JP2019065437A

JP2019065437A - Nanofiber depositing/forming apparatus and method for depositing/forming nanofiber

Info

Publication number: JP2019065437A
Application number: JP2017194709A
Authority: JP
Inventors: 孝嗣越前谷; Takatsugu Echizenya; 真司盛田; Shinji Morita; 吉田　豊; Yutaka Yoshida; 豊吉田; 曽田　浩義; Hiroyoshi Soda; 浩義曽田
Original assignee: M Techx Inc
Current assignee: M Techx Inc
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-10-04
Also published as: JP6517900B2

Abstract

To provide an apparatus and a method for depositing/forming a nanofiber, capable of forming freely into a specified shape.SOLUTION: There are provided a nanofiber depositing/forming apparatus 1 for depositing/collecting a nanofiber F discharged from a discharge nozzle 2A of a nanofiber discharge device 2 on a collecting means; and a nanofiber depositing/forming method therefor. The nanofiber depositing/forming apparatus has a discharge flow direction deflecting means 16 for deflecting the direction of discharge flow of the nanofiber F from the discharge nozzle 2A toward the collecting means. The discharge flow direction deflecting means 16 has an air nozzle 17 for deflecting the flow direction of the nanofiber F by blowing a deflection wind from the side against the discharge flow of the nanofiber F from the discharge nozzle 2A toward the collecting means.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、吐出ノズルから吐出する合成樹脂の溶融液又は溶解液のポリマー溶液を微細径繊維状に伸長したナノファイバーを堆積させながら所定形状に成形するナノファイバーの堆積・成形装置及びその堆積・成形方法に関する。特に、吐出ノズルから吐出するポリマー溶液の吐出流の方向を、周囲に配置したエアノズルからの偏向風により偏向させながら堆積させることにより、シート状或いはマット状或いはブロック状の所定形状形成体に成形することが可能なナノファイバーの堆積・成形装置及びその堆積・成形方法に関する。 The present invention relates to a nanofibre deposition / forming apparatus for forming a polymer solution of a melt or a solution of a synthetic resin discharged from a discharge nozzle into a predetermined shape while depositing nanofibers elongated in the form of fine fibers. It relates to a forming method. In particular, it is formed into a sheet-like, mat-like or block-like predetermined shape forming body by depositing while deflecting the direction of the discharge flow of the polymer solution discharged from the discharge nozzle by the deflecting air from the air nozzles arranged around. And an apparatus for depositing and forming nanofibers, and a method for depositing and forming the same.

従来、ナノファイバーは、それが微細径繊維であることの特性を活かし、さまざまな分野で利用されている。そして、微細径繊維を製造し、それを捕集する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１には、高速高温エアーを発生するエアノズル、及び、ポリマー溶液をエアノズルにより発生された高速高温エアーに向けて又は高速高温エアーの近傍に向けて吐出する噴出ノズルを備えたナノファイバー発生装置と、前記ナノファイバー発生装置の下流側に設けられ、前記ナノファイバー発生装置により発生されたナノファイバーを捕集する捕集装置と前記捕集装置の下流側に設けられ、気体を吸引する吸引装置と、前記ナノファイバー発生装置の下流側、かつ、前記捕集装置の上流側に、前記高速高温エアーが内部を通過するように設けられた筒状のガイド部材と、を備えることを特徴とするナノファイバー製造装置が記載されている。 Heretofore, nanofibers have been used in various fields by taking advantage of the property of being fine diameter fibers. And the technique of manufacturing a fine diameter fiber and collecting it is indicated by patent documents 1, for example. Patent Document 1 discloses a nano fiber generator including an air nozzle for generating high-speed high-temperature air, and a jet nozzle for discharging a polymer solution toward high-speed high-temperature air generated by the air nozzle or near the high-speed high-temperature air. And a collection device provided on the downstream side of the nanofiber generation device, which collects the nanofibers generated by the nanofiber generation device, and a suction device provided on the downstream side of the collection device, for drawing a gas And a cylindrical guide member provided on the downstream side of the nanofiber generating device and on the upstream side of the collecting device so that the high-speed high-temperature air passes through the inside. A nanofiber manufacturing apparatus is described.

ところで、従来、単独の吐出ノズルから捕集装置側へナノファイバーを吐出してシート状のナノファイバーを捕集する際には、当該ナノファイバーは吐出ノズルの延長線を中心に円形状に堆積されることとなる。そのため捕集装置側では、ナノファイバーの堆積を効果的に行わせるために吹き付け面の背後よりエアーで吸引する方式（特許文献１）等がある。しかしこの方式では、ナノファイバーの堆積量とともに吹き付け面の外周部への吸引力が低下してしまう。また、ナノファイバーは中心付近に堆積し易いため、均一な所定形状形成体の成形は困難となる。 By the way, conventionally, when nanofibers are discharged from a single discharge nozzle to the collection apparatus side to collect sheet-like nanofibers, the nanofibers are deposited in a circular shape centering on the extension line of the discharge nozzle. The Rukoto. Therefore, on the collection device side, there is a method of suctioning with air from behind the spray surface (Patent Document 1) and the like in order to effectively deposit the nanofibers. However, with this method, the suction force to the outer peripheral portion of the spray surface is reduced along with the amount of nanofibers deposited. In addition, since nanofibers tend to be deposited near the center, it is difficult to form a uniform predetermined shape-formed body.

また、ローラー型のシート加工装置のように広範囲にナノファイバーを吹き付ける場合もある。この場合は、ナノファイバーの吐出ノズルを広範囲に複数設置する方法や、溶融部、駆動部を含む吐出ノズルを移動させる方式を採用する方法も考えられるが、装置が大型化となり高価格となるという問題があった。また、吐出ノズルは一軸方向のみに移動させる機構が一般的であり、複数方向へ移動させる機構は非常に複雑な構造となってしまう。 In addition, the nanofibers may be sprayed over a wide area as in a roller-type sheet processing apparatus. In this case, a method of installing a plurality of nanofiber discharge nozzles in a wide range or a method of moving a discharge nozzle including a melting portion and a drive portion can be considered, but the device becomes larger and the price increases. There was a problem. Further, a mechanism for moving the discharge nozzle only in one axial direction is generally used, and a mechanism for moving in a plurality of directions has a very complicated structure.

国際公開第２０１５／１４５８８０号公報International Publication No. 2015/145880

特許文献１のナノファイバー製造装置においては、ナノファイバーが堆積したフィルタ基材は、熱圧着ローラーにて加熱処理され積層されて一体化され、ナノファイバーフィルタ材として巻き取りロールに巻き取られる、と記載されている。このように、捕集装置のフィルタ基材上に堆積させたナノファイバー材料を、捕集装置の巻き取りロールにより巻き取り捕集することについて記載があるが、捕集によりナノファイバーを正方形等の所望する形状に成形する技術についての記載はない。従って、ナノファイバーを製品として大量に流通させるためには、所定形状形成体に成形されるナノファイバーを所望する自由な形状に成形することが可能な技術が望まれる。 In the nanofiber manufacturing apparatus of Patent Document 1, the filter substrate on which the nanofibers are deposited is heat-treated and laminated by a thermocompression bonding roller, integrated, and wound up on a take-up roll as a nanofiber filter material, Have been described. Thus, although it is described that the nanofiber material deposited on the filter substrate of the collection device is taken up and collected by the take-up roll of the collection device, the collection of nanofibers such as squares by collection is described. There is no description of a technique for forming the desired shape. Therefore, in order to distribute a large amount of nanofibers as a product, a technique capable of forming the nanofibers formed into a predetermined shape-formed body into a desired free shape is desired.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、吐出されるナノファイバーを堆積させながら捕集しつつ、正方形等の所定形状に成形することができるナノファイバーの堆積・成形装置、及びその堆積・成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a device for depositing and forming nanofibers that can be formed into a predetermined shape such as a square while collecting discharged nanofibers and collecting the same, and the device The purpose is to provide a deposition and molding method.

本発明のナノファイバー堆積・成形装置は、
熱風流に対して溶融又は溶解樹脂を吐出して微細径繊維状に延伸してナノファイバーを製造するナノファイバー吐出装置の吐出ノズルからナノファイバーが吐出され、当該吐出されたナノファイバーをナノファイバー捕集手段に捕集させ堆積させるナノファイバー堆積・成形装置であって、
前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段へのナノファイバーの吐出流の方向を偏向する吐出流方向偏向手段を備えたことを特徴とする。 The nanofiber deposition / forming apparatus of the present invention is
The nanofibers are discharged from the discharge nozzle of the nanofiber discharge device that discharges a molten or dissolved resin against a hot air flow and draws it into fine diameter fiber shape to produce nanofibers, and the discharged nanofibers are captured by the nanofibers A nanofiber deposition / forming apparatus to be collected and deposited in a collecting means,
A discharge flow direction deflecting means is provided for deflecting the direction of the discharge flow of nanofibers from the discharge nozzle to the nanofiber collection means.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形装置は、
前記吐出流方向偏向手段が、前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段への流路中で前記ナノファイバーの吐出流の側面方向より偏向風を当てることにより前記ナノファイバーの吐出流の方向を偏向するエアノズルを備えることを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming apparatus of the present invention is
The discharge flow direction deflection means deflects the discharge flow direction of the nanofibers by applying a deflecting wind from the side direction of the discharge flow of the nanofibers in the flow path from the discharge nozzle to the nanofiber collection means And an air nozzle.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形装置は、
前記エアノズルからの送風方向角度を調整するエアノズル送風角度変更手段を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming apparatus of the present invention is
An air nozzle blowing angle changing means for adjusting a blowing direction angle from the air nozzle is provided.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形装置は、
前記エアノズルの送風量を調整する送風量変更手段を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming apparatus of the present invention is
It is characterized in that it comprises air flow rate changing means for adjusting the air flow rate of the air nozzle.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形装置は、
前記エアノズルを複数備えており、当該複数のエアノズルを前記吐出ノズルに対して同心円状に等間隔角度で配設したことを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming apparatus of the present invention is
A plurality of the air nozzles are provided, and the plurality of air nozzles are arranged concentrically at equal intervals with respect to the discharge nozzle.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形装置は、
前記同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズルの送風動作を制御する送風制御手段を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming apparatus of the present invention is
It is characterized in that it comprises a blower control means for controlling the blower operation of the air nozzles arranged concentrically at equal angular intervals.

本発明のナノファイバー堆積・成形方法は、
熱風流に対して溶融又は溶解樹脂を吐出して微細径繊維状に延伸してナノファイバーを製造するナノファイバー吐出装置の吐出ノズルからナノファイバーが吐出し、当該吐出されたナノファイバーをナノファイバー捕集手段に捕集させ堆積させるナノファイバー堆積・成形装置を用いたナノファイバーの堆積・成形方法であって、
前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段へのナノファイバーの吐出流の方向を偏向させる吐出流方向偏向手段により吐出流方向を偏向することを特徴とする。 The nanofiber deposition / forming method of the present invention is
The nanofibers are discharged from the discharge nozzle of a nanofiber discharge device that discharges a molten or dissolved resin against a hot air flow and draws it into fine diameter fiber shape to produce nanofibers, and the discharged nanofibers are captured by the nanofibers What is claimed is: 1. A method of depositing / forming nanofibers using a nanofiber deposition / forming apparatus, which is collected and deposited by collecting means, comprising:
The discharge flow direction is deflected by discharge flow direction deflection means for deflecting the direction of discharge flow of nanofibers from the discharge nozzle to the nanofiber collection means.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形方法は、
前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段への流路中に前記ナノファイバーの吐出流の側面方向より偏向風を当てることにより前記ナノファイバーの吐出流の方向を偏向することを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming method of the present invention is
It is characterized in that the direction of the discharge flow of the nanofibers is deflected by applying a deflecting air from the side direction of the discharge flow of the nanofibers into the flow path from the discharge nozzle to the nanofiber collection means.

さらに、本発明のナノファイバー堆積・成形方法は、
前記同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズルの送風動作を送風制御することを特徴とする。 Furthermore, the nanofiber deposition / forming method of the present invention is
It is characterized in that the air blowing operation of the air nozzles arranged concentrically at equal intervals is controlled.

本発明によれば、ナノファイバー捕集手段に捕集され堆積されるナノファイバーの吐出流の方向を吐出流方向偏向手段により調整して偏向することが可能であることから、捕集される際に堆積され、成形されるナノファイバーを、正方形等の所望の所定形状に自由に成形することが可能となる。しかも、ナノファイバーを堆積量に関わらず、ナノファイバー捕集手段の吹き付け面へ均一に堆積させることができる。 According to the present invention, since it is possible to adjust and deflect the discharge flow direction of the nanofibers collected and deposited in the nanofiber collection means by the discharge flow direction deflection means, when collected It is possible to freely shape the nanofibers deposited and formed into a desired predetermined shape such as a square. Moreover, regardless of the deposition amount, nanofibers can be uniformly deposited on the spray surface of the nanofiber collection means.

さらに、ナノファイバー捕集手段に対して堆積されるナノファイバーの堆積位置は、エアノズルの送風のＯＮ／ＯＦＦや、送風角度や、送風量を調整することにより自在に制御することができるから、捕集装置の方式に制限されない自由度の高い形状のナノファイバーからなるシートを作成することができる。 Furthermore, since the deposition position of nanofibers deposited on the nanofiber collection means can be freely controlled by adjusting the air nozzle ON / OFF, the air blowing angle, and the air blowing amount, It is possible to create a sheet of highly shaped nanofibers that is not limited to the type of collector.

さらに、吐出ノズルに対して同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズルの送風動作を、例えば、時計回り又は反時計回りに連続的に順番に、或いはランダムに各エアノズルの送風制御（オン・オフ制御又は風量制御）を行うことにより、多数のエアノズルを設けずに済み、装置構造の簡略化を図ることができる。 Furthermore, air blowing control of the air nozzles arranged concentrically at equal intervals with respect to the discharge nozzle may be performed, for example, sequentially or randomly in a clockwise or counterclockwise direction. By performing the off control or the air flow control), it is not necessary to provide a large number of air nozzles, and the device structure can be simplified.

本発明の一実施例としてのナノファイバー堆積・成形装置を示す概略側面図である。It is a schematic side view showing a nanofiber deposition and forming apparatus as an example of the present invention. 本発明の一実施例としてのナノファイバー堆積・成形装置のナノファイバー捕集手段を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the nanofiber collection means of the nanofiber deposition and shaping | molding apparatus as one Example of this invention. 本発明の一実施例としてのナノファイバー吐出装置に構成される吐出ノズルと、吐出ノズルからナノファイバー捕集手段への吐出流を偏向する吐出流方向偏向手段とを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a discharge nozzle configured in a nanofiber discharge device as one embodiment of the present invention and discharge flow direction deflection means that deflects a discharge flow from the discharge nozzle to the nanofiber collection means. 本発明の一実施例としてのナノファイバー吐出装置に構成される吐出ノズルと、吐出ノズルからナノファイバー捕集手段への吐出流を偏向する吐出流方向偏向手段との配置関係を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing an arrangement relationship between a discharge nozzle formed in a nanofiber discharge device as one embodiment of the present invention and discharge flow direction deflection means for deflecting a discharge flow from the discharge nozzle to the nanofiber collection means . 本発明の一実施例としてのナノファイバー吐出装置に構成される吐出ノズルと、吐出ノズルからナノファイバー捕集手段への吐出流を偏向する吐出流方向偏向手段との配置関係を示す正面図である。It is a front view showing the arrangement of the discharge nozzle which comprises a nanofiber discharge device as one example of the present invention, and the discharge flow direction deflection means which deflects the discharge flow from the discharge nozzle to the nanofiber collection means .

本願の発明者等は、先に、特願２０１７−１７０６４１において、ナノファイバー吐出装置の吐出ノズルから平行捕集棒へナノファイバーを吐出供給し、当該平行捕集棒で捕集する捕集装置に関する発明を出願している。
本願発明のナノファイバーの堆積成形装置及びその堆積成形方法は、上記特願２０１７−１７０６４１において開示された捕集装置に適用することにより、大きな効果を奏するものであり、本願においては、ナノファイバーの吐出ノズル及び捕集装置の実施態様としては、上記特願２０１７−１７０６４１に記載された捕集装置を記載しているが、これは吐出ノズル及び捕集装置を特願２０１７−１７０６４１のものに限定する意味ではない。 The inventors of the present application have previously described, in Japanese Patent Application No. 2017-170641, a collection device that discharges and supplies nanofibers from a discharge nozzle of a nanofiber discharge device to a parallel collection rod and collects the parallel collection rod. We are filing an invention.
The deposition and molding apparatus for nanofibers of the present invention and the deposition and molding method thereof have significant effects by being applied to the collection apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2017-170641, and in the present application, Although the collection apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2017-170641 is described as an embodiment of the discharge nozzle and collection apparatus, this limits the discharge nozzle and collection apparatus to those of Japanese Patent Application No. 2017-170641. It does not mean to

以下、本発明の実施形態としての実施例を図１乃至図５により説明する。図１に示した本発明の実施態様のナノファイバー吐出装置とナノファイバー捕集装置とから成るナノファイバー堆積・成形装置を示しており、吐出ノズルからのナノファイバーの吐出によりナノファイバー捕集手段がナノファイバーを捕集して堆積させている状態を示している。 Hereinafter, examples as embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 2 shows a nanofiber deposition / forming apparatus comprising the nanofiber discharge device of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and a nanofiber collection device, wherein the discharge of nanofibers from the discharge nozzle causes the nanofiber collection means It shows a state in which nanofibers are collected and deposited.

もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、本実施例において説明した具体的な実施態様に限らず、それ以外の当業者であれば容易に変更可能な構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。特に、吐出ノズル及び捕集装置は、特願２０１７−１７０６４１に開示したものに限定されるというものではなく、一般的な技術への適用は当業者にとって容易なものである。 Of course, the present invention is not limited to the specific embodiment described in the present embodiment without departing from the spirit of the invention, and those having a configuration which can be easily changed by those skilled in the art. It is not necessary to explain that it is easily applicable. In particular, the discharge nozzle and the collection device are not limited to those disclosed in Japanese Patent Application No. 2017-170641, and application to a general technique is easy for those skilled in the art.

本実施例のナノファイバー堆積・成形装置１は、大別するとナノファイバー吐出装置２とナノファイバー捕集装置１５とからなり、溶融又は溶解樹脂を極微細径の繊維状に延伸してナノファイバーＦを製造するナノファイバー吐出装置２からナノファイバー捕集装置１５へとナノファイバーＦを吐出供給するものであり、図１に示すように、ナノファイバー吐出装置２の吐出口である吐出ノズル２Ａからナノファイバー捕集装置１５のナノファイバー捕集手段たる平行捕集棒３へナノファイバーＦが吐出され捕集される。 The nanofiber deposition and molding apparatus 1 of the present embodiment is roughly divided into a nanofiber discharge device 2 and a nanofiber collection device 15, and a molten or dissolved resin is drawn into a fiber of extremely fine diameter to obtain nanofibers F The nanofibers F are ejected and supplied from the nanofiber ejection device 2 to the nanofiber collecting device 15 from the ejection nozzle 2A, which is the ejection port of the nanofiber ejection device 2, as shown in FIG. The nanofibers F are discharged and collected to the parallel collection rod 3 which is the nanofiber collection means of the fiber collection device 15.

ナノファイバー堆積・成形装置１には、詳細な図示のないフレーム（筐体）９に同じ高さで平行に設けられた捕集手段回転軸４及び掻取り手段回転軸５、捕集手段回転軸４を回転駆動する捕集手段駆動モータ、掻取り手段回転軸５を回転駆動する掻取り手段駆動モータを設けている。捕集手段回転軸４は、９０°回転される毎に停止させられ、当該捕集手段回転軸４が停止された直後に掻取り手段回転軸５を３６０°回転させる回転制御手段を備える。吐出されたナノファイバーは、図１に示された下方位置に停止した捕集手段３により堆積されて捕集させる。捕集手段３により堆積・捕集されたナノファイバーＦは、捕集手段３がＭ方向に４５°回転し、掻取り手段回転軸５がＮ方向に回転することにより、掻取り手段回転軸５に取り付けられたＵ字型の掻取り棒１２により掻き落とされる。なお、前記捕集手段駆動モータ、掻取り手段駆動モータ、及び回転制御手段については、これらも本発明の要旨でないため図示を省略している。 In the nanofiber deposition / forming apparatus 1, the collecting means rotation shaft 4 and the scraping means rotation shaft 5 provided at the same height in parallel with the frame (casing) 9 not shown in detail and the collecting means rotation shaft A collection means drive motor for rotationally driving 4 and a scraping means drive motor for rotationally driving the scraping means rotation shaft 5 are provided. The collecting means rotating shaft 4 is stopped every 90 ° rotation, and provided with rotation control means for rotating the scraping means rotating shaft 5 by 360 ° immediately after the collecting means rotating shaft 4 is stopped. The discharged nanofibers are deposited and collected by the collection means 3 stopped at the lower position shown in FIG. The nanofibers F deposited and collected by the collecting unit 3 are rotated by 45 ° in the M direction, and the rotating shaft 5 of the scraping unit is rotated in the N direction. Is scraped off by a U-shaped scraper bar 12 attached to the The collection means drive motor, the scraping means drive motor, and the rotation control means are not illustrated because they are not the gist of the present invention.

図２にナノファイバーの捕集装置１５の詳細を示す。捕集手段回転軸４には、当該捕集手段回転軸４の軸線方向に１１本配列された平行捕集棒３が設けられている。平行捕集棒３の各々の先端には屈曲延長された脱落防止部１０が形成されている。 The detail of the collection apparatus 15 of nanofibers is shown in FIG. The collecting means rotary shaft 4 is provided with 11 parallel collecting rods 3 arranged in the axial direction of the collecting means rotary shaft 4. The tip of each of the parallel collection rods 3 is formed with a bending and extending detachment prevention portion 10.

また、本実施例の１１本からなるナノファイバー捕集手段たる平行捕集棒３は、図１、２に示すように、捕集手段回転軸４の外周の４方向に設けられている。 In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the parallel collection rods 3 as the nano fiber collection means of 11 of the present embodiment are provided in four directions on the outer periphery of the collection means rotation shaft 4.

１１本の平行捕集棒３のうち、左右に位置する1本ずつの平行捕集棒３には、図２に示すように、コ字型の所定形状保持部材１１が固着されている。当該所定形状保持部材１１と前述した脱落防止部１０とは、平行捕集棒３で捕集されたナノファイバーＦが回転に伴う遠心力等により、平行捕集棒３の外側にはみ出したり脱落してしまったりすることを防止する。 As shown in FIG. 2, a U-shaped predetermined shape holding member 11 is fixed to one of the parallel collection rods 3 positioned on the left and right of the eleven parallel collection rods 3. The predetermined shape holding member 11 and the dropout preventing portion 10 described above are protruded or dropped out of the parallel collection rod 3 by the centrifugal force accompanying the rotation of the nanofibers F collected by the parallel collection rod 3. To prevent

図１に示すように、掻取り手段回転軸５には、Ｕ字型の掻取り棒１２の両端部が固定されている。掻取り手段回転軸５に設けた掻取り棒１２は、当該掻取り手段回転軸５の軸線方向に６本配列されている。 As shown in FIG. 1, both ends of a U-shaped scraping rod 12 are fixed to the scraping means rotation shaft 5. The scraping bars 12 provided on the scraping means rotation shaft 5 are arranged in the axial direction of the scraping means rotation shaft 5.

当該掻取り棒１２は、回転制御手段により掻取り手段回転軸５が３６０°回転されるとき、平行捕集棒間の隙間を通過し、平行捕集棒３に捕集され堆積されたナノファイバーＦをはぎ落とす。なお、平行捕集棒３からはぎ落とされるナノファイバーＦの下方には、回収容器１３が設置されており、平行捕集棒３からはぎ落とされたナノファイバーＦはその自重により回収容器１３に自動的に回収される。 When the scraping means rotating shaft 5 is rotated 360 ° by the rotation control means, the scraping rod 12 passes through the gap between the parallel collecting rods, and is collected and deposited on the parallel collecting rod 3 nanofibers Strip off F. In addition, the collection container 13 is installed under the nanofiber F which is peeled off from the parallel collection rod 3, and the nanofiber F peeled off from the parallel collection rod 3 is automatically added to the collection container 13 by its own weight. Collected.

本実施例では、捕集手段回転軸４の外周の前後上下に平行捕集棒３が配置されたときに、回転制御手段が捕集手段回転軸４の回転駆動を停止させる（図１の状態）。そして、ナノファイバー吐出装置２の吐出ノズル２ＡからナノファイバーＦが吐出されるのは、捕集手段回転軸４の下方に位置する平行捕集棒３に対してのみであり、当該平行捕集棒３がそこから９０°回転され水平に配置された状態にあるときに、掻取り手段回転軸５が３６０°回転され、それに伴い掻取り棒１２が平行捕集棒３に捕集されたナノファイバーＦに対し接触されて、平行捕集棒３に捕集されたナノファイバーＦをはぎ落とす。そして、はぎ落されたナノファイバーＦは回収容器１３に自動回収される。 In this embodiment, when the parallel collecting rods 3 are arranged on the front, rear, upper and lower sides of the outer periphery of the collecting means rotary shaft 4, the rotation control means stops the rotational drive of the collecting means rotary shaft 4 (state of FIG. 1) ). Then, the nanofibers F are ejected from the ejection nozzle 2A of the nanofiber ejection device 2 only for the parallel collection rod 3 located below the collection means rotation shaft 4, and the parallel collection rod When the scraping means rotating shaft 5 is rotated 360 ° when the scraping means rotating shaft 5 is rotated by 90 ° from there and placed horizontally, the nanofibers in which the scraping bar 12 is collected on the parallel collecting bar 3 Contact with F, scrape off the nanofibers F collected in the parallel collection rod 3. Then, the scraped nanofibers F are automatically collected into the collection container 13.

次に、本発明の実施態様である吐出流方向偏向手段について説明する。ここで、ナノファイバー吐出装置２の吐出ノズル２Ａからナノファイバー捕集手段１５へナノファイバーＦを吐出するその流れを偏向する吐出流方向偏向手段１６について図３〜５に基づき以下に説明する。なお、本実施例の吐出流方向偏向手段１６はナノファイバー吐出装置２に付属して構成されているが、ナノファイバー補正装置１５側に構成するようにして良いものとする。 Next, the discharge flow direction deflection means according to the embodiment of the present invention will be described. Here, the discharge flow direction deflecting means 16 for deflecting the flow of discharging the nanofibers F from the discharge nozzle 2A of the nanofiber discharge device 2 to the nanofiber collecting means 15 will be described below with reference to FIGS. In addition, although the discharge flow direction deflection | deviation means 16 of a present Example is attached and comprised with the nanofiber discharge apparatus 2, suppose that it may be comprised so that the nanofiber correction apparatus 15 side may be used.

吐出流方向偏向手段１６は、吐出ノズル２Ａから吐出されるナノファイバーＦの吐出流の側面方向より、偏向風を当てることによりナノファイバーＦの吐出流を偏向して所望の方向への吐出流を形成するもの、つまり、ナノファイバーＦの吐出流をシフトするものである。この吐出流方向偏向手段１６には、吐出ノズル２ＡからのナノファイバーＦの吐出流に側方から偏向風を当てる複数のエアノズル１７を円周状に配置している。該偏向風を形成するエアノズル１７は、偏向角度調整プレート１８により偏向風の噴出角度は調整自在である。該偏向角度調整プレート１８は、半径方向（ナノファイバーＦの吐出流に対して近づく方向或いは遠ざかる方向）にスライド自在に中空円盤型の保持フレーム１９に対して装着されている。該偏向風のエアノズル１７に対しては、偏向エアーを供給するための配管が構成されているが、図面の簡略化のために配管は図示していない。これらの配管は、偏向風をエアノズル１７にまで導けば良いものである。配管に加えて、ポンプ、エアー供給のオン／オフ動作を行うソレノイドバルブを設けているが、これも適宜の構成に拠ることが可能であり、本明細書においては詳細の説明はしない。本発明の実施態様においては、各エアノズル１７の吐出時間の他に各種送風動作を制御する送風制御手段２１及びエアノズル１７の送風量を電気的に調整する送風量変更手段２０を備えている。 The discharge flow direction deflecting means 16 deflects the discharge flow of the nanofibers F by applying a deflecting air from the side direction of the discharge flow of the nanofibers F discharged from the discharge nozzle 2A to discharge the discharge flow in a desired direction. What forms, that is, shifts the discharge flow of the nanofibers F. In the discharge flow direction deflecting means 16, a plurality of air nozzles 17 are arranged circumferentially to apply deflection air laterally to the discharge flow of nanofibers F from the discharge nozzle 2A. The air nozzle 17 forming the deflection wind can adjust the ejection angle of the deflection wind by the deflection angle adjustment plate 18. The deflection angle adjustment plate 18 is attached to the hollow disk type holding frame 19 slidably in the radial direction (direction toward or away from the discharge flow of the nanofibers F). Although piping for supplying deflection air is configured for the air nozzle 17 of the deflection wind, the piping is not shown for simplification of the drawing. These pipes may be used to guide the deflected air to the air nozzle 17. In addition to the piping, a pump and a solenoid valve for performing an air supply on / off operation are provided, but this can also depend on an appropriate configuration, and will not be described in detail herein. In the embodiment of the present invention, in addition to the discharge time of each air nozzle 17, the air flow control means 21 which controls various air flow operations and the air flow rate change means 20 which electrically adjusts the air flow rate of the air nozzle 17 are provided.

複数のエアノズル１７を円周状に装着した中空円盤型の保持フレーム１９は、吐出ノズル２Ａの下流側であって、当該吐出ノズル２Ａを取り巻くように同心円状に配置され、図示しない連結フレームを介してナノファイバー吐出装置２に一体的に構成されている。図３〜図５に示すように、複数からなるエアノズル１７は、吐出ノズル２Ａの配置を中心にして同心円状に等間隔角度（４５°間隔）で８つ配設されている。勿論、複数のエアノズル１７は、４５°間隔で８つの配置に限られるものではない。 A hollow disk-shaped holding frame 19 in which a plurality of air nozzles 17 are circumferentially mounted is disposed on the downstream side of the discharge nozzle 2A concentrically so as to surround the discharge nozzle 2A, via a connecting frame not shown. The nanofiber discharge device 2 is integrally formed. As shown in FIGS. 3 to 5, eight air nozzles 17 are arranged concentrically at equal intervals (45.degree. Intervals) centering on the arrangement of the discharge nozzles 2A. Of course, the plurality of air nozzles 17 is not limited to eight arrangements at 45 ° intervals.

また、保持フレーム１９に対しては、各エアノズル１７が偏向角度調整プレート１８を介して装着されている。この偏向角度調整プレート１８は、半径方向、つまり、ナノファイバーＦの吐出流に対して近づく方向或いは遠ざかる方向に、中空円盤型の保持フレーム１９に対してスライド自在に装着されている。偏向角度調整プレート１８は、エアノズル１７からの送風方向角度を調整するエアノズル送風角度変更手段である。 Each air nozzle 17 is attached to the holding frame 19 via a deflection angle adjustment plate 18. The deflection angle adjustment plate 18 is slidably attached to the hollow disk type holding frame 19 in the radial direction, that is, in the direction approaching or away from the discharge flow of the nanofibers F. The deflection angle adjustment plate 18 is an air nozzle blowing angle changing unit that adjusts the blowing direction angle from the air nozzle 17.

本発明のナノファイバーの堆積・成形方法は、熱風流に対して溶融又は溶解樹脂を吐出して微細径繊維状に延伸してナノファイバーを製造するナノファイバー吐出装置の吐出ノズルからナノファイバーが吐出し、当該吐出されたナノファイバーをナノファイバー捕集手段に捕集させ堆積させるナノファイバー堆積・成形装置を用いたものであり、
吐出ノズルからナノファイバー捕集手段へのナノファイバーの吐出流を偏向させる吐出流方向偏向手段１６により吐出流方向を偏向することにより、ナノファイバーの堆積位置を変えて所望の所定形状のナノファイバー堆積体を得るものである。 In the method of depositing and forming nanofibers of the present invention, the nanofibers are discharged from the discharge nozzle of a nanofiber discharge device that discharges a molten or dissolved resin against a hot air flow and draws it into a fine-diameter fiber shape to produce nanofibers. Using a nanofiber deposition / forming apparatus that collects and deposits the discharged nanofibers in the nanofiber collection means,
By deflecting the discharge flow direction by the discharge flow direction deflecting means 16 that deflects the discharge flow of nanofibers from the discharge nozzle to the nanofiber collection means, the deposition position of nanofibers is changed to deposit nanofibers of a desired predetermined shape. It is what gets the body.

吐出流方向偏向手段１６により、吐出ノズルからナノファイバー捕集手段への流路中にナノファイバーの吐出流の側面方向より偏向風を当てることによりナノファイバーの吐出流の方向を偏向する。 The discharge flow direction deflection means 16 deflects the discharge flow direction of the nanofibers by applying a deflecting air from the side direction of the discharge flow of nanofibers into the flow path from the discharge nozzle to the nanofiber collection means.

吐出流方向偏向手段１６は、同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズルの送風動作を、例えば、時計回り又は反時計回りに連続的に順番に、或いはランダムに送風制御する。この場合の送風制御は、各エアノズルの送風のオン・オフ制御でも、送風量の制御でも良い。これにより、あたかも、偏向風の生成がナノファイバーの吐出流の周りを回るように生成することもできるし、吐出流の方向をランダムに変更することもできる。これにより、所定形状のナノファイバー成形体が形成できる。 The discharge flow direction deflecting means 16 controls the blowing operation of the air nozzles arranged concentrically at equal angular intervals, for example, continuously or randomly in a clockwise or counterclockwise direction sequentially or randomly. The air flow control in this case may be air flow on / off control of each air nozzle or air flow rate control. In this way, it is possible to generate deflection wind as it flows around the discharge flow of nanofibers, or to randomly change the direction of discharge flow. Thereby, a nanofiber molded body having a predetermined shape can be formed.

以上のような本実施例のナノファイバー堆積・成形装置１によれば、ナノファイバー捕集手段に捕集され堆積されるナノファイバーの吐出方向を吐出流方向偏向手段１６により適宜調整することにより、ナノファイバー捕集手段に堆積して捕集されるナノファイバーＦを正方形等の所定形状に自由に堆積・成形することが可能となる。これにより、シート状或いはマット状或いはブロック状の所定形状形成体に成形することが可能である。また、ナノファイバーＦを堆積量に関わらず、平行捕集棒３の吹き付け面へ均一に堆積させることもできる。 According to the nanofiber deposition and forming apparatus 1 of the present embodiment as described above, the discharge direction of the nanofibers collected and deposited by the nanofiber collection means is appropriately adjusted by the discharge flow direction deflection means 16. It becomes possible to freely deposit and shape the nanofibers F deposited and collected in the nanofiber collecting means into a predetermined shape such as a square. Thereby, it is possible to form into a sheet-like, mat-like or block-like predetermined shape-formed body. Also, the nanofibers F can be uniformly deposited on the spray surface of the parallel collection rod 3 regardless of the deposition amount.

さらに、捕集手段に堆積されるナノファイバーＦの堆積位置は、エアノズル１７の送風角度や送風量を調整することにより自在に制御することができるから、捕集手段の方式に制限されない自由度の高い形状のナノファイバーＦからなるシート形状を作成することができる。 Furthermore, since the deposition position of the nanofibers F deposited on the collection means can be freely controlled by adjusting the air blowing angle and the air blowing amount of the air nozzle 17, the degree of freedom is not limited to the type of the means for collecting It is possible to create a sheet shape consisting of nanofibers F of high shape.

さらに、送風制御手段２１が、同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズル１７の送風のＯＮ−ＯＦＦ動作を、例えば、時計回り又は反時計回りに連続的に順番に回転するように、或いはランダムに各エアノズル１７の送風制御することができることから、多数のエアノズルを設けずに済み、装置構造の簡略化を図ることができる。 Furthermore, the air flow control means 21 continuously rotates the air air flow of the air nozzles 17 arranged concentrically at equal angular intervals, for example, clockwise or counterclockwise in sequence, or Since air blowing control of each air nozzle 17 can be performed at random, it is not necessary to provide many air nozzles, and simplification of the device structure can be achieved.

１ナノファイバー堆積・成形装置
２ナノファイバー吐出装置
２Ａ吐出ノズル（吐出口）
３平行捕集棒（ナノファイバー捕集手段）
４捕集手段回転軸
５掻取り手段回転軸
９フレーム（筐体）
１０脱落防止部
１１所定形状保持部材
１２掻取り棒
１３回収容器
１５ナノファイバー捕集装置
１６吐出流方向偏向手段
１７エアノズル
１８偏向角度調整プレート（エアノズル送風角度変更手段）
１９保持フレーム
２０送風量変更手段
２１送風制御手段（制御手段）
Ｆナノファイバー 1 nanofiber deposition / forming apparatus 2 nanofiber ejection apparatus 2A ejection nozzle (ejection port)
3 Parallel Collection Bar (Nanofiber Collection Means)
4 Collection means rotary shaft 5 Scraping means Rotary shaft 9 Frame (housing)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Falling-off prevention part 11 Predetermined shape holding member 12 Scraping rod 13 Collection container 15 Nanofiber collection apparatus 16 Discharge flow direction deflection means 17 Air nozzle 18 Deflection angle adjustment plate (Air nozzle ventilation angle change means)
19 holding frame 20 air flow rate changing means 21 air flow control means (control means)
F Nanofiber

Claims

熱風流に対して溶融又は溶解樹脂を吐出して微細径繊維状に延伸してナノファイバーを製造するナノファイバー吐出装置の吐出ノズルからナノファイバーが吐出され、当該吐出されたナノファイバーをナノファイバー捕集手段に捕集させ堆積させるナノファイバー堆積・成形装置であって、
前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段へのナノファイバーの吐出流の方向を偏向する吐出流方向偏向手段を備えたことを特徴とするナノファイバー堆積・成形装置。 The nanofibers are discharged from the discharge nozzle of the nanofiber discharge device that discharges a molten or dissolved resin against a hot air flow and draws it into fine diameter fiber shape to produce nanofibers, and the discharged nanofibers are captured by the nanofibers A nanofiber deposition / forming apparatus to be collected and deposited in a collecting means,
An apparatus for depositing and forming nanofibers, comprising ejection flow direction deflection means for deflecting the direction of ejection flow of nanofibers from the ejection nozzle to the nanofiber collection means.

前記吐出流方向偏向手段は、前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段への流路中で前記ナノファイバーの吐出流の側面方向より偏向風を当てることにより前記ナノファイバーの吐出流の方向を偏向するエアノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載のナノファイバー堆積・成形装置。 The discharge flow direction deflection means deflects the discharge flow direction of the nanofibers by applying a deflecting air from the side direction of the discharge flow of the nanofibers in the flow path from the discharge nozzle to the nanofiber collection means. The nanofiber deposition / forming apparatus according to claim 1, further comprising an air nozzle.

前記エアノズルからの送風方向角度を調整するエアノズル送風角度変更手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のナノファイバー堆積・成形装置。 The apparatus for depositing and forming nanofibers according to claim 2, further comprising an air nozzle blowing angle changing unit configured to adjust an air blowing direction angle from the air nozzle.

前記エアノズルの送風量を調整する送風量変更手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載のナノファイバー堆積・成形装置。 The apparatus for depositing and forming nanofibers according to claim 2 or 3, further comprising an air flow rate changing means for adjusting the air flow rate of the air nozzle.

前記エアノズルを複数備えており、当該複数のエアノズルを前記吐出ノズルに対して同心円状に等間隔角度で配設したことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のナノファイバー堆積・成形装置。 The nanofiber deposition according to any one of claims 2 to 4, wherein a plurality of the air nozzles are provided, and the plurality of air nozzles are arranged concentrically at regular intervals with respect to the discharge nozzle. -Molding apparatus.

前記同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズルの送風動作を時計回り又は反時計回りに連続的に順番に送風を制御する送風制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のナノファイバー堆積・成形装置。 6. The air nozzle according to claim 5, further comprising air flow control means for continuously controlling the air flow of said air nozzles arranged concentrically at equal angular intervals in a clockwise or counterclockwise direction. Nanofiber deposition and molding equipment.

熱風流に対して溶融又は溶解樹脂を吐出して微細径繊維状に延伸してナノファイバーを製造するナノファイバー吐出装置の吐出ノズルからナノファイバーが吐出し、当該吐出されたナノファイバーをナノファイバー捕集手段に捕集させ堆積させるナノファイバー堆積・成形装置を用いたナノファイバーの堆積・成形方法であって、
前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段へのナノファイバーの吐出流の方向を偏向させる吐出流方向偏向手段により吐出流方向を偏向することを特徴とするナノファイバー堆積・成形方法。 The nanofibers are discharged from the discharge nozzle of a nanofiber discharge device that discharges a molten or dissolved resin against a hot air flow and draws it into fine diameter fiber shape to produce nanofibers, and the discharged nanofibers are captured by the nanofibers What is claimed is: 1. A method of depositing / forming nanofibers using a nanofiber deposition / forming apparatus, which is collected and deposited by collecting means, comprising:
A method for depositing and forming nanofibers, comprising deflecting the discharge flow direction by discharge flow direction deflection means for deflecting the discharge flow direction of nanofibers from the discharge nozzle to the nanofiber collection means.

前記吐出ノズルから前記ナノファイバー捕集手段への流路中に前記ナノファイバーの吐出流の側面方向より偏向風を当てることにより前記ナノファイバーの吐出流の方向を偏向することを特徴とする請求項７に記載のナノファイバー堆積・成形方法。 The direction of the discharge flow of the nanofibers is deflected by applying a deflecting wind from the side direction of the discharge flow of the nanofibers into the flow path from the discharge nozzle to the nanofiber collection means. The nanofiber deposition and molding method according to 7.

前記同心円状に等間隔角度で配設されたエアノズルの送風動作を時計回り又は反時計回りに連続的に順番に送風制御することを特徴とする請求項８に記載のナノファイバー堆積・成形方法。 9. The nanofiber deposition / forming method according to claim 8, wherein the air blowing operation of the air nozzles disposed concentrically at equal intervals is continuously controlled to be continuous clockwise or counterclockwise.