JP3525382B2 - 電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置 - Google Patents

電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置

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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/11—Flash-spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電荷誘導紡糸による
高分子ウェブ製造装置及びその方法に係り、特に、電荷
誘導紡糸法(Electrospinning)を用いて多孔性高分子ウ
ェブを製造するための電荷誘導紡糸による高分子ウェブ
製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】既存の繊維製造技術、即ち溶融紡糸、湿
式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸などは高分子溶融物ある
いは溶液を、機械的な力でノズルに通し、押出させて紡
糸し、これを凝固或いは固化させ、繊維を製造する。
【０００３】既存の工程を用いて製造すると数〜数十μ
ｍの直径を有する繊維製造が可能であり、現在の技術で
はサブミクロン〜数μｍ直径の超極細糸繊維を製造する
のは特定の高分子だけが可能であり、且つ繊維の一部を
溶かし出す方法などを用いらなければならない非常に複
雑な制限された工程である。
【０００４】電荷誘導紡糸工程は高分子溶融物(melt)、
高分子溶液(solution)など様々な種類の高分子が適用可
能であり、数nmの直径を有する繊維の製造も可能である
ことが最近報告されている。
【０００５】上記の如くの小さい繊維の直径は既存繊維
と比べて体積に対する表面積の比が非常に高く、高い多
孔性を有する膜の製造が可能であり、既存の製品にて有
し難い新たな物性を提供することができる。
【０００６】これと関連された報告にはドシ(Doshi)と
レネカル(Reneker)の「Electrospinning Process and
Applications of Electrospun Fibers(J.Electros
tatics,35,151-160(1995))」などがあり、米国特許USP6
106913号によれば、電荷誘導紡糸法と空気渦流を用いた
紡糸(air vortex spinning)技術を結合し、紡糸を製
造するのに用いられる４オングストローム〜１nmの繊維
状に製造することができるという報告があり、又、他の
米国特許 USP 06110590号によれば電荷誘導紡糸法を
用いて２〜２０００nmの直径を有する生分解性シルクの
製造が開示されている。
【０００７】また、電荷誘導紡糸工程は液状から直接高
分子ウェブを製造することができるため、既存の紡糸法
と比べて工程が非常に単純である。
【０００８】このような電荷誘導紡糸工程に使用可能な
高分子には、ポリフッ化ビニリデン（ＦＶＤＦ）、ポリ
(フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン)(p
oly(vinylidene fluorid-co-hexafluoropropylene))、
ポリアクリロニトリル、ポリ(アクリロニトリル−コ−
メタクリレ−ト)(poly(acrylonitrile-co-methacrylat
e))、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリ塩化ビニル、ポ
リ(塩化ビニリデン−コ−アクリレ−ト)(poly(vinylide
nechloride-co-acrylate))、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ナイロン１２、ナイロン−４,６などのナイロン
系列,アラミド、ポリベンゾイミダゾ−ル、ポリビニル
アルコ−ル、セルロ−ス、酢酸セルロ−ス、酢酸酪酸セ
ルロ−ス、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル、ポリ
(ビス−(２−メトキシ−エトキシエトキシ)) ホスファ
ゼン(ＭＥＥＰ))(poly(bis-(2-methoxy-ethoxyethoxy))
phosphazene)、ポリエチレンイミド(ＰＥＩ)、ポリ(コ
ハク酸エチレン)、ポリ(硫化エチレン)、ポリ(オキシメ
チレン−オリゴ−オキシエチレン)(poly(oxymethylene-
oligo-oxyethylene))、ポリ(酸化プロピレン)、ポリ(酢
酸ビニル)、ポリアニリン、(ポリテレフタル酸エチレ
ン)、ポリ(ヒドロキシ酪酸)、ポリ(酸化エチレン)、Ｓ
ＢＳコポリマ−、ポリ乳酸、ポリペプチド、タンパク質
などのバイオポリマ−、コ−ルタ−ルピッチ、石油ピッ
チなどのピッチ系などの様々な高分子が適用可能であ
り、これらの共重合体(copolymer)及び混合物(blend)な
ども可能である。それだけでなく、上記高分子にエマル
ジョンや有機、無機物の粉末状を混合して用いることも
可能である。
【０００９】しかし、電荷誘導紡糸工程は外部の物理的
な力に電荷の力を追加し、吐出させる既存の電気塗装な
どの汎用の類似工程とは違って電荷の力に大きく依存す
る工程なので、前記の如く細い直径の繊維状により構成
されたウェブを製造するにおいて、一つのノズルからの
吐出量を高め生産性を高めるには制限があるため、狭い
空間に多くのノズルを密集させ使用することが非常に重
要であり、それぞれのノズルを精密に制御するのが製品
の品質に極めて重要である。
【００１０】特に、一つの紡糸パックに複数のノズルを
密集させ、多量に吐出させることが非常に重要であり、
また、ノズルを単に羅列し使用する場合、各ノズルにて
吐出される繊維状の高分子が電荷を有しているため、相
互干渉を受け互いに反発して押し出しコレクタ(collect
or)の領域を外れるし、且つ毛細管ノズルの環境が互い
に異なり、各ノズル別に吐出が均一でないため、均一な
厚さの膜を製造するのが困難である。
【００１１】電荷を帯びた有機溶液の挙動は早々と知ら
れているが、高分子を用いる電荷誘導紡糸法は最近開発
され始めた。電荷誘導紡糸法により製造される多孔性高
分子ウェブが前記に記述した如くの多くの利点を有して
いるにも関わらず高分子ウェブを高速で製造することが
できる技術は開発されていない。
【００１２】特に、研究のために一つのニ−ドルを用い
る実験室規模の装置などは容易に構成することができる
ため少量の製造が可能であるが、これを常用化するため
には大量生産が可能でなければならないため前記の問題
点が解決されなければならない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
の如くの従来の技術の問題点を勘案し案出されたもので
あって、その目的は高分子を溶媒に溶解させるか, 高分
子溶融体(melt)を用いて電荷誘導紡糸法(electrospinni
ng)を使用し、空隙率が非常に高く生産性の優れた高多
孔性ウェブを製造するための電荷誘導紡糸による高分子
ウェブ製造装置及を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、高分子物質を電荷誘導紡糸法により高多
孔性の高分子ウェブを製造するための装置において、液
体状態の少なくとも一種の高分子物質が貯蔵されるバレ
ルと、前記バレルに貯蔵された液状の高分子物質を加圧
し供給するポンプと、前記ポンプにより供給される液状
の高分子物質を少なくとも一種の荷電されたノズルを通
して噴射し紡糸を製造する紡糸部と、前記紡糸部のノズ
ルを荷電させるための電荷を供給する高電圧発生部と、
前記紡糸部の荷電極性と異なる極性に帯電され前記ノズ
ルにより排出される紡糸を積層させながら移送し高分子
ウェブを形成するコレクタとを含むことを特徴とする電
荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置を提供する。
【００１５】そして、本発明は、高分子物質を電荷誘導
紡糸法により高多孔性高分子ウェブを製造する方法にお
いて、少なくとも一種の高分子物質を液状に形成する段
階と、前記液状の高分子物質を荷電された一つ以上のノ
ズルを通して、前記ノズルの下に位置しながら前記ノズ
ルの荷電極性とは異なる極性に帯電され一定の速度で移
動するコレクタへ吐出し積層させることにより高分子ウ
ェブを形成する段階とを含むことを特徴とする電荷誘導
紡糸による高分子ウェブ製造方法を共に提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明による電荷誘導紡糸による
高分子ウェブ製造装置を本発明の実施の形態と添付した
図面を通して説明する。
【００１７】本発明の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ
製造装置に対する第１実施の形態は、図１に示す通り、
高分子物質が液体状態に貯蔵されるバレル１０と、上記
バレル１０内の高分子物質を加圧し供給するポンプ１２
と、上記ポンプ１２により供給される高分子物質を細い
直径を有する紡糸に製造する紡糸部２０と、紡糸部２０
にて紡糸された紡糸を適当な厚さに積層しながら移送す
るコレクタ５０と、上記紡糸部２０の紡糸過程にて必要
な電荷を供給する高電圧発生部４０とで成される。
【００１８】上記バレル１０は溶媒を用いて溶かした高
分子又は溶融された高分子物質が貯蔵される場所とし
て、高分子物質は少なくとも一種以上の高分子物質が用
いられるため、混合する多種の高分子物質を一つのバレ
ルに混合し用いるか、それぞれの高分子物質をそれぞれ
のバレルに貯蔵して用いることができる。
【００１９】従って、本発明の実施の形態においては一
つのバレル１０だけを表示したが、場合によっては複数
のバレルを用いることができる。
【００２０】上記ポンプ１２は上記バレル１０に貯蔵さ
れている液状の高分子物質を加圧し供給するためのもの
として、ポンプ１２の出力を調節し、上記紡糸部２０の
紡糸速度を調節することができる。
【００２１】上記紡糸部２０は、図３及び図４に示すよ
うなユニノズル３２タイプの紡糸部と図５及び図６のよ
うなマルチノズル３３タイプとがあるが、本発明におい
てはユニノズルタイプの紡糸部を基準として説明する。
【００２２】上記ポンプ１２から液状の高分子物質が供
給される引込管２２がその中央に形成されたベ−ス２４
の下部面には電荷を伝達することができる導電性金属板
により成されたベ−ス導電板２６が付着されてあり、上
記ベ−ス導電板２６の下部面にはユニノズル３２が設け
られるよう複数のノズルタップ３４が突出形成されてい
る。
【００２３】従って、上記ベ−ス２４とベ−ス導電板２
６及びノズルタップ３４には液状の高分子物質が通過可
能な経路が形成されなければならず、この経路は上記ポ
ンプ１２により加圧された液状の高分子物質が上記ノズ
ルタップ３４に同一な圧力で作用可能な構造を有する。
【００２４】上記ノズルタップ３４には、噴射口が一つ
だけ形成され、液状の高分子物質を噴射して紡糸機能を
有するユニノズル３２が設けられ、上記ユニノズル３２
は図４にて示すとおり、上記ノズルタップ３４の中央に
設けられる。
【００２５】上記ユニノズル３２が設けられた位置に複
数の穴が形成されユニノズル３２が通過可能な構造を有
し、ハンガ−２７により上記ベ−ス導電板２６の下部面
に電荷分配板２８が設けられる。
【００２６】ここで、上記電荷分配板２８の下部には電
荷分配のための導電板３０が上記電荷分配板２８と同一
な形状に成され付着されている。
【００２７】一方、上記ベ−ス導電板２６と電荷分配板
２８の導電板３０には同一な極性を有する電圧が認可さ
れるが、この電圧は高電圧発生部４０により出力され
る。
【００２８】上記高電圧発生部４０は、５ｋＶ〜５０ｋ
Ｖ範囲の直流電圧を出力するものとして、正極出力端子
は上記ベ−ス導電板２６と導電板３０とに連結され、負
極端子は接地処理される。
【００２９】そして、上記ノズル３１は、図４のような
ユニノズル３２と、図５及び図６に示した紡糸部２０の
第２実施の形態のような複数の排出口を有するマルチノ
ズル３３とがある。
【００３０】マルチノズル３３はノズル３１間の電気的
干渉を最小化させるために複数個のニ−ドル３３ａ配置
が放射状の配列を有するものとして、マルチノズル３３
の間の電気的干渉を最小化させるために電荷分配板２８
を導入する。この時、ニ−ドルは相互の間隔が１mm以上
に配置されることが望ましい。これは、複数のニ−ドル
３３ａから紡糸される液状の高分子物質がコレクタ５０
に触れる前に互いに接合されるのを防ぐための最小限の
距離である。
【００３１】前記電荷分配板２８を導入すれば各ノズル
３１の周辺環境を同一に作り上げることができる。この
時、用いられる電荷分配板２８は金属などの導体で成さ
れた導電板３０が付着され、前記電荷分配板２８にはノ
ズル３１の大きさより僅かに大きい穴が形成されてあ
り、この穴にノズル３１が挿入されている構造を有す
る。
【００３２】上記電荷分配板２８に付着された導電板３
０の位置はノズル３１の先端即ち、高分子が吐出される
末端から少し離れており、５mm以上の間隔を維持するも
のが更に望ましい。且つ、用いられる導体のノズル３１
に位置したニ−ドル３２ａ、３３ａの長さと外径の比が
１０以上、より望ましくは２０以上が望ましい。
【００３３】紡糸部２０の第２実施の形態は前記第１実
施の形態の構成要素と殆どが同様に構成され、ノズルの
構造だけが互いに異なる（従って、第１及び第２の実施
の形態を示した図３、図４及び図５、図６間の同一部材
番号は同一な意味を有する）。
【００３４】紡糸部第２実施の形態に適用されるマルチ
ノズル３３は円形に成されたノズルタップ３４に複数の
ニ−ドル３３ａがノズルタップ３４の中心から同一な距
離に同角間隔に配置され成される。
【００３５】そして、前記紡糸部２０のノズル配置構造
を察すると図７〜図８に示す通り、色々な形態のノズル
３１配置構造を有するが、これを説明すると次の通りで
ある。
【００３６】図７は上記ベ−ス２４及びベ−ス導電板２
６、電荷分配板２８の形態を円形にし、円の中心から同
距離に同角間隔を有するよう複数のノズル３１を配置す
る構造である。
【００３７】ここで、上記ノズル３１はユニノズル３２
又はマルチノズル３３の構造を有するものが採択され得
るし、次に説明する図８〜図１０の場合も同様である。
【００３８】図８は上記ベ−ス２４及びベ−ス導電板２
６、電荷分配板２８の形態を長方形にし、縦線を基準に
ノズル３１を円弧上に同間隔に配置する構造である。
【００３９】図９は上記ベ−ス２４及びベ−ス導電板２
６、電荷分配板２８の形態を長方形にし、ノズル３１の
中心が連続される三角形の交差点に位置するよう配置す
る構造を有し、該構造はノズル３１の配置密度を高くす
ることができる。
【００４０】図１０は上記ベ−ス２４及びベ−ス導電板
２６、電荷分配板２８の形態を長方形にし、ノズルの中
心が連続される正四角形の交差点が位置するよう配置す
る構造を有する。
【００４１】上記紡糸部２０とコレクタ５０に荷電させ
る方法による実施の形態は、図１に示したとおり一つの
高電圧発生部４０を用いて、その出力の内正極はベ−ス
導電板２６と電荷分配板２８の導電板３０に連結されノ
ズル３１を通して排出される高分子紡糸を正極に荷電さ
せ、負極は上記コレクタ５０に連結されながら接地処理
される。
【００４２】そして、他の実施の形態は図２に示すとお
り、それぞれの第１及び第２高電圧発生部４０、４５を
用いて、第１高電圧発生部４０の正極出力は紡糸部２０
のベ−ス導電板２６と電荷分配板２８の導電板３０に連
結され、上記ノズル３１を通して排出される高分子紡糸
を正極に荷電させ、第１高電圧発生部４０グラウンド端
は接地処理される。
【００４３】また、より効果的に高分子紡糸をコレクタ
５０に累積させるためにコレクタ５０にノズル３１と電
荷分配板２８の導電板３０に付与された荷電と反対の符
号を有する荷電を付与することができる。
【００４４】そのために、上記第２高電圧発生部４５の
負極出力は前記コレクタ５０に連結され、グラウンド端
は接地処理され、出力電圧は−５ｋＶ〜−５０ｋＶ程で
ある。
【００４５】結局、ノズル３１と電荷分配板２８の導電
板３０に同一な種類の荷電を高電圧発生機４０を通して
付与する。この時、同一な極、即ち正極(＋)と正極(＋)
或いは負極(−)と負極(−)を用いたが、必ず同一な高電
圧発生機を用いることに限定されるものではない。
【００４６】従って、前記ベ−ス導電板２６と電荷分配
板２８の導電板３０には＋直流電圧が掛かり、コレクタ
５０には−直流電圧が供給され互いに反対の極性を有す
る電荷の引力作用を起こし、ノズル３１を通して紡糸さ
れる高分子紡糸がコレクタ５０の上部面に安定的に積層
されるようにするものである。
【００４７】即ち、ノズル３１周辺の電荷環境を同一に
作り上げただけでなくノズル３１のニ−ドル３２ａ、３
３ａ上部から下部に反発する電荷環境も有しているた
め、吐出される繊維状の高分子は狭い空間に最短の経路
を有しながら、コレクタ５０に累積される。
【００４８】一方、上記紡糸部２０とコレクタ５０間の
距離Ｄは、使用者によりその距離が調節されるように
し、コレクタ５０上部面に積層される高分子紡糸が最適
な状態で積層されるようその距離を調節する。
【００４９】そして、上記コレクタ５０は金属で成され
たウェブ(Web)を用いるか、金属で成された板を用いる
ことができ、ロ−ラ５２により駆動されるコンベヤベル
ト形態に成され、その上部面に積層され、ウェブ構造を
有する高分子ウェブを一方向に移送する。
【００５０】上記の如くの構造を有する電荷誘導紡糸に
よる高分子ウェブ製造装置を用いて高分子ウェブを製造
する過程は次の如く成される。
【００５１】上記バレル１０内に液状で貯蔵されている
高分子物質はポンプ１２により加圧供給され、加圧され
た液状の高分子物質は引込管２２を通して紡糸部２０ノ
ズル３１の微細な穴を通して押出しながら同時に電場を
かけると高分子溶液又は溶融体は電場によりノズル３１
から押出され一定距離(Ｄ)下端に位置するコレクタ５０
の表面に繊維状に成された高分子ウェブが形成される。
【００５２】高分子ウェブは数nm〜数千nm間の直径を有
する繊維が３次元のネットワ−ク構造に積層された形態
を有する。
【００５３】高分子ウェブはナノ単位の繊維直径を有し
ており、単位体積当たり表面積が非常に高い。従って、
他の製造方法により製造した高分子ウェブと比べて非常
に大きな気孔度と表面積を有している。
【００５４】微視的に繊維状の構造を有している高分子
ウェブの形態で液相から固相に直接製造され、装置と製
造工程が非常に簡単で製造時間が短縮されるため、経済
性が非常に高い。
【００５５】且つ、製造条件を変更することにより製造
しようとするウェブの繊維状の直径(数nm〜数千nm)と、
膜の厚さ(数μm〜数千μm)と気孔の大きさとを容易に調
節することができるため、必要によって様々な形態と厚
さを有する多孔性高分子ウェブの製造が可能である。
【００５６】そして、電荷誘導紡糸法を用いれば工程の
単純化が可能であり、数nm〜数千nmの直径を有する繊維
状に構成された多次元構造を成し積層されるため、同一
な気孔を有する溶媒キャスチング方法により製造された
膜と比べて相対的に優秀な機械的物性を示す。
【００５７】上述のような特徴を有する多孔性高分子ウ
ェブの製造方法を具体的に示すと、次のとおりである。
【００５８】高分子を溶媒に溶解させるか、或いは高分
子溶融体を作り、液状の高分子をバレル(barrel、10)に
投入し、紡糸部２０のノズル３１に５ｋＶ〜５０ｋＶの
電圧を与えた後、一定量の速度でコレクタ５０上に吐出
させ、高多孔性高分子ウェブを製造する。
【００５９】多孔性高分子ウェブの厚さは、適用された
電場の大きさや、コレクタにウェブの累積時間、又は吐
出速度を変更させると(ポンプの加圧力変化を用いて吐
出速度変更)任意の厚さで調節することができる。電荷
誘導紡糸方法は様々な高分子物質を一つのバレル１０に
投入した後、一つ又は一つ以上のノズル３１で紡糸し、
高分子繊維が完全に混合された多孔性高分子ウェブを製
造する方法と、様々な種類の高分子物質を、それぞれの
バレル１０に投入し、それぞれのノズル３１で同時に紡
糸し、それぞれの高分子繊維が相互に絡んだ形態の高多
孔性高分子ウェブを製造する方法などがある。
【００６０】このような高多孔性高分子ウェブを容易に
製造するためには、一つ以上のノズル３１を用いること
が望ましいが、ここで単純にノズル３１を羅列すると、
各ノズル３１にて吐出される繊維状の高分子が電荷を有
しているため相互干渉を受け、互いに反発して押出しコ
レクタ５０の領域から外れ、且つ毛細管ノズル３１の環
境が互いに異なり各ノズル３１別に吐出が均一でないた
め均一な厚さの膜を製造するのが困難である。
【００６１】従って、生産性と高分子ウェブの品質を高
めるためにノズル３１の密集度を高め、各ノズル３１の
電荷環境を同一に作り上げ、ノズル３１にて吐出される
繊維状の高分子の移動経路を最小化させなければならな
い。
【００６２】下記に、高分子ウェブを製造するためにす
べての条件を互いに異なるよう形成して行った実施の形
態を通して、電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造方法
を説明する。
【００６３】１．第１実施の形態 ８０ｇのジメチルアセトアミドと２０ｇのフッ化ポリビ
ニリデン(Atochem，Kynar 761)を攪拌器に入れ７０℃で
２４時間攪拌し透明な高分子溶液を得る。
【００６４】この高分子溶液をバレル１０に投入し、一
つのニ−ドル３２ａを有する４２個のユニノズル３２と
電荷分配板２８の導電板３０とに８〜１２ｋＶの電圧を
認可し、コレクタ５０は接地処理をした。
【００６５】ユニノズル３２のニ−ドル３２ａの端部と
電荷分配板２８との間隔は１.０cmで、ニ−ドル３２ａ
とコレクタ５０との間の距離(Ｄ)は８cmに設けた。
【００６６】この時、コレクタ５０は金属製ウェブ(we
b)を使用し、ウェブの移動速度は１０m／分である。製
造された多孔性高分子ウェブの厚さはマイクロメ−タで
測定し、表１に示した。
【００６７】
【表１】 ２．第２実施の形態 ８０ｇのアセトンと２０ｇのフッ化ポリビニリデン(Ato
chem，Kynar 761)を７０℃で２４時間攪拌し、透明な高
分子溶液を得る。
【００６８】この高分子溶液をバレル１０に投入し１２
個のニ−ドル３３ａが付着された５個のマルチノズル３
３と電荷分配板２８の導電板３０とに８〜１２ｋＶの電
圧を認可し、コレクタ５０は接地処理した。
【００６９】マルチノズル３３のニ−ドル３３ａの端部
と電荷分配板２８との間隔は１.２cmで、マルチノズル
３３のニ−ドル３３ａの端部とコレクタ５０との間の距
離(Ｄ)は１４cmに設けた。
【００７０】この時、コレクタ５０は金属製ウェブを使
用し、ウェブの移動速度は１５m／minである。製造され
た多孔性高分子ウェブの厚さはマイクロメ−タで測定し
表２に示した。
【００７１】
【表２】 ３．第３実施の形態 ８０ｇのジメチルアセトアミドと２０ｇのポリアクリロ
ニトリル(PolyScienceCo.)を７０℃で２４時間攪拌し透
明な高分子溶液を得る。
【００７２】この高分子溶液をバレル１０に投入し四つ
のニ−ドル３３ａが付着された二つのマルチノズル３３
と電荷分配板２８の導電板３０とに８〜１６ｋＶの電圧
を認可し、コレクタ５０は接地処理をした。
【００７３】マルチノズル３３のニ−ドル３３ａの端部
と電荷分配板２８との間隔は１.６cmで、マルチノズル
３３のニ−ドル３３ａの端部とコレクタ５０との間の距
離(Ｄ)は１５cmに設けた。
【００７４】この時、前記コレクタ５０は金属製板を使
用し、板の移動速度は３m／minである。製造された多孔
性高分子ウェブの厚さはマイクロメ−タで測定し表３に
示した。
【００７５】
【表３】 ４．第４実施の形態 それぞれの攪拌器に８０ｇのアセトンと２０ｇのフッ化
ポリビニリデン(Atochem，Kynar 761)を入れ溶解し(Ａ
溶液)、８０ｇのジメチルアセトアミドと、１０ｇのフ
ッ化ポリビニリデン(Atochem，Kynar 761)と１０ｇのポ
リアクリロニトリル(PolyScience、分子量150,000)を入
れ７０℃で２４時間攪拌し透明な高分子溶液を得て(Ｂ
溶液)、８３ｇのジメチルアセトアミドと１７ｇのポリ
アクリロニトリル重合体を混ぜ透明な溶液(Ｃ溶液)を得
る。
【００７６】上記Ａ、Ｂ、Ｃの溶液を三つのバレル１０に
それぞれ投入し２２個のニ−ドル３３ａが付着されたマ
ルチノズル３３三つにそれぞれの高分子溶液が投入され
るよう連結し、マルチノズル３３と電荷分配板２８の導
電板３０とに１０〜１６ｋＶの電圧を認可し、コレクタ
５０は接地処理をした。
【００７７】マルチノズル３３のニ−ドル３３ａの端部
と電荷分配板２８との間隔は１.４cmで、マルチノズル
３３のニ−ドル３３ａの端部とコレクタ５０との間の距
離(Ｄ)は１０cmに設けた。
【００７８】そして、コレクタ５０は金属製ウェブを使
用し、板の移動速度は４０m／minである。製造された多
孔性高分子ウェブの厚さはマイクロメ−タで測定し表４
に示した。
【００７９】
【表４】 以上においては、本発明を特定の望ましい実施の形態を
例え図示し、説明したが、本発明は前記実施の形態に限
定されるものではなく本発明を逸脱しない範囲内にて当
該発明の属する技術分野にて通常の知識を有する者によ
り様々な変更と修正が可能である。
【００８０】
【発明の効果】上述の如く成された本発明によると電荷
誘導紡糸法で高速に多孔性高分子ウェブを製造すること
ができ、製造された繊維状の多孔性高分子ウェブを２次
電池の分離膜(separator)、高分子電解質膜、燃料電池
の分離膜、フィルタ、医療用ドレッシングなどの用途に
用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電荷誘導紡糸装置の第一実施の形
態の構成を説明するための構成図。
【図２】本発明による電荷誘導紡糸装置の第二実施の形
態の構成を説明するための構成図。
【図３】本発明による電荷誘導紡糸装置で紡糸パックの
第一実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明による電荷誘導紡糸装置で紡糸パックの
第一実施の形態を示す構成図。
【図５】本発明による電荷誘導紡糸装置で紡糸パックの
第二実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明による電荷誘導紡糸装置で紡糸パックの
第二実施の形態を示す構成図。
【図７】本発明においてノズルの多様な形態を説明する
ための実施の形態を示す例示図。
【図８】本発明においてノズルの多様な形態を説明する
ための実施の形態を示す例示図。
【図９】本発明においてノズルの多様な形態を説明する
ための実施の形態を示す例示図。
【図１０】本発明においてノズルの多様な形態を説明す
るための実施の形態を示す例示図。
【符号の説明】
１０…バレル １２…ポンプ ２０…紡糸パック ２２…引込管 ２４…ベース ２６… ベース導電板 ２８…電荷分配板 ３０…導電板 ３１…ノズル ３２…ユニノズル ３３…マルチノズル ３４…ノズルタップ ４０…第１高電圧発生部 ４５…第２高電圧発生部 ５０…コレクタ ５２…ロ−ラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソク・グ・ゴー 大韓民国、ソウル、ジューンラン−ク、 ミョンモク ７−ドン 634−114 (72)発明者 スク・ウォン・チュン 大韓民国、ソウル、カンブク−ク、スユ ２−ドン、ビュクサン・アパートメン ト 13−1504 (56)参考文献 特開 平３−167358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−110977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−60773（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−161502（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−220305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−204957（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−167306（ＪＰ，Ａ) 特表 昭56−501325（ＪＰ，Ａ) 米国特許6110590（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高分子物質を電荷誘導紡糸法により高多
    孔性の高分子ウェブを製造するための装置において、 液体状態の少なくとも一種の高分子物質が貯蔵されるバ
    レルと、 前記バレルに貯蔵された液状の高分子物質を加圧し供給
    するポンプと、 前記ポンプにより供給される液状の高分子物質を少なく
    とも一種の荷電されたノズルを通して噴射し、かつ前記
    ポンプから液状の高分子物質が供給される引込管がその
    中央に設けられ、前記引込管内部に液状の高分子物質が
    通過可能な経路が形成されたベ−ス、 前記ベ−スの下部面に付着され電荷を伝達することがで
    きる導電板により成され、その下部面にノズルが設けら
    れる複数のノズルタップが突出形成されたベ−ス導電
    板、 前記ノズルタップに設けられ高分子物質を吐出する少な
    くとも一つのノズル、 前記ノズルが設けられた位置に複数の穴が形成されノズ
    ルが通過可能な構造を有し、前記ベ−ス導電板の下部に
    設けられる電荷分配板、及び電荷分配のために前記電荷
    分配板の下部に設けられる導電板とを含む 紡糸部と、 前記紡糸部のノズルを通して吐出される高分子物質をい
    ずれか一つの極性に荷電させるための電荷を供給する第
    １高電圧発生部と、 前記紡糸部の荷電極性と異なる極性に帯電され前記ノズ
    ルにより排出される紡糸を積層させながら移送し高分子
    ウェブを形成するコレクタとを含むことを特徴とする電
    荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置。
  2. 【請求項２】 前記ポンプは、前記ノズルを通して吐出
    される高分子物質の吐出量を制御することができること
    を特徴とする請求項１に記載の電荷誘導紡糸による高分
    子ウェブ製造装置。
  3. 【請求項３】 前記ノズルは液状の高分子物質を吐出す
    るニ−ドルが一つで成されるユニノズル又は複数のニ−
    ドルで成されるマルチノズルであることを特徴とする請
    求項１に記載の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装
    置。
  4. 【請求項４】 前記マルチノズルを成す複数のニ−ドル
    は相互の間隔が１ mm 以上に配置されることを特徴とする
    請求項３に記載の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造
    装置。
  5. 【請求項５】 前記ニ−ドルはその長さと外径の比とが
    １０以上の構造で成されることを特徴とする請求項３に
    記載の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置。
  6. 【請求項６】 前記コレクタは導電性金属製のウェブ構
    造又は板構造を有することを特徴とする請求項１に記載
    の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置。
  7. 【請求項７】 前記コレクタはその上部に積層される高
    分子ウェブをいずれか一方向に移送させるためにコンベ
    ヤベルト式に成されることを特徴とする請求項１または
    請求項６に記載の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造
    装置。
  8. 【請求項８】 前記コレクタは前記紡糸部に帯電された
    極性と反対の極性を有する電荷を供給するための第２高
    電圧発生部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載
    の電荷誘導紡糸による高分子ウェブ製造装置。
  9. 【請求項９】 前記電荷分配板に設けられた導電板は高
    分子物質が吐出されるノズルの端部から上部方向に５ mm
    以上離れた位置に設けられることを特徴とする請求項１
    または請求項２に記載の電荷誘導紡糸による高分子ウェ
    ブ製造装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１及び第２高電圧発生部の出力
    電圧はその絶対値が１ｋＶ〜５０ｋＶの直流電圧である
    ことを特徴とする請求項１に記載の電荷誘導紡糸による
    高分子ウェブ製造装置。
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