УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НАНОВОЛОКНА И ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В НЕМ ГОЛОВКА ФИЛЬЕРЫ Российский патент 2021 года по МПК D01D5/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение относится к устройству для производства нановолокон и к используемой в нем головке фильеры.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Обычное устройство для производства нетканых тканей раскрывается в Патентном документе 1. Это устройство для производства нетканых тканей содержит, как показано на Фиг. 40, экструдер 915 для экструдирования расплавленной смолы, вентилятор высокого давления 916 и нагревательный блок 917 для нагревания воздуха от вентилятора высокого давления 916. Устройство для производства нетканых тканей содержит блок 911 выдувания из расплава для капиллярного прядения расплавленной смолы из экструдера 915, и для распыления горячего дутья от нагревательного блока 917 на капиллярную расплавленную смолу.

[0003]

Этот блок 911 выдувания из расплава обеспечивается полимерным проходом 912 для течения расплавленной смолы, а также проходами 913a и 913b для горячего дутья. Эти проходы 913a и 913b для горячего дутья предусматриваются на каждой стороне полимерного прохода 912 с уклоном к полимерному проходу 912. Горячее дутье из проходов 913a и 913b для горячего дутья распыляется на расплавленную смолу, которая прядется из полимерного прохода 912.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0004]

Патентный документ 1: JP2010-185153A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0005]

В вышеупомянутом устройстве для производства нетканых тканей проходы 913a и 913b прохода 913 для горячего дутья формируются с уклоном к нижней поверхности 911a. Когда проходы 913a и 913b для горячего дутья формируются сверлом, сверло наклонно контактирует с нижней поверхностью 911a. Следовательно, кончик сверла может скользить по нижней поверхности 911a, и трудно точно сформировать проходы 913a и 913b для горячего дутья. Для того, чтобы гарантировать точность, было необходимо использовать электрохимическую обработку, являющуюся весьма затратной.

[0006]

Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеописанных проблем, и задачей настоящего изобретения является предложить устройство для производства нановолокна и используемую в нем головку фильеры, которую можно было бы производить путем сверления, и которая могла бы эффективно переносить расплавленную смолу в поток газа.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

[0007]

В соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для производства нановолокон, содержащее поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, служащий для выпуска жидкого исходного материала, и поверхность для выпуска газа, которая располагается под углом б (0<б≤90°) к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала и на которой располагается проход для потока газа, служащий для выпуска газа, в котором упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, встречался с газом, выпускаемым из упомянутого прохода для потока газа.

[0008]

В соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для производства нановолокон, содержащее поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, служащий для выпуска жидкого исходного материала, поверхность для выпуска газа, которая направлена вниз от упомянутой поверхности для выпуска исходного материала и на которой располагается проход для потока газа, служащий для выпуска газа, соединительная поверхность, которая соединяется с упомянутой поверхностью для выпуска исходного материала и упомянутой поверхностью для выпуска газа и располагается под углом в (0≤в<90°) к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, в котором упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, отверстие упомянутого прохода для потока газа контактирует с упомянутой соединительной поверхностью, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, достигал отверстия упомянутого прохода для потока газа вдоль упомянутой соединительной поверхности.

[0009]

В соответствии с настоящим изобретением предлагается головка фильеры, используемая в устройстве для производства нановолокон, содержащем: поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, служащий для выпуска жидкого исходного материала, и поверхность для выпуска газа, которая располагается под углом б (0<б≤90°) к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала и на которой располагается проход для потока газа, служащий для выпуска газа, в котором упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, встречался с газом, выпускаемым из упомянутого прохода для потока газа.

[0010]

В соответствии с настоящим изобретением предлагается головка фильеры, используемая в устройстве для производства нановолокон, содержащем: поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, служащий для выпуска жидкого исходного материала, поверхность для выпуска газа, которая направлена вниз от упомянутой поверхности для выпуска исходного материала и на которой располагается проход для потока газа, служащий для выпуска газа, соединительная поверхность, которая соединяется с упомянутой поверхностью для выпуска исходного материала и упомянутой поверхностью для выпуска газа и располагается под углом в (0≤в<90°) к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, в котором упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, отверстие упомянутого прохода для потока газа контактирует с упомянутой соединительной поверхностью, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, достигал отверстия упомянутого прохода для потока газа вдоль упомянутой соединительной поверхности.

ЭФФЕКТ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011]

В соответствии с настоящим изобретением проход для потока исходного материала формируется так, чтобы он был ортогональным к поверхности для выпуска исходного материала, и проход для потока газа формируется так, чтобы он был ортогональным к поверхности для выпуска газа. Следовательно, проход для потока исходного материала формируется на поверхности для выпуска исходного материала путем сверления, и проход для потока газа формируется на поверхности для выпуска газа. Становится возможным прямо или косвенно соединять под углом жидкий исходный материал, выпускаемый из прохода для потока исходного материала, с потоком газа, выпускаемым из прохода для потока газа, через соединительную поверхность, соединенную с поверхностью для выпуска исходного материала и поверхностью для выпуска газа. Это может быть достигнуто для точного производства путем сверления и эффективного переноса жидкого исходного материала в потоке газа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012]

Фиг. 1 показывает полную структуру устройства для производства нановолокон в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе, показывающий головку фильеры устройства для производства нановолокон, изображенного на Фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую головку фильеры, изображенную на Фиг. 2.

Фиг. 4 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 1 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 5 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 2 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 6 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 3 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 7 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 4 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 8 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 5 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 9 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 6 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 10 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 7 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 11 представляет собой вид в перспективе, показывающий структуру вариации 8 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 12 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 8 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 13 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 9 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 14 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 9 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 15 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 10 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 16 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 10 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 17 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 11 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 18 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 11 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 19 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 12 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 20 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 12 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 21 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 12 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 22 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 13 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 23 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 13 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 24 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 13 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 25 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 14 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 26 представляет собой вид в перспективе, показывающий вариацию 15 головки фильеры, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 27 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую головку фильеры устройства для производства нановолокон в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 28 представляет собой вид в перспективе, показывающий устройство для производства нановолокон в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 29 представляет собой поперечное сечение, показывающее устройство для производства нановолокон, изображенное на Фиг. 28.

Фиг. 30 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую головку фильеры устройства для производства нановолокон, изображенного на Фиг. 28.

Фиг. 31 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 1 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 32 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 2 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 33 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 3 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 34 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 4 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 35 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 5 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 36 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 6 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 37 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 7 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 38 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру вариации 8 головки фильеры, изображенной на Фиг. 30.

Фиг. 39 представляет собой пояснительную диаграмму, иллюстрирующую основную концепцию настоящего изобретения.

Фиг. 40 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую структуру обычного устройства для производства нетканых тканей.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0013]

Далее будет описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Настоящее изобретение может быть легко применено к структуре, отличающейся от описанных вариантов осуществления настоящего изобретения, в объеме, не противоречащем цели настоящего изобретения.

[0014]

В соответствии с настоящим изобретением нановолокна формируются путем подачи жидкого исходного материала в газ, выбрасываемый под относительно высоким давлением. В данном описании термин «газ» без уточнения его состава означает газ любого состава и молекулярной структуры. Дополнительно к этому, в данном описании термин «исходный материал» означает все материалы, которые могут быть применены для формирования нановолокон. В вариантах осуществления, описываемых далее, объяснение будет дано для примера, использующего синтетическую смолу в качестве «исходного материала», но настоящее изобретение не ограничивается этим, и могут использоваться различные виды материала.

[0015]

Термин «жидкий исходный материал» в данном описании не ограничивает свойства материала жидкостью. «Жидкий исходный материал», например, включает в себя «растворитель», который готовится путем предварительного растворения твердого исходного материала или жидкого исходного материала в качестве растворенного вещества в предопределенном растворителе так, чтобы была получена предопределенная его концентрация. Кроме того, «жидкий исходный материал» также включает в себя «расплавленный исходный материал», получаемый путем плавления твердого исходного материала. Короче говоря, «жидкий исходный материал» настоящего изобретения нуждается в таком свойстве, как достаточная вязкость для подачи (выпуска) «исходного материала» из подающих отверстий (отверстий выпуска, выпускных отверстий), и «исходный материал», имеющий такое свойство жидкости, описывается в настоящем изобретении как «жидкий исходный материал».

[0016]

Основная концепция настоящего изобретения, как показано на (I) Фиг. 39(a), должна содержать поверхность 22 для выпуска исходного материала, поверхность 23 для выпуска газа, проход 24 для выпуска жидкого исходного материала, который формируется так, чтобы он был ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала, и проход 26 для выпуска газа, который формируется так, чтобы он был ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа. Поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа располагаются под углом б (0<б≤90°), и линия оси P прохода для потока 25 исходного материала и линия оси Q прохода 26 для потока газа пересекаются под углом б.

[0017]

Дополнительно, как показано на (II) Фиг. 39(b), основная концепция настоящего изобретения должна содержать поверхность 22 для выпуска исходного материала, поверхность 23 для выпуска газа, проход 25 для потока исходного материала, из которого выпускается жидкий исходный материал, и который формируется так, чтобы он был ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала, проход 26 для потока газа, из которого выпускается газ, и который формируется так, чтобы он был ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа, и соединительную поверхность 24, соединенную с поверхностью 22 для выпуска исходного материала и поверхностью 23 для выпуска газа. Поверхность 23 для выпуска газа и соединительная поверхность 24 располагаются под углом в (0≤в<90°), и направление R соединительной поверхности 24 и линия оси Q прохода 26 для потока газа пересекаются под углом б (б=90°-в).

[0018]

Соответственно, жидкий исходный материал, выпускаемый из прохода 25 для потока исходного материала, напрямую, как показано на Фиг. 39(a), или косвенно, как показано на Фиг. 39(b) встречается с потоком газа, выпускаемым из прохода 26 для потока газа, под углом б через соединительную поверхность 24, соединенную с поверхностью 22 для выпуска исходного материала и поверхностью 23 для выпуска газа.

[0019]

На Фиг. 39(a) позиционное соотношение каждого компонента является следующим. Если поверхность 23 для выпуска газа, которую формирует проход 26 для потока газа, рассматривать как реперное положение, «расстояние а» представляет собой расстояние до прохода 25 для потока исходного материала, а «расстояние b» представляет собой расстояние до точки встречи жидкого исходного материала от прохода 25 для потока исходного материала. «Расстояние c» представляет собой диаметр отверстия прохода 26 для потока газа, а «расстояние d» представляет собой расстояние, ортогональное к линии оси Q между проходом 25 для потока исходного материала и проходом 26 для потока газа. То же самое можно сказать и про Фиг. 39(b) (при условии, что a=0).

[0020]

В настоящем документе линия оси P прохода 25 для потока исходного материала имеет угол б с линией оси Q прохода 26 для потока газа. Угол подачи б исходного материала получается из следующего Уравнения

tan б = d/(b-a)

где 0≤Ɵ<90°

[0021]

Угол подачи б исходного материала должен определяться расстоянием «a», расстоянием «b» и расстоянием «d», и кроме того должен определяться соотношением диаметра «c» отверстия газа высокого давления, а также давлением и температурой газа, выбрасываемого через проход 26 для потока газа.

[0022]

Что касается условий расположения прохода 25 для потока исходного материала и прохода 26 для потока газа, оно также способно формировать нановолокна, имеющие неоднородный диаметр или длину волокна, путем изменения количества проходов, интервала расположения, расстояния расположения (расстояния «а» от отверстия для выброса газа), угла расположения (угла б) и диаметра прохода. В соответствии с типами производимых нановолокон условия расположения прохода 25 для потока исходного материала и прохода 26 для потока газа могут быть подходящим образом выбраны и изменены.

[0023]

(Первый вариант осуществления)

Далее со ссылкой на Фиг. 1-26 будет описано устройство для производства нановолокон в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0024]

Фиг. 1 представляет собой диаграмму, показывающую полную структуру устройства для производства нановолокон в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1(a) представляет собой вид сбоку, а Фиг. 1(b) - вид сверху. Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе, показывающий головку фильеры устройства для производства нановолокон, изображенного на Фиг. 1. Фиг. 3 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую головку фильеры первого варианта осуществления. Фиг. 3(a) представляет собой вид спереди, Фиг. 3(b) - поперечное сечение по линии A-A’, а Фиг. 3(c) - поперечное сечение по линии B-B’. Фиг. 4-26 представляют собой пояснительные диаграммы структур вариаций 1-15 головки фильеры, основанных на базовой структуре, изображенной на Фиг. 2, и на каждом чертеже показан вид в перспективе (включая разобранный вид в перспективе), или вид спереди и поперечное сечение, как на Фиг. 2 и 3. В дальнейшем могут использоваться термины «передний, задний, левый, правый, верхний и нижний», которые показывают относительное позиционное соотношение каждого компонента, а не абсолютное соотношение, если явно не указано иное. На всех чертежах компонент, имеющий одну и ту же функцию, имеет одно и то же ссылочное обозначение, и поэтому его подробное объяснение не будет повторяться.

[0025]

Устройство 1 для производства нановолокон первого варианта осуществления использует растворитель, который готовится путем предварительного растворения твердого или жидкого исходного материала в качестве растворенного вещества в предопределенном растворителе так, чтобы была получена предопределенная его концентрация.

[0026]

Как показано на Фиг. 1, устройство 1 для производства нановолокон содержит прямоугольное плоское основание 10, хранилище 11 растворителя, которое располагается на основании 10 и служит для экструдирования растворителя с заданным давлением, шланг 12 для подачи растворителя из хранилища 11 растворителя к головке 20 фильеры, которая будет описана позже, блок 13 выброса газа, который располагается на основании 10 и выбрасывает газ высокого давления, и головку 20 фильеры, соединенную с вершиной блока 13 выброса газа. Когда регулирование температуры обеспечивается для растворителя в соответствии с условиями производства, функция контроля температуры (не показана), такая как нагреватель, может быть предусмотрена в каждом из хранилища 11 растворителя, шланга 12 и головки 20 фильеры. В настоящих вариантах осуществления используются хранилище 11 растворителя, шланг 12 и головка 20 фильеры, которые сделаны из металла, однако они могут быть сделаны из полимера, стекла и других материалов в соответствии с типами растворителя и требованиями к продуктам из нановолокна.

[0027]

Как показано на Фиг. 2 и 3, головка 20 фильеры имеет приблизительно прямоугольную форму и содержит переднюю поверхность 21, обращенную вперед (влево на Фиг. 1), поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа, которые соединяются в указанном порядке в направлении сверху вниз. Передняя поверхность 21 и поверхность 23 для выпуска газа располагаются параллельно друг другу, и поверхность 23 для выпуска газа располагается на расстоянии t в направлении назад от передней поверхности 21. Поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа располагаются под углом б (0<б≤90°), и поверхность 22 для выпуска исходного материала наклонена вниз. Головка 20 фильеры имеет заднюю поверхность 27, которая параллельна передней поверхности 21 и обращена назад.

[0028]

Головка 20 фильеры содержит проход 25 для потока исходного материала, ортогональный к поверхности 22 для выпуска исходного материала, а также проход 26 для потока газа, ортогональный к поверхности 23 для выпуска газа. Проход 25 для потока исходного материала в головке 20 фильеры сообщается с проходом 28 для подачи исходного материала, ортогональным к задней поверхности 27. Проход 26 для потока газа обеспечивается так, чтобы он линейно проходил через поверхность 23 для выпуска газа и заднюю поверхность 27.

[0029]

В настоящих вариантах осуществления проход 25 для потока исходного материала имеет цилиндрическое пространство (каждое поперечное сечение, ортогональное к осевой линии, имеет одну и ту же круглую форму), и проход 26 для потока газа также имеет цилиндрическое пространство. Поверхность 22 для выпуска исходного материала имеет ширину (длину в направлении вверх и вниз на Фиг. 3) больше, чем диаметр прохода 25 для потока исходного материала (примерно в два раза больше этого диаметра), и проход 25 для потока исходного материала располагается в центральной области в направлении ширины. Проход 26 для потока газа располагается на некотором расстоянии от поверхности 22 для выпуска исходного материала. Осевая линия P прохода 25 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 26 для потока газа предусматриваются так, чтобы они находились в одной плоскости, и осевая линия P и осевая линия Q пересекаются в точке перед головкой 20 фильеры под углом б.

[0030]

Отверстие на задней поверхности 27 прохода 28 для подачи исходного материала соединяется со шлангом 12, и растворитель из хранилища 11 растворителя проходит через шланг 12, проход 28 для подачи исходного материала и проход 25 для потока исходного материала, и выпускается из отверстия прохода 25 для потока исходного материала на поверхности 22 для выпуска исходного материала.

[0031]

Отверстие на задней поверхности 27 прохода 26 для потока газа соединяется с блоком 13 выброса газа, и газ высокого давления, подаваемый из блока 13 выброса газа, проходит через проход 26 для потока газа и выпускается из отверстия прохода 26 для потока газа на поверхности 23 для выпуска газа.

[0032]

Такая структура является лишь примером, и если предусмотрены проход 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа, ортогональные к поверхности 22 для выпуска исходного материала и поверхности 23 для выпуска газа, которые располагаются под углом б (0<б≤90°), соответственно, такая структура может быть опциональной в соответствии с целью настоящего изобретения. В настоящем варианте осуществления головка 20 фильеры непосредственно соединяется со шлангом 12 и блоком 13 выброса газа. Однако, например, на стороне задней поверхности 27 головки 20 фильеры может быть предусмотрен блок коллектора, соединенный со шлангом 12 и блоком 13 выброса газа. В такой структуре головка 20 фильеры может быть съемной с блоком коллектора, и исходный материал и газ могут подаваться в головку 20 фильеры из шланга 12 и блока 13 выброса газа через блок коллектора.

[0033]

Далее будет дано описание работы устройства 1 для производства нановолокон и головки 20 фильеры в соответствии с настоящими вариантами осуществления. Устройство 1 для производства нановолокон снабжается растворителем из хранилища 11 растворителя и выпускает его из отверстия прохода 25 для потока исходного материала на поверхности 22 для выпуска исходного материала. Устройство 1 для производства нановолокон снабжается газом высокого давления из блока 13 выброса газа и выбрасывает его из отверстия прохода 26 для потока газа на поверхности 23 для выпуска газа. Растворитель, выходящий из прохода 25 для потока исходного материала, встречается с потоком газа, выбрасываемым из прохода 26 для потока газа, под углом б и уносится в направлении вперед, удлиняясь при этом так, чтобы производились нановолокна.

[0034]

В соответствии с устройством 1 для производства нановолокон и головкой 20 фильеры вышеупомянутого варианта осуществления проход 25 для потока исходного материала располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала, а проход 26 для потока газа располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа. В результате этого с помощью сверления проход 25 для потока исходного материала может быть сформирован на поверхности 22 для выпуска исходного материала, и проход 26 для потока газа может быть сформирован на поверхности 23 для выпуска газа. Растворитель, выходящий из прохода 25 для потока исходного материала, непосредственно встречается с потоком газа, выбрасываемым из прохода 26 для потока газа, под углом б.

Это может быть достигнуто для точного производства путем сверления и эффективного переноса растворителя в потоке газа.

[0035]

Устройство 1 для производства нановолокна настоящего варианта осуществления способно создавать структуру без использования сложного устройства, такого как нагревательный цилиндр, двигатель, шнек и т.д., вследствие растворителя, который готовится путем растворения исходного материала в растворителе. Следовательно, размер устройства становится малым, и экономится место для установки. Структура устройства становится компактной, так что может быть достигнута реализация портативного устройства для производства нановолокон. Устройство портативного типа для производства нановолокон выполнено с возможностью распыления нановолокон по направлению к тому месту, где нановолокна должны приклеиваться и формоваться. Применение нановолокон может быть расширено при использовании такого устройства портативного типа.

[0036]

(Вариация 1 первого варианта осуществления)

Фиг. 4 показывает вариацию 1 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон (именуемой в дальнейшем базовой структурой головки 20 фильеры). Головка 20А фильеры вариации 1 конфигурируется так, чтобы ширина поверхности 22 для выпуска исходного материала (длина в направлении вверх-вниз на Фиг. 4) стала такой же, как диаметр прохода 25 для потока исходного материала. Другая структура головки 20А фильеры вариации 1 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0037]

Вариация 2 первого варианта осуществления

Фиг. 5 показывает вариацию 2 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20B фильеры вариации 2 конфигурируется так, чтобы ширина поверхности 22 для выпуска исходного материала (длина в направлении вверх-вниз на Фиг. 5) была больше, чем диаметр прохода 25 для потока исходного материала (приблизительно в три раза больше этого диаметра), и часть прохода 26 для потока газа располагается так, чтобы она контактировала с поверхностью 22 для выпуска исходного материала. Другая структура головки 20B фильеры вариации 2 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0038]

Вариация 3 первого варианта осуществления

Фиг. 6 показывает вариацию 3 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20С фильеры вариации 3 конфигурируется так, чтобы ширина поверхности 22 для выпуска исходного материала (длина в направлении вверх и вниз на Фиг. 6) была той же самой, что и диаметр прохода 25 для потока исходного материала, и часть прохода 26 для потока газа располагается так, чтобы она контактировала с поверхностью 22 для выпуска исходного материала. Тем самым проход 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа контактируют друг с другом. Другая структура головки 20С фильеры вариации 3 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0039]

Вариация 4 первого варианта осуществления

Фиг. 7 показывает вариацию 4 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20D фильеры вариации 4 конфигурируется так, чтобы проход 25 для потока исходного материала имел пространство в виде параллелепипеда, поперечное сечение которого является прямоугольным. Другая структура головки 20D фильеры вариации 4 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0040]

Вариация 5 первого варианта осуществления

Фиг. 8 показывает вариацию 5 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20Е фильеры вариации 5 конфигурируется так, чтобы проход 26 для потока газа имел пространство в виде параллелепипеда, поперечное сечение которого является прямоугольным. Другая структура головки 20Е фильеры вариации 5 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0041]

Вариация 6 первого варианта осуществления

Фиг. 9 показывает вариацию 6 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20F фильеры вариации 6 конфигурируется так, чтобы проход 25 для потока исходного материала имел пространство в виде параллелепипеда, поперечное сечение которого является прямоугольным, и чтобы проход 26 для потока газа также имел пространство в виде параллелепипеда, поперечное сечение которого является прямоугольным. Другая структура головки 20F фильеры вариации 6 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0042]

(Вариация 7 первого варианта осуществления)

Фиг. 10 показывает вариацию 7 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20G фильеры вариации 7 конфигурируется так, чтобы ее форма была прямоугольным параллелепипедом, передняя поверхность 21 не обеспечивается на передней стороне головки 20 фильеры, и поверхность 23 для выпуска газа, обращенная вперед (совпадающая с плоскостью чертежа на Фиг. 10(a) и находящаяся слева на Фиг.10(b) и (c)) обеспечиваются на всей передней стороне. Проход 26 для потока газа располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа, а поверхность 22 для выпуска исходного материала располагается под углом б к поверхности 23 для выпуска газа в проходе 26 для потока газа. Проход 26 для потока газа имеет пространство в виде срезанного по хорде цилиндра. Головка 20G фильеры вариации 7 конфигурируется так, чтобы ширина поверхности 22 для выпуска исходного материала (длина в направлении вверх и вниз на Фиг. 10(а)) стала такой же, как диаметр прохода 25 для потока исходного материала. Другая структура головки 20G фильеры вариации 7 является той же самой, что и базовая структура головки 20 фильеры.

[0043]

(Вариация 8 первого варианта осуществления)

Фиг. 11 и 12 показывают вариацию 8 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. В головке 20H фильеры вариации 8 как отдельные тела показаны часть передней поверхности 21 и поверхность 22 для выпуска исходного материала (первая часть 20a), а также часть поверхности 23 для выпуска газа (вторая часть 20b). Эти две части могут соединяться съемным образом с помощью соединительных средств, таких как ремень и винт (не показаны).

[0044]

Первая часть 20a головки 20H фильеры вариации 8 представляет собой прямоугольный параллелепипед, одна сторона которого является скошенной, передняя поверхность 21 и поверхность 22 для выпуска исходного материала (соответствующая скошенной части) соединяются в указанном порядке в направлении сверху вниз, и проход 25 для потока исходного материала является ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала. Вторая часть 20b является прямоугольным параллелепипедом, поверхность 23 для выпуска газа предусматривается на всей передней поверхности, и проход 26 для потока газа является ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа. Когда первая часть 20a и вторая часть 20b соединяются, поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа располагаются под углом б. Головка 20H фильеры вариации 8 имеет структуру, в которой первая часть 20a и вторая часть 20b являются разъемными, и имеет ту же самую структуру, что и базовая структура головки 20 фильеры, когда эти части не соединены.

[0045]

(Вариация 9 первого варианта осуществления)

Фиг. 13 и 14 показывают вариацию 9 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. В головке 20I фильеры вариации 9 вторая часть 20b имеет ту же самую структуру, что и головка 20H фильеры вариации 8, и когда первая часть 20a и вторая часть 20b соединяются, поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа образуют угол б’, отличающийся от угла головки 20H фильеры вариации 8 （б’≠б, 0<б’≤90°）. Как вариации 8 и 9, угол пересечения осевой линии P прохода 25 для потока исходного материала и осевой линии Q прохода 26 для потока газа может быть легко изменен путем изменения комбинации первой части 20a и второй части 20b, если подготовлено множество первых частей 20a и вторых частей 20b, которые имеют разные углы соединения поверхности 22 для выпуска исходного материала и поверхности 23 для выпуска газа. Кроме того, угол пересечения осевой линии P и осевой линии Q может быть легко изменен, если первая часть 20a смещается относительно второй части 20b в направлении вперед-назад. В этом случае прокладка, в которой предусмотрен проход для потока газа или исходного материала, может быть расположена на задней стороне первой части 20a или второй части 20b.

[0046]

(Вариация 10 первого варианта осуществления)

Фиг. 15 и 16 показывают вариацию 9 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20J фильеры вариации 9 имеет первую часть 20a и вторую часть 20b в виде отдельных тел аналогично головке 20H фильеры вариации 8. Эти две части могут соединяться съемным образом с помощью соединительных средств, таких как ремень и винт (не показаны).

[0047]

Первая часть 20a головки 20J фильеры вариации 10 конфигурируется так, чтобы ее форма была прямоугольным параллелепипедом, передняя поверхность 21 обеспечивается на всей ее передней поверхности, обращенной вперед (совпадающей с плоскостью чертежа на Фиг. 16(a) и находящейся слева на Фиг. 16(b) и (c)), поверхность 22 для выпуска исходного материала предусматривается на нижней поверхности, обращенной вниз, и проход 25 для потока исходного материала располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала. Вторая часть 20b имеет структуру, подобную структуре головки 20H фильеры вариации 8, и имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Поверхность 23 для выпуска газа предусматривается на передней поверхности и имеет проход 26 для потока газа, ортогональный к поверхности 23 для выпуска газа. В головке 20J фильеры вариации 10 поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа располагаются ортогонально друг к другу (б=90°), когда первая часть 20a и вторая часть 20b соединены.

[0048]

(Вариация 11 первого варианта осуществления)

Фиг. 17 и 18 показывают вариацию 11 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Фиг. 17(a) представляет собой разобранный вид в перспективе, показывающий головку 20K фильеры вариации 11, а Фиг. 17(b) представляет собой вид в перспективе, показывающий необработанный компонент K перед срезанием первых частей 20a головки 20A фильеры. Головка 20K фильеры вариации 11 содержит выпускную трубку 29 для исходного материала, которая выступает из поверхности 22 для выпуска исходного материала, и проход 25 для потока исходного материала располагается внутри нее. Другая структура головки 20K фильеры вариации 11 является той же самой, что и структура головки 20H фильеры вариации 8. Кроме того, аналогично выпускной трубке 29, может использоваться другая выпускная трубка (не показана), выступающая из поверхности 23 для выпуска газа, внутри которой располагается проход 26 для потока газа.

[0049]

(Вариация 12 первого варианта осуществления)

Фиг. 19 и 20 показывают вариацию 12 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20L фильеры вариации 12 снабжается вогнутой бороздкой 31, имеющей прямоугольное поперечное сечение, на верхней поверхности второй части 20b вместо имеющего цилиндрическое пространство прохода 26 для потока газа головки 20H фильеры вариации 8. Головка 20L фильеры вариации 12 имеет проход 26 для потока газа, имеющий пространство в форме квадратного столбика, поперечное сечение которого является прямоугольным, за счет одной поверхности первой части 20a, контактирующей со второй частью 20b, и вогнутой бороздки 31 второй части 20b, когда первая часть 20a и вторая часть 20b соединены. Другая структура головки 20L фильеры вариации 12 является той же самой, что и структура головки 20H фильеры вариации 8. Как показано на Фиг. 21, первая часть 20a и вторая часть 20b могут сдвигаться в направлении вперед-назад так, чтобы передняя поверхность 21 и поверхность 23 для выпуска газа находились на одной и той же плоскости.

[0050]

(Вариация 13 первого варианта осуществления)

Фиг. 22 и 23 показывают вариацию 13 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20М фильеры вариации 13 снабжается вогнутой бороздкой 31, имеющей прямоугольное поперечное сечение, на верхней поверхности второй части 20b вместо имеющего цилиндрическое пространство прохода 26 для потока газа головки 20J фильеры вариации 10. Головка 20М фильеры вариации 13 имеет проход 26 для потока газа, имеющий пространство в форме квадратного столбика, поперечное сечение которого является прямоугольным, формируемый одной поверхностью первой части 20a, контактирующей со второй частью 20b, и вогнутой бороздкой 31 второй части 20b, когда первая часть 20a и вторая часть 20b соединены. Другая структура головки 20М фильеры вариации 13 является той же самой, что и структура головки 20J фильеры вариации 10. Как показано на Фиг. 24, первая часть 20a и вторая часть 20b могут сдвигаться в направлении вперед-назад так, чтобы передняя поверхность 21 и поверхность 23 для выпуска газа находились на одной и той же плоскости.

[0051]

(Вариация 14 первого варианта осуществления)

Фиг. 25 показывает вариацию 14 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20S фильеры вариации 14 содержит два прохода 25, 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа, расположенный между этими двумя проходами 25, 25 для потока исходного материала. Другими словами, головка 20S фильеры вариации 14 содержит набор проходов, включающий два прохода 25, 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа. Головка 20S фильеры вариации 14 содержит две поверхности 22 для выпуска исходного материала, между которыми располагается поверхность 23 для выпуска газа. Поверхности 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа располагаются под углом б (0<б≤90°). Головка 20S фильеры вариации 14 содержит два прохода 25, 25 для исходного материала, ортогональных к поверхностям 22 для выпуска исходного материала, соответственно, а также проход 26 для потока газа, ортогональный к поверхности 23 для выпуска газа. В головке 20S фильеры вариации 14, аналогично устройству 1 для производства нановолокон, осевая линия P, P (не показана) проходов 25, 25 для исходного материала и осевая линия Q прохода 26 для потока газа пересекаются в точке перед головкой 20S фильеры под углом б. Тем самым, растворитель, выпускаемый из двух проходов 25, 25 для исходного материала, встречается с потоком газа, выходящим из прохода 26 для потока газа, под углом б, и уносится в направлении вперед, удлиняясь при этом. В данной структуре различные виды исходного материала могут выпускаться из этих двух проходов 25, 25 для исходного материала, соответственно. Следовательно, два различных вида волокон могут производиться и смешиваться с помощью этих двух различных видов исходного материала при использовании одного и того же газа.

[0052]

(Вариация 15 первого варианта осуществления)

Фиг. 26 показывает вариацию 15 головки 20 фильеры вышеупомянутого устройства 1 для производства нановолокон. Головка 20T фильеры вариации 15 содержит два проходы 25, 25 для исходного материала и два прохода 26, 26 для потока газа. Другими словами, головка 20S фильеры вариации 14 содержит набор проходов, включающий два прохода 25, 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа. Головка 20S фильеры вариации 14 содержит множество из (двух) наборов проходов, каждый из которых включает один проход 25 для потока исходного материала и один проход 26 для потока газа. Головка 20T фильеры вариации 15 содержит две первые части 20a, 20a и вторые части 20b, вставляемые в эти две первые части 20a, 20a. Первые части 20a, 20a имеют ту же самую структуру, что и первая часть 20a вышеупомянутой вариации 8. Вторая часть 20b имеет форму прямоугольного параллелепипеда и снабжается вогнутыми бороздками 31, 31 на верхней поверхности и нижней поверхности. Головка 20Т фильеры вариации 15 имеет проходы 26, 26 для потока газа, имеющие пространство в форме квадратного столбика, поперечное сечение которого является прямоугольным, формируемые поверхностями первых частей 20a, 20a, контактирующими со второй частью 20b, и вогнутыми бороздками 31, 31 второй части 20b, когда первые части 20a и вторая часть 20b соединены. Соотношение между проходом 25 для потока исходного материала и проходом 26 для потока газа головки 20T фильеры вариации 15 является тем же самым, что и соотношение между проходом 25 для потока исходного материала и проходом 26 для потока газа в головке 20L фильеры вариации 12. В данной структуре различные виды исходного материала могут выпускаться из этих двух проходов 25, 25 для исходного материала, и различные виды газа могут выбрасываться из проходов 26, 26 для потока газа. Следовательно, два различных вида волокон могут производиться одновременно и смешиваться с помощью этих двух различных видов жидкого исходного материала и двух различных газов.

[0053]

В Таблице 1 представлена схема базовой структуры и структуры вариаций 1-15 головки 20 фильеры в соответствии с вариантом осуществления 1.

[0054]

[Таблица 1]

Первый вариант осуществления Форма прохода для потока исходного материала Форма прохода для потока газа Отличия вариации от базовой структуры Иллюстрация Базовая структура Цилиндрическая Цилиндрическая - Фиг. 2, 3 Вариация 1 Цилиндрическая Цилиндрическая Ширина поверхности для выпуска исходного материала равна диаметру прохода для потока исходного материала Фиг. 4 Вариация 2 Цилиндрическая Цилиндрическая Проход для потока газа контактирует с поверхностью для выпуска исходного материала Фиг. 5 Вариация 3 Цилиндрическая Цилиндрическая Проход для потока исходного материала контактирует с проходом для потока газа Фиг. 6 Вариация 4 Форма квадратного столбика Цилиндрическая Проход для потока исходного материала имеет форму квадратного столбика Фиг. 7 Вариация 5 Цилиндрическая Форма квадратного столбика Проход для потока газа имеет форму квадратного столбика Фиг. 8 Вариация 6 Форма квадратного столбика Форма квадратного столбика Проход для потока исходного материала и проход для потока имеют форму квадратного столбика Фиг. 9 Вариация 7 Цилиндрическая Форма цилиндра, срезанного по хорде Проход для потока исходного материала располагается в проходе для потока газа Фиг. 10 Вариация 8 Цилиндрическая Цилиндрическая Первая часть и вторая часть могут отсоединяться друг от друга Фиг. 11, 12 Вариация 9 Цилиндрическая Цилиндрическая Проходы располагаются под углом б’, отличающимся от угла б Вариации 8 Фиг. 13, 14 Вариация 10 Цилиндрическая Цилиндрическая Проходы располагаются под углом (90 градусов), отличающимся от угла б Вариации 8 Фиг. 15, 16 Вариация 11 Цилиндрическая Цилиндрическая Выходная трубка для исходного материала добавляется к структуре Вариации 8 Фиг. 17, 18 Вариация 12 Цилиндрическая Форма квадратного столбика (вогнутая бороздка) Проход для потока газа представляет собой вогнутую бороздку аналогично структуре Вариации 8 Фиг. 19, 20, 21 Вариация 13 Цилиндрическая Форма квадратного столбика (вогнутая бороздка) Проход для потока газа представляет собой вогнутую бороздку аналогично структуре Вариации 10 Фиг. 22, 23, 24 Вариация 14 Цилиндрическая Цилиндрическая Предусматриваются два прохода для потока исходного материала и один проход для потока газа Фиг. 25 Вариация 15 Цилиндрическая Форма квадратного столбика (вогнутая бороздка) Предусматриваются два набора проходов, состоящих из одного прохода для потока исходного материала и одного прохода для потока газа Фиг. 26

[0055]

(Второй вариант осуществления)

Далее со ссылкой на Фиг. 27 будет описано устройство для производства нановолокон в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Устройство 2 для производства нановолокон второго варианта осуществления (не показано) содержит головку 20U фильеры вместо головки 20 фильеры, однако остальная структура является той же самой, что и в устройстве 1 для производства нановолокон первого варианта осуществления, показанном на Фиг. 1.

[0056]

Фиг. 27 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую головку фильеры устройства 2 для производства нановолокон в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3(a) представляет собой вид спереди, Фиг. 3(b) - поперечное сечение по линии A-A’, а Фиг. 3(c) - поперечное сечение по линии B-B’.

[0057]

Головка 20U фильеры устройства 2 для производства нановолокон второго варианта осуществления содержит поверхность 22 для выпуска исходного материала, обращенную вперед (совпадающую с плоскостью чертежа на Фиг. 27(a) и находящуюся слева на Фиг. 27 (b) и (c)), соединительную поверхность 24 и поверхность 23 для выпуска газа, которые соединяются в указанном порядке в направлении сверху вниз в качестве абсолютного позиционного соотношения. Поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа располагаются параллельно друг другу, и поверхность 23 для выпуска газа располагается на расстоянии t в направлении вперед от передней поверхности 21. Головка 20U фильеры имеет заднюю поверхность (не показана), которая параллельна передней поверхности 21 и обращена назад (совпадает с плоскостью чертежа на Фиг. 27(a) и находится справа на Фиг. 27(b) и (c)).

[0058]

Головка 20U фильеры содержит проход 25 для потока исходного материала, ортогональный к поверхности 22 для выпуска исходного материала, а также проход 26 для потока газа, ортогональный к поверхности 23 для выпуска газа. Проход 25 для потока исходного материала конфигурируется так, чтобы он линейно проходил через поверхность 22 для выпуска исходного материала и заднюю поверхность. Проход 26 для потока газа также конфигурируется так, чтобы он линейно проходил через поверхность 23 для выпуска газа и заднюю поверхность 27. Осевая линия P прохода 25 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 26 для потока газа предусматриваются так, чтобы они находились в одной плоскости.

[0059]

Соединительная поверхность 24 и поверхность 23 для выпуска газа располагаются под углом в (0≤в<90°), и соединительная поверхность 24 наклонена вверх. Другими словами, направление R соединительной поверхности 24 и осевая линия Q прохода 26 для потока газа образуют угол б （б=90-в）. Головка 20U фильеры конфигурируется так, чтобы направление R и осевая линия Q пересекались в точке перед головкой 20U фильеры под углом б к боковому направлению (от передней стороны к задней стороне на Фиг. 27(b), (c)). «Боковое направление» является направлением, параллельным соединительной поверхности 24 и поверхности 23 для выпуска газа.

[0060]

В соответствии с настоящим вариантом осуществления проход 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа имеют цилиндрические пространства (поперечные сечения, ортогональные к линиям оси, являются полностью одинаковыми). Альтернативно проход 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа могут иметь пространства в форме квадратного столбика. Одна часть прохода 25 для потока исходного материала контактирует с соединительной поверхностью 24, а также одна часть прохода 26 для потока газа контактирует с соединительной поверхностью 24. Соединительная поверхность 24 снабжается бороздкой 24a для потока исходного материала, линейно соединяющей проход 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа.

[0061]

Далее будет дано описание работы устройства 1 для производства нановолокон и головки 20U фильеры в соответствии с настоящими вариантами осуществления. Устройство для производства нановолокон снабжается растворителем из хранилища 11 растворителя и выпускает его из отверстия прохода 25 для потока исходного материала на поверхности 22 для выпуска исходного материала. Устройство для производства нановолокон снабжается газом высокого давления из блока 13 выброса газа и выбрасывает его из отверстия прохода 26 для потока газа на поверхности 23 для выпуска газа. Растворитель, выходящий из прохода 25 для потока исходного материала, достигает отверстия прохода 26 для потока газа через бороздку 24a для потока исходного материала, встречается с потоком газа, выбрасываемым из прохода 26 для потока газа, под углом б, и уносится в направлении вперед, удлиняясь при этом так, чтобы производились нановолокна.

[0062]

В соответствии с устройством 2 для производства нановолокон и головкой 20U фильеры вышеупомянутого варианта осуществления проход 25 для потока исходного материала располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала, а проход 26 для потока газа располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа. В результате этого с помощью сверления проход 25 для потока исходного материала может быть сформирован на поверхности 22 для выпуска исходного материала, и проход 26 для потока газа может быть сформирован на поверхности 23 для выпуска газа. Растворитель, выходящий из прохода 25 для потока исходного материала через бороздку 24a для потока исходного материала, непосредственно встречается с потоком газа, выбрасываемым из прохода 26 для потока газа, под углом б. Это может быть достигнуто для точного производства путем сверления и эффективного переноса растворителя в потоке газа.

[0063]

(Третий вариант осуществления)

Далее со ссылкой на Фиг. 28-38 будет описано устройство для производства нановолокон в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Устройство 3 для производства нановолокон имеет структуру, использующую расплавленный исходный материал, приготавливаемый путем плавления твердого исходного материала.

[0064]

Фиг. 28 и 29 представляют собой вид в перспективе и поперечное сечение, показывающие устройство для производства нановолокон в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 30 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую головку фильеры устройства для производства нановолокон, изображенного на Фиг. 28, где (a) показывает вид спереди, а (b) - поперечное сечение по линии A-A’. Фиг. 31-38 представляют собой пояснительные диаграммы структур вариаций 1-8 головки фильеры, имеющей базовую структуру, изображенную на Фиг. 30, и вид спереди и поперечное сечение иллюстрируются на каждом чертеже аналогично Фиг. 30. В дальнейшем могут использоваться термины «передний, задний, левый, правый, верхний и нижний», которые показывают относительное позиционное соотношение каждого компонента, а не абсолютное соотношение, если явно не указано иное. На всех чертежах компонент, имеющий одну и ту же функцию, имеет одно и то же ссылочное обозначение, и поэтому его подробное объяснение не будет повторяться.

[0065]

Устройство 3 для производства нановолокон в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит бункер 62 для подачи смолы в виде таблеток (гранулированной синтетической смолы, имеющей мелкие частицы), служащей материалом для нановолокон, в устройство 3 для производства нановолокон, нагревательный цилиндр 63 для нагревания и плавления смолы, подаваемой из бункера 62, нагреватель 64 в качестве нагревательный элемента для нагревания нагревательного цилиндра 63 снаружи, шнек 65, который может вращаться внутри нагревательного цилиндра 63 и функционирует как блок экструдирования для перемещения расплавленной смолы к концу нагревательного цилиндра 63 за счет вращения, двигатель 66 в качестве приводного блока для вращения шнека 65 через соединительный блок 69 (не показан подробно), и цилиндрическую головку 70 фильеры, расположенную на конце нагревательного цилиндра 63. Головка 70 фильеры соединяется с блоком выброса газа (не показан) через питающую трубку 68. В настоящем варианте осуществления каждая структура, такая как нагревательный цилиндр 63 и головка 70 фильеры, делается главным образом из металла, однако могут применяться и другие материалы, такие как полимеры и стекло, в соответствии с условиями режимов, такими как виды смолы в качестве материалов нановолокон или продуктов из нановолокон.

[0066]

Как показано на Фиг. 30, в головке 70 фильеры в направлении сверху вниз в указанном порядке соединяются передняя поверхность 71, обращенная вперед (совпадающая с плоскостью чертежа на Фиг. 30(a) и находящаяся слева на Фиг. 30(b) и (c)), поверхность 72 для выпуска исходного материала и поверхность 73 для выпуска газа. Передняя поверхность 71 и поверхность 23 для выпуска газа располагаются параллельно друг другу, и поверхность 23 для выпуска газа располагается на расстоянии t в направлении назад (вправо на Фиг. 30(b)) от передней поверхности 71. Поверхность 72 для выпуска исходного материала и поверхность 73 для выпуска газа располагаются под углом б (0<б≤90°), и поверхность 72 для выпуска исходного материала наклонена вниз. Головка 70фильеры также имеет заднюю поверхность (не показана), которая параллельна передней поверхности 71 и обращена назад.

[0067]

Головка 70 фильеры содержит множество проходов 75 для потока исходного материала, ортогональных к поверхности 72 для выпуска для исходного материала, а также проход 76 для потока газа, ортогональный к поверхности 73 для выпуска газа. В настоящем варианте осуществления количество проходов 75 для потока исходного материала и проходов 76 для потока газа является одинаковым (семь), и проход 75 для потока исходного материала и проход 76 для потока газа, расположенные в направлении вверх-вниз, соответствуют друг другу. Другими словами, имеется множество (семь) наборов из одного прохода 75 для потока исходного материала и одного прохода 76 для потока газа. Эти наборы располагаются в одном направлении так, чтобы проход 75 для потока исходного материала и проход 76 для потока газа были параллельны.

[0068]

В настоящих вариантах осуществления проход 75 для потока исходного материала имеет цилиндрическое пространство, и проход 76 для потока газа также имеет цилиндрическое пространство. Поверхность 72 для выпуска исходного материала имеет ширину (длину в направлении вверх-вниз на Фиг. 30(а)) больше, чем диаметр прохода 75 для потока исходного материала (примерно в два раза больше этого диаметра), и проход 75 для потока исходного материала располагается в центральной области в направлении ширины. Проход 76 для потока газа располагается на некотором расстоянии от поверхности 72 для выпуска исходного материала. Осевая линия P прохода 75 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 76 для потока газа предусматриваются так, чтобы они находились в одной плоскости, и осевая линия P и осевая линия Q пересекаются в точке перед головкой 70 фильеры под углом б.

[0069]

Множество проходов 75 для потока исходного материала сообщается с нагревательным цилиндром 63, и расплавленный полимерный исходный материал, подаваемый из нагревательного цилиндра 63, течет по множеству проходов 75 для потока исходного материала и выходит из отверстий множества проходов 75 для потока исходного материала на поверхности 72 для выпуска исходного материала.

[0070]

Множество проходов 76 для потока газа сообщается с трубкой 68 подачи газа в головке 70 фильеры, и газ высокого давления, подаваемый из блока выброса газа, течет по трубке 68 подачи газа и множеству проходов 76 для потока газа, и выходит из отверстий множества проходов 76 для потока газа на поверхности 73 для выпуска газа.

[0071]

Такая структура является лишь примером, и если предусмотрены проход 75 для потока исходного материала и проход 76 для потока газа, ортогональные к поверхности 72 для выпуска исходного материала и поверхности 73 для выпуска газа, которые располагаются под углом б (0<б≤90°), соответственно, такая структура может быть опциональной в соответствии с целью настоящего изобретения.

[0072]

Далее будет дано описание работы устройства 3 для производства нановолокон и головки 70 фильеры в соответствии с настоящими вариантами осуществления. В устройстве 3 для производства нановолокон исходный материал в форме таблеток (смола), подаваемый в бункер 62, подается и плавится в нагревающем цилиндре 63, нагреваемом нагревателем 64, и отправляется в переднюю часть нагревающего цилиндра 63 шнеком 65, вращаемым двигателем 66. Расплавленный исходный материал (расплавленная смола), поступающий в верхнюю часть нагревающего цилиндра 63, выпускается из множества проходов 75 для потока исходного материала через внутреннюю часть головки 70 фильеры. Газ высокого давления выбрасывается из множества проходов 76 для потока газа, расположенных в головке 70 фильеры. Расплавленный исходный материал, выходящий из прохода 75 для потока исходного материала, встречается с потоком газа, выбрасываемым из прохода 76 для потока газа, под углом б и уносится в направлении вперед, удлиняясь при этом так, чтобы производились нановолокна.

[0073]

В соответствии с устройством 3 для производства нановолокон и головкой 70 фильеры вышеупомянутого варианта осуществления проход 75 для потока исходного материала располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 72 для выпуска исходного материала, а проход 26 для потока газа располагается так, чтобы он был ортогональным к поверхности 73 для выпуска газа. В результате этого с помощью сверления множество проходов 75 для потока исходного материала может быть сформировано на поверхности 72 для выпуска исходного материала, и множество проходов 26 для потока газа может быть сформировано на поверхности 23 для выпуска газа. Расплавленный исходный материал, выходящий из прохода 75 для потока исходного материала, непосредственно встречается с потоком газа, выбрасываемым из прохода 76 для потока газа, под углом б. Это может быть достигнуто для точного производства путем сверления и эффективного переноса растворителя в потоке газа. Поскольку устройство содержит множество проходов 75 для потока исходного материала и проходов 76 для потока газа, большое количество нановолокон производится эффективно за короткое время.

[0074]

(Вариация 1 третьего варианта осуществления)

Фиг. 31 показывает вариацию 1 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон (именуемой в дальнейшем базовой структурой головки 70 фильеры). Головка 70A фильеры вариации 1 содержит множество проходов 76 для потока газа, имеющих пространство в форме квадратного столбика, поперечное сечение которого является прямоугольным. Что касается остальной структуры головки 70A фильеры вариации 1, она является той же самой, что и базовая структура головки 70 фильеры.

[0075]

(Вариация 2 третьего варианта осуществления)

Фиг. 32 показывает вариацию 2 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. Головка 70B фильеры вариации 2 содержит щелевидный проход 76 для потока газа, проходящий в боковом направлении (влево-вправо на Фиг. 32(a), вперед-назад на Фиг. 32(b)), и проход 76 для потока газа имеет пространство в форме квадратного столбика, поперечное сечение которого является прямоугольным. Что касается остальной структуры головки 70B фильеры вариации 2, она является той же самой, что и базовая структура головки 70 фильеры. Головка 70B фильеры вариации 2 содержит набор щелевидных проходов 76 для потока газа, проходящих в одном направлении, и множество проходов для потока исходного материала, расположенных в одном направлении. Головка 70B фильеры вариации 2 конфигурируется так, чтобы осевая линия P прохода 75 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 76 для потока газа пересекались в точке перед головкой фильеры под углом б к боковому направлению. «Боковое направление» является направлением, параллельным поверхности 72 для выпуска исходного материала и поверхности 73 для выпуска газа.

[0076]

(Вариация 3 третьего варианта осуществления)

Фиг. 33 показывает вариацию 3 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. Головка 70C фильеры вариации 3 содержит m проходов 75 для потока исходного материала и n проходов 76 для потока газа (m≠n). Головка 70C фильеры вариации 3 содержит шесть проходов 75 для потока исходного материала и проходы 76 для потока газа, которые располагаются так, чтобы положение бокового направления (влево-вправо на Фиг. 33(a), вперед-назад на Фиг. 33(b)) каждого прохода 75 для потока исходного материала было промежуточным положением прохода 76 для потока газа, смежного с ним. Что касается остальной структуры головки 70С фильеры вариации 3, она является той же самой, что и базовая структура головки 70 фильеры. Головка 70C фильеры вариации 3 содержит набор из m проходов 75 для потока исходного материала и n проходов 76 для потока газа. Головка 70С фильеры вариации 3 конфигурируется так, чтобы осевая линия P прохода 75 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 76 для потока газа пересекались в точке перед головкой 70 фильеры под углом б к боковому направлению.

[0077]

(Вариация 4 третьего варианта осуществления)

Фиг. 34 показывает вариацию 4 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. В головке 70D фильеры вариации 4 как отдельные тела показаны часть передней поверхности 71 и поверхность 72 для выпуска исходного материала (первая часть 70a), а также часть поверхности 73 для выпуска газа (вторая часть 70b). Эти две части могут соединяться съемным образом с помощью соединительных средств, таких как ремень и винт (не показаны).

[0078]

Первая часть 70a головки 70D фильеры вариации 4 изготавливается путем разрезания цилиндра вдоль его диаметра, и одна сторона, соответствующая диаметру, скашивается. Передняя поверхность 71 и поверхность 72 для выпуска исходного материала (скошенная часть) соединяются в указанном порядке в направлении сверху вниз, и предусматривается множество проходов 75 для потока исходного материала, ортогональных к поверхности 72 для выпуска исходного материала. Вторая часть 70b изготавливается путем разрезания цилиндра вдоль его диаметра, и образует целый цилиндр при ее соединении с первой частью 70a. Поверхность 73 для выпуска газа предусматривается на всей передней поверхности, и обеспечивается проход 76 для потока газа, ортогональный к поверхности 73 для выпуска газа. В головке 70D фильеры вариации 4, поверхность 72 для выпуска исходного материала и поверхность 73 для выпуска газа располагаются под углом б, когда первая часть 70a и вторая часть 70b соединены. Головка 70D фильеры вариации 4 содержит эти две части, которые могут соединяться съемным образом, и за исключением их разъемности имеет ту же самую структуру, что и головка 70 фильеры базовой структуры.

[0079]

(Вариация 5 третьего варианта осуществления)

Фиг. 35 показывает вариацию 5 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. Головка 70E фильеры вариации 5 содержит кольцевую переднюю поверхность 71 цилиндрического тела, обращенную вперед (совпадающую с плоскостью чертежа на Фиг. 35(a) и находящуюся слева на Фиг. 35(b)), кольцевую поверхность 72 для выпуска исходного материала и круглую поверхность 73 для выпуска газа, которые соединяются в указанном порядке в направлении от периферии к центру и располагаются концентрически. Передняя поверхность 71 и поверхность 73 для выпуска газа располагаются параллельно друг другу, и поверхность 73 для выпуска газа располагается на расстоянии t в направлении назад (Фиг. 30(b)) от передней поверхности 21. Поверхность 72 для выпуска исходного материала и поверхность 73 для выпуска газа располагаются под углом б (0<б≤90°), и поверхность 72 для выпуска исходного материала сужается и обращена внутрь. Головка 70E фильеры вариации 5 также имеет заднюю поверхность (не показана), которая параллельна передней поверхности 71 и обращена назад.

[0080]

Головка 70E фильеры вариации 5 содержит множество проходов 75 для потока исходного материала, которые являются ортогональными к поверхности 72 для выпуска исходного материала и расположены с равными интервалами в круговом направлении, а также проход 76 для потока газа, ортогональный к центру поверхности 73 для выпуска газа. Головка 70E фильеры вариации 5 содержит множество (восемь) проходов 75 для потока исходного материала, которые располагаются вокруг прохода 76 для потока газа. Головка 70E фильеры вариации 5 имеет набор из прохода 76 для потока газа и множества проходов 75 для потока исходного материала, расположенных вокруг прохода 76 для потока газа.

[0081]

В головке 70E фильеры вариации 5 проход 75 для потока исходного материала имеет цилиндрическое пространство, и проход 76 для потока газа также имеет цилиндрическое пространство. Поверхность 72 для выпуска исходного материала имеет ширину (длину в направлении радиуса), равную диаметру прохода 75 для потока исходного материала. Проход 76 для потока газа располагается на некотором расстоянии от поверхности 72 для выпуска исходного материала. Осевая линия P прохода 75 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 76 для потока газа пересекаются в точке перед головкой 70B фильеры под углом б.

[0082]

(Вариация 6 третьего варианта осуществления)

Фиг. 36 показывает вариацию 6 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. Головка 70F фильеры вариации 6 содержит множество выпускных трубок 79 для исходного материала, которые выступают из поверхности 72 для выпуска исходного материала, и множество проходов 75 для потока исходного материала располагаются внутри нее. Другая структура головки 70F фильеры вариации 6 является той же самой, что и структура головки 70E фильеры вариации 5.

[0083]

(Вариация 7 третьего варианта осуществления)

Фиг. 37 показывает вариацию 7 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. Головка 70G фильеры вариации 7 содержит кольцевую переднюю поверхность 71 цилиндрического тела, обращенную вперед (совпадающую с плоскостью чертежа на Фиг. 37(a) и находящуюся слева на Фиг. 37(b)), кольцевую поверхность 72 для выпуска исходного материала и круглую поверхность 73 для выпуска газа, которые соединяются в указанном порядке в направлении от периферии к центру и располагаются концентрически. Передняя поверхность 71 и поверхность 73 для выпуска газа располагаются параллельно друг другу, и поверхность 73 для выпуска газа располагается на расстоянии t в направлении назад (Фиг. 30(b)) от передней поверхности 21. Поверхность 72 для выпуска исходного материала и поверхность 73 для выпуска газа располагаются под углом б (0<б≤90°), и поверхность 72 для выпуска исходного материала сужается и обращена внутрь. Головка 70G фильеры вариации 7 также имеет заднюю поверхность (не показана), которая параллельна передней поверхности 71 и обращена назад.

[0084]

Головка 70G фильеры вариации 7 содержит множество проходов 75 для потока исходного материала, которые являются ортогональными к поверхности 72 для выпуска исходного материала и расположены с равными интервалами в круговом направлении, а также множество проходов 76 для потока газа, которые являются ортогональными к поверхности 73 для выпуска газа и расположены с равными интервалами в круговом направлении. Головка 70G фильеры вариации 7 содержит множество (восемь) проходов 75 для потока исходного материала и проходов 76 для потока газа, соответственно. Головка 70G фильеры вариации 7 имеет восемь наборов из одного прохода 75 для потока исходного материала и одного прохода 76 для потока газа. Множество таких наборов располагаются кольцеобразно так, чтобы проходы 75 для потока исходного материала и проходы 76 для потока газа были расположены на двух концентрических окружностях.

[0085]

В головке 70G фильеры вариации 7 проход 75 для потока исходного материала имеет цилиндрическое пространство, и проход 76 для потока газа также имеет цилиндрическое пространство. Поверхность 72 для выпуска исходного материала имеет ширину (длину в направлении радиуса) больше (приблизительно в два раза), чем проход 75 для потока исходного материала. Множество проходов 76 для потока газа располагаются так, чтобы они контактировали с поверхностью 72 для выпуска исходного материала. Осевая линия P прохода 75 для потока исходного материала и осевая линия Q прохода 76 для потока газа пересекаются в точке перед головкой 70G фильеры под углом б.

[0086]

(Вариация 8 третьего варианта осуществления)

Фиг. 38 показывает вариацию 8 головки 70 фильеры вышеупомянутого устройства 3 для производства нановолокон. В головке 70H фильеры вариации 8 множество проходов 76 для потока газа имеют пространство в форме квадратного столбика, поперечное сечение которого является прямоугольным, и располагаются на некотором расстоянии от поверхности 72 для выпуска исходного материала. Что касается других структур, головка 70H фильеры вариации 8 является той же самой, что и головка 70G фильеры вариации 7.

[0087]

В Таблице 2 представлена схема базовой структуры и структуры вариаций 1-8 головки 70 фильеры в соответствии с вариантом осуществления 3.

[0088]

[Таблица 2]

Третий вариант осуществления Форма прохода для потока исходного материала Форма прохода для потока газа Отличия вариации от базовой структуры Иллюстрация Базовая структура Цилиндрическая (7) Цилиндрическая (7) Множество проходов для потока исходного материала и множество проходов для потока газа располагаются на двух параллельных линиях Фиг. 30 Вариация 1 Цилиндрическая (7) Форма квадратного столбика (7) Проход для потока газа имеет форму квадратного столбика Фиг. 31 Вариация 2 Цилиндрическая (7) Щелевидная форма (1) Проход для потока газа имеет щелевидную форму Фиг. 32 Вариация 3 Цилиндрическая (6) Цилиндрическая (7) Проход для потока исходного материала и проход для потока газа сдвинуты относительно друг друга в боковом направлении Фиг. 33 Вариация 4 Цилиндрическая (7) Цилиндрическая (7) Первая часть и вторая часть могут отсоединяться друг от друга Фиг. 34 Вариация 5 Цилиндрическая (8) Цилиндрическая (1) Множество проходов для потока исходного материала располагаются в круговом направлении, окружая один проход для потока газа Фиг. 35 Вариация 6 Цилиндрическая (8) Цилиндрическая (1) Выходная трубка для исходного материала добавляется к структуре Вариации 5 Фиг. 36 Вариация 7 Цилиндрическая (8) Цилиндрическая (8) Множество проходов для потока исходного материала и множество проходов для потока газа располагаются в круговом направлении Фиг. 37 Вариация 8 Цилиндрическая (8) Форма квадратного столбика (8) Проход для потока газа формируется в форме квадратного столбика в структуре вариации 7 Фиг. 38

(1)(6)(7)(8): количество проходов

[0089]

Хотя подробное описание было дано для конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления, и различные модификации могут быть сделаны внутри области охвата настоящего изобретения.

[0090]

Например, в вышеописанном варианте осуществления раскрывается горизонтальное устройство для производства нановолокон, в котором отверстия для выброса расплавленной смолы и газа предусматриваются в горизонтальном направлении, однако настоящее изобретение не ограничивается этим, и не составляет никакой проблемы расположить устройство вертикально так, чтобы головка фильеры была обращена вниз. Такое вертикальное устройство способно эффективно предотвращать влияние силы тяжести.

[0091]

В каждом варианте осуществления и в каждой вариации положения прохода для потока исходного материала и прохода для потока газа могут меняться местами. В частности, в головке 20 фильеры варианта осуществления 1 положение поверхности 22 для выпуска исходного материала может быть заменено положением поверхности 23 для выпуска газа, поверхность 22 для выпуска исходного материала и передняя поверхность 21 могут располагаться параллельно, и поверхность 23 для выпуска газа может располагаться под углом б к поверхности 22 для выпуска исходного материала. Поверхность 22 для выпуска исходного материала и поверхность 23 для выпуска газа могут быть снабжены проходом 25 для потока исходного материала и проходом 26 для потока газа, соответственно. Структура не ограничивается компоновками, показанными на чертежах каждого варианта осуществления. Например, чертежи каждого варианта осуществления могут быть перевернуты, и проход для потока исходного материала (поверхность для выпуска исходного материала) и проход для потока газа (поверхность для выпуска газа) могут меняться местами. Кроме того, путем вращения на 90° проход для потока исходного материала (поверхность для выпуска исходного материала) и проход для потока газа (поверхность для выпуска газа) могут быть расположены в горизонтальном направлении.

[0092]

Средство экструдирования описывается как шнек, но также может применяться периодическая экструзия с помощью поршня с последовательной подачей раствора, как, например, при литье под давлением.

[0093]

Устройство для производства нановолокон и головка фильеры в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержат функцию регулирования температуры исходного материала (не показана) в соответствии с условиями жидкого исходного материала и производства нановолокон.

[0093]

Устройство для производства нановолокон и головка фильеры в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержат функцию регулирования температуры газа (не показана) для того, чтобы управлять температурой газа на выходе.

Изобретение относится к устройству для производства нановолокон, а также используемой в нем головке фильеры. Устройство для производства нановолокон содержит поверхность 22 для выпуска исходного материала, на которой располагается проход 25 для потока исходного материала, предназначенный для выпуска жидкого исходного материала. А также поверхность 23 для выпуска газа, которая располагается под углом α к поверхности 22 для выпуска исходного материала, где 0<α≤90°, и на которой располагается проход 26 для потока газа, предназначенный для выброса газа. Проход 25 для потока исходного материала является ортогональным к поверхности 22 для выпуска исходного материала, проход 26 для потока газа является ортогональным к поверхности 23 для выпуска газа, и проход 25 для потока исходного материала и проход 26 для потока газа располагаются так, чтобы жидкий исходный материал, выпускаемый из прохода 25 для потока исходного материала, встречался с газом, выбрасываемым из прохода 26 для потока газа. Изобретение позволяет создать устройство для производства нановолокон и используемую в нем головку фильеры, которую можно было бы производить путем сверления и которая могла бы эффективно переносить расплавленную смолу с потоком газа. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 40 ил., 2 табл.

1. Устройство для производства нановолокон, содержащее

поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, предназначенный для выпуска жидкого исходного материала, и

поверхность для выпуска газа, которая располагается под углом α, где 0<α≤90° к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, и на которой располагается проход для потока газа, служащий для выпуска газа, при этом упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, встречался с газом, выпускаемым из упомянутого прохода для потока газа.

2. Устройство для производства нановолокон по п. 1, содержащее один или более наборов из одного упомянутого прохода для потока исходного материала и одного упомянутого прохода для потока газа.

3. Устройство для производства нановолокон по п. 2, в котором предусматривается множество наборов проходов, и эти наборы располагаются в одном направлении так, чтобы упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа были расположены вдоль двух линий, параллельных друг другу.

4. Устройство для производства нановолокон по п. 2, в котором предусматривается множество наборов проходов, и это множество наборов проходов располагается кольцеобразно так, чтобы упомянутые проходы для потока исходного материала и упомянутые проходы для потока газа были расположены на двух концентрических окружностях.

5. Устройство для производства нановолокон по любому из пп. 1-4, в котором осевая линия упомянутого прохода для потока исходного материала и осевая линия упомянутого прохода для потока газа находятся в одной плоскости.

6. Устройство для производства нановолокон по п. 1, содержащее один или более наборов из множества упомянутых проходов для потока исходного материала и упомянутого прохода для потока газа.

7. Устройство для производства нановолокон по п. 6, в котором упомянутый набор проходов содержит упомянутый проход для потока газа, имеющий щелевидную форму, проходящую в одном направлении, и упомянутое множество проходов для потока исходного материала, расположенных в упомянутом одном направлении.

8. Устройство для производства нановолокон по п. 6, в котором упомянутый набор проходов содержит упомянутый проход для потока газа и множество упомянутых проходов для потока исходного материала, расположенных вокруг упомянутого прохода для потока газа.

9. Устройство для производства нановолокон по любому из пп. 1-8, в котором предусматривается выпускная трубка, выступающая из упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, и упомянутый проход для потока исходного материала располагается внутри нее.

10. Устройство для производства нановолокон по любому из пп. 1-9, в котором предусматривается выпускная трубка, выступающая из упомянутой поверхности для выпуска газа, и упомянутый проход для потока газа располагается внутри нее.

11. Устройство для производства нановолокон по любому из пп. 1-10, содержащее первую часть, имеющую упомянутую поверхность для выпуска исходного материала, и вторую часть, имеющую упомянутую поверхность для выпуска газа, в котором упомянутая первая часть и упомянутая вторая часть соединяются разъемным образом.

12. Устройство для производства нановолокон, содержащее

поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, предназначенный для выпуска жидкого исходного материала,

поверхность для выпуска газа, которая располагается ниже упомянутой поверхности для выпуска исходного материала и на которой располагается проход для потока газа, предназначенный для выброса газа,

соединительную поверхность, которая соединяется с упомянутой поверхностью для выпуска исходного материала и упомянутой поверхностью для выпуска газа и располагается под углом β, где 0≤β<90° к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала,

при этом упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, отверстие упомянутого прохода для потока газа контактирует с упомянутой соединительной поверхностью, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, достигал отверстия упомянутого прохода для потока газа вдоль упомянутой соединительной поверхности.

13. Головка фильеры, используемая для устройства для производства нановолокон, содержащая:

поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, предназначенный для выпуска жидкого исходного материала, и

поверхность для выпуска газа, которая располагается под углом α, где 0<α≤90° к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, и на которой располагается проход для потока газа, служащий для выпуска газа, при этом упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, встречался с газом, выпускаемым из упомянутого прохода для потока газа.

14. Головка фильеры, используемая для устройства для производства нановолокон, содержащая:

поверхность для выпуска исходного материала, на которой располагается проход для потока исходного материала, предназначенный для выпуска жидкого исходного материала,

поверхность для выпуска газа, которая располагается ниже упомянутой поверхности для выпуска исходного материала и на которой располагается проход для потока газа, предназначенный для выброса газа,

соединительную поверхность, которая соединяется с упомянутой поверхностью для выпуска исходного материала и упомянутой поверхностью для выпуска газа и располагается под углом β, где 0≤β<90° к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала,

при этом упомянутый проход для потока исходного материала является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска исходного материала, упомянутый проход для потока газа является ортогональным к упомянутой поверхности для выпуска газа, отверстие упомянутого прохода для потока газа контактирует с упомянутой соединительной поверхностью, и упомянутый проход для потока исходного материала и упомянутый проход для потока газа располагаются так, чтобы упомянутый жидкий исходный материал, выпускаемый из упомянутого прохода для потока исходного материала, достигал отверстия упомянутого прохода для потока газа вдоль упомянутой соединительной поверхности.