纳米纤维制造方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以良好的产品率且良好的效率制造纳米纤维的纳米纤维制造方法及装置。所述纳米纤维制造方法中，从以前端朝上的姿势设置的喷嘴的前端喷出纳米纤维材料溶解于溶媒且带电的状态的溶液，从而制造纳米纤维，该纳米纤维制造方法具有出液步骤及捕集步骤。出液步骤中，从前端配设于包含纳米纤维材料的溶剂的气氛下的喷嘴喷出溶液。捕集步骤中，向带电为与溶液相反的极性的集电极诱导从喷嘴喷出的溶液，由此捕集纳米纤维。

Manufacturing methods and devices of nanofibers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米纤维制造方法及装置
本专利技术涉及一种纳米纤维制造方法及装置。
技术介绍
作为制造例如具有数nm以上且小于1000nm的纳米级直径的所谓的纳米纤维的方法，已知有电场纺丝法。电场纺丝法还称作静电纺丝(electrospinning)法，利用具有喷嘴、集电极及电源的电场纺丝装置(还称作静电纺丝装置)进行。电场纺丝装置中，通过电源向喷嘴与集电极之间施加电压，例如使喷嘴带电为负，使集电极带电为正。若在施加有电压的状态下，从喷嘴的前端喷出纳米纤维的原材料(以下，称作纳米纤维材料)溶解于溶媒而成的溶液，则该溶液通过库仑力移动至集电极，在集电极上作为纳米纤维被捕集。电场纺丝装置中存在将喷嘴配设于集电极的上方的装置。该类型的电场纺丝装置中，有时溶液在喷嘴的前端结成块。该块包含溶媒，有时会落在累积在集电极上的纳米纤维的捕集面。这种情况下，需要去除累积的纳米纤维中附着有落下上述块的部位，因此，产品率受损。因此，有如日本特开2012-167409号公报及国际公开第2014/057927号中记载的方法，即，将从以前端朝上的姿势设置的喷嘴喷出的溶液诱导至配设于喷嘴的上方的集电极，由此作为纳米纤维来捕集。并且，还有如日本特开2009-074224号公报中记载的方法，即，在喷嘴及集电极浸渍于纳米纤维材料不溶解的浴液的状态下，从喷嘴喷出溶液。
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题然而，日本特开2012-167409号公报及国际公开第2014/057927号中记载的方法中，虽然纳米纤维的产品率良好，但喷嘴的前端被块堵塞。喷嘴的前端堵塞时，为了从喷嘴的前端去除上述块，制造被停止，制造效率差。日本特开2009-074224号公报中记载的方法中，喷嘴浸渍于纳米纤维材料不溶解的浴液中，因此与日本特开2012-167409号公报及国际公开第2014/057927号的方法相同，喷嘴的前端堵塞。本专利技术的目的在于提供一种以良好的产品率且良好的效率制造纳米纤维的纳米纤维制造方法及装置。用于解决技术课题的手段本专利技术的纳米纤维制造方法中，从以前端朝上的状态设置的喷嘴的前端喷出纳米纤维材料溶解于溶媒且带电的状态的溶液，从而制造纳米纤维，该纳米纤维制造方法具有出液步骤及捕集步骤。出液步骤中，从前端配设于包含纳米纤维材料的溶剂的气氛下的喷嘴喷出溶液。捕集步骤中，向带电为与溶液相反的极性的集电极诱导从喷嘴喷出的溶液，由此捕集纳米纤维。优选，喷嘴在容纳有液体溶剂的容器内，以从容器内的液面伸出前端的状态配设，通过容器内的溶剂气化而成的溶剂气体，前端置于气氛下。优选，前端与液面之间的距离在2mm以上且15mm以下的范围内。优选，容器内的溶剂的温度比溶剂的沸点低至少5℃。优选，相对于液面的喷嘴的角度在45°以上且90°以下的范围内。可通过喷雾，向前端供给溶剂。优选，出液步骤中，从在1mm以上且20mm以下的范围内相互隔开的多个喷嘴喷出溶液。优选，多个喷嘴的前端为相同朝向。优选，纳米纤维材料纤维素系聚合物与弹性体中的任一个。优选，纳米纤维材料是纤维素系聚合物时，为三醋酸纤维素。优选，纳米纤维材料是弹性体时，为丙烯酸系弹性体。优选，溶媒为二氯甲烷。本专利技术的纳米纤维制造装置具备喷嘴、容器、集电极及电压施加部。喷嘴从前端喷出纳米纤维材料溶解于溶媒而成的溶液。容器容纳纳米纤维材料的溶剂。集电极诱导从喷嘴喷出的溶液，作为纳米纤维来捕集。电压施加部通过对从前端喷出的溶液与集电极施加电压，使溶液与集电极带电为相反极性。喷嘴在容器内，以前端朝上的姿势且从溶剂的液面伸出前端的状态设置。专利技术效果根据本专利技术，能够以良好的产品率且良好的效率制造纳米纤维。附图说明图1是无纺布制造设备的概要图。图2是纳米纤维制造装置的概要图。具体实施方式图1是实施了本专利技术的无纺布制造设备20的概要图。无纺布制造设备20用于制造纳米纤维11及无纺布10。无纺布10例如能够用作无尘布、滤布、与伤口等接触的医疗用无纺布(称作铺单(drape))等。无纺布10由纳米纤维11构成。纳米纤维11利用作为纳米纤维制造方法的电场纺丝法制造。纳米纤维11的直径在50nm以上且2000nm以下的范围内，本实施方式中，大致为400nm。无纺布制造设备20具备溶液准备部21、纳米纤维制造装置22及连接它们的配管33。溶液准备部21用于准备形成纳米纤维11的溶液25。溶液准备部21通过将纳米纤维材料15溶解于纳米纤维材料的溶媒31来制备(准备)溶液25。通过溶液准备部21准备的溶液25通过配管33，引导向纳米纤维制造装置22。纳米纤维制造装置22进行电场纺丝法。该例中，纳米纤维制造装置22具有配设成相互隔开的状态的多个喷嘴36a～36c。之后的说明中，不区别喷嘴36a、喷嘴36b、喷嘴36c时，记载为喷嘴36。喷嘴36的一端通过配管33与溶液准备部21连接。由此，从喷嘴36的另一端喷出通过溶液准备部21引导的溶液25。将喷嘴36的与溶液准备部21连接的一端称作“基端”，将喷嘴36的喷出溶液25的另一端称作“前端”。从喷嘴36的前端喷出的溶液25形成纳米纤维11。另外，该例中，在纳米纤维11的累积及无纺布的支承中使用长条的支承体37，沿长边方向移动该支承体37。关于支承体37的详细内容，将利用其它附图进行后述，图1中的横向是支承体37的宽度方向，图1的纸面纵深方向是支承体37的移动方向。喷嘴36a～36c配设成沿支承体37的宽度方向排列的状态。该例中，将喷嘴36设为3个，但喷嘴36的个数并不限于此。另外，各个配管33上设置有向喷嘴36送出溶液25的泵38。通过改变泵38的转速，调节从喷嘴36喷出的溶液25的流量。参考图2，对纳米纤维制造装置22进行说明。图2中，图示了从图1的喷嘴36a侧观察的情况，为了避免图的复杂化，对于喷嘴36，仅图示喷嘴36a，省略了喷嘴36b与喷嘴36c的图示。纳米纤维制造装置22具备纺丝室45、所述喷嘴36、容器46、累积部47、导通部件48及电源49等。纺丝室45例如容纳喷嘴36、容器46、累积部47的一部分等。在纺丝室45内，在下部配设有喷嘴36与容器46，在上部配设有累积部47。纺丝室45通过构成为能够密封，防止溶媒气体等向外部泄漏。溶媒气体为溶液25的溶媒31气化而成的气体。喷嘴36在容器46内，以前端朝上的姿势设置。即，喷嘴36设为将喷出溶液25的前端朝向配设于喷嘴36的上方的集电极58的状态。从喷嘴36喷出的溶液25通过设置于容器46的开口，向集电极58移动。溶液25从形成于喷嘴36的前端的开口(以下，称作前端开口)喷出时，在前端开口，通过溶液25形成大致圆锥状的泰勒锥53。容器46容纳纳米纤维材料15的溶剂50。该溶剂50为液体。通过溶剂50气化，喷嘴36的前端配设于以气体状态包含溶剂50的气氛下。以下，将该气体状态的溶剂称作溶剂气体80。另外，本例中，以在容器46的底部贯穿有喷嘴36的状态安装，但对于在容器46安装喷嘴36的方法，并不限于此。例如，也可以通过在贯穿容器46的底部的软管连接喷嘴36的基端，经由软管在容器46安装喷嘴36。另外，溶剂50只要可溶解纳米纤维材料15即可。作为溶剂50，例如可举出与溶媒31相同的溶剂。容器46上连接有引导从泵38送出的溶剂50的配管33。在容器46设置有检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米纤维制造方法，从以前端朝上的姿势设置的喷嘴的前端喷出纳米纤维材料溶解于溶媒且带电的状态的溶液，从而制造纳米纤维，该纳米纤维制造方法具有：出液步骤，从所述前端配设于包含所述纳米纤维材料的溶剂的气氛下的所述喷嘴喷出所述溶液；及捕集步骤，向带电为与所述溶液相反的极性的集电极诱导从所述喷嘴喷出的所述溶液，由此捕集纳米纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.23 JP 2017-0317351.一种纳米纤维制造方法，从以前端朝上的姿势设置的喷嘴的前端喷出纳米纤维材料溶解于溶媒且带电的状态的溶液，从而制造纳米纤维，该纳米纤维制造方法具有：出液步骤，从所述前端配设于包含所述纳米纤维材料的溶剂的气氛下的所述喷嘴喷出所述溶液；及捕集步骤，向带电为与所述溶液相反的极性的集电极诱导从所述喷嘴喷出的所述溶液，由此捕集纳米纤维。2.根据权利要求1所述的纳米纤维制造方法，其中，所述喷嘴在容纳有液体的所述溶剂的容器内，以从所述容器内的液面伸出所述前端的状态配设，通过所述容器内的所述溶剂气化而成的溶剂气体，所述前端置于所述气氛下。3.根据权利要求2所述的纳米纤维制造方法，其中，所述前端与所述液面之间的距离在2mm以上且15mm以下的范围内。4.根据权利要求2或3所述的纳米纤维制造方法，其中，所述容器内的所述溶剂的温度比所述溶剂的沸点低至少5℃。5.根据权利要求2至4中任一项所述的纳米纤维制造方法，其中，相对于所述液面的所述喷嘴的角度在45°以上且90°以下的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：福永昭人，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP