纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法_2

文档序号:9703601阅读:来源:国知局
形成为能够从壳体装拆的结构,该壳体在内部具有制作纳米纤维的电场纺丝空间,由此,仅通过将支承结构从壳体取下就能够在电场纺丝空间外执行喷嘴的维护,因此与在电场纺丝空间内执行维护的情况相比,维护的作业性、安全性提高。并且,由于支承结构能够自行站立,因此将支承结构从壳体取下后立即就能够对喷嘴进行维护。
【附图说明】
[0027]本发明的上述的方式和特征通过参照附图对优选的实施方式的以下记载而得以清楚。在该附图中,
[0028]图1是本发明的一实施方式涉及的安装支承结构后的状态的纳米纤维制造装置的侧视局部剖视图。
[0029]图2是本发明的一实施方式涉及的取下支承结构后的状态的纳米纤维制造装置的主视图。
[0030]图3是用于说明划定纳米纤维制造装置的电场纺丝空间的壳体的壁的双层结构的图。
[0031]图4是支承结构的立体图。
[0032]图5是表示相对于壳体装拆中的支承结构的图。
[0033]图6是表示另一实施方式中的相对于壳体装拆中的支承结构的图。
[0034]图7(A)、图7(B)是用于说明接地用连接器的图。
[0035]符号说明:
[0036]10纳米纤维制造装置
[0037]12 喷嘴
[0038]14电场纺丝头
[0039]22 壳体
[0040]25 主体
[0041 ] 28支承结构(壁结构体)
【具体实施方式】
[0042]以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。
[0043]图1是本发明的一实施方式涉及的纳米纤维制造装置的侧视局部剖视图(X轴方向观察)。另外,图2是图1所示的纳米纤维制造装置的主视图(Y轴方向观察)。图1、图2所示的纳米纤维制造装置10在后详细叙述,构成为能够作为纳米纤维片材(通过将多个纳米纤维粘贴在基材片材上并成为一体而形成的片材)的生产线的一部分而发挥功能。
[0044]需要说明的是,本说明书中所说的“纳米纤维”是指由高分子物质构成且具有亚微米级或纳米级的直径的丝状物质。另外,作为高分子物质,可以适用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯等石油系聚合物或生物聚合物等各种高分子、它们的共聚物或混合物等。纳米纤维的原料液是将上述的高分子物质溶解而得到的溶液。
[0045]如图1所示,纳米纤维制造装置10具有:具备多个喷嘴12的电场纺丝头14;相对于电场纺丝头14在铅垂方向(Z轴方向)上离开规定的距离(例如100?600mm)的收集器16。需要说明的是,电场纺丝头14所具备的多个喷嘴12可以是能够装拆地设置于电场纺丝头14的情况、或一体地构成的情况中的任一种。
[0046]电场纺丝头14的多个喷嘴12朝向收集器16喷出纳米纤维的原料液。另外,在多个喷嘴12上分别施加有相对于收集器16的电位(施加在收集器16上的电压)成为规定的电位差(例如20?200kV)那样的电压。通过这样的喷嘴12,使原料液带电并将其朝向收集器16喷出。
[0047]如图2所示,收集器16具有由导电性材料构成的带18、对带18进行驱动的由导电性材料构成的驱动辊20。该收集器16还兼作通过带18将基材片材S沿水平方向(与Z轴正交的X轴方向)搬送的搬送装置。
[0048]作为替代,在例如基材片材S为长条且由在该基材片材S的移动方向上游侧配置的卷轴(未图示)来卷绕的情况下,收集器16可以以使带18与移动中的基材片材S同步或追随移动中的基材片材S的方式通过驱动辊20来使带18移动。由此,能够抑制移动中的基材片材S与带18之间的滑动,在纳米纤维制作时,能够降低由层叠在基材片材S上的带电状态的纳米纤维层进行静电吸附的基材片材S与收集器16的带18之间产生的滑动阻力。需要说明的是,关于由该带18进行的基材片材S的搬送的详细情况在后叙述。
[0049]需要说明的是,在本实施方式中,基材片材S与收集器16的带18直接接触,但也可以通过与带18不同体的搬送带(未图示)将基材片材S沿水平方向(X轴方向)搬送,且使收集器16的带18隔着搬送带而与基材片材S对置。在该情况下,通过使收集器16的带18与搬送带同步或追随搬送带而移动,由此能够降低带18与搬送带之间的滑动阻力。
[0050]驱动辊20在纳米纤维的制作时被施加规定的电压(例如10?100kV)。由此,在带18与喷嘴12之间产生规定的电位差而引起静电爆炸,通过静电爆炸而由原料液制作出的纳米纤维集聚到带18上的基材片材S上。需要说明的是,带18例如可以是在金属带的表面形成有绝缘体层的带。通过这样的驱动辊20,使带18移动,并且能够在带18上的基材片材S的表面均匀地聚集纳米纤维。
[0051]电场纺丝头14和收集器16配置在纳米纤维制造装置10的壳体22内。壳体22为长方体形状的箱体,在其内部上侧划定第一空间24,在第一空间24的下侧划定第二空间26。
[0052]壳体22的第一空间24为由原料液制作纳米纤维的电场纺丝空间,在该第一空间24中配置有电场纺丝头14和收集器16。以下,将第一空间24称为电场纺丝空间24。在第二空间26中配置有纳米纤维制造装置10的控制设备、电源等。例如,使收集器16的驱动辊20旋转的电动机等(未图示)配置在第二空间26中。
[0053]构成壳体22的壁的至少一部分、具体而言划定电场纺丝空间24的壁的部分构成为双层结构。双层结构的壁的部分包括由绝缘体制作的内侧(电场纺丝空间24侧)的内侧壁22a和由导电体制作的外侧(纳米纤维制造装置10的外部侧)的外侧壁22b。外侧壁22b例如经由接地线(未图示)接地。具体而言,通过外侧壁22b(导电体)构成壳体22的整体,且在面向电场纺丝空间24的外侧壁22b的内表面的一部分设有内侧壁22a(绝缘体)。
[0054]绝缘体的内侧壁22a用于抑制从施加有高电压的电场纺丝头14的喷嘴12或收集器16向壳体22的放电。另一方面,导电体的外侧壁22b用于避免在纳米纤维制造装置10的运转中作业者与带电的绝缘体(电介质)的内侧壁22a接触而触电。
[0055]具体地进行说明,在纳米纤维制造装置10的运转中,在电场纺丝空间24中使用了高电压,因此在绝缘体的内侧壁22a上引起电介质极化。例如图3所示,在内侧壁22a的电场纺丝空间24侧产生正的电荷Cp,在相反侧产生负的电荷Cn。在不存在外侧壁22b的情况下,由于在内侧壁22a的外侧产生的电荷Cn,而存在作业者触电的可能性。作为其对策,在绝缘体的内侧壁22a的外侧设置接地的导电体的外侧壁22b。
[0056]壳体22的壁的一部分28(与权利要求书的“支承结构”对应)构成为能够装拆,详细情况在后叙述,该支承结构28对电场纺丝头14进行支承。在本实施方式的情况下,具体而言,支承结构28为长方体形状的壳体22的一个侧壁,上部分划定电场纺丝空间24,下部分划定第二空间26。因此,如图4所示,支承结构28的划定电场纺丝空间24的上部分构成为内侧壁22a与外侧壁22b的双层结构。
[0057]需要说明的是,图2表示取下支承结构28后的状态的纳米纤维制造装置10。在图2中,能够观察到对支承结构28与壳体22的主体25之间进行密封的密封构件30。通过该密封构件30来防止纳米纤维向壳体22的外部漏出。在图中,密封构件30安装于壳体22的主体25,但也可以安装于支承结构28。另外,虽然未图示,但纳米纤维制造装置10具备例如卡扣来作为将支承结构28能够装拆地固定于壳体22的主体25上的机构。
[0058]支承结构28在下部具有台车部34,该台车部34具备在地面上滚动的多个脚轮32a、32b。因此,如图4所示,支承结构28在从纳米纤维制造装置10取下后的状态下能够自行站立且能够行走。需要说明的是,台车部34可以构成为相对于支承电场纺丝头14的支承结构28能够装拆。即,可以构成为,通过台车部34承受能够装拆地安装于壳体22的支承结构28,并通过该台车部34搬运支承结构28,从而能够对支承结构28的电场纺丝头14进行维护。另外,作为支承结构28的形态,具体而言,还包括门、窗等形态,且至少为能够支承电场纺丝头14等作业头(对于电场纺丝头14以外的作业头在后叙述)的大小即可。
[0059]如图1或图4所示,支承结构28对电场纺丝头14进行支承。具体而言,在支承结构28上设有使电场纺丝头14升降的(沿Z轴方向移动的)头升降机构(头移动机构)36。该头升降机构36以悬臂状态支承电场纺丝头14。通过该头升降机构36,如图4所示那样使电场纺丝头14升降,来调整喷嘴12与收集器16之间的距离。需要说明的是,头升降机构36既可以为接受电力的供给而使电场纺丝头14升降的结构,还可以为通过人力使电场纺丝头14升降的机构。并且,还可以取代头升降机构36,而为使电场纺丝头14沿铅垂方向(Z轴方向)及水平方向(X、Y轴方向)移动的头移动机构。
[0060]例如,对向喷嘴1
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