JP5368287B2 - Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a deposit of nanofibers of an optional film thickness while maintaining uniformity of the film thickness of a deposited film without deteriorating quality of the nanofibers even in an apparatus for inducing the nanofibers with an electric field and depositing the nanofibers. <P>SOLUTION: The apparatus for producing the nanofibers includes: a discharge body 115 for discharging a raw material liquid 300 to a space; a charging electrode 128 disposed at a prescribed interval from the discharge body 115, and charging the raw material liquid 300 through the discharge body 115; a charging power source 122 for applying a prescribed voltage across the discharge body 115 and the charging electrode 128; an impregnating means 101 for impregnating the deposited film 302 with an electroconductive liquid 200; and an induction electrode 121 electrically connected to the electroconductive liquid 200 for generating the electric field for inducing the nanofibers produced in the space; and an induction power source 123 for applying a prescribed potential to the induction electrode 121. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本願発明は、静電延伸現象によりサブミクロンオーダーの細さである繊維（ナノファイバ）を製造するナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法に関する。   The present invention relates to a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method for manufacturing a fiber (nanofiber) having submicron order fineness by an electrostatic stretching phenomenon.

樹脂などから成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状（繊維状）物質を製造する方法として、静電延伸現象（エレクトロスピニング）を用いた方法が知られている。   As a method for producing a thread-like (fibrous) substance made of a resin or the like and having a submicron-scale diameter, a method using an electrostatic stretching phenomenon (electrospinning) is known.

この静電延伸現象とは、溶媒中に樹脂などの溶質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（噴射）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電気的に延伸させることにより、ナノファイバを得る方法である。   This electrostatic stretching phenomenon means that a raw material liquid in which a solute such as a resin is dispersed or dissolved in a solvent is discharged (injected) into the space by a nozzle or the like, and an electric charge is applied to the raw material liquid to charge the space. This is a method of obtaining nanofibers by electrically stretching a raw material liquid in flight.

より具体的に静電延伸現象を説明すると次のようになる。すなわち、帯電され空間中に流出された原料液は、空間を飛行中に徐々に溶媒が蒸発していく。これにより、飛行中の原料液の体積は、徐々に減少していくが、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、電荷密度が徐々に上昇することとなる。そして、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原料液が爆発的に線状に延伸される現象が生じる。これが静電延伸現象である。この静電延伸現象が、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オーダーの樹脂から成るナノファイバが製造される。   The electrostatic stretching phenomenon will be described more specifically as follows. That is, the raw material liquid that has been charged and discharged into the space gradually evaporates the solvent while flying through the space. As a result, the volume of the raw material liquid in flight gradually decreases, but 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 gradually increases. Since the solvent continues to evaporate, the charge density of the raw material liquid further increases, and when the repulsive Coulomb force generated in the raw material liquid exceeds the surface tension of the raw material liquid, the raw material liquid explodes. The phenomenon that the film is stretched linearly occurs. This is the electrostatic stretching phenomenon. This electrostatic stretching phenomenon occurs geometrically in the space one after another, so that nanofibers made of a resin having a diameter of submicron order are manufactured.

以上のような静電延伸現象を用いてナノファイバを製造する場合、特許文献１に記載の装置のように、原料液を空間中に流出させるノズルと、前記ノズルと離れて配置され、前記ノズルとの間に高電圧が印加される電極とを備える装置が用いられる。そして、空間中で製造されたナノファイバは、ノズルと電極との間に発生する電界に誘引され、電極上に堆積する。   In the case of producing nanofibers using the electrostatic stretching phenomenon as described above, as in the apparatus described in Patent Document 1, a nozzle that discharges the raw material liquid into the space, and the nozzle are arranged apart from the nozzle. And an electrode to which a high voltage is applied. The nanofibers produced in the space are attracted by the electric field generated between the nozzle and the electrode and are deposited on the electrode.

面上に堆積したナノファイバである堆積膜は、濾過用のフィルタや燃料電池などに用いられる触媒の担持体等への適用が考えられる。従って、ナノファイバ製造装置は、実製品に堆積膜を適用させるために、堆積膜が任意の膜厚となるように制御できることが望まれている。   The deposited film, which is a nanofiber deposited on the surface, can be applied to a filter carrier, a catalyst carrier used for a fuel cell, and the like. Therefore, it is desired that the nanofiber manufacturing apparatus can be controlled so that the deposited film has an arbitrary thickness in order to apply the deposited film to an actual product.

特開２００８−１７４８６７号公報JP 2008-174867 A

ところが、従前のナノファイバ製造装置においては、ナノファイバを誘引するための電界を発生させる電極の表面上にナノファイバを堆積させるため、絶縁体であるナノファイバが堆積するにつれて、電界に与える悪影響が大きくなる。悪影響とは、強い電界の部分が複数箇所に偏在し、その偏在部分にナノファイバの堆積が集中してしまい、均一な膜厚の堆積膜が得られなくなる場合等である。さらに、堆積膜の膜厚が厚くなると、電界全体が弱くなるため、ナノファイバを上手く誘引できなくなり、かつ、原料液に供給する電荷の量が減少するため、静電延伸現象の発生が抑制され、所望の品質のナノファイバが得られない。   However, in a conventional nanofiber manufacturing apparatus, nanofibers are deposited on the surface of an electrode that generates an electric field for attracting nanofibers, and therefore, as nanofibers that are insulators are deposited, there is an adverse effect on the electric field. growing. An adverse effect is a case where a portion of a strong electric field is unevenly distributed at a plurality of locations, and deposition of nanofibers concentrates on the unevenly distributed portion, and a deposited film having a uniform film thickness cannot be obtained. Furthermore, as the deposited film becomes thicker, the entire electric field becomes weaker, so that the nanofiber cannot be attracted well, and the amount of charge supplied to the raw material liquid is reduced, so that the occurrence of electrostatic stretching phenomenon is suppressed. Therefore, a nanofiber having a desired quality cannot be obtained.

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ナノファイバを電界で誘引し堆積させる装置であっても、ナノファイバの品質を落とすことなく、また、堆積膜の膜厚の均一性を維持したまま、任意の膜厚のナノファイバの堆積物を製造することができるナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法の提供を目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and maintains the uniformity of the thickness of the deposited film without degrading the quality of the nanofiber, even if the apparatus attracts and deposits the nanofiber by an electric field. An object of the present invention is to provide a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method capable of manufacturing a nanofiber deposit having an arbitrary film thickness.

上記目的を達成するために、本願発明にかかるナノファイバ製造装置は、ナノファイバを製造するための原料液を空間中で電気的に延伸させてナノファイバを製造するナノファイバ製造装置であって、原料液を空間に流出させる流出孔を有する流出体と、前記流出体と所定の間隔を隔てて配置され、前記流出体を介して原料液を帯電させる帯電電極と、前記流出体と前記帯電電極との間に所定の電圧を印加する帯電電源と、空間中で製造され堆積状態となったナノファイバの膜である堆積膜に対し、導電性を有する液体である導電液を含浸させる含浸手段と、前記導電液と電気的に接続され、空間中で製造されたナノファイバを誘引する電界を発生させる誘引電極と、前記誘引電極に所定の電位を印加する誘引電源とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a nanofiber production apparatus according to the present invention is a nanofiber production apparatus for producing nanofibers by electrically stretching a raw material liquid for producing nanofibers in a space, An outflow body having an outflow hole for allowing the raw material liquid to flow into the space, a charging electrode arranged at a predetermined interval from the outflow body, and charging the raw material liquid through the outflow body, and the outflow body and the charging electrode A charging power source that applies a predetermined voltage between the first and second electrodes, and an impregnation unit that impregnates a deposited film, which is a nanofiber film manufactured in a space and deposited, with a conductive liquid that is a conductive liquid. An attracting electrode that is electrically connected to the conductive liquid and generates an electric field for attracting nanofibers manufactured in space, and an attracting power source that applies a predetermined potential to the attracting electrode. .

これによれば、堆積状態となったナノファイバの膜である堆積膜に導電性を有する導電液がしみこんだ状態となる。また、当該導電液は、誘引電極と電気的に接続されている。つまり、堆積膜の厚みが増加する場合でも、堆積膜の表面近傍に所定の電位が印加された導電液を配置することが可能となる。従って、導電液の表面からナノファイバを誘引する電界が発生する。以上から、導電液の表面から発生する電界が弱まることなく常に堆積膜の表面近傍から電界が発生し、ナノファイバを誘引することができる為、堆積膜の厚みが増加した場合でも、同じ条件でナノファイバを誘引し堆積膜の表面にさらにナノファイバを堆積させることが可能となる。   According to this, a conductive liquid having conductivity is infiltrated into the deposited film, which is a nanofiber film in a deposited state. The conductive liquid is electrically connected to the attracting electrode. That is, even when the thickness of the deposited film increases, it is possible to dispose a conductive liquid to which a predetermined potential is applied in the vicinity of the surface of the deposited film. Accordingly, an electric field is generated that attracts the nanofibers from the surface of the conductive liquid. From the above, the electric field generated from the surface of the conductive liquid is always generated from the vicinity of the surface of the deposited film without weakening, and the nanofiber can be attracted. It becomes possible to attract the nanofibers and deposit further nanofibers on the surface of the deposited film.

前記含浸手段は、導電液が収容される容器を備えるものでもよい。   The impregnation means may include a container for storing a conductive liquid.

これによれば、容器に導電液を収容し、当該導電液に堆積膜を浸漬した状態とすることで、容易かつ充分に堆積膜に導電液を含浸させることができる。   According to this, the conductive liquid is accommodated in the container, and the deposited film is immersed in the conductive liquid, whereby the deposited film can be easily and sufficiently impregnated with the conductive liquid.

特に、前記含浸手段は、堆積膜の前記流出体側の表面と前記容器に収容される導電液の液面との位置的関係を一定に保つ制御手段を備えることが好ましい。   In particular, it is preferable that the impregnation unit includes a control unit that keeps the positional relationship between the surface of the deposited film on the effluent body side and the level of the conductive liquid contained in the container constant.

これによれば、堆積膜の膜厚が厚くなったとしても、常に同じ条件でナノファイバを誘引することができ、厚さ方向に均一なナノファイバからなる堆積膜を製造することが可能となる。   According to this, even if the film thickness of the deposited film is increased, the nanofibers can always be attracted under the same conditions, and it becomes possible to produce a deposited film made of nanofibers that are uniform in the thickness direction. .

また、前記含浸手段は、堆積膜に対し導電液を吐出するノズルを備えてもかまわない。   Further, the impregnation means may include a nozzle for discharging a conductive liquid to the deposited film.

これによれば、ノズルから導電液を吐出することで、堆積膜の配置状態に影響されることなく堆積膜に導電液を含浸させることができる。つまり例えば、堆積膜の表面が平面でない場合や、堆積膜を傾斜させた状態にしたい場合などにおいても、堆積膜に対し導電液を含浸させることが可能となる。   According to this, by discharging the conductive liquid from the nozzle, the deposited film can be impregnated with the conductive liquid without being affected by the arrangement state of the deposited film. That is, for example, even when the surface of the deposited film is not flat or when the deposited film is desired to be inclined, the deposited film can be impregnated with the conductive liquid.

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかるナノファイバ製造方法は、ナノファイバを製造するための原料液を空間中で電気的に延伸させてナノファイバを製造するナノファイバ製造方法であって、流出孔を有する流出体から原料液を空間に流出させ、前記流出体と所定の間隔を隔てて配置され前記流出体を介して原料液を帯電させる帯電電極と前記流出体との間に帯電電源により所定の電圧を印加し、含浸手段により空間中で製造され堆積状態となったナノファイバの膜である堆積膜に対し、導電性を有する液体である導電液を含浸させ、誘引電極を介して前記導電液に所定の電位を印加する誘引電源により前記導電液からナノファイバを誘引する電界を発生させることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a nanofiber manufacturing method according to the present invention is a nanofiber manufacturing method in which a nanofiber is manufactured by electrically stretching a raw material liquid for manufacturing a nanofiber in a space. The material liquid is caused to flow out from the outflow body having an outflow hole into the space, and is disposed between the outflow body and the charging electrode arranged at a predetermined interval and charged with the raw material liquid via the outflow body. A predetermined voltage is applied by a charging power source, and the deposited film, which is a nanofiber film manufactured in the space by the impregnation means and deposited, is impregnated with a conductive liquid that is a conductive liquid, and an attracting electrode is formed. An electric field for attracting nanofibers from the conductive liquid is generated by an attracting power source that applies a predetermined potential to the conductive liquid.

これによれば、堆積状態となったナノファイバの膜である堆積膜に導電性を有する導電液がしみこんだ状態となる。また、当該導電液は、誘引電極と電気的に接続されている。つまり、堆積膜の厚みが増加する場合でも、堆積膜の表面近傍に所定の電位が印加された導電液を配置することが可能となる。従って、導電液の表面からナノファイバを誘引する電界が発生する。以上から、導電液の表面から発生する電界が弱まることなく常に堆積膜の表面近傍から電界が発生し、ナノファイバを誘引することができる為、堆積膜の厚みが増加した場合でも、同じ条件でナノファイバを堆積膜の表面に誘引することが可能となる。   According to this, a conductive liquid having conductivity is infiltrated into the deposited film, which is a nanofiber film in a deposited state. The conductive liquid is electrically connected to the attracting electrode. That is, even when the thickness of the deposited film increases, it is possible to dispose a conductive liquid to which a predetermined potential is applied in the vicinity of the surface of the deposited film. Accordingly, an electric field is generated that attracts the nanofibers from the surface of the conductive liquid. From the above, the electric field generated from the surface of the conductive liquid is always generated from the vicinity of the surface of the deposited film without weakening, and the nanofiber can be attracted. Nanofibers can be attracted to the surface of the deposited film.

本願発明によれば、ナノファイバで構成される堆積膜の厚さにかかわらず、常に堆積膜の表面近傍からナノファイバを誘引する電界を発生させることができ、厚い堆積膜であって、厚さ方向に均質な堆積膜を製造することが可能となる。   According to the present invention, regardless of the thickness of the deposited film composed of nanofibers, an electric field that always attracts nanofibers can be generated from the vicinity of the surface of the deposited film. It becomes possible to produce a deposited film that is homogeneous in the direction.

ナノファイバ製造装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a nanofiber manufacturing apparatus. ナノファイバ製造装置の要部を一部切り欠いて示す側面図である。It is a side view which notches and shows a part of principal part of a nanofiber manufacturing apparatus. 流出体を切り欠いて示す斜視図である。It is a perspective view which cuts and shows an outflow body. 別態様のナノファイバ製造装置の要部を一部切り欠いて示す側面図である。It is a side view which notches and shows a part of principal part of the nanofiber manufacturing apparatus of another aspect. ナノファイバ製造装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a nanofiber manufacturing apparatus. ナノファイバ製造装置の要部を一部切り欠いて示す側面図である。It is a side view which notches and shows a part of principal part of a nanofiber manufacturing apparatus. 別態様のナノファイバ製造装置を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部を切り欠いて示す側面図である。It is a figure which shows the nanofiber manufacturing apparatus of another aspect, (a) is a perspective view, (b) is a side view which notches and shows a part.

次に、本願発明に係るナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法を、図面を参照しつつ説明する。   Next, a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、ナノファイバ製造装置を示す斜視図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a nanofiber manufacturing apparatus.

図２は、ナノファイバ製造装置の要部を一部切り欠いて示す側面図である。   FIG. 2 is a side view of the main part of the nanofiber manufacturing apparatus with a part cut away.

これらの図に示すように、ナノファイバ製造装置１００は、ナノファイバ３０１を製造するための原料液３００を空間中で電気的に延伸させてナノファイバ３０１を製造する装置であって、流出体１１５と、帯電電極１２８と、帯電電源１２２と、含浸手段１０１と、誘引電極１２１と、誘引電源１２３とを備えている。   As shown in these drawings, the nanofiber manufacturing apparatus 100 is an apparatus that manufactures the nanofiber 301 by electrically stretching the raw material liquid 300 for manufacturing the nanofiber 301 in the space, and the effluent 115. A charging electrode 128, a charging power source 122, an impregnation means 101, an attracting electrode 121, and an attracting power source 123.

なお、本実施の形態の場合、誘引電極１２１が帯電電極１２８としても機能している。つまり、一つの電極が、誘引電極１２１としても機能すると共に帯電電極１２８としても機能している。また、誘引電源１２３が帯電電源１２２としても機能している。つまり、一つの電源が、誘引電源１２３としても機能すると共に、帯電電源１２２としても機能している。   In the present embodiment, the attracting electrode 121 also functions as the charging electrode 128. That is, one electrode functions as the attracting electrode 121 and also functions as the charging electrode 128. Further, the attracting power source 123 also functions as the charging power source 122. That is, one power source functions as the attracting power source 123 and also functions as the charging power source 122.

また、本明細書や図面において、原料液３００とナノファイバ３０１とを便宜上区別して記載しているが、ナノファイバ３０１の製造過程、つまり、静電延伸現象が発生している段階においては原料液３００からナノファイバ３０１が徐々に製造されるものであるため、必ずしも原料液３００とナノファイバ３０１の境界が明確ではない。   In addition, in the present specification and drawings, the raw material liquid 300 and the nanofiber 301 are described separately for convenience, but in the manufacturing process of the nanofiber 301, that is, at the stage where the electrostatic stretching phenomenon occurs, the raw material liquid Since the nanofiber 301 is gradually manufactured from 300, the boundary between the raw material liquid 300 and the nanofiber 301 is not necessarily clear.

図３は、流出体を切り欠いて示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the outflow body in a cutaway manner.

流出体１１５は、原料液３００の圧力（重力も含む場合がある）により原料液３００を空間中に流出させるための部材であり、流出孔１１８と貯留槽１１３とを備えている。流出体１１５は、流出する原料液３００に電荷を供給する電極としても機能しており、原料液３００と接触する部分の少なくとも一部は導電性を備えた部材で形成されている。本実施の形態の場合、流出体１１５全体が金属で形成されている。なお、金属の種類は導電性を備えていれば、特に限定されるものではなく、黄銅やステンレス鋼など任意の材料を選定しうる。   The outflow body 115 is a member for causing the raw material liquid 300 to flow out into the space by the pressure of the raw material liquid 300 (which may include gravity), and includes an outflow hole 118 and a storage tank 113. The outflow body 115 also functions as an electrode for supplying an electric charge to the raw material liquid 300 that flows out, and at least a part of the portion in contact with the raw material liquid 300 is formed of a conductive member. In the case of the present embodiment, the entire outflow body 115 is made of metal. In addition, if the kind of metal is provided with electroconductivity, it will not specifically limit, Arbitrary materials, such as brass and stainless steel, can be selected.

流出孔１１８は、原料液３００を一定の方向に流出させるための孔である。本実施の形態の場合、流出孔１１８は、流出体１１５に複数個設けられており、流出体１１５が備える細長い短冊状の面に、流出孔１１８の先端にある先端開口部１１９が並んで配置されるように設けられている。そして、流出孔１１８から流出する原料液３００の流出方向が流出体１１５に対して同じ方向となるように流出孔１１８は流出体１１５に設けられている。   The outflow hole 118 is a hole for allowing the raw material liquid 300 to flow out in a certain direction. In the case of the present embodiment, a plurality of outflow holes 118 are provided in the outflow body 115, and a front end opening 119 at the front end of the outflow hole 118 is arranged side by side on an elongated strip-like surface provided in the outflow body 115. It is provided to be. The outflow hole 118 is provided in the outflow body 115 so that the outflow direction of the raw material liquid 300 flowing out from the outflow hole 118 is the same as the outflow body 115.

なお、流出孔１１８の孔長や孔径は、特に限定されるものではなく、原料液３００の粘度などにより適した形状を選定すれば良い。具体的には、孔長は、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲から選定されるのが好ましい。孔径は、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の範囲から選定されるのが好ましい。また、流出孔１１８の形状は、円筒形状に限定されるわけではなく、任意の形状を選定しうる。特に先端開口部１１９の形状は、円形に限定されるわけではなく、三角形や四角形などの多角形、星形など内側に突出する部分のある形状などでもかまわない。また、流出体１１５は、帯電電極１２８に対し移動してもかまわない。   In addition, the hole length and hole diameter of the outflow hole 118 are not particularly limited, and a shape suitable for the viscosity of the raw material liquid 300 may be selected. Specifically, the hole length is preferably selected from a range of 1 mm or more and 5 mm or less. The hole diameter is preferably selected from a range of 0.1 mm or more and 2 mm or less. Further, the shape of the outflow hole 118 is not limited to a cylindrical shape, and an arbitrary shape can be selected. In particular, the shape of the tip opening 119 is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape such as a triangle or a quadrangle, or a shape having a portion protruding inward such as a star shape. Further, the effusing body 115 may move with respect to the charging electrode 128.

また、本実施の形態の場合、図１に示すように、ナノファイバ製造装置１００は、供給手段１０７を備えている。供給手段１０７は、流出体１１５に原料液３００を供給する装置であり、原料液３００を大量に貯留するタンク１５１と、原料液３００を所定の圧力で搬送するポンプ（図示せず）と、原料液３００を案内する案内管１１４とを備えている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes a supply unit 107. The supply means 107 is a device that supplies the raw material liquid 300 to the effluent body 115, a tank 151 that stores a large amount of the raw material liquid 300, a pump (not shown) that conveys the raw material liquid 300 at a predetermined pressure, and a raw material And a guide tube 114 for guiding the liquid 300.

帯電電極１２８は、流出体１１５と所定の間隔を隔てて配置され、流出体１１５との間で高電圧が印加されることで、流出体１１５を帯電させる電極である。帯電電極１２８は、本実施の形態の場合、導電液２００（後述）と電気的に接続され、空間中で製造されたナノファイバ３０１を誘引する電界を発生させる誘引電極１２１としても機能している。つまり、帯電電極１２８は、流出体１１５との間に印加される高電圧により、導電液２００（後述）と流出体１１５との間に強い電界を発生させることにより、流出体１１５に電荷を集めて原料液３００を帯電させる部材であり、かつ、前記電界により、ナノファイバ３０１を誘引する部材でもある。   The charging electrode 128 is an electrode that is disposed at a predetermined interval from the effluent body 115 and charges the effluent body 115 when a high voltage is applied to the effluent body 115. In the present embodiment, the charging electrode 128 is electrically connected to a conductive liquid 200 (described later), and also functions as an attracting electrode 121 that generates an electric field that attracts the nanofiber 301 manufactured in the space. . That is, the charging electrode 128 collects electric charge in the effluent 115 by generating a strong electric field between the conductive liquid 200 (described later) and the effluent 115 by a high voltage applied between the effluent 115. And a member that attracts the nanofiber 301 by the electric field.

本実施の形態の場合、帯電電極１２８（誘引電極１２１）は、容器１０２（後述）に収容される導電液２００（後述）の中に浸漬した状態となることで導電液２００（後述）と電気的に接続されている。   In the case of the present embodiment, the charging electrode 128 (attracting electrode 121) is immersed in the conductive liquid 200 (described later) contained in the container 102 (described later), thereby being electrically connected to the conductive liquid 200 (described later). Connected.

帯電電源１２２は、流出体１１５と帯電電極１２８との間に高電圧を印加することのできる電源である。帯電電源１２２は、本実施の形態の場合、誘引電極１２１に所定の電位を印加する誘引電源１２３としても機能している。帯電電源１２２（誘引電源１２３）は、直流電源であり、印加する電圧は、５ｋＶ以上、５０ｋＶ以下の範囲の値から設定されるのが好適である。   The charging power source 122 is a power source that can apply a high voltage between the effluent body 115 and the charging electrode 128. In the present embodiment, the charging power source 122 also functions as an attracting power source 123 that applies a predetermined potential to the attracting electrode 121. The charging power source 122 (attraction power source 123) is a DC power source, and the voltage to be applied is preferably set from a value in the range of 5 kV to 50 kV.

本実施の形態のように、帯電電源１２２（誘引電源１２３）の一方の電極を接地電位とし、流出体１１５を接地するものとすれば、比較的大型の流出体１１５を接地状態とすることができ、安全性の向上に寄与することが可能となる。   As in this embodiment, if one electrode of the charging power source 122 (attraction power source 123) is set to the ground potential and the effluent body 115 is grounded, the relatively large effluent body 115 can be grounded. It is possible to contribute to the improvement of safety.

また、一つの導電性の部材に誘引電極１２１の機能と帯電電極１２８の機能とを併有させることで、ナノファイバ製造装置１００の構造を単純化できる。これにより、高電圧が印加される部分が簡単になるため、簡単な絶縁構造を採用しても充分に安全を維持することができ、装置コストの低減にも寄与することができる。   Moreover, the structure of the nanofiber manufacturing apparatus 100 can be simplified by combining the function of the attracting electrode 121 and the function of the charging electrode 128 in one conductive member. As a result, the portion to which the high voltage is applied is simplified, so that safety can be sufficiently maintained even if a simple insulating structure is employed, and the device cost can be reduced.

なお、流出体１１５に電源を接続する一方、帯電電極１２８（誘引電極１２１）を接地することで流出体１１５と帯電電極１２８（誘引電極１２１）との間に電界を発生させてもよい。また、帯電電極１２８（誘引電極１２１）と流出体１１５とのいずれも接地しないような接続状態であってもかまわない。   In addition, while connecting a power supply to the outflow body 115, an electric field may be generated between the outflow body 115 and the charging electrode 128 (attraction electrode 121) by grounding the charging electrode 128 (attraction electrode 121). Further, the charging electrode 128 (attraction electrode 121) and the outflow body 115 may be connected so as not to be grounded.

含浸手段１０１は、空間中で製造され堆積状態となったナノファイバ３０１の膜である堆積膜３０２に対し、導電性を有する液体である導電液２００を含浸させる装置である。本実施の形態の場合、含浸手段１０１は、容器１０２と、制御手段１０３とを備えている。   The impregnation means 101 is an apparatus for impregnating the deposited film 302 that is the film of the nanofiber 301 manufactured in the space and deposited, with the conductive liquid 200 that is a conductive liquid. In the case of the present embodiment, the impregnation means 101 includes a container 102 and a control means 103.

容器１０２は、導電液２００が収容される箱体である。本実施の形態の場合、容器１０２は、水平に配置される矩形板状の帯電電極１２８（誘引電極１２１）を上下方向に移動可能に収容しうる矩形の箱体であり、上部全体が開口している。容器１０２は、導電液２００を収容するものであるため、絶縁体で構成されることが好ましい。   The container 102 is a box that contains the conductive liquid 200. In the case of the present embodiment, the container 102 is a rectangular box that can accommodate a rectangular plate-shaped charging electrode 128 (attraction electrode 121) that is horizontally disposed so as to be movable in the vertical direction. ing. Since the container 102 contains the conductive liquid 200, the container 102 is preferably made of an insulator.

制御手段１０３は、次々とナノファイバ３０１が堆積することで徐々に膜厚が増加する堆積膜３０２の流出体１１５に対向する表面と容器１０２に収容される導電液２００の液面との位置的関係を一定に保つ装置である。本実施の形態の場合、制御手段１０３は、容器１０２の底部と帯電電極１２８（誘引電極１２１）とを接続するバネである。バネである制御手段１０３は、堆積膜３０２の膜厚の増加に応じて、堆積膜３０２の表面と導電液２００の液面とが一定の位置関係となるばね係数を有している。   The control means 103 determines the positional relationship between the surface of the deposited film 302 that gradually increases in thickness as the nanofibers 301 are deposited one after the other and the surface of the conductive liquid 200 that is accommodated in the container 102. It is a device that keeps the relationship constant. In the case of the present embodiment, the control means 103 is a spring that connects the bottom of the container 102 and the charging electrode 128 (attraction electrode 121). The control means 103, which is a spring, has a spring coefficient in which the surface of the deposited film 302 and the liquid level of the conductive liquid 200 have a certain positional relationship as the thickness of the deposited film 302 increases.

以上の含浸手段１０１により、堆積膜３０２は、下方の一部または全部が導電液２００に浸漬しているため、導電液２００が常に含浸した状態となる。   Due to the above impregnation means 101, the deposited film 302 is immersed in the conductive liquid 200 because a part or the whole of the deposited film 302 is immersed in the conductive liquid 200.

なお、制御手段１０３が制御する、堆積膜３０２の表面と導電液２００の液面との位置的関係は、例えば、堆積膜３０２の表面と導電液２００の液面とが一致する関係でもよく、また、堆積膜３０２の表面が導電液２００の液面よりも僅かに下方の場合や上方の場合でもかまわない。   The positional relationship between the surface of the deposited film 302 and the liquid level of the conductive liquid 200 controlled by the control unit 103 may be, for example, a relationship in which the surface of the deposited film 302 and the liquid level of the conductive liquid 200 coincide with each other. The surface of the deposited film 302 may be slightly below or above the liquid level of the conductive liquid 200.

また、制御手段１０３は、バネに限定されるわけではなく、図４に示すように、堆積膜３０２の膜厚の増加に応じて、堆積膜３０２を直接上下させる駆動手段および駆動機構を備えたものでもよい。制御手段１０３は、堆積膜３０２の表面と導電液２００の液面との高さ関係を調整するものであればよく、図２のように、帯電電極１２８（誘引電極１２１）を上下させなくても構わない。つまり、帯電電極１２８（誘引電極１２１）は、図４に示すように、導電液２００に浸されることで、導電液２００と電気的に接続されていれば良い。   Further, the control means 103 is not limited to a spring, and as shown in FIG. 4, as shown in FIG. It may be a thing. The control means 103 only needs to adjust the height relationship between the surface of the deposited film 302 and the liquid level of the conductive liquid 200, and does not move the charging electrode 128 (attraction electrode 121) up and down as shown in FIG. It doesn't matter. That is, the charging electrode 128 (attraction electrode 121) may be electrically connected to the conductive liquid 200 by being immersed in the conductive liquid 200 as shown in FIG.

導電液２００は、導電性を有する液体である。例えば水道水や工業用水を例示することができる。また、好ましくは、導電液２００は、１×１０＾５（Ω・ｃｍ）（＾はべき乗を示す）以上の電気抵抗率を有する水に、水素、炭素、酸素、窒素のいずれか、または、全てを組み合わせてなる物質を溶解した液体であることが好ましい。なお、水素、炭素、酸素、窒素のいずれか、または、全てを組み合わせてなる物質の濃度は、１×１０＾５（Ω・ｃｍ）（＾はべき乗を示す）以上の電気抵抗率を有する水に、ナノファイバ３０１を充分に誘引できる程度の電界を発生させることのできる導電性を付与できる濃度である。   The conductive liquid 200 is a liquid having conductivity. For example, tap water and industrial water can be exemplified. In addition, preferably, the conductive liquid 200 is water having an electrical resistivity of 1 × 10 ^ 5 (Ω · cm) (^ indicates a power) or more, hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, or It is preferably a liquid in which substances formed by combining all are dissolved. In addition, the concentration of a substance formed by combining any or all of hydrogen, carbon, oxygen, and nitrogen is water having an electrical resistivity of 1 × 10 ^ 5 (Ω · cm) (^ indicates a power) or more. In addition, the concentration can provide conductivity that can generate an electric field that can sufficiently attract the nanofiber 301.

このような導電液２００の場合、高い抵抗率の水、すなわち純水や超純水を用いるため、堆積膜３０２に含浸させた後、当該水を除去しても残渣が発生することがほとんど無く、堆積膜３０２の品質に影響を与えにくい。また、当該水に溶解する物質は、堆積膜３０２から導電液２００を除去する際に、堆積膜３０２に残存しても、堆積膜３０２に大きく影響しない場合が多く、また、加熱などによって揮発させることで、堆積膜３０２から除去することも可能であるため好ましい。具体的には、水に溶解させる物質としては、二酸化炭素やアンモニアを例示することができる。   In the case of such a conductive liquid 200, since water with high resistivity, that is, pure water or ultrapure water is used, a residue is hardly generated even if the water is removed after impregnating the deposited film 302. The quality of the deposited film 302 is hardly affected. In addition, when the conductive liquid 200 is removed from the deposited film 302, the substance dissolved in water often does not significantly affect the deposited film 302 even if it remains in the deposited film 302, and is volatilized by heating or the like. Thus, it can be removed from the deposited film 302, which is preferable. Specifically, examples of the substance dissolved in water include carbon dioxide and ammonia.

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.

まず、供給手段１０７により流出体１１５に原料液３００を供給する（供給工程）。以上により、流出体１１５の貯留槽１１３に原料液３００が満たされる。   First, the raw material liquid 300 is supplied to the effluent 115 by the supply means 107 (supply process). As described above, the raw material liquid 300 is filled in the storage tank 113 of the effluent 115.

ここで、ナノファイバ３０１を構成する樹脂であって、原料液３００に溶解、または、分散する溶質としては、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等の高分子物質を例示できる。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、上記樹脂に限定されるものではない。   Here, the resin constituting the nanofiber 301, and the solute dissolved or dispersed in the raw material liquid 300 is polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly- m-phenylene terephthalate, poly-p-phenylene isophthalate, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride-acrylate copolymer, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile-methacrylate copolymer Coalesce, polycarbonate, polyarylate, polyester carbonate, polyamide, aramid, polyimide, polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid Collagen, polyhydroxybutyric acid, polyvinyl acetate, polypeptides and the like, and polymeric materials such as copolymers thereof can be exemplified. 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 resin.

原料液３００に使用される溶媒としては、揮発性のある有機溶剤などを例示することができる。具体的に例示すると、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、水等を挙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、本願発明に用いられる原料液３００は上記溶媒を採用することに限定されるものではない。   Examples of the solvent used for the raw material liquid 300 include volatile organic solvents. Specific examples are 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, benzoate Propyl acid, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride, chloroform, o-chloroto Ene, p-chlorotoluene, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromoethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, acetic acid, Benzene, toluene, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, pyridine, water Etc. can be listed. 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 the raw material liquid 300 used for this invention is not limited to employ | adopting the said solvent.

さらに、原料液３００に無機質固体材料を添加してもよい。当該無機質固体材料としては、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、製造されるナノファイバ３０１の耐熱性、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、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5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、本願発明の原料液３００に添加される物質は、上記添加剤に限定されるものではない。 Furthermore, an inorganic solid material may be added to the raw material liquid 300. Examples of the inorganic solid material include oxides, carbides, nitrides, borides, silicides, fluorides, sulfides, and the like. From the viewpoint of heat resistance and workability of the nanofiber 301 to be manufactured. It is preferable to use an oxide. 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 thereof 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 the substance added to the raw material liquid 300 of this invention is not limited to the said additive.

原料液３００における溶媒と溶質との混合比率は、選定される溶媒の種類と溶質の種類とにより異なるが、溶媒量は、約６０重量％から９８重量％の間が望ましい。好適には溶質が５〜３０重量％となる。   The mixing ratio of the solvent and the solute in the raw material liquid 300 varies depending on the type of solvent selected and the type of solute, but the amount of solvent is preferably between about 60 wt% and 98 wt%. The solute is preferably 5 to 30% by weight.

次に、帯電電源１２２（誘引電源１２３）により帯電電極１２８（誘引電極１２１）を介して導電液２００を正または負の高電圧とする。導電液２００と対向する流出体１１５の先端部に電荷が集中し、当該電荷が流出孔１１８を通過して空間中に流出する原料液３００に転移し、原料液３００が帯電する（帯電工程）。   Next, the conductive liquid 200 is set to a positive or negative high voltage via the charging electrode 128 (attraction electrode 121) by the charging power source 122 (attraction power source 123). Charge concentrates on the tip of the effluent 115 facing the conductive liquid 200, the charge passes through the outflow hole 118 and is transferred to the raw material liquid 300 flowing into the space, and the raw material liquid 300 is charged (charging process). .

前記帯電工程と供給工程とは同時期に実施され、流出体１１５の先端開口部１１９から帯電した原料液３００が流出する（流出工程）。   The charging process and the supplying process are performed at the same time, and the charged raw material liquid 300 flows out from the front end opening 119 of the outflow body 115 (outflow process).

次にある程度空間中を飛行した原料液３００に静電延伸現象が作用することによりナノファイバ３０１が製造される（ナノファイバ製造工程）。   Next, the nanofiber 301 is manufactured by an electrostatic stretching phenomenon acting on the raw material liquid 300 that has flew in the space to some extent (a nanofiber manufacturing process).

この状態において、ナノファイバ３０１は、流出体１１５と導電液２００との間に発生する電界に沿って導電液２００に向かって飛行し、帯電電極１２８（誘引電極１２１）にナノファイバ３０１が堆積し、堆積膜３０２が形成される（堆積工程）。   In this state, the nanofiber 301 flies toward the conductive liquid 200 along the electric field generated between the effluent 115 and the conductive liquid 200, and the nanofiber 301 is deposited on the charging electrode 128 (attraction electrode 121). A deposited film 302 is formed (deposition step).

堆積膜３０２は徐々に膜厚が増加するが、導電液２００が含浸しているため表面張力や毛細管現象により、堆積膜３０２の流出体１１５側表面には常に所定の電位の導電液２００が配置されることになる。従って、導電液２００と流出体１１５との間に発生する電界が堆積膜３０２に影響され難くなる。また、本実施の形態の場合は、堆積膜３０２の表面と導電液２００の液面との位置関係が常に一定に保たれているため、堆積膜３０２の表面近傍に配置される導電液２００と流出体１１５との位置関係（距離）を一定に保つことができる為、さらに電界を安定させることが可能になる。従って、当該電界によって誘引されるナノファイバ３０１は安定した状態で堆積する。以上から、ナノファイバ３０１が堆積して形成される堆積膜３０２は、膜厚方向における品質も安定した状態となる。   The deposited film 302 gradually increases in thickness, but because the conductive liquid 200 is impregnated, the conductive liquid 200 having a predetermined potential is always disposed on the surface of the deposited film 302 on the outflow body 115 side due to surface tension and capillary action. Will be. Therefore, the electric field generated between the conductive liquid 200 and the effluent 115 is not easily affected by the deposited film 302. In the case of this embodiment, the positional relationship between the surface of the deposited film 302 and the liquid level of the conductive liquid 200 is always kept constant, so that the conductive liquid 200 disposed near the surface of the deposited film 302 Since the positional relationship (distance) with the outflow body 115 can be kept constant, the electric field can be further stabilized. Therefore, the nanofiber 301 attracted by the electric field is deposited in a stable state. From the above, the deposited film 302 formed by depositing the nanofibers 301 has a stable quality in the film thickness direction.

最後に、堆積膜３０２を導電液２００から取り出し（取り出し工程）、堆積膜３０２を乾燥させることで（乾燥工程）、ナノファイバ３０１からなる不織布を得ることが可能になる。   Finally, the deposited film 302 is taken out from the conductive liquid 200 (takeout step), and the deposited film 302 is dried (drying step), whereby a nonwoven fabric made of the nanofibers 301 can be obtained.

以上の様なナノファイバ製造装置１００を用い、ナノファイバ製造方法を実施すれば、ナノファイバ３０１が堆積するにつれて堆積膜３０２の厚さは増加していくが、常に、堆積膜３０２の表面近傍に含浸状態で配置される導電液２００と、流出体１１５との間で電界が発生するため、安定した状態でナノファイバ３０１を堆積膜３０２の表面に誘引することができる。従って、堆積膜３０２の膜厚を任意に厚くすることができ、かつ、膜厚方向の品質を均一にすることが可能となる。特に、制御手段１０３により堆積膜３０２と導電液２００との位置関係を一定に保つことで、更に膜厚方向において品質が均一な堆積膜３０２を得ることが可能となる。   If the nanofiber manufacturing method is carried out using the nanofiber manufacturing apparatus 100 as described above, the thickness of the deposited film 302 increases as the nanofiber 301 is deposited, but it is always near the surface of the deposited film 302. Since an electric field is generated between the conductive liquid 200 arranged in the impregnated state and the outflow body 115, the nanofiber 301 can be attracted to the surface of the deposited film 302 in a stable state. Therefore, the film thickness of the deposited film 302 can be arbitrarily increased, and the quality in the film thickness direction can be made uniform. In particular, when the positional relationship between the deposited film 302 and the conductive liquid 200 is kept constant by the control means 103, it is possible to obtain a deposited film 302 having a uniform quality in the film thickness direction.

（実施の形態２）
次に、本願発明にかかる第二の実施の形態を図面に基づき説明する。本実施の形態に係るナノファイバ製造装置１００は、導電液２００をノズル１０４から吐出することにより導電液２００を堆積膜３０２に含浸させる装置である。また、ナノファイバ製造装置１００は、誘引電極１２１と帯電電極１２８とを別体として備え、誘引電極１２１と帯電電極１２８とに印加する電位は独立して調整できるものとなっている。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. Nanofiber manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment is an apparatus for impregnating deposited film 302 with conductive liquid 200 by discharging conductive liquid 200 from nozzle 104. The nanofiber manufacturing apparatus 100 includes the attracting electrode 121 and the charging electrode 128 as separate bodies, and the potential applied to the attracting electrode 121 and the charging electrode 128 can be adjusted independently.

なお、本実施の形態も、上記実施の形態１と同様に本願発明の一例を示したものに過ぎず、本願発明を実現しうるナノファイバ製造装置１００のバリエーションの一つを示したものである。従って、以下に示す複数のノズルを一列に配置した流出体１１５を実施の形態１に記載した流出体１１５（複数の流出孔１１８が一列に並べて設けられ、これら流出孔１１８と共通に接続される貯留槽１１３を備える）に交換することは勿論かまわない。つまり、本願発明の本質は、導電液２００を堆積膜３０２に含浸させる点であり、本実施の形態２は、導電液２００をノズル１０４から吐出することにより、導電液２００を堆積膜３０２に含浸させている。従って、導電液２００の含浸に関係しない他の構成要素の違いは本願発明の本質に影響を与えるものではない。従って、本実施の形態に示すナノファイバ製造装置１００であっても、実施の形態１に示したように、誘引電極１２１に帯電電極１２８としての機能を併有させてもかまわない。また、誘引電極１２１の形状自体は、本願発明の本質に関係しないが、誘引電極１２１のバリエーションの一つを示す意味のみにおいて、図６に曲面を有する誘引電極１２１を示している。ただし、これは先にも記載したとおり、本願発明を限定するものではなく、本願発明の誘引電極１２１の形状は、水平面を有するものでも、凹凸面など複雑な形状を備えていようと、導電液２００と接触するだけの小さな矩形でもかまわない。   In addition, this Embodiment is only what showed an example of this invention like the said Embodiment 1, and shows one of the variations of the nanofiber manufacturing apparatus 100 which can implement | achieve this invention. . Accordingly, the effluent body 115 in which a plurality of nozzles shown below are arranged in a row is the effluent body 115 described in the first embodiment (a plurality of outflow holes 118 are arranged in a row and connected in common with these outflow holes 118. Needless to say, the storage tank 113 may be replaced. That is, the essence of the present invention is that the deposited film 302 is impregnated with the conductive liquid 200. In the second embodiment, the deposited liquid 302 is impregnated with the conductive liquid 200 by discharging the conductive liquid 200 from the nozzle 104. I am letting. Therefore, the difference in other components not related to the impregnation of the conductive liquid 200 does not affect the essence of the present invention. Therefore, even in the nanofiber manufacturing apparatus 100 shown in the present embodiment, the attracting electrode 121 may have the function as the charging electrode 128 as shown in the first embodiment. Further, although the shape of the attracting electrode 121 itself is not related to the essence of the present invention, the attracting electrode 121 having a curved surface is shown in FIG. 6 only for the purpose of showing one of the variations of the attracting electrode 121. However, as described above, this does not limit the invention of the present application, and the shape of the attracting electrode 121 of the present invention may be a conductive liquid regardless of whether it has a horizontal surface or a complicated shape such as an uneven surface. It may be a small rectangle that only contacts 200.

以上の様に、本願発明を実現しうる実施の形態はきわめて多数存在すると考えられるが、全てを例示することはできないため、上記実施の形態１とは異なる構成要素が採用される別のナノファイバ製造装置１００の一つを以下で説明する。ただし、本願発明の外縁は、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味により定められるべきであり、以下の記載に本願発明を限定する意図はない。   As described above, it is considered that there are an extremely large number of embodiments that can realize the present invention, but not all of them can be exemplified, so that another nanofiber in which components different from those in the first embodiment are adopted. One of the manufacturing apparatuses 100 will be described below. However, the outer edge of the present invention should be determined by the meaning indicated by the words described in the claims, and is not intended to limit the present invention to the following description.

また、実施の形態１で説明した項目と同じ機能を備えるものは同じ符号を付し、その機能の説明を省略する。   Moreover, what has the same function as the item demonstrated in Embodiment 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description of the function.

図５は、ナノファイバ製造装置を示す斜視図である。   FIG. 5 is a perspective view showing the nanofiber manufacturing apparatus.

図６は、ナノファイバ製造装置の要部を一部切り欠いて示す側面図である。   FIG. 6 is a side view of the main part of the nanofiber manufacturing apparatus with a part cut away.

これらの図に示すように、ナノファイバ製造装置１００は、複数のノズルを一列に配置した流出体１１５を備えている。また、一列に配置されたノズルの先端開口部１１９の近傍には、丸棒状の帯電電極１２８が配置されている。   As shown in these drawings, the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes an outflow body 115 in which a plurality of nozzles are arranged in a row. In addition, a round bar-shaped charging electrode 128 is arranged in the vicinity of the tip opening 119 of the nozzles arranged in a row.

本実施の形態の場合、帯電電極１２８は、流出孔１１８の先端開口部１１９の近傍にノズルのならびに沿って２本配置されている。このように、帯電電極１２８が流出孔１１８の先端開口部１１９の近傍に配置されることで、流出体１１５と帯電電極１２８との間に印加する電圧を比較的低い値に設定することが可能となる。   In the case of the present embodiment, two charging electrodes 128 are disposed in the vicinity of the tip opening 119 of the outflow hole 118 along the arrangement of the nozzles. As described above, the charging electrode 128 is disposed in the vicinity of the tip opening 119 of the outflow hole 118, so that the voltage applied between the outflow body 115 and the charging electrode 128 can be set to a relatively low value. It becomes.

誘引電極１２１は、丸棒をその軸を含む水平面で切断した形状の導電性の部材である。   The attracting electrode 121 is a conductive member having a shape obtained by cutting a round bar along a horizontal plane including its axis.

誘引電源１２３は、空間で製造されたナノファイバ３０１を誘引しうる電界を誘引電極１２１を介して導電液２００の液面から発生させることのできる電源である。   The attraction power source 123 is a power source that can generate an electric field that can attract the nanofiber 301 manufactured in the space from the liquid surface of the conductive liquid 200 via the attraction electrode 121.

含浸手段１０１は、堆積膜３０２に対し導電液２００を吐出するノズル１０４を備えている。   The impregnation unit 101 includes a nozzle 104 that discharges the conductive liquid 200 to the deposited film 302.

以上の様に、ノズル１０４から吐出した導電液２００により堆積膜３０２に導電液２００を含浸させる含浸手段１０１を採用すれば、本実施の形態のように曲面状の堆積膜３０２に対しても均一に導電液２００を含浸させることが可能となる。また、堆積膜３０２が傾斜している場合等にも、本実施の形態に係る含浸手段１０１は有効である。   As described above, when the impregnating means 101 for impregnating the deposited film 302 with the conductive liquid 200 by the conductive liquid 200 discharged from the nozzle 104 is employed, the curved deposited film 302 is uniform as in the present embodiment. Can be impregnated with the conductive liquid 200. The impregnation means 101 according to the present embodiment is also effective when the deposited film 302 is inclined.

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification may be the present invention. In addition, the present invention also includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meanings indicated in the claims. included.

例えば、誘引電極１２１と帯電電極１２８とを別体として備えるナノファイバ製造装置１００に、容器１０２を有する含浸手段１０１を設け、円筒状の誘引電極１２１をその軸を中心に揺動または回転させ、誘引電極１２１の外周面全体にわたってナノファイバ３０１を堆積させるものでもかまわない。また、流出体１１５は、図７に示すように、流出体１１５が円筒形状となっていて、周壁に流出孔１１８が設けられており、モータ３０３の回転駆動力により流出体１１５が回転することによる遠心力で原料液３００を空間中に流出させるものでもかまわない。   For example, the nanofiber manufacturing apparatus 100 including the attracting electrode 121 and the charging electrode 128 as separate bodies is provided with the impregnation means 101 having the container 102, and the cylindrical attracting electrode 121 is swung or rotated around its axis, The nanofiber 301 may be deposited over the entire outer peripheral surface of the attracting electrode 121. Further, as shown in FIG. 7, the outflow body 115 has a cylindrical shape, and an outflow hole 118 is provided in the peripheral wall. The outflow body 115 is rotated by the rotational driving force of the motor 303. The raw material liquid 300 may be allowed to flow out into the space by centrifugal force.

本願発明は、ナノファイバを用いた不織布の製造、特に膜厚の厚い不織布の製造に利用可能である。   The present invention can be used for manufacturing a nonwoven fabric using nanofibers, particularly for manufacturing a thick nonwoven fabric.

１００ ナノファイバ製造装置
１０１ 含浸手段
１０２ 容器
１０３ 制御手段
１０４ ノズル
１０７ 供給手段
１１３ 貯留槽
１１４ 案内管
１１５ 流出体
１１８ 流出孔
１１９ 先端開口部
１２１ 誘引電極
１２２ 帯電電源
１２３ 誘引電源
１２８ 帯電電極
１５１ タンク
２００ 導電液
３００ 原料液
３０１ ナノファイバ
３０２ 堆積膜
３０３ モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Nanofiber manufacturing apparatus 101 Impregnation means 102 Container 103 Control means 104 Nozzle 107 Supply means 113 Storage tank 114 Guide pipe 115 Outflow body 118 Outflow hole 119 Tip opening part 121 Induction electrode 122 Charging power source 123 Induction power source 128 Charging electrode 151 Tank 200 Conductivity Liquid 300 Raw material liquid 301 Nanofiber 302 Deposited film 303 Motor

Claims (6)

ナノファイバを製造するための原料液を空間中で電気的に延伸させてナノファイバを製造するナノファイバ製造装置であって、
原料液を空間に流出させる流出孔を有する流出体と、
前記流出体と所定の間隔を隔てて配置され、前記流出体を介して原料液を帯電させる帯電電極と、
前記流出体と前記帯電電極との間に所定の電圧を印加する帯電電源と、
空間中で製造され堆積状態となったナノファイバの膜である堆積膜に対し、導電性を有する液体である導電液を含浸させる含浸手段であって、導電液が収容される容器と、堆積膜の前記流出体側の表面と前記容器に収容される導電液の液面との位置的関係を前記堆積膜の膜厚の増加に応じて一定に保つ制御手段とを有する含浸手段と、
前記導電液と電気的に接続され、空間中で製造されたナノファイバを誘引する電界を発生させる誘引電極と、
前記誘引電極に所定の電位を印加する誘引電源と
を備えるナノファイバ製造装置。 A nanofiber manufacturing apparatus for manufacturing nanofibers by electrically stretching a raw material liquid for manufacturing nanofibers in a space,
An outflow body having an outflow hole for flowing the raw material liquid into the space;
A charging electrode arranged at a predetermined interval from the effluent, and charging the raw material liquid through the effluent,
A charging power source that applies a predetermined voltage between the effluent and the charging electrode;
To the deposited film is a film of nanofibres becomes manufactured deposited state in space, a impregnation means for impregnating the conductive liquid is a liquid having conductivity, a vessel conducting liquid is contained, deposited film Impregnation means having control means for keeping the positional relationship between the surface on the effluent body side and the level of the conductive liquid contained in the container constant according to the increase in the thickness of the deposited film;
An attracting electrode that is electrically connected to the conducting liquid and generates an electric field that attracts nanofibers produced in space;
A nanofiber manufacturing apparatus comprising an attraction power source for applying a predetermined potential to the attraction electrode. 前記制御手段は、
前記堆積膜の膜厚の増加に応じて、前記堆積膜の表面と導電液の液面とが一定の位置関係となるばね係数を有するバネを備える
請求項１に記載のナノファイバ製造装置。 The control means includes
The nanofiber according to claim 1, further comprising a spring having a spring coefficient in which the surface of the deposited film and the liquid level of the conductive liquid have a certain positional relationship in accordance with an increase in the thickness of the deposited film. manufacturing device. 前記制御手段は、
堆積膜の膜厚の増加に応じて、堆積膜を上下させる駆動手段および駆動機構を備える
請求項１に記載のナノファイバ製造装置。 The control means includes
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a driving unit and a driving mechanism for moving the deposited film up and down according to an increase in the thickness of the deposited film . 前記導電液は、
１×１０＾５（Ω・ｃｍ）（＾はべき乗を示す）以上の電気抵抗率を有する水に、水素、炭素、酸素、窒素のいずれか、または、全てを組み合わせてなる物質を溶解した液体である
請求項１に記載のナノファイバ製造装置。 The conductive liquid is
A liquid in which a substance composed of hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, or a combination of all of them in water having electrical resistivity of 1 × 10 ^ 5 (Ω · cm) (^ indicates power) or higher The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 1, wherein 前記水素、炭素、酸素、窒素のいずれか、または、全てを組み合わせてなる物質は、常温常圧において気体である
請求項４に記載のナノファイバ製造装置。 The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 4 , wherein the substance formed by combining any or all of hydrogen, carbon, oxygen, and nitrogen is a gas at normal temperature and pressure. ナノファイバを製造するための原料液を空間中で電気的に延伸させてナノファイバを製造するナノファイバ製造方法であって、
流出孔を有する流出体から原料液を空間に流出させ、
前記流出体と所定の間隔を隔てて配置され前記流出体を介して原料液を帯電させる帯電電極と前記流出体との間に帯電電源により所定の電圧を印加し、
導電液が収容される容器を有する含浸手段により空間中で製造され堆積状態となったナノファイバの膜である堆積膜に対し、導電性を有する液体である導電液を含浸させ、
堆積膜の前記流出体側の表面と前記容器に収容される導電液の液面との位置的関係を前記堆積膜の膜厚の増加に応じて制御手段により一定に保ち、
誘引電極を介して前記導電液に所定の電位を印加する誘引電源により前記導電液からナノファイバを誘引する電界を発生させる
ナノファイバ製造方法。 A nanofiber manufacturing method for manufacturing nanofibers by electrically stretching a raw material liquid for manufacturing nanofibers in a space,
The raw material liquid is allowed to flow into the space from the effluent having the outflow holes,
A predetermined voltage is applied by a charging power source between a charging electrode that is disposed at a predetermined interval from the outflow body and charges the raw material liquid via the outflow body, and the outflow body,
Impregnating a deposited film, which is a nanofiber film produced in a space and deposited in a space by an impregnation means having a container containing a conductive liquid, with a conductive liquid, which is a conductive liquid,
The positional relationship between the surface of the deposited film on the effluent body side and the level of the conductive liquid contained in the container is kept constant by the control means according to the increase in the thickness of the deposited film,
A nanofiber manufacturing method in which an electric field for attracting nanofibers from the conductive liquid is generated by an attracting power source that applies a predetermined potential to the conductive liquid via an attracting electrode.
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