JP2018080424A - ナノファイバ製造装置及びナノファイバの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ナノファイバ生成部は、
ナノファイバの原料液を紡出するノズルと、
前記原料液に電荷を付与して帯電させる帯電電極と、
紡出されたナノファイバを搬送する気体流を噴出させる気体流噴出部と、
を有するナノファイバ生成ユニットが複数並べて配置されたものであり、
前記ナノファイバ捕集部は、前記気体流噴出部に対向するように配置されており、
前記ナノファイバ製造装置は、前記ナノファイバ生成部と前記ナノファイバ捕集部との間の空間に、前記ナノファイバ及び前記気体流を案内する整流体と、該整流体の外方の位置に、該ノズルに印加される電圧と該ナノファイバ捕集部に印加される電圧との間の電圧が印加される電極体とを有する、ナノファイバ製造装置を提供することによって前記の課題を解決したものである。
図4に示すナノファイバ製造装置10を用いてナノファイバシートを製造した。装置10における各部の寸法は図5に示すとおりとした。整流体41として、幅500mm、高さ1200mm、厚さ5mmのアクリル樹脂製平板を用いた。電極体42として、幅600mm、高さ1200mm、厚さ0.012mmのアルミニウム箔を用いた。
・ノズル22:+25kV
・帯電電極23:0kV
・捕集用電極31:−30kV
・電極体42:0kV
この操作とは別に、10分間に吐出された原料液の量から算出される理論上のナノファイバ生成量をY0とし、(Y1/Y0)×100の計算式からナノファイバの捕集率を算出した。捕集率はその値が100に近いほど、多量のナノファイバが捕集されたことを意味する。その結果、本実施例での捕集率は89%であった。また、ナノファイバ生成ユニット1基当たりの原料液の吐出量を20mL/h/基から増加させていったところ、60mL/h/基でも安定した紡糸が可能であった。
本実施例では、実施例1において用いた図4に示す装置に代えて、図1(a)及び(b)に示す装置を用いてナノファイバシートを製造した。装置の各部の寸法は実施例1と同様とした。また、ナノファイバ製造装置10の運転条件も実施例1と同様とした。この結果、本実施例での捕集率は78%であった。また、ナノファイバ生成ユニット1基当たりの原料液の吐出量を20mL/h/基から増加させていったところ、60mL/h/基でも安定した紡糸が可能であった。
本比較例では、実施例1において用いた図4に示す装置に代えて、図6に示す装置100を用いてナノファイバシートを製造した。同図に示す装置では、整流体141として幅500mm、高さ1200mm、厚さ3mmのアルミニウム製平板を用いた。装置の各部の寸法は実施例1と同様とした。また、ナノファイバ製造装置100の運転条件も実施例1と同様とした。この結果、本比較例での捕集率は69%であった。また、ナノファイバ生成ユニット1基当たりの原料液の吐出量を20mL/h/基から増加させていったところ、60mL/h/基でも安定した紡糸が可能であった。
本比較例では、実施例1において用いた図4に示す装置に代えて、整流体41と電極体42を取り外したナノファイバ製造装置10を用いてナノファイバシートを製造した。装置の各部の寸法は実施例1と同様とした。また、ナノファイバ製造装置10の運転条件も実施例1と同様とした。この結果、本比較例ではノズル先端において液溜まりが発生し紡糸が安定せず、十分に原料液が乾燥しないまま捕集体に堆積したため捕集率の測定ができなかった。また、ナノファイバ生成ユニット1基当たりの原料液の吐出量を20mL/h/基から増加させていったところ、32mL/h/基までは安定した紡糸が可能であったものの、それ以上に増加させると紡糸が不安定となった。
本比較例では、実施例1において用いた図4に示す装置に代えて、電極体42を取り外したナノファイバ製造装置10を用いてナノファイバシートを製造した。装置の各部の寸法は実施例1と同様とした。また、ナノファイバ製造装置10の運転条件も実施例1と同様とした。この結果、本比較例では比較例2と同様、ノズル先端において液溜まりが発生し紡糸が安定せず、十分に原料液が乾燥しないまま捕集体に堆積したため捕集率の測定ができなかった。また、ナノファイバ生成ユニット1基当たりの原料液の吐出量を20mL/h/基から増加させていったところ、32mL/h/基までは安定した紡糸が可能であったものの、それ以上に増加させると紡糸が不安定となった。
20 ナノファイバ生成部
21 ナノファイバ生成ユニット
22 ノズル
23 帯電電極
24 凹曲面
25 基台
26 直流高圧電源
27 ノズルアセンブリ
28 支持部
29 気体流噴出部
30 ナノファイバ捕集部
31 捕集用電極
32 捕集体
40 整流部
41 整流体
42 電極体
Claims (10)
- ナノファイバ生成部及びナノファイバ捕集部を備えたナノファイバ製造装置であって、
前記ナノファイバ生成部は、
ナノファイバの原料液を紡出するノズルと、
前記原料液に電荷を付与して帯電させる帯電電極と、
紡出されたナノファイバを搬送する気体流を噴出させる気体流噴出部と、
を有するナノファイバ生成ユニットが複数並べて配置されたものであり、
前記ナノファイバ捕集部は、前記気体流噴出部に対向するように配置されており、
前記ナノファイバ製造装置は、前記ナノファイバ生成部と前記ナノファイバ捕集部との間の空間に、前記ナノファイバ及び前記気体流を案内する整流体と、該整流体の外方の位置に、該ノズルに印加される電圧と該ナノファイバ捕集部に印加される電圧との間の電圧が印加される電極体とを有する、ナノファイバ製造装置。 - 前記ノズルに正の電圧が印加されており、且つ前記ナノファイバ捕集部に負の電圧が印加されているか、又は
前記ノズルに負の電圧が印加されており、且つ前記ナノファイバ捕集部に正の電圧が印加されており、
前記電極体が接地されて電圧がゼロになっている請求項1に記載のナノファイバ製造装置。 - 前記整流体が誘電体からなる請求項1又は2に記載のナノファイバ製造装置。
- 前記整流体が、前記ナノファイバ生成部と前記ナノファイバ捕集部とを結ぶ仮想軸線の両側の位置に対向して配置された一対の平板からなり、
一対の前記平板は、前記ナノファイバ捕集部に向かうに連れて該平板間の距離が漸減するように配置されている請求項1ないし3のいずれか一項に記載のナノファイバ製造装置。 - 前記整流体が、円錐台又は角錐台の側面の形状をしており、
前記整流体は、前記ナノファイバ生成部から噴射される気体流を囲むように、且つ前記円錐台又は前記角錐台の底面から截頭面に向けて前記気体流が通過するように配置されている請求項1ないし3のいずれか一項に記載のナノファイバ製造装置。 - 前記電極体が、前記整流体の背面側において該整流体に隣接して配置されている請求項1ないし5のいずれか一項に記載のナノファイバ製造装置。
- 前記電極体が、前記整流体から離間した位置に配置されており、且つ前記ナノファイバ生成部と前記ナノファイバ捕集部とを結ぶ仮想軸線の両側の位置に対向して配置された一対の平板からなる請求項1ないし5のいずれか一項に記載のナノファイバ製造装置。
- 前記帯電電極が、前記ノズルを囲う形状になっている請求項1ないし7のいずれか一項に記載のナノファイバ製造装置。
- 前記帯電電極が、凹曲面を有する形状になっている請求項8に記載のナノファイバ製造装置。
- 請求項1ないし9のいずれか一項に記載のナノファイバ製造装置を用いるナノファイバの製造方法。
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CN113862801A (zh) * | 2021-11-11 | 2021-12-31 | 山东黄河三角洲纺织科技研究院有限公司 | 一种连续静电纺丝导电面料接收装置 |
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