特許 7394579 ナノファイバシートの製造装置

(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】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】ナノファイバシートの製造装置

(51)【国際特許分類】

   D06H 7/00 20060101AFI20231201BHJP

   D01D 5/04 20060101ALI20231201BHJP

   D04H 1/728 20120101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

D06H7/00

D01D5/04

D04H1/728

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019192103

(22)【出願日】2019-10-21

(65)【公開番号】P2021066969

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000000918

【氏名又は名称】花王株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池山 卓

(72)【発明者】

【氏名】福田 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】東城 武彦

【審査官】斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２２７６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００５－００７８６７７（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０２１７５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３５６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３８５８８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０１Ｄ１／００－１３／０２

Ｄ０４Ｈ１／００－１８／０４

Ｄ０６Ｂ１／００－２３／３０

Ｄ０６Ｃ３／００－２９／００

Ｄ０６Ｇ１／００－５／００

Ｄ０６Ｈ１／００－７／２４

Ｄ０６Ｊ１／００－１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料液を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源、又は前記ノズルと対向するように配され且つ該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極及び該ノズルと該対向電極間に電圧を印加する電源と、
前記原料液から生成したナノファイバを堆積させる捕集部と、
前記ノズルを前記捕集部に対して移動させるノズル移動機構と、
前記捕集部に堆積した前記ナノファイバの層を含むナノファイバシートを所定の形状に切断する切断部とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
前記ノズル移動機構と前記切断部とが、共通の支持部によって支持されている、ナノファイバシートの製造装置。

【請求項2】

前記切断部が前記ノズル移動機構に取り付けられており、それによって該ノズル移動機構と該切断部とが、共通の前記支持部によって支持されている、請求項１に記載の製造装置。

【請求項3】

前記切断部を前記捕集部に対して移動させる切断部移動機構を更に具備し、該切断部移動機構が前記支持部によって支持されており、それによって該切断部と前記ノズル移動機構とが、共通の前記支持部によって支持されている、請求項１に記載の製造装置。

【請求項4】

前記捕集部を、その捕集面内に沿って移動させる捕集部移動機構を更に具備し、該捕集部移動機構が前記支持部によって支持されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の製造装置。

【請求項5】

前記切断部がレーザー加工機である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の製造装置。

【請求項6】

原料液を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源、又は前記ノズルと対向するように配され且つ該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極及び該ノズルと該対向電極間に電圧を印加する電源と、
前記原料液から生成したナノファイバを堆積させる捕集部と、
前記捕集部を前記ノズルに対して移動させる捕集部移動機構と、
前記捕集部に堆積した前記ナノファイバの層を含むナノファイバシートを所定の形状に切断する切断部とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
前記捕集部移動機構と前記切断部とが、共通の支持部によって支持されており、
前記切断部がレーザー加工機である、ナノファイバシートの製造装置。

【請求項7】

前記ナノファイバシートが、前記ナノファイバの層と該層を支持する基材層とを有し、
前記切断部が、前記ナノファイバの層のみを切断するか、前記基材層のみを切断するか、又は前記ナノファイバシートの全体を切断するように構成されている請求項１ないし６のいずれか一項に記載の製造装置。

【請求項8】

原料液を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源、又は前記ノズルと対向するように配され且つ該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極及び該ノズルと該対向電極間に電圧を印加する電源と、
前記原料液から生成したナノファイバを堆積させる捕集部と、
前記捕集部を前記ノズルに対して移動させる捕集部移動機構と、
前記捕集部に堆積した前記ナノファイバの層を含むナノファイバシートを所定の形状に切断する切断部とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
前記捕集部移動機構と前記切断部とが、共通の支持部によって支持されており、
前記ナノファイバシートが、前記ナノファイバの層と該層を支持する基材層とを有し、
前記切断部が、前記ナノファイバの層のみを切断するか、前記基材層のみを切断するか、又は前記ナノファイバシートの全体を切断するように構成されている、ナノファイバシートの製造装置。

【請求項9】

前記切断部を前記捕集部に対して移動させる切断部移動機構を更に具備し、該切断部移動機構が前記支持部によって支持されており、それによって該切断部と前記捕集部移動機構とが、共通の前記支持部によって支持されている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の製造装置。

【請求項10】

前記製造装置はその全体が、少なくとも一部に透明部を有するカバーで覆われており、該透明部がアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂又はガラスから構成されている請求項１ないし９のいずれか一項に記載の製造装置。

【請求項11】

更に集塵脱臭機構を具備する請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はナノファイバシートの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ナノファイバシートの製造装置に関する従来技術としては、例えば、特許文献１及び２に記載のものが知られている。これらの文献には、高分子溶液を吐出する噴射装置と、ジグザグ運転可能なロボットとを備え、噴射装置がロボットに取り付けられたナノファイバの製造装置が記載されている。

【0003】

特許文献３には、溶液材料に電圧を印加した状態で噴霧するノズルと、Ｘ方向に移動可能なＸステージ及びＹ方向に移動可能なＹステージを含むステージ部とを備え、ノズルがＸステージに取り付けられているエレクトロスプレー装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－１７４８５５号公報

【文献】特開２００８－１９６０６１号公報

【文献】特開２０１６－１１２５４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、所定形状の輪郭を有するナノファイバシートを製造するときには、ナノファイバシートの製造装置と、製造されたナノファイバシートを所定形状の輪郭に切断する切断装置とが別個に用いられていた。そのことに起因して装置全体が大型になっていた。特許文献１ないし３に記載の装置も同様の課題を有していた。

【0006】

したがって本発明の課題は、ナノファイバシートの製造装置を小型化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、原料液を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源、又は前記ノズルと対向するように配され且つ該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極及び該ノズルと該対向電極間に電圧を印加する電源と、
前記原料液から生成したナノファイバを堆積させる捕集部と、
前記ノズルを前記捕集部に対して移動させるノズル移動機構と、
前記捕集部に堆積した前記ナノファイバの層を含むナノファイバシートを所定の形状に切断する切断部とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
前記ノズル移動機構と前記切断部とが、共通の支持部によって支持されている、ナノファイバシートの製造装置を提供するものである。

【0008】

また本発明は、原料液を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源、又は前記ノズルと対向するように配され且つ該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極及び該ノズルと該対向電極間に電圧を印加する電源と、
前記原料液から生成したナノファイバを堆積させる捕集部と、
前記捕集部を前記ノズルに対して移動させる捕集部移動機構と、
前記捕集部に堆積した前記ナノファイバの層を含むナノファイバシートを所定の形状に切断する切断部とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
前記捕集部移動機構と前記切断部とが、共通の支持部によって支持されている、ナノファイバシートの製造装置を提供するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、所定形状のナノファイバシートを製造できるコンパクトな製造装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明のナノファイバシートを製造する製造装置の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図２は、本発明のナノファイバシートを製造する製造装置の別実施形態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明のナノファイバシートを製造する製造装置の一実施形態が模式的に示されている。本発明において、ナノファイバシートとは、文脈に応じ、ナノファイバの堆積物からなるシートを意味する場合と、ナノファイバの堆積物からなるナノファイバ層と、該層を支持する基材層とを有するシートを意味する場合とがある。図１に示す製造装置は電界紡糸装置１００Ａから構成されている。電界紡糸装置１００Ａは、原料液を吐出するノズル２０と、該ノズル２０に電圧を印加する電源である電圧印加部３２と、原料液から生成されたナノファイバＦを集積する捕集部４０と、ノズル２０を移動させるノズル移動機構５０と、ナノファイバシートを所定形状の輪郭に切断する切断部７とを具備している。原料液は、ナノファイバの原料樹脂の溶液又は分散液からなる。

【0012】

電界紡糸装置１００Ａは、原料樹脂の溶液又は分散液（以下、これらを総称して「原料液Ｌ」ともいう。）をノズル２０から吐出して、電界紡糸によって細径のナノファイバＦを形成するためのものである。ノズル２０は、後述するノズル移動機構５０に取り付けられている。ノズル２０は、原料液供給部（不図示）から供給される原料液Ｌを吐出する部材である。ノズル２０は、原料供給路（不図示）を介して原料液供給部と連通している。原料液供給部は、圧力負荷装置等の公知の手段によって、原料液Ｌをノズル２０に定量的に供給可能になされている。原料液供給部は、原料液Ｌをノズル２０に連続的に又は断続的に供給できるようになっている。

【0013】

本実施形態においてノズル２０は、金属などの導電性材料から構成されている。ノズル２０は、電圧印加部３２と電気的に接続されている。その結果、ノズル２０には正又は負の電圧が印加されるようになっている。

【0014】

ノズル２０には、原料液Ｌを吐出するための吐出孔が備えられている。吐出孔の形状は特に制限されず、例えば円形等の任意の形状とすることができる。ナノファイバの堆積を効率的に行う観点から、前記吐出孔は、その直径が０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが更に好ましい。

【0015】

捕集部４０は、ナノファイバＦを集積する部材である。捕集部４０は、後述する捕集部移動機構８０に取り付けられている。捕集部４０は、金属等の導電性材料から構成される部材である。捕集部４０は、ノズル２０と対向するように配されている。捕集部４０は接地されている。したがって、ノズル２０に正又は負の電圧が印加されることで、ノズル２０と捕集部４０との間に電界が生じる。

【0016】

ノズル２０と捕集部４０との間に加わる電位差は、原料液の帯電性を向上させる観点から、絶対値で１ｋＶ以上、特に１０ｋＶ以上とすることが好ましく、放電を防止する観点から、絶対値で１００ｋＶ以下、特に５０ｋＶ以下とすることが好ましい。

【0017】

切断部７は、捕集部４０上に形成されたナノファイバシート１０を所定形状の輪郭に切断するものである。切断部７は、後述する切断部移動機構７０に取り付けられている。切断部７としては、レーザー光の照射によって溶断するレーザー加工機、超音波振動による摩擦熱によって溶断する超音波カッター等が挙げられる。コンパクトでありながら細かな形状にカットできる観点から、レーザー加工機が好ましく用いられる。

【0018】

切断部７としてはレーザー加工機を用いる場合、照射するレーザー光としては、ＣＯ_２レーザー、エキシマレーザー、アルゴンレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー等が挙げられる。ナノファイバシートを効率よく切断する観点から、ＣＯ_２レーザーが好ましく用いられる。レーザー光の出力は、１．５Ｗ以上であることが好ましく、５Ｗ以上であることが更に好ましく、そして１５０Ｗ以下であることが好ましく、５０Ｗ以下であることが更に好ましい。レーザー光の照射時間は、１ｍｍ／秒以上であることが好ましく、２０ｍｍ／秒以上であることが更に好ましく、そして１２００ｍｍ／秒以下であることが好ましく、３００ｍｍ／秒以下であることが更に好ましい。

【0019】

レーザー光を照射してナノファイバシート１０を切断するときに、ナノファイバ層における基材層対向面の焦げを防止する観点から、捕集部４０は、通気性を有する部材で形成されていることが好ましい。

【0020】

電界紡糸装置１００Ａは、非導電性材料から構成される台座９０を具備している。台座９０は、平面視してＸ軸方向に長い矩形状の板状体からなる。台座９０は、Ｘ軸方向である縦方向と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向である横方向とを有している。Ｘ軸方向及びＹ軸方向からなる台座９０の主面は、ノズル２０に対向している。図１に示すように、台座９０の主面の中央部には捕集部移動機構８０が載置されている。また台座９０の周縁部にはノズル移動機構５０と切断部移動機構７０とが互いに干渉しないような位置に配置されている。

【0021】

捕集部移動機構８０は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸レール８４とＹ軸方向に延びるＹ軸レール８６と有している。Ｘ軸レール８４の表面には凹状の案内溝８３がＸ軸方向に沿って形成されている。Ｙ軸レール８６の表面には凹状の案内溝８５がＹ軸方向に沿って形成されている。捕集部４０は電気的に絶縁された状態でＸ軸レール８４に取り付けられている。捕集部４０は案内溝８３に沿ってＸ軸方向に摺動自在となっている。Ｘ軸レール８４は電気的に絶縁された状態でＹ軸レール８６に取り付けられている。Ｘ軸レール８４は案内溝８５に沿ってＹ軸方向に摺動自在となっている。Ｙ軸レール８６は、台座９０のＸ軸方向中心位置を通るように台座９０の主面に載置され且つ固定されている。捕集部４０の捕集面と、台座９０の主面とは平行になっている。以上の構成を有する捕集部移動機構８０によれば、捕集部４０が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の捕集面内に沿って自在に移動可能となっている。

【0022】

ノズル移動機構５０は、少なくとも捕集部４０が移動する範囲内において、ノズル２０が移動可能なように構成されている。ノズル移動機構５０は、ノズル２０を保持するスライダ５１と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向それぞれに沿うレール５３，５５と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向であるＺ軸方向に延びるＺ軸レール５２とを備えている。Ｚ軸レール５２は、その表面に凹状に形成されたＺ軸方向に沿う案内溝５７を有している。スライダ５１は、案内溝５７に嵌め込まれており、案内溝５７に沿ってＺ軸方向に摺動自在となっている。レール５５は、その表面にＹ軸方向に延びるＹ軸案内溝５６を有している。レール５３は、その表面にＸ軸方向に延びるＸ軸案内溝５４を有している。Ｚ軸レール５２は電気的に絶縁された状態でレール５５に取り付けられている。Ｚ軸レール５２はＹ軸案内溝５６に沿ってＹ軸方向に摺動自在となっている。レール５５は電気的に絶縁された状態でレール５３に取り付けられている。レール５５はＸ軸案内溝５４に沿ってＸ軸方向に摺動自在となっている。レール５３は、その一端が台座９０の主面から立設する支柱５９に固定されている。以上の構成を有するノズル移動機構５０によれば、ノズル２０が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自在に移動可能となっている。

【0023】

切断部移動機構７０は、少なくとも捕集部４０が移動する範囲内において、切断部７が移動可能なように構成されている。切断部移動機構７０は、切断部７を保持するスライダ７１と、Ｙ軸方向及びＸ軸方向それぞれに沿うレール７３，７５と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向であるＺ軸方向に延びるＺ軸レール７２とを備えている。Ｚ軸レール７２は、その表面に凹状に形成されたＺ軸方向に沿う案内溝７７を有している。スライダ７１は案内溝７７に嵌め込まれており、案内溝７７に沿ってＺ軸方向に摺動自在となっている。レール７３は、その表面にＹ軸方向に延びるＹ軸案内溝７４を有している。レール７５は、その表面にＸ軸方向に延びるＸ軸案内溝７６を有している。Ｚ軸レール７２は電気的に絶縁された状態でレール７３に取り付けられている。Ｚ軸レール７２はＹ軸案内溝７４に沿ってＹ軸方向に摺動自在となっている。レール７３は電気的に絶縁された状態でレール７５に取り付けられている。レール７３はＸ軸案内溝７６に沿ってＸ軸方向に摺動自在となっている。レール７５は、その一端が台座９０の主面から立設する支柱７９に固定されている。以上の構成を有する切断部移動機構７０によれば、切断部７が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自在に移動可能となっている。

【0024】

捕集部移動機構８０、ノズル移動機構５０及び切断部移動機構７０は、制御部（不図示）と電気的に接続されており、制御部に入力された移動軌道のデータや、操作者がコントローラーを介して制御部に入力した操作信号に基づき、捕集部４０、ノズル２０及び切断部７を移動させることが可能になされている。制御部には、移動軌道のデータが入力されているか、又は入力可能になされている。制御部への移動軌道のデータの入力は、ＵＳＢメモリ等の記録媒体を介して入力可能であってもよいし、インターネットやイントラネット等のネットワークを介して入力可能であってもよい。

【0025】

本実施形態の電界紡糸装置１００Ａにおいては、ノズル移動機構５０の支柱５９と切断部移動機構７０の支柱７９とが共通の支持部である台座９０によって支持されている。つまり、ノズル移動機構５０と切断部７とが共通の支持部によって支持されている。その結果、電界紡糸装置１００Ａは、ノズル移動機構５０によってノズル２０を三軸方向に自在に移動させながら捕集部４０上にナノファイバＦを堆積させてナノファイバシート１０を製造する製造部と、切断部移動機構７０によって切断部７を三軸方向に自在に移動させながらナノファイバシート１０を所定形状の輪郭に切断する切断部とを単一の装置内に備えているので、装置全体がコンパクトなものとなる。コンパクトである利点を活かして、本実施形態の電界紡糸装置１００Ａを、例えばナノファイバシートを販売する店頭等に気軽に設置することができ、顧客の要望に応じ、その場で所望形状の輪郭を有するナノファイバシートを提供することができる。

【0026】

ノズル移動機構５０と切断部７とが共通の支持部によって支持されているとは、該支持部を移動させることで、ノズル移動機構５０及び切断部７も同時に移動するように、ノズル移動機構５０及び切断部７が支持部に取り付けられていることをいう。したがって、支持部を移動させたときにノズル移動機構５０及び切断部７の何れか一方のみが移動し、他方は移動しないような場合には、ノズル移動機構５０及び切断部７は共通の支持部に支持されていない。

【0027】

電界紡糸装置１００Ａを用いたナノファイバシート１０の製造方法の好ましい一実施態様を、ナノファイバ層と基材層とを有するナノファイバシートの製造を例にとり説明する。先ず、捕集部４０上に基材層を配置する。制御部（不図示）から送られる操作信号に基づき、捕集部移動機構８０を作動させて、捕集部４０を所定の位置に移動させる。次に、ノズル２０と捕集部４０との間に電界を生じさせた状態で、ノズル２０に原料液Ｌを供給し、該ノズルから原料液Ｌを吐出させる。原料液Ｌを吐出させている間、制御部（不図示）から送られる操作信号に基づきノズル移動機構５０を作動させてノズル２０を移動させる。吐出された原料液Ｌは、基材層に到達するまでに原料液Ｌに含まれる溶媒を蒸発しつつ、ナノファイバＦを形成しながら捕集部４０に引き寄せられるように紡糸される。ナノファイバＦは捕集部４０に配された基材層上に堆積し、ナノファイバＦの堆積物を形成する。この堆積物がナノファイバ層となる。

【0028】

次いで、制御部（不図示）から送られる操作信号に基づき、切断部移動機構７０を作動させて切断部７を移動させながら、切断部７からレーザー光を照射してナノファイバシート１０を切断する。これにより、所望の平面視形状のナノファイバシート１０が形成される。切断部７は、レーザー光の照射条件等に応じ、基材層上のナノファイバ層のみを切断するか、堆積したナノファイバ層の周縁よりも外方に位置する基材層のみを切断するか、又は基材層及びナノファイバ層を備えるナノファイバシート１０全体を切断するように構成されている。

【0029】

ナノファイバシート１０の成形性の観点から、ノズル２０、切断部７及び捕集部４０の少なくとも一つは、一定速度で移動させることが好ましい。ノズル２０、切断部７又は捕集部４０の移動速度は、好ましくは５ｍｍ／秒以上、より好ましくは５０ｍｍ／秒以上であり、また好ましくは１０００ｍｍ／秒以下、より好ましくは１５０ｍｍ／秒以下であり、また好ましくは５ｍｍ／秒以上１０００ｍｍ／秒以下であり、より好ましくは５０ｍｍ／秒以上１５０ｍｍ／秒以下である。

【0030】

ナノファイバＦを捕集部４０上に堆積させるときには、ノズル２０を移動させる代わりに、捕集部４０を移動させることができる。或いは、ノズル２０及び捕集部４０の双方を移動させることもできる。ノズル２０及び捕集部４０の双方を移動させながらナノファイバ層を形成することには、ナノファイバ層の形状を任意の形状に調整し易くなるという利点がある。

【0031】

本実施形態の電界紡糸装置１００Ａは、店頭等に設置することを考慮して、その全体がカバーで覆われていることが好ましい。カバーには一部に透明部が設けられていることが好ましい。該透明部は、意図せず漏出するレーザー光を減衰させる観点から、レーザー光の波長の光を吸収し易い材料、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂又はガラス等から構成されていることが好ましい。

【0032】

電界紡糸装置１００Ａの全体がカバーで覆われているときには、店頭等に設置することを考慮して、レーザー光を照射してナノファイバシート１０を切断するときの焦げの臭いを脱臭する集塵脱臭機構を具備していることが好ましい。

【0033】

次に、本発明の装置を用いて得られるナノファイバシート１０について説明する。
ナノファイバシート１０におけるナノファイバ層は、高分子化合物のナノファイバを含む層である。本明細書においてナノファイバとは、その太さを円相当直径で表した場合、一般に１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下のものである。ナノファイバの太さは、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によって、繊維を１００００倍に拡大して観察し、その二次元画像から欠陥（ナノ繊維の塊、ナノ繊維の交差部分、ポリマー液滴）を除いた繊維を任意に１０本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引き繊維径を直接読み取ることで測定することができる。

【0034】

原料液Ｌとしては、繊維形成可能な高分子化合物を溶媒に溶解又は分散させた溶液を用いることができる。原料液Ｌには前記高分子化合物以外に、無機物粒子、有機物粒子、植物エキス、界面活性剤、油剤、イオン濃度を調整するための電解質等を適宜配合することができる。原料液Ｌの溶媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、グリコール等が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は複数混合して用いることができる。

【0035】

基材層を有する場合、基材層としては、例えばポリオレフィン系の樹脂やポリエステル系の樹脂を始めとする合成樹脂製のフィルムや、不織布等の繊維シートを用いることができる。基材層の厚さは、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、また好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下であり、また好ましくは５μｍ以上２０ｍｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上１５ｍｍ以下である。

【0036】

次に、本発明のナノファイバシートを製造する製造装置の第２実施形態の電界紡糸装置について、図２を参照しながら説明する。第２実施形態に係る電界紡糸装置１００Ｂについては、第１実施形態に係る電界紡糸装置１００Ａと異なる点について説明する。特に説明しない点については、第１実施形態に係る電界紡糸装置と同様であり、該電界紡糸装置の説明が適宜適用される。

【0037】

上述の電界紡糸装置１００Ａは、ノズル移動機構５０と、ノズル移動機構５０とは別に切断部移動機構７０とを備えていたが、第２実施形態に係る電界紡糸装置１００Ｂにおいては、切断部７がノズル移動機構５０に取り付けられている。

【0038】

図２に示す電界紡糸装置１００Ｂにおいては、台座９０の中央部に捕集部移動機構８０が載置されている。また台座９０の周縁部にノズル移動機構５０が配置されている。電界紡糸装置１００Ｂのノズル移動機構５０は、ノズル２０を保持するスライダ５１と、レール５３，５５と、Ｚ軸レール５２とを備えている。スライダ５１は、Ｚ軸レール５２の表面に形成された案内溝５７に嵌め込まれている。スライダ５１は、ノズル２０と、それ以外に切断部７とを保持している。ノズル移動機構５０によれば、スライダ５１が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自在に移動可能となっている。その結果、ノズル２０及び切断部７が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自在に移動可能となっている。

【0039】

本実施形態の電界紡糸装置１００Ｂにおいては、ノズル２０及び切断部７が、ノズル移動機構５０を構成するスライダ５１に支持されている。つまり、ノズル移動機構５０と切断部７とが共通の支持部によって支持されている。その結果、ノズル移動機構５０によってノズル２０及び切断部７を三軸方向に自在に移動させることができる。電界紡糸装置１００Ｂは、ナノファイバシート１０を製造する製造部と、ナノファイバシート１０を所定形状の輪郭に切断する切断部とを同じノズル移動機構５０内に備えているので、装置全体が更にコンパクトなものとなる。

【0040】

電界紡糸装置１００Ｂを用いたナノファイバシート１０の製造方法においては、上述の電界紡糸装置１００Ａと同様に、制御部（不図示）から送られる操作信号に基づき、ノズル移動機構５０を作動させてノズル２０を移動させながら、ノズル２０から原料液Ｌを吐出させ、捕集部４０に配された基材層上にナノファイバ層を形成してナノファイバシート１０を製造する。次いで、制御部（不図示）から送られる操作信号に基づき、ノズル移動機構５０を作動させて切断部７を移動させながら、切断部７からレーザー光を照射してナノファイバシート１０を切断し、所望の形状のナノファイバシート１０が形成される。

【0041】

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。
例えば、図１及び図２に図示されている台座９０は、単一の部材で構成されていたが、これに代えて、二以上の部材が任意の連結手段ないし締結手段によって連結されて、実質的に単一部材とみなせる状態になっていてもよい。

【0042】

上述の電界紡糸装置１００Ａ及び電界紡糸装置１００Ｂは、図１及び図２に示すように、共にノズル移動機構５０を備えていたが、本発明の装置は、ノズル移動機構５０を備えておらず、ノズル２０が装置内の別支持部に固定されていてもよい。ノズル２０が固定されているときには、切断部移動機構７０及び捕集部移動機構８０のうち、少なくとも捕集部移動機構８０を備える必要がある。ノズル２０が固定されている装置としては、ノズル２０に対向して配置された台座９０と、台座９０の中央部に載置された捕集部移動機構８０と、台座９０の周縁部に配置された切断部移動機構７０とを備え、捕集部移動機構８０と切断部移動機構７０とが共通の支持部である台座９０によって支持されている装置が挙げられる。このような装置も装置全体が非常にコンパクトなものとなる。またノズル２０が固定されているコンパクトな装置としては、ノズル２０に対向して配置された台座９０と、台座９０の中央部に載置された捕集部移動機構８０と、台座９０の周縁部に立設する支柱に固定された切断部７とを備え、捕集部移動機構８０と切断部７とが共通の支持部である台座９０によって支持されている装置が挙げられる。

【0043】

図１に示すように、上述の電界紡糸装置１００Ａは、台座９０の中央部に載置された捕集部移動機構８０と、台座９０の周縁部に互いに対向するように配置されたノズル移動機構５０及び切断部移動機構７０とを備えているが、本発明の装置は、ノズル移動機構５０を有する一方、捕集部移動機構８０を有しておらず、台座９０の中央部に捕集部４０が固定されていてもよい。また、捕集部移動機構８０を有する一方、切断部移動機構７０を有しておらず、台座９０の周縁部に立設する支柱に切断部７が固定されていてもよい。これらの装置においても、ノズル移動機構５０と切断部７とが、共通の支持部である台座９０によって支持されており、装置全体が非常にコンパクトなものとなる。

【0044】

図２に示すように、上述の電界紡糸装置１００Ｂは、台座９０の中央部に載置された捕集部移動機構８０と、台座９０の周縁部に配置されたノズル移動機構５０とを備え、ノズル移動機構５０にノズル２０及び切断部７が取り付けられているが、本発明の装置は、ノズル移動機構５０を有する一方、捕集部移動機構８０を有しておらず、台座９０の中央部に捕集部４０が固定されていてもよい。このような装置においても、ノズル２０と切断部７とが、共通の支持部であるノズル移動機構５０によって支持されており、装置全体が非常にコンパクトなものとなる。また、捕集部移動機構８０を有する一方、切断部移動機構７０を有しておらず、台座９０の周縁部に立設する支柱にノズル２０及び切断部７が固定されていてもよい。このような装置においても、ノズル移動機構５０と切断部７とが、共通の支持部である台座９０によって支持されており、装置全体が非常にコンパクトなものとなる。

【0045】

図１に示すように、上述の電界紡糸装置１００Ａは、台座９０の中央部に載置された捕集部移動機構８０と、台座９０の周縁部に互いに対向するように配置されたノズル移動機構５０及び切断部移動機構７０とを備えているが、本発明の装置は、ノズル移動機構５０及び捕集部移動機構８０を有する一方、切断部移動機構７０を有しておらず、台座９０の周縁部に立設する支柱に切断部７が固定されていてもよい。このような装置においても、ノズル移動機構５０と切断部７とが、共通の支持部である台座９０によって支持されており、装置全体が非常にコンパクトなものとなる。

【0046】

図１及び図２に示すように、上述の電界紡糸装置１００Ａ及び電界紡糸装置１００Ｂは、ノズル２０に電圧を印加する電源である電圧印加部３２を備えているが、電圧印加部３２の代わりに、特開２０１７－３１５１７号公報に記載の電界紡糸装置１Ａのように、ノズル２１を備えた原料噴射部２と、ノズル２１に対向するように配され且つ該ノズル２１との間に電界を生じさせる凹曲面の対向電極３と、ノズル２１と対向電極３との間に電圧を印加する電源である電圧発生部４とを備えていてもよい。原料噴射部２を備えていれば、捕集部４０に向かって空気流を吹き付けながら、捕集部４０に配された基材層上にナノファイバＦを堆積させることが可能となる。

【符号の説明】

【0047】

１００Ａ，１００Ｂ 電界紡糸装置（ナノファイバシートの製造装置）
７ 切断部
１０ ナノファイバシート
２０ ノズル
３２ 電圧印加部（電源）
４０ 捕集部
５０ ノズル移動機構
７０ 切断部移動機構
８０ 捕集部移動機構
Ｆ ナノファイバ

【図1】

【図2】