JP6150921B2 - Adhesive spraying method - Google Patents

Adhesive spraying method Download PDF

Info

Publication number
JP6150921B2
JP6150921B2 JP2016077073A JP2016077073A JP6150921B2 JP 6150921 B2 JP6150921 B2 JP 6150921B2 JP 2016077073 A JP2016077073 A JP 2016077073A JP 2016077073 A JP2016077073 A JP 2016077073A JP 6150921 B2 JP6150921 B2 JP 6150921B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adhesive
nozzle
nanofiber
air
nanofibers
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
JP2016077073A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016168592A (en
Inventor
勝 田丸
勝 田丸
Original Assignee
株式会社タマル製作所
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 株式会社タマル製作所 filed Critical 株式会社タマル製作所
Priority to JP2016077073A priority Critical patent/JP6150921B2/en
Publication of JP2016168592A publication Critical patent/JP2016168592A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6150921B2 publication Critical patent/JP6150921B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、直径200nm〜400nmのナノファイバー状に溶融した接着剤を生成することを特徴とする接着剤吹き付け方法に関する。 The present invention relates to an adhesive spraying method characterized in that an adhesive melted in the form of nanofibers having a diameter of 200 nm to 400 nm is produced.

近時、一般的に直径が1ミクロン(=1,000nm)以下の太さの繊維であると定義されるナノファイバーが開発され、ナノファイバーの製造法としては、ESD(Electro−Spray Deposition)法、或いは、エレクトロ・スピンニング法と呼ばれる技法が最も注目され、その技術が開発されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
このESD法によるナノファイバーの製造は、先ず溶剤で溶解し、または溶融した各種生体高分子やポリマー(以下、単に「高分子」ということもある。)溶液をシリンジに充填し、シリンジに装着されているニードル型電極と、ナノ繊維を堆積させるコレクター電極との間に、高圧直流電源から数kV〜数十kVの直流高電圧を印加して、ニードル型電極とコレクター電極との間に強い電界場を発生させる。
この環境下で、ニードル型電極から紡糸溶液をコレクター電極に向けて放出すると、高分子を溶解していた溶剤等は電界場中で瞬間的に蒸発し、高分子は凝固しながらクーロン力で延伸され、ナノオーダーのファイバーが、室温、大気圧下というおだやかな条件で形成される。
Recently, nanofibers, which are generally defined as fibers having a diameter of 1 micron (= 1,000 nm) or less, have been developed. As a method for producing nanofibers, an ESD (Electro-Spray Deposition) method, Alternatively, a technique called electrospinning method has received the most attention, and the technique has been developed (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
In the production of nanofibers by this ESD method, first, a syringe is filled with a solution of various biopolymers or polymers (hereinafter sometimes simply referred to as “polymers”) dissolved or melted in a solvent. A strong electric field is applied between the needle electrode and the collector electrode by applying a DC high voltage of several kV to several tens of kV from the high voltage DC power source between the needle electrode and the collector electrode on which the nanofibers are deposited. Generate a field.
In this environment, when the spinning solution is discharged from the needle-type electrode toward the collector electrode, the solvent that dissolved the polymer evaporates instantaneously in the electric field, and the polymer stretches with Coulomb force while solidifying. Then, nano-order fibers are formed under mild conditions at room temperature and atmospheric pressure.

ナノファイバーにおいては、ナノ構造による特異な機能発現が期待でき、例えば、ナノファイバーは、同一体積での表面積が通常の繊維に比べ非常に大きいことから、従来の繊維が持つポリマー固有の性質の他に、吸着特性や接着特性などの新機能が発現し、従来にない新素材の開発が期待できる。警察官、消防士、医師、看護師が着用する多機能な特殊な防護服の研究が始められており、軍需用途は、従来より軽量で従来にない機能を持つ軍服、ナノメートル単位の集まりで、異なる機能をもつ積層新素材の開発が進んでいる。さらに、特許文献4に示すように、ナノファイバーで作ったフィルターは、繊維の占有面積が小さい割に空間を大きくすることができるので、低圧力損失で高捕集効率が良い特性が期待できることから、エアフィルターやマスク等が開発され、また、ナノファイバーを応用したバイオケミカルハザード防御用超軽量高機能防御服やナノファイバーを培地にした再生医療の開発も活発に行われている。
そのほか、可視光に対して透明であること、ナノオーダーで空孔サイズを制御できること、高度な分子組織化が可能なこと、生体がナノファイバーを異物として感じず生体適合性が良いこと等が挙げられる。
Nanofibers can be expected to exhibit unique functions due to nanostructures. For example, nanofibers have a surface area in the same volume that is much larger than that of normal fibers. In addition, new functions such as adsorption properties and adhesive properties are developed, and development of new materials that are not possible in the past can be expected. Research on multifunctional special protective clothing worn by police officers, firefighters, doctors, and nurses has begun, and military applications are military uniforms that are lighter than before and have functions that have never existed, gathering in nanometer units. Development of new laminated materials with different functions is progressing. Furthermore, as shown in Patent Document 4, since the filter made of nanofibers can increase the space for a small area occupied by the fibers, it can be expected to have a high collection efficiency with low pressure loss. , developed air filters and masks, etc., and also the development of regenerative medicine in which the bio-chemical hazard protection for ultra-lightweight high-performance defense clothes and nanofibers by applying the nano fiber to the media have been actively carried out.
In addition, it is transparent to visible light, the pore size can be controlled in the nano order, advanced molecular organization is possible, and the living body does not feel nanofiber as a foreign substance and has good biocompatibility. It is done.

しかしながら、ESD法でのナノファイバーの製造方法或いは装置は、1本のノズルからのスプレー量が非常に少ないため、大量生産に向かないという欠点がある。ESD法では、化合物やスプレー条件によって異なるが、通常1本のノズルからのスプレー速度は、約毎分数μρ程度であるので、大量生産をする場合には、ノズルを多数配置して、この多数のノズルから静電噴霧するという方法が採用されている。このような多数のノズルを使用するESDのナノファイバーの製造方法は、ノズルの数が多数必要とすることから、品質的に不十分であり、保守も困難であり、製造コストが高いものであった。
ところで、従来からナノファイバーを用いたフィルターも開発されているが、ナノファイバーが高価であることやナノファイバーは自立することが難しいので基材に固定する必要があるため、固定する接着の態様に問題が有る等の問題があり普及されない実情があった。特に、ナノファイバーを基材に固定する際に両者を接着するが、接着剤が太いとフィルム状になってナノファイバーの隙間を埋めてしまい、折角のナノファイバーの良好な通気性が阻害されてしまうという不都合があった。
However, the nanofiber manufacturing method or apparatus by the ESD method has a drawback that it is not suitable for mass production because the amount of spray from one nozzle is very small. In the ESD method, although it varies depending on the compound and spray conditions, the spray speed from one nozzle is usually about several μρ per minute. Therefore, when mass production is performed, a large number of nozzles are arranged, A method of electrostatic spraying from a nozzle is employed. The manufacturing method of the ESD nanofiber using such a large number of nozzles requires a large number of nozzles, so that the quality is insufficient, maintenance is difficult, and the manufacturing cost is high. It was.
By the way, filters using nanofibers have also been developed in the past, but because nanofibers are expensive and nanofibers are difficult to stand on their own, it is necessary to fix them to the base material. There was a situation where there was a problem such as there was a problem and it was not spread. In particular, when fixing the nanofibers to the base material, they are bonded together, but if the adhesive is thick, it forms a film and fills the gaps between the nanofibers, which impedes the good air permeability of the folded nanofibers. There was an inconvenience that it would end up.

特開2002−249966JP2002-249966 特開2004−68161JP 2004-68161 A 特開2008−274487JP 2008-274487 A 特開2006−289209JP 2006-289209 A 特願2010−258324Japanese Patent Application No. 2010-258324

本発明の課題は、前述に不都合に鑑みてなされたもので、接着剤をできるだけ細く直径200nm〜400nm程度に生成して、なるべくフィルム状にならないように、かつ、対象とする基材にナノファイバー層が確実に溶融した接着剤を吹き付け方法を提供することにあり、特に、ナノフィルターフィルターを製造するにあたりナノファイバー層と基材の接着に用いる接着剤吹き付け方法を提供することにある。 The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned disadvantages. The adhesive is made as thin as possible to a diameter of about 200 nm to 400 nm so as not to form a film as much as possible. An object of the present invention is to provide a method of spraying an adhesive in which a layer is surely melted, and in particular, to provide an adhesive spraying method used for bonding a nanofiber layer and a substrate in manufacturing a nanofilter.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、ノズル部は接着剤を供給する接着剤供給管と、接着剤を噴出する中心ノズルと、加熱空気を吐き出す筒状空気吐出ノズルとからなり、前記接着剤供給管の先に設けた前記中心ノズルをから供給ポンプによって接着剤を噴出するものであって、
前記ノズル部全体を加熱器で加熱し、前記中心ノズル先端の外筒を包むように前記筒状空気吐出ノズルを設け、前記筒状空気吹出ノズルから加熱された高速空気を中心ノズルから接着剤を引き抜くように噴射させるエアポンプを設け、
加熱されて溶融した接着剤を前記ノズル部の中心ノズルから噴出させ、前記筒状空気吐出ノズルからの加熱された高速空気を噴射することによって、前記溶融した接着剤を直径200nm〜400nmのナノファイバー状に引き抜くようにして吹き付けることを特徴とする接着剤吹き付け方法である。
請求項2の発明は、溶融した接着剤を噴出する前記中心ノズルの先端ノズル直径は、0.15mmであることを特徴とする請求項1に記載の接着剤吹き付け方法である。
請求項3の発明は、ナノファイバー状の前記接着剤は、フィルター用のナノファイバー層と基材との接着に用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の接着剤吹き付け方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is characterized in that the nozzle portion includes an adhesive supply pipe for supplying an adhesive, a central nozzle for ejecting the adhesive, and a cylindrical air discharge nozzle for discharging heated air. The adhesive is ejected from the central nozzle provided at the tip of the adhesive supply pipe by a supply pump,
Bonding the entire nozzle portion is heated by the heater, set the tubular air outlet nozzle so as to surround the outer tube of the distal end of the central nozzle only, the high velocity air which is heated from the tubular air outlet nozzle from the centered nozzle An air pump that injects the agent to pull out the agent is provided.
The heated and melted adhesive is ejected from the central nozzle of the nozzle part, and the heated high-speed air is ejected from the cylindrical air discharge nozzle, whereby the melted adhesive is nanofiber having a diameter of 200 nm to 400 nm. It is an adhesive spraying method characterized by spraying as if it was pulled out in a shape .
According to another aspect of the invention, the tip nozzle diameter of the central nozzle for ejecting an adhesive melted is a process spraying adhesive according to Motomeko 1 you being a 0.15 mm.
A third aspect of the present invention, the nanofibers form of the adhesive is a method spraying adhesive according to Motomeko 1 or 2 you characterized by using the adhesion between the nanofiber layer and the base material for the filter is there.

本発明の接着剤吹き付け方法によれば、直径200nm〜400nm程度の極細の接着剤を生成でき、この生成される極細の接着剤により、接着するファイバーの目を塞ぐこと無く接着でき、例えば、ナノファイバー層と基材とをナノファィバー状の接着剤で接着する場合に、接着剤が太いとフィルム状になってナノファイバーの隙間を埋めてしまうことを防ぎ、ナノファイバーの良好な通気性を阻害しないように接着することができる。特に、生成された接着剤をフィルター用のナノファイバー層と基材の接着に用いたフィルターは、高捕集率と低圧力損失を兼ね備え、かつ、強度のあるナノファイバーを用いたフィルターとなる。 According to the adhesive spraying method of the present invention, an ultrafine adhesive having a diameter of about 200 nm to 400 nm can be generated, and the generated ultrafine adhesive can be bonded without closing the eyes of the fibers to be bonded. When the fiber layer and the base material are bonded with a nanofiber adhesive, a thick adhesive prevents the nanofiber from filling up the gaps of the nanofiber and obstructs the good air permeability of the nanofiber. Can be glued so as not to. In particular, a filter in which the produced adhesive is used for bonding a nanofiber layer for a filter and a base material has a high collection rate and a low pressure loss, and is a filter using strong nanofibers.

本発明の実施例のナノファイバーを用いたフィルターの製造方法の概念概略図、The conceptual schematic diagram of the manufacturing method of the filter using the nanofiber of the embodiment of the present invention, 本発明の金属球と紡出ノズルとの電気力線を示す説明図、Explanatory drawing which shows the electric lines of force of the metal ball of the present invention and the spinning nozzle, 図3(a)は図1での金属球、高速気流噴射ノズル、紡出ノズルの関係を示す説明図、図3(b)は図3(a)の側面からの説明図、FIG. 3 (a) is an explanatory diagram showing the relationship between the metal sphere, the high-speed air current injection nozzle, and the spinning nozzle in FIG. 1, and FIG. ナノファイバーの生成部の金属球と前記紡出ノズルのユニットを複数並べて1つのナノファイバー製造装置とした説明図、An explanatory view of a single nanofiber manufacturing apparatus in which a plurality of metal spheres and the spinning nozzle units are arranged in a nanofiber generation unit, 高速気流噴射ノズルと紡出ノズルとの距離Cとナノファイバー生成状態との関係の[表1]の図、Figure in [Table 1] of the relationship between the distance C between the high-speed airflow injection nozzle and the spinning nozzle and the nanofiber generation state. 紡出ノズルと金属球との軸線と高速気流噴射ノズルとの距離Dとナノファイバー生成状態との関係の[表2]の図、Figure [Table 2] of the relationship between the axis D of the spinning nozzle and the metal sphere, the distance D between the high-speed air current jet nozzle and the nanofiber generation state. 電極間の距離B及び電圧と金属球(電極)の大きさによるナノファイバー生成状態との関係の[表3]の図、Figure [Table 3] shows the relationship between the distance B between electrodes and the voltage and the state of nanofiber formation depending on the size of the metal sphere (electrode). 接着剤を噴出するノズル部の概略断面図、A schematic cross-sectional view of a nozzle part for jetting an adhesive; 図8のノズル部における先端の拡大断面図、The expanded sectional view of the front-end | tip in the nozzle part of FIG. 実施例1の加熱ローラを70℃にした場合で製造したポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーと接着剤(EVA)との千倍率の顕微鏡写真の図、A diagram of a microphotograph at 1000 magnifications of a polyethersulfone (PES) nanofiber and an adhesive (EVA) produced when the heating roller of Example 1 was set to 70 ° C., 実施例1の加熱ローラを71℃にした場合で製造したポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーと接着剤(EVA)との千倍率の顕微鏡写真の図、A diagram of a microphotograph at 1000 magnifications of a polyethersulfone (PES) nanofiber and an adhesive (EVA) produced when the heating roller of Example 1 was set to 71 ° C., 実施例1の加熱ローラを75℃にした場合で製造したポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーと接着剤(EVA)との千倍率の顕微鏡写真の図、である。It is the figure of the microphotograph of 1000 magnifications of the nanofiber of the polyethersulfone (PES) manufactured when the heating roller of Example 1 was 75 degreeC, and the adhesive agent (EVA).

本発明の特徴は、ナノファイバー生成部のユニットを小さくして複数を必要なナノファイバーのフィルター層を形成し、同時に、強度のある基材に接着し、その接着の形態がフィルター機能を低下させないようにしたものである。
以下に、本発明のナノファイバーを用いたフィルター、及びその製造方法の好適な実施例図面を参照して説明する。
The feature of the present invention is that the nanofiber generating unit is made smaller and a plurality of necessary nanofiber filter layers are formed, and at the same time, they are adhered to a strong substrate, and the form of adhesion does not deteriorate the filter function. It is what I did.
Hereinafter, a filter using the nanofiber of the present invention and a method for producing the same will be described with reference to the drawings.

本発明の実施例1のナノファイバーを用いたフィルター、及びその製造方法を説明するが、図1の概略を示した概念説明図に示すように、基本的にはESD(Electro−Spray Deposition)と高速噴出気流(ジェット)を組み合わせたジェットESD法を採用したものであり、ナノファイバー生成部Jとナノファイバー接着剤生成部Kとナノファイバー捕集部L1及びフィルター形成部L2の捕集部Lとから構成されている。
[ナノファイバー生成部J]
本発明の長分子配列を有する高分子材料としては、たんぱく質などの生体高分子溶液・有機高分子溶液、或いはポリマー溶液などであるが、本実施例1のナノファイバー製造方法(製造装置)では高分子材料としてポリエーテルサルホン(PES)を用いている。
フィルターの素材としてポリエーテルサルホン(PES)を用いたのは、耐熱性が優れていることに加え、本発明で開示した製造装置でもより細い、100nm〜50nmのナノファイバーが製造できるからである。
図1の材料供給部1には、材料であるポリエーテルサルホン(PES)を有機溶媒であるDMF(ジメチルホルムアミド)で溶かして液状化した高分子溶液N1を収納している。
この材料供給部1内の高分子溶液N1はギヤポンプ11で押し出しの圧力を受けている。高分子溶液N1は所定量を正確に送り出すことが可能なギヤポンプ11により、所定量を供給配管12を介して、紡出ノズル21に押し出すように供給される。高分子溶液N1は供給配管12によって金属製の紡出ノズル部2に導入し、紡出ノズル部2には紡出ノズル21の先端の開口211から紡出される。ここで、高分子溶液N1を紡出する速度を調整する前述のギヤポンプ11を適宜調整することにより、後述するように複数紡出ノズル21から均等にナノファイバーが生成されるように、適切な吐出速度に調整する。
The filter using the nanofiber of Example 1 of the present invention and the manufacturing method thereof will be described. Basically, as shown in the conceptual explanatory diagram showing the outline of FIG. 1, ESD (Electro-Spray Deposition) and The jet ESD method combined with a high-speed jet stream (jet) is adopted, and the nanofiber generating part J, the nanofiber adhesive generating part K, the nanofiber collecting part L1, and the collecting part L of the filter forming part L2 It is composed of
[Nanofiber generation part J]
Examples of the polymer material having a long molecular arrangement according to the present invention include biopolymer solutions such as proteins, organic polymer solutions, polymer solutions, and the like, but the nanofiber manufacturing method (manufacturing apparatus) of Example 1 is expensive. Polyethersulfone (PES) is used as the molecular material.
The reason why the polyethersulfone (PES) is used as a material of the filter is that, in addition to excellent heat resistance, a thinner nanofiber of 100 nm to 50 nm can be produced by the production apparatus disclosed in the present invention. .
The material supply unit 1 in FIG. 1 contains a polymer solution N1 obtained by dissolving polyether sulfone (PES) as a material with DMF (dimethylformamide) as an organic solvent.
The polymer solution N1 in the material supply unit 1 is subjected to extrusion pressure by the gear pump 11. The polymer solution N1 is supplied by the gear pump 11 capable of accurately delivering a predetermined amount through the supply pipe 12 so as to push out the predetermined amount to the spinning nozzle 21. The polymer solution N1 is introduced into the metal spinning nozzle portion 2 through the supply pipe 12, and is spun into the spinning nozzle portion 2 from the opening 211 at the tip of the spinning nozzle 21. Here, by appropriately adjusting the above-described gear pump 11 that adjusts the speed at which the polymer solution N1 is spun, appropriate discharge is performed so that nanofibers are uniformly generated from the plurality of spinning nozzles 21 as described later. Adjust to speed.

ところで、ESD法の原理は、ポリエーテルサルホン(PES)等の長分子配列を有する高分子材料が引火性有機溶媒で膨潤状態になってバラバラ状態に存在し、この状態で紡出ノズルから紡出されると、表面積が大きいため溶媒が急速に蒸発して、横方向に縮み高分子の分子鎖の長手方向に整列していく。そして、溶媒の蒸発とそれに伴うクーロン力の増加により高分子が伸びることになる。これを繰り返すことにより徐々に伸長してナノファイバーに成長していくのである。高分子が伸長するにしたがってバラバラであった高分子は絡み合いながら整列していくものと考えられる。なお、材料が低分子の場合は、分子の長さ自体が短いため、絡み合うことがなく、ナノ粒子が生成される。
したがって、高分子溶液N1の吐出速度の調整によって、過剰な速度で形成されるウェットなデポジットではなく、乾燥したデポジットを得ることが可能となる。即ち、ウェットなデポジットが生じないような、限界の吐出速度に調整することが必要である。
By the way, the principle of the ESD method is that a polymer material having a long molecular arrangement such as polyethersulfone (PES) is swollen with a flammable organic solvent and exists in a disperse state. When released, the solvent rapidly evaporates due to the large surface area, shrinks laterally, and aligns in the longitudinal direction of the polymer molecular chain. Then, the polymer elongates due to the evaporation of the solvent and the accompanying increase in the Coulomb force. By repeating this, it gradually grows and grows into nanofibers. It is considered that the polymers that were disjointed as the polymers stretched are aligned while being intertwined. In the case where the material is a low molecule, the length of the molecule itself is short, so that the nano particles are generated without being entangled.
Therefore, by adjusting the discharge speed of the polymer solution N1, it is possible to obtain a dry deposit instead of a wet deposit formed at an excessive speed. That is, it is necessary to adjust the discharge speed to a limit that does not cause wet deposits.

図1において、生成部装置枠体Mには、紡出ノズル21と紡出ノズルの開口211の開口方向に対向して球状の電極部3を形成する金属製の金属球31を配置し、開口211と金属球31の最短表面距離とは所定間隔を隔てて設置される。
そして、紡出ノズル21も導電性の金属製として、この紡出ノズル21と前記金属球31とには高電圧電源33が印加され、金属球31には高電圧電源33のマ
イナス側の電圧がリード線を介して供給され、プラス側はリード線を介して接地Gされている。
高電圧電源33により高電圧を印加することで、紡出ノズル21を経由して高分子溶液N1にはプラスの電圧が印加され、紡出される高分子溶液N1中の高分子はプラスに帯電される。なお、このプラス及びマイナスは上記の実施例1に限定されることはなく、高分子材料に電荷を付与すればよく、逆に、高分子溶液N1に与える電圧の極性はマイナスであってもよい。
また、紡出ノズル部2における紡出ノズル21までの金属の誘導筒22は、ポリエーテルサルホン(PES)の粘度をなるべく下げるためにヒーター等の加熱器23で誘導筒22及び紡出ノズル21を約80℃にまで加熱している。
In FIG. 1, a metal part metal ball 31 that forms a spherical electrode part 3 is disposed in the generation unit device frame M so as to face the opening direction of the spinning nozzle 21 and the opening 211 of the spinning nozzle. 211 and the shortest surface distance of the metal sphere 31 are installed at a predetermined interval.
The spinning nozzle 21 is also made of a conductive metal, and a high voltage power source 33 is applied to the spinning nozzle 21 and the metal ball 31, and a negative voltage of the high voltage power source 33 is applied to the metal ball 31. It is supplied via a lead wire, and the plus side is grounded G via the lead wire.
By applying a high voltage from the high voltage power source 33, a positive voltage is applied to the polymer solution N1 via the spinning nozzle 21, and the polymer in the polymer solution N1 to be spun is charged positively. The Note that the plus and minus are not limited to those in the first embodiment, and it is sufficient that a charge is applied to the polymer material. Conversely, the polarity of the voltage applied to the polymer solution N1 may be minus. .
In addition, the metal guide cylinder 22 up to the spinning nozzle 21 in the spinning nozzle section 2 is heated by a heater 23 such as a heater to reduce the viscosity of the polyethersulfone (PES) as much as possible. Is heated to about 80 ° C.

上記プラス側の電極を金属球31としたのは、図2に示すように、電気力線Eが紡出ノズル21の先端部の開口211に最大に集中するからであり、帯電した高分子溶液中の高分子材料N1は金属球31に向かって直線的に飛び出すことになる。 したがって、金属球31の直径は、最も効率よく電気力線Eが紡出ノズル21に集中するようにすればよいが、先行技術では球の直径は帯電状態が生じることを想定して直径25mmとして、高電圧を30Kvとしたが、前記の紡出ノズル21と金属球31の間隔も、高圧電源の電圧等によっても最適値は異なるが、放電しない程度の55mm〜65mm とした。ところで、この金属球の直径が余り小さいく針のようにすると放電を起こしてショートしてしまい、紡出ノズル21と金属球31との間が帯電の状態とはならない。
また、紡出ノズル21と金属球31との中間に位置する高速気流噴射ノズル部4は、帯電しないように金属ではなく、絶縁物質の合成樹脂製等にしておく必要がある。
The reason why the positive electrode is the metal ball 31 is that, as shown in FIG. 2, the electric lines of force E are concentrated to the maximum at the opening 211 at the tip of the spinning nozzle 21. The polymer material N1 inside jumps out linearly toward the metal sphere 31. Therefore, the diameter of the metal sphere 31 may be set such that the electric field lines E are most efficiently concentrated on the spinning nozzle 21. In the prior art, the diameter of the sphere is assumed to be 25 mm assuming that a charged state is generated. The high voltage was 30 Kv, but the distance between the spinning nozzle 21 and the metal sphere 31 was 55 mm to 65 mm so as not to discharge, although the optimum value varied depending on the voltage of the high voltage power source. By the way, if the diameter of the metal sphere is too small and it is made to be a needle, a discharge occurs and short-circuits, and the spinning nozzle 21 and the metal sphere 31 are not charged.
Further, the high-speed airflow injection nozzle portion 4 positioned between the spinning nozzle 21 and the metal ball 31 needs to be made of a synthetic resin made of an insulating material instead of metal so as not to be charged.

ここで、電荷を有するナノファイバーが紡出ノズル21から浮遊する途中で静電誘導され、紡出ノズル21の開口211の+電荷の量が中和されていくので、付与する電荷が不十分な場合は液滴のまま浮遊することになりますが、後述する高速気流の噴射ノズル41(図1参照)によって、紡出するナノファイバーの進路を変更して紡出ノズル21と金属球31の間から除去することで、両者が依然としてコンデンサー結合を保つことができ、かつ、生産量が増大することもでき、これも本発明の重要な特徴の1つでもある。
また、本実施例では、金属球31と紡出ノズル21の間を高電圧電源33で印加し、紡出ノズル21を接地Gとしているので、金属球31の印加によって紡出ノズル21(接地G)からの電荷が静電誘導され、ナノファイバーの高分子に電荷が供給されているが、基本的には金属球31は静電誘導しているだけで、電流は接地側から供給され消費電力は零である。このことも本発明の重要な特徴の1つで、紡出ノズル21の数を十分増やして並列にしても小型の高電圧電源だけで十分である。したがって、金属球31と高速気流の噴射ノズル41の生成ユニットYを小型にして単位面積あたりの生成ユニットYを密集させて生産量を大幅に向上させることができる。
Here, the charged nanofibers are electrostatically induced while floating from the spinning nozzle 21, and the amount of + charges in the opening 211 of the spinning nozzle 21 is neutralized. In this case, it will float as a droplet, but the course of the nanofiber to be spun is changed by a high-speed air jet nozzle 41 (see FIG. 1), which will be described later, between the spinning nozzle 21 and the metal ball 31. By removing from this, both can still keep the capacitor coupling and the production can be increased, which is also one of the important features of the present invention.
In this embodiment, the metal ball 31 and the spinning nozzle 21 are applied by the high voltage power source 33 and the spinning nozzle 21 is set to the ground G. Therefore, the spinning nozzle 21 (ground G) is applied by applying the metal ball 31. ) Is electrostatically induced, and the charge is supplied to the polymer of the nanofiber. Basically, the metal sphere 31 is merely electrostatically induced, and the current is supplied from the ground side to consume power. Is zero. This is also one of the important features of the present invention, and even if the number of spinning nozzles 21 is sufficiently increased and arranged in parallel, a small high-voltage power supply is sufficient. Therefore, the production units Y of the metal spheres 31 and the high-speed air jet nozzles 41 can be reduced in size, and the production units Y per unit area can be concentrated to greatly increase the production amount.

次に、前記金属球31と紡出ノズル開口211との経路に、直交するように高速気流を噴出する高速気流噴射ノズル部4が配置される。この高速気流噴射ノズル部4の噴射ノズル41からの高圧ポンプ42等により発生する高速気流Xは、紡出ノズル開口211において低気圧を発生させ、高分子溶液N1を開口211から吸い上げる力を発生させる。したがって、高速気流Xは金属球31と紡出ノズル開口211とを結ぶ線上(経路)である必要がある。
そこで、本実施例では図3(b)に示すように、高速気流の噴射ノズル41の開口411は水平に複数(図1では3個)設けて、空気流の層が水平方向に所定の幅を保つようにしたので、高速気流Xは金属球31と紡出ノズル開口211とを結ぶ線上(経路)に位置させることが容易である。
Next, a high-speed air flow injection nozzle portion 4 that discharges a high-speed air flow is arranged in the path between the metal ball 31 and the spinning nozzle opening 211 so as to be orthogonal to each other. The high-speed airflow X generated by the high-pressure pump 42 from the injection nozzle 41 of the high-speed airflow injection nozzle section 4 generates a low pressure at the spinning nozzle opening 211 and generates a force for sucking up the polymer solution N1 from the opening 211. . Therefore, the high-speed airflow X needs to be on a line (path) connecting the metal ball 31 and the spinning nozzle opening 211.
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, a plurality of openings 411 (three in FIG. 1) of the jet nozzle 41 for high-speed airflow are provided horizontally, and the airflow layer has a predetermined width in the horizontal direction. Therefore, the high-speed airflow X can be easily located on the line (path) connecting the metal ball 31 and the spinning nozzle opening 211.

また、この高速気流Xは、本実施例ではドライヤーによって湿度30%以下に乾燥させた空気で、かつ、ナノファイバーの状態が一定に維持されるように温度が一定に保たれ、風速が200m/sec以上として、ナノファイバーのアスペクト比が大きい状態にすることで溶媒の蒸発を促進させ、その結果、高分子材料が硬化するが、硬化するまでにクーロン力で引き伸ばすことができなくなるまで最大限伸びることになる。
したがって、ノズル開口211からナノファイバー捕集部L1の捕集面までの距離もナノファイバーが伸びきってナノ単位にするための距離が必要であり、実施例1では装置内の温度等にもよるが、その距離は1m程度以上である。実際にはこの距離を4m以上にして捕集面での積層状態を均一にしており、距離を長くすることで、基材の背面から空気を吸引させ、目の粗い箇所で吸引力が大きくなることを利用し、その箇所にナノファイバーが吸い寄せられるより均一に積層する。
また、本発明の重要な特徴の1つは、金属球31からのクーロン力と、前記高速気流噴射ノズル部4と噴射ノズル41の開口411によって、開口211の付近で発生する低気圧で電荷を有する高分子を直線的に飛び出させ、ナノファイバー生成に必要な一定温度で乾燥した200m/sec以上の高速気流を付与することである。
The high-speed airflow X is air dried to a humidity of 30% or less by a dryer in this embodiment, and the temperature is kept constant so that the state of the nanofiber is kept constant, and the wind speed is 200 m / By setting the aspect ratio of the nanofiber to a large value for sec or more, the evaporation of the solvent is promoted, and as a result, the polymer material is cured, but it is maximized until it cannot be stretched by Coulomb force until it is cured. It will be.
Therefore, the distance from the nozzle opening 211 to the collection surface of the nanofiber collection part L1 also needs to be a distance for the nanofiber to extend to the nano unit. In Example 1, it depends on the temperature in the apparatus. However, the distance is about 1 m or more. Actually, this distance is set to 4 m or more to make the stacking state uniform on the collecting surface. By increasing the distance, air is sucked from the back surface of the base material, and the suction force is increased at a rough spot. This makes it possible to laminate the nanofibers more uniformly than the nanofibers are attracted to the location.
In addition, one of the important features of the present invention is that the charge is generated at a low pressure generated in the vicinity of the opening 211 by the Coulomb force from the metal sphere 31 and the opening 411 of the high-speed airflow injection nozzle portion 4 and the injection nozzle 41. It is to give a high-speed air flow of 200 m / sec or more that is dried at a constant temperature necessary for the production of nanofibers by linearly ejecting the polymer.

ここで、高速気流の噴射ノズル41における開口411の配置について図3と図5の[表1]及び図6の[表2]を参照して説明する。
紡出ノズル21と金属球31を結ぶ線B上から、噴射ノズル41の開口411までの距離C(図3でのC)は、図5の[表1]に示すように、金属球31の直径に拘わらず、前記線上から直角に3mm〜4mm程度離れた位置Cでナノファイバーの生成が「良」で最適であるが、これは3mm以下の距離では繊維にならず液滴になってしまうからであり、これより離れると噴射噴射ノズル部4側に吸い寄せられて戻るような現象が起きたり、捕集部Lに飛散しないで金属球31に付着するからである。なお、噴射ノズル41の開口411から噴射する空気速度は3mm位置でも急速に減速するので200m/sec以上に大幅に速度を速めても効果が薄い。
Here, the arrangement of the openings 411 in the jet nozzle 41 for high-speed airflow will be described with reference to [Table 1] in FIGS. 3 and 5 and [Table 2] in FIG.
The distance C (C in FIG. 3) from the line B connecting the spinning nozzle 21 and the metal ball 31 to the opening 411 of the injection nozzle 41 is as shown in [Table 1] in FIG. Regardless of the diameter, nanofiber generation is “good” and optimal at a position C about 3 mm to 4 mm away from the line at right angles, but this is not a fiber but a droplet at a distance of 3 mm or less. This is because, if the distance is greater than this, a phenomenon such that the ink is sucked back to the jetting nozzle part 4 side and returns to the collecting part L, and does not scatter to the collecting part L and adheres to the metal ball 31. It should be noted that the speed of the air sprayed from the opening 411 of the spray nozzle 41 is rapidly decelerated even at a position of 3 mm, so that even if the speed is significantly increased to 200 m / sec or more, the effect is weak.

次に、高速気流噴射ノズル部4の噴射ノズルの開口411から距離Dは、図6の[表2]に示すように、金属球31の直径に拘わらず、前記線上紡出ノズル開口211から水平距離(距離D)で8.5mmから10mmでナノファイバーの生成が「良」で最適であるが、これは6.5mm以下の距離では繊維にならず液滴になったり、噴射ノズル41側に戻ったりするからであり、これより離れても液滴になってしまうからである。
これらを纏めると、高速気流噴射ノズルの開口411は、紡出ノズル開口211から水平距離(距離D)が8.5mmから10mmであり、かつ、開口411は金属球31の底面311と紡出ノズル開口211を結ぶ線Bと平行で、紡出ノズル開口211から垂直距離(距離C)で3mm〜4mm離れた位置に在ることが判る。なお、本ナノファイバーの製造方法は、1つの紡出ノズル21から生成されるナノファイバーは、生成される量に拘わらず、1本のナノファイバーであるが、高速空気で移送される際には、ランダムな綾振り作用により、捕集面には不織布状に集積される。
Next, the distance D from the injection nozzle opening 411 of the high-speed airflow injection nozzle section 4 is horizontal from the linear spinning nozzle opening 211 regardless of the diameter of the metal ball 31 as shown in [Table 2] in FIG. The generation of nanofibers is good with a distance (distance D) of 8.5 mm to 10 mm, which is “good” and optimal. However, when the distance is 6.5 mm or less, the fibers do not become fibers but become droplets. It is because it will return, and even if it leaves | separates more than this, it will become a droplet.
In summary, the opening 411 of the high-speed air flow injection nozzle has a horizontal distance (distance D) from the spinning nozzle opening 211 of 8.5 mm to 10 mm, and the opening 411 includes the bottom surface 311 of the metal ball 31 and the spinning nozzle. It can be seen that it is parallel to the line B connecting the openings 211 and is 3 mm to 4 mm away from the spinning nozzle opening 211 by a vertical distance (distance C). In addition, although the manufacturing method of this nanofiber is one nanofiber irrespective of the quantity produced | generated from the one spinning nozzle 21, when it is transferred by high-speed air, By the random traversing action, it is accumulated on the collecting surface in a nonwoven fabric shape.

ここで、大量にナノファイバーを生産するには、図4に示すように、図3に示す多くの紡出ノズル21の複数を並列して配置し、これを捕集部Lで集約して一括で捕集すれば良いが、問題となるのは、噴射ノズル41の開口411の紡出ノズル21と金属球31との距離Bが大きいと装置が大きく成るばかりか、噴射ノズル41と紡出ノズル21と高速気流の噴射ノズル41のユニットYと、隣り合うユニットYの距離が大きくなることにより捕集部Lでの不織布に斑が生じてしまう。
これを避けるためには、ナノファイバーの生成が「良」であることを条件に前記距離Bをできる限り短くする必要がある。
なお、本実施例の装置(方法)ではユニットYは横に6ユニットY、縦に平行に4ユニットYとし、最上位の横を6ユニットY+1ユニットYと配列したので、合計6×4+1=25ユニットを配列している。(図4は、その一部)
Here, in order to produce a large amount of nanofibers, as shown in FIG. 4, a plurality of the spinning nozzles 21 shown in FIG. However, the problem is that if the distance B between the spinning nozzle 21 in the opening 411 of the injection nozzle 41 and the metal ball 31 is large, the apparatus becomes large, and the injection nozzle 41 and the spinning nozzle As the distance between the unit Y of the jet nozzle 41 of 21 and the high-speed airflow and the adjacent unit Y increases, the non-woven fabric at the collecting portion L is spotted.
In order to avoid this, it is necessary to make the distance B as short as possible on condition that the production of nanofibers is “good”.
In the apparatus ( method) of the present embodiment, the unit Y is 6 units Y horizontally, 4 units Y vertically parallel, and the top horizontal is 6 units Y + 1 unit Y, so that a total of 6 × 4 + 1 = 25 Units are arranged. (Figure 4 shows part of it)

本発明の特徴の1つは、ナノファイバーが生成されることを条件に、金属球31の直径を小さくすると、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離B(図3)が小さくできること、及び、高電圧の電圧も低くなることを発見したことに基づくものである。
ただし、金属球31の直径をあまり小さくして針状に近づけると、(1)付近を帯電するのではなく、放電によるショートが起こってしまい、図2のような帯電した雰囲気にはならず、ナノファイバーは生成しない現象、及び、(2)液滴や液粒になってしまい、この場合もナノファイバーは生成しない現象となることが判った。
One of the features of the present invention is that if the diameter of the metal sphere 31 is reduced on the condition that nanofibers are generated, the distance B (FIG. 3) between the bottom surface 311 of the metal sphere 31 and the spinning nozzle opening 211 is increased. This is based on the discovery that it can be reduced and that the voltage of the high voltage also decreases.
However, if the diameter of the metal sphere 31 is made too small and close to a needle shape, the vicinity of (1) is not charged, but a short circuit due to discharge occurs, and the charged atmosphere as shown in FIG. It was found that nanofibers were not generated, and (2) droplets or liquid particles were formed, and in this case, nanofibers were not generated.

これを実験で検証したのが、図7の[表3]である。
[表3]において、図3での金属球31の直径Aを25mm、15mm、10mm、8mm、6mm、5mm、4mm、1mmを用意し、それぞれの金属球31毎に、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離Bを11.5mm、16.5mm、22mm、28mm、35mm、先行技術の55mmから65mmに、それぞれにナノファイバーが生成可能な範囲と思われる電圧3kv、8kv、13kv、18kv、23kvをそれぞれに印加し、ナノファイバーの生成状態を検証した。また、これを5回繰り返して実験したが、ナノファイバーの生成状態について、紡出材料がナノファイバーに生成されて良好の状態を「◎」、良好ではないが生成可能な状態を「可」、紡出材料が繊維ではなく液滴になってしまう状態を「a」、液滴ではないが細かな液つぶになってしまう状態を「b」、金属球に付着してしまう状態を「c」、放電してショートしてしまう状態を「d」、捕集部に飛散しないで高速気流噴射ノズル側に戻ってしまう状態を「e」で表している。
This is verified in the experiment in [Table 3] in FIG.
In [Table 3], the diameter A of the metal sphere 31 in FIG. 3 is prepared as 25 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, and 1 mm, and the bottom surface 311 of the metal sphere 31 is provided for each metal sphere 31. The distance B between the nozzle opening 211 and the spinning nozzle opening 211 is 11.5 mm, 16.5 mm, 22 mm, 28 mm, 35 mm, and the prior art 55 mm to 65 mm. 13 kv, 18 kv, and 23 kv were applied to each to verify the state of nanofiber formation. In addition, this was repeated five times, and the nanofiber production state was determined as “◎” indicating that the spinning material was produced on the nanofiber, and “good” indicating that the nanofiber was capable of being produced. “A” indicates that the spinning material is not a fiber but a droplet, “b” indicates that the material is not a droplet but it is finely crushed, and “c” indicates that the material is attached to a metal sphere. In addition, a state where the electric discharge is short-circuited due to discharge is represented by “d”, and a state where the state is returned to the high-speed airflow injection nozzle side without being scattered to the collecting portion is represented by “e”.

そこで説明すると、[表3]の右上欄は前掲の特許文献4での実施例であるが、球径25mmで電圧が30kv〜40kvであったが、この状態でナノファイバーは良好に生成するが、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離Bは55mmから65mmと大きかった。
この[表3]において、ナノファイバーの生成が可能の「可」、及び、良好の「良」の状態を太線の点鎖線で囲むと、左下方向の矢印Zの領域であることが判る。このことは、金属球31の直径Aを小さくすると、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離B(図3)が小さくできること、及び、高電圧の電圧も低くなることが判り、逆に、球径Aが1mm以下となると、針状で13kvの電圧では放電が起こって生成不能であり、電圧を8kv以下にすると、液滴・液粒になってしまいナノファイバーを生成することはできない。
To explain this, the upper right column of [Table 3] is an example in the above-mentioned Patent Document 4, but the ball diameter was 25 mm and the voltage was 30 kv to 40 kv. The distance B between the bottom surface 311 of the metal sphere 31 and the spinning nozzle opening 211 was as large as 55 to 65 mm.
In this [Table 3], when the “possible” and “good” states in which nanofibers can be generated are surrounded by a thick dotted line, it can be seen that the region is indicated by the arrow Z in the lower left direction. This shows that when the diameter A of the metal sphere 31 is reduced, the distance B (FIG. 3) between the bottom surface 311 of the metal sphere 31 and the spinning nozzle opening 211 can be reduced, and the high voltage is also reduced. On the contrary, when the sphere diameter A is 1 mm or less, it is needle-like and discharge cannot be generated at a voltage of 13 kv, and when the voltage is 8 kv or less, droplets / liquid particles are formed and nanofibers are generated. It is not possible.

図7の[表3]において、ナノファイバーの生成が良好で、距離Bが比較的短く、電圧が比較的低いのは、(1)金属球31の直径Aが6mmの場合で、距離Bが22mmで電圧13kvの場合であり、(2)金属球31の直径Aが5mmの場合で、距離Bが22mmで電圧13kvの場合と距離Bが16.5mmで電圧8kvの場合であり、(3)金属球31の直径Aが4mmの場合で、距離Bが22mmで電圧13kvの場合である。
良好ではなく「可能」で場合(放電dが起こる場合は、不安定な状態であるので全て不可とする。)を含めると、金属球31の直径は8mmから4mmにすることによって、金属球31と紡出ノズル開口211との距離を11.5mmから22mmにすることができ、高電圧は3kvから13kvにすることができる。更に、作動が安定する条件を考慮すると、必ず「良好」である場合を含むようにするには、金属球31の直径は6mmから4mmにすることによって、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離を11.5mmから22mmにし、高電圧は3kvから13kvにすることができる。ただし、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離が11.5mmの時は、金属球31の直径Aを6mm又は5mmとする方が良い。
このように、 安定してナノファイバーが生成できる範囲で、ナノファイバー生成部の金属球31の直径を、放電(ショート)しない直前付近、或いは、液滴・液粒にならない直前付近まで小さくして、金属球31と紡出ノズル開口211との距離Bを小さくするとともに、高電圧の電圧を小さくしてこれらの生成ユニットYを小型にしたものである。このことにより、単位面積に当たりの紡出ノズル開口211の数を多くすることが可能となり、結果として数多くの生成ユニットYを複数並列に並べることが可能となり、ナノファイバー及びその不織布を大量に生産することができる。なお、上述したように、本実施例の装置(方法)では合計6×4+1=25ユニットを配列している。
In [Table 3] in FIG. 7, the generation of nanofibers is good, the distance B is relatively short, and the voltage is relatively low. (1) When the diameter A of the metal sphere 31 is 6 mm, the distance B is (2) When the diameter A of the metal ball 31 is 5 mm, the distance B is 22 mm and the voltage is 13 kv, and the distance B is 16.5 mm and the voltage is 8 kv. ) When the diameter A of the metal sphere 31 is 4 mm, the distance B is 22 mm, and the voltage is 13 kv.
Including the case where it is not good and is “possible” (when discharge d occurs, it is in an unstable state and cannot be all), the diameter of the metal sphere 31 is changed from 8 mm to 4 mm, thereby making the metal sphere 31 And the spinning nozzle opening 211 can be 11.5 mm to 22 mm, and the high voltage can be 3 kv to 13 kv. Further, in consideration of the conditions under which the operation is stable, in order to include the case where the condition is “good”, the diameter of the metal ball 31 is changed from 6 mm to 4 mm, whereby the bottom surface 311 of the metal ball 31 and the spinning nozzle. The distance to the opening 211 can be 11.5 mm to 22 mm, and the high voltage can be 3 kv to 13 kv. However, when the distance between the bottom surface 311 of the metal sphere 31 and the spinning nozzle opening 211 is 11.5 mm, the diameter A of the metal sphere 31 is preferably 6 mm or 5 mm.
In this way, the diameter of the metal sphere 31 of the nanofiber generating part is reduced to a value just before the discharge (short-circuit) or just before the liquid droplet / liquid particle is not formed, within a range where the nanofiber can be stably generated. The generation unit Y is made smaller by reducing the distance B between the metal ball 31 and the spinning nozzle opening 211 and reducing the high voltage. This makes it possible to increase the number of spinning nozzle openings 211 per unit area, and as a result, it is possible to arrange a large number of generation units Y in parallel, producing a large amount of nanofibers and nonwoven fabrics thereof. be able to. As described above, in the apparatus ( method) of this embodiment, a total of 6 × 4 + 1 = 25 units are arranged.

[実施例1のジェットESD法の条件]
図1に示す実施例1では、安定してナノファイバーが良好に生成できる条件は、表3から金属球の直径が5mmであることも判ることから、直径Aを5mmとし、距離Bを16mmとし、電圧を13kvに設定した。
設定条件
材料:ポリエーテルサルホン(PES)
溶媒:DMF(ジメチルホルムアミド)
ファイバー生成部電圧:−13kv
高速気流の圧力:0.4MPa
紡出量(吐出量):0.5mL/min
金属球の直径:5mm
紡出ノズルと金属球の距離:16mm
ノズル開口から捕集面までの距離:3m
捕集面での吸収負圧:200Pa
[Conditions of Jet ESD Method of Example 1]
In Example 1 shown in FIG. 1, it can be seen from Table 3 that the diameter of the metal sphere is 5 mm under the condition that the nanofibers can be stably and satisfactorily formed. Therefore, the diameter A is 5 mm and the distance B is 16 mm. The voltage was set to 13 kv.
Setting conditions Material: Polyethersulfone (PES)
Solvent: DMF (dimethylformamide)
Fiber generator voltage: -13kv
High-speed air pressure: 0.4 MPa
Spinning amount (discharge amount): 0.5 mL / min
Diameter of metal sphere: 5mm
Distance between spinning nozzle and metal ball: 16mm
Distance from nozzle opening to collection surface: 3m
Absorption negative pressure at the collecting surface: 200Pa

上記実施例での設定条件での実験装置では、直径が50nm〜100nmのナノファイバーが製造できるが、これは、後述する図10〜12における電子顕微鏡写真での下側の細い繊維がポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーである。
図1の紡出ノズル21からは1本のナノファイバーだけしか紡出しない場合のものであるが、ランダムな綾振り作用等によって、ポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーが不織布(ウェブ)状に積層する状態が判る。
なお、実施例1での材料のポリエーテルサルホン(PES)に代えて、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリウレタン(PU)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)でもほぼ同様の結果が得られた。
In the experimental apparatus under the setting conditions in the above example, nanofibers having a diameter of 50 nm to 100 nm can be produced. This is because the lower thin fibers in the electron micrographs in FIGS. Hong (PES) nanofiber.
Although only one nanofiber is spun from the spinning nozzle 21 in FIG. 1, the polyethersulfone (PES) nanofibers are in a non-woven fabric (web) form due to random traverse action or the like. You can see the state of lamination.
Note that substantially the same results were obtained with polyetherimide (PEI), polyurethane (PU), and polyvinylidene fluoride (PVDF) instead of polyethersulfone (PES) as the material in Example 1.

ところで、実施例1では、ポリエーテルサルホン(PES)の溶剤としては、DMF(ジメチルホルムアミド)を使用したが、他のジメチルアセトアミド(DMAc)でも同様の結果が得られる。
また、他の高分子と溶媒との組み合わせとしては、ポリビニールアルコール(polyvinyl alcohol, PVA)と水、ポリフッ化ビニリデン(PolyVinylidene DiFluoride; PVDF)やポリアクリロニトリル(polyacrylonitrile,PAN) やポリエーテルサルホン(Poly Ether Sulphone,PES)とジメチルアセトアミド(DMAc)もしくはDMF(ジメチルホルムアミド)、ナイロン(Nylon)と蟻酸、キトサンと酢酸もしくはクエン酸等の弱酸、アクリル(polymethyl methacrylate, PMMA)とメタノール、ポリ乳酸とクロロホルムの組み合わせなどがナノファイバーの製造として可能である。
By the way, in Example 1, DMF (dimethylformamide) was used as a solvent for polyethersulfone (PES), but similar results can be obtained with other dimethylacetamide (DMAc).
Other polymer and solvent combinations include polyvinyl alcohol (PVA) and water, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile (PAN), and polyether sulfone (Polysulfone). Ether Sulphone, PES) and dimethylacetamide (DMAc) or DMF (dimethylformamide), nylon (Nylon) and formic acid, chitosan and acetic acid or citric acid and other weak acids, acrylic (polymethyl methacrylate, PMMA) and methanol, polylactic acid and chloroform Combinations and the like are possible for the production of nanofibers.

[ナノファイバー接着剤生成部K]
次に、ナノファイバー接着剤生成部Kは、図1に示すように、ナノファイバー生成部Jと接着剤とナノファイバーの捕集部Lとの間に位置し、ポリプロピレン(或いはポリプロエチレン)の目の粗い不織布(或いは織又は網)で本実施例のフィルターの基材N3となる表面に、ナノファイバー状の接着剤N2を吹き付けるものである。
基本的には接着剤N2は、ナノファイバーが基材N3に捕集される直前に、図8、図9に示すように、ノズル部61からナノファイバー状にして基材N3に吹き付けるが、この接着剤N1がフィルム状になってナノファイバーの隙間を埋めてしまうと、折角のナノファイバーの良好な通気性が阻害されてしまう。したがって、接着剤N1はできるだけ細く、なるべくフィルム状にならないように、かつ、基材N3に確実に接着することが必要である。
図1において、ナノファイバー接着剤生成部Kの接着剤吹き付け部6は、中央の下部に配置され、上下に2個のノズル部61が一緒に基材移動部72の基材N3の面に対して平行に距離110cm(ナノファイバー生成幅)を往復移動させている。これは、接着剤N2はナノファイバー層のように積層させる必要がなく、強固にナノファイバーN1が基材N3に固着されるのであれば、むしろ少ないほうが良いからである。
[Nanofiber Adhesive Generator K]
Next, as shown in FIG. 1, the nanofiber adhesive generating part K is located between the nanofiber generating part J, the adhesive and the nanofiber collecting part L, and is made of polypropylene (or polypropylene). A nanofiber-like adhesive N2 is sprayed on the surface which becomes the base material N3 of the filter of this embodiment with a rough non-woven fabric (or woven or net).
Basically, the adhesive N2 is sprayed onto the substrate N3 in the form of nanofibers from the nozzle portion 61 as shown in FIGS. 8 and 9 immediately before the nanofibers are collected on the substrate N3. When the adhesive N1 becomes a film and fills the gaps between the nanofibers, good air permeability of the folded nanofibers is hindered. Therefore, it is necessary that the adhesive N1 be as thin as possible, be as thin as possible, and be securely bonded to the substrate N3.
In FIG. 1, the adhesive spraying part 6 of the nanofiber adhesive generating part K is arranged in the lower part of the center, and the two nozzle parts 61 together on the upper and lower sides of the base material moving part 72 with respect to the surface of the base material N3 In parallel, a distance of 110 cm (nanofiber generation width) is reciprocated. This is because the adhesive N2 does not need to be laminated like a nanofiber layer, and if the nanofiber N1 is firmly fixed to the substrate N3, it is preferable that the adhesive N2 be less.

本実施例では、接着剤としてEVA系ホットメルト接着剤(株式会社MORESCOモレスコメルトTN-111)を使用した。
この接着剤の組成は以下のようなものである。

エチレン−酸ビニル共重合体・・・15〜25%重量
粘着付与剤 ・・・53〜63%
固形パラフィン ・・・5 〜15%
鉱油 ・・・5 〜15%
オレフィン系共重合体 ・・・5%以下
添加剤 ・・・2%以下
In this example, EVA hot melt adhesive (MORESCO Morescommelt TN-111) was used as the adhesive.
The composition of this adhesive is as follows.

Ethylene-vinyl acid copolymer: 15-25% weight Tackifier: 53-63%
Solid paraffin: 5 to 15%
Mineral oil ... 5 to 15%
Olefin copolymer ... 5% or less Additive ... 2% or less

上記接着剤の高温の方が粘度が低くなり、180℃での粘度は300(mPa・s)であるので、この状態で使用できるようにするため、ノズル部61には加熱器62を設けてある。
ここで、接着剤吹き付け部6とノズル部61の詳細を、図1、図8及び図9に沿って説明するが、180℃程度に加熱した接着剤供給部612から供給ポンプ614によって、接着剤供給管613から先端ノズル直径が0.15mmの中心ノズル611に供給される。この中心ノズル611の先端の外筒を包むように筒状空気吹出ノズル615を設け、この筒状空気吹出ノズル615から高速空気を噴射して中心ノズル611から接着剤を引き抜くように基材N3に向かって噴射する。このとき空気を送風するエアポンプ617で50リットル/分で空気供給管616を介して噴出面積約1mm2から、ノズル部61全体を約200℃に加熱器62で加熱し、噴出空気も180℃程度に加熱して噴出し、接着剤がノズル先端でも180℃を維持するようにしている。
このような構成により、特にESD法を用いなくても、この方法よりは多少太くはなるが、直径200nm〜400nmの2本のナノファイバー状の接着剤が生成されることが判明し、このナノファイバー状に溶融した接着剤がポリプロピレンの基材N3にジグザグ状に貼り付くよう吹き付けられ、全体に均一に塗布される。
Since the viscosity of the adhesive is lower at a higher temperature and the viscosity at 180 ° C. is 300 (mPa · s), a heater 62 is provided in the nozzle portion 61 so that it can be used in this state. is there.
Here, details of the adhesive spraying part 6 and the nozzle part 61 will be described with reference to FIGS. 1, 8 and 9. The adhesive pump 614 is heated by the supply pump 614 from the adhesive supply part 612 heated to about 180 ° C. It is supplied from the supply pipe 613 to the central nozzle 611 having a tip nozzle diameter of 0.15 mm. A cylindrical air blowing nozzle 615 is provided so as to wrap the outer cylinder at the tip of the center nozzle 611, and high-speed air is ejected from the cylindrical air blowing nozzle 615 toward the base material N 3 so as to draw the adhesive from the center nozzle 611. Spray. The time from the injection area of about 1 mm 2 at 50 l / min air pump 617 for blowing air through the air supply pipe 616, heated in the heater 62 across the nozzle portion 61 to about 200 ° C., even 1 80 ° C. injected air It is heated and heated to a certain degree so that the adhesive maintains 180 ° C. even at the nozzle tip.
With such a configuration, it has been found that two nanofiber adhesives having a diameter of 200 nm to 400 nm are generated without using the ESD method, although it is somewhat thicker than this method. The adhesive melted in a fiber shape is sprayed on the polypropylene substrate N3 so as to stick in a zigzag manner, and is applied uniformly to the whole.

[ナノファイバー捕集部L1及びフィルター形成部L2(捕集部L)]
次に、ナノファイバーの捕集部Lを説明する。
ナノファイバーの捕集部Lのナノファイバー捕集部8(L1)は、図1に示すように、フィルターの基材7となる目が粗いが強度のあるポリプロピレンPPの不織布を、下から上にスクリーン状に移動させるための下フィードローラ81と上フードローラ82が設けられ、その両ローラの間には、ポリプロピレンの基材N3とナノファイバーN1を垂直に維持するために強度のある平面保持用金網83が設けられ、その背後にはナノファイバーN1を基材N3に吸い寄せるために吸引ダクト84が配置され、平面保持用金網83と基材N3の各素材の目を介してナノファイバーN1を吸引ポンプ(図示せず)による吸引空気(吸引負圧200Pa)を用いて吸い寄せ、かつ、下方位置の目の粗い箇所で吸引力が大きくなることを利用し、その箇所に上方位置でのナノファイバーが吸い寄せられ、その結果、ナノファイバー層の目の大きさが均一になり空気を通過する量も均一になるようにしている。
ここで、ナノファイバー捕集部L1とフィルター形成部L2(L)を動作を説明すると、基材7の基材供給部71には、目の粗いポリプロピレンPPの不織布であって、空気通過にほとんどが支障がない基材7(N3)が巻き取られている。この基材供給部71の軸が本方法(装置)の稼働時には基材7(N3)を巻き解くように回転し、フィードローラ81により所定量の基材7を基材移動部72の平面保持用金網83に送り出す。
フィードローラ81より送りだされた基材N3は、平面保持用金網83上で上方に移動するが、先ず、上述したナノファイバー状の接着剤N2が吹き付けられ塗布されるが、接着剤の温度は冷めており接着機能はなく、次に、接着剤N2の上に、ナノファイバー生成部Jで生成されたナノファイバーN1が積層される。
[Nanofiber collecting part L1 and filter forming part L2 (collecting part L)]
Next, the collection part L of a nanofiber is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the nanofiber collecting portion 8 (L1) of the nanofiber collecting portion L is formed from a polypropylene PP non-woven fabric having rough and strong eyes, which serves as a filter substrate 7, from the bottom to the top. A lower feed roller 81 and an upper hood roller 82 for moving in a screen form are provided, and between these rollers, a strong flat surface holding is required to keep the polypropylene substrate N3 and the nanofiber N1 vertical. A wire mesh 83 is provided, and a suction duct 84 is disposed behind the wire mesh 83 to attract the nanofibers N1 to the base material N3, and the nanofibers N1 are passed through the planes of the plane holding wire mesh 83 and the base material N3. Suction using suction air (suction negative pressure 200 Pa) by a suction pump (not shown), and using the fact that suction force increases at a rough spot in the lower position, Nanofibers are attracted in location, as a result, the amount that passes through the air becomes uniform size of the eye of the nanofiber layer is also to be uniform.
Here, the operation of the nanofiber collecting part L1 and the filter forming part L2 (L) will be described. The base material supply part 71 of the base material 7 is a non-woven polypropylene PP non-woven fabric, and hardly passes air. The base material 7 (N3) which does not hinder is wound up. The shaft of the base material supply unit 71 rotates so as to unwind the base material 7 (N3) when the method ( apparatus) is in operation, and a predetermined amount of the base material 7 is held on the plane of the base material moving unit 72 by the feed roller 81. Send to wire mesh 83.
The base material N3 fed from the feed roller 81 moves upward on the plane holding wire mesh 83. First, the nanofiber adhesive N2 is sprayed and applied, but the temperature of the adhesive is The nanofiber N1 produced | generated in the nanofiber production | generation part J is laminated | stacked on the adhesive agent N2 next.

次に、フィルター形成部L2について説明するが、一応、最下層がポリプロピレンの基材(N3)層、中間層が接着剤(N2)層、最上層がポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーN1の層となり、上フィードローラ82により方向を変えて送りだされるが、未だ完全に接着されていないので、再び接着剤N2を加熱ローラ85通過させて加熱し接着機能を回復させ、加熱ローラ85では所定の温度に接着剤(EVA)N2を温めるともに、これら積層体を屈曲させることによって圧力を付与し、N1、N2、N3を一体に接着にしてフィルター巻き取部73で巻き取って製品を完成させる。
ここで、接着剤N2を加熱する加熱ローラ85の加熱温度が重要となる。すなわち、加熱温度が低いと接着が完全ではなく、ナノファイバーN1と基材N3とが簡単に剥がれてしまい、加熱温度を高くしすぎると接着力は強くなるが、エチレン−酸ビニル共重合体等の接着剤はフィルム状になってしまいポリエーテルサルホン(PES)のナノファイバーの隙間(目)を塞いでしまい、フィルターの空気通過を阻害してしまいフィルター機能が低下する。
本実施例では加熱ローラ85の加熱温度を71℃に設定した。これは70℃でのフィルターにおける図10の千倍率の顕微鏡写真に示すように、ナノファイバー状で溶融しておらず余り接着していないが、71℃ではフィルターの図11における千倍率の顕微鏡写真に示すように、多少溶融して接着機能を発揮しており、75℃ではフィルターの図12の千倍率の顕微鏡写真に示すようにフィルム状になって、隙間を塞いでしまい、空気通過を阻害するようになっている。
Next, the filter forming portion L2 will be described. For the time being, the bottom layer is a polypropylene base (N3) layer, the intermediate layer is an adhesive (N2) layer, and the top layer is a polyethersulfone (PES) nanofiber N1. The layer is fed by changing the direction by the upper feed roller 82, but is not yet completely bonded, so that the adhesive N2 is again passed through the heating roller 85 and heated to recover the bonding function. In 85, the adhesive (EVA) N2 is heated to a predetermined temperature, and pressure is applied by bending these laminates, and N1, N2, and N3 are bonded together and wound by the filter winder 73 to obtain a product. To complete.
Here, the heating temperature of the heating roller 85 for heating the adhesive N2 is important. That is, if the heating temperature is low, the adhesion is not complete, and the nanofibers N1 and the substrate N3 are easily peeled off. If the heating temperature is too high, the adhesive strength is increased, but an ethylene-vinyl acid copolymer or the like. This adhesive becomes a film and closes the gaps (eyes) between the nanofibers of polyethersulfone (PES), impedes the passage of air through the filter and lowers the filter function.
In this embodiment, the heating temperature of the heating roller 85 is set to 71.degree. This is because, as shown in the photomicrograph of thousand magnification of FIG. 10 in the filter at 70 ° C., but not adhered too not melt at nanofibrous, micrographs of thousand magnification at 71 ° C. In the filter of Figure 11 As shown in Fig. 12, it melts somewhat and exhibits an adhesive function. At 75 ° C, it becomes a film as shown in the 1000 × micrograph of the filter in FIG. It is supposed to be.

ここで、本実施例で製造したナノファイバーを用いたフィルターの性能を、従来の市販のHEPAエアフィルターと比較した実験結果を示す。
[比較例フィルター]
日本無機(株)HEPAエアフィルター(アトモスGC(商標)捕集効率K)、
厚さ29mm:1層
[本実施例のナノファイバーフィルター]
基材+ナノファイバー:厚さ0.335mm〜0.42mm、1層
基材:ポリプロピレンの不織布,基材の厚さ0.255mm〜0.36mm、目付0.007g/cm2
接着剤:エチレン−酸ビニル共重合体,直径200nm〜400nm,目付0.00036g/cm2
ナノファイバー素材:ポリエーテルサルホン(PES)
直径100nm〜50nm,目付0.0004g/cm2
[実験の前提条件]
実験の測定条件は、JIS B 9927:2000の「クリーンルーム用エアフィルター性能試験方法」に準じて行い、各試料を15cm×15cmの面積にして、風圧が65.67リットル/分とし、パーティクルカウンタ(測定器:日本カノマックス株式会社、MSP1000XP(粒子からの光の散乱の強さを測定))で、0.3μmの塵の数を入口と出口で測定した。
[実験結果]
比較例:圧損98Pa 捕集効率90%
実施例:圧損30Pa 捕集効率95%
このように、本実施例のナノファイバー使用のフィルターは、従来の比較例におけるHEPAフィルターの29mmに比べて、厚さ0.335mm〜0.42mm(0.16mm〜0.08mm:ナノファイバーのみ)と薄く、かつ、捕集率が従来の比較例の90%と比べて95%と高いにも拘わらず、空気の圧損は従来の98Pa に比べて30Paと低く、空調機に使用した場合にファンへの負担は著しく軽減される。
Here, the experimental result which compared the performance of the filter using the nanofiber manufactured in the present Example with the conventional commercial HEPA air filter is shown.
[Comparative filter]
Nippon Inorganic Co., Ltd. HEPA air filter (Atmos GC (trademark) collection efficiency K),
Thickness 29mm: 1 layer
[Nanofiber filter of this example]
Substrate + nanofiber: thickness 0.335Mm~0.42Mm, 1 layer substrate: polypropylene nonwoven, the thickness of the substrate 0.255Mm~0.36Mm, basis weight 0.007 g / cm 2,
Adhesive: ethylene-vinyl acid copolymer, diameter 200 nm to 400 nm, basis weight 0.00036 g / cm 2 ,
Nanofiber material: Polyethersulfone (PES)
Diameter 100nm~50nm, basis weight 0.0004g / cm 2,
[Prerequisites for the experiment]
The measurement conditions for the experiment are in accordance with JIS B 9927: 2000 “Clean Air Filter Performance Test Method”, each sample is 15 cm × 15 cm in area, the wind pressure is 65.67 liters / minute, and the particle counter (measuring instrument) : Nippon Kanomax Co., Ltd., MSP1000XP (measuring light scattering intensity from particles)), the number of 0.3 μm dust was measured at the inlet and outlet.
[Experimental result]
Comparative example: pressure loss 98 Pa collection efficiency 90%
Example: Pressure loss 30 Pa Collection efficiency 95%
As described above, the filter using nanofibers of this example has a thickness of 0.335 mm to 0.42 mm (0.16 mm to 0.08 mm: only nanofibers) as compared with 29 mm of the HEPA filter in the conventional comparative example, and Although the collection rate is as high as 95% compared to 90% in the conventional comparative example, the air pressure loss is as low as 30 Pa compared to the conventional 98 Pa, and the burden on the fan when used in an air conditioner is Remarkably reduced.

以上説明したように、本発明の実施例のナノファイバーを用いたフィルター、及びその製造方法は、静電誘導のESD法と高速気流との組み合わせ、金属球を可能な限り小さくしたことにより、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離Bが短くできること、及び、高電圧の電圧13kvから3kvと低くすることができる。以下、本実施例の利点は以下のようなものである。
1.紡出ノズル1本当たりの生産量は、従来の高速気流を用いない紡出ノズルの1000本から3000本相当の生産能力を有する。
2.金属球を小さくしたことにより、金属球31の底面311と紡出ノズル開口211との距離Bが短くできる。
3.高電圧の電圧13kvから3kvと低くすることができる。
4.金属球31と紡出ノズル21と高速気流の噴射ノズル41からなる生成ユニットYのスペースを小さくすることができ、複数の生成ユニットYを並列しても全体として小型になるので、装置1台当たりの紡出量を大幅に増やして大量生産が可能となる。
As described above, the filter using the nanofiber according to the embodiment of the present invention and the manufacturing method thereof are a combination of the electrostatic induction ESD method and the high-speed air flow, and the metal sphere is made as small as possible. The distance B between the bottom surface 311 of the sphere 31 and the spinning nozzle opening 211 can be shortened, and the high voltage 13 kv to 3 kv can be reduced. Hereinafter, advantages of the present embodiment are as follows.
1. The production amount per spinning nozzle has a production capacity equivalent to 1000 to 3000 spinning nozzles that do not use conventional high-speed airflow.
2. By reducing the metal sphere, the distance B between the bottom surface 311 of the metal sphere 31 and the spinning nozzle opening 211 can be shortened.
3. The high voltage can be lowered from 13 kv to 3 kv.
4). Since the space of the generating unit Y composed of the metal ball 31, the spinning nozzle 21, and the jet nozzle 41 for high-speed airflow can be reduced, and the plurality of generating units Y are arranged in parallel, the overall size is reduced. Mass production is possible by greatly increasing the amount of spinning.

5.ナノファイバー接着剤生成部Kは、接着剤を加熱して中心ノズルから噴射し、その周りから中心ノズルを包むように高温の高速空気を噴射したので、簡単な装置でナノファイバー状の接着剤を生成することができる。
6.基材N3とナノファイバーN1と接着には、接着剤がナノファイバーの目をフィルム状になって塞がないような所定の温度及び圧力にして一体としたので、ナノファイバーを用いた高捕集率と低圧力損失を兼ね備え、かつ、強度のあるフィルターを製造できる。
このことは、従来のナノファイバーを用いたフィルターのように単にナノファイバーを基材で挟んだだけのものとは異なり、ナノファイバーの位置は時が経てもずれることがなく、しかも基材の強度と同じになり、かつ、ナノファイバーを用いたフィルターの特性である高捕集率と低圧力損失を有する機能を極力損なわない状態で製造することができる。
7.ナノファイバー生成部Jと、ナノファイバー接着剤生成部Kと、接着剤とナノファイバーの捕集部Lが従来のように連携して荷電させる必要がないのでそれぞれ分離可能であり、装置が簡単で、メンテナンスも簡単となり、温度・湿度の管理が簡単でランニングコストが安価で、拡張性も高い。
8.ナノファイバー捕集部L1の装置内部をダクトで吸引して負圧にして、希釈した引火性有機溶媒をスクラバに回収し外部に漏れない。
9.ナノファイバー捕集部L1の平面保持用金網の背面をダクトで吸引して負圧にしているので、下方位置にあるナノファイバーの目の粗い箇所で吸引力が大きくなる。その箇所に上方位置のナノファイバーが吸い寄せられ、その結果、ナノファイバー層の目の大きさが均一になり空気を通過する量が均一になる。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。
5). The nanofiber adhesive generator K heats the adhesive and sprays it from the center nozzle, and sprays high-temperature high-speed air around the center nozzle so that nanofiber adhesive can be generated with a simple device. can do.
6). Adhesion between the base material N3 and the nanofiber N1 is performed at a predetermined temperature and pressure so that the adhesive of the nanofiber becomes a film and does not block the nanofiber. A filter having both strength and low pressure loss and strength can be manufactured.
This is different from the conventional filter using nanofibers, in which the nanofibers are simply sandwiched between the substrates, and the position of the nanofibers does not shift over time, and the strength of the substrate In addition, it can be manufactured in a state where the function of having a high collection rate and low pressure loss, which are characteristics of a filter using nanofibers, is not impaired as much as possible.
7). Since the nanofiber generator J, the nanofiber adhesive generator K, and the adhesive and nanofiber collector L do not need to be linked and charged as in the conventional case, they can be separated and the apparatus is simple. Maintenance is also simple, temperature and humidity management is simple, running costs are low, and scalability is high.
8). The inside of the apparatus of the nanofiber collecting part L1 is sucked with a duct to make a negative pressure, and the diluted flammable organic solvent is collected in the scrubber and does not leak outside.
9. Since the back of the plane holding wire mesh of the nanofiber collector portion L1 provides suction with a duct has a negative pressure, the suction force is increased at a coarse position of the nanofibers in the lower position. The nanofibers at the upper position are attracted to the part, and as a result, the size of the nanofiber layer becomes uniform, and the amount of air passing through is uniform.
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments as long as the features of the present invention are not impaired.

J・・ナノファイバー生成部、K・・ナノファイバー接着剤生成部、
L・・捕集部、L1・・ナノファイバー捕集部、
L2・・フィルター形成部、
M・・生成部装置枠体、
E・・電気力線、G・・接地、
N1・・高分子溶液(PES)、N2・・接着剤(EVA)、
N3・・基材(PP不織布)
X・・ 高速気流、Y・・生成ユニット、
1・・材料供給部(材料容器)、11・・ギヤポンプ(吐出手段)、
12・・供給配管、
2・・ 紡出ノズル部、21・・紡出ノズル 、211・・紡出ノズル開口、
22・・誘導筒、23・・ヒーター(加熱器)、
3・・電極部、31・・金属球、311・・底面、33・・高電圧電源、
4・・高速気流噴射ノズル部、41・・噴射ノズル、411・・開口、
42・・高圧ポンプ
6・・接着剤吹き付け部、61・・ノズル部、
611・・中心ノズル(接着剤)、612・・接着剤供給部、
613・・接着剤供給管、614・・供給ポンプ、
615・・筒状空気吹出ノズル、616・・空気供給管、617・・エアポンプ、
62・・加熱器、
7・・基材、71・・基材供給部、72・・基材移動部、
73・・フィルター巻き取部、
8・・ナノファイバー捕集部
81・・下フィードローラ、82・・上フィードローラ、83・・平面保持用金網、
84・・吸引ダクト、85・・加熱ローラ、
J ・ ・ Nanofiber production part, K ・ ・ Nanofiber adhesive production part,
L ・ ・ Collecting part, L1 ・ ・ Nanofiber collecting part,
L2 ・ ・ Filter forming part,
M ·· Generator frame,
E ... Electric field lines, G ... Grounding,
N1 ... Polymer solution (PES), N2 ... Adhesive (EVA),
N3 ・ ・ Base material (PP non-woven fabric)
X ... High-speed airflow, Y ... Generation unit,
1 .... Material supply section (material container), 11 .... Gear pump (discharge means),
12 .... Supply piping,
2 .... Spinning nozzle part, 21 ... Spinning nozzle, 211 ... Spinning nozzle opening,
22 .. Induction cylinder, 23 .. Heater (heater),
3 .. Electrode part, 31 .. Metal sphere, 311 .. Bottom surface, 33 .. High voltage power supply,
4 .... High-speed air current injection nozzle part, 41 .... Injection nozzle, 411 ... Open,
42 .... High pressure pump 6 ... Adhesive spraying part 61 ... Nozzle part
611 .. Central nozzle (adhesive), 612 .. Adhesive supply section,
613 ... Adhesive supply pipe, 614 ... Supply pump,
615 .... Cylinder air blowing nozzle, 616 ... Air supply pipe, 617 ... Air pump,
62 .. Heater,
7 .. Base material 71.. Base material supply section 72.. Base material movement section
73 .. Filter winding part,
8 .. Nanofiber collecting part 81.. Lower feed roller 82.. Upper feed roller 83..
84 .. Suction duct, 85 .. Heating roller,

Claims (3)

ノズル部は接着剤を供給する接着剤供給管と、接着剤を噴出する中心ノズルと、加熱空気を吐き出す筒状空気吐出ノズルとからなり、前記接着剤供給管の先に設けた前記中心ノズルをから供給ポンプによって接着剤を噴出するものであって、
前記ノズル部全体を加熱器で加熱し、前記中心ノズル先端の外筒を包むように前記筒状空気吐出ノズルを設け、前記筒状空気吹出ノズルから加熱された高速空気を中心ノズルから接着剤を引き抜くように噴射させるエアポンプを設け、
加熱されて溶融した接着剤を前記ノズル部の中心ノズルから噴出させ、前記筒状空気吐出ノズルからの加熱された高速空気を噴射することによって、前記溶融した接着剤を直径200nm〜400nmのナノファイバー状に引き抜くようにして吹き付けることを特徴とする接着剤吹き付け方法
The nozzle part is composed of an adhesive supply pipe for supplying an adhesive, a central nozzle for ejecting the adhesive, and a cylindrical air discharge nozzle for discharging heated air, and the central nozzle provided at the tip of the adhesive supply pipe The adhesive is ejected by the supply pump from
Bonding the entire nozzle portion is heated by the heater, set the tubular air outlet nozzle so as to surround the outer tube of the distal end of the central nozzle only, the high velocity air which is heated from the tubular air outlet nozzle from the centered nozzle An air pump that injects the agent to pull out the agent is provided.
The heated and melted adhesive is ejected from the central nozzle of the nozzle part, and the heated high-speed air is ejected from the cylindrical air discharge nozzle, whereby the melted adhesive is nanofiber having a diameter of 200 nm to 400 nm. A method of spraying an adhesive , characterized in that it is sprayed as if it was pulled out .
溶融した接着剤を噴出する前記中心ノズルの先端ノズル直径は、0.15mmであることを特徴とする請求項1に記載の接着剤吹き付け方法The tip nozzle diameter of the central nozzle, a method spraying adhesive according to Motomeko 1 you being a 0.15mm for jetting molten adhesive. ナノファイバー状の前記接着剤は、フィルター用のナノファイバー層と基材との接着に用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の接着剤吹き付け方法 Nanofibrous of the adhesive, the method spraying adhesive according to Motomeko 1 or 2 you characterized by using the adhesion between the nanofiber layer and the base material of the filter.
JP2016077073A 2016-04-07 2016-04-07 Adhesive spraying method Active JP6150921B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016077073A JP6150921B2 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Adhesive spraying method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016077073A JP6150921B2 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Adhesive spraying method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014243392A Division JP5946894B2 (en) 2014-12-01 2014-12-01 Filter using nanofiber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016168592A JP2016168592A (en) 2016-09-23
JP6150921B2 true JP6150921B2 (en) 2017-06-21

Family

ID=56982893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016077073A Active JP6150921B2 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Adhesive spraying method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6150921B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102600122B1 (en) * 2019-07-18 2023-11-07 주식회사 엘지화학 Coaxial Nozzle for Solution Blow Spinning with Support members
KR102646713B1 (en) * 2019-07-05 2024-03-11 주식회사 엘지화학 Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08243460A (en) * 1995-03-06 1996-09-24 Santsuule:Kk Coating nozzle apparatus in curtain fiber-like spray coating apparatus
JPH107993A (en) * 1996-06-27 1998-01-13 K S T:Kk Heat sealable sheet and its production
US7846374B2 (en) * 2004-11-05 2010-12-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Blowing gases in electroblowing process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102646713B1 (en) * 2019-07-05 2024-03-11 주식회사 엘지화학 Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method using the same
KR102600122B1 (en) * 2019-07-18 2023-11-07 주식회사 엘지화학 Coaxial Nozzle for Solution Blow Spinning with Support members

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016168592A (en) 2016-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5762806B2 (en) Filter manufacturing method using nanofiber
JP5473144B2 (en) Nanofiber manufacturing method
JP2011127234A (en) Method for producing nanofiber
CN106133213B (en) Nano-fiber manufacturing apparatus
KR101417142B1 (en) Solution spun fiber process
JP4598083B2 (en) Electrostatic spraying apparatus and electrostatic spraying method
EP2327817B1 (en) Spinning apparatus and process for manufacturing nonwoven fabric
JP6269922B2 (en) Fiber sheet and fiber product using the same
JP4209734B2 (en) Nonwoven fabric and method for producing the same
JP5150137B2 (en) Method for producing ultrafine fiber nonwoven fabric
US20090294733A1 (en) Process for improved electrospinning using a conductive web
JP2009127150A (en) Electrospinning apparatus
JP6624589B2 (en) Manufacturing method of laminated nonwoven fabric
CN110812947B (en) Electret non-woven filter material with cavity structure and preparation method thereof
JP5883614B2 (en) Method for producing nanofiber laminate
JP5946894B2 (en) Filter using nanofiber
JP5647498B2 (en) Nonwoven fabric manufacturing apparatus, nonwoven fabric manufacturing method, and nonwoven fabric
CN106811869A (en) Stacking non-woven fabrics
JP6150921B2 (en) Adhesive spraying method
WO2021082090A1 (en) Anti-backflushing nanofiber composite filter material having anchor points
JP5305961B2 (en) Extra fine fiber nonwoven fabric
JP5653775B2 (en) Nonwoven fabric manufacturing apparatus, nonwoven fabric manufacturing method, and nonwoven fabric
JP5305960B2 (en) Manufacturing method of ultra-fine fiber nonwoven fabric and manufacturing apparatus thereof
JP5383937B1 (en) Nanofiber manufacturing equipment
JP5475496B2 (en) Spinning apparatus, nonwoven fabric manufacturing apparatus, nonwoven fabric manufacturing method, and nonwoven fabric

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170519

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6150921

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250