静電紡糸法によるナノファイバーの形態制御とエアフィルタへの応用  [in Japanese] Morphology-Controlled Synthesis of Electrospun Nanofibers and Their Application for Aerosol Filtration  [in Japanese]

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Author(s)

    • 荻 崇 Ogi Takashi
    • 広島大学大学院工学研究院 物質化学工学部門化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Hiroshima University
    • 小野 瞳 Ono Hitomi
    • 広島大学大学院工学研究院 物質化学工学部門化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Hiroshima University
    • 奥山 喜久夫 Okuyama Kikuo
    • 広島大学大学院工学研究院 物質化学工学部門化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Hiroshima University

Abstract

静電紡糸法を用いてポリアクリロニトリル(PAN)を溶かしたジメチルホルムアミド(DMF)の溶液からナノファイバーを作製した.PAN濃度,雰囲気の温度,原料溶液の物性値(粘度,表面張力,電気伝導度)などを広範囲に変化させて紡糸実験を行い,作製されたファイバーの形態への影響を検討した.実験結果より,粘度の上昇に伴い繊維径,ビーズ径,ビーズ長さ,ビーズ間距離が直線的に増大することがわかった.また,ファイバーの形態がビーズ状,スピンドル型のビーズ状,ストレート状,リボン状へと変化する原料溶液の粘度の閾値が初めて明らかとなった.さらに,作製したファイバーを既存のフィルタの上に紡糸しエアフィルタを作製し,単分散のエアロゾル粒子を用いてエアフィルタの捕集効率および圧力損失を測定した結果,ビーズ状ファイバーを用いたフィルタが最も高い捕集効率を示すことがわかった.

Polyacrylonitrile (PAN) nanofibers with various morphological structures were produced by electrospinning by controlling the physicochemical properties (viscosity, surface tension, and electrical conductivity) in the precursor solution. Quantitative evaluation showed that fiber morphology was strongly influenced by precursor viscosity, and the viscosity thresholds affecting fiber morphology (ribbon-like, straight, spindle-like beaded, and beaded) were clarified. Using a monodisperse aerosol, the air filtration performance of filters made with these fibers was evaluated based on quality factors. Filters composed of beaded fiber showed the best quality in the air filtration test.

Journal

  • KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU

    KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 40(2), 84-89, 2014

    The Society of Chemical Engineers, Japan

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130003392460
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00037234
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    0386-216X
  • NDL Article ID
    025393675
  • NDL Call No.
    Z17-725
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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