JP4939478B2 - Nanofiber manufacturing method - Google Patents

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Description

本願発明は、エレクトロスピニング法(静電爆発)を用いてナノファイバを製造するナノファイバ製造造方法に関し、特に、製造されるナノファイバの材質に基づき製造方法が変更されるナノファイバ製造方法に関する。   The present invention relates to a nanofiber manufacturing method for manufacturing nanofibers using an electrospinning method (electrostatic explosion), and more particularly to a nanofiber manufacturing method in which the manufacturing method is changed based on the material of the manufactured nanofibers.

高分子物質などから成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状(繊維状)物質(ナノファイバ)を製造する方法として、エレクトロスピニング(電荷誘導紡糸)法が知られている。   An electrospinning (charge-induced spinning) method is known as a method for producing a filamentous (fibrous) material (nanofiber) made of a polymer material or the like and having a submicron-scale diameter.

このエレクトロスピニング法とは、溶媒中に高分子物質など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(吐出)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静電爆発させることにより、ナノファイバを得る方法である。   In this electrospinning method, a raw material liquid in which a polymer substance or the like is dispersed or dissolved in a solvent is discharged (discharged) into the space by a nozzle, etc. This is a method for obtaining nanofibers by electrostatically exploding the raw material liquid therein.

より具体的には、帯電され流出された原料液は、空間を飛行中の原料液から溶媒が蒸発するに伴い原料液の体積は減少していく。一方、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、電荷密度が上昇することとなる。そして、原料液中の溶媒は、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高分子溶液が爆発的に線状に延伸される現象(静電爆発)が生じる。この静電爆発が、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の高分子から成るナノファイバが製造される。   More specifically, the volume of the raw material liquid that has been charged and flowed out decreases as the solvent evaporates from the raw material liquid in flight through the space. On the other hand, 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 increases. Since the solvent in the raw material liquid continues to evaporate, the charge density of the raw material liquid further increases, and the repulsive coulomb force generated in the raw material liquid becomes higher than the surface tension of the raw material liquid. A phenomenon (electrostatic explosion) occurs in which the molecular solution is stretched linearly. The electrostatic explosions occur one after another in the space, and nanofibers made of a polymer having a submicron diameter are manufactured.

以上のようにして空間中で製造されるナノファイバは、正または負の電荷が残存しているため、電界を用いて堆積部材に誘引されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−201559号公報
The nanofibers manufactured in the space as described above are attracted to the deposition member by using an electric field because positive or negative charges remain (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-201559 A

ところが、空間中で製造されたナノファイバを気体流で所定の場所に搬送する場合、ナノファイバを電界で誘引することが困難な場合が発生することを見いだした。さらに、鋭意研究と実験の結果、ナノファイバを構成する高分子の種類により、帯電を維持できる性能に差異があることを見いだした。   However, when nanofibers manufactured in a space are transported to a predetermined place by a gas flow, it has been found that it may be difficult to attract the nanofibers with an electric field. Furthermore, as a result of diligent research and experiments, we have found that there is a difference in the ability to maintain the charge depending on the type of polymer constituting the nanofiber.

本願発明は、上記知見に基づき創作されたものであり、ナノファイバの性質に対応した方法でナノファイバを堆積させ収集するナノファイバ製造方法の提供を目的とする。   The present invention has been created based on the above knowledge, and an object thereof is to provide a nanofiber manufacturing method in which nanofibers are deposited and collected by a method corresponding to the properties of the nanofibers.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるナノファイバ製造方法は、ナノファイバの原料となる原料液を空間中に流出させる原料液流出工程と、前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、気体流発生手段により発生する気体流によりナノファイバを搬送する搬送工程と、搬送中のナノファイバの帯電状態を調整する帯電状態調整工程と、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が増加する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを電界で誘引し、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が減少する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを気体流で誘引する誘引工程と、前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程とを含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a nanofiber manufacturing method according to the present invention includes a raw material liquid outflow step for flowing out a raw material liquid as a raw material for nanofibers into a space, and a raw material liquid charging step for charging the raw material liquid, When the nanofiber is transferred by the gas flow generated by the gas flow generation means, the charge state adjustment step for adjusting the charged state of the nanofiber being transferred, and the charge amount of the nanofiber increases due to the charge state adjustment step If the nanofiber is attracted to the deposition member for depositing the nanofiber by an electric field, and the charge amount of the nanofiber is reduced by the charging state adjustment process, the nanofiber is applied to the deposition member for depositing the nanofiber by a gas flow. An attracting step for attracting and a deposition step for receiving the nanofiber attracted by the attraction step and depositing the nanofiber on the deposition member. To.

これによれば、ナノファイバの材質に適した方法で堆積部材にナノファイバを誘引することができ、ナノファイバを均等に堆積させる効率を高めることが可能となる。   According to this, the nanofiber can be attracted to the deposition member by a method suitable for the material of the nanofiber, and the efficiency of depositing the nanofiber uniformly can be increased.

前記帯電状態調整工程は、帯電しやすい材質からなるナノファイバの場合は、帯電しているナノファイバと同極性のイオンや帯電粒子を空間中に放出することにより、ナノファイバの帯電量が増加するように調整し、帯電し難い材質からなるナノファイバの場合は、帯電しているナノファイバと逆極性のイオンや帯電粒子を空間中に放出することにより、ナノファイバの帯電量が減少するように調整することが好ましい。   In the case of a nanofiber made of a material that is easily charged, the charged state adjustment step increases the charge amount of the nanofiber by releasing ions or charged particles having the same polarity as the charged nanofiber into the space. In the case of a nanofiber made of a material that is difficult to be charged, the charged amount of the nanofiber is reduced by releasing ions or charged particles having a polarity opposite to that of the charged nanofiber into the space. It is preferable to adjust.

これによれば、帯電を維持しやすい材質からなるナノファイバであれば、帯電量を増加させることで、電界によりナノファイバをより誘引しやすくすることができる。一方、帯電を維持しにくい材質からなるナノファイバであれば、帯電量を減少させることで、ナノファイバ同士の反発を抑えて気体流によりナノファイバをより誘引しやすくすることができる。   According to this, in the case of a nanofiber made of a material that easily maintains charging, the nanofiber can be more easily attracted by an electric field by increasing the charge amount. On the other hand, in the case of a nanofiber made of a material that is difficult to maintain charge, by reducing the charge amount, repulsion between the nanofibers can be suppressed and the nanofiber can be more easily attracted by the gas flow.

さらに、気体流で搬送されるナノファイバの空間密度が高まるように圧縮する圧縮行程を含み、前記帯電状態調整工程は、圧縮された状態のナノファイバの帯電状態を調整してもよい。   Furthermore, the charging process may include a compression process of compressing the nanofibers conveyed by the gas flow so that the spatial density of the nanofibers is increased, and the charged state adjusting step may adjust the charged state of the nanofibers in a compressed state.

これによれば、ナノファイバが空間中に高密度状態で存在することになりナノファイバの帯電状態が調整しやすくなる。   According to this, the nanofibers are present in a high density state in the space, and the charged state of the nanofibers can be easily adjusted.

さらに、気体流で搬送されるナノファイバの帯電状態を検出する帯電状態検出工程を含み、帯電状態調整工程では、検出された帯電状態が閾値未満であればナノファイバの帯電量が減少するように調整し、検出された帯電状態が前記閾値以上であればナノファイバの帯電量が増加するように調整してもよい。   Furthermore, it includes a charge state detection step for detecting the charge state of the nanofibers conveyed by the gas flow. In the charge state adjustment step, if the detected charge state is less than the threshold value, the charge amount of the nanofiber is reduced. Adjustment may be made so that the charged amount of the nanofiber increases if the detected charged state is equal to or greater than the threshold value.

これによれば、性質が未知の材質からなるナノファイバを製造する場合にも、適切な方法でナノファイバを製造することが可能となる。   According to this, even when manufacturing nanofibers made of a material whose properties are unknown, it is possible to manufacture nanofibers by an appropriate method.

本願発明によれば、気体流による搬送中に帯電量が著しく減少する材質からなるナノファイバを製造する場合は、帯電を中和して気体流によりナノファイバを誘引して効率よくナノファイバを堆積して収集することができる。一方、帯電量をある程度維持できる材質からなるナノファイバを製造する場合は、帯電をより増強して電界によるナノファイバの誘引を強力なものとすることができる。   According to the present invention, when producing nanofibers made of a material whose charge amount is remarkably reduced during conveyance by a gas flow, the nanofibers are efficiently deposited by neutralizing the charge and attracting the nanofibers by the gas flow. Can be collected. On the other hand, when producing a nanofiber made of a material that can maintain the charge amount to some extent, it is possible to further enhance the charge and enhance the attraction of the nanofiber by an electric field.

次に、本願発明にかかるナノファイバ製造装置の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。   Next, an embodiment of a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本願発明を実施可能とするナノファイバ製造装置を模式的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a nanofiber manufacturing apparatus that can implement the present invention.

同図に示すように、ナノファイバ製造装置100は、ナノファイバを製造し製造されたナノファイバを放出する放出装置200と、放出装置200から放出されたナノファイバを収集する収集装置110とを備えている。   As shown in FIG. 1, the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes a discharge device 200 that manufactures nanofibers and discharges the manufactured nanofibers, and a collection device 110 that collects the nanofibers discharged from the discharge device 200. ing.

放出装置200は、原料液流出手段201と、原料液帯電手段202と、案内手段206と、気体流発生手段203とを備えている。   The discharge device 200 includes a raw material liquid outflow means 201, a raw material liquid charging means 202, a guide means 206, and a gas flow generation means 203.

ここで、ナノファイバを製造するための原料液については原料液300と記し、製造されたナノファイバについてはナノファイバ301と記すが、製造に際しては原料液300が静電爆発しながらナノファイバ301に変化していくため、原料液300とナノファイバ301との境界は曖昧であり、明確に区別できるものではない。   Here, the raw material liquid for manufacturing the nanofiber is referred to as a raw material liquid 300, and the manufactured nanofiber is referred to as a nanofiber 301. Since it changes, the boundary between the raw material liquid 300 and the nanofiber 301 is ambiguous and cannot be clearly distinguished.

原料液流出手段201は、原料液300を空間中に流出させる装置であり、本実施の形態では、原料液300を遠心力により放射状に流出する装置が原料液流出手段201として採用されている。原料液流出手段201は、図2や図3に示すように、流出容器211と、回転軸体212と、モータ213とを備えている。   The raw material liquid outflow means 201 is an apparatus that causes the raw material liquid 300 to flow out into the space. In this embodiment, an apparatus that discharges the raw material liquid 300 radially by centrifugal force is employed as the raw material liquid outflow means 201. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the raw material liquid outflow means 201 includes an outflow container 211, a rotating shaft body 212, and a motor 213.

流出容器211は、原料液300を内方に注入されながら自身の回転による遠心力により空間中に原料液300を流出させることのできる容器であり、一端が閉塞された円筒形状となされ、周壁には流出孔216を多数備えている。流出容器211は、貯留する原料液300に電荷を付与するため、導電体で形成されており、原料液帯電手段202の構成要素としても機能している。流出容器211は支持体(図示せず)に設けられるベアリング(図示せず)により回転可能に支持されており、高速で回転してもぶれないものとなされている。   The outflow container 211 is a container capable of causing the raw material liquid 300 to flow out into the space by centrifugal force due to its rotation while the raw material liquid 300 is injected inward, and has a cylindrical shape with one end closed. Has a number of outflow holes 216. The outflow container 211 is formed of a conductor in order to give a charge to the stored raw material liquid 300, and also functions as a component of the raw material liquid charging means 202. The outflow container 211 is rotatably supported by a bearing (not shown) provided on a support (not shown), and does not shake even when rotated at a high speed.

具体的には、流出容器211の直径は、10mm以上300mm以下の範囲から採用されることが好適である。あまり大きすぎると気体流により原料液300やナノファイバ301を集中させることが困難になるからであり、また、流出容器211の回転軸が偏心するなど、重量バランスが少しでも偏ると大きな振動が発生してしまい、当該振動を抑制するために流出容器211を強固に支持する構造が必要となるからである。一方、小さすぎると遠心力により原料液300を流出させるための回転を高めなければならず、モータの負荷や振動など問題が発生するためである。さらに流出容器211の直径は、20mm以上、100mm以下の範囲から採用することが好ましい。また、流出孔216の形状は円形が好ましく、その直径は、0.01mm以上3mm以下の範囲から採用することが好適である。   Specifically, the diameter of the outflow container 211 is preferably adopted from a range of 10 mm to 300 mm. If it is too large, it will be difficult to concentrate the raw material liquid 300 and nanofiber 301 by the gas flow, and if the weight balance is slightly deviated, such as the rotation axis of the outflow vessel 211 is deviated, a large vibration will occur. This is because a structure that firmly supports the outflow container 211 is required to suppress the vibration. On the other hand, if it is too small, the rotation for causing the raw material liquid 300 to flow out by centrifugal force must be increased, which causes problems such as motor load and vibration. Furthermore, it is preferable to employ the diameter of the outflow vessel 211 from the range of 20 mm or more and 100 mm or less. Further, the shape of the outflow hole 216 is preferably circular, and the diameter thereof is preferably adopted from the range of 0.01 mm to 3 mm.

なお、流出容器211の形状は、円筒形状に限定するものではなく、側面が多角形状の多角柱形状のようなものや円錐形状のようなものでもよい。流出孔216が回転することにより、流出孔216から原料液300が遠心力で、流出するようにできればよい。また、流出口216の形状は、円形に限定することなく、多角形状や星形形状などであってもよい。   The shape of the outflow container 211 is not limited to a cylindrical shape, and may be a polygonal column shape having a polygonal side surface or a conical shape. It is only necessary that the raw material liquid 300 flows out of the outflow hole 216 by centrifugal force by rotating the outflow hole 216. Further, the shape of the outlet 216 is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape or a star shape.

回転軸体212は、流出容器211を回転させ遠心力により原料液300を流出させるための駆動力を伝達するための軸体であり、流出容器211の他端から流出容器211の内部に挿通され、流出容器211の閉塞部と一端部が接合される棒状体である。また、他端はモータ213の回転軸と接合されている。回転軸体212は、流出容器211と後述のモータ213とが導通しないように絶縁体の部分である絶縁体部(図示せず)を備えている。   The rotating shaft body 212 is a shaft body for transmitting a driving force for rotating the outflow container 211 and causing the raw material liquid 300 to flow out by centrifugal force, and is inserted into the outflow container 211 from the other end of the outflow container 211. This is a rod-like body in which the closed portion and one end portion of the outflow container 211 are joined. The other end is joined to the rotating shaft of the motor 213. The rotating shaft body 212 includes an insulating portion (not shown) that is an insulating portion so that the outflow container 211 and a motor 213 described later are not electrically connected.

モータ213は、遠心力により原料液300を流出孔216から流出させるために、回転軸体212を介して流出容器211に回転駆動力を付与する装置である。なお、流出容器211の回転数は、流出孔216の口径や使用する原料液300の粘度や原料液内の高分子物質の種類などとの関係により、数rpm以上、10000rpm以下の範囲から採用することが好ましく、本実施の形態のようにモータ213と流出容器211とが直動の時はモータ213の回転数は、流出容器211の回転数と一致する。   The motor 213 is a device that applies a rotational driving force to the outflow container 211 via the rotary shaft body 212 in order to cause the raw material liquid 300 to flow out from the outflow hole 216 by centrifugal force. The rotational speed of the outflow vessel 211 is selected from a range of several rpm or more and 10,000 rpm or less depending on the diameter of the outflow hole 216, the viscosity of the raw material liquid 300 to be used, the type of polymer substance in the raw material liquid, and the like. Preferably, when the motor 213 and the outflow container 211 are in direct motion as in the present embodiment, the rotational speed of the motor 213 matches the rotational speed of the outflow container 211.

原料液帯電手段202は、原料液300に電荷を付与して帯電させる装置である。本実施の形態の場合、原料液帯電手段202は、誘導電荷を発生させ当該電荷を原料液300に付与する装置であり、誘導電極221と、誘導電源222と、接地手段223とを備えている。また、流出容器211も原料液帯電手段202の一部として機能している。   The raw material liquid charging unit 202 is a device that charges the raw material liquid 300 by charging it. In the case of the present embodiment, the raw material liquid charging means 202 is a device that generates an induced charge and applies the charge to the raw material liquid 300, and includes an induction electrode 221, an induction power supply 222, and a grounding means 223. . The outflow container 211 also functions as part of the raw material liquid charging means 202.

誘導電極221は、自身がアースに対し高い電圧となることで、近傍に配置され接地されている流出容器211に電荷を誘導するための部材であり、流出容器211の先端部分を取り囲むように配置される円環状の部材である。また、誘導電極221は、気体流発生手段203からの気体流を案内手段206に案内する風洞体209としても機能している。   The induction electrode 221 is a member for inducing electric charges to the outflow vessel 211 that is arranged in the vicinity and grounded when the induction electrode 221 has a high voltage with respect to the ground, and is arranged so as to surround the distal end portion of the outflow vessel 211. It is an annular member. The induction electrode 221 also functions as a wind tunnel body 209 that guides the gas flow from the gas flow generation unit 203 to the guide unit 206.

誘導電極221の大きさは、流出容器211の直径よりも大きい必要があるが、その直径は、20mm以上、800mm以下の範囲から採用されることが好適である。なお、誘導電極221の形状は、円環状に限ったものではなく、多角形状を有する多角形環状の部材であってもよい。   The size of the induction electrode 221 needs to be larger than the diameter of the outflow vessel 211, and it is preferable that the diameter is adopted from a range of 20 mm or more and 800 mm or less. The shape of the induction electrode 221 is not limited to an annular shape, and may be a polygonal annular member having a polygonal shape.

誘導電源222は、誘導電極221に高電圧を印加することのできる電源である。なお、誘導電源222は、直流電源であり、誘導電極221に印加する電圧(接地電位を基準とする)や、その極性を設定することができる装置である。   The induction power supply 222 is a power supply that can apply a high voltage to the induction electrode 221. The induction power supply 222 is a DC power supply, and is a device that can set a voltage (referenced to the ground potential) applied to the induction electrode 221 and its polarity.

誘導電源222が誘導電極221に印加する電圧は、10KV以上、200KV以下の範囲の値から設定されるのが好適である。特に、流出容器211と誘導電極221との間の電界強度が重要であり、1KV/cm以上の電界強度になるように印加電圧や誘導電極221の配置を行うことが好ましい。なお、誘導電極221の形状は、円環状に限ったものではなく、多角形状を有する多角形環状の部材であってもよい。   The voltage applied by the induction power source 222 to the induction electrode 221 is preferably set from a value in the range of 10 KV to 200 KV. In particular, the electric field strength between the outflow vessel 211 and the induction electrode 221 is important, and it is preferable to arrange the applied voltage and the induction electrode 221 so that the electric field strength is 1 KV / cm or more. The shape of the induction electrode 221 is not limited to an annular shape, and may be a polygonal annular member having a polygonal shape.

接地手段223は、流出容器211と電気的に接続され、流出容器211を接地電位に維持することができる部材である。接地手段223の一端は、流出容器211が回転状態であっても電気的な接続状態を維持することができるようにブラシとして機能するものであり、他端は大地と接続されている。   The grounding means 223 is a member that is electrically connected to the outflow container 211 and can maintain the outflow container 211 at the ground potential. One end of the grounding means 223 functions as a brush so that an electrical connection state can be maintained even when the outflow container 211 is in a rotating state, and the other end is connected to the ground.

本実施の形態のように原料液帯電手段202に誘導方式を採用すれば、流出容器211を接地電位に維持したまま原料液300に電荷を付与することができる。流出容器211が接地電位の状態であれば、流出容器211に接続される回転軸体212やモータ213などの部材は、流出容器211との間で高電圧に対する対策をする必要が無くなり、原料液流出手段201として簡単な構造を採用しうることになり好ましい。   If the induction method is adopted for the raw material liquid charging means 202 as in the present embodiment, the raw material liquid 300 can be charged while the outflow vessel 211 is maintained at the ground potential. If the outflow vessel 211 is in the ground potential state, members such as the rotating shaft 212 and the motor 213 connected to the outflow vessel 211 do not need to take measures against the high voltage between the outflow vessel 211, and the raw material liquid A simple structure can be adopted as the outflow means 201, which is preferable.

なお、原料液帯電手段202として、流出容器211に直接電源を接続し、流出容器211を高電圧に維持し、誘導電極221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、流出容器211を絶縁体で形成すると共に、流出容器211に貯留される原料液300に直接接触する電極を流出容器211内部に配置し、当該電極を用いて原料液300に電荷を付与するものでもよい。   As the raw material liquid charging means 202, a charge may be applied to the raw material liquid 300 by connecting a power source directly to the outflow container 211, maintaining the outflow container 211 at a high voltage, and grounding the induction electrode 221. In addition, the outflow vessel 211 is formed of an insulator, and an electrode that directly contacts the raw material liquid 300 stored in the outflow vessel 211 is disposed inside the outflow vessel 211, and an electric charge is applied to the raw material liquid 300 using the electrode. It may be a thing.

気体流発生手段203は、流出容器211から流出される原料液300の飛行方向を案内手段206で案内される方向に変更するための気体流を発生させる装置である。気体流発生手段203は、モータ213の背部に備えられ、モータ213から流出容器211の先端に向かう気体流を発生させる。気体流発生手段203は、流出容器211から径方向に流出される原料液300が誘導電極221に到達するまでに前記原料液300を軸方向に変更することができる風力を発生させることができるものとなっている。図2において、気体流は矢印で示している。本実施の形態の場合、気体流発生手段203として、放出装置200の周囲にある雰囲気を強制的に送風する軸流ファンを備える送風機が採用されている。   The gas flow generation unit 203 is a device that generates a gas flow for changing the flight direction of the raw material liquid 300 flowing out from the outflow vessel 211 to the direction guided by the guide unit 206. The gas flow generation means 203 is provided at the back of the motor 213 and generates a gas flow from the motor 213 toward the tip of the outflow container 211. The gas flow generating means 203 can generate wind power that can change the raw material liquid 300 in the axial direction until the raw material liquid 300 flowing out from the outflow vessel 211 reaches the induction electrode 221 in a radial direction. It has become. In FIG. 2, the gas flow is indicated by arrows. In the case of the present embodiment, a blower including an axial fan that forcibly blows the atmosphere around the discharge device 200 is employed as the gas flow generation unit 203.

気体流発生手段203は、発生した気体流を発散させることなく流出容器211の近傍に案内する導管である風洞体209を備えている。風洞体209により案内された気体流が流出容器211から流出された原料液300と交差し、原料液300の飛行方向を変更する。   The gas flow generation means 203 includes a wind tunnel body 209 that is a conduit that guides the generated gas flow to the vicinity of the outflow vessel 211 without diverging. The gas flow guided by the wind tunnel body 209 intersects the raw material liquid 300 that has flowed out of the outflow vessel 211, and changes the flight direction of the raw material liquid 300.

さらにまた、気体流発生手段203は、気体流制御手段204と、加熱手段205とを備えている。   Furthermore, the gas flow generation unit 203 includes a gas flow control unit 204 and a heating unit 205.

気体流制御手段204は、気体流発生手段203により発生する気体流が流出孔216に当たらないよう気体流を制御する機能を有するものであり、本実施の形態の場合、気体流制御手段204として、気体流を所定の領域に流れるように案内する風洞体が採用されている。気体流制御手段204により、気体流が直接流出孔216に当たらないため、流出孔216から流出される原料液300が早期に蒸発して流出孔216を塞ぐことを可及的に防止し、原料液300を安定させて流出させ続けることが可能となる。なお、気体流制御手段204は、流出孔216の風上に配置され気体流が流出孔216近傍に到達するのを防止する壁状の防風壁でもかまわない。   The gas flow control means 204 has a function of controlling the gas flow so that the gas flow generated by the gas flow generation means 203 does not hit the outflow hole 216. In this embodiment, as the gas flow control means 204, A wind tunnel body that guides the gas flow so as to flow to a predetermined region is employed. Since the gas flow does not directly hit the outflow hole 216 by the gas flow control means 204, the raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 216 is prevented from evaporating early and blocking the outflow hole 216 as much as possible. The liquid 300 can be kept flowing out stably. The gas flow control means 204 may be a wall-shaped windbreak wall that is arranged on the windward side of the outflow hole 216 and prevents the gas flow from reaching the vicinity of the outflow hole 216.

加熱手段205は、気体流発生手段203が発生させる気体流を構成する気体を加熱する加熱源である。本実施の形態の場合、加熱手段205は、風洞体209の内方に配置される円環状のヒータであり、加熱手段205を通過する気体を加熱することができるものとなっている。加熱手段205により気体流を加熱することにより、空間中に流出される原料液300は、蒸発が促進され効率よくナノファイバを製造することが可能となる。   The heating unit 205 is a heating source that heats the gas constituting the gas flow generated by the gas flow generation unit 203. In the case of the present embodiment, the heating means 205 is an annular heater disposed inside the wind tunnel body 209, and can heat the gas passing through the heating means 205. By heating the gas flow by the heating means 205, the raw material liquid 300 flowing out into the space is accelerated in evaporation, and nanofibers can be efficiently manufactured.

なお、気体流発生手段203は、シロッコファンなど他の送風機により構成してもかまわない。また、高圧ガスを導入することにより流出された原料液300の方向を変更するものでもかまわない。また、後述の第二気体流発生手段232や収集装置110などにより案内手段206内方に気体流を発生させるものでもかまわない。この場合、ナノファイバ製造装置100は、積極的に気体流を発生させる装置を有しないこととなるが、本願発明の場合、風洞体209の内方に気体流が発生していることをもって気体流発生手段203が存在しているものとする。   Note that the gas flow generating means 203 may be constituted by another blower such as a sirocco fan. Further, the direction of the raw material liquid 300 that has flowed out by introducing high-pressure gas may be changed. Further, a gas flow may be generated inside the guiding means 206 by the second gas flow generating means 232 or the collecting device 110 described later. In this case, the nanofiber manufacturing apparatus 100 does not have a device that actively generates a gas flow. However, in the case of the present invention, the gas flow is generated when the gas flow is generated inside the wind tunnel body 209. It is assumed that the generation means 203 exists.

案内手段206は、製造されたナノファイバ301を収集装置110の近傍に案内する風洞を形成する導管である。案内手段206の端部は、風洞体209の端部に接続され、原料液流出手段201から流出し製造されるナノファイバ301と気体流との全てを案内することのできる管状の部材である。本実施の形態の場合、後述の圧縮手段230もナノファイバ301を案内するという意味においては案内手段206に含まれる。   The guiding means 206 is a conduit that forms a wind tunnel that guides the manufactured nanofiber 301 to the vicinity of the collecting device 110. The end of the guide means 206 is a tubular member that is connected to the end of the wind tunnel body 209 and can guide all of the nanofiber 301 produced from the raw material liquid outflow means 201 and the gas flow. In the case of the present embodiment, the compressing means 230 described later is also included in the guiding means 206 in the sense that the nanofiber 301 is guided.

圧縮手段230は、気体流により搬送されるナノファイバ301が存在する空間(案内手段206の内方部分)を圧縮し、ナノファイバ301が空間中に存在する密度を上昇させる機能を備える装置であり、第二気体流発生手段232と、圧縮導管234とを備えている。   The compression unit 230 is a device having a function of compressing a space (inner portion of the guide unit 206) where the nanofibers 301 conveyed by the gas flow are present and increasing the density of the nanofibers 301 in the space. The second gas flow generating means 232 and the compression conduit 234 are provided.

圧縮導管234は、案内手段206内方を搬送されるナノファイバ301が存在する空間を徐々に狭くしていく筒状の部材であり、第二気体流発生手段232で発生する気体流を圧縮導管234内方に導入することが可能な気体流導入口233を周壁に備えている。圧縮導管234の案内手段206と接続される部分は、案内手段206の導出側端部の面積に対応する面積で構成されており、圧縮導管234の導出側端部は、前記導出側端部の面積より小さくなっている。従って、圧縮導管234は、全体として漏斗形状となっており、圧縮導管234に導入されたナノファイバ301を気体流と共に圧縮できる形状となっている。   The compression conduit 234 is a cylindrical member that gradually narrows the space in which the nanofibers 301 conveyed inside the guide means 206 exist, and the gas flow generated by the second gas flow generation means 232 is compressed into the compression conduit. The peripheral wall is provided with a gas flow inlet 233 that can be introduced inwardly. The portion of the compression conduit 234 connected to the guide means 206 has an area corresponding to the area of the lead-out end of the guide means 206, and the lead-out end of the compression conduit 234 corresponds to the lead-out end. It is smaller than the area. Therefore, the compression conduit 234 has a funnel shape as a whole, and the nanofiber 301 introduced into the compression conduit 234 can be compressed together with the gas flow.

また、圧縮手段230の上流側(導入側)の端部形状は、案内手段206の端部形状と合致する円環状である。一方、圧縮手段230の下流側(吐出側)の端部形状も円環状である。   In addition, the end shape on the upstream side (introduction side) of the compression unit 230 is an annular shape that matches the end shape of the guide unit 206. On the other hand, the shape of the end portion on the downstream side (discharge side) of the compression means 230 is also annular.

第二気体流発生手段232は、高圧ガスを圧縮導管234内部に導入することで気体流を発生させる装置である。本実施の形態では、第二気体流発生手段232は、高圧ガスを貯留しうるタンク(ボンベ)と、タンク内の高圧ガスの圧力を調節するバルブ235を有するガス導出手段を備える装置が採用されている。なお、圧縮導管234の周壁には気体流導入口233が複数箇所設けられており、それぞれの気体流導入口233に第二気体流発生手段232が接続されているが、図1、図5においては、一部だけを示し、他の記載を省略している。   The second gas flow generation means 232 is a device that generates a gas flow by introducing a high-pressure gas into the compression conduit 234. In the present embodiment, the second gas flow generating means 232 employs an apparatus that includes a tank (cylinder) that can store high-pressure gas and a gas outlet means that includes a valve 235 that adjusts the pressure of the high-pressure gas in the tank. ing. A plurality of gas flow inlets 233 are provided on the peripheral wall of the compression conduit 234, and the second gas flow generating means 232 is connected to each of the gas flow inlets 233. In FIGS. Indicates only a part of the description and omits other descriptions.

また、圧縮導管234の内方には帯電状態調整手段207が取り付けられている。   A charging state adjusting means 207 is attached to the inside of the compression conduit 234.

帯電状態調整手段207は、帯電しているナノファイバ301の帯電を増強する機能を備え、一方、帯電しているナノファイバ301の帯電を除電する機能も合わせて備える装置である。帯電状態調整手段207としては、帯電しているナノファイバ301の極性と同極性を備えるイオンや粒子を空間中に放出することでナノファイバ301の帯電を増強させ、一方、逆極性を備えるイオンや粒子を空間中に放出することでナノファイバ301の帯電を弱化することができる装置を挙示することができる。具体的には、コロナ放電方式や電圧印加方式、交流方式、定常直流方式、パルス直流方式、自己放電式、軟X線方式、紫外線式、放射線方式など任意の方式からなる帯電状態調整手段207が例示できる。   The charged state adjusting means 207 is a device that has a function of enhancing the charging of the charged nanofiber 301, and also has a function of removing the charge of the charged nanofiber 301. As the charged state adjusting means 207, the ions and particles having the same polarity as the charged nanofibers 301 are released into the space to enhance the charging of the nanofibers 301, while the ions having the opposite polarity An apparatus capable of weakening the charging of the nanofiber 301 by discharging particles into the space can be listed. Specifically, there is a charging state adjusting means 207 comprising any method such as a corona discharge method, a voltage application method, an AC method, a steady DC method, a pulse DC method, a self-discharge method, a soft X-ray method, an ultraviolet ray method, and a radiation method. It can be illustrated.

また、案内手段206の内方には帯電状態検出手段114が設けられ、帯電状態検出手段114からの信号に基づき帯電状態調整手段207を制御する帯電制御手段115が備えられている。   In addition, a charging state detection unit 114 is provided inside the guide unit 206, and a charging control unit 115 for controlling the charging state adjustment unit 207 based on a signal from the charging state detection unit 114 is provided.

帯電状態検出手段114は、空間中を気体流により搬送されるナノファイバの帯電状態を電位として測定する装置であり、帯電制御手段115に測定結果を送信する装置である。帯電状態検出手段114は、いわゆる静電気の状態(電位)を極性も含めて非接触で測定することのできる装置であり、電位を測定することによってナノファイバ301の表面電位に極力影響が及ばないものとなっている。   The charged state detection unit 114 is a device that measures the charged state of the nanofibers conveyed in the space by a gas flow as a potential, and is a device that transmits a measurement result to the charge control unit 115. The charged state detection means 114 is a device that can measure the so-called static state (potential) in a non-contact manner including the polarity, and the surface potential of the nanofiber 301 is not affected as much as possible by measuring the potential. It has become.

帯電制御手段115は、帯電状態検出手段114により検出されたナノファイバ301の帯電電位の絶対値が閾値未満であればナノファイバ301の帯電量が減少するように帯電状態調整手段207を制御し、帯電状態検出手段114により検出されたナノファイバ301の帯電電位の絶対値が前記閾値以上であればナノファイバ301の帯電量が増加するように帯電状態調整手段207を制御する処理装置である。帯電制御手段115は、コンピュータとプログラムなどにより実現されるものである。   The charging control unit 115 controls the charging state adjustment unit 207 so that the charging amount of the nanofiber 301 is reduced if the absolute value of the charging potential of the nanofiber 301 detected by the charging state detection unit 114 is less than the threshold value. If the absolute value of the charged potential of the nanofiber 301 detected by the charged state detecting means 114 is equal to or greater than the threshold value, the processing apparatus controls the charged state adjusting means 207 so that the charged amount of the nanofiber 301 increases. The charging control means 115 is realized by a computer and a program.

ナノファイバ製造装置100は、電界でナノファイバ301を誘引する第一の収集装置110と、気体流でナノファイバ301を誘引する第二の収集装置110とを備えている。   The nanofiber manufacturing apparatus 100 includes a first collection device 110 that attracts the nanofiber 301 with an electric field, and a second collection device 110 that attracts the nanofiber 301 with a gas flow.

第一の収集装置110は、図1および図4に示すように、堆積部材101と、供給手段111と、回収手段104と、誘引手段としての誘引電極112と、誘引手段としての誘引電源113と、基体117とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the first collection device 110 includes a deposition member 101, a supply unit 111, a collection unit 104, an attracting electrode 112 as an attracting unit, and an attracting power source 113 as an attracting unit. The base 117 is provided.

堆積部材101は、静電爆発により製造され飛来するナノファイバ301が堆積される対象となる部材である。堆積部材101は、堆積したナノファイバ301と容易に分離可能な材質で構成された薄く柔軟性のある長尺のシート状の部材である。具体的には、堆積部材101として、アラミド繊維からなる長尺の布を例示することができる。さらに、堆積部材101の表面にテフロン(登録商標)コートを行うと、堆積したナノファイバ301を堆積部材101から剥ぎ取る際の剥離性が向上するため好ましい。   The deposition member 101 is a member on which nanofibers 301 that are manufactured by electrostatic explosion and fly are deposited. The deposition member 101 is a thin and flexible long sheet-like member made of a material that can be easily separated from the deposited nanofibers 301. Specifically, as the deposition member 101, a long cloth made of aramid fibers can be exemplified. Furthermore, it is preferable to perform a Teflon (registered trademark) coating on the surface of the deposition member 101 because the peelability when the deposited nanofibers 301 are peeled off from the deposition member 101 is improved.

供給手段111は、巻付部材に巻き付けられた状態の堆積部材101を順次供給することのできる装置であり、所定のテンションで堆積部材101を供給できるようテンショナーが設けられている。   The supply means 111 is a device that can sequentially supply the deposition member 101 wound around the winding member, and is provided with a tensioner so that the deposition member 101 can be supplied with a predetermined tension.

回収手段104は、長尺の堆積部材101を巻き取りながら供給手段111から引き出し、堆積するナノファイバ301と共に堆積部材101を回収する装置である。回収手段104は、不織布状に堆積しているナノファイバ301を堆積部材101とともに巻き取ることができるものとなっている。   The collecting unit 104 is an apparatus that pulls out the long deposition member 101 from the supply unit 111 while winding it, and collects the deposition member 101 together with the nanofibers 301 to be deposited. The collecting means 104 is capable of winding the nanofiber 301 deposited in a nonwoven fabric shape together with the deposition member 101.

誘引電極112は、誘引電源113によりアースに対し所定の電位に維持される導体の部材である。誘引電極112に電位が印加されると、空間中に電界が発生する。誘引電極112は、矩形の板状の部材であり、放電防止のため突起部分がなく、また、角は全て丸められている。   The attracting electrode 112 is a conductor member that is maintained at a predetermined potential with respect to the ground by the attracting power source 113. When a potential is applied to the attracting electrode 112, an electric field is generated in the space. The attracting electrode 112 is a rectangular plate-shaped member, has no protruding portion for preventing discharge, and all corners are rounded.

誘引電源113は、誘引電極112をアースに対し所定の電位に維持することができる直流電源である。また、誘引電源113は、誘引電極112に印加する電位の正負(接地電位を含む)を変更することが可能である。   The attraction power source 113 is a DC power source capable of maintaining the attraction electrode 112 at a predetermined potential with respect to the ground. Further, the attracting power source 113 can change the positive / negative (including the ground potential) of the potential applied to the attracting electrode 112.

基体117は、堆積部材101と供給手段111と回収手段104と誘引電極112と誘引電源113とが一体となるように取り付けられる部材である。本実施の形態の場合、基体117は、堆積部材101と供給手段111と回収手段104と誘引電極112と誘引電源113とを内方に収容しうる箱状の部材となっている。   The base 117 is a member attached so that the deposition member 101, the supply unit 111, the recovery unit 104, the attracting electrode 112, and the attracting power source 113 are integrated. In the case of the present embodiment, the base 117 is a box-shaped member that can accommodate the deposition member 101, the supply unit 111, the recovery unit 104, the attracting electrode 112, and the attracting power source 113 inside.

また、基体117の内方には拡散手段240が取り付けられており、基体117の下部には車輪118が設けられている。   In addition, a diffusion means 240 is attached to the inside of the base body 117, and a wheel 118 is provided below the base body 117.

拡散手段240は、圧縮手段230により一端圧縮されて高密度状態となったナノファイバ301を広く拡散させ分散させる導管であり、圧縮手段230で加速したナノファイバ301の速度を減速させるフード状の部材である。拡散手段240は、気体流が導入される上流端側の開口部と、気体流を放出する下流端側の矩形の開口部とを備え、下流端側の開口部の開口面積は、上流端側の開口部の開口面積よりも大きい設定となっている。拡散手段240は、上流端側の開口部から下流端側の開口部に向けて徐々に面積が大きくなるような形状が採用されている。下流端側の開口部は、堆積部材101の幅とほぼ同等の幅を備え、誘引電極112よりも長さが長い形状となっている。   The diffusing means 240 is a conduit that diffuses and disperses the nanofibers 301 that have been compressed at one end by the compressing means 230 and diffuses widely, and is a hood-like member that reduces the speed of the nanofibers 301 accelerated by the compressing means 230 It is. The diffusing means 240 includes an upstream end side opening into which the gas flow is introduced and a downstream end rectangular opening that discharges the gas flow, and the opening area of the downstream end side opening is the upstream end side. It is set to be larger than the opening area of the opening. The diffusing means 240 has a shape that gradually increases in area from the opening on the upstream end side toward the opening on the downstream end side. The opening on the downstream end side has a width substantially equal to the width of the deposition member 101 and has a shape longer than the attracting electrode 112.

拡散手段240の小面積の導入端側から大面積の導出端側に向かって気体流が流れると、高密度状態のナノファイバ301が一気に低密度状態となって分散すると共に、気体流の流速は拡散手段240の断面積に比例して落ちていく。従って、気体流に乗って搬送されるナノファイバ301も、気体流と共に速度が減速される。この際、ナノファイバ301は、拡散手段240の断面積の拡大に従い徐々に均等に拡散していく。従って、ナノファイバ301を堆積部材101上に均等に堆積させることが可能となる。また、気体流によってナノファイバ301が搬送されない状態、つまり、気体流とナノファイバ301とが分離された状態となるため、帯電しているナノファイバ301は、気体流に影響されることなく逆極性の状態にある誘引電極112に誘引される。   When the gas flow flows from the small area introduction end side of the diffusing means 240 toward the large area lead-out end side, the nanofibers 301 in a high density state are dispersed in a low density state at once, and the flow velocity of the gas flow is It falls in proportion to the cross-sectional area of the diffusing means 240. Therefore, the speed of the nanofiber 301 carried on the gas flow is reduced along with the gas flow. At this time, the nanofiber 301 gradually and uniformly diffuses as the cross-sectional area of the diffusing means 240 increases. Therefore, the nanofibers 301 can be uniformly deposited on the deposition member 101. In addition, since the nanofiber 301 is not transported by the gas flow, that is, the gas flow and the nanofiber 301 are separated, the charged nanofiber 301 has a reverse polarity without being affected by the gas flow. Is attracted to the attracting electrode 112 in the state of

なお、拡散手段240は、収集装置110に備えられるのではなく、放出装置200側に設けられていても良い。   Note that the diffusing means 240 may be provided not on the collection device 110 but on the discharge device 200 side.

車輪118は、第一の収集装置110を移動可能とするために設けられる車輪であり、基体117の下部に回転可能に取り付けられている。本実施の形態の場合車輪118はレールの上で回転するものとなされている。   The wheel 118 is a wheel provided to make the first collection device 110 movable, and is rotatably attached to the lower portion of the base body 117. In the case of the present embodiment, the wheel 118 rotates on the rail.

第二の収集装置110は、図5および図6に示すように、堆積部材101と、供給手段111と、回収手段104と、誘引手段としての吸引手段102と、基体117とを備えている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the second collection device 110 includes a deposition member 101, a supply unit 111, a recovery unit 104, a suction unit 102 as an attraction unit, and a base body 117.

堆積部材101は、静電爆発により製造され飛来するナノファイバ301が堆積される対象となる部材である。堆積部材101は、堆積したナノファイバ301と容易に分離可能な材質で構成された薄く柔軟性のある長尺のシート状の部材である。具体的には、堆積部材101として、アラミド繊維からなる長尺の布を例示することができる。さらに、堆積部材101の表面にテフロン(登録商標)コートを行うと、堆積したナノファイバ301を堆積部材101から剥ぎ取る際の剥離性が向上するため好ましい。   The deposition member 101 is a member on which nanofibers 301 that are manufactured by electrostatic explosion and fly are deposited. The deposition member 101 is a thin and flexible long sheet-like member made of a material that can be easily separated from the deposited nanofibers 301. Specifically, as the deposition member 101, a long cloth made of aramid fibers can be exemplified. Furthermore, it is preferable to perform a Teflon (registered trademark) coating on the surface of the deposition member 101 because the peelability when the deposited nanofibers 301 are peeled off from the deposition member 101 is improved.

また、堆積部材101は、気体流発生手段203が発生させた気体流の通気性を確保するための通気孔(図示せず)を多数備えており、ナノファイバ301は堆積するが気体流は通過するメッシュ状のフィルタである。   Further, the deposition member 101 includes a large number of ventilation holes (not shown) for ensuring the air permeability of the gas flow generated by the gas flow generation means 203, and the nanofiber 301 is deposited but the gas flow passes therethrough. This is a mesh filter.

供給手段111は、巻付部材に巻き付けられた状態の堆積部材101を順次供給することのできる装置であり、所定のテンションで堆積部材101を供給できるようテンショナーが設けられている。   The supply means 111 is a device that can sequentially supply the deposition member 101 wound around the winding member, and is provided with a tensioner so that the deposition member 101 can be supplied with a predetermined tension.

回収手段104は、長尺の堆積部材101を巻き取りながら供給手段111から引き出し、堆積するナノファイバ301と共に堆積部材101を回収する装置である。回収手段104は、不織布状に堆積しているナノファイバ301を堆積部材101とともに巻き取ることができるものとなっている。   The collecting unit 104 is an apparatus that pulls out the long deposition member 101 from the supply unit 111 while winding it, and collects the deposition member 101 together with the nanofibers 301 to be deposited. The collecting means 104 is capable of winding the nanofiber 301 deposited in a nonwoven fabric shape together with the deposition member 101.

吸引手段102は、堆積部材101通過する気体流を原料液300から蒸発した溶媒と共に、強制的に吸引する装置である。本実施の形態では、吸引手段102として、シロッコファンや軸流ファンなどの送風機が採用されている。また、吸引手段102は、原料液300から蒸発した溶媒が混ざったほとんどの気体流を吸引し、吸引手段102に接続される溶剤回収装置106まで前記気体流を搬送することができるものとなっている。   The suction means 102 is a device that forcibly sucks the gas flow passing through the deposition member 101 together with the solvent evaporated from the raw material liquid 300. In the present embodiment, a blower such as a sirocco fan or an axial fan is employed as the suction unit 102. Further, the suction unit 102 can suck most of the gas stream mixed with the solvent evaporated from the raw material liquid 300 and can transport the gas stream to the solvent recovery device 106 connected to the suction unit 102. Yes.

領域規制手段103は、堆積部材101側に拡散手段240の導出側開口端と同じ形状、同じ面積の開口部を備え、吸引手段102に接続される側の開口部は、吸引手段102に対応する円形となっている。これにより、拡散手段240で拡散されたナノファイバ301全体を堆積部材101の上に誘引すると共に、全ての気体流を吸引するものとなっている。   The region regulating unit 103 includes an opening having the same shape and the same area as the lead-out opening end of the diffusing unit 240 on the deposition member 101 side, and the opening on the side connected to the suction unit 102 corresponds to the suction unit 102. It is circular. Thus, the entire nanofiber 301 diffused by the diffusing means 240 is attracted onto the deposition member 101 and all the gas flow is sucked.

基体117は、堆積部材101と供給手段111と回収手段104と吸引手段102とが一体となるように取り付けられる部材である。本実施の形態の場合、基体117は、堆積部材101と供給手段111と回収手段104とを内方に収容しうる箱状の部材となっている。   The base 117 is a member attached so that the deposition member 101, the supply unit 111, the recovery unit 104, and the suction unit 102 are integrated. In the case of the present embodiment, the base body 117 is a box-shaped member that can accommodate the deposition member 101, the supply unit 111, and the recovery unit 104 inside.

また、基体117の内方には拡散手段240が取り付けられており、基体117の下部には車輪118が設けられている。   In addition, a diffusion means 240 is attached to the inside of the base body 117, and a wheel 118 is provided below the base body 117.

拡散手段240は、圧縮手段230により一端圧縮されて高密度状態となったナノファイバ301を広く拡散させ分散させる導管であり、圧縮手段230で加速したナノファイバ301の速度を減速させるフード状の部材である。拡散手段240は、気体流が導入される上流端側の開口部と、気体流を放出する下流端側の矩形の開口部とを備え、下流端側の開口部の開口面積は、上流端側の開口部の開口面積よりも大きい設定となっている。拡散手段240は、上流端側の開口部から下流端側の開口部に向けて徐々に面積が大きくなるような形状が採用されている。下流端側の開口部は、堆積部材101の幅とほぼ同等の幅を備える。   The diffusing means 240 is a conduit that diffuses and disperses the nanofibers 301 that have been compressed at one end by the compressing means 230 and diffuses widely, and is a hood-like member that reduces the speed of the nanofibers 301 accelerated by the compressing means 230 It is. The diffusing means 240 includes an upstream end side opening into which the gas flow is introduced and a downstream end rectangular opening that discharges the gas flow, and the opening area of the downstream end side opening is the upstream end side. It is set to be larger than the opening area of the opening. The diffusing means 240 has a shape that gradually increases in area from the opening on the upstream end side toward the opening on the downstream end side. The opening on the downstream end side has a width substantially equal to the width of the deposition member 101.

拡散手段240の小面積の導入端側から大面積の導出端側に向かって気体流が流れると、高密度状態のナノファイバ301が一気に低密度状態となって分散すると共に、気体流の流速は拡散手段240の断面積に比例して落ちていく。従って、気体流に乗って搬送されるナノファイバ301も、気体流と共に速度が減速される。この際、ナノファイバ301は、拡散手段240の断面積の拡大に従い徐々に均等に拡散していく。従って、ナノファイバ301を堆積部材101上に均等に堆積させることが可能となる。また、堆積部材101の面上には、吸引手段102により収集されたナノファイバが堆積する。   When the gas flow flows from the small area introduction end side of the diffusing means 240 toward the large area lead-out end side, the nanofibers 301 in a high density state are dispersed in a low density state at once, and the flow velocity of the gas flow is It falls in proportion to the cross-sectional area of the diffusing means 240. Therefore, the speed of the nanofiber 301 carried on the gas flow is reduced along with the gas flow. At this time, the nanofiber 301 gradually and uniformly diffuses as the cross-sectional area of the diffusing means 240 increases. Therefore, the nanofibers 301 can be uniformly deposited on the deposition member 101. Further, nanofibers collected by the suction means 102 are deposited on the surface of the deposition member 101.

車輪118は、第一の収集装置110を移動可能とするために設けられる車輪であり、基体117の下部に回転可能に取り付けられている。本実施の形態の場合車輪118はレールの上で回転するものとなされている。   The wheel 118 is a wheel provided to make the first collection device 110 movable, and is rotatably attached to the lower portion of the base body 117. In the case of the present embodiment, the wheel 118 rotates on the rail.

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.

所定の材質からなるナノファイバ301を製造する。ここで、搬送中に帯電を維持できるナノファイバ301であれば、ナノファイバ製造装置100に第一の収集装置110を取り付けておき、搬送中に帯電を維持し難いナノファイバ301であれば、ナノファイバ製造装置100に第二の収集装置110を取り付けておく。   A nanofiber 301 made of a predetermined material is manufactured. Here, if the nanofiber 301 is capable of maintaining charging during transportation, the first collection device 110 is attached to the nanofiber manufacturing apparatus 100, and if the nanofiber 301 is difficult to maintain charging during transportation, the nanofiber 301 is nanoscopic. The second collection device 110 is attached to the fiber manufacturing apparatus 100.

気体流発生手段203と第二気体流発生手段232とにより、案内手段206や風洞体209の内部に気体流を発生させる。   A gas flow is generated inside the guide unit 206 and the wind tunnel body 209 by the gas flow generation unit 203 and the second gas flow generation unit 232.

次に、原料液流出手段201の流出容器211に原料液300を供給する。原料液300は、別途タンク(図示せず)に蓄えられており、供給路217(図2参照)を通過して流出容器211の他端部から流出容器211内部に供給される。   Next, the raw material liquid 300 is supplied to the outflow container 211 of the raw material liquid outflow means 201. The raw material liquid 300 is separately stored in a tank (not shown), passes through a supply path 217 (see FIG. 2), and is supplied into the outflow container 211 from the other end of the outflow container 211.

なお、ナノファイバ301を構成する高分子物質としては、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を例示できる。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、本願発明は上記高分子物質に限定されるものではない。   The polymer substance constituting the nanofiber 301 includes polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly-m-phenylene terephthalate, poly-p-phenylene isophthalate, polyfluoride. Vinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride-acrylate copolymer, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile-methacrylate copolymer, polycarbonate, polyarylate, polyester carbonate, polyamide, aramid, Polyimide, polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, collagen, polyhydroxybutyric acid, polyvinyl acetate , Polypeptides and the like and can be exemplified by a copolymer thereof. Moreover, the kind selected from the above may be used, and a plurality of kinds may be mixed. Note that the above is an example, and the present invention is not limited to the above polymer substance.

また、帯電を維持しにくい高分子物質としては、高分子型帯電防止材を添加する場合を例示することができる。高分子型帯電防止材としてはエンティラ(登録商標、三井・デュポンポリケミカル株式会社製)を例示できる。また、帯電を維持しにくい高分子物質としては、無機高分子(ケイ素などを骨格とする)、天然高分子(二酸化ケイ素(水晶、石英)、雲母、長石、石綿)、合成高分子(シリコン樹脂(シリコンゴム、シリコンオイル)、ガラス、合成ルビー)も例示できる。   Further, as a polymer substance that is difficult to maintain charging, a case where a polymer type antistatic material is added can be exemplified. Examples of the polymer type antistatic material include ENTILA (registered trademark, manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.). In addition, polymer materials that are difficult to maintain charge include inorganic polymers (with silicon as a skeleton), natural polymers (silicon dioxide (quartz, quartz), mica, feldspar, asbestos), synthetic polymers (silicone resin) (Silicone rubber, silicone oil), glass, synthetic ruby) can also be exemplified.

原料液300に使用される溶媒としては、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、クロロホルム、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、本願発明は上記溶媒に限定されるものではない。   Solvents used for the raw material liquid 300 include 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, propyl benzoate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride, chloroform , O-chlorotoluene, p-chlorotoluene, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromoethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, odor Propyl chloride, acetic acid, benzene, toluene, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfo Examples thereof include oxide, pyridine, water 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 this invention is not limited to the said solvent.

さらに、原料液300に骨材や可塑剤などの添加剤を添加してもよい。当該添加剤としては、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、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、Al、SiO、TiO、LiO、NaO、MgO、CaO、SrO、BaO、B、P、SnO、ZrO、KO、CsO、ZnO、Sb、As、CeO、V、Cr、MnO、Fe、CoO、NiO、Y、Lu、Yb、HfO、Nb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、本願発明は上記添加剤に限定されるものではない。 Furthermore, an additive such as an aggregate or a plasticizer may be added to the raw material liquid 300. Examples of the additive include oxides, carbides, nitrides, borides, silicides, fluorides, sulfides, and the like. From the viewpoints of heat resistance and workability, oxides are preferably used. 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 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 this invention is not limited to the said additive.

溶媒と高分子物質との混合比率は、溶媒と高分子物質により異なるが、溶媒量は、約60%から98%の間が望ましい。   The mixing ratio of the solvent and the polymer material varies depending on the solvent and the polymer material, but the amount of the solvent is preferably about 60% to 98%.

次に、誘導電源222により流出容器211に貯留される原料液300に電荷を供給しつつ(原料液帯電工程)、流出容器211をモータ213により回転させて、遠心力により流出孔216から帯電した原料液300を流出する(原料液流出工程)。   Next, while supplying electric charge to the raw material liquid 300 stored in the outflow container 211 by the induction power source 222 (raw material liquid charging step), the outflow container 211 is rotated by the motor 213 and charged from the outflow hole 216 by centrifugal force. The raw material liquid 300 flows out (raw material liquid outflow process).

流出容器211の径方向放射状に流出された原料液300は、気体流により飛行方向が変更され、気体流に乗り風洞体209により案内される。原料液300は静電爆発によりナノファイバ301を製造しつつ(ナノファイバ製造工程)案内手段206へ放出される。また、前記気体流は、加熱手段205により加熱されており、原料液300の飛行を案内しつつ、原料液300に熱を与えて溶媒の蒸発を促進している。以上のようにしてナノファイバ301は、案内手段206の内方を気体流によって搬送される(搬送工程)。   The raw material liquid 300 that has flowed radially out of the outflow vessel 211 is changed in flight direction by the gas flow and is guided by the wind tunnel body 209 in the gas flow. The raw material liquid 300 is discharged to the guide means 206 while manufacturing the nanofiber 301 by the electrostatic explosion (nanofiber manufacturing process). The gas flow is heated by the heating means 205, and heats the raw material liquid 300 to promote the evaporation of the solvent while guiding the flight of the raw material liquid 300. As described above, the nanofiber 301 is conveyed by the gas flow inside the guide unit 206 (conveying step).

次に圧縮手段230内方を通過するナノファイバ301は、高圧ガスの噴流により加速されつつ、圧縮手段230の内方が狭くなるにつれて徐々に圧縮され高密度状態となって拡散手段240に到達する(圧縮行程)。   Next, the nanofiber 301 passing through the inside of the compression unit 230 is accelerated by the jet of high-pressure gas, and is gradually compressed as the inside of the compression unit 230 becomes narrower and reaches a diffusion unit 240 in a high density state. (Compression process).

ここで、帯電状態検出手段114により、気体流で搬送されるナノファイバ301の帯電電位を検出する(帯電状態検出工程)。   Here, the charged potential of the nanofiber 301 conveyed by the gas flow is detected by the charged state detecting means 114 (charged state detecting step).

帯電制御手段115は、帯電状態検出手段114により検出されたナノファイバ301の帯電電位の絶対値が閾値未満であればナノファイバ301の帯電量が0、すなわち完全に中和するように帯電状態調整手段207を制御する(帯電状態調整工程)。この場合、気体流でナノファイバ301を誘引する第二の収集装置110を用いる。   If the absolute value of the charging potential of the nanofiber 301 detected by the charging state detection unit 114 is less than the threshold value, the charging control unit 115 adjusts the charging state so that the charging amount of the nanofiber 301 is 0, that is, completely neutralized. The means 207 is controlled (charging state adjustment step). In this case, a second collection device 110 that attracts the nanofibers 301 with a gas flow is used.

一方、帯電状態検出手段114により検出されたナノファイバ301の帯電電位の絶対値が前記閾値以上であれば、ナノファイバ301の帯電電位が所定の電位になるように帯電状態調整手段207を制御する(帯電状態調整工程)。この場合、電界でナノファイバ301を誘引する第一の収集装置110を用いる。   On the other hand, if the absolute value of the charging potential of the nanofiber 301 detected by the charging state detection unit 114 is equal to or greater than the threshold value, the charging state adjustment unit 207 is controlled so that the charging potential of the nanofiber 301 becomes a predetermined potential. (Charge state adjustment process). In this case, the 1st collection apparatus 110 which attracts the nanofiber 301 with an electric field is used.

なお、原料液300の状態(溶媒の種類や高分子物質の種類など)により、ナノファイバ301の帯電状態の傾向が事前に把握できている場合は、原料液300に基づき第一の収集装置110、または、第二の収集装置110に切り替えておけばよい(切換工程)。   In addition, when the tendency of the charged state of the nanofiber 301 can be grasped in advance based on the state of the raw material liquid 300 (such as the type of solvent and the type of polymer substance), the first collection device 110 is based on the raw material liquid 300. Alternatively, it may be switched to the second collection device 110 (switching step).

拡散手段240にまで搬送されたナノファイバ301は、ここで急速に速度が低下すると共に、均一に分散状態となる(拡散工程)。   The nanofibers 301 transported to the diffusion means 240 are rapidly reduced in speed and uniformly dispersed (diffusion process).

この状態において、第二の収集装置110がナノファイバ製造装置100に取り付けられている場合には、ナノファイバ301は、吸引手段102により吸引される気体流により誘引される(誘引工程)。気体流は堆積部材101を通過して吸引されているため、ナノファイバ301は堆積部材101上に堆積していく(堆積工程)。   In this state, when the second collection device 110 is attached to the nanofiber manufacturing apparatus 100, the nanofiber 301 is attracted by the gas flow sucked by the suction means 102 (attraction process). Since the gas flow is sucked through the deposition member 101, the nanofibers 301 are deposited on the deposition member 101 (deposition step).

一方、第一の収集装置110がナノファイバ製造装置100に取り付けられている場合に、拡散手段240の開口部に配置されている誘引電極112は、ナノファイバ301の帯電極性とは逆極性に帯電されており、ナノファイバ301を引きつける(誘引工程)。ナノファイバ301と誘引電極112との間には堆積部材101が存在しているため、誘引電極112に引きつけられるナノファイバ301は、堆積部材101上に堆積していく(堆積工程)。   On the other hand, when the first collection device 110 is attached to the nanofiber manufacturing device 100, the attracting electrode 112 disposed in the opening of the diffusing means 240 is charged with a polarity opposite to the charged polarity of the nanofiber 301. The nanofiber 301 is attracted (attraction process). Since the deposition member 101 exists between the nanofiber 301 and the attracting electrode 112, the nanofiber 301 attracted to the attracting electrode 112 is deposited on the deposition member 101 (deposition step).

以上の方法において、搬送中に帯電を維持できるナノファイバ301であれば、搬送中のナノファイバ301の電位を検出した上で帯電状態を調整できるため、ナノファイバ301の帯電電位を一定に維持することができる。これにより、電界によるナノファイバ301の誘引を安定して行うことができ、堆積部材101上に均等にナノファイバ301を堆積することが可能となる。さらに、維持する帯電電位を高い状態に維持するものとすれば、堆積部材101に効率的に堆積し、しかも、分厚い状態でナノファイバ301を堆積させることが可能となる。   In the above method, if the nanofiber 301 can maintain the charge during transportation, the charged state can be adjusted after detecting the potential of the nanofiber 301 being transported, so that the charged potential of the nanofiber 301 is kept constant. be able to. As a result, the nanofiber 301 can be stably attracted by the electric field, and the nanofiber 301 can be evenly deposited on the deposition member 101. Furthermore, if the charged potential to be maintained is maintained at a high level, it is possible to efficiently deposit on the deposition member 101 and deposit the nanofiber 301 in a thick state.

一方、搬送中に帯電を維持し難いナノファイバ301であれば、ナノファイバ301を搬送中に中和することで、気体流でナノファイバ301を誘引する際に、ナノファイバ301同士の反発によるナノファイバ301の空間密度の乱れを抑えて、堆積部材101上に均等にナノファイバ301を誘引することが可能となる。   On the other hand, in the case of the nanofiber 301 that is difficult to maintain the charge during the conveyance, the nanofiber 301 is neutralized during the conveyance, so that when the nanofiber 301 is attracted with the gas flow, It is possible to attract the nanofibers 301 evenly on the deposition member 101 while suppressing the disturbance of the spatial density of the fibers 301.

なお、帯電状態調整手段207や帯電状態検出手段114の配置は、これに限定するものではなく、堆積部材101にナノファイバが堆積する前の工程が実現されるいずれかの場所に配置をすればよい。   The arrangement of the charged state adjusting unit 207 and the charged state detecting unit 114 is not limited to this, and may be arranged at any location where the step before the nanofiber is deposited on the deposition member 101 is realized. Good.

なお、本願実施の形態においては、第一の収集装置と第二の収集装置は、別々の基体117の中に内蔵されていたが、図7に示すように、電界でナノファイバ301を誘引する手段と、気体流でナノファイバ301を誘引する手段とを、一つの収集装置の中に並存させてもよい。すなわち、誘引電極112と誘引電源113並びに吸引手段102を同じ収集装置の中に配置し、使用する原料液や高分子物質の状況により、帯電状態検出手段114の検出状況に基づき、電界でナノファイバ301を誘引する手段と、気体流でナノファイバ301を誘引する手段とで切り替えるようにしてもよい(切換工程)。具体的には、帯電状態検出手段114により検出されたナノファイバ301の帯電電位の絶対値が閾値未満であれば気体流でナノファイバ301を誘引するように吸引手段102を制御し、帯電状態検出手段114により検出されたナノファイバ301の帯電電位の絶対値が前記閾値以上であれば電界でナノファイバ301を誘引するように誘引電源を制御すればよい。この場合、誘引電極112を、図8に示すように、気体流が通気可能な形状としておけば、電界による誘引と気体流による誘引との切換を容易に行うことが出来る。この方法を採用することでナノファイバ301の堆積をスムーズに行うことが可能な場合がある。   In the embodiment of the present application, the first collection device and the second collection device are built in separate substrates 117, but as shown in FIG. 7, the nanofiber 301 is attracted by an electric field. Means and means for attracting nanofibers 301 with a gas flow may coexist in a single collection device. That is, the attracting electrode 112, the attracting power source 113, and the suction means 102 are arranged in the same collecting device, and the nanofibers are applied in the electric field based on the detection status of the charged state detection means 114 depending on the status of the raw material liquid or polymer substance used Switching between means for attracting 301 and means for attracting the nanofiber 301 with a gas flow may be performed (switching step). Specifically, if the absolute value of the charging potential of the nanofiber 301 detected by the charging state detection unit 114 is less than the threshold value, the suction unit 102 is controlled so as to attract the nanofiber 301 by a gas flow, thereby detecting the charging state. If the absolute value of the charging potential of the nanofiber 301 detected by the means 114 is equal to or greater than the threshold, the attracting power source may be controlled so as to attract the nanofiber 301 with an electric field. In this case, as shown in FIG. 8, if the attracting electrode 112 has a shape in which the gas flow can be vented, switching between the attraction by the electric field and the attraction by the gas flow can be easily performed. By adopting this method, it may be possible to deposit the nanofibers 301 smoothly.

本願発明は、ナノファイバの製造に利用可能である。   The present invention can be used for the production of nanofibers.

放出装置と第一の収集装置とが取り付けられた状態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state to which the discharge | release apparatus and the 1st collection apparatus were attached. 流出装置近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outflow apparatus vicinity. 流出装置近傍を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outflow apparatus vicinity. 第一の収集装置を基体の一部を省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits a part of base | substrate and shows a 1st collection apparatus. 放出装置と第二の収集装置とが取り付けられた状態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state to which the discharge | release apparatus and the 2nd collection apparatus were attached. 第二の収集装置を基体の一部を省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits a part of base | substrate and shows a 2nd collection apparatus. 他の実施の形態に係るナノファイバ製造装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the nanofiber manufacturing apparatus which concerns on other embodiment. 誘引電極を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an attracting electrode.

符号の説明Explanation of symbols

100 ナノファイバ製造装置
101 堆積部材
102 吸引手段
103 領域規制手段
104 回収手段
106 溶剤回収装置
110 収集装置
111 供給手段
112 誘引電極
113 誘引電源
114 帯電状態検出手段
115 帯電制御手段
117 基体
118 車輪
200 放出装置
201 原料液流出手段
202 原料液帯電手段
203 気体流発生手段
204 気体流制御手段
205 加熱手段
206 案内手段
207 帯電状態調整手段
209 風洞体
211 流出容器
212 回転軸体
213 モータ
216 流出孔
217 供給路
221 誘導電極
222 誘導電源
223 接地手段
230 圧縮手段
232 第二気体流発生手段
233 気体流導入口
234 圧縮導管
235 バルブ
240 拡散手段
300 原料液
301 ナノファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Nanofiber manufacturing apparatus 101 Deposition member 102 Suction means 103 Area | region control means 104 Recovery means 106 Solvent recovery apparatus 110 Collection apparatus 111 Supply means 112 Attracting electrode 113 Attracting power supply 114 Charge state detection means 115 Charging control means 117 Base 118 Wheel 200 Ejection apparatus 201 Raw material liquid outflow means 202 Raw material liquid charging means 203 Gas flow generation means 204 Gas flow control means 205 Heating means 206 Guide means 207 Charged state adjustment means 209 Wind tunnel body 211 Outflow container 212 Rotating shaft body 213 Motor 216 Outflow hole 217 Supply path 221 Induction electrode 222 Induction power source 223 Grounding means 230 Compression means 232 Second gas flow generation means 233 Gas flow inlet 234 Compression conduit 235 Valve 240 Diffusion means 300 Raw material liquid 301 Nanofiber

Claims (5)

ナノファイバの原料となる原料液を空間中に流出させる原料液流出工程と、
前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
気体流発生手段により発生する気体流によりナノファイバを搬送する搬送工程と、
帯電しやすい材質からなるナノファイバの場合は、帯電しているナノファイバと同極性のイオンや帯電粒子を空間中に放出することにより、ナノファイバの帯電量が増加するように調整し、帯電し難い材質からなるナノファイバの場合は、帯電しているナノファイバと逆極性のイオンや帯電粒子を空間中に放出することにより、ナノファイバの帯電量が減少するように搬送中のナノファイバの帯電状態を調整する帯電状態調整工程と、
帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が増加する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを電界で誘引し、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が減少する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを気体流で誘引する誘引工程と、
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と
を含むナノファイバ製造方法。
A raw material liquid outflow process for flowing out the raw material liquid that is the raw material of the nanofiber into the space,
A raw material liquid charging step for charging the raw material liquid;
A transporting process for transporting nanofibers by a gas flow generated by the gas flow generating means;
In the case of nanofibers made of materials that are easily charged, the charge of the nanofibers is adjusted and increased by releasing ions and charged particles of the same polarity as the charged nanofibers into the space. In the case of nanofibers made of difficult materials, the charged nanofibers are being transported so that the charged amount of the nanofibers is reduced by releasing ions or charged particles of opposite polarity to the charged nanofibers into the space. A charge state adjustment step for adjusting the state;
When the charge amount of the nanofiber is increased by the charge state adjustment process, the nanofiber is attracted to the deposition member for depositing the nanofiber by an electric field, and when the charge amount of the nanofiber is decreased by the charge state adjustment process, An attracting step for attracting the nanofibers to the deposition member for depositing the nanofibers by a gas flow;
A deposition step of receiving the nanofibers attracted by the attraction step and depositing the nanofibers on the deposition member;
A nanofiber manufacturing method comprising:
ナノファイバの原料となる原料液を空間中に流出させる原料液流出工程と、
前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
気体流発生手段により発生する気体流によりナノファイバを搬送する搬送工程と、
気体流で搬送されるナノファイバの空間密度が高まるように圧縮する圧縮行程
圧縮された状態のナノファイバの帯電状態を調整する帯電状態調整工程と、
帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が増加する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを電界で誘引し、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が減少する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを気体流で誘引する誘引工程と、
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と
を含むナノファイバ製造方法。
A raw material liquid outflow process for flowing out the raw material liquid that is the raw material of the nanofiber into the space,
A raw material liquid charging step for charging the raw material liquid;
A transporting process for transporting nanofibers by a gas flow generated by the gas flow generating means;
A compression stroke that compresses as the spatial density of nanofibers increases carried in the gas flow,
A charge state adjustment step for adjusting the charge state of the nanofiber in a compressed state;
When the charge amount of the nanofiber is increased by the charge state adjustment process, the nanofiber is attracted to the deposition member for depositing the nanofiber by an electric field, and when the charge amount of the nanofiber is decreased by the charge state adjustment process, An attracting step for attracting the nanofibers to the deposition member for depositing the nanofibers by a gas flow;
A deposition step of receiving the nanofibers attracted by the attraction step and depositing the nanofibers on the deposition member;
A nanofiber manufacturing method comprising:
ナノファイバの原料となる原料液を空間中に流出させる原料液流出工程と、
前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
気体流発生手段により発生する気体流によりナノファイバを搬送する搬送工程と、
気体流で搬送されるナノファイバの帯電状態を検出する帯電状態検出工程
検出された帯電状態が閾値未満であればナノファイバの帯電量が減少するように搬送中のナノファイバの帯電状態を調整し、検出された帯電状態が前記閾値以上であればナノファイバの帯電量が増加するように搬送中のナノファイバの帯電状態を調整する帯電状態調整工程と、
帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が増加する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを電界で誘引し、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が減少する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを気体流で誘引する誘引工程と、
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と
を含むナノファイバ製造方法。
A raw material liquid outflow process for flowing out the raw material liquid that is the raw material of the nanofiber into the space,
A raw material liquid charging step for charging the raw material liquid;
A transporting process for transporting nanofibers by a gas flow generated by the gas flow generating means;
A charging state detecting step of detecting a charged state of nanofibres carried in the gas flow,
If the detected charge state is less than the threshold, the charge state of the nanofiber being conveyed is adjusted so that the charge amount of the nanofiber is reduced. If the detected charge state is equal to or greater than the threshold value, the charge amount of the nanofiber is adjusted. A charging state adjustment step of adjusting the charging state of the nanofiber being conveyed so that the
When the charge amount of the nanofiber is increased by the charge state adjustment process, the nanofiber is attracted to the deposition member for depositing the nanofiber by an electric field, and when the charge amount of the nanofiber is decreased by the charge state adjustment process, An attracting step for attracting the nanofibers to the deposition member for depositing the nanofibers by a gas flow;
A deposition step of receiving the nanofibers attracted by the attraction step and depositing the nanofibers on the deposition member;
A nanofiber manufacturing method comprising:
ナノファイバの原料となる原料液を空間中に流出させる原料液流出工程と、
前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
気体流発生手段により発生する気体流によりナノファイバを搬送する搬送工程と、
搬送中のナノファイバの帯電状態を調整する帯電状態調整工程と、
帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が増加する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを電界で誘引し、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が減少する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを気体流で誘引する誘引工程と、
ナノファイバを電界で誘引する収集装置と、ナノファイバを気体流で誘引する収集装置とを前記原料液の種類に基づき切り替える切換工程と
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と
を含むナノファイバ製造方法。
A raw material liquid outflow process for flowing out the raw material liquid that is the raw material of the nanofiber into the space,
A raw material liquid charging step for charging the raw material liquid;
A transporting process for transporting nanofibers by a gas flow generated by the gas flow generating means;
A charging state adjustment step for adjusting the charging state of the nanofiber being conveyed;
When the charge amount of the nanofiber is increased by the charge state adjustment process, the nanofiber is attracted to the deposition member for depositing the nanofiber by an electric field, and when the charge amount of the nanofiber is decreased by the charge state adjustment process, An attracting step for attracting the nanofibers to the deposition member for depositing the nanofibers by a gas flow;
A switching step of switching between a collecting device for attracting nanofibers by an electric field and a collecting device for attracting nanofibers by a gas flow based on the type of the raw material liquid ,
A deposition step of receiving the nanofibers attracted by the attraction step and depositing the nanofibers on the deposition member;
A nanofiber manufacturing method comprising:
ナノファイバの原料となる原料液を空間中に流出させる原料液流出工程と、
前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
気体流発生手段により発生する気体流によりナノファイバを搬送する搬送工程と、
搬送中のナノファイバの帯電状態を調整する帯電状態調整工程と、
帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が増加する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを電界で誘引し、帯電状態調整工程によりナノファイバの帯電量が減少する場合には、ナノファイバを堆積させる堆積部材にナノファイバを気体流で誘引する誘引工程と、
ナノファイバを電界で誘引する収集装置と、ナノファイバを気体流で誘引する収集装置とを前記帯電状態調整工程により検出したナノファイバの帯電状況に基づき切り替える切換工程と
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と
を含むナノファイバ製造方法。
A raw material liquid outflow process for flowing out the raw material liquid that is the raw material of the nanofiber into the space,
A raw material liquid charging step for charging the raw material liquid;
A transporting process for transporting nanofibers by a gas flow generated by the gas flow generating means;
A charging state adjustment step for adjusting the charging state of the nanofiber being conveyed;
When the charge amount of the nanofiber is increased by the charge state adjustment process, the nanofiber is attracted to the deposition member for depositing the nanofiber by an electric field, and when the charge amount of the nanofiber is decreased by the charge state adjustment process, An attracting step for attracting the nanofibers to the deposition member for depositing the nanofibers by a gas flow;
A switching step of switching between a collecting device for attracting nanofibers by an electric field and a collecting device for attracting nanofibers by a gas flow based on the charging state of the nanofibers detected by the charged state adjusting step ,
A deposition step of receiving the nanofibers attracted by the attraction step and depositing the nanofibers on the deposition member;
A nanofiber manufacturing method comprising:
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