納米纖維制造裝置、納米纖維制造方法制造方法及圖紙

避免在旋轉的流出體和給電電極之間產生磨損，節省零件更換等的手續。一種納米纖維制造裝置（１００），使原料液（３００）在空間中延伸而制造納米纖維（３０１），其中，具有：通過離心力使原料液（３００）向空間中流出的流出體（１１５）；使流出體（１１５）旋轉的驅動源（１１７）；相對于流出體（１１５）離開規定距離地配置的、經由流出體（１１５）向原料液（３００）供給電荷的供給電極（１２４）；相對于流出體（１１５）離開規定距離地配置的、施加與流出體（１１５）極性相反的電位的帶電電極（１２１）；以及將規定電壓施加到供給電極（１２４）和帶電電極（１２１）之間的帶電電源（１２２）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及納米纖維的制造裝置、納米纖維的制造方法，尤其是關于能夠使裝置的耐久性提高且使納米纖維的生產效率提高的納米纖維制造裝置、納米纖維的制造方法。
技術介紹
作為制造由高分子物質等構成的、具有亞微米尺寸的直徑的絲狀(纖維狀)物質 (納米纖維)的方法，公知有靜電紡織(電荷感應紡絲)法。該電紡法是指，通過噴嘴等使將高分子物質等分散或溶解在溶劑中而成的原料液向空間中流出(噴出)，并且對原料液賦予電荷而使其帶電的方法。然后，在空間飛行過程中的原料液電延伸，由此制造納米纖維。更具體地說明電紡法時，如下所述。即，帶電且向空間中流出的原料液在空間飛行的過程中溶劑逐漸蒸發。由此，飛行中的原料液的體積逐漸減少，但賦予原料液的電荷保留在原料液中。其結果，在空間飛行過程中的原料液的電荷密度逐漸上升。而且，溶劑繼續持續蒸發，從而原料液的電荷密度進一步變高，在原料液中產生的排斥方向的庫侖力比原料液的表面張力大的時刻，會發生高分子溶液爆炸性地以線狀延伸的現象(以下稱為靜電延伸現象)。該靜電延伸現象是在空間中連續地以幾何級數發生，由此，制造由直徑為亞微米的高分子構成的納米纖維。采用以上的電紡法的情況下，通過使原料液大量地向空間中流出，能夠提高納米纖維的產額。但是，如專利文獻1記載的裝置那樣，多個噴嘴并列等的情況下，被施加了高電壓的噴嘴的電位不穩定，只有原料液的一部分向空間中流出，存在只能制造納米纖維等的問題。因此，本專利技術人使用于流出原料液的圓筒容器狀的流出體旋轉，從設置在所述流出體的周方向上的孔通過離心力使原料液流出，由此實現原料液的大量流出。而且，通過實驗等確認出大量流出的原料液的大部分產生靜電延伸現象，制造出納米纖維。而且，為使通過離心力向空間中流出的原料液帶電，需要借助旋轉的流出體將電荷向原料液供給，從而本專利技術人采用使電機所具有的電刷與流出體接觸的構造，來向原料液供給電荷。專利文獻專利文獻1日本特開2002-201559號公報然而，本專利技術人重新進行認真的實驗發現因電刷與流出體的摩擦部分磨損，流出體處于旋轉狀態下的導電性惡化，制造的納米纖維的品質與磨損的進行成正比地惡化。為減少磨損，考慮采用耐久性高的電刷等，但因材料自身的價格和必須采用的復雜構造，還存在裝置成本提高的問題。另外，在任意情況下，都不能避免電刷和流出體的更換，裝置的運轉成本也上升。而且，在磨損部分產生粉塵，也會對制造的納米纖維帶來不良影響。
技術實現思路
因此，本專利技術再重新進行研究和實驗，發現能夠不產生摩擦地向流出體供給電荷的構造和方法，從而完成本申請專利技術。即，本專利技術的目的是提供在向旋轉的流出體供給電荷的部分不產生磨損的。為實現上述目的，本專利技術的納米纖維制造裝置使原料液在空間中延伸而制造納米纖維，其特征在于，具有流出體，通過離心力使原料液向空間中流出；驅動源，使所述流出體旋轉；供給電極，相對于所述流出體離開規定距離地配置，并經由所述流出體向原料液供給電荷；帶電電極，相對于所述流出體離開規定距離地配置，并施加與所述流出體極性相反的電位；以及帶電電源，在所述供給電極和所述帶電電極之間施加規定電壓。由此，流出體和供給電極不接觸地以規定距離分離地配置，從而在供給電荷的部分，不會產生摩擦。此外，從離開規定距離的供給部向流出體供給電荷的理由不完全明確，但考慮了如下所述地將電荷供給到流出體。即，向供給電極和帶電電極之間施加電壓時，在流出體中，電荷(電子)偏置。與供給電極極性相反的電荷集中在供給電極的附近的流出體的部分。從被施加高電壓的供給電極產生離子風。與供給電極極性相反的流出體的部分吸引離子風并從離子風奪取電荷。由于奪取的電荷與帶電電極極性相反，所以被帶電電極側吸引。 被吸引的電荷被賦予給原料液，并與原料液一起向空間中流出。因此，流出體中缺乏該電荷，從而再從供給電極產生的離子風中奪取該電荷。通過反復進行以上操作，認為始終向流出體供給電荷。也就是說，在以規定距離分離的供給電極和流出體之間，即使不是接觸狀態，也能以空氣中產生的離子風為介質持續供給電荷。所述供給電極優選具有前端朝向所述流出體尖銳的尖端部。由此，從尖端部分大量產生離子風，能夠有效率地供給電荷。所述尖端部優選所述尖端部朝向流出體的方向延伸，并由針狀或絲狀的多條棒體構成。由此，從針狀體的各自的尖端產生離子風，從而能夠更有效率地供給電荷。另外，所述流出體在與所述供給電極相對置的部分具有向放射方向突出且前端尖銳的受給部。該情況下，也能夠從受給部產生離子風，以該離子風為介質供給電荷。而且，優選具有氣流產生裝置，產生氣流，該氣流對從所述流出體流出的原料液的方向進行改變，并對空間中制造的納米纖維進行輸送；以及風控制部，以使所述氣流產生裝置產生的氣流不通過所述供給電極與所述流出體之間的方式控制氣流。由此，能夠避免氣流對離子風帶來不良影響，能夠通過離子風維持供給電荷的效率。專利技術的效果根據本專利技術，能夠廢除向流出體供給電荷的供給電極與流出體的接觸，不產生摩擦地向流出體供給電荷。附圖說明圖1是缺少一部分地表示納米纖維制造裝置的實施方式的俯視圖。圖2是缺少放出裝置的一部分地表示的俯視圖。圖3是表示放出裝置的外觀的立體圖。圖4是表示供給電極的附近的立體圖。圖5是表示供給電極的尖端部的側視圖。圖6是表示導向體附近的立體圖。圖7是示意地表示其他的實施方式的立體圖。圖8是表示尖端部的變形的立體圖。圖9是缺少流出體的其他方式而表示的俯視圖。具體實施例方式以下，參照附圖說明本專利技術的納米纖維制造裝置的實施方式。圖1是缺少一部分地表示納米纖維制造裝置的實施方式的俯視圖。如該圖所示，納米纖維制造裝置100具有放出裝置101、導向體102、收集裝置103、 誘導裝置104和氣流產生裝置113。這里，將用于制造納米纖維的原料液記作原料液300，將制造出的納米纖維記作納米纖維301，但在制造時，原料液300電延伸的同時向納米纖維301變化，因此原料液300和納米纖維301的邊界是曖昧的，不能明確地區別。放出裝置101是能夠使帶電的原料液300和制造的納米纖維301乘著氣流放出的單元。圖2是缺少放出裝置的一部分地表示的俯視圖。圖3是表示放出裝置的外觀的立體圖。如這些圖所示，放出裝置101具有流出裝置110、帶電裝置111、風洞體112、氣流產生裝置113和供給裝置141。流出裝置110是使原料液300向空間中流出的裝置，在本實施方式中，是使原料液 300通過離心力以放射狀流出的裝置。流出裝置110具有流出體115、旋轉軸體116和驅動源 117。流出體115是用于使原料液300向空間中流出的部件，是設置了大量供原料液300 通過的流出孔118的部件。本實施方式的情況下，流出體115是通過原料液300向內側注入的同時由自身的旋轉產生的離心力使原料液300向空間中流出的容器，并成為一端封閉的圓筒形狀，并在周壁上具有大量流出孔118。流出體115為對存儲的原料液300賦予電荷而由導電體形成。流出體115通過軸承119被能夠旋轉地支承。具體地，流出體115的直徑適當采用IOmm以上且300mm以下的范圍。過大時，難以通過后述的氣流使原料液300和納米纖維301集中，另外，流出體115的旋轉軸偏心等、重量平衡稍偏移時，會產生大的振動，為抑制該振動，需要牢固地支承流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種納米纖維制造裝置，使原料液在空間中延伸而制造納米纖維，其特征在于，具有：流出體，通過離心力使原料液向空間中流出；驅動源，使所述流出體旋轉；供給電極，相對于所述流出體離開規定距離地配置，并經由所述流出體向原料液供給電荷；帶電電極，相對于所述流出體離開規定距離地配置，并施加與所述流出體極性相反的電位；以及帶電電源，在所述供給電極和所述帶電電極之間施加規定電壓。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石川和宜，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP