JP7349319B2 - ナノファイバシートの製造装置 - Google Patents

Description

本発明はナノファイバシートの製造装置に関する。

肌に貼り付けて、シミや皺を隠蔽する化粧用シートとして、電界紡糸法によって、ナノサイズの直径の繊維を堆積させたナノファイバシートが知られている。かかるナノファイバシートは例えば、噴射装置を移動させながら、高電圧を印加した吐出口から原料液を吐出させて形成されたナノファイバを堆積させることで製造される（特許文献１参照）。

特許文献１に記載のナノファイバシートの製造においては、タンクからポンプを介して噴射装置に原料液が供給される。タンクとポンプとの間には両者を連通させる送液管が接続されている。同様に、ポンプと噴射装置との間にも、両者を連通させる送液管が接続されている。

特開２００８－１９６０６１号公報

特許文献１に記載の技術では、原料液が貯蔵されているタンクと、該原料液を噴射する噴射装置との間を送液管で接続していることから、原料液の種類を変更して別のナノファイバシートを製造するときに、タンク内や送液管内を清掃する等の手間が生じる。また、送液管を用いている分だけ装置を小型化しづらい。

したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得るナノファイバシートの製造装置を提供することにある。

本発明は、原料液を収容可能な収容部、該原料液を吐出するノズル、及び該収容部から該ノズルへ該原料液を供給する供給部を有するカートリッジ部と、
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、
前記カートリッジ部の取付部と、
前記原料液を電気的に延伸させて生成したナノファイバを集積する捕集部と、を備えたナノファイバシートの製造装置であって、
前記カートリッジ部が前記取付部に着脱可能に取り付けられており、
前記カートリッジ部が前記取付部に取り付けられた状態において、該カートリッジ部における前記供給部を駆動させるための駆動源が、該取付部に備えられている、ナノファイバシートの製造装置を提供することにより前記の課題を解決したものである。

また本発明は、原料液を収容可能な収容部、該原料液を吐出するノズル、及び該収容部から該ノズルへ該原料液を供給する供給部を有するカートリッジ部と、
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、
前記カートリッジ部の取付部と、
前記原料液を電気的に延伸させて生成したナノファイバを集積する捕集部と、を備え、
前記カートリッジ部が前記取付部に取り付けられた状態において、該カートリッジ部における前記供給部を駆動させるための駆動源が、該取付部に備えられており、
前記カートリッジ部において、前記収容部が前記供給部に着脱可能に取り付けられている、ナノファイバシートの製造装置を提供することにより前記の課題を解決したものである。

本発明によれば、原料液の交換を容易に行うことができるナノファイバシートの製造装置が提供される。

図１は、本発明に用いられるカートリッジ部の斜視図である。 図２は、図１に示すカートリッジ部の分解斜視図である。 図３は、本発明のナノファイバシートの製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 図４は、本発明のナノファイバシートの製造装置の別実施形態を示す斜視図である。

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及び図２には、本発明のナノファイバシートの製造装置に用いられるカートリッジ部１が示されている。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に示すカートリッジ部１は、原料液を収容可能な収容部２、及び原料液を吐出するノズル２０を備えている。カートリッジ部１は更に収容部２からノズル２０へ原料液を供給する供給部３を備えている。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。

収容部２は、合成樹脂製のパウチ等を始めとする各種の容器から構成されている。収容部２が例えばパウチから構成されている場合には、図１及び図２に示すとおり、同形で且つ同サイズの２枚の合成樹脂製フィルムを重ね合わせ、それらの周縁を液密に接合することで収容部を形成することができる。収容部２はその周縁部に、原料液の充填・送出が可能な開口部４を備えている。開口部４を通じて、収容部２の空間内に原料液を充填することができ、また収容部２内に充填された原料液を外部に送出することができる。

ノズル２０は細径の吐出孔（図示せず）を備えている。ノズル２０は非導電性の材料、例えば合成樹脂等から構成されている。吐出孔内には導電性を有する針状の電極（図示せず）が、該吐出孔の長手方向に沿って配置されている。電極は、ノズル２０を通じて吐出される原料液を帯電させるために用いられるものである。電極は、後述する電源に接続されている。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。ノズル２０は、その吐出孔の一端が、カートリッジ部１における供給部３と直接に連結している。直接に連結しているとは、ノズル２０と供給部３との間に、これらの部材とは別部材の供給管が介在していない状態で両者が連結していることを意味する。吐出孔の他端は外部に向けて開口している。

ノズル２０における吐出孔の横断面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、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。

供給部３は、収容部２内に収容された原料液をノズル２０へ供給する機能を有する。この目的のために、供給部３は原料液の送液機構（図示せず）を備えている。送液機構としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。例えばギアポンプを送液機構として用いることができる。ギアポンプは小型であり、且つ原料液を高い精度で定量的に送液することが可能であることから、本発明において好適に用いられる。供給部３には、送液機構を駆動させるための駆動源（これについては後述する。）と接続するための係合接続部５を有している。係合接続部５は、駆動源に備えられた被係合接続部（図示せず）と係合することによって、駆動源で発生した駆動力が送液機構に伝達されるようになっている。

供給部３は、図２に示すとおり、原料液の受け入れ部６を有している。受け入れ部６は円筒状の基部６ａを有している。受け入れ部６は更に、基部６ａの上端に連設し且つ基部６ａよりも細径の円筒状をした受液管６ｂを有している。受液管６ｂの先端は、同図中、上方に向けて開口している。カートリッジ部１の使用状態においては、受け入れ部６が、収容部２に設けられた開口部４内に挿入されて、該収容部２が供給部３に着脱可能に取り付けられるようになっている。詳細には、受け入れ部６が開口部４内に挿入された状態においては、受液管６ｂの先端が収容部２における原料液の収容空間にまで到達して、該原料液を供給部３に供給できるようになっている。また基部６ａが開口部４と液密に嵌合し、収容部２と供給部３との結合状態が維持されるようになっている。このように、収容部２が供給部３に取り付けられた状態においては、収容部２と供給部３とが直接に連結している。直接に連結しているとは、収容部２と供給部３との間に、これらの部材とは別部材の供給管が介在していな状態で両者が連結していることを意味する。

カートリッジ部１が上述の構成を有することで、本実施形態においては、原料液の種類を変更して別のナノファイバシートを製造するときに、収容部２を取り外して、別の原料液を収容した収容部２を取り付けるだけの簡単な操作を行うだけで済むという利点がある。しかも、比較的高価な部材であるノズル２０の再使用が可能となるので経済的でもある。その上、収容部２と供給部３とが直接に連結しており、且つ供給部３とノズル２０とも直接に連結しているので、カートリッジ部１を交換して別の原料液を用いるときに、該カートリッジ部１内における原料液の流路の洗浄を簡便に行えるという利点もある。

図３には、図１及び図２に示すカートリッジ部１を備えたナノファイバシートの製造装置の一実施形態が模式的に示されている。図３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、ノズル２０を備えたカートリッジ部１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、原料液を電気的に延伸させて生成したナノファイバＦを集積する捕集部４０と、ノズル２０を含むカートリッジ部１全体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。

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。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ようになっている。

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。

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。

切断部７として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、例えば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。

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。

電界紡糸装置１００Ａは台座９０を具備している。台座９０は、非導電性材料又は導電性材料から構成され得る。台座９０は、平面視して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３に示すとおり、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、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。

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る。

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を含むカートリッジ部１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、カートリッジ部１を着脱可能に取り付けるスライダ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、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、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、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Ｙ軸レール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。Ｙ軸レール５５は電気的に絶縁された状態でＸ軸レール５３に取り付けられている。Ｙ軸レール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。Ｘ軸レール５３は、その一端が台座９０の主面に立設された支柱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を含むカートリッジ部１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。

ノズル移動機構５０においては、上述のとおり、カートリッジ部１がスライダ５１に着脱可能に取り付けられている。つまりスライダ５１は、カートリッジ部１の昇降手段として用いられているだけでなく、カートリッジ部１の取付部としても用いられている。カートリッジ部１の取付部であるスライダ５１には、該カートリッジ部１における供給部３（図１及び図２参照）を駆動させるための駆動源８が備えられている。駆動源８には、供給部３に備えられた係合接続部５（図１及び図２参照）と係合する被係合接続部（図示せず）が備えられている。カートリッジ部１が、その取付部としてのスライダ５１に取り付けられた状態においては、供給部３の係合接続部５と、駆動源８の被係合接続部（図示せず）とが係合して、駆動源８によって発生した駆動力が供給部３に伝達されるようになっている。

上述したとおり、本実施形態においてはカートリッジ部１がスライダ５１に着脱可能に取り付けられているので、原料液の種類を変更して別のナノファイバシートを製造するときに、カートリッジ部１をスライダ５１から取り外して、別の原料液を収容したカートリッジ部１を取り付けるだけの簡単な操作を行うだけで、新たなナノファイバシートを製造できる利点がある。この利点は、カートリッジ部１において、収容部２が供給部３から着脱不能になっている場合に特に顕著なものとなる。

カートリッジ部１は、その取付部であるスライダ５１に着脱可能に電気的に絶縁した状態で取り付けられている。こうすることで、カートリッジ部１に備えられたノズル２０に高電圧を印加した場合であっても、意図しない放電を効果的に抑制することができる。

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、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。Ｙ軸レール７３は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸案内溝７４を有している。Ｘ軸レール７５は、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Ｙ軸レール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。Ｙ軸レール７３は電気的に絶縁された状態でＸ軸レール７５に取り付けられている。Ｙ軸レール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。Ｘ軸レール７５は、その一端が台座９０の主面に立設された支柱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。

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、カートリッジ部１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。

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とが共通の支持部材である台座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とが共通の支持部材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ことになる。したがって本実施形態の電界紡糸装置１００Ａは、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。

ノズル移動機構５０と切断部７とが共通の支持部材によって支持されているとは、該支持部材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が支持部材に取り付けられていることをいう。したがって、支持部材を移動させたときにノズル移動機構５０及び切断部７のいず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は共通の支持部材に支持されていない。

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（図示せず）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に原料液を供給し、該ノズルから原料液を吐出させる。原料液を吐出させている間、制御部（図示せず）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。吐出された原料液は、基材層に到達するまでに原料液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の堆積体を形成する。この堆積体がナノファイバ層となる。

次いで、制御部（図示せず）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。

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。

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。

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。

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。

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。

原料液としては、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。

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。

図４には、本発明のナノファイバシートの製造装置の別の実施形態が示されている。同図に示す実施形態については、図１ないし図３に示す実施形態と異なる点について説明し、特に説明しない点については、図１ないし図３に示す実施形態についての説明が適宜適用される。

図１ないし図３に示す電界紡糸装置１００Ａは、ノズル移動機構５０と、該ノズル移動機構５０とは別に切断部移動機構７０とを備えていたが、本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。

図４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を含むカートリッジ部１が着脱可能に取り付けられるスライダ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、カートリッジ部１と切断部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を含むカートリッジ部１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。

本実施形態の電界紡糸装置１００Ｂにおいては、ノズル２０を含むカートリッジ部１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とが共通の支持部材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。

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。例えば前記の各実施形態においては、カートリッジ部１の取付部であるスライダ５１は三軸の移動機構に取り付けられていたが、これに代えて少なくとも一軸の移動機構に取り付けられていればよい。同様に、捕集部４０及びスライダ７１も、少なくとも一軸の移動機構に取り付けられていればよい。

また、前記の各実施形態の装置における台座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。

また、前記の各実施形態の装置はノズル移動機構５０を備えていたが、これに代えて、ノズル移動機構５０を用いず、ノズル２０を含むカートリッジ部１が装置内の別の支持部材に移動不能に固定されていてもよい。この実施形態の装置は、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が移動不能に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とが共通の支持部材である台座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が移動不能に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の周縁部に立設された支柱に移動不能に固体された切断部７とを備え、捕集部移動機構８０と切断部７とが共通の支持部材である台座９０によって支持されている装置が挙げられる。

図３に示す実施形態の電界紡糸装置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、これに代えて、電界紡糸装置は、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が固定されている構成であってもよい。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が固定されている構成であってもよい。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、共通の支持部材である台座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。

図４に示す実施形態の電界紡糸装置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を含むカートリッジ部１及び切断部７が取り付けられているが、これに代えて、電界紡糸装置は、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が固定されている構造であってもよい。このような装置においても、ノズル２０と切断部７とが、共通の支持部材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が固定されている構成であってもよい。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、共通の支持部材である台座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。

更に、前記の各実施形態の電界紡糸装置は、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、これに代えて、電界紡糸装置は、特開２０１７－３１５１７号公報に記載されているように、ノズルを備えた原料噴射部と、ノズルに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凹曲面の対向電極と、ノズルと対向電極との間に電圧を印加する電源である電圧発生部とを備えていてもよい。同公報に記載の装置によれば、捕集部に向かって空気流を吹き付けながら、該捕集部に配された基材層上にナノファイバを堆積させることが可能となる。

１ カートリッジ部
２ 収容部
３ 供給部
４ 開口部
５ 係合接続部
６ 原料液の受け入れ部
７ 切断部
１０ ナノファイバシート
２０ ノズル
３２ 電圧印加部
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
１００Ａ，１００Ｂ 電界紡糸装置
Ｆ ナノファイバ

Claims (8)

1. 原料液を収容可能な収容部、該原料液を吐出するノズル、及び該収容部から該ノズルへ該原料液を供給する供給部を有するカートリッジ部と、
   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、
   前記カートリッジ部の取付部と、
   前記原料液を電気的に延伸させて生成したナノファイバを集積する捕集部と、を備えたナノファイバシートの製造装置であって、
   前記カートリッジ部が前記取付部に着脱可能に取り付けられており、
   前記カートリッジ部が前記取付部に取り付けられた状態において、該カートリッジ部における前記供給部を駆動させるための駆動源が、該取付部に備えられている、ナノファイバシートの製造装置。
2. 原料液を収容可能な収容部、該原料液を吐出するノズル、及び該収容部から該ノズルへ該原料液を供給する供給部を有するカートリッジ部と、
   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、
   前記カートリッジ部の取付部と、
   前記原料液を電気的に延伸させて生成したナノファイバを集積する捕集部と、を備え、
   前記カートリッジ部が前記取付部に取り付けられた状態において、該カートリッジ部における前記供給部を駆動させるための駆動源が、該取付部に備えられており、
   前記カートリッジ部において、前記収容部が前記供給部に着脱可能に取り付けられている、ナノファイバシートの製造装置。
3. 前記カートリッジ部において、前記収容部が前記供給部に着脱可能に取り付けられている請求項１に記載の製造装置。
4. 前記取付部が、少なくとも一軸の移動機構からなる請求項１ないし３のいずれか一項に記載の製造装置。
5. 前記捕集部が少なくとも一軸の移動機構を備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載の製造装置。
6. 前記カートリッジ部は前記取付部に電気的に絶縁した状態で取り付けられている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の製造装置。
7. 前記取付部と、前記捕集部と、前記電源とが、共通の支持部によって支持されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の製造装置。
8. 前記カートリッジ部において、前記収容部と、前記供給部と、前記ノズルとが直接に連結している請求項１ないし７のいずれか一項に記載の製造装置。

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