纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术制造遍及片材的整个面均质的纳米纤维片。在纳米纤维生成装置中，聚合物溶液未能成为纳米纤维而成为液滴、较小的聚合物块，其不会朝向纳米纤维捕集装置直线地飞翔，从而不会直接冲撞到纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面。纳米纤维制造装置具备具有喷出溶解在溶剂中的聚合物溶解液的溶液喷出喷嘴和喷出高压的高温高速气体的热风喷出喷嘴的纳米纤维生成装置、以及对由纳米纤维生成装置生成的纳米纤维进行抽吸捕集的捕集装置，在纳米纤维生成装置与纳米纤维捕集装置之间设有流路抑制机构，该流路抑制机构不会使由纳米纤维生成装置生成的纳米纤维流直接地直线飞翔至纳米纤维捕集装置，而是使由纳米纤维生成装置生成的纳米纤维浮游。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法
本专利技术涉及从聚合物溶液制造纳米纤维的纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法。尤其是，涉及从将原料聚合物溶解在溶剂中而成的聚合物溶解液制造纳米纤维的纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法。更具体而言，本专利技术涉及从将原料聚合物溶解在溶剂中而成的聚合物溶解液制造均质的纳米纤维片的纳米纤维片制造装置以及纳米纤维片制造方法。
技术介绍
在本说明书中，“纳米纤维”这一术语是指制造出的纤维的平均纤维直径为几纳米至几百纳米的微细直径纤维，也包括其集合体，在集合体中纤维直径适当地分布。并且，在本说明书中，具体而言，使用将原材料聚合物以热熔融而成的熔融液、或者将原材料聚合物溶解在挥发性溶剂中而成的溶解液作为原料，但在指包括双方的溶液的情况下，仅使用“溶液”或“聚合物溶液”这一术语。纤维直径较细的纳米纤维近年来受到关注，在医疗领域、汽车领域、建材领域、油吸附材料领域等广泛的
中广泛利用。作为制造该纳米纤维的方法，通常已知有将原材料聚合物在热量下熔融而成的熔融液喷出到热喷射气流来进行制造的方法(熔融纺纱方法)、以及将原材料聚合物溶解在挥发性溶剂中而成的溶解液喷出到热喷射气流来进行制造的方法(干式纺纱方法)。并且，还已知有在溶解液中喷出原材料聚合物来制造纳米纤维的方法(湿式纺纱方法)，但在本专利技术中并不作为对象。此处，在熔融纺纱方法和干式纺纱方法中，在通过朝向热喷射气流喷出液状的树脂溶液来制造纳米纤维这一点上是共通的。专利文献1、专利文献2中记载了利用将原料聚合物以热熔融而成的熔融液来制造纳米纤维的装置，专利文献3、专利文献4中记载了利用将原料聚合物溶解在溶剂中而成的溶解液来制造纳米纤维的装置。将原材料聚合物以热熔融来进行制造的纳米纤维的纤维直径约为100纳米～10微米，但在利用将原材料聚合物溶解在挥发性溶剂中而成的溶解液进行制造的方法中，溶解液的粘性较低，能够制造纤维直径约为10纳米～几微米的更细的纳米纤维。因此，在制造更加极细纤维直径的纳米纤维的情况下，采用利用溶解液进行制造的方法(干式纺纱方法)。专利文献3、专利文献4中公开了利用将原材料聚合物溶解在挥发性溶剂中而成的溶解液进行制造的技术，专利文献3中公开了被称为电荷感应纺纱法(或电场纺纱法)的施加高电压进行纺纱的方法，专利文献4中公开了在不施加高电压的情况下进行纺纱的不同方法。专利文献3的课题在于，提供能够高效地制造均匀的纳米纤维无纺布的纳米纤维无纺布的制造方法及装置。而且，若使送风机及排风机工作，对壳体内的喷嘴与捕集材料之间施加电压，且使聚合物溶液从喷嘴喷出，则聚合物溶液以较细的线状体的方式从喷嘴喷出。产生静电爆炸并爆发性地延伸，从而有效地生成由具有亚微米直径的聚合物构成的纳米纤维。更具体而言，在制造无纺布时，以使送风机的风量成为排风机的风量的30％以上的方式使该送风机及排风机工作，从而能够抑制堆积于捕集材料的纳米纤维的起毛，由此能够减小捕集材料上的纳米纤维的堆积厚度的不均。这样，通过将送风机的风量设为排风机的风量的100％以下，能够防止捕集材料的喷嘴侧的风量过剩，从而能够防止纳米纤维的飞散。在专利文献4中公开有以下装置：在纳米纤维生成装置的下游侧且在捕集装置的上游侧设有导向箱，在抽吸箱工作时有助于生成从纳米纤维生成装置朝向抽吸箱的气流，并且防止由纳米纤维生成装置制造出的纳米纤维向周围飞散。相对于此，在未设置导向箱的情况下，从纳米纤维生成装置的空气喷嘴喷出的高速高温空气卷入周围的空气，从而气流变得不稳定。相对于此，通过使用导向箱，能够生成稳定的气流。因此，能够稳定地制造小径的纳米纤维。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-183435号公报专利文献2：日本特开2016-023399号公报专利文献3：日本特开2012-127008号公报专利文献4：日本再表2015-145880号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在现有的纳米纤维制造方法中，将形成从纳米纤维生成装置朝向下游侧的捕集装置的稳定的气流来捕集纳米纤维作为目的，但仅利用该方法的话，即使由捕集装置捕集纳米纤维，也难以捕集均质的纤维直径分布的纳米纤维。本专利技术的目的在于，并非如现有技术那样从纳米纤维生成装置乘着气流被搬运并捕集纳米纤维，而是通过抑制由纳米纤维生成装置生成的纳米纤维的搬运流而使其在箱体内自由地浮游，抽吸箱体内的气体，由捕集装置捕集浮游的纳米纤维，由此得到均质的纳米纤维片。这样一来，能够抑制以下情况：未能通过纳米纤维生成装置而成为所希望的纳米纤维材质的聚合物溶液的微细粒乘着气流而成为液滴状态或较小的聚合物的颗粒，飞向捕集装置的纳米纤维捕集面而直接冲撞已被捕集的纳米纤维。即，本专利技术的目的在于提供纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法，其特征在于，具备抑制对捕集完毕的纳米纤维造成损伤的机构。该课题在利用平板状的捕集面来制造片状纳米纤维的制造装置以及制造方法时，对成品的均质性有较大影响，因此更重要。用于解决课题的方案本专利技术的纳米纤维制造装置具备箱体、设置在该箱体内的纳米纤维生成装置、以及对由该纳米纤维生成装置喷出生成的纳米纤维进行捕集的纳米纤维捕集装置，上述纳米纤维制造装置的特征在于，上述纳米纤维生成装置具有喷出原料聚合物溶液的溶液喷出喷嘴和喷出高压的高温高速气体的热风喷出喷嘴，上述纳米纤维捕集装置具有形成于上述箱体的一面的纳米纤维捕集面和从该纳米纤维捕集面的背面侧抽吸上述箱体内的气体的抽吸装置，在由上述纳米纤维生成装置生成的纳米纤维喷出流的下游侧，具备至少一个流路抑制机构，该流路抑制机构抑制从上述纳米纤维生成装置直线地朝向上述纳米纤维捕集面的纳米纤维喷出流。另外，本专利技术的纳米纤维制造装置的特征在于，构成为，利用上述流路抑制机构来抑制从上述纳米纤维生成装置直线地朝向上述纳米纤维捕集面的纳米纤维喷出流的生成，使所生成的纳米纤维在上述箱体内浮游，利用上述抽吸装置经由上述纳米纤维捕集面抽吸上述箱体内的气体，从而在该纳米纤维捕集面上捕集纳米纤维。另外，本专利技术的纳米纤维制造装置的特征在于，为了抑制由上述纳米纤维生成装置喷出的直线的纳米纤维喷出流的生成，来抑制未能生成为纳米纤维而产生的液滴等颗粒直线地飞翔而直接冲撞到上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面，在上述纳米纤维生成装置与上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面之间具备至少一个上述流路抑制机构。另外，本专利技术的纳米纤维制造装置的特征在于，上述流路抑制机构的大小构成为比直线飞翔区域的外周大，该直线飞翔区域由将上述纳米纤维生成装置和上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面的各顶点连接的假定线形成。另外，本专利技术的纳米纤维制造装置的特征在于，关于设置上述流路抑制机构的位置，在将上述纳米纤维生成装置与上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面之间的距离设为d时，将上述流路抑制机构设置在从纳米纤维捕集面离开d/2以上的位置。本专利技术的纳米纤维制造方法是使用纳米纤维制造装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米纤维制造装置，具备箱体、设置在该箱体内的纳米纤维生成装置、以及对由该纳米纤维生成装置喷出生成的纳米纤维进行捕集的纳米纤维捕集装置，上述纳米纤维制造装置的特征在于，/n上述纳米纤维生成装置具有喷出原料聚合物溶液的溶液喷出喷嘴和喷出高压的高温高速气体的热风喷出喷嘴，/n上述纳米纤维捕集装置具有形成于上述箱体的一面的纳米纤维捕集面和从该纳米纤维捕集面的背面侧抽吸上述箱体内的气体的抽吸装置，/n在由上述纳米纤维生成装置生成的纳米纤维喷出流的下游侧，具备至少一个流路抑制机构，该流路抑制机构抑制从上述纳米纤维生成装置直线地朝向上述纳米纤维捕集面的纳米纤维喷出流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181009 JP 2018-1911461.一种纳米纤维制造装置，具备箱体、设置在该箱体内的纳米纤维生成装置、以及对由该纳米纤维生成装置喷出生成的纳米纤维进行捕集的纳米纤维捕集装置，上述纳米纤维制造装置的特征在于，
上述纳米纤维生成装置具有喷出原料聚合物溶液的溶液喷出喷嘴和喷出高压的高温高速气体的热风喷出喷嘴，
上述纳米纤维捕集装置具有形成于上述箱体的一面的纳米纤维捕集面和从该纳米纤维捕集面的背面侧抽吸上述箱体内的气体的抽吸装置，
在由上述纳米纤维生成装置生成的纳米纤维喷出流的下游侧，具备至少一个流路抑制机构，该流路抑制机构抑制从上述纳米纤维生成装置直线地朝向上述纳米纤维捕集面的纳米纤维喷出流。


2.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
构成为，利用上述流路抑制机构来抑制从上述纳米纤维生成装置直线地朝向上述纳米纤维捕集面的纳米纤维喷出流的生成，使所生成的纳米纤维在上述箱体内浮游，利用上述抽吸装置经由上述纳米纤维捕集面来抽吸上述箱体内的气体，从而在该纳米纤维捕集面上捕集纳米纤维。


3.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
为了抑制由上述纳米纤维生成装置喷出的直线的纳米纤维喷出流的生成，并抑制未能生成为纳米纤维而产生的颗粒直线地飞翔而直接冲撞到上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面，在上述纳米纤维生成装置与上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集面之间具备至少一个上述流路抑制机构。


4.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
上述流路抑制机构的大小构成为比直线飞翔区域的外周大，该直线飞翔区域由将上述纳米纤维生成装置和上述纳米纤维捕集装置的纳米纤维捕集...

【专利技术属性】
技术研发人员：池个谷守彦，曾田浩义，泷川裕弘，
申请(专利权)人：艾姆特克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP