風管20の先端を突出させ、この時の突出量L1を10mmとした。
The used nozzle 13 was a stainless steel cylindrical tube having an inner diameter of 0.4 mm and an outer diameter of 0.6 mm, and after cutting the tip opening
コレクタ50上に支持体60として厚さ約25μmのアルミニウムシートをセットし、ノズル13からコレクタ50までの距離L2を170mmとした。コレクタ50を100mm/時の速度で移動させた。コレクタ50上の支持体60もコレクタ50の移動に伴い同速度で移動させた。
An aluminum sheet having a thickness of about 25 μm was set as the support 60 on the
送風管20からの冷却気体43として空気を用い、空気を10℃に冷却し20mm/秒で送風スリット21から送り出した。ノズル13とコレクタ50との間に35kVの電圧を印加し、ノズル13をマイナスに帯電させ、コレクタ50をプラスに帯電させた。溶液25を4cm3/時の速度でノズル13に供給し、A4版サイズのサンプルを採取した。
Air was used as the cooling gas 43 from the blower tube 20, and the air was cooled to 10 ° C. and sent out from the blower slit 21 at 20 mm / second. A voltage of 35 kV was applied between the nozzle 13 and the
実施例2は実施例1のノズル13に代えて、図3に示すノズル13を用いた以外は実施例1と同一条件とした。実施例3は、図5に示す内部に冷却媒体80が循環される冷却部81を有する送風管20を用いて送風せずに、テイラーコーン44を10℃に保持した以外は実施例1と同一条件とした。
In Example 2, the same conditions as in Example 1 were used except that the nozzle 13 shown in FIG. 3 was used instead of the nozzle 13 of Example 1. The third embodiment is the same as the first embodiment except that the tailor cone 44 is maintained at 10 ° C. without using the blower pipe 20 having the cooling
比較例1は、実施例1において、送風管20から冷却気体43を供給しなかった以外は実施例1と同一条件とした。比較例2は、実施例1において、送風管20から冷却気体43を100mm/秒として供給した以外は実施例1と同一条件とした。比較例3は、実施例1において、冷却気体43を冷却せずに室温(25℃)にて供給した以外は実施例1と同一条件とした。 In Comparative Example 1, the same conditions as in Example 1 were used except that the cooling gas 43 was not supplied from the blower pipe 20 in Example 1. In Comparative Example 2, the same conditions as in Example 1 were used except that the cooling gas 43 was supplied from the blower pipe 20 at 100 mm / second in Example 1. In Comparative Example 3, the same conditions as in Example 1 were used except that the cooling gas 43 was supplied at room temperature (25 ° C.) without being cooled.
A4版サイズのサンプルを採取するまでの間のノズル詰まり回数、液玉(固化した溶液)の落下回数を測定し、実施例と比較例を評価した。ノズルが詰まった場合にはノズル先端の固化した部分を除去することによって紡糸が再開可能な場合と、固化した部分を取り除いてもつまりが完全に解消されず、再開不能の場合がある。再開可能な場合にはそのまま紡糸を続行した。再開不能の場合には紡糸を中断した。A4版サイズのサンプルを採取することができた場合には合格と判定し、中断によりサンプルを採取することができない場合には不合格と判定した。 The number of clogged nozzles and the number of drops of liquid balls (solidified solution) before taking a sample of A4 size were measured, and the examples and comparative examples were evaluated. When the nozzle is clogged, there are a case where spinning can be resumed by removing the solidified portion at the tip of the nozzle and a case where removal is not completely eliminated even if the solidified portion is removed, and resumption is impossible. If resumable, spinning continued. If it was impossible to resume, spinning was interrupted. When a sample of A4 size was able to be collected, it was determined to be acceptable, and when a sample could not be collected due to interruption, it was determined to be unacceptable.
実施例1,3ではノズル詰まり回数、液玉の落下回数が共に0であり、合格であった。実施例2では、液玉の落下回数が1で、サンプルの欠陥も軽微であり、合格であった。これに対して、比較例1ではノズル詰まり回数が3回、液玉の落下回数が13であり、紡糸が中断したため、不合格であった。また、比較例2では、ノズル詰まり回数が2、液玉の落下回数が19であり、紡糸が中断したため、不合格であった。比較例3では、ノズル詰まり回数が5、液玉の落下回数が17であり、紡糸が中断したため、不合格であった。このように、本発明では、ノズル詰まりや液玉の落下が殆ど無く、紡糸を円滑に行うことができる。 In Examples 1 and 3, the number of nozzle clogging and the number of drops of liquid balls were both 0, which was acceptable. In Example 2, the number of drops of the liquid ball was 1, and the sample defect was minor and passed. On the other hand, in Comparative Example 1, the number of clogged nozzles was 3, the number of drops of the liquid ball was 13, and the spinning was interrupted, so it was rejected. Further, in Comparative Example 2, the number of nozzle cloggings was 2, the number of drops of liquid balls was 19, and the spinning was interrupted, so it was rejected. In Comparative Example 3, the number of clogged nozzles was 5, the number of dropped liquid balls was 17, and the spinning was interrupted, so it was unacceptable. Thus, in the present invention, there is almost no nozzle clogging or drop of liquid balls, and spinning can be performed smoothly.
10 ナノファイバ製造装置
12 溶液供給部
13 ノズル
13a 先端開口
13b 先端開口縁部
14 冷却気体供給部
15 集積部
20 送風管
20a 先端
20b 先端部
21 送風スリット
25 溶液
43 冷却気体
44 テイラーコーン
45 紡糸ジェット
46 ファイバ
47 ナノファイバ層
50 コレクタ
62 電源
70 ノズル
71 送風管
75 ガイド管
80 冷却媒体
81 冷却部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Nanofiber manufacturing apparatus 12 Solution supply part 13
Claims (12)
前記ノズルの先端から出た前記溶液の周面に5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度の気体を送るナノファイバ製造方法。 A solution in which the cellulosic polymer is dissolved in a solvent is discharged from the tip of the nozzle at a constant temperature in the range of 5 ° C. or more and 40 ° C. or less, and a voltage is applied between the solution and the collector to remove the collector from the solution. In the nanofiber manufacturing method of ejecting the fiber to
The nanofiber manufacturing method which sends the gas of the fixed temperature in the range of 5 to 15 degreeC to the surrounding surface of the solution which came out from the front-end | tip of the said nozzle.
前記ノズルの先端から出た前記溶液の周面を冷却管で覆って、前記溶液の周面の温度を5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度に保持するナノファイバ製造方法。 A solution in which the cellulosic polymer is dissolved in a solvent is discharged from the tip of the nozzle at a constant temperature in the range of 5 ° C. or more and 40 ° C. or less, and a voltage is applied between the solution and the collector to remove the collector from the solution. In the nanofiber manufacturing method of ejecting the fiber to
A method for producing nanofibers, wherein the peripheral surface of the solution coming out from the tip of the nozzle is covered with a cooling pipe, and the temperature of the peripheral surface of the solution is maintained at a constant temperature within a range of 5 ° C. to 15 ° C.
前記ノズルの外側に前記ノズルと同心で配され前記ノズルの外周面との間に送風スリットが形成されている送風管と、
前記送風スリットから5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度の気体を送る冷却気体供給部と
を備えるナノファイバ製造装置。 A solution in which the cellulosic polymer is dissolved in a solvent is discharged from the tip of the nozzle at a constant temperature in the range of 5 ° C. or more and 40 ° C. or less, and a voltage is applied between the solution and the collector to remove the collector from the solution. In the nanofiber manufacturing equipment that ejects the fiber to
A blower pipe having a blower slit formed concentrically with the nozzle on the outside of the nozzle and formed between the outer peripheral surface of the nozzle;
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: a cooling gas supply unit configured to send a gas having a constant temperature within a range of 5 ° C. to 15 ° C. from the blow slit.
前記ノズルの外側に前記ノズルと同心で配され、内部に冷却媒体が循環される冷却管を有し、
前記冷却管の先端は前記ノズルの先端よりも突出し、前記冷却管の突出している先端部により、前記ノズルから出ている前記溶液を覆い、前記溶液の周面の温度を5℃以上15℃以下の範囲内の一定温度に保持するナノファイバ製造装置。 A solution in which the cellulosic polymer is dissolved in a solvent is discharged from the tip of the nozzle at a constant temperature in the range of 5 ° C. or more and 40 ° C. or less, and a voltage is applied between the solution and the collector to remove the collector from the solution. In the nanofiber manufacturing equipment that ejects the fiber to
A cooling pipe that is arranged concentrically with the nozzle outside the nozzle and in which a cooling medium is circulated;
The tip of the cooling pipe protrudes from the tip of the nozzle, the tip of the cooling pipe covers the solution coming out of the nozzle, and the temperature of the peripheral surface of the solution is 5 ° C. or more and 15 ° C. or less. Nanofiber manufacturing equipment that maintains a constant temperature within the range of.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018095986A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 花王株式会社 | Electrospinning device and electrospinning method |
JP2018131692A (en) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 富士フイルム株式会社 | Sheet and sheet production method |
JP2018135615A (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 富士フイルム株式会社 | Method and apparatus for producing nano-fibers |
CN113493933A (en) * | 2020-04-01 | 2021-10-12 | 苏州合祥纺织科技有限公司 | Preparation method of agar nanofiber |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070018361A1 (en) * | 2003-09-05 | 2007-01-25 | Xiaoming Xu | Nanofibers, and apparatus and methods for fabricating nanofibers by reactive electrospinning |
JP2008138297A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Fujifilm Corp | Material and method for eliminating harmful substance |
US20100041296A1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-18 | Lopez Leonardo C | Electroblowing of fibers from molecularly self-assembling materials |
JP2013519805A (en) * | 2010-02-15 | 2013-05-30 | コーネル ユニバーシティ | Electrospinning apparatus and nanofiber produced thereby |
-
2014
- 2014-09-04 JP JP2014180418A patent/JP6170888B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-07-22 WO PCT/JP2015/070842 patent/WO2016035468A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070018361A1 (en) * | 2003-09-05 | 2007-01-25 | Xiaoming Xu | Nanofibers, and apparatus and methods for fabricating nanofibers by reactive electrospinning |
JP2008138297A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Fujifilm Corp | Material and method for eliminating harmful substance |
US20100041296A1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-18 | Lopez Leonardo C | Electroblowing of fibers from molecularly self-assembling materials |
JP2013519805A (en) * | 2010-02-15 | 2013-05-30 | コーネル ユニバーシティ | Electrospinning apparatus and nanofiber produced thereby |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018095986A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 花王株式会社 | Electrospinning device and electrospinning method |
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