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CN111542653A - 纳米纤维制造装置及用于纳米纤维制造装置的喷头 - Google Patents

纳米纤维制造装置及用于纳米纤维制造装置的喷头 Download PDF

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CN111542653A
CN111542653A CN201880046856.9A CN201880046856A CN111542653A CN 111542653 A CN111542653 A CN 111542653A CN 201880046856 A CN201880046856 A CN 201880046856A CN 111542653 A CN111542653 A CN 111542653A
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gas flow
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池谷守彦
越前谷孝嗣
曾田浩义
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M Tex Corp
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Abstract

本发明提供一种可通过切削加工制造并且可有效地将熔融树脂载置于气流中的纳米纤维制造装置及纳米纤维制造装置所用的喷头。纳米纤维制造装置(1)的喷头(20)具有：原料出口面(22)，其上形成有用于排出液态原料的原料流路(25)；以及气体出口面(23)，其配置为与原料出口面(22)成夹角α(其中，0度＜α≤90度)，且气体出口面(23)上形成有用于喷出气体的气体流路(26)。并且，原料流路(25)形成为与原料出口面(22)正交，气体流路(26)形成为与气体出口面(23)正交，原料流路(25)与气体流路(26)配置为使从气体流路(26)喷出的气体吹送至从原料流路(25)排出的液态原料上。

Description

纳米纤维制造装置及用于纳米纤维制造装置的喷头
技术领域
本发明涉及纳米纤维制造装置及用于纳米纤维制造装置的喷头。
背景技术
专利文献1公开了现有的无纺布制造装置。如图40所示，该无纺布制造装置具备：用于挤出熔融树脂的挤出机915、鼓风机916、以及对来自鼓风机916的空气进行加热的加热装置917。此外，该无纺布制造装置还具备用作喷头的熔喷部911，熔喷部911将来自挤出机915的熔融树脂纺成细丝状并将从加热装置917提供的热风吹送至该细丝状的熔融树脂。
该熔喷部911处形成有用于供熔融树脂流动的树脂通道912、以及用于供热风流动的热风通道913a、913b。该等热风通道913a、913b设置为夹持树脂通道912并相对于该树脂通道912倾斜。据此，能向由树脂通道912纺成的熔融树脂吹送来自热风通道913a、913b的热风。
现有技术文献
专利文献：
专利文献1：日本专利特开2010－185153号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述无纺布制造装置中，由于熔喷部911的热风通道913a、913b形成为相对于下表面911a倾斜，因此若要利用钻头实施切削加工来形成上述热风通道913a、913b，必须使钻头倾斜着接触下表面911a。因此，钻头顶端可能会在下表面911a上滑动，从而难以高精度地形成热风通道913a、913b。为了确保精度，需要采用成本更高的电解加工等方式。
因此，本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供一种可通过切削加工制造并且可有效地将熔融树脂载置于气流中的纳米纤维制造装置及用于纳米纤维制造装置的喷头。
用于解决问题的方案
本发明的一个方面的纳米纤维制造装置的特征在于，具有：原料出口面，所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；和气体出口面，所述气体出口面配置为与所述原料出口面成夹角α(其中，0度＜α≤90度)，所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路，所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，所述原料流路与所述气体流路配置为使从所述原料流路排出的所述液态原料与从所述气体流路喷出的气体交汇。
本发明的另一方面的纳米纤维制造装置的特征在于，具有：原料出口面，所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；气体出口面，所述气体出口面配置于所述原料出口面的下方，所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路；以及连接面，所述连接面配置为与所述原料出口面和所述气体出口面连接，且与所述原料出口面成夹角β(其中，0度≤β＜90度)，所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，所述气体流路的开口与所述连接面接触，所述原料流路与所述气体流路配置为使从所述原料流路排出的所述液态原料经由所述连接面到达所述气体流路的开口。
本发明的另一方面的用于纳米纤维制造装置的喷头的特征在于，具有：原料出口面，所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；和气体出口面，所述气体出口面配置为与所述原料出口面成夹角α(其中，0度＜α≤90度)，所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路，所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，所述原料流路与所述气体流路配置为使从所述原料流路排出的所述液态原料与从所述气体流路喷出的气体交汇。
本发明的另一方面的用于纳米纤维制造装置的喷头的特征在于，具有：原料出口面，所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；气体出口面，所述气体出口面配置于所述原料出口面的下方，所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路；以及连接面，所述连接面配置为与所述原料出口面和所述气体出口面连接，且与所述原料出口面成夹角β(其中，0度≤β＜90度)，所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，所述气体流路的开口与所述连接面接触，所述原料流路与所述气体流路配置为使从所述原料流路排出的所述液态原料经由所述连接面到达所述气体流路的开口。
发明的效果
根据本发明，原料流路形成为与原料出口面正交，气体流路形成为与气体出口面正交。据此，能够通过切削加工在原料出口面上形成原料流路并且可在气体出口面形成气体流路。而且，能够使从原料流路排出的液态原料直接、或是经由与原料出口面和气体出口面连接的连接面间接地与从气体流路喷出的气流以角度α交汇。因此，能够通过切削加工方式高精度地进行制造，并且能够有效地将液态原料载置于气流中。
附图说明
图1为示出本发明的第1实施方式的纳米纤维制造装置的整体结构的图。
图2为图1的纳米纤维制造装置所具有的喷头的立体图。
图3为用于说明图2的喷头的图。
图4为用于说明图2的喷头的变形例1的结构的图。
图5为用于说明图2的喷头的变形例2的结构的图。
图6为用于说明图2的喷头的变形例3的结构的图。
图7为用于说明图2的喷头的变形例4的结构的图。
图8为用于说明图2的喷头的变形例5的结构的图。
图9为用于说明图2的喷头的变形例6的结构的图。
图10为用于说明图2的喷头的变形例7的结构的图。
图11为图2的喷头的变形例8的立体图。
图12为用于说明图2的喷头的变形例8的结构的图。
图13为图2的喷头的变形例9的立体图。
图14为用于说明图2的喷头的变形例9的结构的图。
图15为图2的喷头的变形例10的立体图。
图16为用于说明图2的喷头的变形例10的结构的图。
图17为图2的喷头的变形例11的立体图。
图18为用于说明图2的喷头的变形例11的结构的图。
图19为图2的喷头的变形例12的立体图。
图20为用于说明图2的喷头的变形例12的结构的图。
图21为用于说明图2的喷头的变形例12的结构的图。
图22为图2的喷头的变形例13的立体图。
图23为用于说明图2的喷头的变形例13的结构的图。
图24为用于说明图2的喷头的变形例13的结构的图。
图25为图2的喷头的变形例14的立体图。
图26为图2的喷头的变形例15的立体图。
图27为用于说明本发明的第2实施方式的纳米纤维制造装置所具有的喷头的图。
图28为本发明的第3实施方式的纳米纤维制造装置的立体图。
图29为图28的纳米纤维制造装置的剖视图。
图30为用于说明图28的纳米纤维制造装置所具有的喷头的图。
图31为用于说明图30的喷头的变形例1的结构的图。
图32为用于说明图30的喷头的变形例2的结构的图。
图33为用于说明图30的喷头的变形例3的结构的图。
图34为用于说明图30的喷头的变形例4的结构的图。
图35为用于说明图30的喷头的变形例5的结构的图。
图36为用于说明图30的喷头的变形例6的结构的图。
图37为用于说明图30的喷头的变形例7的结构的图。
图38为用于说明图30的喷头的变形例8的结构的图。
图39为用于说明本发明的基本概念的图。
图40为用于说明现有的无纺布制造装置的结构的图。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行说明。当然，只要是在不违反本发明的主旨的范围内，本发明也易于适用于本实施方式中所说明的结构之外的其他结构。
本发明用于向以较高速度喷出的气体供应液态原料以形成纳米纤维。本说明书中，在未特别注明成分而称为“气体”的情况下，包括由任何成分或分子结构构成的气体。此外，本说明书中，“原料”是指成形纳米纤维时的所有材料，下面的实施方式对以合成树脂为“原料”的例子进行了说明，但本发明不限于此，也可采用各种成分的材料。
此外，本说明书中的“液态原料”这一术语并不限定原料的性状必须是液体。该“液态原料”包括例如将作为溶质的固体原料或液体原料溶解于预定的溶媒以达到预定的浓度而事先溶解获得的“溶剂”。而且，“液态原料”还包括熔融了固体原料的“熔融原料”。即，本发明中的“液态原料”应具有可从供应口(喷出口、排出口)供应(喷出、排出)“原料”的粘性性状，本发明中将具有这样的液态性质的“原料”称作“液态原料”。
本发明的基本发明构思在于：
(I)如图39(a)所示，具有：原料出口面22、气体出口面23、形成为与原料出口面22正交的用于排出液态原料的原料流路25、以及形成为与气体出口面23正交的用于排出气体的气体流路26，原料出口面22与气体出口面23配置为成夹角α(其中，0度＜α≤90度)，从而使原料流路25的轴线P与气体流路26的轴线Q以角度α交汇。
此外，(II)如图39(b)所示，具有：原料出口面22、气体出口面23、形成为与原料出口面22正交的用于排出液态原料的原料流路25、形成为与气体出口面23正交的用于排出气体的气体流路26、以及与原料出口面22和气体出口面23连接的连接面24，气体出口面23与连接面24配置为成夹角β(其中，0度≤β＜90度)，从而使连接面24的面方向R与气体流路26的轴线Q以角度α(α＝90度－β)交汇。
据此，从原料流路25排出的液态原料如图39(a)所示直接、或是如图39(b)所示沿着与原料出口面22和气体出口面23连接的连接面24间接地与从气体流路26排出的气流以角度α交汇。
图39(a)中，各结构要件的位置关系如下所示。若以形成有气体流路26的气体出口面23的位置为基准，按照从该位置沿着气体流路26的轴线Q向下游侧推进的位置关系进行表述，则a为到原料流路25的距离，b为到来自原料流路25的液态原料所交叉的位置的距离。此外，c为气体流路26的孔径，d为原料流路25与气体流路26之间的沿着与轴线Q正交的方向的距离。图39(b)中也同样(其中，a＝0)。
在此，原料流路25的轴线P与气体流路26的轴线Q成夹角α，表述为“tanα＝d/(b-a)”的原料供应正切角度α设定在0度＜θ≤90度的范围内。
如上所述，原料供应正切角度α应取决于上述距离a、上述距离b、以及上述距离d，而且，应取决于高压气体的上述孔径c以及与从气体流路26喷出的气体的压力和温度之间的关系。
此外，通过变更原料流路25或气体流路26的配置条件即个数、配置间隔、配置距离(至气体喷出口的距离a)、配置角度(角度α)、流路直径等，从而可形成直径或纤维长度不一的纳米纤维。如上所述，只要根据所制造的纳米纤维的种类，选择或变更原料流路25及气体流路26的配置条件即可。
(第1实施方式)
参照图1～图26，对本发明的第1实施方式的纳米纤维制造装置进行说明。
图1为示出本发明的第1实施方式的纳米纤维制造装置的整体结构的图，图1(a)为侧视图，图1(b)为俯视图。图2为图1的纳米纤维制造装置所具有的喷头的立体图。图3为用于说明第1实施方式的喷头的图，图3(a)为主视图，图3(b)为沿A－A’线剖切的剖视图，图3(c)为沿B－B’线剖切的剖视图。图4～图26为用于说明图2所示的基本结构的喷头的变形例1～变形例15的结构的图，各图中，与图2和图3同样地示出了立体图(包括分解立体图)或主视图及剖视图。而且，在以下的说明中，有时会使用前后左右上下等术语，但这些术语是用于表示组件的相对位置关系的，若无特别注明，均非表示绝对位置关系。此外，各图中对具有相同功能的结构赋予相同的标记，省略详细的说明。
第1实施方式的纳米纤维制造装置1构成为：使用将作为溶质的固体原料或液体原料事先溶解于预定的溶媒中以达到预定的浓度而形成的溶剂。
如图1所示，纳米纤维制造装置1具有：矩形平板状的基座10；溶剂储存器11，所述溶剂储存器11设置于基座10上，且具有向溶剂施加预定压力进行挤出的功能；软管12，所述软管12用于从溶剂储存器11向后述的喷头20供应溶剂；气体喷射部13，所述气体喷射部13设置于基座10上，用于喷出高压气体；以及喷头20，所述喷头20与气体喷射部13的前端连接。此外，根据各种制造条件等对溶剂进行温度控制时，也可根据需要，分别在溶剂储存器11、软管12及喷头20处设置加热器等温度控制功能(未图示)。本实施方式中，溶剂储存器11、软管12及喷头20所采用的为金属制造的产品，也可根据溶剂的种类或所制造的纳米纤维产品的形态等各种条件，采用由树脂或玻璃等其他材质制造的产品。
如图2和图3所示，喷头20呈大致长方体形状，朝向前方(图1的左方)的前表面21、原料出口面22、以及气体出口面23形成为从上方至下方顺序连接。前表面21与气体出口面23配置为彼此平行且气体出口面23相对于前表面21朝后方(图1的右方)错开距离t。此外，原料出口面22与气体出口面23配置为成夹角α(0度＜α≤90度)，原料出口面22朝向斜下方。此外，在喷头20处形成有与前表面21平行且朝向后方的后表面27。
此外，喷头20具有：形成为与原料出口面22正交的原料流路25以及形成为与气体出口面23正交的气体流路26。原料流路25在喷头20内与形成为与后表面27正交的原料供应通路28连通。气体流路26形成为直线状贯穿气体出口面23和后表面27。
本实施方式中，原料流路25划分出圆柱状的空间(即，与轴线正交的剖面在整个范围内为相同的圆形)，气体流路26也划分出圆柱状的空间。原料出口面22形成为其宽度(图3中的上下方向的长度)大于原料流路25的直径(约为该直径的两倍)，在宽度方向中央配置有原料流路25。气体流路26配置为与原料出口面22保持间隔。原料流路25的轴线P及气体流路26的轴线Q配置为包括在同一平面内，轴线P与轴线Q在喷头20的前方的一点处以角度α交汇。
在原料供应通路28的位于后表面27上的开口处连接有软管12，从溶剂储存器11供应的溶剂流经软管12、原料供应通路28及原料流路25，从原料流路25的位于原料出口面22上的开口排出。
在气体流路26的位于后表面27上的开口处连接有气体喷射部13，从气体喷射部13供应的高压气体流经气体流路26，从气体流路26的位于气体出口面23上的开口喷出。
当然，上述结构仅为一例，凡具有原料流路25及气体流路26、且该原料流路25及气体流路26形成为分别与原料出口面22及气体出口面23正交、且该原料出口面22及气体出口面23配置为成夹角α(0度＜α≤90度)，只要不违反本发明的目的，则可以为任意的结构。本实施方式虽然配置为：软管12及气体喷射部13直接与喷头20连接，但也可以采用以下结构：例如在喷头20的后表面27侧设置连接有软管12及气体喷射部13的歧管块，喷头20可安装于该歧管块或从该歧管块拆卸，从软管12及气体喷射部13经由歧管块向喷头20提供原料及气体。
对本实施方式的纳米纤维制造装置1及喷头20的动作进行说明。纳米纤维制造装置1从溶剂储存器11提供溶剂，并从原料流路25的位于原料出口面22上的开口排出；从气体喷射部13提供高压气体，并从气体流路26的位于气体出口面23上的开口喷出。这样，从原料流路25排出的溶剂与从气体流路26喷出的气流以角度α交汇，在被拉伸的同时被输送至前方，从而制得纳米纤维。
根据上述的本实施方式的纳米纤维制造装置1及喷头20，原料流路25形成为与原料出口面22正交，而气体流路26形成为与气体出口面23正交。如上所述，能够利用切削加工在原料出口面22形成原料流路25，且能够在气体出口面23形成气体流路26，能够使从原料流路25排出的溶剂直接与从气体流路26喷出的气流以角度α交汇。因此，能够利用切削加工进行高精度的制造，且能够有效地将溶剂载置于气流中。
根据本实施方式的纳米纤维制造装置1，通过使用将原料溶解于溶媒中形成的溶剂，而不必使用加热汽缸或马达、螺杆等复杂的装置，即可构成纳米纤维制造装置。因此，装置的尺寸更加紧凑，能够节省空间。此外，通过使装置的结构更加紧凑，还可构成便携式的纳米纤维制造装置。采用了上述便携式的纳米纤维制造装置时，只要朝着需要附着纳米纤维的位置吹送纳米纤维即可制得纳米纤维产品，使得纳米纤维的用途更加广泛。
(第1实施方式的变形例1)
图4示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20(以下，简称为“基本结构的喷头20”)的变形例1。该变形例1的喷头20A形成为原料出口面22的宽度(图4中的上下方向的长度)与原料流路25的直径相同。变形例1的喷头20A的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例2)
图5示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例2。该变形例2的喷头20B形成为原料出口面22的宽度(图5中的上下方向的长度)大于原料流路25的直径(为该直径的大约3倍)，且配置为气体流路26的一部分与原料出口面22接触。变形例2的喷头20B的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例3)
图6示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例3。该变形例3的喷头20C形成为原料出口面22的宽度(图6中的上下方向的长度)与原料流路25的直径相同，且配置为气体流路26的一部分与原料出口面22接触。据此配置为原料流路25与气体流路26接触。变形例3的喷头20C的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例4)
图7示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例4。该变形例4的喷头20D的原料流路25划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间。变形例4的喷头20D的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例5)
图8示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例5。该变形例5的喷头20E的气体流路26划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间。变形例5的喷头20E的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例6)
图9示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例6。该变形例6的喷头20F的原料流路25划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间，气体流路26也划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间。变形例6的喷头20F的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例7)
图10示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例7。该变形例7的喷头20G呈长方体形状，在喷头20的正面没有前表面21且在整个正面形成有朝向前方(图10(a)的纸面近前侧方向、图10(b)及图10(c)的左方)的气体出口面23。而且，气体流路26形成为与气体出口面23正交，在该气体流路26内形成有配置为与气体出口面23成夹角α的原料出口面22。据此，气体流路26划分柱状的空间，该柱状的空间为沿着弦切割圆柱的一部分形成的。变形例7的喷头20G形成为原料出口面22的宽度(图10(a)中的上下方向的长度)与原料流路25的直径相同。变形例7的喷头20G的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例8)
图11及图12示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例8。该变形例8的喷头20H形成有彼此独立的第一部分20a和第二部分20b，第一部分20a相当于在基本结构的喷头20中具有前表面21及原料出口面22的部分，第二部分20b相当于在基本结构的喷头20中具有气体出口面23的部分，利用例如带或螺钉等未图示的结合装置以可彼此拆装的方式将上述部分结合起来。
变形例8的喷头20H的第一部分20a具有长方体的一个边被实施倒角加工的形状，前表面21与原料出口面22(对应于倒角部分)形成为从上方至下方顺序连接，第一部分20a具有形成为与原料出口面22正交的原料流路25。第二部分20b呈长方体形状，在整个正面形成有气体出口面23，第二部分20b具有形成为与气体出口面23正交的气体流路26。变形例8的喷头20H配置为：第一部分20a与第二部分20b被结合时，原料出口面22会与气体出口面23成夹角α。变形例8的喷头20H除了具有可对第一部分20a与第二部分20b进行拆装的结构且两者彼此结合之外，其他结构均与基本结构的喷头20相同。
(第1实施方式的变形例9)
图13及图14示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例9。该变形例9的喷头20I中，第二部分20b具有与变形例8的喷头20H相同的结构，而第一部分20a配置为：与第二部分20b结合时原料出口面22与气体出口面23所成的角度α’不同于上述变形例8的喷头20H中所成的角度(α’≠α、0度＜α’≤90度)。变形例9的喷头20I的除此以外的其他结构均与变形例8的喷头20H相同。如变形例8及变形例9所示，通过准备多个种类的第一部分20a及第二部分20b且该多个种类的第一部分20a及第二部分20b结合时会使原料出口面22与气体出口面23形成不同的角度，即可通过改变第一部分20a与第二部分20b的组合方式而轻易地变更原料流路25的轴线P与气体流路26的轴线Q交汇的角度。此外，通过将第一部分20a相对于第二部分20b朝前后方向错开，即可轻易地变更轴线P与轴线Q交汇的位置。此时，在第一部分20a或第二部分20b的后方侧配置形成有原料或气体的流路的间隔(Spacer)。
(第1实施方式的变形例10)
图15及图16示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例10。该变形例10的喷头20J与变形例8的喷头20H相同，具有彼此独立的第一部分20a和第二部分20b，利用例如带或螺钉等未图示的结合装置以可彼此拆装的方式将第一部分20a和第二部分20b结合起来。
变形例10的喷头20J的第一部分20a呈长方体形状，在整个正面形成有朝向前方(图16(a)的纸面近前侧方向、图16(b)及图16(c)的左方)的前表面21，在下表面整体形成有朝向下方的原料出口面22，第一部分20a具有形成为与原料出口面22正交的原料流路25。第二部分20b具有与变形例8的喷头20H相同的结构，气体出口面23在整个正面形成为长方体形状，第二部分20b具有形成为与气体出口面23正交的气体流路26。变形例10的喷头20J配置为：当第一部分20a与第二部分20b结合时，原料出口面22与气体出口面23正交(α＝90度)。
(第1实施方式的变形例11)
图17及图18示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例11。图17(a)为变形例11的喷头20K的分解立体图，图17(b)为对变形例11的喷头20A的第一部分20a开始切削前的加工前部件K的立体图。该变形例11的喷头20K具有原料出口管29，该原料出口管29形成为从原料出口面22突出且在内侧形成有原料流路25。变形例11的喷头20K的除此以外的其他结构均与变形例8的喷头20H相同。而且，与上述原料出口管29相同，也可配置为具有气体出口管(未图示)，该气体出口管形成为从气体出口面23突出且在内侧形成有气体流路26。
(第1实施方式的变形例12)
图19及图20示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例12。作为在变形例8的喷头20H中划分圆柱状的空间的气体流路26的替代方案，该变形例12的喷头20L在第二部分20b的上表面形成有剖面呈长方形的凹槽31。变形例12的喷头20L通过结合第一部分20a和第二部分20b，利用第一部分20a中的与第二部分20b接触的一面和第二部分20b的凹槽31形成气体流路26，该气体流路26划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间。变形例12的喷头20L的除此以外的其他结构均与变形例8的喷头20H相同。而且，如图21所示，也可在变形例12的喷头20L中将第一部分20a和第二部分20b沿前后方向错开配置，以使前表面21与气体出口面23包括在同一平面内。
(第1实施方式的变形例13)
图22及图23示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例13。作为在变形例10的喷头20J中划分圆柱状的空间的气体流路26的替代方案，该变形例13的喷头20M在第二部分20b的上表面形成有剖面呈长方形的凹槽31。变形例13的喷头20M通过结合第一部分20a和第二部分20b，利用第一部分20a中的与第二部分20b接触的一面和第二部分20b的凹槽31形成气体流路26，该气体流路26划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间。变形例13的喷头20M的除此以外的其他结构均与变形例10的喷头20J相同。而且，如图24所示，在变形例13的喷头20M中，也可将第一部分20a和第二部分20b错开配置，以使前表面21与气体出口面23包括在同一平面内。
(第1实施方式的变形例14)
图25示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例14。该变形例14的喷头20S具有两个原料流路25、25，以及配置于上述两个原料流路25、25之间的一个气体流路26。换言之，具有一个流路组合，该流路组合以两个原料流路25、25及一个气体流路26为一组。变形例14的喷头20S中，以夹持一个气体出口面23的方式形成有两个原料出口面22、22。原料出口面22、22与气体出口面23配置为成夹角α(0度＜α≤90度)。变形例14的喷头20S具有形成为分别与两个原料出口面22、22正交的原料流路25、25，以及形成为与气体出口面23正交的气体流路26。与上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20相同，变形例14的喷头20S中，未图示的原料流路25、25的轴线P、P及气体流路26的轴线Q在喷头20S的前方的一点以角度α交汇。据此，从两个原料流路25、25排出的溶剂与从气体流路26喷出的气流以角度α交汇，在被拉伸的同时被输送至前方。而且，本结构中，还可通过从两个原料流路25、25排出不同的液态原料，从而利用相同的气体同时生成由不同的两种液态原料构成的两种纤维，也可将两种纤维混合在一起。
(第1实施方式的变形例15)
图26示出上述纳米纤维制造装置1所具有的喷头20的变形例15。该变形例15的喷头20T具有两个原料流路25、25以及两个气体流路26、26。换言之，具有多个(两个)流路组合，该流路组合以一个原料流路25和与该原料流路25对应的一个气体流路26为一组。变形例15的喷头20T具有两个第一部分20a、20a以及被上述两个第一部分20a、20a夹持的第二部分20b。第一部分20a、20a具有与上述变形例8的第一部分20a相同的结构。第二部分20b呈长方体形状，在上表面及下表面形成有凹槽31、31。变形例15的喷头20T通过结合第一部分20a、20a以及第二部分20b，从而利用第一部分20a、20a中的与第二部分20b接触的一面和第二部分20b的凹槽31、31形成气体流路26、26，该气体流路26、26划分剖面呈长方形的四棱柱形的空间。变形例15的喷头20T中的原料流路25与气体流路26的关系与上述变形例12的喷头20L中的原料流路25与气体流路26的关系相同。而且，本结构中，还可通过从两个原料流路25、25排出不同的液态原料并从两个气体流路26、26喷出相同的气体，利用相同的气体同时生成由不同的两种液态原料构成的两种纤维，也可将两种纤维混合在一起。而且，本结构中，还可通过从两个原料流路25、25排出不同的液态原料并从两个气体流路26、26喷出不同的气体，从而利用不同的两种气体同时生成由不同的两种液态原料构成的两种纤维，也可将两种纤维混合在一起。
表1简略示出实施方式1的喷头20的基本结构及其变形例1～15的结构。
[表1]
Figure BDA0002365694090000141
Figure BDA0002365694090000151
(第2实施方式)
参照图27对本发明的第2实施方式的纳米纤维制造装置进行说明。第2实施方式的纳米纤维制造装置2(未图示)除了具有喷头20U作为喷头20的替代方案之外，具有与图1所示的第1实施方式的纳米纤维制造装置1相同的结构。
图27为用于说明本发明的第2实施方式的纳米纤维制造装置2所具有的喷头的图，图27(a)为主视图，图27(b)为沿A－A’线剖切的剖视图，图27(c)为沿B－B’线剖切的剖视图。
第2实施方式的纳米纤维制造装置2所具有的喷头20U中，朝向前方(图27(a)的纸面近前侧方向、图27(b)及图27(c)的左方)的原料出口面22、连接面24、以及气体出口面23形成为从上方至下方顺序连接的绝对位置关系。原料出口面22与气体出口面23配置为彼此平行且气体出口面23相对于前表面21朝前方错开距离t。此外，喷头20U形成有与前表面21平行且朝向后方(图27(a)的纸面进深侧方向、图27(b)及图27(c)的右方)的后表面(未图示)。
此外，喷头20U具有形成为与原料出口面22正交的原料流路25以及形成为与气体出口面23正交的气体流路26。原料流路25形成为直线状贯穿原料出口面22和后表面。气体流路26也形成为直线状贯穿气体出口面23和后表面27。原料流路25的轴线P及气体流路26的轴线Q配置为包括在同一平面内。
此外，连接面24与气体出口面23配置为成夹角β(0度≤β＜90度)，连接面24朝向斜上方。换言之，连接面24的面方向R与气体流路26的轴线Q成夹角α(α＝90度－β)。从横向(图27(b)及图27(c)的纸面近前侧－进深侧方向)观察时，喷头20U的面方向R与轴线Q在喷头20U的前方的一点以角度α交汇。换言之，该“横向”为与连接面24以及气体出口面23两者均平行的方向。
本实施方式中，原料流路25划分圆柱状的空间(即，与轴线正交的剖面在整个范围内为相同的圆形)，气体流路26也划分圆柱状的空间。除此以外，原料流路25及气体流路26也可以为划分四棱柱状的空间的形状等。原料流路25的一部分与连接面24接触，气体流路26的一部分也与连接面24接触。此外，在连接面24处形成有直线状连接原料流路25和气体流路26的原料流动槽24a。
下面对本实施方式的纳米纤维制造装置及喷头20U的动作进行说明。纳米纤维制造装置由溶剂储存器11提供溶剂并从原料出口面22上的原料流路25的开口排出，由气体喷射部13提供高压气体并从气体出口面23上的气体流路26的开口喷出。于是，从原料流路25排出的溶剂沿着原料流动槽24a到达气体流路26的开口，与从气体流路26喷出的气流以角度α交汇，在被拉伸的同时被输送至前方，从而制得纳米纤维。
根据上述本实施方式的纳米纤维制造装置2及喷头20U，原料流路25形成为与原料出口面22正交，气体流路26形成为与气体出口面23正交。如上所述，能够利用切削加工在原料出口面22形成原料流路25，并能在气体出口面23形成气体流路26，从而使从原料流路25排出的溶剂经由连接面24间接地与从气体流路26喷出的气流以角度α交汇。因此，能够利用切削加工进行高精度的制造，并将溶剂有效地载置于气流中。
(第3实施方式)
参照图28～图38对本发明的第3实施方式的纳米纤维制造装置进行说明。该纳米纤维制造装置3的结构为：利用使固体原料熔融形成的熔融原料。
图28及图29为本发明的第3实施方式的纳米纤维制造装置的立体图及剖视图。图30为用于说明图28的纳米纤维制造装置所具有的喷头的图，图30(a)为主视图，图30(b)为沿A－A’线剖切的剖视图。图31～图38为用于说明图30所示的基本结构的喷头的变形例1～变形例8的结构的图，各图中，与图30同样示出了主视图及剖视图。而且，以下的说明中，有时会使用前后左右上下等术语，但这些术语是用于表示组件的相对位置关系的，若无特别注明，均非表示绝对位置关系。此外，各图中对具有相同功能的结构赋予相同的标记，省略详细的说明。
本实施方式的纳米纤维制造装置3具有：料斗62，所述料斗62用于将作为纳米纤维的原料的颗粒状的树脂(细微粒度的颗粒状合成树脂)投入纳米纤维制造装置3中；加热汽缸63，所述加热汽缸63用于接收从料斗62供应的树脂并进行加热熔融；加热器64，所述加热器64作为加热装置用于从外侧对加热汽缸63进行加热；螺杆65，所述螺杆65作为挤出装置以可旋转的方式容纳于加热汽缸63内且用于通过旋转将熔融树脂移动至加热汽缸63的前端；马达66，所述马达66作为驱动装置经由连接部69(细节未图示)使螺杆65旋转；以及喷头70，所述喷头70呈圆柱形状，设置于加热汽缸63的前端。在喷头70处经由气体供应管68连接有气体喷射部(未图示)。而且，本实施方式中，加热汽缸63、喷头70等各组件主要采用的是由金属制造的产品，也可根据作为纳米纤维的原料的树脂的种类或所制造的纳米纤维产品的形态等各种条件，采用由树脂或玻璃等其他材质制造的产品。
如图30所示，喷头70中，朝向前方(图30(a)的纸面近前侧方向、图30(b)的左方)的前表面71、原料出口面72、以及气体出口面73形成为从上方至下方顺序连接。前表面71与气体出口面73配置为彼此平行且气体出口面73相对于前表面71朝后方(图30(b)的右方)错开距离t。此外，原料出口面72与气体出口面73配置为成夹角α(0度＜α≤90度)，原料出口面72朝向斜下方。此外，喷头70中，形成有与前表面71平行且朝向后方的后表面(未图示)。
此外，喷头70具有形成为与原料出口面72正交的多个原料流路75以及形成为与气体出口面73正交的气体流路76。此外，本实施方式中，设置有同样数量(七个)的原料流路75和气体流路76，沿上下方向上并列的原料流路75与气体流路76彼此对应。换言之，设置有多个(七个)流路组合，该流路组合以一个原料流路75和与该原料流路75对应配置的一个气体流路76为一组，上述多个流路组合在一个方向上并列配置，以使得原料流路75及气体流路76排列于彼此平行的两条直线上。
本实施方式中，原料流路75划分圆柱状的空间，气体流路76也划分圆柱状的空间。原料出口面72形成为其宽度(图30(a)中的上下方向的长度)大于原料流路75的直径(为该直径的大约两倍)，在宽度方向中央配置有原料流路75。气体流路76配置为与原料出口面72保持间隔。彼此对应的原料流路75及气体流路76配置为使原料流路75的轴线P及气体流路76的轴线Q包括在同一平面内，且轴线P与轴线Q在喷头70的前方的一点以角度α交汇。
多个原料流路75与加热汽缸63连接，从加热汽缸63提供的熔融原料流经多个原料流路75，从多个原料流路75的位于原料出口面72上的开口排出。
多个气体流路76在喷头70内与气体供应管68连通，从气体喷射部供应的高压气体流经气体供应管68及多个气体流路76，从多个气体流路76的位于气体出口面73上的开口喷出。
当然，上述结构仅为一例，只要是具有原料流路75及气体流路76，该原料流路75及气体流路76形成为分别与原料出口面72及气体出口面73正交，该原料出口面72及气体出口面73配置为成夹角α(0度＜α≤90度)，且不违反本发明的目的的，可以为任意的结构。
下面对本实施方式的纳米纤维制造装置3及喷头70的动作进行说明。纳米纤维制造装置3中，投入料斗62的颗粒状的原料(树脂)被供应至由加热器64加热后的加热汽缸63内进行熔融，通过由马达66驱动旋转的螺杆65送出至加热汽缸63的前方，使得到达加热汽缸63的前端的熔融原料(熔融树脂)经由喷头70的内部从多个原料流路75排出。此外，从形成于喷头70的多个气体流路76喷出高压气体。于是，在彼此对应的原料流路75及气体流路76中，从原料流路75排出的熔融原料与从气体流路76喷出的气流以角度α交汇，在被拉伸的同时被输送至前方，制得纳米纤维。
根据上述本实施方式的纳米纤维制造装置3及喷头70，原料流路75形成为与原料出口面72正交，气体流路76形成为与气体出口面73正交。如上所述，能够利用切削加工在原料出口面72形成多个原料流路75，并能够在气体出口面73形成多个气体流路76，能够使从原料流路75排出的熔融原料直接与从气体流路76喷出的气流以角度α交汇。因此，能够利用切削加工高精度地进行制造，且能有效地将熔融原料载置于气流中。此外，由于具有多个原料流路75及多个气体流路76，因此能够在短时间内高效而大量地制造纳米纤维。
(第3实施方式的变形例1)
图31示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70(以下，简称为“基本结构的喷头70”)的变形例1。该变形例1的喷头70A中，多个气体流路76划分剖面呈长方形的四棱柱状的空间。变形例1的喷头70A的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头70相同。
(第3实施方式的变形例2)
图32示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例2。该变形例2的喷头70B具有横向(图32(a)的左右方向、图32(b)的纸面近前侧－进深侧方向)延伸的一个狭缝状的气体流路76，该气体流路76划分剖面呈长方形的四棱柱状的空间。变形例2的喷头70B的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头70相同。变形例2的喷头70B具有一个流路组合，该流路组合以沿一个方向延伸的狭缝状的一个气体流路76和沿该一个方向并列配置的多个原料流路75为一组。该变形例2的喷头70B中，从横向观察时，原料流路75的轴线P及气体流路76的轴线Q在喷头70的前方的一点以角度α交汇。换言之，该“横向”是指与原料出口面72和气体出口面73两者均平行的方向。
(第3实施方式的变形例3)
图33示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例3。该变形例3的喷头70C具有m个原料流路75和n个气体流路76(其中，m≠n)。变形例3的喷头70C中，具有六个原料流路75和七个气体流路76，分别配置为使得各原料流路75的横向(图33(a)的左右方向、图33(b)的纸面近前侧－进深侧方向)位置为相邻的气体流路76的中间位置。气体流路76的数量也可多于原料流路的数量。变形例3的喷头70C的除此以外的其他结构均与基本结构的喷头70相同。变形例3的喷头70C具有一个流路组合，该流路组合以m个原料流路75和n个气体流路76为一组。该变形例3的喷头70C中，从横向观察时，原料流路75的轴线P及气体流路76的轴线Q在喷头70的前方的一点以角度α交汇。
(第3实施方式的变形例4)
图34示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例4。该变形例4的喷头70D形成有彼此独立的第一部分70a和第二部分70b，且第一部分70a相当于在基本结构的喷头70中具有前表面71及原料出口面72的部分，第二部分70b相当于在基本结构的喷头70中具有气体出口面73的部分，利用例如带或螺钉等未图示的结合装置以可彼此拆装的方式将上述部分结合起来。
变形例4的喷头70D的第一部分70a具有沿半径切割圆柱体并且一个端面中的与半径对应的边实施了倒角加工的形状，前表面71与原料出口面72(对应于倒角部分)形成为从上方至下方顺序连接，第一部分70a具有形成为与原料出口面72正交的多个原料流路75。第二部分70b具有沿半径切割圆柱体而成且通过与第一部分70a结合而形成圆柱体的形状，在整个正面形成有气体出口面73，第二部分70b具有形成为与气体出口面73正交的气体流路76。变形例4的喷头70D中，当第一部分70a和第二部分70b结合时，原料出口面72与气体出口面73配置为成夹角α。变形例4的喷头70D除了具有第一部分70a和第二部分70b可拆装的结构且两者彼此结合之外，其他结构均与基本结构的喷头70相同。
(第3实施方式的变形例5)
图35示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例5。该变形例5的喷头70E具有圆柱体形状，朝向前方(图35(a)的纸面近前侧方向、图35(b)的左方)的圆环状的前表面71、圆环状的原料出口面72、以及圆形的气体出口面73形成为从外周朝向中心顺序连接的同心圆形状。前表面71与气体出口面73配置为彼此平行且气体出口面73相对于前表面71向后方(图30(b)中的右方)错开距离t。此外，原料出口面72与气体出口面73配置为成夹角α(0度＜α≤90度)，原料出口面72形成为朝向内侧的锥形。此外，在变形例5的喷头70E处形成有与前表面71平行且朝向后方的后表面(未图示)。
此外，变形例5的喷头70E具有与原料出口面72正交且在周向等间隔排列的多个原料流路75以及形成为与气体出口面73的中央正交的一个气体流路76。变形例5的喷头70E中，在气体流路76的周围设置有多个(八个)原料流路75。换言之，变形例5的喷头70E具有一个流路组合，该流路组合以一个气体流路76以及配置于气体流路76的周围的多个原料流路75为一组。
此外，变形例5的喷头70E中，原料流路75划分圆柱状的空间，气体流路76也划分圆柱状的空间。原料出口面72形成为其宽度(半径方向的长度)与原料流路75的直径相同。气体流路76配置为与原料出口面72保持间隔。多个原料流路75的轴线P及气体流路76的轴线Q在喷头70B的前方的一点以角度α交汇。
(第3实施方式的变形例6)
图36示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例6。该变形例6的喷头70F具有多个原料出口管79，该多个原料出口管79形成为从原料出口面72突出且在内侧形成有多个原料流路75。变形例6的喷头70F的除此以外的其他结构均与变形例5的喷头70E相同。
(第3实施方式的变形例7)
图37示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例7。该变形例7的喷头70G具有圆柱体形状，朝向前方(图37(a)的纸面近前侧方向、图37(b)的左方)的圆环状的前表面71、圆环状的原料出口面72、以及圆形的气体出口面73形成为从外周朝向中心顺序连接的同心圆形状。前表面71与气体出口面73配置为彼此平行且气体出口面73相对于前表面71向后方(图30(b)中的右方)错开距离t。此外，原料出口面72与气体出口面73配置为成夹角α(0度＜α≤90度)，原料出口面72形成为朝向内侧的锥形。此外，在变形例7的喷头70G处形成有与前表面71平行且朝向后方的后表面(未图示)。
此外，变形例7的喷头70G具有与原料出口面72正交且在周向上等间隔排列的多个原料流路75以及与气体出口面73正交且在周向上等间隔排列的多个气体流路76。变形例7的喷头70G中，多个(八个)原料流路75与气体流路76对应设置。换言之，变形例7的喷头70G设置有多个(八个)流路组合，该流路组合以一个原料流路75和与该原料流路75对应配置的一个气体流路76为一组，上述多个流路组合以使得原料流路75及气体流路76排列于成同心圆的两个圆的圆周上的方式并列配置为圆环状。
此外，变形例7的喷头70G中，原料流路75划分圆柱状的空间，气体流路76也划分圆柱状的空间。原料出口面72形成为其宽度(半径方向的长度)大于原料流路75(约为2倍)。多个气体流路76配置为分别与原料出口面72接触。彼此对应的原料流路75的轴线P及气体流路76的轴线Q在喷头70G的前方的一点以角度α交汇。
(第3实施方式的变形例8)
图38示出上述纳米纤维制造装置3所具有的喷头70的变形例8。该变形例8的喷头70H中，多个气体流路76划分剖面呈长方形的四棱柱状的空间且配置为与原料出口面72保持间隔。变形例8的喷头70H的除此以外的其他结构均与变形例7的喷头70G相同。
表2简略示出实施方式3的喷头70的基本结构以及其变形例1～8的结构。
[表2]
Figure BDA0002365694090000221
Figure BDA0002365694090000231
※括号内标注的为流路数量
以上对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于上述实施方式，可在本发明的主旨范围内进行各种变形实施。
例如，上述实施方式中示出了使熔融树脂及气体喷出口朝向水平方向的卧式纳米纤维制造装置，但本发明不限于此，也可以为朝向下方配置的立式纳米纤维制造装置及喷头。这样可以有效地避免受到重力的影响。
此外，在各实施方式及其变形例中也可交换配置原料流路的位置和气体流路的位置。具体而言，例如，实施方式1的喷头20中，也可将原料出口面22的位置替换为气体出口面23的位置，平行配置前表面21和原料出口面22，将气体出口面23配置为与原料出口面22成夹角α，在上述原料出口面22及气体出口面23处分别形成原料流路25及气体流路26。此外，本发明的结构不限于各实施方式的附图所示的配置，例如，也可配置为将各实施方式的附图上下翻转地交换原料流路(原料出口面)及气体流路(气体出口面)的位置，或采用翻转90度而在横向上并列配置原料流路(原料出口面)及气体流路(气体出口面)的结构。
此外，以上说明中将挤出装置设定为螺杆，尽管需要采取措施以防止所制造的纳米纤维断开，但也完全可以像压铸那样依次供给溶液，用活塞等间歇性地进行挤出。
此外，根据所使用的液态原料的流动性和特性保持等各项条件、以及纤维生成的各项条件的需要，本发明的纳米纤维制造装置及喷头优选具备在喷头外侧周围使用了紧密接触型加热器等的原料温度控制功能(未图示)。
此外，根据纤维生成的各项条件的需要，本发明的纳米纤维制造装置及喷头优选具备对气体出口的气体温度进行控制的气体温度控制功能(未图示)。
附图标记说明
(第1实施方式)
1…纳米纤维制造装置；10…基座；11…溶剂储存器；12…软管；13…气体喷射部；20、20A～20M、20S、20T…喷头；20a…第一部分；20b…第二部分；21…前表面；22…原料出口面；23…气体出口面；25…原料流路；26…气体流路；27…后表面；28…原料供应通路；29…原料出口管；31…凹槽；P…原料流路的轴线；Q…气体流路的轴线。
(第2实施方式)
2…纳米纤维制造装置；20U…喷头；21…前表面；22…原料出口面；23…气体出口面；24…连接面；24a…原料流动槽；25…原料流路；26…气体流路；27…后表面；P…原料流路的轴线；Q…气体流路的轴线；R…连接面的面方向。
(第3实施方式)
3…纳米纤维制造装置；62…料斗；63…加热汽缸；64…加热器；65…螺杆；66…马达；68…气体供应管；69…连接部；70、70A～70H…喷头；70a…第一部分；70b…第二部分；71…前表面；72…原料出口面；73…气体出口面；75…原料流路；76…气体流路；79…原料出口管；P…原料流路的轴线；Q…气体流路的轴线。

Claims (14)

1.一种纳米纤维制造装置，其特征在于，具有：
原料出口面，在所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；和
气体出口面，所述气体出口面配置成与所述原料出口面呈夹角α，其中，0度＜α≤90度，在所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路，所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，
所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，
所述原料流路与所述气体流路配置为使从所述原料流路排出的所述液态原料与从所述气体流路喷出的气体交汇。
2.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，所述装置具有一个或多个流路组合，所述流路组合以一个所述原料流路和与所述一个所述原料流路对应配置的一个所述气体流路为一组。
3.根据权利要求2所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，所述装置具有多个所述流路组合，所述多个所述流路组合以将所述原料流路和所述气体流路排列在相互平行的两条直线上的方式沿一个方向并列配置。
4.根据权利要求2所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，所述装置具有多个所述流路组合，所述多个所述流路组合以将所述原料流路和所述气体流路排列在呈同心圆的两个圆的圆周上的方式并列配置成圆环状。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，所述气体流路的轴线和与所述气体流路的轴线对应配置的所述原料流路的轴线包括在同一平面内。
6.根据权利要求1所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，所述装置具有一个或多个流路组合，所述流路组合以多个所述原料流路和与所述多个所述原料流路对应配置的一个所述气体流路为一组。
7.根据权利要求6所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，所述流路组合具有在一个方向上延伸的狭缝状的一个所述气体流路和在所述一个方向上并列配置的多个所述原料流路。
8.根据权利要求6所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
所述流路组合具有一个所述气体流路和配置于所述气体流路周围的多个所述原料流路。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
所述装置还具有原料出口管，所述原料出口管从所述原料出口面突出，并在所述原料出口管内侧形成有所述原料流路。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
所述装置还具有气体出口管，所述气体出口管从所述气体出口面突出，并在所述气体出口管内侧形成有所述气体流路。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的纳米纤维制造装置，其特征在于，
具有：
第一部分，所述第一部分具有所述原料出口面；和
第二部分，所述第二部分具有所述气体出口面，
所述第一部分与所述第二部分以可拆装的方式结合。
12.一种纳米纤维制造装置，其特征在于，
具有：
原料出口面，在所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；
气体出口面，所述气体出口面配置于所述原料出口面的下方，在所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路；以及
连接面，所述连接面与所述原料出口面和所述气体出口面连接，且配置成与所述原料出口面呈夹角β，其中，0度≤β＜90度，
所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，
所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，
所述气体流路的开口与所述连接面接触，
所述原料流路与所述气体流路配置成使从所述原料流路排出的所述液态原料经由所述连接面并到达所述气体流路的开口。
13.一种喷头，用于纳米纤维制造装置，其特征在于，
所述喷头具有：
原料出口面，在所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；和
气体出口面，所述气体出口面配置成与所述原料出口面呈夹角α，其中，0度＜α≤90度，在所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路，
所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，
所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，
所述原料流路与所述气体流路配置成使从所述原料流路排出的所述液态原料与从所述气体流路喷出的气体交汇。
14.一种喷头，用于纳米纤维制造装置，其特征在于，
所述喷头具有：
原料出口面，在所述原料出口面上形成有用于排出液态原料的原料流路；
气体出口面，所述气体出口面配置于所述原料出口面的下方，在所述气体出口面上形成有用于喷出气体的气体流路；以及
连接面，所述连接面与所述原料出口面和所述气体出口面连接，且配置成与所述原料出口面呈夹角β，其中，0度≤β＜90度，
所述原料流路形成为与所述原料出口面正交，
所述气体流路形成为与所述气体出口面正交，
所述气体流路的开口与所述连接面接触，
所述原料流路与所述气体流路配置成使从所述原料流路排出的所述液态原料经由所述连接面并到达所述气体流路的开口。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022187383A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 Board Of Regents, The University Of Texas System Handheld/portable apparatus for the production of fine fibers

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0173333A2 (en) * 1984-08-30 1986-03-05 Kimberly-Clark Corporation Extrusion process and an extrusion die with a central air jet
JPH01239150A (ja) * 1988-03-15 1989-09-25 Polymer Processing Res Inst 多数本糸群の配列固定方法
TW382644B (en) * 1996-06-18 2000-02-21 Nippon Petrochemicals Co Ltd A non-woven fabric with high bulk and a process thereof
WO2000022207A2 (en) * 1998-10-01 2000-04-20 The University Of Akron Process and apparatus for the production of nanofibers
WO2000022209A1 (en) * 1998-10-09 2000-04-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Grafted poly(p-phenylene terephthalamide) fibers
EP1088916A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-04 Nippon Petrochemicals Company, Limited Transversely aligned web
CN1386147A (zh) * 2000-08-04 2002-12-18 纳幕尔杜邦公司 熔喷法非织造布
JP2010189778A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Panasonic Corp ナノファイバ製造装置、および製造方法
CN105369365A (zh) * 2015-12-02 2016-03-02 苏州大学 一种纤维制备用熔喷喷嘴结构
CN105803541A (zh) * 2015-04-17 2016-07-27 張本紘邦 熔喷喷丝模头以及极细纤维制造装置
WO2016152999A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 セイントフォース株式会社 ナノファイバー製造装置及びナノファイバー製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4818464A (en) * 1984-08-30 1989-04-04 Kimberly-Clark Corporation Extrusion process using a central air jet
KR100406981B1 (ko) * 2000-12-22 2003-11-28 한국과학기술연구원 전하 유도 방사에 의한 고분자웹 제조 장치 및 그 방법
US6695992B2 (en) * 2002-01-22 2004-02-24 The University Of Akron Process and apparatus for the production of nanofibers
JP5305960B2 (ja) 2009-02-13 2013-10-02 日本バイリーン株式会社 極細繊維不織布の製造方法、及びその製造装置
JP5647498B2 (ja) * 2010-11-26 2014-12-24 日本バイリーン株式会社 不織布製造装置、不織布の製造方法及び不織布
JP2016023399A (ja) * 2014-11-08 2016-02-08 ゼプト 株式会社 ナノファイバー形成用噴射ノズルヘッドおよびナノファイバー形成用噴射ノズルヘッドを具備するナノファイバーの製造装置
FI127137B (en) * 2014-12-23 2017-12-15 Spinnova Oy A method for producing high tensile strength nanofiber yarn
JP5946565B1 (ja) * 2015-06-23 2016-07-06 紘邦 張本 紡糸口金及び極細繊維製造装置
JP6614450B2 (ja) * 2016-05-11 2019-12-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 不織布及び吸音材

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0173333A2 (en) * 1984-08-30 1986-03-05 Kimberly-Clark Corporation Extrusion process and an extrusion die with a central air jet
JPH01239150A (ja) * 1988-03-15 1989-09-25 Polymer Processing Res Inst 多数本糸群の配列固定方法
TW382644B (en) * 1996-06-18 2000-02-21 Nippon Petrochemicals Co Ltd A non-woven fabric with high bulk and a process thereof
WO2000022207A2 (en) * 1998-10-01 2000-04-20 The University Of Akron Process and apparatus for the production of nanofibers
WO2000022209A1 (en) * 1998-10-09 2000-04-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Grafted poly(p-phenylene terephthalamide) fibers
EP1088916A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-04 Nippon Petrochemicals Company, Limited Transversely aligned web
CN1386147A (zh) * 2000-08-04 2002-12-18 纳幕尔杜邦公司 熔喷法非织造布
JP2010189778A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Panasonic Corp ナノファイバ製造装置、および製造方法
WO2016152999A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 セイントフォース株式会社 ナノファイバー製造装置及びナノファイバー製造方法
JP2016183435A (ja) * 2015-03-26 2016-10-20 セイントフォース株式会社 ナノファイバー製造装置及びナノファイバー製造方法
CN105803541A (zh) * 2015-04-17 2016-07-27 張本紘邦 熔喷喷丝模头以及极细纤维制造装置
CN105369365A (zh) * 2015-12-02 2016-03-02 苏州大学 一种纤维制备用熔喷喷嘴结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
湖南省长沙市革命委员会工交办公室: "《钳工实践》", 30 September 1978, 上海科学技术出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
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WO2018216681A1 (ja) 2018-11-29
SG10202110627TA (en) 2021-11-29
JP6964861B2 (ja) 2021-11-10
AU2018273416A1 (en) 2020-01-23
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MY194530A (en) 2022-11-30
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ZA201907708B (en) 2021-05-26
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