JP5717093B2 - ナノファイバー不織布の製造方法及び装置 - Google Patents
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第1,2図では、ポリマー溶液を細線状に吐出するための吐出部としてのノズル1と、該ノズル1から吐出して生成したナノファイバーを捕集する捕集部としての捕集材2とが包囲体としてのハウジング3内に配置されている。この実施の形態では、ハウジング3は円筒形、角筒形等の筒状であり、一端側に送風手段としての送風機4が配置され、他端側に気体吸引手段としての排風機5が設けられている。
第3図では、第1,2図の製造装置において、補助電極12をノズル1と捕集材2との間の吐出物飛翔ゾーンに、該飛翔ゾーンを取り巻くように配置している。この実施の形態では、補助電極12はノズル1と同軸の短い円筒状である。ノズル1の先端と捕集材2との距離をaとし、ノズル1の先端と補助電極12との距離をbとした場合、b/aは0.3〜1.5特に0.5〜1.0程度が好適である。
ナノファイバーの原料ポリマーのうち、導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン、ポリチオフェン類などが挙げられる。
本発明では、ノズルの加温用のヒータや、ノズルに供給されるポリマー溶液を30〜90℃特に30〜60℃程度に加温する加温器(ヒータや熱交換器など)を設けてもよい。このようにノズルやノズルに供給させるポリマー溶液を加温することにより、ポリマー溶液のゲル化や固化を防止し、ナノファイバー不織布を効率的に製造することができる。
[実施例1]
市販のNAFION10重量部と、ポリフッ化ビニリデン10重量部とをジメチルアセトアミド80重量部に溶解させてナノファイバー製造用ポリマー溶液を調製した。
ノズル口径:320μm
ノズルからの噴出量:0.2mL/min
ノズル1の先端と捕集材2との距離a:135mm
ハウジング断面積:1300cm2
送風量:30000L/min
排気風量:50000L/min
湿度:50%
温度:室温
電極9の電位:−30kV
捕集材2の電位:+10kV
実施例1において、第3図のように補助電極12を設置した。ノズル1の先端と補助電極12との距離bは160mmとした。電極9に−25kV、補助電極12及び捕集材2に+10kVを印加した。その他は実施例1と同一条件にて不織布を製造した。その結果を表1に示す。表1の通り、放電することなく、安定して繊維を形成してムラなく十分な膜厚の不織布を製造することができた。
実施例1において電極9を撤去し、ノズル1をステンレス(SUS304)製とし、ノズル1と捕集材2との間に電圧を印加(ノズル1の電位:−50kV、捕集材2の電位:+10kV)したこと以外は同一の条件にて不織布を製造したところ、表1の通り、放電が生じた。
実施例1において送風量を30000L/minとし、排風量を20000L/minとした他は同一条件にて不織布の製造を試みたが、表1の通り、捕集部に作製した繊維が捕集されるにつれて徐々に舞い上がり、膜厚が小さくなり、ナノファイバー回収率も低い値となった。送風量に対して排風量が少ないため、送風/排風のバランスが悪くなり、繊維の舞い上がりが起こったと考えられる。
2 捕集材
3 ハウジング
4 送風機
5 排風機
6 ポリマー溶液供給用の配管
7 ポンプ
8 タンク
9 電極
10 電圧源
12 補助電極
Claims (6)
- 荷電性又は導電性ポリマーを含む原料ポリマーを溶媒に溶解したポリマー溶液を吐出部から吐出させ、吐出物を捕集部の一側に向けて飛翔させてナノファイバーを生成させ、生成したナノファイバーを該捕集部で捕集してナノファイバー不織布とするナノファイバー不織布の製造方法において、
該捕集部を通風可能な構造とし、該捕集部の他側を気体吸引手段によって吸引すると共に、前記吐出部から捕集部に向う方向に送風手段によって送風するナノファイバー不織布の製造方法であって、
前記吐出部を非導電性材料製とし、
該ポリマー溶液と接触する電極を設置し、該電極と前記捕集部との間に電圧を印加し、
該送風手段による送風方向、該気体吸引手段による吸引方向、及び該吐出部によるポリマー溶液の吐出方向を同方向とし、
該送風手段が発生させる風量を、該気体吸引手段が発生させる風量の30〜80%とし、
該吐出部と捕集部との間の吐出物飛翔ゾーンの外周囲を包囲体で包囲することを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。 - 請求項1において、前記吐出部の周囲又は前記吐出物飛翔ゾーンの周囲に補助電極を設け、該補助電極が前記電極と反対の電位となるように電圧を印加することを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。
- 請求項1又は2において、前記電極を前記ポリマー溶液が収容されるタンクに設置することを特徴とするナノファイバー不織布の製造方法。
- 荷電性又は導電性ポリマーを含む原料ポリマーを溶媒に溶解した溶液を吐出する吐出部と、
該吐出部からのナノファイバーを一側において捕集する捕集部と、
該吐出部と捕集部との間に電圧を印加する手段と、
を備えたナノファイバー不織布の製造装置において、
該捕集部を通風可能な構成とし、
該捕集部の他側を吸引する気体吸引手段と、該吐出部から捕集部に向う方向に送風する送風手段とを設けると共に、
前記吐出部を非導電性材料製とし、
該ポリマー溶液と接触する電極を設置し、該電極と前記捕集部との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記吐出部と捕集部との間の吐出物飛翔ゾーンの外周囲を包囲する包囲体と、
を備え、
前記送風手段による送風方向、前記気体吸引手段による吸引方向、及び前記吐出部による溶液の吐出方向を同方向とし、
前記送風手段が発生させる風量は、前記気体吸引手段が発生させる風量の30〜80%であることを特徴とするナノファイバー不織布の製造装置。 - 請求項4において、前記ポリマー溶液を収容するタンクが設けられており、
該タンクに前記電極が設置されていることを特徴とするナノファイバー不織布の製造装置。 - 請求項4又は5において、前記吐出部の周囲又は前記吐出物飛翔ゾーンの周囲に設けられた補助電極と、
該補助電極に対し前記電極と反対の電位となるように電圧を印加する補助電極用電圧印加手段と、
をさらに備えたことを特徴とするナノファイバー不織布の製造装置。
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