TWI789643B - 奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法 - Google Patents

奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種基於改善生產性之熔噴法之奈米纖維製造裝置及製造方法。在本發明中，將投入到料斗（2）中之顆粒狀的原料亦即樹脂供給到藉由加熱器（4）而被加熱之加熱筒（3）內並熔融，並且藉由利用馬達（6）進行旋轉之螺桿（5）向加熱筒（3）的前方送出。在加熱筒（3）上設置有頭部（7），從形成於頭部（7）的中心之氣體噴出口（71）噴出高壓氣體。到達至加熱筒（3）的前端之熔融樹脂經由頭部（7）的內部，從配置於向樹脂吐出口（73）的下游方向後退之位置之6根極細管的樹脂吐出口（73）吐出。藉此，使從樹脂吐出口（73）吐出之熔融樹脂拉伸，並形成奈米級直徑的纖維。

Description

奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法
本發明係有關一種能夠藉由簡單的結構來提供高品質的奈米纖維的奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法。
近年來，隨著奈米級直徑的纖維、所謂奈米纖維的用途的擴大，需求急速提高。奈米纖維隨著其用途的擴大，要求品質較高且與用途相對應之特殊的奈米纖維。並且，關於奈米纖維的製造，已知有電紡絲法或熔噴法等各種已知的方法，各個方法中存在優點及缺點。
作為上述背景技術，在專利文獻1中公開有在熔噴纖維中混入溶液吐出纖維之、由複數種纖維構成之不織布的製造方法。具體地係使溶液吐出纖維混入到藉由熔噴法從噴嘴吐出之熔噴纖維的纖維流中者，其中，前述溶液吐出纖維係利用使從液體吐出部吐出之紡絲溶液藉由從氣體吐出部噴出之氣體來噴出之溶液紡絲手段來吐出紡絲溶液並纖維化。
並且，在非專利文獻1中公開有關於基於電紡絲法之奈米纖維的製造方法之內容。在該非專利文獻1中，公開有相對於在以往基於樹脂的膨潤需要溶劑之電紡絲法之奈米纖維的製造，藉由進行不使用溶劑而基於熱之膨潤來防止使用溶劑時的引火、爆炸之構成等。並且對於基於熔噴法之奈米纖維製造方法的缺陷亦進行詳述。
專利文獻1：日本專利公開2010-185153號公報
非專利文獻1：WEB-Journal No.151不織布增刊號 （http://www.webj.co.jp/index.html）
如在上述非專利文獻1中亦記載，在基於以往的熔噴法之奈米纖維的製造方法中為了使其纖維直徑變細，可以考慮以高速噴出高溫空氣之方法、及將聚合物的吐出抑制為較低之方法，但以高速噴出高溫空氣時，導致纖維直徑變細但纖維的長度變短而成為零碎狀，另一方面在將聚合物的吐出抑制為較低時，導致每單位時間的生產量顯著降低，任何情況下均難以大量生產品質良好的奈米纖維。相對於此，電紡絲法中雖然生產性提高，但裝置變得複雑化，且需要應對引火･爆炸之對策，因此導致製造成本提高。
本發明係鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供一種在熔噴方式的奈米纖維製造方法中能夠大量供給品質良好的奈米纖維，且進一步可排除引火或爆炸的主要原因來提高安全性之奈米纖維製造方法及奈米纖維製造裝置。 ［解決問題之技術手段］
本發明的奈米纖維製造裝置係具備相對於從高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流吐出液狀性原料之液狀性原料吐出手段之奈米纖維製造裝置，其中，該液狀性原料吐出手段以從前述高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流為中心配置有複數個。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，前述液狀性原料吐出手段具備將原料熔融並進行擠出之擠出手段。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，前述液狀性原料吐出手段具備供給熔解原料之手段。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，在前述高壓氣體噴出手段上設置有用於供給高壓且高溫的氣體之氣體供給手段， 從前述高壓氣體噴出手段以高壓噴出高溫的氣體。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，具備能夠調整相對於從前述高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流之前述液狀性原料吐出手段的設置角度的角度調整手段。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，至少兩個以上的前述液狀性原料吐出手段相對於前述高壓氣體噴出手段對稱配置。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，前述液狀性原料吐出手段在從前述高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流的周圍以等間隔配置。
並且，本發明的奈米纖維製造裝置中，從前述高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流設置於相對於奈米纖維製造裝置的設置面垂直的方向。
本發明的奈米纖維製造方法係相對於從高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流，從液狀性原料吐出手段吐出液狀性原料來製造奈米纖維之奈米纖維製造方法，該奈米纖維製造方法中，從以從前述高壓氣體噴出手段噴出之高壓氣流為中心而配置有複數個之前述液狀性原料吐出手段吐出液狀性原料時，調整從前述液狀性原料吐出手段相對於前述高壓氣流之液狀性原料的吐出角度。
而且，本發明的奈米纖維製造方法係利用奈米纖維製造裝置之奈米纖維製造方法，前述奈米纖維製造裝置具備被供給原料之加熱筒、對該加熱筒進行加熱之加熱手段、及在前述加熱筒內擠出原料之擠出裝置，前述方法中，在前述加熱筒的端部設置有噴射高壓氣體之氣體噴出口，在該氣體噴出口的周圍設置有吐出在前述加熱筒內成為熔融狀態之原料之複數個原料吐出手段，藉由前述加熱手段對前述加熱筒進行加熱來使供給至前述加熱筒的內部之原料熔融或維持原料的熔融狀態，藉由前述擠出裝置來使原料從前述原料吐出手段吐出，藉由從前述氣體噴出口噴射之氣體生成氣流，藉由將前述吐出原料從外周搭載於噴出氣體的氣流來使其伸長並形成為奈米級直徑的纖維。
依本發明，能夠安全地製造直徑更小且品質更高的奈米纖維。並且，在製造奈米纖維時，能夠不使用利用高電壓之裝置而藉由設置複數個樹脂吐出手段來彌補作為基於熔噴方式之缺陷之每單位時間的生產量。
以下對用於實施本發明之形態進行說明。當然，本發明在不違反其發明的趣旨之範圍內，能夠輕鬆地應用除在本實施形態中進行說明之構成以外的構成者自不必說。
本發明係相對於以高壓噴出之流體（氣體狀的流體為較佳）供給液狀性原料來形成奈米纖維者，但在本申請說明書中，未特別指定組成而稱作“氣體”時，係包含由所有組成或分子構造構成之氣體者。並且，在本申請說明書中，“原料”係指成形奈米纖維時的所有的材料，在以下的實施例中，對於作為“原料”而使用合成樹脂之例子進行說明，但並不限定於此，可使用各種組成材料。並且，在本申請說明書中，術語“液狀性原料”並不限定於原料的性狀為液體者，係包含在將固態的原料熔融並以擠出裝置進行擠出來形成奈米纖維之實施例1中應用之“熔融原料”，且包含在對於規定的溶剤預先進行熔解以使固態的原料或液狀的原料成為規定濃度，並將其藉由適當的手段送給並從吐出口吐出或進行擠出來形成奈米纖維之實施例2中應用之“熔解原料”者。亦即，本發明中之“液狀性原料”係指需要具有能夠從供給口（噴出口、吐出口）供給（噴出、吐出）“原料”之程度的黏性之性狀者，在本發明中，將具有該種液狀的性質之“原料”稱作“液狀性原料”。
詳細內容將進行後述，但作為本發明的實施例1及實施例2而進行說明之奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法的共同之基本發明的概念如第11圖所示，在中心具備高壓氣體噴出手段71，在從高壓氣體噴出手段71噴出之高壓氣流90的周圍，複數個吐出液狀性原料之吐出手段73a的設置角度可改變。亦即，係可改變相對於高壓氣流90之液狀性原料的供給角度θ者。本發明的基本概念如第11圖所示，吐出液狀性原料之吐出手段73a相對於高壓氣流90的中心線91以供給角度θ配置，從複數個吐出手段73a吐出供給之吐出液狀性原料朝向高壓氣流90的中心線91而配置。從複數個吐出手段73a吐出供給之吐出液狀性原料以在中心線91上交叉之方式配置為較佳。
在第11圖中，各構成要件的配置狀態如上，位置関係則如下。若將該些以高壓氣體的氣體噴出口71（開口噴嘴）的位置為基準，以後退至比其更靠下游側之位置関係來表示，則a為自吐出手段73a的吐出口之原料吐出口後退距離，b為自吐出手段73a的吐出口之吐出原料交差之位置的後退距離，c為吐出手段73a的吐出口的開口直徑，d為氣體噴出口間隙。 在此，係如下構成者：相對於高壓氣流90的中心線91，吐出液狀性原料之吐出手段73a以供給角度θ配置，以tanθ=d/（b-a）（1）表示之原料供給正切角度θ能夠在0°＜θ＜90°的範圍內調整。作為一例，原料吐出口後退距離a=30mm，吐出口開口直徑c=2mm，氣體噴出口間隙d=7mm，將噴出高壓氣體的壓力設為約0.15MPa時，期望θ=20°±10°。
如此，原料供給正切角度θ係應由原料吐出口後退距離a、吐出原料交差位置後退距離b、氣體噴出口間隙d而決定者，而且，係應由高壓氣體的噴出口開口直徑c、噴出高壓氣體的壓力及溫度之間的關係而決定者。
在本發明的實施例1的奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法中，將投入於料斗中之顆粒狀的原料（樹脂）供給至藉由加熱器進行加熱之加熱筒內來進行熔融，並藉由以馬達進行旋轉之螺桿來送出到加熱筒的前方。在加熱筒上設置有頭部，從形成於頭部的中心之氣體噴出口噴出高壓氣體。到達至加熱筒的前端之液狀性熔融原料（熔融樹脂）經由頭部的內部而從配置於氣體噴出手段的下游側之複數根極細管的液狀性熔融原料（熔融樹脂）的供給手段（吐出手段）被供給（吐出）。複數根的極細管的液狀性熔融原料吐出手段均勻地配置於在中心配置之氣體噴出口的周圍。藉此，使從液狀性熔融原料吐出手段吐出之熔融樹脂拉伸，並形成奈米級直徑的纖維。
在本發明的實施例2的奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法中，以從形成於中心之氣體噴出口噴出高壓氣體之方式構成，相對於此，從配置於液狀性熔解原料吐出手段的下游側之複數根極細管的液狀性熔解原料吐出手段吐出高壓氣體。
（實施例1) 以下，對於本發明的實施例1中之奈米纖維製造裝置的整體構成，依據第1圖～第3圖進行說明。
作為本發明的實施例1，第1圖所示之奈米纖維製造裝置1由以下構成：料斗2，用於將作為奈米纖維的素材之樹脂（微細粒徑的粒體狀合成樹脂）投入到奈米纖維製造裝置1中；加熱筒3，用於從料斗2接受樹脂的供給並使其加熱熔融；加熱器4，作為對加熱筒從外側進行加熱之加熱手段；螺桿5，能夠旋轉地容納於加熱筒3內，且作為用於藉由旋轉來使熔融樹脂向加熱筒3的前端移動之擠出裝置；馬達6，作為使螺桿5經由連結部61（詳細內容未圖示）進行旋轉之驅動手段；及圓柱狀的頭部7，設置於加熱筒3的前端，並且在內部具備用於使後述的熔融樹脂從周圍吐出之樹脂吐出手段，另外，具備從中心部噴射氣體狀的熱風之氣體噴出口71（開口噴嘴）。對於該圓柱狀頭部7，為了從中心部噴射噴射氣體，經由連結於作為氣體供給管之氣體配管部8之管道81供給高壓氣體。在氣體配管部8設置有加熱器等未圖示之加熱手段，且構成為從氣體噴出口71（開口噴嘴）噴射熱風。另外，頭部7和加熱筒3經由Ｏ型環或環形狀的薄片構件等薄片部9而被連接，且具備熔融樹脂不會漏出到裝置外之構成。
在加熱筒3外周配置之複數個加熱器4藉由未圖示之控制手段構成為能夠各自独立或統一進行溫度控制。在本實施例中，如第1圖所示，示出配設有4台加熱器4者，但並不限定於此，可根據所使用之樹脂的素材或性質、加熱筒3的直徑或長度等諸多條件來改變設置數量，或改變各加熱器的大小，或適當改變配置條件。
第2圖係本實施例的奈米纖維製造裝置1的俯視圖，第3圖係主視圖。第4圖至第6圖係表示頭部7的構造之說明圖。
如第3圖所示，在作為本發明的實施例之頭部7，從加熱筒3的外周經由氣體配管部8而連結有供給高壓氣體之管道81。來自管道81之高壓氣體被導入於頭部7的內部並從形成於中心部之氣體噴出口71（開口噴嘴：第3圖）噴出。在該氣體噴出口71的周圍，樹脂吐出手段73以等間隔配置有複數個。在本實施例中，樹脂吐出手段73設為由具備樹脂吐出針73a及具備將該樹脂吐出針73a安裝於頭部7之構造之樹脂吐出針安裝部73b構成者。
第3圖所示之頭部7具備遮蓋加熱筒3的前端部之加熱筒蓋部77、及作為保持樹脂吐出手段73之手段之樹脂吐出手段保持環部78。樹脂吐出手段保持環部78相對於加熱筒蓋部77藉由螺栓等固定手段（無符號）而被固定。
藉由該樹脂吐出手段保持環部78將樹脂吐出手段73在氣體噴出口71（開口噴嘴）的周圍配置複數個時，將複數個樹脂吐出手段73以等間隔、等距離（自氣體噴出口之距離a）、或等角度（吐出角度θ）來設置，藉此能夠大幅提高具有均勻的直徑和纖維長度之奈米纖維的生產量。
在此，藉由第11圖來對氣體噴出口71（開口噴嘴）和配置於周圍之樹脂吐出手段73的配置関係進行說明。藉由從配置於頭部7的中心部之氣體噴出口71噴出之氣流90而被噴出。相對於該氣流90，設置有在周圍配置有複數個之樹脂吐出手段73，從作為樹脂吐出口之樹脂吐出針73a，朝向藉由吐出角度θ從噴出口71噴出之氣流90被吐出。樹脂吐出針73a的樹脂吐出口配置於自噴出口71距離a的前方（沿著自噴出口71的氣流90時為下游側）。複數個樹脂吐出針73a的各樹脂吐出口以吐出樹脂朝向自噴出口71距離b的前方（沿著自噴出口71的氣流90時為下游側）交叉之方式被吐出。
藉由改變作為複數個樹脂吐出手段73的配置條件之樹脂吐出手段73的數量、配置間隔、配置距離（自氣體噴出口的距離a）、配置角度（θ），亦能夠形成具有不均勻的直徑或纖維長度之奈米纖維。因此根據所製造之奈米纖維的用途來適當地選擇並改變樹脂吐出手段73的配置間隔等配置條件即可。
第4圖係第3圖的頭部7的A-A線處之剖面圖，第5圖（a）、第5圖（b）、第5圖（c）表示第4圖的頭部7的主要部位（B-B截面、C-C截面、D-D截面）處之各剖面圖。並且，第6圖係表示高壓氣體的流路A及熔融樹脂的流路B之說明圖。如第4圖至第6圖所示，在頭部7的內部等間隔地形成有與樹脂吐出手段73對應之6條樹脂流路75（圖中的箭頭B）。樹脂吐出手段73經由樹脂流路75連接於加熱筒3。藉由螺桿5的旋轉被擠壓之熔融樹脂向第5圖（c）的D-D剖面圖所示之樹脂流路75流入，經由C-C剖面圖所示之樹脂流路75，流入B-B剖面圖所示之樹脂吐出針安裝部73b的內部，且從樹脂吐出針73a吐出。並且此時，如第4圖所示，氣體流路72（圖中的箭頭A）以不干擾樹脂流路75（圖中的箭頭B）之方式形成於頭部7的中央，如第5圖（b）的C-C剖面圖所示，通過任意相鄰之樹脂流路75之間，且從頭部7的外側朝向內側改變方向而形成。經由管道81，氣體配管部8連接於氣體流路72。經由如此形成之氣體流路72，從氣體噴出口71（開口噴嘴）噴射藉由氣體噴射部8而供給之高壓且高溫的氣體。如此，樹脂流路75和氣體流路72在頭部7內互相不干擾而形成。另外，第7圖（b）中之符號79係相對於加熱筒蓋部77安裝管道（氣體流路）81時的螺紋部79。
為了調節相對於樹脂吐出手段73的氣體流路72之配置條件，設置樹脂吐出手段73的保持調節手段74。然而，樹脂吐出手段73的樹脂吐出針73a的樹脂吐出口的直徑非常小，非常易受裝置的振動、樹脂的壓力等應力的影響，有時亦會改變前述的樹脂吐出手段73的配置條件，或產生從頭部7的脫離。因此，即使調節改變樹脂吐出口74的角度，亦需要以不對樹脂吐出針73a施加應力之方式設為如樹脂吐出針73a不從頭部7脫離之構成。
第7圖（a）係表示基於樹脂吐出口支撐部74之支撐構造之說明圖，前述樹脂吐出口支撐部74用於將樹脂吐出手段73相對於樹脂吐出手段保持環部78固定且能夠調整其安裝角度。樹脂吐出手段73由樹脂吐出針73a和樹脂吐出針安裝部73b構成，樹脂吐出針安裝部73b藉由基於未圖示之螺合、卡合、銷等之適當的固定手段固定於頭部7的樹脂吐出手段保持環部78。在樹脂吐出針73a上設置有樹脂吐出口支撐部74。該樹脂吐出口支撐部74以從周圍把持樹脂吐出針73a之方式由樹脂吐出針把持部74a、及如第7圖所示具備從頭部7的外側朝向內部貫穿而設置之能夠進退之調整桿74c之調整手段74b構成。藉由使調整手段74b工作來使調整桿74c進退並使樹脂吐出針把持部74a朝向頭部7的直徑方向移動，藉此能夠將樹脂吐出針73a以所希望的位置、角度固定。藉由該種樹脂吐出口支撐部74，樹脂吐出手段73能夠以相對於來自氣體噴出口71之噴出氣流按照所希望的吐出角度來吐出吐出熔融樹脂之方式進行調整，且能夠以該角度可靠地固定。
依該構成，作為相對於噴出氣流之熔融樹脂的吐出角度的調整手段而有用，且樹脂吐出針73a為非常細的管狀，其前端在奈米纖維製造裝置1運轉時有可能會由馬達6或螺桿5的驅動而导致大幅度地振動，但該樹脂吐出口支撐部74亦能夠有效地抑制該振動。另外，在本實施例的第2圖中將樹脂吐出手段73設為6根，將樹脂吐出口支撐部74相應地設置6台而示出，但並不限定於此，可根據所使用之樹脂、生產量、產品的特性等條件來適當地選擇其數量。
第7圖（b）中示出樹脂吐出手段73的角度調整功能的其他例子。在該實施例中，樹脂吐出口支撐部74亦以從周圍把持樹脂吐出針73a之方式由樹脂吐出針把持部74d、及具備從頭部7的外側朝向內部貫穿而設置之能夠進退的調整桿74e之調整手段（未圖示）構成。此時，使調整手段工作，藉此使調整桿74e進退來使樹脂吐出針把持部74d朝向頭部7的直徑方向移動，藉此能夠將樹脂吐出針73a以所希望的位置、角度來固定。此時，將樹脂吐出針安裝部73c設為球狀或圓柱狀，將如該樹脂吐出針安裝部73c成為旋轉、回轉自如之滑動面76形成於頭部7的樹脂吐出手段保持環部78，安裝樹脂吐出針安裝部73c，藉此能夠輕鬆地調整樹脂吐出針73a的角度。藉此，能夠不擔心樹脂吐出針73a的脫落而調整樹脂吐出手段73的角度。
另外，氣體噴出口71和樹脂吐出手段73如圖示，構成為氣體噴出口71後退至比樹脂吐出手段73更靠下游側之位置而配置。藉由如此構成，沿著從氣體噴出口71噴射之氣體的噴出氣流的分佈而熔融樹脂漸漸被拉伸並成為奈米級直徑的纖維狀。並且，藉由未圖示之加溫手段，從氣體噴射部8噴射作為熱風之氣體，因此從樹脂吐出手段73吐出之樹脂與噴射常溫氣體時相比，能夠製造更長且纖維直徑更小的奈米纖維。
關於如上所述的構成的奈米纖維製造裝置1的一系列的動作進行說明。投入到料斗2之原料（樹脂）在加熱筒3內藉由加熱器4而被加熱，藉此熔融，且藉由利用馬達6回轉之螺桿而送出到加熱筒3的前方。到達至加熱筒3的前端之熔融樹脂經由形成於頭部7的內部之6條樹脂流路75而從6根樹脂吐出針的原料吐出口被吐出。被吐出之熔融樹脂乘著藉由由氣體噴射部8供給且從氣體噴出口71噴射之高壓、高溫氣體而產生之氣流而被輸送。此時，藉由較快的高溫氣體的氣流與滯留於周圍之較慢的空氣之間的速度差，熔融樹脂被拉伸並形成奈米纖維。
（實施例2） 作為本發明的實施例1，對於使微細粒徑的粒體狀合成樹脂熔融並用作原料之奈米纖維製造裝置進行了詳述，但如先前所述，作為奈米纖維的液狀性原料並不限定於此，相對於規定的溶剤亦可以使用使固態的原料或液狀的原料預先進行熔解以成為規定濃度之熔解原料。其亦係液狀性原料。第8圖至第10圖表示用於由熔解原料形成奈米纖維之奈米纖維製造裝置。另外，對於與實施例1相同的構成賦予相同的符號，並省略其詳細說明。
在本發明的實施例2中，使用具有對熔解原料施加規定壓力來進行擠出之功能之溶剤儲存器5A來代替實施例1的料斗2、螺桿5、馬達6。規定壓力可為基於因高低差而產生之重力之壓力。在頭部7A上連接有溶剤供給用較管3A及氣體噴射部8。雖省略了圖示，但用於噴出氣體之手段適當地配備於氣體噴射部8內或從高壓氣體供給部（未圖示）導入到氣體噴射部8內即可。在頭部7A上如第9圖所示設置有成為從氣體噴射部8供給之氣體的流路之氣體流路72A和氣體噴射口71A。並且，同様地在頭部7A設置有作為熔解原料的流路之樹脂流路75A，樹脂流路75A與樹脂吐出手段73相連接。樹脂吐出手段73的構成與實施例1同樣地由作為熔解原料的吐出口之樹脂吐出針73a、及在第8圖至第10圖中未圖示之樹脂吐出針安裝部構成。並且，在頭部7A設置有樹脂吐出手段保持板部78A，且在此設置由樹脂吐出針把持部74a、及具備從頭部7A的外側朝向內部貫穿而設置之能夠進退的調整桿74c之調整手段74b構成之樹脂吐出口支撐部74，藉此與實施例1同樣地能夠藉由樹脂吐出口支撐部74自如地調整樹脂吐出針73a的吐出角度。
實施例2中之奈米纖維製造裝置如第10圖所示，設置有兩個樹脂吐出手段73。當然，樹脂吐出手段73的配置並不限定於兩個，亦可以在氣體噴射口71A的周圍設置3個以上的樹脂吐出手段73。此時，期望均勻地設置樹脂吐出手段73。並且，圖中所示之實施例示出横噴出型，但只要係本領域技術人員則能夠輕鬆地想到將自氣體噴射口71A之氣體流路72A作為垂直方向來垂直（從上方向下方、或從下方向上方）地噴出之變形例。
藉由如此構成，與實施例1的構成相比，使用在溶剤中溶化有原料之熔解原料，藉此能夠不使用加熱筒或馬達、螺桿等複雑的裝置而構成奈米纖維製造裝置，因此裝置的尺寸變得緊湊，且能夠實現節省空間化。並且，裝置能夠緊湊地構成，藉此能夠構成輕便的奈米纖維製造裝置。當為該種輕便型的奈米纖維製造裝置時，能夠藉由朝向欲使奈米纖維附著之位置噴吹奈米纖維來形成奈米纖維，且奈米纖維的用途擴大。
以上，對本發明的實施例進行詳述，但本發明並非限定於前述實施例者，在本發明的要旨的範圍內可進行各種變形實施。例如，在上述實施例中，作為使熔融樹脂及氣體噴出口朝向水平方向之横向型的奈米纖維製造裝置而示出，但並不限定於此，作為朝向下方構成之縦向型的奈米纖維製造裝置及製造方法亦沒有任何問題。這種情形可有效地避免基於重力之影響。並且，將擠出裝置作為螺桿5進行說明，但需要所製造之奈米纖維被截斷之対策，但即使藉由如模鑄般依次供給溶液並利用活塞等進行間斷的擠出亦沒有任何問題。而且，可使氣體噴出口71形成為錐狀並設為噴嘴形狀，並提高壓力而構成。而且，關於用於調整樹脂吐出針73a的角度之構造，舉出兩個具體例來進行說明，但例如只要為能夠調整蛇腹式的樹脂吐出手段等的角度的構造則可為任何形態。
1:奈米纖維製造裝置 2:料斗 3:加熱筒 4:加熱器（加熱手段） 5:螺桿（擠出裝置） 6:馬達（驅動手段） 7:頭部 71:氣體噴出口 72:氣體流路 73:樹脂吐出手段 73a:樹脂吐出針（原料吐出口） 73b、73c:樹脂吐出針安裝部 74:樹脂吐出口支撐部 74a:樹脂吐出針把持部 74b:調整部 74c:調整桿 75:樹脂流路 76:氣體流路 77:加熱筒蓋部 78:樹脂吐出手段保持環部 8:氣體噴射部（氣體噴射手段） 81:管道（氣體流路） 90:高壓氣流 91:高壓氣流的中心線
第1圖係剖視表示本發明的奈米纖維製造裝置的實施例1的整體構成之一部分之側視圖。 第2圖係作為本發明的實施例1之奈米纖維製造裝置中之頭部及加熱筒的外觀俯視圖。 第3圖係表示作為本發明的實施例之奈米纖維製造裝置中之頭部前端之外觀主視圖。 第4圖係第3圖所示之奈米纖維製造裝置的A-A線處之剖面圖。 第5圖係第4圖所示之奈米纖維製造裝置的B-B線、C-C線、D-D線各處之剖面圖。 第6圖係表示作為本發明的實施例1之奈米纖維製造裝置中之頭部內部的樹脂流路及氣體流路之說明圖。 第7圖係表示作為本發明的實施例1之奈米纖維製造裝置中之第7圖（a）樹脂吐出手段的支撐構造的一例、第7圖（b）樹脂吐出手段的支撐構造的其他一例之說明圖。 第8圖係表示本發明的奈米纖維製造裝置的實施例2的整體構成之側視圖。 第9圖係表示本發明的奈米纖維製造裝置的實施例2的整體構成之俯視圖。 第10圖係表示本發明的奈米纖維製造裝置的實施例2的頭部構成之主視圖。 第11圖係用於說明本發明的奈米纖維製造裝置及奈米纖維製造方法的基本發明概念之說明圖。
3:加熱筒
4:加熱器
5:螺桿
7:頭部
9:薄片部
71:氣體噴出口
72:氣體流路
73a:樹脂吐出針(原料吐出口)
73b:樹脂吐出針安裝部
74a:樹脂吐出針把持部
74b:調整部
75:樹脂流路
77:加熱筒蓋部
78:樹脂吐出手段保持環部
B:線
C:線
D:線

Claims (9)

  1. 一種奈米纖維製造裝置(1)，其包含：高壓氣體噴出手段(71)，其用於噴出高壓氣流(90)；以及複數個液狀性原料吐出手段(73)，其用於吐出液狀性原料至由該高壓氣體噴出手段(71)所噴出之該高壓氣流(90)，其中該等液狀性原料吐出手段(73)係以由該高壓氣體噴出手段(71)所噴出之該高壓氣流(90)為中心而配置，其特徵在於，角度調整手段(74)，其能夠調整該等液狀性原料吐出手段(73)相對於由該高壓氣體噴出手段(71)所噴出之該高壓氣流(90)的設置角度(θ)，其中該設置角度(θ)為0°<θ<90°。
  2. 如請求項1所述之奈米纖維製造裝置(1)，其中該等液狀性原料吐出手段(73)係配置有用於熔融並擠出原料的擠出裝置(5)，且該等液狀性原料吐出手段(73)係藉由該擠出裝置(5)將經熔融並擠出的原料吐出而作為液狀性原料。
  3. 如請求項1所述之奈米纖維製造裝置(1)，其中該等液狀性原料吐出手段(73)係配置有用於供給經溶解之原料的儲存器(5A)，且該液狀性原料吐出手段(73)將該經溶解之原料吐出而作為液狀性原料。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之奈米纖維製造裝置(1)，其中該高壓氣體噴出手段(71)係配置有用於供給高壓且高溫之氣體的氣 體供給手段，且該高壓氣體噴出手段(71)噴出該高壓且高溫之氣體而作為高壓氣流(90)。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之奈米纖維製造裝置(1)，其中至少兩個以上的該等液狀性原料吐出手段(73)係相對於該高壓氣體噴出手段(71)對稱地配置。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之奈米纖維製造裝置(1)，其中該等液狀性原料吐出手段(73)在由該高壓氣體噴出手段(71)所噴出之該高壓氣流(90)的周圍以等間隔配置。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之奈米纖維製造裝置(1)，其中由該高壓氣體噴出手段(71)所噴出之該高壓氣流(90)係設置於與該裝置(1)上之高壓氣體噴出手段(71)之設置面垂直的方向。
  8. 一種使用如請求項1至7中任一項所述之奈米纖維製造裝置(1)製造奈米纖維的方法，其中由高壓氣體噴出手段(71)噴出高壓氣流(90)，由液狀性原料吐出手段(73)吐出液狀性原料至由該高壓氣體噴出手段(71)所噴出之該高壓氣流(90)，以及當該等液狀性原料吐出手段(73)將液狀性原料吐出至作為中心的該高壓氣流(90)時，使用角度調整手段(74)調整該由等液狀性原料吐出手段(73)所吐出之液狀性原料相對於該高壓氣流(90)的設置角度(θ)。
  9. 一種使用奈米纖維製造裝置(1)製造奈米纖維的方法，該奈米纖維製造裝置(1)包含被供給原料之加熱筒(3)、對該加熱筒(3)進行加熱之加熱手段(4)、及在該加熱筒(3)內擠出原料之擠出裝置(5)，其中，在該方法中，在該加熱筒(3)的端部設置有噴射高壓氣體的氣體噴出口(71)，在該氣體噴出口(71)的周圍設置用於吐出在該加熱筒(3)內為熔融狀態的原料的複數個原料吐出手段(73)，以及藉由該加熱手段(4)對該加熱筒(3)進行加熱，藉由使供給至該加熱筒(3)之內部的原料熔融或維持原料的熔融狀態，藉由從該擠出裝置擠出原料並從該原料吐出手段(73)吐出，藉由從該氣體噴出口(71)噴射的氣體而生成氣流，藉由將所吐出之原料從外周搭載於噴出氣體的氣流來使其伸長，以獲得奈米級直徑的纖維。
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