特許 6699863 電界紡糸装置及びナノ繊維製造装置

(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】6699863

(24)【登録日】2020年5月7日

(45)【発行日】2020年5月27日

(54)【発明の名称】電界紡糸装置及びナノ繊維製造装置

(51)【国際特許分類】

   D01D 5/04 20060101AFI20200518BHJP

   D04H 1/728 20120101ALI20200518BHJP

【ＦＩ】

   D01D5/04

   D04H1/728

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-144250(P2015-144250)

(22)【出願日】2015年7月21日

(65)【公開番号】特開2017-25428(P2017-25428A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2018年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】504180239

【氏名又は名称】国立大学法人信州大学

(73)【特許権者】

【識別番号】315006883

【氏名又は名称】博裕繊維科技（蘇州）有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100104709

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 誠剛

(72)【発明者】

【氏名】金 翼水

(72)【発明者】

【氏名】徐 ウェイホン

(72)【発明者】

【氏名】夏 建華

【審査官】 長谷川 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６７４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３１４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２７９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７４２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３１６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２２１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０１Ｄ１／００−１３／０２

Ｄ０４Ｈ１／００−１８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の搬送方向に搬送されて行く長尺シートにポリマー溶液を吐出することによってナノ繊維を堆積させる電界紡糸装置であって、
コレクターに対向し、かつ、前記長尺シートの搬送方向に沿って設けられ、前記ポリマー溶液を吐出する複数のノズルが２次元的に配置された第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックと、当該第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックに供給すべきポリマー溶液を一時的に保持するポリマー溶液一時貯留部と、を有する少なくとも１つのノズルブロックユニットを備え、
前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックは、一方の端部がポリマー溶液流入口となっている管体をそれぞれ複数本有し、前記第１ノズルブロックの各管体及び前記第２ノズルブロックの各管体には、前記ノズルが前記各管体の長手方向に沿って所定数ずつ取り付けられており、
前記ポリマー溶液一時貯留部には、前記ポリマー溶液を前記各管体に供給するためのポリマー溶液流出口が設けられており、
前記各管体の各ポリマー溶液流入口と前記ポリマー溶液一時貯留部のポリマー溶液流出口との間は、ポリマー溶液流通パイプによって接続されており、
前記第１ノズルブロックの各管体及び前記第２ノズルブロックの各管体は、当該各管体の長手方向が前記長尺シートの搬送方向に沿うように前記長尺シートの幅方向に並び、かつ、前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口と前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口とが対向するように配置され、
前記ポリマー溶液一時貯留部は、前記第１ノズルブロックと前記第２ノズルブロックとの間に設けられており、前記ポリマー溶液一時貯留部の側面のうち、前記第１ノズルブロックに対向する側の側面には、当該第１ノズルブロックにおける各管体の各ポリマー溶液流入口に対応するポリマー溶液流出口が設けられているとともに、前記第２ノズルブロックに対向する側の側面には、当該第２ノズルブロックにおける各管体の前記各ポリマー溶液流入口に対応するポリマー溶液流出口が設けられており、
前記ポリマー溶液一時貯留部の各ポリマー溶液流出口と、前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口及び前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口との間は、前記ポリマー溶液流通パイプによって接続されており、
前記電界紡糸装置は、前記長尺シートの幅方向に沿って前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックを所定の周期で往復動させる往復動駆動部をさらに備え、前記ポリマー溶液流通パイプは、可撓性を有していることを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電界紡糸装置において、
前記ノズルブロックユニットは、前記長尺シートの搬送方向に沿って２つ以上設けられていることを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電界紡糸装置において、
前記各管体の各ポリマー溶液流入口となっている端部と反対の端部の側には、前記各ポリマー溶液流入口から各管体内に流入した前記ポリマー溶液を各管体外部に流出させるためのポリマー溶液流出孔が設けられていることを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項4】

請求項３に記載の電界紡糸装置において、
前記ポリマー溶液流出孔から流出したポリマー溶液を回収するポリマー溶液回収装置を有することを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれかに記載の電界紡糸装置において、
前記ポリマー溶液一時貯留部は、当該ポリマー溶液一時貯留部の各ポリマー溶液流出口が前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口及び前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口よりも重力方向において高い位置となるように設けられていることを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれかに記載の電界紡糸装置において、
前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックを所定の周期で往復動させる際の前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックの往復動は、隣接するノズルブロックで互いに反対方向となるように設定されていることを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれかにに記載の電界紡糸装置において、
前記第１ノズルブロック及び前記第２ノズルブロックと前記コレクターとの間隔を調整可能とする間隔調整駆動部をさらに備えることを特徴とする電界紡糸装置。

【請求項8】

長尺シートを所定の搬送方向に搬送する搬送装置と、前記所定の搬送方向に搬送されて行く長尺シートを電界紡糸する電界紡糸装置とを備えるナノ繊維製造装置であって、 前記電界紡糸装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の電界紡糸装置であることを特徴とするナノ繊維製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電界紡糸装置及びナノ繊維製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、長尺シートの搬送方向に沿って設けられた電界紡糸装置によって電界紡糸を行うことによりナノ繊維を製造するナノ繊維製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

図４は、従来のナノ繊維製造装置９００を模式的に示す正面図である。
図５は、従来のナノ繊維製造装置９００に用いられている電界紡糸装置９２０の要部を取り出して示す斜視図である。
なお、図４及び図５においては、説明に必要な構成要素のみに符号が付されている。

【0004】

従来のナノ繊維製造装置９００は、図４に示すように、搬送装置９１０により搬送方向ａに沿って搬送されて行く長尺シートＷにポリマー溶液を吐出することによって長尺シートＷを電界紡糸する電界紡糸装置９２０を備えている。

【0005】

電界紡糸装置９２０（従来の電界紡糸装置９２０という。）は、図４及び図５に示すように、コレクター９３０と、コレクター９３０に対向する位置に配設され、ポリマー溶液を吐出する複数のノズル９４０が２次元的に配置されたノズルブロック９５０と、コレクター９３０とノズルブロック９５０との間に高電圧を印加する電源装置９６０と、ポリマー溶液をノズル９４０に供給するポリマー溶液貯留タンク９７０とを有している。

【0006】

ノズルブロック９５０は、図５に示すように、一方の端部が閉塞端となっていて他方の端部がポリマー溶液流入口となっている複数本（図面の簡単化のため７本とする。）の管体９８０を有している。各管体９８０は、個々の管体の長手方向が長尺シートＷの幅方向（図５におけるｙ−ｙ’方向）に沿って配設されている。そして、各管体９８０とポリマー溶液貯留タンク９７０とは、それぞれポリマー溶液流通パイプ９９０によって接続されており、各管体９８０には、ポリマー溶液貯留タンク９７０に貯留されているポリマー溶液がポリマー溶液流通パイプ９９０を介して供給されるようになっている。

【0007】

また、各管体９８０は、ノズルブロック９５０に対して着脱自在に取り付けられており、これら各管体９８０には、各管体ごとに当該管体の長手方向に沿って所定数のノズル９４０が所定ピッチで取り付けられている。

【0008】

このように、従来の電界紡糸装置９２０においては、ノズルブロック９５０の内部に着雑自在に配設された複数の管体にノズル９４０を取り付けた構成としているため、ノズル９４０の補修や交換などを行う場合、管体単位でノズルの補修や交換などを行うことができる。これにより、ノズル９４０のメンテナンスを容易なものとすることができるといった効果が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１２−１６７４０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、従来の電界紡糸装置９２０は、当該電界紡糸装置９２０に設けられているノズルブロック９５０は１台であるため、ナノ繊維を高速でかつ大量生産するには不向きであるといった課題がある。

【0011】

このような課題を解決するために、従来の電界紡糸装置９２０において、図４及び図５に示すようなノズルブロック９５０を長尺シートＷの搬送方向ａに沿って２台以上並べて設置することも可能であるが、この場合、１つのポリマー溶液貯留タンク９７０から各ノズルブロック９５０における各管体にポリマー溶液を供給しようとすると、ポリマー溶液流通パイプ９９０の配管が複雑となってしまうとともに、ポリマー溶液貯留タンク９７０に対するノズルブロックの位置によっては、ポリマー溶液貯留タンク９７０からのポリマー溶液が、各ノズルブロックにおける各管体に満遍なく安定して供給されないこともあり得る。

【0012】

このため、従来の電界紡糸装置９２０においては、高速でかつ安定した電界紡糸が行えないという課題がある。従って、このような従来の電界紡糸装置９２０を備えた従来のナノ繊維製造装置９００においては、安定した品質のナノ繊維を高速でかつ大量生産できないという課題がある。

【0013】

そこで、本発明は、高速でかつ安定した電界紡糸が行える電界紡糸装置を提供することを目的とするとともに、安定した品質のナノ繊維を高速でかつ大量生産することができるナノ繊維製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

[１]本発明の電界紡糸装置は、所定の搬送方向に搬送されて行く長尺シートに前記ポリマー溶液を吐出することによってナノ繊維を堆積させる電界紡糸装置であって、コレクターに対向し、かつ、前記長尺シートの搬送方向に沿って設けられ、前記ポリマー溶液を吐出する複数のノズルが２次元的に配置された第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックと、当該第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックに供給すべきポリマー溶液を一時的に保持するポリマー溶液一時貯留部と、を有する少なくとも１つのノズルブロックユニットを備え、前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックは、一方の端部がポリマー溶液流入口となっている管体をそれぞれ複数本有し、前記第１ノズルブロックの各管体及び前記第２ノズルブロックの各管体には、前記ノズルが前記各管体の長手方向に沿って所定数ずつ取り付けられており、前記ポリマー溶液一時貯留部には、前記ポリマー溶液を前記各管体に供給するためのポリマー溶液流出口が設けられており、前記各管体の各ポリマー溶液流入口と前記ポリマー溶液一時貯留部のポリマー溶液流出口との間は、ポリマー溶液流通パイプによって接続されていることを特徴とする。

【0015】

本発明の電界紡糸装置によれば、ノズルブロックユニットごとに第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックを有するとともに、当該第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックに供給すべきポリマー溶液を一時的に保持するポリマー溶液一時貯留部を有する構成となっている。このように、ノズルブロックユニットごとにポリマー溶液一時貯留部が設けられているため、複数のノズルブロックが長尺シートの搬送方向に沿って設置されているような電界紡糸装置であっても、大容量の１つのポリマー溶液貯留タンクから、多数のノズルブロックの各管体にパイプを配管する必要がなくなる。

【0016】

これにより、複数のノズルブロックの各管体にポリマー溶液を供給するためのポリマー溶液流通パイプの配管を可能な限り短く、かつ簡素化することができるとともに、各管体に満遍なく安定して確実にポリマー溶液を供給することができる。それによって、本発明の電界紡糸装置によれば、高速でかつ安定した電界紡糸が行える。特に、本発明の電界紡糸装置は、ナノ繊維の堆積量を多くすることによって厚みのあるナノ繊維を製造する場合に適した電界紡糸装置となる。

【0017】

[２]本発明の電界紡糸装置においては、前記ノズルブロックユニットは、前記長尺シートの搬送方向に沿って２つ以上設けられていることが好ましい。

【0018】

このように、ノズルブロックユニットが長尺シートの搬送方向に沿って２つ以上設けられていることにより、ノズルブロックが少なくとも４台以上となるため、より高速で電界紡糸が行える。これにより、本発明の電界紡糸装置は、厚みのあるナノ繊維を生産する場合においては、厚みのあるナノ繊維を高速でかつ大量生産する場合に適したものとなる。

【0019】

なお、２つ以上の各ノズルブロックユニットには、各ノズルブロックユニットごとにポリマー溶液一時貯留部が設けられている。そして、各ノズルブロックユニットごとに設けられているポリマー溶液一時貯留部は、大容量のポリマー溶液貯留タンクからポリマー溶液が供給されるようにポリマー溶液貯留タンクに接続されており、当該ポリマー溶液貯留タンクから供給されるポリマー溶液を一時的に保持したのちに、それぞれ対応する各管体に供給する。

【0020】

[３]本発明の電界紡糸装置においては、前記各管体の各ポリマー溶液流入口となっている端部と反対の端部の側には、前記各ポリマー溶液流入口から各管体内に流入した前記ポリマー溶液を各管体外部に流出させるためのポリマー溶液流出孔が設けられていることが好ましい。

【0021】

このように、各管体の各ポリマー溶液流入口となっている端部と反対の端部（各管体の終端部ともいう。）の側にポリマー溶液流出孔が設けられていることにより、各管体内においては、ポリマー溶液が充填された状態で流通することとなり、ポリマー溶液一時貯留部から各管体には満遍なく安定して確実にポリマー溶液が供給されるとともに、各管体に設けられている各ノズルに満遍なく安定して確実にポリマー溶液が供給されることとなる。これにより、各ノズルは安定した吐出量でのポリマー溶液を吐出することができる。

【0022】

[４]本発明の電界紡糸装置においては、前記ポリマー溶液流出孔から流出したポリマー溶液を回収するポリマー溶液回収装置を有することが好ましい。

【0023】

このようなポリマー溶液回収装置を有することによって、各管体のポリマー溶液流出孔から流出したポリマー溶液を回収してナノ繊維の原料として再利用することができる。例えば、回収したポリマー溶液をポリマー溶液回収装置の再生タンクに移送した後、回収したポリマー溶液の組成を測定し、当該測定結果に応じてポリマー溶液に溶媒その他の必要な成分を添加するといった処理を行うことで、回収したポリマー溶液を元のポリマー溶液の組成と同じか極めて近い組成を有するポリマー溶液に再生することが可能となる。

【0024】

[５]本発明の電界紡糸装置においては、前記第１ノズルブロックの各管体及び前記第２ノズルブロックの各管体は、当該各管体の長手方向が前記長尺シートの搬送方向に沿うように前記長尺シートの幅方向に並び、かつ、前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口と前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口とが対向するように配置され、前記ポリマー溶液一時貯留部は、前記第１ノズルブロックと前記第２ノズルブロックとの間に設けられており、前記ポリマー溶液一時貯留部の側面のうち、前記第１ノズルブロックに対向する側の側面には、当該第１ノズルブロックにおける各管体の各ポリマー溶液流入口に対応するポリマー溶液流出口が設けられているとともに、前記第２ノズルブロックに対向する側の側面には、当該第２ノズルブロックにおける各管体の前記各ポリマー溶液流入口に対応するポリマー溶液流出口が設けられており、前記ポリマー溶液一時貯留部の各ポリマー溶液流出口と、前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口及び前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口との間は、前記ポリマー溶液流通パイプによって接続されていることが好ましい。

【0025】

このような構成とすることによって、第１ノズルブロックの各管体及び第２ノズルブロックの各管体にポリマー溶液を供給するためのポリマー溶液流通パイプの配管を短く、かつ簡素化することができる。それによって、第１ノズルブロックの各管体及び第２ノズルブロックの各管体に満遍なく安定して確実にポリマー溶液を供給することができる。

【0026】

[６]本発明の電界紡糸装置においては、前記第１ノズルブロックの各管体及び前記第２ノズルブロックの各管体は、当該各管体の長手方向が前記長尺シートの幅方向に沿うように長尺シートの搬送方向に並び、かつ、前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口と前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口とが長尺シートの搬送方向に沿うように一列に並んで設けられ、前記ポリマー溶液一時貯留部は、第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口と前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口に対向し、かつ、前記長尺シートの搬送方向に沿うように設けられており、前記ポリマー溶液一時貯留部の側面のうち、前記第１ノズルブロック及び前記第２ノズルブロックにおける各管体の各ポリマー溶液流入口と対向する側の側面には、当該第１ノズルブロック及び前記第２ノズルブロックにおける各管体の前記各ポリマー溶液流入口に対応するポリマー溶液流出口が設けられており、前記ポリマー溶液一時貯留部の各ポリマー溶液流出口と、前記第１ノズルブロック及び前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口との間は、前記ポリマー溶液流通パイプによって接続されていることも好ましい

【0027】

このような構成とすることによっても、第１ノズルブロックの各管体及び第２ノズルブロックの各管体にポリマー溶液を供給するためのポリマー溶液流通パイプの配管を短く、かつ簡素化することができる。それによって、第１ノズルブロックの各管体及び第２ノズルブロックの各管体に満遍なく安定して確実にポリマー溶液を供給することができる。

【0028】

[７]本発明の電界紡糸装置においては、前記ポリマー溶液一時貯留部は、当該ポリマー溶液一時貯留部の各ポリマー溶液流出口が前記第１ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口及び前記第２ノズルブロックの各管体における各ポリマー溶液流入口よりも重力方向において高い位置となるように設けられていることが好ましい。

【0029】

このような構成とすることによって、ポリマー溶液一時貯留部に保持されているポリマー溶液を所定の圧力で第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックの各管体に対して供給することができる。

【0030】

[８]本発明の電界紡糸装置においては、前記長尺シートの幅方向に沿って前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックを所定の周期で往復動させる往復動駆動部をさらに備え、前記ポリマー溶液流通パイプは、可撓性を有していることが好ましい。
することが好ましい。

【0031】

これにより、ポリマー溶液一時貯留部を固定した状態で第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックを往復動させることができる。なお、第２ノズルブロックを往復動させる場合、往復動周期を適切な周期となるように制御すれば、搬送方向に搬送されて行く長尺シートに対し、各ノズルの吐出位置が他のノズルの吐出位置にできるだけ重複しないようにすることができる。これによって、長尺シートにおけるナノ繊維の堆積量の均一性を高めることができる。

【0032】

［９］本発明の電界紡糸装置においては、前記前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックを所定の周期で往復動させる際の前記第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックの往復動は、隣接するノズルブロックで互いに反対方向となるように設定されていることが好ましい。

【0033】

第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックがこのような往復動を行うことにより、長尺シートにおけるナノ繊維の堆積量の均一性を高めることができる。

【0034】

[１０]本発明の電界紡糸装置においては、前記第１ノズルブロック及び前記第２ノズルブロックと前記コレクターとの間隔を調整可能とする間隔調整駆動部をさらに備えることが好ましい。

【0035】

これにより、第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックとコレクターとの間隔を調整することができる。この場合、電界紡糸を開始する前に、第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックとコレクターとの間隔を最適な間隔に調整しておけば、第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックとコレクターとの距離が最適に設定された状態で電界紡糸を行うことができる。なお、第１ノズルブロック及び第２ノズルブロックとコレクターとの間隔は、電界紡糸装置の紡糸条件、ポリマー溶液の種類、ナノ繊維の平均直径、ナノ繊維不織布の厚さなどを考慮して決定することができる。

【0036】

[１１]本発明のナノ繊維製造装置は、長尺シートを所定の搬送方向に搬送する搬送装置と、前記所定の搬送方向に搬送されて行く長尺シートを電界紡糸する電界紡糸装置とを備えるナノ繊維製造装置であって、前記電界紡糸装置は、［１］〜［１０］のいずれかに記載の電界紡糸装置であることを特徴とする。

【0037】

本発明のナノ繊維製造装置によれば、電界紡糸装置として［１］〜［１０］のいずれかに記載の電界紡糸装置を備えるため、安定した品質のナノ繊維を高速でかつ大量生産することができる。特に、本発明のナノ繊維製造装置は、ナノ繊維の堆積量を多くすることによって厚みのあるナノ繊維を製造する場合に適したナノ繊維製造装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】実施形態１に係るナノ繊維製造装置１を説明するために示す図である。

【図2】実施形態１に係る電界紡糸装置１０に設けられている複数のノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄのうちの１つのノズルブロックユニット２５０Ａを取り出して示す平面図である。

【図3】実施形態２に係る電界紡糸装置２０に設けられているノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄのうちの１つのノズルブロックを取り出して示す平面図である。

【図4】従来のナノ繊維製造装置９００を模式的に示す正面図である。

【図5】従来のナノ繊維製造装置９００に用いられている電界紡糸装置９２０の要部を取り出して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、本発明の電界紡糸装置及びナノ繊維製造装置について、図に示す実施形態に基づいて説明する。

【0040】

図１は、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１を説明するために示す図である。なお、図１はナノ繊維製造装置１の正面図である。なお、図１においては、実施形態に１係るナノ繊維製造装置１を説明するために必要な構成要素以外の構成要素についての図示は省略されている。また、図１（ａ）においては、構成要素の一部が断面図で示されている。

【0041】

実施形態１に係るナノ繊維製造装置１は、図１に示すように、長尺シートＷを所定の搬送方向ａに搬送する搬送装置１００と、搬送方向ａに沿って搬送されて行く長尺シートＷを電界紡糸する電界紡糸装置１０と、搬送装置１００の各動作部（後述する。）及び電界紡糸装置１０の各動作部（後述する。）を制御する制御装置３００とを備えている。

【0042】

搬送装置１００は、図１に示すように、電界紡糸される前の長尺シートＷを供給する供給ローラー１０１と、電界紡糸装置１０によりナノ繊維を堆積させた長尺シート（ナノ繊維を堆積させた長尺シートＷ’又は単に長尺シートＷ’という。）を巻き取る巻き取りローラー１０２とを有する。

【0043】

なお、搬送装置１００には、供給ローラー１０１及び巻き取りローラー１０２の他に、供給ローラー１０１と巻き取りローラー１０２との間に配置されている補助ローラー、電界紡糸される前の長尺シートＷ及びナノ繊維を堆積させた長尺シートＷ’に所定の張力を与えるためのテンションローラー及びナノ繊維を堆積させた長尺シートＷ’を加熱する加熱装置など種々の構成要素が設けられているがこれらは図示が省略されている。

【0044】

次に、実施形態１に係る電界紡糸装置１０について説明する。実施形態１に係る電界紡糸装置１０は、図１に示すように、電界紡糸装置１０の筐体（図示せず。）に絶縁部材（図示せず。）を介して取り付けられたコレクター２３０と、コレクター２３０に対向する位置に設けられている複数（４つとする。）のノズルブロックユニット２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄと、コレクター２３０と後述するノズル２４０との間に所定の高電圧を印加する電源装置２６０と、を有する。

【0045】

なお、ノズルブロックユニット２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄについての詳細は後述する。これらノズルブロックユニット２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄをまとめて説明する場合には、ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄと表記する場合もある。

【0046】

また、コレクター２３０及び電源装置２６０は、それぞれ各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに対応して設けられており、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに対応したコレクターをコレクター２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃ，２３０Ｄとし、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに対応した電源装置を電源装置２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０，２６０Ｄとする。

【0047】

次に、複数のノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄについて説明する。
ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄは、長尺シートＷの搬送方向ａに沿って一列に並んだ状態で設置されており、図１においては、図示の左側から、ノズルブロックユニット２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄという順序で設置されている。

【0048】

図２は、実施形態１に係る電界紡糸装置１０に設けられているノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄのうちの１つのノズルブロックを取り出して示す平面図である。ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄは同様の構成となっているため、ここでは、ノズルブロックユニット２５０Ａについて図２を参照して説明する。なお、図２（ａ）はノズルブロックユニット２５０Ａの平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すノズルブロックユニット２５０Ａを長尺シートＷの幅方向（ｙ軸に沿った方向）に見た場合の正面図である。

【0049】

ノズルブロックユニット２５０Ａは、図２に示すように、第１ノズルブロック２７０と、第２ノズルブロック２８０と、当該第１ノズルブロック２７０と第２ノズルブロック２８０との間に設けられ、第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０のそれぞれに供給すべきポリマー溶液を一時的に保持するポリマー溶液一時貯留部２９０とを有している。なお、第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０をまとめて説明する場合には、ノズルブロック２７０，２８０というように表記する場合もある。

【0050】

第１ノズルブロック２７０は、一方の端部がポリマー溶液流入口２７１ａとなっている複数本（図面の簡単化のため７本とする。）の管体２７１を有している。各管体２７１は、各管体２７１の長手方向が長尺シートＷの搬送方向ａ（ｘ軸に沿った方向）に沿うように長尺シートＷの幅方向に並んだ状態で第１ノズルブロック２７０に収納されている。なお、各管体２７１は、第１ノズルブロック２７０に対して着脱自在に取り付けられている。

【0051】

これら管体２７１には、各管体２７１ごとに当該管体の長手方向に沿って所定数のノズル２４０が所定ピッチごとに取り付けられている。このように、各管体２７１に所定数のノズルがとりつけられていることにより、第１ノズルブロック２７０を図２（ａ）に示すように平面視すると、多数のノズルが２次元的にマトリクス配置された状態となっている。

【0052】

第２ノズルブロック２８０も第１ノズルブロック２２７０と同様に、一方の端部がポリマー溶液流入口２８１ａとなっている複数本（この場合も図面の簡単化のため７本とする。）の管体２８１を有している。各管体２８１は、各管体２８１の長手方向が長尺シートＷの搬送方向ａ（ｘ軸に沿った方向）に沿うように長尺シートＷの幅方向に並んだ状態で第２ノズルブロック２８０に収納されている。なお、各管体２８１も、第２ノズルブロック２８０に対して着脱自在に取り付けられている。また、これら管体２８１には、第１ノズルブロック２２７０と同様に、各管体２８１ごとに当該管体の長手方向に沿って多数のノズル２４０が所定ピッチごとに取り付けられている。

【0053】

ところで、第１ノズルブロック２７０における各管体２７１の各終端部の側（ポリマー溶液流入口２７１ａとなっている端部とは反対の端部の側）には、ポリマー溶液流入口２７１ａから管体２７１内に流入したポリマー溶液を外部に流出させるためのポリマー溶液流出孔２７１ｂ（図２（ｂ）参照。）が設けられている。当該ポリマー溶液流出孔２７１ｂは、ポリマー溶液一時貯留部２９０から各管体２７１に供給されるポリマー溶液を各管体に充填させたのちに徐々に排出させることができる程度の内径を有している。

【0054】

第２ノズルブロックにおける各管体２８１も同様に、各管体２８１の各終端部の側（ポリマー溶液流入口２８１ａとなっている端部とは反対の端部の側）には、ポリマー溶液流入口２８１ａから管体２８１内に流入したポリマー溶液を外部に流出させるためのポリマー溶液流出孔２８１ｂ（図２（ｂ）参照。）が設けられている。当該ポリマー溶液流出孔２８１ｂは、ポリマー溶液流出孔２７１ｂと同様に、ポリマー溶液一時貯留部２９０から各管体２８１に供給されたポリマー溶液を各管体に充填させたのちに徐々に排出させることができる程度の内径を有している。

【0055】

このように、第１ノズルブロック２７０の各管体２７１の終端部の側にポリマー溶液流出孔２７１ｂが設けられているとともに、第２ノズルブロック２８０の各管体２８１の終端部の側にポリマー溶液流出孔２８１ｂが設けられていることにより、第１ノズルブロック２７０の各管体２７１及び第２ノズルブロック２８０の各管体２８１内においては、ポリマー溶液一時貯留部２９０から供給されたポリマー溶液が充填された状態で流通することとなる。

【0056】

これにより、第１ノズルブロック２７０の各管体２７１及び第２ノズルブロック２８０の各管体２８１には、ポリマー溶液一時貯留部２９０から満遍なく安定して確実にポリマー溶液が供給され、各管体２７１及び各管体２８１に設けられている各ノズル２４０に満遍なく安定して確実にポリマー溶液が供給されることとなる。これにより、各ノズル２４０は安定した吐出量でポリマー溶液を吐出することができる。なお、第１ノズルブロック２７０の各管体２７１及び第２ノズルブロック２８０の各管体２８１をまとめて説明する際には、各管体２７１，２８１と表記する場合もある。

【0057】

ところで、第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０の各管体２７１，２８１は、例えば、銅、ステンレス鋼、アルミニウムなど導電部材でなり、ノズル２４０は管体２７１に対して電気的に接続された状態で管体２７１に取り付けられている。

【0058】

また、ポリマー溶液一時貯留部２９０は、大容量のポリマー溶液貯留タンク４００に接続されており、ポリマー溶液貯留タンク４００から供給されたポリマー溶液を一時的に保持したのちに各管体２７１，２８１に供給するものである。なお、ポリマー溶液貯留タンク４００は、ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄの各ポリマー溶液一時貯留部２９０それぞれにポリマー溶液を供給可能となるような量のポリマー溶液を貯留している。また、ポリマー溶液貯留タンク４００からのポリマー溶液がポリマー溶液一時貯留部２９０に供給される際には、ポリマー溶液は所定の圧力が加えられた状態でポリマー溶液一時貯留部２９０に供給される。

【0059】

ポリマー溶液一時貯留部２９０は、実施形態１に係る電界防止装置１０においては、ｙ軸に沿った方向から見たときの面の形状が例えば四角形の筒状体をなしている。また、ポリマー溶液一時貯留部２９０のｙ軸に沿った長さＬ１は、第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０のｙ軸に沿った長さＬ２と同程度としている。なお、ポリマー溶液一時貯留部２９０は、ｙ軸に沿った方向から見たときの面の形状は四角形に限られるものではなく、円形や楕円形であってもよく、また、ｙ軸に沿った長さＬ１は、第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０のｙ軸に沿った長さＬ２よりも多少長くてもよく、また多少短くてもよい。

【0060】

また、ポリマー溶液一時貯留部２９０は、当該ポリマー溶液一時貯留部２９０の各側面（第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０に対向する側の各側面２９１，２９２）の各下端部付近には、各管体２７１，２８１における各ポリマー溶液流入口２７１ａ，２８１ａに対応したポリマー溶液流出口２９３ａ，２９４ａが設けられている。

【0061】

具体的には、ポリマー溶液一時貯留部２９０の各側面のうちの第１ノズルブロック２７０に対向している側面２９１には、第１ノズルブロック２７０の各管体２７１における各ポリマー溶液流入口２７１ａに対応した７個のポリマー溶液流出口２９３ａが設けられており、ポリマー溶液一時貯留部２９０の各側面のうちの第２ノズルブロック２８０に対向している側面２９２には、第２ノズルブロック２８０の各管体２８１における各ポリマー溶液流入口２８１ａに対応した７個のポリマー溶液流出口２９４ａが設けられている。

【0062】

そして、７個のポリマー溶液流出口２９３ａと、それぞれ対応する管体２７１のポリマー溶液流入口２７１ａとの間は、ポリマー溶液流通パイプ２９５によって接続され、７個のポリマー溶液流出口２９４ａと、それぞれ対応する管体２８１のポリマー溶液流入口２８１ａとの間も、ポリマー溶液流通パイプ２９５によって接続されている。これらポリマー溶液流通パイプ２９５は、素材としては軟性材が用いられている。このため、ポリマー溶液流通パイプ２９５は可撓性を有している。

【0063】

また、ポリマー溶液一時貯留部２９０は、台座部２９７（図２（ｂ）参照。）に固定された状態で設置されている。このとき、ポリマー溶液一時貯留部２９０の上下方向（ｚ軸に沿った方向）の高さＨ１は、当該ポリマー溶液一時貯留部２９０の上面が当該ポリマー溶液一時貯留部２９０の上部に位置する長尺シートＷ（図１参照。）に接触することのない高さに設定されている。

【0064】

このように、ポリマー溶液一時貯留部２９０が設置されたときに、ポリマー溶液流出口２９３ａ及びポリマー溶液流出口２９４ａの上下方向の位置（ｚ軸に沿った位置）Ｐ１が、管体２７１のポリマー溶液流入口２７１ａ及び管体２８１のポリマー溶液流入口２８１ａの上下方向の位置（ｚ軸に沿った位置）Ｐ０よりも高い位置となるように設定されている。これにより、ポリマー溶液一時貯留部２９０に保持されているポリマー溶液は、各管体２７１，２８１に所定の圧力を有して供給される。

【0065】

なお、ポリマー溶液流出口２９３ａ及びポリマー溶液流出口２９４ａの上下方向の位置Ｐ１は、ポリマー溶液流入口２８１ａの上下方向の位置Ｐ０よりも数十ｍｍ以上高いことが好ましく、可能であれば、１００ｍｍ以上とすることがより好ましい。

【0066】

このように構成されているノズルブロックユニット２５０Ａにおける第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０は、図１に示すように、ポリマー溶液を各ノズル２４０の吐出口から上向きに吐出するように設置されている。そして、ポリマー溶液一時貯留部２９０に保持されているポリマー溶液がポリマー溶液流通パイプ２９５によって各管体２７１，２８１に供給され、各管体２７１，２８１に供給されたポリマー溶液は、所定の圧力を有した状態で各管体２７１，２８１内を流通することにより、各ノズル２４０の吐出口からはポリマー溶液がオーバーフローしながら吐出し、それによって、長尺シートＷを電界紡糸して長尺シートＷにナノ繊維を堆積させる。

【0067】

また、各管体２７１，２８１内に供給されたポリマー溶液のうち、ノズル２４０から吐出されずに残ったポリマー溶液は、各管体２７１，２８１内を流通したのち、各管体２７１，２８１の終端部の側に設けられているポリマー溶液流出孔２７１ｂ，２８１ｂから流出して各ノズルブロック２７０，２８０内部に一時的に溜められる。

【0068】

ここで、各ノズルブロック２７０，２８０は、ノズル２４０からオーバーフローしたポリマー溶液及び各管体２７１，２８１のポリマー溶液流出孔２７１ｂ，２８１ｂから各管体２７１，２８１の外部に流出したポリマー溶液を貯留可能な容器状をなしており、ノズルブロック２７０，２８０の底面には、ポリマー溶液を排出するためのポリマー溶液排出口２７５，２８５（図２（ｂ）参照。）が設けられている。これらポリマー溶液排出口２７５，２８５には、ポリマー溶液排出用パイプ（図示せず。）が接続されている。なお、各ノズルブロック２７０，２８０の底面は、ポリマー溶液排出口２７５，２８５に向かって下り坂となるような傾斜面となっていることが好ましい。

【0069】

なお、ポリマー溶液排出口２７５，２８５から排出されたポリマー溶液は、ポリマー溶液回収装置（図示せず。）によって回収されたのち、回収されたポリマー溶液をナノ繊維の原料として再利用することが可能である。

【0070】

また、各ノズルブロック２７０，２８０は、図２に示すように、上端開口面が蓋体２７６，２８６によって覆われた状態で用いられる。なお、蓋体２７６，２８６には、各ノズル２４０を上方に突出させるためのノズル貫通孔（符号は省略する。）が各ノズル２４０に対応して設けられている。

【0071】

図２においては、ノズルブロックユニット２５０Ａについて説明したが、他のノズルブロックユニット２５０Ｂ〜２５０Ｄも同様の構成となっている。

【0072】

このように構成されている各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄは、各ノズルブロックユニットごとに、長尺シートＷの幅方向（図２におけるｙ軸に沿った方向）に往復動可能となっているとともに、図２におけるｚ軸に沿った上下方向に移動可能となっている。

【0073】

ノズルブロックユニット２５０Ａを例にとって具体的に説明すると、当該ノズルブロックユニット２５０Ａの第１ノズルブロック２７０は、往復動駆動部（図示せず。）によって、長尺シートＷの幅方向（図２におけるｙ軸に沿った方向）に往復動可能となっているとともに、間隔調整駆動部（図示せず。）によって、図２におけるｚ軸に沿った上下動可能（コレクター２３０Ａとの間隔が調整可能）となっている。

【0074】

ノズルブロックユニット２５０Ａの第２ノズルブロック２８０も、往復動駆動部（図示せず。）によって、長尺シートＷの幅方向（図２におけるｙ軸に沿った方向）に往復動可能となっているとともに、間隔調整駆動部（図示せず。）によって、図２におけるｚ軸に沿った方向に上下動可能（コレクター２３０Ａとの間隔が調整可能）となっている。
これら各往復動駆動部及び間隔調整駆動部は、制御装置３００（図１参照。）によって制御される。なお、制御装置３００は各電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄの制御も行う。

【0075】

各ノズルブロック２７０，２８０は、ポリマー溶液一時貯留部２９０が固定の状態で各ノズルブロック２７０，２８０のみがｙ軸に沿った方向の往復動又はｚ軸に沿った方向の上下動を行う。このように、ポリマー溶液一時貯留部２９０は固定の状態で各ノズルブロック２７０，２８０のみが往復動又は上下動可能となるのは、ポリマー溶液流通パイプ２９５が可撓性を有しているからである。

【0076】

なお、各ノズルブロック２７０，２８０をｙ軸に沿った方向に往復動させるための機構及び各ノズルブロック２７０，２８０をｚ軸に沿った方向に上下動させるための機構（コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄとの間隔を調整するための機構）は、公知の機構を用いることができるので、これら各機構の具体的な構造などは図示及び説明を省略する。

【0077】

また、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄの各ノズルブロック２７０，２８０のｙ軸に沿った方向の往復動は、隣接するノズルブロックで、互いに反対方向となるように設定されている。

【0078】

例えば、ノズルブロックユニット２５０Ａにおける第１ノズルブロック２７０と第２ノズルブロック２８０とを例に取って説明すると、第１ノズルブロック２７０が図２（ａ）における矢印ｙ方向に移動するときは、第２ノズルブロック２８０が図２（ａ）における矢印ｙ’方向に移動し、第１ノズルブロック２７０が図２（ａ）における矢印ｙ’方向に移動するときは、第２ノズルブロック２８０が図２（ａ）における矢印ｙ方向に移動する。

【0079】

このような往復動は他のノズルブロックユニット２５０Ｂ〜２５０Ｄにおける第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０においても同様である。なお、隣接するノズルブロックの全てが互いに逆方向に移動することが好ましい。

【0080】

このため、例えば、ノズルブロックユニット２５０Ａの第２ノズルブロック２８０が図２（ａ）における矢印ｙ方向に移動するときは、ノズルブロックユニット２５０Ｂの第１ノズルブロック２７０は図２（ａ）における矢印ｙ’方向に移動する。また、ノズルブロックユニット２５０Ａの第２ノズルブロック２８０が図２（ａ）における矢印ｙ’方向に移動するときは、ノズルブロックユニット２５０Ｂの第１ノズルブロック２７０は図２（ａ）における矢印ｙ方向に移動する。

【0081】

このように、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄの各ノズルブロック２７０，２８０は、隣接するノズルブロックが互いに逆方向に移動するため、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄの各ノズルブロック２７０，２８０を全体的に平面視した場合には、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄの合計８台のノズルブロック２７０，２８０が互い違いにジグザグ移動することとなる。

【0082】

ところで、電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄは、コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄと各ノズル２４０との間に所定の電圧を与えるものであるが、実施形態１に係る電界紡糸装置１０においては、各電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄの一方の電極（正極とする。）は、それぞれ対応するコレクター２３０Ａ〜２３０Ｄに接続し、他方の電極（負極とする。）は、各ノズル２４０ではなく、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜３５０Ｄにおける第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０の各管体２７１，２８１に接続するようにしている。

【0083】

すなわち、各ノズル２４０側すなわち管体２７１，２８１側が接地電位となるようにしている。図１において、各電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄの各正極と各コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄとの間を電気的に接続するための接続線及び各電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄの各負極と各管体２７１，２８１との間を電気的に接続するための接続線は図示が省略されている。

【0084】

なお、各ノズルブロック２７０，２８０が導電性を有する部材でなり、かつ、当該第１ノズルブロック２７０と各管体２７１とが電気的に接続され、第２ノズルブロック２８０と各管体２８１とが電気的に接続された状態となっていれば、各電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄの各負極は、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄのノズルブロック２７０，２８０に接続するようにしてもよい。また、各ノズルブロック２７０，２８０と電界紡糸装置１０の筐体（図示せず。）とが電気的に接続された状態となっていれば、各電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄの各負極は電界紡糸装置１０の筐体に接続するようにしてもよい。いずれも場合であっても、ノズル２４０側が接地電位となるようにすることが好ましい。

【0085】

このように、ノズル２４０側が接地電位となるようにすることによって、ノズル２４０、各管体２７１，２８１、各ノズルブロック２７０，２８０及び電界紡糸装置１０の筐体をはじめとして、ノズル２４０から吐出される前のポリマー溶液、ポリマー溶液一時貯留部２９０のすべてが接地電位となる。これにより、電界紡糸装置１０及びナノ繊維製造装置１を操作する操作者の安全を確保することができるとともに、ポリマー溶液一時貯留部２９０などを高耐圧仕様とする必要がなくなる。

【0086】

以下、上記のように構成された実施形態１に係るナノ繊維製造装置１を用いてナノ繊維不織布を製造する方法について説明する。

【0087】

まず、長尺シートＷを搬送装置１００にセットし、その後、長尺シートＷを供給ローラーから供給しながら巻き取りローラー１０２で巻き取ることにより、所定の搬送速度で搬送させる。そして、電界紡糸装置１０においては、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄにおける各ノズルブロック２７０，２８０の各管体２７１，２８１に取り付けられている各ノズル２４０から長尺シートＷにポリマー溶液を吐出することによって、長尺シートＷにナノ繊維を順次堆積させる。

【0088】

なお、このような動作を開始する前に、コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄと各ノズルブロック２７０，２８０との間隔をそれぞれ対応する間隔調整駆動部によって最適な間隔に調整することができる。コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄと各ノズルブロック２７０，２８０との間隔は、電界紡糸装置１０の紡糸条件、ポリマー溶液の種類、ナノ繊維の平均直径、製造すべきナノ繊維不織布の厚さなどを考慮して決定することができる。これにより、コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄと各ノズルブロック２７０，２８０との間隔が最適に設定された状態のもとで電界紡糸を行うことができる。

【0089】

また、長尺シートＷにナノ繊維を順次堆積させる動作を行う際には、各ノズルブロック２７０，２８０をそれぞれ対応する往復動駆動部によって長尺シートＷの幅方向に往復動させながら長尺シートＷにポリマー溶液を吐出する動作を行う。

【0090】

なお、各往復動駆動部による第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０の往復動周期は、ノズル２４０の配列ピッチ及び長尺シートＷの搬送速度などに基づいて設定する。例えば、搬送方向ａに搬送されて行く長尺シートＷに対し、隣接する一方のノズルブロックにおける各ノズル２４０の吐出位置が隣接する他方のノズルの吐出位置とできるだけ重複しないように往復動周期を設定する。これによって、長尺シートＷにおけるナノ繊維の堆積量の均一性を高めることができる。

【0091】

このようにして、長尺シートＷにナノ繊維を堆積させることにより、ナノ繊維を堆積させた長尺シートＷ’が生成される。そして、ナノ繊維を堆積させた長尺シートＷ’を加熱装置（図示せず。）で加熱する。なお、長尺シートＷ’を加熱装置で加熱した状態のものをナノ繊維不織布と呼ぶこともある。

【0092】

また、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１においては、長尺シートＷの搬送方向ａに沿って４つのノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄが並設され、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄには、長尺シートＷの搬送方向ａに沿ってそれぞれ２台のノズルブロック２７０，２８０が並設されている。このため、安定した品質のナノ繊維を高速でかつ大量生産することができる。特に、ナノ繊維の堆積量を多くすることによって厚みのあるナノ繊維を製造する場合に適したものとなる。

【0093】

ここで、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１におる紡糸条件を例示的に示す。長尺シートＷとしては、各種材料からなる不織布、織物、編物などを用いることができる。

【0094】

ナノ繊維の原料となるポリマーとしては、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、シルク、セルロース、キトサンなどを用いることができる。

【0095】

ポリマー溶液に用いる溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、クロロホルム、アセトン、水、蟻酸、酢酸、シクロヘキサン、ＴＨＦ、デカヒドロナフタレン（Ｄｅｃａｌｉｎ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＡｃ）などを用いることができる。複数種類の溶媒を混合して用いてもよい。ポリマー溶液には、導電性向上剤などの添加剤を含有させてもよい。

【0096】

ところで、電界紡糸装置１０において電界紡糸を行った際に、各ノズル２４０からオーバーフローしたポリマー溶液及び各管体２７１，２８１内を流通して各管体２７１，２８１のポリマー溶液流出孔２７１ｂ，２８１ｂから流出したポリマー溶液は、各ノズルブロック２７０，２８０内の底部に溜められたのち、各ノズルブロック２７０，２８０からポリマー溶液排出口２７５，２８５を通って排出される。

【0097】

このとき、電界紡糸装置１０において、ポリマー溶液回収装置（図示せず。）を設けておけば、排出されたポリマー溶液を回収してナノ繊維の原料として再利用することができる。例えば、回収したポリマー溶液をポリマー溶液回収装置の再生タンクに移送した後、回収したポリマー溶液の組成を測定し、当該測定結果に応じてポリマー溶液に溶媒その他の必要な成分を添加するといった処理を行うことで、回収したポリマー溶液を元のポリマー溶液（ポリマー溶液貯留タンク４００に貯留されているポリマー溶液）の組成と同じか極めて近い組成を有するポリマー溶液に再生することが可能となる。

【0098】

次に、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１及び実施形態１に係る電界紡糸装置１０の効果について説明する。まずは、実施形態１に係る電界紡糸装置１０の効果について説明する。

【0099】

実施形態１に係る電界紡糸装置１０は、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄごとにポリマー溶液一時貯留部２９０が設けられ、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄごとに設けられているポリマー溶液一時貯留部２９０から当該ノズルブロックユニットの各ノズルブロック２７０，２８０の各管体２７１，２８１にポリマー溶液を供給するようにしている。

【0100】

このため、多数のノズルブロックが長尺シートの搬送方向に沿って設置されているような電界紡糸装置であっても、大容量の１つのポリマー溶液貯留タンク４００から多数のノズルブロックの各管体にポリマー溶液流通パイプを接続する必要がなくなる。これにより、ノズルブロック２７０，２８０の各管体２７１，２８１にポリマー溶液を供給するためのポリマー溶液流通パイプの配管を可能な限り短く、かつ、簡素化することができるとともに、各管体２７１，２８１に満遍なく安定して確実にポリマー溶液を供給することができる。

【0101】

また、実施形態１に係る電界紡糸装置１０は、ノズルブロック２７０，２８０における各管体２７１，２８１の終端部の側には、ポリマー溶液流出孔２７１ｂ，２８１ｂが設けられている。これにより、各管体２７１，２８１内においては、ポリマー溶液が充填する子充填状態状態で流通することとなり、ポリマー溶液一時貯留部２９０から各管体２７１，２８１には満遍なく安定して確実にポリマー溶液が供給されるとともに、各管体２７１，２８１に設けられている各ノズル２４０に満遍なく安定して確実にポリマー溶液が供給されることとなる。これにより、各ノズル２４０は安定した吐出量でのポリマー溶液を吐出することができる。

【0102】

また、実施形態１に係る電界紡糸装置１０は、長尺シートＷの幅方向に沿って各ノズルブロック２７０，２８０を各ノズルブロックごとに所定の周期で往復動可能としているため、長尺シートＷにおけるナノ繊維の堆積量の均一性を高めることが可能となる。また、各ノズルブロック２７０，２８０と当該ノズルブロックに対応するコレクター２３０Ａ〜２３０Ｄとの間隔を各ノズルブロックごとに調整可能としているため、最適な条件で電界紡糸を行うことが可能となる。

【0103】

このように構成されている実施形態１に係る電界紡糸装置１０によれば、高速でかつ安定した電界紡糸が行える。特に、実施形態１に係る電界紡糸装置１０は、ナノ繊維の堆積量を多くすることによって厚みのあるナノ繊維を製造する場合に適した電界紡糸装置となる。

【0104】

また、実施形態１に係る電界紡糸装置１０においては、各ノズル２４０からオーバーフローしたポリマー溶液及び各管体２７１，２８１内を流通して各管体のポリマー溶液流出孔２７１ｂ，２８１ｂから流出したポリマー溶液を回収するようにしている。このため、各ノズル２４０からオーバーフローしたポリマー溶液及び各管体２７１，２８１内を流通して各管体のポリマー溶液流出孔２７１ｂ，２８１ｂから流出したポリマー溶液をナノ繊維の原料として再利用することができる。

【0105】

また、実施形態１に係る電界紡糸装置１０においては、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに対応して、コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄと電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄとが設けられている。そして、電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄは、制御装置３００によって制御可能としている。このため、例えば、ある１つのノズルブロックユニットに何らかの不具合が生じた場合などにおいては、当該不具合の生じたノズルブロックユニットに対応する電源装置のみの電源を遮断し、他の正常なノズルブロックユニットによる電界紡糸はそのまま継続することができる。これにより、実施形態１に係る電界紡糸装置１０によれば、あるノズルブロックユニットに不具合が生じた場合であっても、電界紡糸動作を継続できることから、ナノ繊維の生産能力を大幅に落とすことがなくなる。

【0106】

また、各ノズルブロックユニットに供給する電力の大きさを適宜設定することも可能である。これにより、例えば、上記したように、あるノズルブロックユニットに不具合が生じた場合においては、他の正常なノズルブロックユニット対しては、より高い能力で電界紡糸が可能となるように電力供給を行うといったことも可能となる。このようにすることにより、あるノズルブロックユニットに不具合が生じた場合においても、平常時の生産能力を維持することができる。

【0107】

なお、実施形態１に係る電界紡糸装置１０においては、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに対応して電源装置２６０Ａ〜２６０を設けるようにしたが、電源装置は、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに共通の１台の電源装置とし、当該１台の電源装置の正極と各コレクター２３０Ａ〜２３０Ｄとの間に、電力の供給／遮断が可能なフスイッチを介在させ、あるノズルブロックユニットに何らかの不具合が生じた場合などにおいては、当該不具合の生じたノズルブロックユニットに対応するスイッチをオフとするようにしてもよい。

【0108】

一方、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１は、電界紡糸装置として実施形態１に係る電界紡糸装置１０を備えるため、安定した品質のナノ繊維を高速でかつ大量生産することができる。特に、本発明のナノ繊維製造装置は、ナノ繊維の堆積量を多くすることによって厚みのあるナノ繊維を製造する場合に適したナノ繊維製造装置とすることができる。

【0109】

[実施形態２]
実施形態２に係るナノ繊維製造装置（ナノ繊維製造装置２とする。）及び実施形態２に係る電界紡糸装置（電界紡糸装置２０とする。）について説明する。なお、実施形態２に係るナノ繊維製造装置２は、電界紡糸装置（実施形態１に係る電界紡糸装置１０）が実施形態２に係る電界紡糸装置２０に置き換わるだけであり、その他の構成は実施形態１に係るナノ繊維製造装置１（図１参照。）と同様である。このため、実施形態２に係るナノ繊維製造装置２の構成については図示を省略する。

【0110】

以下、実施形態２に係る電界紡糸装置２０について説明する。実施形態２に係る電界紡糸装置２０においても、実施形態１に係る電界紡糸装置１０（図１参照。）と同様に、長尺シートＷの搬送方向に沿って、４つのノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄが存在し、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄには、それぞれ第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０が存在している。

【0111】

実施形態２に係る電界紡糸装置２０が実施形態１に係る電界紡糸装置１０と異なるのは、第１ノズルブロック２７０に設けられている管体２７１及び第２ノズルブロック２８０に設けられている管体２８１の向きと、ポリマー溶液一時貯留部２９０の設置位置であり、その他は、実施形態１に係る電界紡糸装置１０とほぼ同様の構成となっている。このため、実施形態２に係る電界紡糸装置２０の全体的な構成については図示を省略する。なお、実施形態２に係る電界紡糸装置２０において、実施形態１に係る電界紡糸装置１０と同一構成要素には同一符号を用いて説明する。

【0112】

図３は、実施形態２に係る電界紡糸装置２０に設けられているノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄのうちの１つのノズルブロックを取り出して示す平面図である。なお、図３においては、ノズルブロックユニット２５０Ａを取り出して示している。また、図３（ａ）はノズルブロックユニット２５０Ａの平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）を長尺シートの搬送方向ａ（ｘ軸に沿った方向）に見た場合の側面図である。

【0113】

実施形態２に係る電界紡糸装置２０におけるノズルブロックユニット２５０Ａは、図３に示すように、第１ノズルブロック２７０に設けられている各管体２７１及び第２ノズルブロック２８０に設けられている各管体２８１は、各管体２７１，２８１の長手方向が長尺シートＷの幅方向に沿うように長尺シートＷの搬送方向に並んで配設されている。

【0114】

このように配設されている各管体２７１及び各管体２８１は、この場合も図面の簡単化のためそれぞれ７本とする。そして、第１ノズルブロック２７０の各管体２７１における各ポリマー溶液流入口２７１ａと第２ノズルブロック２８０の各管体２８１における各ポリマー溶液流入口２８１ａとが長尺シートＷの搬送方向ａに沿って一列に並ぶように設けられている。

【0115】

また、ポリマー溶液一時貯留部２９０は、当該ポリマー溶液一時貯留部の側面のうちの一方の側面２９１が各管体２７１における各ポリマー溶液流入口２７１ａと各管体２８１における各ポリマー溶液流入口２８１ａに対向し、かつ、長尺シートＷの搬送方向ａに沿うように設けられている。そして、当該側面２９１には、各管体２７１の各ポリマー溶液流入口２７１ａ，２８１ａに対応するポリマー溶液流出口２９３ａが設けられている。

【0116】

そして、ポリマー溶液流出口２９３ａと各管体２７１，２８１の各ポリマー溶液流入口２７１ａ，２８１ａとの間は、可撓性を有するポリマー溶液流通パイプ２９５によってそれぞれ接続されている。

【0117】

また、実施形態２に係る電界紡糸装置２０においても、実施形態１に係る電界紡糸装置１０と同様に、各ノズルブロック２７０，２８０は、往復動駆動部によって、ｙ軸に沿って往復動可能となっているとともに、間隔調整駆動部によってｚ軸に沿って上下動可能となっている。

【0118】

図３においては、ノズルブロックユニット２５０Ａについて説明したが、他のノズルブロックユニット２５０Ｂ〜２５０Ｄについても同様の構成となっている。そして、各ノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄは、実施形態１に係る電界紡糸装置１０（図１参照。）と同様に、ナノ繊維製造装置１における長尺シートＷの搬送方向ａに沿って一列に並んで配置されている。

【0119】

実施形態２に係る電界紡糸装置２０も実施形態１に係る電界紡糸装置１０と同様の効果を有する。なお、実施形態２に係る電界紡糸装置２０においては、実施形態１に係る電界紡糸装置１０と同様の効果に加えて、ポリマー溶液一時貯留部２９０は、長尺シートＷの幅方向において当該長尺シートＷから外れた位置に配置することができる。

【0120】

このため、ポリマー溶液一時貯留部２９０の上下方向（ｚ軸に沿った方向）の高さ制限は、実施形態１係る電界紡糸装置よりも少なくできる。すなわち、ポリマー溶液一時貯留部２９０の上下方向（ｚ軸に沿った方向）の高さＨ２は、実施形態１に係る電界紡糸装置１０のポリマー溶液一時貯留部２９０の上下方向（ｚ軸に沿った方向）の高さＨ１よりも高いものとすることができる。

【0121】

また、ポリマー溶液一時貯留部２９０の長さＬ３（長尺シートＷの搬送方向ａに沿った長さＬ３）は、少なくとも第１ノズルブロック２７０及び第２ノズルブロック２８０の２台分の長さ、すなわち、第１ノズルブロック２７０の長尺シートＷの搬送方向ａに沿った長さＬ４と、第２ノズルブロック２８０の長尺シートＷの搬送方向ａに沿った長さＬ４とを足した長さとすることができる。このため、実施形態２に係る電界紡糸装置２０においては、ポリマー溶液一時貯留部２９０の容量を実施形態１に係る電界紡糸装置１０よりも大きくすることができるといった効果を有する。

【0122】

また、実施形態２に係る電界紡糸装置２０を用いることによっても、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１（図１参照。）とほぼ同様のナノ繊維製造装置（実施形態２に係るナノ繊維製造装置２）を構成することができ、当該実施形態２に係るナノ繊維製造装置２においても、実施形態１に係るナノ繊維製造装置１と同様の効果が得られる。

【0123】

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形実施が可能であり、例えば、下記に示すような変形も可能である。

【0124】

（１）上記各実施形態では、各ノズルブロック２７０，２８０における各管体２７１，２８１の数は、図面の簡単化のために、それぞれ７本としたが、７本に限られるものではなく、より多数の管体を設けることが可能である。また、各管体２７１，２８１に取り付けられるノズル２４０の数は、必ずしも各管体において同数である必要もない。また、上記各実施形態ではノズルブロックユニットは４つとした場合を例示したが、４つに限られるものではなく、ナノ繊維製造装置の規模などに応じて適宜の数のノズルブロックユニットを設けることが可能である。

【0125】

（２）上記各実施形態においては、ノズル２４０が上向きとなっているノズルブロック２７０，２８０を有する電界紡糸装置を備えたナノ繊維製造装置を例示ししたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ノズルが下向きとなっているノズルブロックを有する電界紡糸装置やノズルが横向きとなっているノズルブロックを有する電界紡糸装置を備えるナノ繊維製造装置であってもよい。

【0126】

（３）上記各実施形態においては、コレクター２３０及び電源装置２６０は、図１に示すように、各ノズルブロックユニット（４つのノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄ）に対応するように４つのコレクター２３０Ａ〜２３０Ｄ及び電源装置２６０Ａ〜２６０Ｄを設けるようにしたが、これに限られるものではなく、４つのノズルブロックユニット２５０Ａ〜２５０Ｄに共通の１台のコレクター及び電源装置としてもよい。

【0127】

（４）上記各実施形態において、各ポリマー溶液流通パイプ２９５には、ポリマー溶液の供給量の制御を可能とするためのポリマー溶液供給量制御バルブを個々のポリマー溶液流通パイプごとに設けるようにしてもよい。このように、ポリマー溶液の供給量の制御を可能とすることで、例えば、ポリマー溶液の供給量を各管体ごとに変えたり、ある特定の管体に対してはポリマー溶液を供給しないようにするということも可能となり、ポリマー溶液の供給の仕方を多様に設定することができる。

【符号の説明】

【0128】

１・・・ナノ繊維製造装置、１０・・・電界紡糸装置、１００・・・搬送装置、１０１・・・供給ローラー、１０２・・・巻き取りローラー、２１１・・・絶縁部材、２３０（２３０Ａ〜２３０Ｄ）・・・コレクター、２４０・・・ノズル、２５０Ａ〜２５０Ｄ・・・ノズルブロックユニット、２６０（２６０Ａ〜２６０Ｄ）・・・電源装置、２７０・・・第１ノズルブロック、２８０・・・第２ノズルブロック、２７１，２８１・・・管体、２７１ａ，２８１ａ・・・ポリマー溶液流入口、２７１ｂ，２８１ｂ・・・ポリマー溶液流出孔、２９０・・・ポリマー溶液一時貯留部、２９１，２９２・・・ポリマー溶液一時貯留部の側面、２９３ａ，２９４ａ・・・ポリマー溶液流出口、２９５・・・ポリマー溶液流通パイプ、３００・・・制御装置、４００・・・ポリマー溶液貯留タンク、ａ・・・搬送方向、Ｗ・・・長尺シート、Ｗ’・・・ナノ繊維が堆積された長尺シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】