[发明专利]纳米纤维制造方法及装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维制造方法及装置。

背景技术

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。

发明内容

发明要解决的技术课题

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。

本发明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

本发明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。