特許 6010164 ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010164

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法

(51)【国際特許分類】

   D01D 5/04 20060101AFI20161006BHJP

   D01D 7/00 20060101ALI20161006BHJP

   D04H 1/728 20120101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   D01D5/04

   D01D7/00 Z

   D04H1/728

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-55447(P2015-55447)

(22)【出願日】2015年3月18日

(65)【公開番号】特開2016-176151(P2016-176151A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2015年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】坂井 聡美

【審査官】 斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０５２１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２３１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０１Ｄ １／００ − １３／０２

Ｄ０４Ｈ １／７２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と、前記第１面と反対の第２面と、を有する被堆積材を一端から送り出して他端で収集する収集部と、
原料液を吐出して前記第１面にナノファイバを堆積させる吐出部と、
前記吐出部と、前記第１面と、の間に電位差を発生させる電源部と、
堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する除電部と、
を備え、
前記被堆積材は、前記吐出部と、前記除電部と、の間に配置され、
前記収集部は、前記第１面を前記吐出部及び前記除電部に交互に対向させる少なくとも一対の第１回転体を有し、
前記収集部が前記被堆積材を一端から送り出す第１方向は、前記第１回転体の一方から他方に向かう第２方向に対して傾斜しているナノファイバ製造装置。

【請求項2】

前記収集部は、前記一端及び前記他端と、前記第１回転体との間に設けられた一対の第２回転体を有し、
前記第１回転体及び前記第２回転体は、前記第１方向に垂直な第３方向に並んで設けられている請求項１記載のナノファイバ製造装置。

【請求項3】

前記被堆積材は、シート状の部材であり、
前記収集部は、前記一端から前記被堆積材を巻き出し、前記他端から前記被堆積材を巻き取る第３回転体を有する請求項１または２に記載のナノファイバ製造装置。

【請求項4】

前記第１回転体は、一端から他端に向かうにつれて断面寸法が大きくなる形状を有する請求項１から３のいずれか１つに記載のナノファイバ製造装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載のナノファイバ製造装置を用いたナノファイバ製造方法であって、
前記吐出部から前記原料液を吐出して前記第１面に前記ナノファイバを堆積させる工程と、
前記第１回転体の回転によって、前記除電部に、前記ナノファイバが堆積した前記第１面を対向させる工程と、
前記除電部によって、堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する工程と、
前記第１回転体の回転によって、前記吐出部に、除電した前記ナノファイバが設けられた前記第１面を対向させる工程と、
前記吐出部から前記原料液を吐出して前記第１面に前記ナノファイバを再度堆積させる工程と、
を備えたナノファイバ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ナノ単位の直径を有する繊維物質を製造する装置として、ナノファイバ製造装置が医療分野等の広い分野に用いられている。ナノファイバ製造装置において、エレクトロスピニング技術が用いられている。

【0003】

エレクトロスピニング技術とは、高分子物質等が溶解した原料液と、ワークと、を帯電させ、原料液及びワークの電位差によって原料液をワークに向かって吐出させる技術である。原料液が電気的に延伸することでナノファイバが製造される。このようなナノファイバ製造装置において、生産性を向上させることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−９４２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態は、より生産性が向上したナノファイバ製造装置及びナノファイバ製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態によれば、収集部と、吐出部と、電源部と、除電部と、備えたナノファイバ製造装置が提供される。前記収集部は、被堆積材を一端から送り出して他端で収集する。前記被堆積材は、第１面と、前記第１面と反対の第２面と、を有する。前記吐出部は、原料液を吐出して前記第１面にナノファイバを堆積させる。前記電源部は、前記吐出部と、前記第１面と、の間に電位差を発生させる。前記除電部は、堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する。前記被堆積材は、前記吐出部と、前記除電部と、の間に配置される。前記収集部は、少なくとも一対の第１回転体を有する。前記第１回転体は、前記第１面を前記吐出部及び前記除電部に交互に対向させる。前記収集部が前記被堆積材を一端から送り出す第１方向は、前記第１回転体の一方から他方に向かう第２方向に対して傾斜している。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態に係るナノファイバ製造装置を示す模式図である。

【図2】本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。

【図3】本実施形態に係るナノファイバ製造装置による成膜及び除電を説明する図である。

【図4】本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。

【図5】本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。

【図6】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。

【図7】本実施形態に係るナノファイバ製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0009】

本願明細書において、「上に設けられる」とは、直接接して設けられる場合の他に、間に他の層又は膜が挿入されて設けられる場合も含む。また、「対向して設けられる」とは、上または下に直接接してもしくは離間して設けられる場合の他に、間に他の層又は膜が挿入されて設けられる場合も含む。

【0010】

（本実施形態）
図１は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置を示す模式図である。
図２は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
図３は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置による成膜及び除電を説明する図である。
図４は、本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
図５は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。

【0011】

図１は、ナノファイバ製造装置１００の斜視図である。図２及び図４は、吐出部３０の吐出方向から見た収集部５０の正面図である。図３は、ナノファイバ製造装置１００の側面図である。図５、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、収集部５０の一部を示している。

【0012】

図１に表すように、ナノファイバ製造装置１００は、電源部１０と、制御部２０と、吐出部３０と、除電部４０と、収集部５０と、を備える。収集部５０には、ナノファイバＮを堆積させる基材６０が設けられている。図１の矢印Ａ１の方向は、吐出部３０が原料液を吐出する方向を示している。また、複数の矢印Ａ２の方向は、収集部５０の可動によって基材６０が可動して搬送される方向（搬送方向）を示している。

【0013】

基材６０は、第１面６０ａ及び第２面６０ｂを有する。第２面６０ｂは、第１面６０ａに反対側の面である。また、第１面６０ａに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１面６０ａは、Ｘ−Ｙ平面に対して平行である。

【0014】

本実施形態のナノファイバ製造装置１００において、吐出部３０と、収集部５０と、の間に電圧を印加すると、表面張力によって吐出部３０の先端部分に留まっている原料液は正（または負）に帯電する。また、原料液は、異極に帯電（またはアース）している収集部５０に向かう電気力線に沿って作用する静電力によって吸引される。なお、吐出部３０と、収集部５０と、の間に印加する電圧は、１０〜１００ｋＶ程度である。

【0015】

静電力が表面張力より大きくなると、原料液が吐出部３０の先端部分から吐出される。先端部分から吐出された原料液は、収集部５０に設けられた基材６０の第１面６０ａに向かって吐出される。このとき、原料液に含まれる溶媒は揮発し、ポリマーの繊維体が基材６０の第１面６０ａに到達する。これにより、ナノファイバＮが基材６０の第１面６０ａに堆積される。例えば、斜線部分で表されたナノファイバＮが基材６０の第１面６０ａに堆積される。本実施形態のナノファイバ製造装置１００は、エレクトロスピニング法を用いてナノファイバＮを形成する。

【0016】

ナノファイバ製造装置１００によって、平滑表面、多孔表面、ビーズ状、芯鞘状、中空状、極細ファイバー等の形状を有するナノファイバＮが基材６０の第１面６０ａに堆積される。

【0017】

電源部１０は、吐出部３０と、収集部５０と、の間に高電圧を印加する電源装置である。電源部１０は、例えば、直流電源を用いた電源装置である。例えば、電源部１０の一方の端子は、吐出部３０に電気的に接続され、電源部１０の他方の端子は、接地されている。また、収集部５０の一端は、接地されている。このような接続によって、吐出部３０と、収集部５０と、の間に電位差を発生させることができる。

【0018】

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリー等を備えたコンピュータである。制御部２０は、電源部１０及び吐出部３０の動作を制御する。制御部２０は、電源部１０及び吐出部３０に電気的に接続されている。制御部２０は、吐出部３０に印加される電圧値を決定するように電源部１０を制御する。制御部２０は、吐出液の量を決定するように吐出部３０を制御する。

【0019】

制御部２０は、電源部１０の電圧値、及び、吐出部３０の吐出量を決定した後、吐出部３０の基材６０に対する位置を決定する。制御部２０は、例えば、駆動装置等を駆動させて吐出部３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。これにより、吐出部３０の基材６０に対する位置（吐出位置）を決定する。制御部２０は、吐出部３０の基材６０に対する位置を決定した後、電源部１０の電圧値、及び、吐出部３０の吐出量を決定するように電源部１０及び吐出部３０をそれぞれ制御しても良い。

【0020】

また、制御部２０は、除電部４０及び収集部５０に電気的に接続して除電部４０及び収集部５０の動作を制御することができる。このような場合、例えば、制御部２０は、除電部４０及び収集部５０に電気的に接続され、除電部４０の除電動作、及び、収集部５０の駆動（例えば、回転駆動）を制御する。

【0021】

吐出部３０は、例えば、基材６０に対向して設けられている。吐出部３０は、例えば、ナノファイバＮを形成する材料である原料液を吐出するノズルである。例えば、原料液は、吐出部３０とは別に設けられたタンク等に蓄えられ、タンクからパイプを介して吐出部３０に供給される。吐出部３０に蓄えられた原料液は、先端部分から吐出される。吐出部３０は、基材６０の第１面６０ａ側から吐出処理を行って第１面６０ａにナノファイバＮを堆積させる。

【0022】

原料液は、ナノファイバＮの材料となる溶質を溶媒中に分散または溶解させた液体である。また、原料液は、ナノファイバＮの材質やナノファイバＮの性質等により適宜調整される液体である。例えば、原料液に分散または溶解する溶質として樹脂がある。また、原料液に使用される溶媒としては、揮発性のある有機溶剤がある。原料液に無機質固体材料を添加しても良い。

【0023】

除電部４０は、例えば、イオン発生器等の静電除去装置（イオナイザ）である。例えば、吐出部３０の先端部分が正に帯電している場合、基材６０の上に堆積されたナノファイバＮは正電荷を有する。このような場合、正に帯電したナノファイバＮ同士は反発するのでナノファイバＮを連続して堆積し難い。したがって、除電部４０にマイナスイオン発生器を用いて、既に堆積したナノファイバＮの正電荷を除電（中和）することにより、基材６０の上にナノファイバＮを連続して堆積することができる。

【0024】

除電部４０は、例えば、基材６０の長手方向に対して略垂直に設けられている。除電部４０は、例えば、基材６０の搬送方向に対して略垂直に設けられている。基材６０の搬送方向に対して略垂直に除電部４０を設けると、基材６０が収集部５０の駆動によって搬送される場合、除電部４０は、基材６０に堆積したナノファイバＮに対して連続的に除電処理を行うことができる。

【0025】

除電部４０は、例えば、基材６０が吐出部３０に対向する側と反対側において、基材６０に対向して設けられている。つまり、基材６０は、吐出部３０と、除電部４０と、の間に配置されている。これにより、第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮが収集部５０の駆動によって移動した場合、第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮの電荷を除電することができる。除電部４０による除電処理後、第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮは、収集部５０の駆動によって再度移動する。そして、吐出部３０によって第１面６０ａにナノファイバＮを再度堆積させる。このように、除電部４０は、吐出部３０によって第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮに除電処理を行う。

【0026】

収集部５０は、複数の回転体５０Ａを有する。例えば、回転体５０Ａは、回転ローラである。回転体５０Ａには回転軸が設けられ、例えば、制御部２０の制御によって回転軸が回転する。このような回転体５０Ａの回転駆動によって、収集部５０の駆動が行われて基材６０が搬送される。

【0027】

また、複数の回転体５０Ａは、第１回転体５０ａと、第２回転体５０ｂと、第３回転体５０ｃと、によって構成することができる。
第１回転体５０ａによって基材６０が搬送されるので、吐出部３０による吐出処理（ナノファイバＮの堆積）と、除電部４０による除電処理と、を交互に繰り返すことができる。第１回転体５０ａは、例えば、基材６０の搬送方向（図１の複数の矢印Ａ２の方向）において、第２回転体５０ｂ間、及び、第３回転体５０ｃ間に設けられている。

【0028】

第２回転体５０ｂによって、基材６０を搬送方向に搬送することができる。第２回転体５０ｂは、例えば、基材６０の搬送方向において、第３回転体５０ｃ間に設けられている。

【0029】

第３回転体５０ｃは、基材６０を収集部５０の一端から送り出して他端で収集する回転体である。第３回転体５０ｃは、例えば、基材６０を巻き出すための回転体、又は、基材６０を巻き取るための回転体である。第３回転体５０ｃによって、基材６０が巻き出されて、吐出部３０による吐出処理（ナノファイバＮの堆積）と、除電部４０による除電処理と、を交互に繰り返されてナノファイバＮが堆積した基材６０が巻き取られる。

【0030】

基材６０は、例えば、シート状の部材である。回転体５０Ａが回転ローラであって、基材６０がシート状の部材である場合、シート状の部材の一部が回転ローラに巻き付いている。回転ローラは、制御部２０の制御によって回転してシート状の部材を搬送方向に搬送する。

【0031】

以下、処理時間ｔ１から処理時間ｔ１１に、基材６０にナノファイバＮを堆積させ、収集部５０によって基材６０を搬送する処理を説明する。
説明の便宜上、収集部５０は、４つの第１回転体５０ａ１〜５０ａ４と、２つの第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２と、２つの第３回転体５０ｃ１、５０ｃ２と、を有するものとする。基材６０の第１面６０ａであって、吐出部３０によって吐出処理（ナノファイバＮの堆積）される面６０ａ１、６０ａ３、６０ａ５は、実線部分で表すものとする。また、基材６０の第１面６０ａであって、除電部４０によって除電処理される面６０ａ２、６０ａ４は、破線部分で表すものとする。つまり、面６０ａ１〜面６０ａ６のいずれも、基材６０の第１面６０ａが搬送される面に相当する。また、矢印ａ１〜ａ６の方向（以下、方向ｄ１〜ｄ６と呼ぶ場合がある。）は、図１の複数の矢印Ａ２の方向に対応し、搬送方向を示すものとする。

【0032】

図２に表すように、処理時間ｔ１に、基材６０が第３回転体５０ｃ１から巻き出されて面６０ａ１に搬送される。基材６０の搬送方向は、方向ｄ１である。基材６０は、第２回転体５０ｂ１及び第３回転体５０ｃ１の回転駆動によって面６０ａ１に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ２に、吐出部３０の吐出処理によって面６０ａ１にナノファイバＮを堆積させる。

【0033】

図２に表すように、処理時間ｔ３に、処理時間ｔ２に堆積したナノファイバＮを面６０ａ２に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ２である。処理時間ｔ２に堆積したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ１の回転駆動によって面６０ａ１から面６０ａ２に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ４に、除電部４０の除電処理によって面６０ａ２に搬送されたナノファイバＮの電荷を除電する。

【0034】

図２に表すように、処理時間ｔ５に、処理時間ｔ４に除電したナノファイバＮを面６０ａ３に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ３である。処理時間ｔ４に除電したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ２の回転駆動によって面６０ａ２から面６０ａ３に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ６に、吐出部３０の吐出処理によって面６０ａ３にナノファイバＮを再度堆積させる。

【0035】

図２に表すように、処理時間ｔ７に、処理時間ｔ６に再度堆積したナノファイバＮを面６０ａ４に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ４である。処理時間ｔ６に再度堆積したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ３の回転駆動によって面６０ａ３から面６０ａ４に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ８に、除電部４０の除電処理によって面６０ａ４に搬送されたナノファイバＮの電荷を除電する。

【0036】

図２に表すように、処理時間ｔ９に、処理時間ｔ８に除電したナノファイバＮを面６０ａ５に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ５である。処理時間ｔ８に除電したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ４の回転駆動によって面６０ａ４から面６０ａ５に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ１０に、吐出部３０の吐出処理によって面６０ａ５にナノファイバＮを再度堆積させる。

【0037】

図２に表すように、処理時間ｔ１１に、基材６０が面６０ａ５から搬送されて第３回転体５０ｃ２に巻き取られる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ６である。基材６０は、第２回転体５０ｂ２及び第３回転体５０ｃ２の回転駆動によって第３回転体５０ｃ２に巻き取られる。

【0038】

図２及び図３に表すように、処理時間ｔ２から処理時間ｔ１０までに、吐出部３０によるナノファイバＮの堆積と、除電部４０による堆積したナノファイバＮの電荷の除電と、を交互に行う。これにより、効率良くナノファイバＮを堆積させることができる。例えば、膜厚が厚いナノファイバＮを連続的に堆積することができる。

【0039】

以下、回転体５０Ａの形態について説明する。
本実施形態では、回転体５０Ａは、４つの第１回転体５０ａ１〜５０ａ４と、２つの第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２と、２つの第３回転体５０ｃ１、５０ｃ２と、によって構成されている。しかし、これに限定するものではない。例えば、回転体５０Ａは、２つの第１回転体５０ａと、２つの第２回転体５０ｂと、２つの第３回転体５０ｃと、によって構成されても良い。例えば、回転体５０Ａは、６つの第１回転体５０ａと、２つの第２回転体５０ｂと、２つの第３回転体５０ｃと、によって構成されても良い。つまり、収集部５０に、少なくとも一対の第１回転体５０ａを設けることができる。
第２回転体５０ｂの個数及び配置は、任意であり、第１回転体５０ａに基材６０を搬送できるのであれば、第２回転体５０ｂを設けなくても良い。

【0040】

また、第１回転体５０ａと、第２回転体５０ｂと、が、Ｘ軸方向に並列して配置されている。この場合、Ｘ軸方向が第３方向に相当する。しかし、第１回転体５０ａ及び第２回転体５０ｂの配置方向もこれに限定するものではない。

【0041】

第１回転体５０ａの個数を増加させると、基材６０を往復させる回数を増やすことができる。例えば、基材６０を往復させる回数を増やすと、基材６０に堆積するナノファイバＮの膜厚を厚くすることができる。第１回転体５０ａの個数に基づいて、基材６０に堆積するナノファイバＮの膜厚を制御できる。基材６０を搬送する速度によって基材６０に堆積するナノファイバＮの膜厚を制御することもできる。

【0042】

また、面６０ａ２が面６０ａ１、６０ａ３に対して角度θ傾斜して設けられており、面６０ａ４が面６０ａ３、６０ａ５に対して角度θ傾斜して設けられている。つまり、第１回転体５０ａ１〜５０ａ４は、第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２に対して角度θ傾斜して設けられている。例えば、第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２がＸ軸方向に平行に設けられている場合、第１回転体５０ａ１〜５０ａ４は、Ｘ軸方向に対して角度θ傾斜して設けられている。

【0043】

これは、方向ｄ２が、方向ｄ１、ｄ３に対して所定の角度θ傾斜した方向であり、方向ｄ４が、方向ｄ３、ｄ５に対して所定の角度θ傾斜した方向であることを意味する。例えば、方向ｄ１、ｄ３、ｄ５を−Ｙ軸方向とすると、方向ｄ２、ｄ４は、−Ｙ軸方向に対して所定の角度θ傾斜した方向である。方向ｄ１、ｄ３、ｄ５を第１方向とした場合、方向ｄ２は、第２方向であって、対向する一対の第１回転体５０ａ１、５０ａ２において、第１回転体５０ａ１から第１回転体５０ａ２に向かう方向である。また、方向ｄ４は、第２方向であって、対向する一対の第１回転体５０ａ３、５０ａ４において、第１回転体５０ａ３から第１回転体５０ａ４に向かう方向である。
このような角度θによって、基材６０を螺旋状に搬送することができる。

【0044】

角度θは、任意の値であって、例えば、基材６０の幅（Ｘ軸方向）と、吐出処理における基材６０の長さ（Ｙ軸方向）と、吐出処理における基材６０間の距離（Ｘ軸方向）と、に基づいて決定することができる。また、第１回転体５０ａ１〜５０ａ４は、第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２に対して角度θ傾斜して設けられ、吐出処理における基材６０の長さを変えるように第１回転体５０ａ１〜５０ａ４及び第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２を配置することができる。例えば、図４に表すように、長さＬ１及びＬ２を有する基材６０を設けることで、吐出処理される面６０ａ１、６０ａ１の面積より面６０ａ３の面積を大きくすることができる。

【0045】

また、回転体５０Ａの形状は、任意の形状である。例えば、回転体５０Ａが、図５に表すような形状を有する場合、回転体５０Ａが回転駆動すると、ロール径の大きい端部に引っ張られる力が働く。つまり、矢印Ａ３及び矢印Ａ４の方向に回転体５０Ａに力が加わる。一方、回転体５０Ａが、図６（ａ）及び図６（ｂ）に表すような、一端のロール径が他端のロール径より大きい形状を有する場合、回転体５０Ａは、一端から他端に向かうにつれて断面寸法が大きくなる形状を有する。ロール径の小さい端部では、角度θによって矢印Ａ５の方向に力が働き、ロール径の大きい端部では、ロール径の差から発生する周速差によって矢印Ａ６の方向に力が働く。

【0046】

前述したように、面６０ａ２が面６０ａ１、６０ａ３に対して角度θ傾斜して設けられており、面６０ａ４が面６０ａ３、６０ａ５に対して角度θ傾斜して設けられている。このような場合、回転体５０Ａが図６（ａ）のような形状を有すると、基材６０のたるみを抑制して基材６０を安定して搬送することができる。

【0047】

ここで、エレクトロスピニングを用いてナノファイバを形成する場合、堆積したナノファイバは正に帯電し、ナノファイバ同士が反発する。これにより、膜厚を厚くするためには吐出処理間に除電処理を行う必要がある。一方、吐出処理と除電処理とを製造ライン上に交互に設置すると、製造ラインが長くなってしまう。また、吐出処理毎及び除電処理毎に吐出装置及び除電装置が必要となるので、製造コストが増加する。

【0048】

本実施形態のナノファイバ製造装置１００には、少なくとも一対の第１回転体５０ａを有する収集部５０が設けられている。また、第１回転体５０ａは、所定の角度傾斜して設けられており、第１回転体５０ａの回転によって、基材６０の第１面６０ａが吐出部３０及び除電部４０の一方から他方に対向する。このような収集部５０を設けると、吐出部３０による吐出処理（ナノファイバＮの堆積）と、除電部４０による除電処理と、を交互に繰り返すことができる。これにより、吐出処理及び除電処理のスペースを削減することができる。また、少ない数の吐出装置及び除電装置によって吐出処理及び除電処理を行うことができるので、製造コストを減少させることができる。また、処理時間を短縮することが可能となる。

【0049】

本実施形態によれば、より生産性が向上したナノファイバ製造装置が提供できる。

【0050】

図７は、本実施形態に係るナノファイバ製造方法を示すフローチャートである。
図７に表したように、基材６０を巻き出して、基材６０の第１面６０ａを吐出部３０に対向させる（ステップＳ１１０）。例えば、基材６０が第３回転体５０ｃから巻き出され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に吐出部３０を駆動させることで、第１面６０ａを吐出部３０に対向させる。

【0051】

吐出部３０の吐出処理によって第１面６０ａにナノファイバＮを堆積させる（ステップＳ１２０）。

【0052】

ナノファイバＮが堆積した第１面６０ａを搬送して、第１面６０ａを除電部４０に対向させる（ステップＳ１３０）。例えば、第１回転体５０ａの回転駆動によって、ナノファイバＮが堆積した第１面６０ａを除電部４０に対向させる。

【0053】

除電部４０の除電処理によって第１面６０ａに堆積したナノファイバＮの電荷を除電する（ステップＳ１４０）。

【0054】

除電したナノファイバＮが設けられた第１面６０ａを搬送して、第１面６０ａを吐出部３０に再度対向させる（ステップＳ１５０）。例えば、第１回転体５０ａの回転駆動によって、除電したナノファイバＮが設けられた第１面６０ａを吐出部３０に再度対向させる。

【0055】

吐出部３０の吐出処理によって、ナノファイバＮが設けられた第１面６０ａにナノファイバＮを再度堆積させる（ステップＳ１６０）。

【0056】

以後、例えば、ナノファイバＮが所望の膜厚になるまでステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。また、例えば、吐出部３０の吐出処理の回数が予め設定されている場合、設定回数までステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。また、例えば、第１回転体５０ａの数が固定され、吐出部３０の吐出処理の回数が決められている場合、決められた回数までステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。このような条件（所望の膜厚、吐出処理の回数等）を満たすまでステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。

【0057】

本実施形態によれば、より生産性が向上したナノファイバ製造方法が提供できる。

【0058】

前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラム（例えば、図７の処理を実行するプログラム）を記憶媒体に記憶させ、記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。コンピュータ読み取り記録媒体は、本実施形態の範囲に含まれる。前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体は、そのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。

【0059】

記録媒体として、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

【0060】

前述の記録媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。

【0061】

本実施形態によれば、より生産性が向上したナノファイバ製造装置及びナノファイバ製造方法を提供する。

【0062】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0063】

１０…電源部、 ２０…制御部、 ３０…吐出部、 ４０…除電部、 ５０…収集部、 ５０Ａ…回転体、 ５０ａ、５０ａ１〜５０ａ４…第１回転体、 ５０ｂ、５０ｂ１、５０ｂ２…第２回転体、 ５０ｃ、５０ｃ１、５０ｃ２…第３回転体、 ６０…基材、 ６０ａ…第１面、 ６０ｂ…第２面、 ６０ａ１〜６０ａ５…面、 １００…ナノファイバ製造装置、 Ａ１〜Ａ６、ａ１〜ａ６…矢印、 ｄ１〜ｄ６…方向、 Ｌ１、Ｌ２…長さ、 Ｎ…ナノファイバ、 ｔ１〜ｔ１１…処理時間、 θ…角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】