JP5637479B2 - Nanofiber manufacturing equipment - Google Patents

Nanofiber manufacturing equipment Download PDF

Info

Publication number
JP5637479B2
JP5637479B2 JP2010285105A JP2010285105A JP5637479B2 JP 5637479 B2 JP5637479 B2 JP 5637479B2 JP 2010285105 A JP2010285105 A JP 2010285105A JP 2010285105 A JP2010285105 A JP 2010285105A JP 5637479 B2 JP5637479 B2 JP 5637479B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
charge
nanofibers
tip
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010285105A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012122176A5 (en
JP2012122176A (en
Inventor
光弘 高橋
光弘 高橋
Original Assignee
光弘 高橋
光弘 高橋
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 光弘 高橋, 光弘 高橋 filed Critical 光弘 高橋
Priority to JP2010285105A priority Critical patent/JP5637479B2/en
Publication of JP2012122176A publication Critical patent/JP2012122176A/en
Publication of JP2012122176A5 publication Critical patent/JP2012122176A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5637479B2 publication Critical patent/JP5637479B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

本発明は高分子物質からなるナノファイバーの製造装置に関するものである。The present invention relates to an apparatus for producing nanofibers made of a polymer substance.

従来より、ポリマー溶剤溶液からナノファイバーを作製する方法としてESD法(Electro Spray Deposition)が知られている。ESD法は高電圧を印加した針状のノズルに容器内のポリマー溶剤溶液をポンプにて送給するように構成されており、そこで針状のノズルから線状に流出するポリマー溶剤溶液に電荷を帯電させる。それによって、下記式に示すポリマー溶剤溶液表面の同極電荷による反発力(クーロン力)とポリマー溶剤溶液のサブストレート間で働く逆極電荷の引力(クーロン力)が合わさりポリマー溶剤溶液の表面張力を上回った時に1次誘電爆発が発生し、ポリマー溶液が爆発的に延伸される。
式:表面張力+電界干渉 < クーロン力(ポリマー内での反発力+サブストレートからの引力)+ 押し出し力

Figure 0005637479
:荷電粒子の荷電量1 q:荷電粒子の荷電量2 γ:粒子間距離
ε:誘電率Conventionally, an ESD method (Electro Spray Deposition) is known as a method for producing nanofibers from a polymer solvent solution. In the ESD method, a polymer solvent solution in a container is pumped to a needle-like nozzle to which a high voltage is applied, and the polymer solvent solution that flows out linearly from the needle-like nozzle is charged there. Charge. As a result, the repulsive force (Coulomb force) due to the homopolar charge on the surface of the polymer solvent solution and the attractive force (Coulomb force) of the opposite polar charge that acts between the substrates of the polymer solvent solution are combined to reduce the surface tension of the polymer solvent solution. When exceeded, a primary dielectric explosion occurs and the polymer solution is stretched explosively.
Formula: Surface tension + electric field interference <Coulomb force (repulsive force in polymer + attractive force from substrate) + extrusion force
Figure 0005637479
q 1 : Charge amount of charged particles 1 q 2 : Charge amount of charged particles 2 γ: Distance between particles ε: Dielectric constant

さらに、図4に示すようにポリマー溶液がクーロン力でサブストレートに引き付けられることでノズル先端から流出したポリマー溶剤溶液のアスペクト比が大きくなる。これによってファイバーとして長手方向にポリマー溶液が延ばされる。1次静電爆発で延伸を始めた繊維は、比表面積が大きいため溶剤が急速に蒸発する。これによって溶剤で膨潤していたポリマー溶液の分子間力が強くなり、除々に硬化をして行く。そして、クーロン力と分子間がつりあったところで延伸は止まる。その後電荷を保ったままさらに蒸発が進みナノメータの直径のポリマーからなるナノファイバーが生成される。  Furthermore, as shown in FIG. 4, the polymer solution is attracted to the substrate by Coulomb force, so that the aspect ratio of the polymer solvent solution flowing out from the nozzle tip is increased. This extends the polymer solution in the longitudinal direction as fibers. The fiber that has begun to be drawn by the primary electrostatic explosion has a large specific surface area, so that the solvent evaporates rapidly. As a result, the intermolecular force of the polymer solution swollen with the solvent becomes stronger and gradually hardens. The stretching stops when the Coulomb force and the intermolecular molecules are balanced. Thereafter, evaporation further proceeds while maintaining the electric charge, and nanofibers made of a polymer having a nanometer diameter are generated.

こうして製造されたナノファイバーは、高電圧を印加した捕集部上に設置された基材に堆積させることで、立体的な網目を持つ3次元構造の薄膜を得ることができる。こうして製造されたナノファイバー層はエアフィルタや電池のセパレータや燃料電池の高分子電解質膜などに適用することができるとともに、それぞれの性能を飛躍的に向上させることが期待できるものである。  The nanofibers thus manufactured can be deposited on a base material placed on a collecting portion to which a high voltage is applied, thereby obtaining a three-dimensional thin film having a three-dimensional network. The nanofiber layer thus produced can be applied to air filters, battery separators, polymer electrolyte membranes of fuel cells, and the like, and can be expected to dramatically improve the performance of each.

従来のESD法では、図5に示すように電界干渉の影響でスピン状態となりながら延伸していく。しかし、自身による電界干渉によってナノファイバーの径がばらつく原因となりファイバーの繊維品質が悪くなる。図6に高速度カメラの写真を示す。  In the conventional ESD method, as shown in FIG. 5, the film is stretched while being in a spin state due to the influence of electric field interference. However, the diameter of the nanofiber varies due to electric field interference by itself, and the fiber quality of the fiber deteriorates. FIG. 6 shows a photograph of a high-speed camera.

さらに、ESD法の最も大きな問題であるが、1本のキャピラリの先からは、微量のナノファイバーしか製造されない。そのため、キャピラリを大量装備して、多数のキャピラリから静電噴霧するという単純な構成で大量生産を目出すといった方法がこれまで実施されているが、このような多数のキャピラリを使用する方法は電界干渉を避けるために広大なスプレー面積を必要としメンテナンスが非常に難しい。また、引火性有機溶剤と高電圧を使用する場合は爆発を引き起こしている。その結果、溶剤が水もしくは引火しないまたは引火しにくい溶剤を使うポリマーだけが製造されることで、ESD法の利点である常温常圧で生産ができるといった優位性が損なわれてきた。これらの問題があるため、ナノファイバーの製造コストが非常に高くなってしまった。また、電界干渉やイオン風によって基盤上に堆積したナノファイバー層の層厚がばらつき、特にノズルパターンが投影されることで品質的に不十分なレベルなものであった。  Furthermore, although it is the biggest problem of the ESD method, only a very small amount of nanofiber is produced from the tip of one capillary. For this reason, a method of mass production with a simple configuration in which a large number of capillaries are equipped and electrostatic spraying is performed from a large number of capillaries has been carried out until now, but the method using such a large number of capillaries is an electric field. Maintenance is very difficult because it requires a large spray area to avoid interference. In addition, the use of flammable organic solvents and high voltages causes explosions. As a result, the advantage that the solvent can be produced at normal temperature and normal pressure, which is an advantage of the ESD method, has been impaired by producing only a polymer that uses water or a solvent that does not ignite or does not easily ignite. Because of these problems, the manufacturing cost of nanofibers has become very high. In addition, the layer thickness of the nanofiber layer deposited on the substrate varies due to electric field interference and ion wind, and in particular, the quality of the nozzle pattern is insufficient due to projection of the nozzle pattern.

ナノファイバーの品質の問題では、狭空間でESD法を使用してナノファイバーを大量生成する場合、ポリマー溶液が繊維化せずに、液滴や玉状の物質が基盤上に付着する。そして、液滴や玉状の物質は材料利用効率を著しく下げ、出来上がったナノファイバー層の目詰まりを起こしたりする原因となるため、ナノファイバー層の機械的特性を大きく損ないかねなかった。例えば、フィルタのろ材として使用した場合などはフィルタの性能を低下するといった問題が生じた。  In the problem of the quality of the nanofiber, when a large amount of nanofiber is produced using the ESD method in a narrow space, the polymer solution does not become a fiber, and droplets or ball-shaped substances adhere to the substrate. In addition, since the droplets and the ball-shaped substance significantly reduce the material utilization efficiency and cause clogging of the completed nanofiber layer, the mechanical properties of the nanofiber layer may be greatly impaired. For example, when used as a filter medium, there has been a problem that the performance of the filter is degraded.

従来のESD法で生成量が少ない理由として、スプレー電圧とポリマー溶液の圧力を増すことである程度は生成量を増やすことができるが、スプレー電圧とポリマー溶液の圧力を除々に増していくと液滴になり、最後にはナノファイバーが生成できなくなるといった問題があった。  The reason why the generation amount is small in the conventional ESD method is that the generation amount can be increased to some extent by increasing the spray voltage and the pressure of the polymer solution, but if the spray voltage and the pressure of the polymer solution are gradually increased, the droplets Finally, there was a problem that nanofibers could not be generated.

その原因は、ノズルから出力される荷電ナノファイバー雲がノズルに荷電ナノファイバーと逆極性の電荷を静電誘導することでノズル先端が中和し、ポリマー溶剤溶液に電荷を与えることができなくなるからである。そのため、ナノファイバーを大量生成する方法として荷電ナノファイバーを高圧エアーにて吹き飛ばしナノファイバーを大量に生成する方法が考えられる。  The reason is that the charged nanofiber cloud output from the nozzle electrostatically induces a charge of the opposite polarity to the charged nanofiber to the nozzle, so that the nozzle tip is neutralized and cannot charge the polymer solvent solution. It is. Therefore, as a method for producing a large amount of nanofibers, a method for producing a large amount of nanofibers by blowing charged nanofibers with high-pressure air can be considered.

しかしながら、単純に荷電ナノファイバーを高圧エアーで吹き飛ばすだけではナノファイバーの品質に多くの問題が発生する。ここでは仮に単純に高圧エアーで吹き飛ばす方式を高圧エアー方式と呼ぶことにする。高圧エアー方式においては、ナノファイバーの生産量を増やすと共通して液滴(液球とも言われている)や玉状の物質(ビーズとも言われている)の問題が発生する。すなわち、下記の原因について図7を参照しながら説明すると、
(1)液球の原因は、ノズルとサブプレート間の逆極電荷による引力によって液滴が引き出されることで発生する。
(2)液球のもう一つの原因は、液圧量を増やした時、管内の管路抵抗などによる脈動によってノズル先端に液滴が発生する。
(3)ビーズの原因は電荷を集中させることで同極の電荷が強すぎる場合に反発し、ビーズをノズル外へ押し出す結果、ビーズを発生する。
(4)高圧エアーがノズルに接触する場合、乱気流となりノズルから流出する溶液を巻き込み液球状態で吹き飛ばす液球が発生する。
However, simply blowing charged nanofibers with high-pressure air causes many problems in the quality of the nanofibers. Here, a method of simply blowing off with high-pressure air is referred to as a high-pressure air method. In the high-pressure air system, the problem of droplets (also referred to as liquid balls) and ball-shaped substances (also referred to as beads) occurs in common when the production amount of nanofibers is increased. That is, the following cause will be described with reference to FIG.
(1) The cause of the liquid ball is generated when a droplet is drawn out by an attractive force due to a reverse polar charge between the nozzle and the sub plate.
(2) Another cause of the liquid ball is that when the amount of liquid pressure is increased, droplets are generated at the tip of the nozzle due to pulsation caused by pipe resistance in the pipe.
(3) The cause of beads repels when the charge of the same polarity is too strong by concentrating the charges, and the beads are generated as a result of pushing the beads out of the nozzle.
(4) When high-pressure air comes into contact with the nozzle, a sphere of turbulent air is generated that entrains the solution flowing out of the nozzle and blows it away in a liquid ball state.

さらに、高圧エアー方式の場合、図8に示すように単純に帯電した電荷雲を吹き飛ばすだけでは、下記のような問題がある。すなわち、
(1)高圧エアーで吹き飛ばした荷電ナノファイバーは連続に吐出されるため電荷雲が発生し、電荷雲によってノズル先端には静電誘導にて逆極性の電荷が引きつけられノズル先端を中和しようとするため、電荷が消え延伸力がなくなって液滴や溶液が伸びきれずビーズが発生し、ナノファイバー化ができなくなること。
(2)水を溶媒とするPVAやイオン交換樹脂であるナフィオンなどは高電圧電源の漏電をゼロにすることができなかった。これによってサブストレートに電流が流れサブストレート表面の電荷を消してしまう。更に荷電ナノファイバーがクーロン力によってサブストレートに引きつけられ付着するとサブストレート表面での電荷が中和し、ノズル先端に静電誘導するための電荷量が減少し、ポリマー溶剤溶液に電荷を与えることができなくなりナノファイバー化ができない。また、サブストレートにナノファイバーが付着して汚れることで長時間のスプレーが阻害される。
Further, in the case of the high-pressure air system, there are the following problems if the charged cloud is simply blown away as shown in FIG. That is,
(1) Charged nanofibers blown away with high-pressure air are continuously ejected, creating a charge cloud, and the charge cloud attracts charges of opposite polarity to the nozzle tip by electrostatic induction, and tries to neutralize the nozzle tip. Therefore, the electric charge disappears, the stretching force is lost, the droplets and solution cannot be extended, and beads are generated, making it impossible to form nanofibers.
(2) PVA using water as a solvent and Nafion, which is an ion exchange resin, could not make the leakage of the high voltage power supply zero. As a result, a current flows through the substrate and the charge on the surface of the substrate is erased. Furthermore, when charged nanofibers are attracted to and adhered to the substrate by Coulomb force, the charge on the surface of the substrate is neutralized, the amount of charge for electrostatic induction at the tip of the nozzle is reduced, and a charge is given to the polymer solvent solution. It cannot be made into nanofiber. In addition, long-time spraying is hindered when nanofibers adhere to the substrate and become dirty.

発明が解決しょうとする課題Problems to be solved by the invention

本発明は上記のような問題点を解決しようとしたもので、まず本発明の目的は、液滴やビーズを発生することなく最適なナノファイバーの大量生産を可能にしたものである。  The present invention is intended to solve the above-described problems. First, an object of the present invention is to enable mass production of optimum nanofibers without generating droplets or beads.

本発明のもう一つの目的は、電界干渉やイオン風の現象を防止し、均一の層厚のナノファイバー層を形成したものである。  Another object of the present invention is to form a nanofiber layer having a uniform thickness by preventing electric field interference and ion wind phenomena.

本発明のもう一つの目的は、電荷雲によってノズル先端の電荷が消え延伸力がなくなり、液滴や溶液が伸びきれずビーズが発生しナノファイバー化ができなくなることを防止したものである。  Another object of the present invention is to prevent the charge at the tip of the nozzle from disappearing due to the charge cloud, the stretching force is lost, the droplets and the solution cannot be stretched, and beads are generated, making it impossible to form nanofibers.

本発明のもう一つの目的は、クーロン力を押さえノズルや電極球にナノファイバーの付着を防止しすることで長時間のスプレーを可能にしたものである。  Another object of the present invention is to enable long-time spraying by suppressing the Coulomb force and preventing the nanofibers from adhering to the nozzles and electrode balls.

本発明のもう一つの目的は、有機溶剤を大量に噴霧し、高電圧を使用するESD法において、爆発、感電、被爆の恐れをなくしたものである。  Another object of the present invention is to eliminate the risk of explosion, electric shock and exposure in an ESD method using a high voltage by spraying a large amount of an organic solvent.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

本発明の第1の解決手段を、図9を参照して説明する。ここで、高圧電源の極性は逆でも可能であるが、極性については図に沿って説明をする。
まず、スプレー開始時点でノズルとサブストレート間に静電結合(コンデンサ結合)があるため、ノズル先端に+が誘導され、それに伴って静電誘導によってサブストレートに−が誘導される。そして、電荷を有するナノファイバーがノズルとサブストレート間に浮遊するとノズルとサブストレートに−が静電誘導される。その結果、ノズル先端は+電荷の量が中和されて行き、その結果、電荷が十分与えられなかったポリマーは液滴となる。そのため、ノズルとサブストレート間に浮遊する電荷を有するナノファイバーを除去することで、コンデンサ結合を保つことができることを利用し大量生産を可能にしたものである。
The first solving means of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the polarity of the high-voltage power supply can be reversed, but the polarity will be described with reference to the drawings.
First, since there is electrostatic coupling (capacitor coupling) between the nozzle and the substrate at the start of spraying, + is induced at the tip of the nozzle, and accordingly, − is induced on the substrate by electrostatic induction. When the charged nanofibers float between the nozzle and the substrate, − is electrostatically induced in the nozzle and the substrate. As a result, the amount of + charge is neutralized at the nozzle tip, and as a result, the polymer that has not been sufficiently charged becomes droplets. Therefore, mass production is enabled by utilizing the fact that capacitor coupling can be maintained by removing nanofibers having a charge floating between the nozzle and the substrate.

本発明の第2の解決手段を、図10を参照して説明する。まず、電荷雲の影響を緩和するため中心に穴のあいた誘導体板を取り付ける。これによって、ノズルに対して電荷雲からの電気力線を遮蔽することで、静電誘導によるマイナス電荷生成を減少させることができる。そしてノズル先端に静電誘導で電荷を誘導するサブストレートはノズルに正対しない位置に設置することで液滴を引き出す力を弱めることができる。このサブストレートの位置は、電荷雲に対してはノズルの先端がプラスになるためクーロン力によって電荷雲を反発する配置である。その結果サブストレートに電荷を有するナノファイバーが反発され、サブストレートに付着することを防ぐことができる。また、これまでのノズルとサブストレートの位置関係では、電荷をテイラーコーンがサブストレートとノズル先端に存在することでノズルの先端にプラス電荷が集中することを妨げたが、図10の位置では常にサブストレートとノズルがコンデンサ結合の状態を保つことでノズル先端に電荷を集中させることが可能となった。このように図10は液滴の原因を解消した最適なノズルとサブストレートの位置関係を表している。  The second solving means of the present invention will be described with reference to FIG. First, a dielectric plate with a hole in the center is attached to alleviate the effects of the charge cloud. Thus, the generation of negative charges due to electrostatic induction can be reduced by shielding the lines of electric force from the charge cloud from the nozzle. A substrate that induces electric charges at the tip of the nozzle by electrostatic induction can be installed at a position that does not face the nozzle to weaken the force for drawing out the droplet. The position of the substrate is an arrangement in which the charge cloud is repelled by Coulomb force because the tip of the nozzle is positive with respect to the charge cloud. As a result, it is possible to prevent nanofibers having a charge on the substrate from repelling and sticking to the substrate. Further, in the conventional positional relationship between the nozzle and the substrate, the presence of the Taylor cone at the tip of the substrate and the nozzle prevents the positive charge from concentrating on the tip of the nozzle. Keeping the substrate and nozzle in a capacitor-coupled state makes it possible to concentrate charges on the nozzle tip. As described above, FIG. 10 shows the optimum positional relationship between the nozzle and the substrate in which the cause of the droplet is eliminated.

本発明の第3の解決手段を、図11を参照して説明する。サブストレートとノズルの距離が重要なことであり、電極、ブロァー、ノズル、位置関係で下記のようなことから考慮しなければならない。すなわち(1)電極とノズルの絶縁強度を考慮し、かつイオン風の発生を防ぐことを考えなければならない。(2)クーロン力によって、ポリマーがノズル先端に溜まることでノズル先端の電荷が中和して液滴の原因となること。(3)ノズルから吐出したポリマーはプラス電荷を有しているため距離rが短いとクーロン力でサブストレートに引き付けられ付着し、これによって、漏電することで電極上の電荷が中和され、ノズル先端への静電誘導が阻害されること。そこで発明者は下記式から、すなわちクーロン力が距離の二乗に反比例する点

Figure 0005637479
:荷電粒子の荷電量1 Q:荷電粒子の荷電量2 ε:誘電率
γ:粒子間距離
および、ノズル先端に集まる電荷が
Figure 0005637479
C:静電容量 V:電圧 ε:誘電率 γ:粒子間距離 S:面積
である点から距離を十分に離し、電圧をあげることでクーロン力を弱め、電荷量を増やすことが可能であることがわかった。The third solving means of the present invention will be described with reference to FIG. The distance between the substrate and the nozzle is important, and the electrode, blower, nozzle, and positional relationship must be considered from the following. That is, (1) it is necessary to consider the insulation strength between the electrode and the nozzle and to prevent the generation of ion wind. (2) The polymer accumulates at the nozzle tip due to the Coulomb force, and the charge at the nozzle tip is neutralized to cause droplets. (3) Since the polymer discharged from the nozzle has a positive charge, if the distance r is short, it is attracted to and adhered to the substrate by the Coulomb force. The electrostatic induction to the tip is inhibited. Therefore, the inventor calculated from the following equation that the Coulomb force is inversely proportional to the square of the distance.
Figure 0005637479
Q 1 : Charge amount of charged particles 1 Q 2 : Charge amount of charged particles 2 ε: Dielectric constant γ: Distance between particles and charge collected at the nozzle tip
Figure 0005637479
C: Capacitance V: Voltage ε: Dielectric constant γ: Interparticle distance S: A distance sufficiently away from the area, and the voltage can be increased to weaken the Coulomb force and increase the amount of charge. I understood.

本発明の第4の解決手段を、図12を参照して説明する。ノズルとサブストレート間の同極電荷の反発力によって、圧力が低いノズル開放部すなわち大気圧に溶液が押し出されることでビーズが発生する。このことから本発明はノズル内径を狭くしてノズルから飛び出る溶液に対して内径を狭くすることで管路抵抗を大きくし、飛び出す溶液のアスペクト比を大きくし繊維化を推進しようとしたものである。さらに、溶液の粘度が低い場合はノズル径を小さくするだけでなく高電圧を下げることでビーズの発生を抑制したものである。  The fourth solution of the present invention will be described with reference to FIG. Due to the repulsive force of the homopolar charge between the nozzle and the substrate, beads are generated when the solution is pushed out to the nozzle opening portion where the pressure is low, that is, atmospheric pressure. Therefore, the present invention is intended to increase the pipe resistance by narrowing the nozzle inner diameter and the inner diameter of the solution popping out of the nozzle, and to increase the aspect ratio of the popping solution to promote fiberization. . Further, when the viscosity of the solution is low, not only the nozzle diameter is reduced but also the high voltage is lowered to suppress the generation of beads.

本発明の第5の解決手段を説明する。ESD法の考え方で重要なことは、ノズルとサブストレート間に電圧を印加することでコンデンサ結合を作りノズル先端に電荷を発生させることである。この時注意を要するのがGNDレベルの考え方である。一般的に高電圧を使用する場合は、床、天井、壁などのGNDの電圧レベルになっている。そのために、「サブストレートをGNDにした場合」は、ノズルとサブストレート間に電気力線を発生することができるが、高電圧電源からノズル先端までGNDに対して高電位を持っているため、図13の左図のようにいろいろなところから電気力線が複雑に発生する。その結果、漏電や突起部からコロナ放電が発生する問題が生じた。これに対し図13の右図に示すように「ノズルをGNDにした場合」はノズルと床、天井、壁などGNDの同電位であるため電気力線が発生せず、ノズルの先端にのみ電荷を集中させることが可能となる。またサブストレートと床、天井、壁やGNDレベルになっている筺体などと十分絶縁を取ることで高電圧電源の電流をゼロとすることができる。つまり、ESD動作の際、高電圧電源の電流がゼロになるのが最適である。  The fifth solving means of the present invention will be described. What is important in the concept of the ESD method is that a voltage is applied between the nozzle and the substrate to form a capacitor coupling and generate a charge at the tip of the nozzle. At this time, attention is required at the GND level. In general, when a high voltage is used, the voltage level is the GND, such as a floor, a ceiling, or a wall. Therefore, when “the substrate is set to GND”, electric lines of force can be generated between the nozzle and the substrate, but since the high potential from the high voltage power source to the nozzle tip has a high potential with respect to GND, As shown in the left figure of FIG. 13, electric lines of force are generated in various places. As a result, there arises a problem that electric leakage or corona discharge occurs from the protrusion. On the other hand, as shown in the right diagram of FIG. 13, when “the nozzle is set to GND”, the electric potential lines are not generated because the nozzle and the floor, ceiling, wall, etc. are at the same potential of GND, and only the tip of the nozzle is charged. It becomes possible to concentrate. Moreover, the current of the high-voltage power supply can be made zero by sufficiently insulating the substrate and the floor, ceiling, wall, and the casing at the GND level. That is, it is optimal that the current of the high voltage power supply becomes zero during the ESD operation.

本発明の第6の解決手段を説明する。本発明者はノズル先端の溶液は、同極による反発力+サブストレートの引力によってサブストレートに引き寄せられ、特にノズルとサブストレート間の逆極による引力によって液球が引き出される場合はノズルとサブストレート間の距離を長くすることで解決することを見つけた。図14の右の写真は、電圧を高くした状態からサブストレートを遠ざけた状態でスプレーしたものである。サブストレートを遠ざけることでクーロン力が小さくなり、液球の発生を止めることができる。また、この現象は、更に溶液の引き出される方向とノズルとサブストレートが一致していることが原因と考えることができる。そのためノズルに対してサブストレートの位置を正対する場所から変えた場所に配置することで液球の原因であるクーロン力を緩和することができる。  The sixth solving means of the present invention will be described. The inventor of the present invention draws the solution at the tip of the nozzle toward the substrate by the repulsive force of the same polarity + the attractive force of the substrate, and particularly when the liquid ball is drawn out by the attractive force of the reverse polarity between the nozzle and the substrate. I found a solution by increasing the distance between them. The photo on the right in FIG. 14 shows spraying in a state where the substrate is moved away from a state where the voltage is increased. By moving the substrate away, the Coulomb force becomes smaller and the generation of liquid balls can be stopped. Further, this phenomenon can be considered to be caused by the fact that the direction in which the solution is drawn out matches the nozzle and the substrate. For this reason, the Coulomb force, which is the cause of the liquid ball, can be mitigated by arranging the substrate at a location where the position of the substrate is changed from the location facing the nozzle.

本発明の第7の解決手段を説明する。高電圧を使用しナノファイバー生成時に同極の電荷を与えることでクーロン力の反発を利用してナノファイバーを生成するESD方式の筺体に木材を使用したことを特徴としたものである。一般的に筺体を誘電体で作成することが考えられるが、図15に示す如く高圧エアーからスプレーされた電荷(+と仮定する)を有するナノファイバーは筺体内壁の誘電体に誘電分極によって荷電ナノファイバーを引き付け付着する。また、荷電ナノファイバーは同極(+)の電荷を有しているために、お互いに反発して筐体内壁に向かって拡がって行き、誘電体で囲まれた空間内は下方から上方に向かってエアーが移動しているためイオン風として壁面に摩擦することで静電気を発生する。その結果、誘電体の表面に電荷(+)がチャージアップされ、筺体の内壁に電荷(+)がチャージアップされるとエアーブローノズルには、静電誘導にてマイナス電荷が誘導され、ナノファイバーを生成するための電荷が中和されることでナノファイバーが生成されなく、特に冬場はエアコンや人の移動によるエアーの流れによって筺体の外壁と摩擦による静電気が発生する。この場合、外壁がマイナスに帯電するため、プラス電荷を有するナノファイバーが内面に引き付けられ付着するようになり、その結果、電荷を有するナノファイバーは舞ったり筺体内壁に付着したり、捕集効率を著しく悪化させる。一般的に誘電体には、樹脂(塩ビ、アクリル、テフロン)が使用されるため有機溶剤に弱く表面が溶けてしまう。また、テフロンであってもDMFによって柔らかくなってしまう傾向があった。これに対しても木の主成分であるセルロースは有機溶剤に対して強い耐薬品性を持っている。さらに高電圧対策で一般的には筺体を導体で作成してGNDに落とす方法が考えられている。その場合、図16に示すようにエアーブローノズルからスプレーされた電荷(+と仮定する)を有するナノファイバーは外装の導体に静電誘導によって荷電ナノファイバーが引き付けられるため、筺体内壁に荷電ナノファイバーが付着する。荷電ナノファイバーが導体に付着した時、電荷が導体に移動する。そして電荷がGNDに接続されているとGNDに電荷が逃げて行き、この動作を繰り返すことで荷電ナノファイバーは捕集部に移動する前に外装(導体)に付着する。これによって捕集効率が著しく低下する。また導体の場合冬場の静電気は発生してもGNDに逃げるため筺体内壁には影響ないが、ステンレス、鉄などの場合はギ酸などの溶媒に侵され錆びてしまう欠点をもっている。  The seventh solving means of the present invention will be described. It is characterized in that wood is used for an ESD type enclosure that generates nanofibers by utilizing the repulsion of Coulomb force by applying a high voltage and applying the same charge at the time of nanofiber generation. In general, it is conceivable to make a housing with a dielectric. However, as shown in FIG. 15, nanofibers having a charge sprayed from high-pressure air (assuming +) are charged to the dielectric on the wall of the housing by dielectric polarization. Attract and attach fibers. In addition, since the charged nanofibers have the same polarity (+) charge, they repel each other and spread toward the inner wall of the housing, and the space surrounded by the dielectric is directed from below to above. Because the air is moving, static electricity is generated by rubbing against the wall as ion wind. As a result, when the charge (+) is charged up on the surface of the dielectric and the charge (+) is charged up on the inner wall of the housing, a negative charge is induced in the air blow nozzle by electrostatic induction, and the nanofiber. The nanofibers are not generated by neutralizing the charge for generating water, and static electricity is generated due to friction with the outer wall of the enclosure due to the flow of air due to the movement of air conditioners and people, especially in winter. In this case, since the outer wall is negatively charged, the nanofibers having a positive charge are attracted to and adhered to the inner surface.As a result, the nanofibers having a charge dance, adhere to the inner wall of the enclosure, and increase the collection efficiency. Remarkably worsen. In general, a resin (vinyl chloride, acrylic, Teflon) is used as a dielectric, so that the surface is weakly dissolved in an organic solvent. Further, even Teflon tends to be softened by DMF. In contrast, cellulose, which is the main component of wood, has strong chemical resistance against organic solvents. Further, as a countermeasure against high voltage, generally, a method is considered in which a casing is made of a conductor and dropped to GND. In this case, as shown in FIG. 16, the nanofiber having the charge (assumed to be +) sprayed from the air blow nozzle is attracted to the outer conductor by electrostatic induction, so that the charged nanofiber is attached to the wall of the housing. Adheres. When charged nanofibers adhere to the conductor, the charge moves to the conductor. When the electric charge is connected to the GND, the electric charge escapes to the GND, and by repeating this operation, the charged nanofiber adheres to the exterior (conductor) before moving to the collecting portion. This significantly reduces the collection efficiency. In the case of conductors, even if winter static electricity is generated, it escapes to GND and does not affect the inside wall of the housing. However, stainless steel, iron, etc. have the disadvantage of being rusted by a solvent such as formic acid.

ここで、ポリマー溶剤溶液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−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリ−m−フェニレンテレフタレート、ポリ−p−フェニレンイソフラテート、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、ナイロン、アラミド、ポリカブロラクトン、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、ポリ酢酸ビニルなどが使用でき、特にこれらに限定されるものではない。  Here, as the polymer substance constituting the polymer solvent solution, 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, polycarbonate, polyarylate Polyester carbonate, nylon, aramid, polycabrolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, collagen, polyhydroxybutyric acid, polyvinyl acetate, etc. can be used In particular the invention is not limited thereto.

使用できる溶媒としては、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、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、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、などが使用でき、特にこれらに限定されるものではない。  Solvents that can be used 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, dimethyl, diethyl phthalate , Dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride, chloroform, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, acetic acid, benzene, toluene, hexane, cyclohexane Etc. can be used, but it is not particularly limited thereto.

発明の効果Effect of the invention

上述したように、本発明のナノファイバーの製造装置は次のような効果が得られる。
(1)ノズル側をGNDに接続することで高電圧電源の電源をゼロにし、GNDからプラス電荷を供給することができるようにしたので、漏電による液滴やビーズを発生することなく大量生産を可能にしたこと。
(2)高電圧電源は静電誘導を起こすだけであるため、電流がまったく必要なく、ノズル数を無限に接続可能にしたこと。
(3)引火性有機溶剤をエアーにて希釈し、2000ppm以下にすることで爆発を防ぎ、筺体内を負圧にすることでナノファイバー、有機溶剤から作業者の被爆を防ぎ、さらには感電といった危険がないこと。
(4)電界干渉やイオン風の現象を防止し、均一の層圧のナノファイバー層を形成したこと。
(5)ノズル先端での電荷量の減少を防止し、長時間のスプレーを可能にしたこと。
(6)ポリマー溶液側がGNDであるため漏電を無くすようにしたこと。さらにこの漏電により、作業者の安全を可能にしたこと。
(7)ポリマー溶液供給関連装置などを絶縁しなくて良いため装置が非常に安全で簡単な構成であること。
(8)ノズル先端に電気力線を集中できるようにしたので、一本のノズルから大量のナノファイバーを作り出すことができ、多数のノズルを装備する必要がないこと。
(9)単純な構成で大量生産を可能にしたので、生産コストも低減できる上、消費電力やメンテナンスコストもかからずコストの面で多大な効果があること。
(10)単純な装置であるので、扱い易く、保守に手間がかからないといった効果があること。
(11)ナノファイバーの生成と捕集を分離できるため、ナノファイバーの生成量が自由に増やすことが可能であり捕集部も製品に応じて対応できるようになったこと。
(12)筺体内をナノファイバーが直線的に進むことが可能になったことでナノファイバーを乾燥させることができ、その結果、ナノファイバーの溶着、溶剤の凝集を防ぐことを可能としたこと。
As described above, the nanofiber manufacturing apparatus of the present invention provides the following effects.
(1) By connecting the nozzle side to GND, the power supply of the high-voltage power supply is made zero, so that positive charges can be supplied from GND, so mass production is possible without generating droplets or beads due to leakage. What made it possible.
(2) Since the high voltage power supply only causes electrostatic induction, no current is required and the number of nozzles can be connected indefinitely.
(3) Diluting the flammable organic solvent with air and reducing it to 2000 ppm or less prevents explosions, and the negative pressure inside the enclosure prevents nano-fibers and organic solvents from exposing the worker to exposure. There is no danger.
(4) The phenomenon of electric field interference and ion wind was prevented, and a nanofiber layer having a uniform layer pressure was formed.
(5) A reduction in the amount of charge at the nozzle tip is prevented, enabling long-time spraying.
(6) Since the polymer solution side is GND, electrical leakage is eliminated. In addition, this electrical leakage has enabled the safety of workers.
(7) Since it is not necessary to insulate the polymer solution supply related device, the device has a very safe and simple configuration.
(8) Since electric lines of force can be concentrated at the tip of the nozzle, a large amount of nanofibers can be created from one nozzle, and it is not necessary to equip many nozzles.
(9) Since mass production is possible with a simple configuration, production cost can be reduced, and power consumption and maintenance cost are not required, and there is a great effect in terms of cost.
(10) Since it is a simple device, it is easy to handle and has the effect of requiring less trouble for maintenance.
(11) Since the production and collection of nanofibers can be separated, the production amount of nanofibers can be increased freely, and the collection part can be adapted according to the product.
(12) The nanofibers can be linearly advanced in the housing, so that the nanofibers can be dried. As a result, it is possible to prevent nanofiber welding and solvent aggregation.

本発明のエアーブロー方式のESD法の基本的な構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic composition of the ESD method of the air blow system of this invention. もう一つのエアーブロー方式のESD法の基本的な構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic composition of another ESD method of an air blow system. もう一つのエアーブロー方式のESD法の基本的な構成を示すブロックである。It is a block which shows the basic composition of another ESD method of an air blow system. 従来のESD法の生成シーケンスのうち1次静電爆発(飛び出し動作)を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a primary electrostatic explosion (jumping out operation | movement) among the production | generation sequences of the conventional ESD method. 従来のESD法の生成シーケンスのうち2次静電爆発(延伸動作)を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows secondary electrostatic explosion (stretching operation | movement) among the production | generation sequences of the conventional ESD method. 従来のESD法での電界干渉によりスピン状態を表す高速度カメラ映像写真である。It is a high-speed camera image photograph showing a spin state by electric field interference in the conventional ESD method. 従来のエアーブロー方式のESD法に於ける液滴・ビーズ発生メカニズムを示す概略図である。It is the schematic which shows the droplet and bead generation | occurrence | production mechanism in the conventional ESD method of an air blow system. 従来のエアーブロー方式のESD法に於ける漏電発生メカニズムを示す概略図である。It is the schematic which shows the electric leakage generation | occurrence | production mechanism in the ESD method of the conventional air blow system. 本発明のエアーブロー方式のESD法を示す基本的な概念図である。It is a basic conceptual diagram showing an air blow type ESD method of the present invention. 本発明のエアーブロー方式のESD法による液滴対策の概念図である。It is a conceptual diagram of the countermeasure against droplets by the air blow type ESD method of the present invention. 本発明のエアーブロー方式のESD法による液滴対策のもう一つの概念図である。It is another conceptual diagram of the countermeasure against droplets by the air blow type ESD method of the present invention. 本発明のエアーブロー方式のESD法によるビーズ対策の概念図である。It is a conceptual diagram of the countermeasure against beads by the air blow type ESD method of the present invention. 本発明のエアーブロー方式のESD法によるGNDレベルの設定方法を示す図である。It is a figure which shows the setting method of the GND level by the ESD method of the air blow system of this invention. 本発明のエアーブロー方式のESD法による液玉対策のメカニズムを示す写真である。It is a photograph which shows the mechanism of the liquid ball countermeasure by the air blow type ESD method of this invention. 従来の筺体を使用した場合に生じる電荷雲の発生原理を示す図である。It is a figure which shows the generation | occurrence | production principle of the charge cloud produced when the conventional housing is used. 本発明を構成するエアーブローノズルの構造図である。It is a structural diagram of the air blow nozzle which comprises this invention.

以下本発明のナノファイバーの製造装置について図面を参照し詳細に説明する。

Hereinafter, the nanofiber production apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1を参照して説明する。まず、▲1▼は高電圧を印加されたノズルである。このノズル▲1▼の後端には容器内のポリマー溶剤溶液をポンプにて送給できるようにチューブ(図示せず。)でつながれている。ノズル▲1▼の先端は針状の形状となっており、針状のノズル▲1▼から線状にポリマー溶剤溶液が流出するようになっている。そして、ノズル▲1▼の先端後方には高圧エアーを吐き出すエアーブロー▲2▼が設置されている。エアーブロー▲2▼の後方には電極球▲3▼が設置されている。一方ノズル▲1▼の前方には穴▲4▼を形成した絶縁遮蔽板▲5▼が設置されている。▲6▼は絶縁遮蔽板▲5▼と一定の間隔を設けて設置されたノズル▲3▼先端と逆電位を持った捕集電極が設置されている。そして本発明は特にノズル▲1▼とエアーブロー▲2▼および電極球▲3▼を一直線に並ぶ配置に設け、穴▲4▼がノズル▲1▼の先端の合致するように絶縁遮蔽板▲5▼を配置した点である。本発明はこのような構成であるので、電荷を有するナノファイバーとノズル▲1▼が同極で反発することで直線的にナノファイバーが押し出される。その際、電荷を有するナノファイバーの電荷はノズル▲1▼先端の同極電荷と絶縁遮蔽板▲5▼によって静電的に遮断され電極球▲3▼に対して電界干渉を起こさなくなる。この結果以下の作用効果を得ることができるものである。
(1)ナノファイバーを直線的に長い距離を飛ばすことができ、捕集効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
(2)エアーブローのエアー量を極端に減らすことができ、これによってコンプレッサーの負担を減らすことができる。
(3)ノズル間隙を狭くできるため、ノズルを高密度に配置することができる。ノズル先端に常に電荷を安定的に生成することができる。
(4)漏れ電流をゼロにすることで容量の小さい高圧電源で多数のノズルに高電圧を供給できる。
(5)ノズルからの出力の方向が安定し、これによって連続的に長期間の運転が可能である。
A description will be given with reference to FIG. First, (1) is a nozzle to which a high voltage is applied. The rear end of the nozzle (1) is connected with a tube (not shown) so that the polymer solvent solution in the container can be fed by a pump. The tip of the nozzle (1) has a needle shape, and the polymer solvent solution flows out linearly from the needle-shaped nozzle (1). An air blow (2) for discharging high-pressure air is installed behind the tip of the nozzle (1). An electrode ball (3) is installed behind the air blow (2). On the other hand, an insulating shielding plate (5) having a hole (4) is installed in front of the nozzle (1). (6) is provided with a collecting electrode having a potential opposite to that of the tip (3) of the nozzle (3) installed at a certain distance from the insulating shielding plate (5). In the present invention, in particular, the nozzle (1), the air blow (2) and the electrode ball (3) are arranged in a straight line, and the hole (4) is aligned with the tip of the nozzle (1), so that the insulating shielding plate (5) is provided. This is the point where ▼ is placed. Since the present invention has such a configuration, the nanofibers are pushed out linearly when the charged nanofibers and the nozzle (1) repel each other with the same polarity. At this time, the charge of the nanofiber having charge is electrostatically blocked by the same polarity charge at the tip of the nozzle {circle around (1)} and the insulating shielding plate {circle around (5)} and does not cause electric field interference with the electrode ball {circle around (3)}. As a result, the following operational effects can be obtained.
(1) It is possible to fly the nanofiber linearly over a long distance, and it is possible to dramatically improve the collection efficiency.
(2) The amount of air blown can be extremely reduced, thereby reducing the burden on the compressor.
(3) Since the nozzle gap can be narrowed, the nozzles can be arranged with high density. Charges can always be stably generated at the nozzle tip.
(4) By setting the leakage current to zero, a high voltage can be supplied to a large number of nozzles with a high-voltage power supply with a small capacity.
(5) The direction of the output from the nozzle is stabilized, which enables continuous long-term operation.

図2、図3を参照して説明する。まず、▲10▼は高電圧を印加されたスプレーノズルである。このスプレーノズル▲10▼の後端には容器内のポリマー溶剤溶液をポンプにて送給できるようにチューブ(図示せず。)でつながれている。スプレーノズル▲10▼の先端は針状の形状となっており、針状のスプレーノズル▲10▼から線状にポリマー溶剤溶液が流出するようになっている。そして、スプレーノズル▲10▼の先端後方には圧縮エアーを吐き出すエアーブロー▲11▼が設置されている。エアーブロー▲11▼の後方にはスプレー電極▲12▼が設置されている。一方スプレーノズル▲10▼の前方には穴▲13▼を形成した誘電体からなる絶縁遮蔽板▲14▼が設置されている。▲15▼は絶縁遮蔽板▲14▼と一定の間隔を設けて設置されたスプレーノズル▲1▼と逆電位を持った捕集電極が設置されている。▲16▼は木材からなる筺体の内壁である。本発明はこのような構成であるので、スプレー電極▲12▼にプラスを印加するとスプレーノズル▲10▼先端にはマイナスが静電誘導される。次に捕集電極▲15▼にプラスを印加すると、筺体の内壁▲16▼とコンデンサ結合されることで、捕集電極の表面にはプラスの電荷が発生し捕集電極▲15▼に全ての電気力線が集中する。これによってナノファイバーの電荷を吸引する。特に捕集電極のプラス電荷によって内壁の木材の表面にマイナス電荷が静電誘導される。これによって、マイナスの電荷雲は同極により反発することで内壁のナノファイバーの付着を防ぐことができる。この際、捕集電極に高電圧を印加することでスプレーノズル▲10▼に対してもコンデンサ結合が発生する。そのため、スプレー電極▲12▼と重畳するため注意が必要である。また、▲17▼は、誘電体で作られた電界干渉遮断板でありマルチノズルにした場合、ノズル同士による電界干渉を防ぐために設置される。  This will be described with reference to FIGS. First, {circle over (10)} is a spray nozzle to which a high voltage is applied. The rear end of the spray nozzle (10) is connected with a tube (not shown) so that the polymer solvent solution in the container can be fed by a pump. The tip of the spray nozzle (10) has a needle shape, and the polymer solvent solution flows out linearly from the needle-shaped spray nozzle (10). An air blow (11) for discharging compressed air is provided behind the tip of the spray nozzle (10). A spray electrode (12) is installed behind the air blow (11). On the other hand, in front of the spray nozzle (10), an insulating shielding plate (14) made of a dielectric having a hole (13) is installed. (15) is provided with a collecting electrode having a reverse potential to the spray nozzle (1) installed at a certain distance from the insulating shielding plate (14). (16) is the inner wall of the box made of wood. Since the present invention has such a configuration, when plus is applied to the spray electrode (12), minus is electrostatically induced at the tip of the spray nozzle (10). Next, when plus is applied to the collecting electrode (15), a positive charge is generated on the surface of the collecting electrode due to the capacitor coupling with the inner wall (16) of the enclosure, and all of the collecting electrode (15) is applied to the collecting electrode (15). Electric field lines are concentrated. This attracts the charge of the nanofibers. In particular, a negative charge is electrostatically induced on the surface of the wood on the inner wall by the positive charge of the collecting electrode. As a result, the negative charge cloud is repelled by the same polarity, thereby preventing adhesion of nanofibers on the inner wall. At this time, by applying a high voltage to the collecting electrode, the capacitor coupling occurs also to the spray nozzle (10). Therefore, care must be taken to overlap with the spray electrode (12). Moreover, (17) is an electric field interference shielding plate made of a dielectric, and is installed to prevent electric field interference between nozzles when a multi-nozzle is used.

図3はエアーブローノズルの構造を示すもので、ワンタッチで組み立て可能を示すものである。▲18▼にノズルがセットされていて取り外しができるようになっている。  FIG. 3 shows the structure of the air blow nozzle, which shows that it can be assembled with one touch. The nozzle is set at (18) so that it can be removed.

なお、上記実施例では1実施例を述べただけで、種々変更しても何ら本発明の要旨を変更するものではない。  In addition, in the said Example, only one Example was described, and even if it changes variously, the summary of this invention will not be changed at all.

本発明はナノファイバーを多量に効率的に製造することができるので、フィルタや電池のセパレータや燃料電池の高分子電解質膜や電極などに好適に適用される高品質のナノファイバーを高い生産性をもって製造するのに好適に利用することができるものである。Since the present invention can efficiently produce a large amount of nanofibers, high-quality nanofibers that are suitably applied to filters, battery separators, polymer electrolyte membranes and electrodes of fuel cells, etc. have high productivity. It can be used suitably for manufacturing.

1・・・ノズル 2・・・エアーブロー 3・・・電極球
4・・・穴 5・・・絶縁遮蔽板 6・・・捕集電極
10・・・スプレーノズル 11・・・エアーブロー
12・・・スプレー電極 13・・・穴
14・・・絶縁遮蔽板 15・・・捕集電極
16・・・筺体の内壁 17・・・電界干渉遮断板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle 2 ... Air blow 3 ... Electrode ball | bowl 4 ... Hole 5 ... Insulation shielding board 6 ... Collection electrode 10 ... Spray nozzle 11 ... Air blow 12 * ..Spray electrode 13 ... Hole 14 ... Insulating shielding plate 15 ... Collecting electrode 16 ... Inner wall of housing 17 ... Electric interference blocking plate

Claims (1)

高電圧発生部から高電圧を印加され且つ後端にポリマー溶剤溶液をポンプにて送給できるようにチューブを接続したノズルと、圧縮エアーを吐き出すエアーブローと、エアーブローの後方に設置した電極球を一直線に並ぶ配置に設け、且つ、ノズルの前方に絶縁遮蔽 板を設け、この絶縁遮蔽板に形成した穴がノズルの先端と合致するように配置した構成に おいて、電荷を有するナノファイバーとノズルが同極で反発することで直線的にナノファ イバーが押し出されるようにすると共に、電荷を有するナノファイバーの電荷はノズル先 端の同極電荷と絶縁遮蔽板によって静電的に遮断され電極球に対して電界干渉を起こさな くなるようにしたことを特徴とするナノファイバーの製造装置。 A nozzle connected to a tube so that a high voltage is applied from the high voltage generator and a polymer solvent solution can be pumped to the rear end, an air blow for discharging compressed air, and an electrode ball installed behind the air blow the provided arrangement aligned, and, in front of the nozzle provided with an insulating shield, Oite the configuration in which the hole formed in the insulating shield disposed so as to match the tip of the nozzle, the nanofibers having a charge with nozzles to linearly Nanofa Iba is extruded by repelling the same polarity, charge of the nanofibers having a charge is blocked electrostatically by the polar charge and the insulating shield nozzle destination end electrode spheres nanofiber production apparatus being characterized in that the Kunar so that causing an electric field interference to.
JP2010285105A 2010-12-06 2010-12-06 Nanofiber manufacturing equipment Active JP5637479B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010285105A JP5637479B2 (en) 2010-12-06 2010-12-06 Nanofiber manufacturing equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010285105A JP5637479B2 (en) 2010-12-06 2010-12-06 Nanofiber manufacturing equipment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012122176A JP2012122176A (en) 2012-06-28
JP2012122176A5 JP2012122176A5 (en) 2014-01-30
JP5637479B2 true JP5637479B2 (en) 2014-12-10

Family

ID=46503911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010285105A Active JP5637479B2 (en) 2010-12-06 2010-12-06 Nanofiber manufacturing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5637479B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190017838A (en) 2019-02-01 2019-02-20 주식회사 제타글로벌 Filter incluing nanofiber, manufacturing mehtod thereof and mask using filter incluing nanofiber
KR102003061B1 (en) 2019-02-01 2019-07-24 주식회사 제타글로벌 Method for Manufacturing carbon nanofibers and carbon nanofibers manufactured by the method
KR102044030B1 (en) 2019-02-01 2019-11-12 주식회사 제타글로벌 Filter incluing carbon nanofiber and manufacturing mehtod thereof
KR20200095832A (en) 2019-02-01 2020-08-11 주식회사 제타글로벌 Electric wire with carbon nanofibers and manufacturing method thereof

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6187925B2 (en) * 2012-12-05 2017-08-30 光弘 高橋 Melt electrospinning method
JP6202490B2 (en) * 2013-05-15 2017-09-27 光弘 高橋 Spill recovery method
WO2015145880A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 光弘 高橋 Nanofiber production device
JP6132820B2 (en) 2014-09-04 2017-05-24 富士フイルム株式会社 Nanofiber manufacturing method and apparatus
JP6170889B2 (en) * 2014-09-04 2017-07-26 富士フイルム株式会社 Nanofiber manufacturing method and apparatus, nonwoven fabric manufacturing method
ES2908921T3 (en) 2016-08-10 2022-05-04 Yamashin Filter Corp Fine fiber manufacturing method and fine fiber manufacturing apparatus
JPWO2020075774A1 (en) * 2018-10-09 2021-10-07 エム・テックス株式会社 Nanofiber manufacturing equipment and nanofiber manufacturing method
CN112030244B (en) * 2020-09-04 2022-01-28 武汉大学 Electrostatic spinning device for preparing uniform film thickness

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4867672B2 (en) * 2007-01-18 2012-02-01 パナソニック株式会社 Polymer fiber production method and apparatus, polymer web production method and apparatus using them
JP4834612B2 (en) * 2007-06-07 2011-12-14 パナソニック株式会社 Nanofiber manufacturing apparatus, non-woven fabric manufacturing apparatus, and nanofiber manufacturing method
JP5135638B2 (en) * 2008-07-25 2013-02-06 パナソニック株式会社 Nanofiber compounding method and apparatus
JP2010121221A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Fyuuensu:Kk Nanofiber structure and method for producing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190017838A (en) 2019-02-01 2019-02-20 주식회사 제타글로벌 Filter incluing nanofiber, manufacturing mehtod thereof and mask using filter incluing nanofiber
KR102003061B1 (en) 2019-02-01 2019-07-24 주식회사 제타글로벌 Method for Manufacturing carbon nanofibers and carbon nanofibers manufactured by the method
KR102044030B1 (en) 2019-02-01 2019-11-12 주식회사 제타글로벌 Filter incluing carbon nanofiber and manufacturing mehtod thereof
KR20200095832A (en) 2019-02-01 2020-08-11 주식회사 제타글로벌 Electric wire with carbon nanofibers and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012122176A (en) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5637479B2 (en) Nanofiber manufacturing equipment
WO2012066929A1 (en) Method for manufacturing nanofibers
BR112016002711B1 (en) Apparatus and method for producing a nanofiber
US9428847B2 (en) Apparatus, methods, and fluid compositions for electrostatically-driven solvent ejection or particle formation
JP4948538B2 (en) Improved electroblown fiber spinning method
WO2011030506A1 (en) Nanofiber manufacturing device and nanofiber manufacturing method
JP2007092213A (en) Apparatus and method for producing fiber structure by electrospinning method
JP2009504937A (en) Improved fiber charging device
JP4877140B2 (en) Nanofiber manufacturing method and apparatus
JP2009127150A (en) Electrospinning apparatus
JP2008043944A (en) Method and apparatus for producing microparticle
JP2008223187A (en) Method for producing nanofibers and apparatus therefor
JP6315685B2 (en) Electrospinning apparatus and nanofiber manufacturing apparatus having the same
JP2010017703A (en) Electret-processing apparatus and electret-processing method
JP2010007202A (en) Apparatus for producing nanofiber and method for producing nanofiber using the same
JP5838348B2 (en) Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method
JP2009275326A (en) Apparatus and method for producing nanofiber
JP2011052337A (en) Electrospinning apparatus
JP5789773B2 (en) Fiber deposition apparatus and fiber deposition method
JP4780140B2 (en) Nonwoven fabric manufacturing equipment
JP2010189778A (en) Apparatus and method for producing nanofiber
JP2016175021A (en) Method for producing fine particle and production device
CN103952793A (en) Method for precisely controlling composite nanometer fiber diameter under conjugate electrospinning method
JP7150972B2 (en) Nonwoven fabric manufacturing method
JP5635345B2 (en) Static elimination method and apparatus using water cluster

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131119

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140701

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140729

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141010

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S804 Written request for registration of cancellation of exclusive licence

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314805

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350