JP5006862B2 - ナノファイバ製造方法、および製造装置 - Google Patents
ナノファイバ製造方法、および製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5006862B2 JP5006862B2 JP2008293847A JP2008293847A JP5006862B2 JP 5006862 B2 JP5006862 B2 JP 5006862B2 JP 2008293847 A JP2008293847 A JP 2008293847A JP 2008293847 A JP2008293847 A JP 2008293847A JP 5006862 B2 JP5006862 B2 JP 5006862B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- bag
- manufacturing apparatus
- nanofiber manufacturing
- container
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Description
まず、ノズルなどの原料放出手段から放出された高分子材料の一部がわきにそれてしまい、全ての高分子材料を収集することができない場合がある。これにより材料ロスが発生する。また、他部材に付着した高分子材料を取り除く作業を定期的に実行する必要が生じ、その間は、製造装置を停止させねばならず、生産性が低下する。また、長手方向に送られる収集体は、表面に堆積した高分子材料とともに巻き取られるために、高分子材料が押しつけられて圧縮されてしまう。
また、エレクトロスピニング法は、原料放出手段と、収集体の後方または原料放出手段の周囲に配された電極との間に高電位差を生じさせることにより行われる。このとき、原料放出手段は原料供給管等を介してポンプ等の他部材と接続されているために、原料放出手段から外部への漏電を防止することが困難である。このため、原料放出手段に高電圧を印加することは行われず、電極の側に高電圧を印加するのが一般的である。
さらには、特許文献2および3記載の方法では、帯状の収集体や、それを長手方向に送るための機構(ローラ、その回転装置等)が必要となり、装置が大がかりなものとなって、コストが増大する。
前記生成された繊維状物質を、少なくとも一部が通気性を有する布地からなる袋により収集するナノファイバ製造方法である。
前記原料を空中に放出する、少なくとも一部が導体からなる原料放出手段と、
前記原料放出手段と所定距離を置いて配設される電極と、
前記原料放出手段と前記電極との間に電界を発生させるように、前記原料放出手段と前記電極との間に電位差を与える電位差付与手段と、
静電延伸現象により前記原料から生成された繊維状物質を収集する収集手段と、を備え、
前記収集手段が、少なくとも一部が通気性を有する布地からなる袋を含むナノファイバ製造装置を提供する。
前記放出された前記原料、ないしはそれから生成された前記繊維状物質を、前記原料の放出方向とは異なる方向に偏向する偏向手段を備える。
周壁に前記原料を放出するための細孔が形成され、内部に前記原料が導入される、略円筒形状の回転容器、または
少なくとも1つの平坦な面を有し、その面の壁部に前記原料を放出するための細孔が形成され、内部に前記原料が所定圧力で導入される容器
から構成される。
また、原料、ないしは繊維状物質を介して漏電が生じるのを防止することができるとともに、機構を簡素化することができるので、製造コストを低減させることができる。特に、高分子材料もしくは高分子材料に混合する溶媒が導電性を有する場合には、顕著に漏電現象が発生する。
《実施の形態1》
図1は、本発明の実施の形態1に係るナノファイバ製造装置の概略構成を示す、一部を断面にした側面図である。
ここで、細孔2aは、容器2の周壁に規則的に形成されるのが好ましい。例えば、容器2の軸方向に等間隔で並び、周方向に等ピッチで形成されるのが好ましい。
また、フード10内の前側送風機6の直下流の位置には、環状のヒータ12が配設されている。これにより、原料F等からの分散媒または溶媒の蒸発を促進して、原料Fから繊維状物質F1を速やかに生成することができる。また、静電延伸減少が早期に引き起こされることから、生成される繊維状物質F1の繊維径はより細くなり、微細な繊維状物質F1を安定して生成することができる。
図2および図3に示すように、袋収納部16は、一端開口部(網配置側開口部)16bに絶縁体からなる網22が配置されて、袋18を支えている。他端開口部(開放側開口部)16aは開放されている。袋18は絶縁体からなる網状の通気性を有する布地からなり、袋収納部16の内部にフィットする形状とされている。袋18の開口部18a近傍の端部(開口端部)18bは、袋収納部16の開口部16aから所定幅だけ突出している。その突出部分である開口端部18bは、環状電極3の内側に挿入される。これにより環状電極3は、袋18により容器2から隔てられている。
また、環状気流誘導部24の内側には、気流8の流量を測定する流量センサ26が配置される。流量センサ26の出力信号は、制御部28に入力される。制御部28は、流量センサ26により測定される気流8の流量が所定値以下となったときに、袋18に一定量以上の繊維状物質Fが収集されたものとして、電動機5による容器2の回転、並びに原料供給管27を介した容器2内部への原料Fの供給を停止させる。
原料供給管27を介して容器2の内部に原料Fが供給される。容器2は、電動機5の回転出力により所定速度で回転される。容器2の内部に供給された原料Fは、容器2の回転による遠心力により細孔2aから放出される。また、接地された容器2と、電源4により高電圧が印加された環状電極3との間には電界が発生し、容器2と環状電極3とには、それぞれ逆極性の電荷が誘導される。
コレクタ14においては、網状の通気性を有する布地からなる袋18の内部に繊維状物質F1が集積されて、繊維状物質F1が袋18により収集される。流量センサ26により測定される気流8の流量が所定値以下となると、制御部28により電動機5による容器2の回転、並びに原料供給管27を介した容器2内部への原料Fの供給が停止される。その後、袋18を交換して、上述の動作が繰り返される。
1)原料Fが、導電性のない高分子材料と、導電性を有する分散媒または溶媒とからなる場合、
2)原料Fが、導電性を有する高分子材料と、導電性のない分散媒または溶媒とからなる場合、並びに
3)原料Fが、導電性を有する高分子材料と、導電性を有する分散媒または溶媒とからなる場合、
の3通りである。
上記第2の場合の原料Fの例としては、ナフィオン(登録商標)等のイオン性高分子材料とPVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の補助ポリマーとからなる高分子材料を、エチレングリコール、プロピレングリコールおよびグリセリンの少なくとも1種からなる溶媒に溶解させた溶液が考えられる。
また、上記以外の導電性を有する高分子材料の例としては、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリチオフェン、並びに有機溶剤可溶性ポリピロール等がある。
また、環状電極3には、電源4から1〜200kVの電圧を印加するのが好ましい。より好ましくは、10kV以上の高電圧を印加するのがよい。特に、容器2と環状電極3との間の電界強度が重要であり、1kV/cm以上の電界強度になるように印加電圧や環状電極3の配置を行うことが好ましい。これにより、容器2と環状電極3との間に均等且つ強い電界を発生させることができる。
また、容器2と環状電極3とを電源4の2つの端子にそれぞれ接続するなどして、容器2と環状電極3との双方に電圧を印加するようにしてもよい。すなわち、容器2と環状電極3との間に電位差が発生し、その間に電界ができて細孔2aから流出する原料Fが電荷を有するようになればよい。
次に、図4〜図10を参照して、本発明の実施の形態2を説明する。実施の形態2は、実施の形態1を改変したものであり、以下、実施の形態1とは異なる部分のみを説明する。なお、説明の便宜上、以下の各実施の形態においては、製造装置1のコレクタ14および制御部28以外の要素(容器2、環状電極3等)をナノファイバ生成部30(図4参照)と称し、コレクタ14の後側送風機20、環状気流誘導部24および流量センサ26を吸引部40と称する。
すなわち、コレクタ14Aは、複数(図示例では4つ)の袋収容部16を保持して回転するドラム32を備えている。ドラム32の内部は、複数(図示例では4つ)の同じ大きさの空間32aに、仕切り板32dにより周方向に分割されており、それぞれの空間32aに袋収容部16が保持されている。袋収容部16はそれぞれの中心軸が、ドラム32の回転軸32bと平行となるように空間32aに保持されている。また、それぞれの袋収容部16は開放側開口部16aが同じ側に向けられている。
そして、ドラム32における、袋収容部16の開放側開口部16aが向いている側にはナノファイバ生成部30が配され、その反対側には吸引部40が配される。
直動機構42は、袋18の開口端部18bが環状電極3の内側に挿入される挿入位置(図1参照)と、袋18の開口端部18bが環状電極3の内側から抜き去られる抜き去り位置(図7参照)との間で、ナノファイバ生成部30を進退させるように、生成部支持部34を直線的に移動させる機構である。
したがって、ナノファイバ生成部30による生成動作の停止時間を最小限度に抑えることが可能となる。これにより、生産性がますます向上される。
次に、図11〜図13を参照して、本発明の実施の形態3を説明する。本実施の形態3は、実施の形態1を改変したものであり、以下、実施の形態1とは異なる部分のみを説明する。
すなわち、コレクタ14Bは、スライド式の袋交換機構60を備えている。この袋交換機構60は、複数の袋収容部16をそれぞれが1つずつ保持する複数(図示例では2つ)の角形筒体46と、筒体直動機構48とを備えている。
本実施の形態3においては、実施の形態2におけると同様の生成部進退機構50が設けられている。そして、制御部28は、流量センサ26の検出値が所定値以下となったときに、ナノファイバ生成部30によるナノファイバの生成動作を停止させる。その後、環状電極3の内側に挿入された状態の袋18の開口端部18bを抜き去るために、ナノファイバ生成部30を後退させるように生成部進退機構50を制御する。そして、次の袋を使用して繊維状物質を収集させるために、それぞれの角形筒体46を横方向にスライドさせる。
以上のように、スライド式の袋交換機構によっても実施の形態2と同様の制御により、同様の効果を奏することが可能となる。
次に、図14〜図17を参照して、本発明の実施の形態4を説明する。本実施の形態4は、実施の形態1を改変したものであり、以下、実施の形態1とは異なる部分のみを説明する。
また、本実施の形態4においては、環状電極3の代わりに、容器2Aの下面と所定距離を置いて容器2Aの下面と対向するように板状電極3Aが配設されている。板状電極3Aは、高電圧電源4の一方の端子と接続されている。高電圧電源4の他方の端子は接地されている。また、容器2Aは接地されている。これにより、容器2Aと板状電極3Aとの間には電界が発生し、容器2Aと板状電極3Aとにそれぞれ逆極性の電荷が誘導される。
また、容器2Aと板状電極3Aとの間の空間の側方には、容器2Aと板状電極3Aとの間の空間に向かって送風するように送風機6Aが配設されている。上記ノズル2cの先端から板状電極3Aに向かって放出された原料Fは、送風機6Aが発生する気流により放出方向と垂直な方向に偏向される。
また、図15に示すように、ナノファイバ生成部の原料放出手段を、噴霧して放出するものとすることも可能である。この例では、原料放出手段は、2流体ノズル2Bから構成されており、所定圧力でポンプ38により供給されてノズル2Bの先端から放出される原料を、ガス源52より供給される高圧ガスの噴射により霧化している。
また、各実施の形態においては、袋は、網状の通気性を有する布地からできていたが、これに限定するものではなく、布地も網状に限らず通気性を有するものであればよい。
2 容器
2a 細孔
3 環状電極
4 高圧電源
14 コレクタ
16 袋収容部
F 原料
F1 繊維状物質
Claims (12)
- 高分子材料を含む液状の原料を帯電させて空中に放出し、静電延伸現象により前記原料から繊維状物質を生成するナノファイバ製造方法であって、
前記生成された繊維状物質を、少なくとも一部が通気性を有する布地からなる袋により収集するナノファイバ製造方法。 - 高分子材料を含む液状の原料を帯電させて空中に放出し、静電延伸現象により前記原料から繊維状物質を生成するナノファイバ製造装置であって、
前記原料を空中に放出する、少なくとも一部が導体からなる原料放出手段と、
前記原料放出手段と所定距離を置いて配設される電極と、
前記原料放出手段と前記電極との間に電界を発生させるように、前記原料放出手段と前記電極との間に電位差を与える電位差付与手段と、
静電延伸現象により前記原料から生成された繊維状物質を収集する収集手段と、を備え、
前記収集手段が、少なくとも一部が通気性を有する布地からなる袋を含むナノファイバ製造装置。 - 前記原料が前記原料放出手段から前記電極に向かって放出されるとともに、
前記放出された前記原料、ないしはそれから生成された前記繊維状物質を、前記原料の放出方向とは異なる方向に偏向する偏向手段を備えた請求項2記載のナノファイバ製造装置。 - 前記袋の開口端部が、前記原料放出手段と前記電極との間に介在される請求項2または3記載のナノファイバ製造装置。
- リボルバ式の袋交換手段を備えた請求項2〜4のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。
- スライド式の袋交換手段を備えた請求項2〜4のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。
- 前記原料放出手段が、
周壁に前記原料を放出するための細孔が形成され、内部に前記原料が導入される、略円筒形状の回転容器
から構成される請求項2〜6のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。 - 前記原料放出手段が、
少なくとも1つの平坦な面を有し、その面の壁部に前記原料を放出するための細孔が形成され、内部に前記原料が所定圧力で導入される容器
から構成される請求項2〜6のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。 - 前記原料放出手段が、2流体ノズルから構成され、当該ノズルの少なくとも1つの孔から放出される前記原料を、当該ノズルの他の少なくとも1つの孔から噴射される気体により霧化して放出する請求項2〜8のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。
- 前記原料を構成する高分子材料および液状成分の少なくとも一方が、導電性を有する請求項2〜9のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。
- 前記偏向手段が、送風および吸引の少なくとも一方の動作により気流を発生する気流発生手段から構成される請求項3〜10のいずれかに記載のナノファイバ製造装置。
- 前記気流発生手段による気流の流量を測定する流量測定手段を備え、その流量測定手段の測定結果に基づいて前記袋交換手段を制御する制御手段を備えた請求項11記載のナノファイバ製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008293847A JP5006862B2 (ja) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | ナノファイバ製造方法、および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008293847A JP5006862B2 (ja) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | ナノファイバ製造方法、および製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010121226A JP2010121226A (ja) | 2010-06-03 |
JP5006862B2 true JP5006862B2 (ja) | 2012-08-22 |
Family
ID=42322799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008293847A Expired - Fee Related JP5006862B2 (ja) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | ナノファイバ製造方法、および製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5006862B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5682030B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-03-11 | 栗田工業株式会社 | ナノファイバー不織布の製造方法及び装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4133269B2 (ja) * | 2002-12-02 | 2008-08-13 | 日本バイリーン株式会社 | 無機系繊維の製造方法 |
KR100578764B1 (ko) * | 2004-03-23 | 2006-05-11 | 김학용 | 상향식 전기방사장치 및 이를 이용하여 제조된 나노섬유 |
JP2007177363A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Nissan Motor Co Ltd | 導電性高分子からなる繊維構造体およびその製造方法、その繊維構造体を用いた立体編物型アクチュエータと車両用部品 |
JP4797652B2 (ja) * | 2006-01-30 | 2011-10-19 | パナソニック株式会社 | 静電噴霧装置及び静電噴霧監視方法 |
CN101542025B (zh) * | 2006-11-24 | 2011-04-27 | 松下电器产业株式会社 | 纳米纤维和高分子网状物的制造方法和装置 |
-
2008
- 2008-11-17 JP JP2008293847A patent/JP5006862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010121226A (ja) | 2010-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010038362A1 (ja) | ナノファイバ製造方法、及び製造装置 | |
JP4591499B2 (ja) | ナノファイバー及び高分子ウェブの製造方法と装置 | |
US8110136B2 (en) | Method and apparatus for producing nanofibers and polymer web | |
JP4877140B2 (ja) | ナノファイバーの製造方法及び装置 | |
JP4830992B2 (ja) | ナノファイバー及び高分子ウェブの製造方法と装置 | |
JP2009270221A (ja) | ナノファイバ製造装置 | |
JP4981747B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、および製造方法 | |
JP4880627B2 (ja) | ナノファイバーの合糸方法及び装置 | |
JP4880633B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、およびナノファイバ製造方法 | |
JP5225827B2 (ja) | ナノファイバ製造装置 | |
JP5135638B2 (ja) | ナノファイバーの合糸方法及び装置 | |
JP4941939B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法 | |
JP5006862B2 (ja) | ナノファイバ製造方法、および製造装置 | |
JP5225885B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、および製造方法 | |
JP4853452B2 (ja) | ナノファイバー製造装置 | |
JP5185090B2 (ja) | ナノファイバ製造方法、および製造装置 | |
JP5234355B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、および製造方法 | |
JP4960279B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法 | |
JP4939467B2 (ja) | ナノファイバ製造方法、ナノファイバ製造装置 | |
JP4535085B2 (ja) | ナノファイバーの製造方法及び装置 | |
JP4954946B2 (ja) | ナノファイバ製造装置 | |
JP4972027B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、不織布製造装置 | |
JP4837698B2 (ja) | ナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法 | |
JP2014148763A (ja) | ナノファイバ製造装置、および、ナノファイバ製造方法 | |
JP4965521B2 (ja) | ナノファイバ製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120420 |
|
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: 20120426 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120525 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5006862 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |