不織布製造装置、および、不織布製造方法
【課題】原料液がよどまないテーラーコーンを発生させて繊維を生成し、当該繊維が用いられた不織布を製造する。
【解決手段】原料液３００を空間中で電気的に延伸させることで生成されるナノファイバ３０１が用いられた不織布を製造するための不織布製造装置１００であって、原料液３００が流出する際に形成されるテーラーコーン３０３の底面積と同程度の開口面積を有する流出孔１１８を備える流出体１０１と、流出孔１１８を通過する原料液３００の上流側に、流出孔１１８と連通状態で配置され、流出孔１１８を通過する原料液３００の流量を低下させる絞り手段１１０と、流出体１０１から流出する原料液３００に電荷を付与して帯電させる帯電手段１０２とを備える。
【解決手段】原料液３００を空間中で電気的に延伸させることで生成されるナノファイバ３０１が用いられた不織布を製造するための不織布製造装置１００であって、原料液３００が流出する際に形成されるテーラーコーン３０３の底面積と同程度の開口面積を有する流出孔１１８を備える流出体１０１と、流出孔１１８を通過する原料液３００の上流側に、流出孔１１８と連通状態で配置され、流出孔１１８を通過する原料液３００の流量を低下させる絞り手段１１０と、流出体１０１から流出する原料液３００に電荷を付与して帯電させる帯電手段１０２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、静電延伸現象により生成される、ミクロンオーダー、サブミクロンオーダーまたはナノオーダーの細さである繊維が用いられた不織布を製造する不織布製造装置、不織布製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂などから成り、サブミクロンスケールやナノスケールの直径（繊維径）を有するナノファイバと称される糸状（繊維状）物質を生成する方法として、静電延伸現象（エレクトロスピニング）を用いた方法が知られている。
【０００３】
この静電延伸現象とは、溶媒中に樹脂などの溶質を分散または溶解させた原料液を空間中にノズルなどにより流出（噴射）させるとともに、原料液に電荷を付与して帯電させ、空間を飛行中の原料液を電気的に延伸させることにより、ナノファイバを得る方法である。
【０００４】
より具体的に静電延伸現象を説明すると次のようになる。すなわち、帯電され空間中に流出された原料液は、空間を飛行中に徐々に溶媒が蒸発していく。これにより、飛行中の原料液の体積は、徐々に減少していくが、原料液に付与された電荷は、原料液に留まる。この結果として、空間を飛行中の原料液は、電荷密度が徐々に上昇することとなる。そして、溶媒は、継続して蒸発し続けるため、原料液の電荷密度がさらに高まり、原料液の中に発生する反発方向のクーロン力が原料液の表面張力より勝った時点で原料液が爆発的に線状に延伸される現象が生じる。これが静電延伸現象である。この静電延伸現象が、空間において次々と幾何級数的に発生することで、直径がサブミクロンからナノオーダーの樹脂から成るナノファイバ生成される。
【０００５】
以上のような静電延伸現象を用いてナノファイバを生成する場合、例えば、特許文献１に記載の装置のように、マトリクス状に並べられた小径の流出孔を備える流出体から原料液を空間中に流出させた後、紐形状で空間中を飛翔する原料液に静電延伸現象を発生させてナノファイバを生成することが行われている。そして、前記流出体は原料液を貯留できる容器状であり、流出孔は流出体の底部に鉛直方向に沿って設けられている。
【０００６】
従って、前記流出孔の径は、粘性や表面張力によって原料液が流出孔から落ちない程度の径としなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来の流出孔から原料液が空間中に流出するに際し、原料液が流出孔の断面形状のまま流出するのではなく、流出孔の先端部にあたる開口部周縁に付着して一旦広がり、広がった部分から流れの方向に向かって徐々に細くなって流出する現象が発生する場合がある。この現象が発生した際の開口部周縁に付着して広がった部分を底面とする紡錘形状や円錐形状となって流出体から垂れ下がる原料液の部分は、一般的にテーラーコーンと称されている。
【０００９】
このテーラーコーンが発生するとテーラーコーンの先端部分に電荷が集中しやすくなって原料液を良好な状態で帯電させることができ、また、最終的に空間中に流出する原料液の径が小さくなるため、繊維径の細い高品質なナノファイバを生成することが可能となる。
【００１０】
しかし、流出孔の開口部の径よりもテーラーコーンの底面が大きいため、テーラーコーンの外周部分に原料液の流出速度が遅かったり、乱流となるよどみが発生することがある。このようにテーラーコーンによどみが発生すると、外気と接触する部分から溶媒が蒸発し、テーラーコーンの中で溶質が固化して落下する。このように固化して落下した溶質は、製造されたナノファイバに付着し、パーティクルとなり、ナノファイバの品質を著しく低下させる要因となる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本願発明者は、鋭意研究と実験の結果、テーラーコーンの底面積は、主として原料液の粘度と流量とで決定され、流出孔の径には依存しないことを見出すに至った。
【００１２】
そしてさらに、ナノファイバ等の繊維の製造に必要な原料液の粘度と流量とを維持しつつ、当該条件で発生するテーラーコーンによどみが発生しにくい流出体の構造を見出すに至った。
【００１３】
本願発明は、上記知見に基づきなされたものであり、よどみのない、または、少ないテーラーコーンを発生させることで、高品質の繊維を生成し、生成した高品質の繊維が用いられた不織布を製造することのできる不織布製造装置、および、不織布製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる不織布製造装置は、原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造する不織布製造装置であって、原料液が流出する際に形成されるテーラーコーンの底面積と同程度の開口面積を有する流出孔を備える流出体と、前記流出孔を通過する原料液の上流側に、前記流出孔と連通状態で配置され、前記流出孔を通過する原料液の流量を低下させる絞り手段と、前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電手段とを備えることを特徴としている。
【００１５】
これによれば、絞り手段を備えることで原料液の流量が低くなる方向に原料液の上流側で調整可能になることにより流出孔の開口面積とテーラーコーンの底面積と同程度にすることができる。従って、テーラーコーンにおけるよどみの発生が抑制され、テーラーコーンの内部全体が一方向に向かって流れることとなる。つまり、テーラーコーンによる、ナノファイバ等の繊維の品質に寄与する効果を享受しつつ、テーラーコーン内部で溶質が固化することを回避することが可能となる。
【００１６】
また、前記流出体は、原料液の流れの流出孔の上流側に前記絞り手段が取り付けられる取付部を備え、前記絞り手段は、前記取付部に着脱可能に取り付けられることとしてもよい。
【００１７】
これによれば、流出体から絞り手段を取り外して目詰まりの除去などのメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００１８】
さらに、前記絞り手段とは原料液の流量を低下させる度合いが異なり、前記取付部に着脱可能に取り付けられる第二絞り手段を備えてもよい。
【００１９】
これによれば、製造する繊維の種類を変更する場合や、湿度や温度など環境が変わった場合に、条件に適した絞り手段を選定することができ、製造される繊維の品質の安定を容易に実現することが可能となる。
【００２０】
また、記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置されたテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有することで、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制するテーラーコーン抑制部を備えるとしてもよい。
【００２１】
これによれば、流出孔の開口部を囲むように配置されたテーラーコーン抑制部により、原料液の当該開口部の周縁への濡れ広がりが抑制され、その結果、テーラーコーンの底面が不要に大きくなるようなことが防止される。すなわち、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止される。
【００２２】
また、テーラーコーン抑制部は、例えば、流出孔の開口部の周縁領域にフッ素等の原料液に対する濡れ性の低い素材をコーティングすることで実現できる。また、テーラーコーン抑制部は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等の濡れ性の低い素材で構成された板体に開口部と同じサイズの孔を設けたものを当該周縁領域に貼り付けることでも実現できる。
【００２３】
また、前記流出体は、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部を有し、前記テーラーコーン抑制部は、所定の濡れ性を有する素材で構成されていることにより、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制するとしてもよい。
【００２４】
これによれば、流出孔の開口部自体が、所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部により形成されている。言い換えると、開口部と、テーラーコーンの底面の広がりを抑制する素材とが乖離することがない。その結果、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止されるとともに、例えばテーラーコーンの形状を適正に保つための機能がより安定定に発揮される。
【００２５】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる不織布製造方法は、原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造する不織布製造方法であって、原料液を流出させる流出孔と、原料液の流れの上流側に前記流出孔と連通状態で配置され原料液の流量を低下させる絞り手段とを備える流出体から流出する原料液の流出量を、前記流出体から突出状に形成されるテーラーコーンの底面積が前記流出孔の開口面積に一致するように調整する調整ステップと、前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電ステップとを含むことを特徴としている。
【００２６】
これによれば、流出孔の開口面積にテーラーコーンの底面積を一致させた状態で、不織布を構成する繊維の生成を行うことができる。従って、原料液がよどんで溶質が固化しパーティクルが発生することを可及的に抑制できる。従って、高品質の不織布を安定して製造することが可能となる。
【００２７】
また、前記調整ステップは、前記流出体に印加する電圧も調整してテーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させてもよい。
【００２８】
これによれば、複数のパラメータを調整してテーラーコーンの底面積を調整することができるため、製造される繊維の種類や環境に応じてきめ細かな調整をすることが可能となる。
【００２９】
また、前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置され、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させるとしてもよい。
【００３０】
これによれば、流出孔の開口部の周縁に配置されたテーラーコーン抑制部が有する濡れ性の低さを利用して、原料液の開口部の周縁への濡れ広がりを抑制することができる。つまり、テーラーコーンの底面が不要に大きくなるようなことが防止され、これにより、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止される。
【００３１】
また、前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させるとしてもよい。
【００３２】
これによれば、開口部自体を形成するテーラーコーン抑制部が有する濡れ性の低さを利用して、原料液の開口部の周縁への濡れ広がりを抑制することができる。つまり、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止されるとともに、例えばテーラーコーン抑制部を安定して機能させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本願発明によれば、テーラーコーンを発生させつつ、テーラーコーンが原因となるパーティクルの発生を可及的に抑制し、品質の高い繊維を生成することが可能となる。その結果、高品質な不織布を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、不織布製造装置の全体を模式的に示す斜示図である。
【図２】図２は、流出体を切り欠いて示す斜示図である。
【図３】図３は、流出体から原料液が流出している状態を流出体の先端部側から示す斜示図である。
【図４】図４は、流出孔近傍をＹＺ平面で切断して示す平面図である。
【図５】図５は、流出体から絞り手段を取り外した状態を切り欠いて示す斜示図である。
【図６】図６は、絞り手段と第二絞り手段とを並べて示す斜示図である。
【図７】図７は、変形例１における流出体の部分的な断面を示す図である。
【図８】図７は、テーラーコーン抑制部の濡れ性を説明するための図である。
【図９Ａ】図９Ａは、変形例１における先端部を下方から見た図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、変形例１における先端部を斜め下方から見た図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、板体であるテーラーコーン抑制部と先端部とを斜め下方から見た図である。
【図１０】図１０は、分離して配置されたテーラーコーン抑制部を下方から見た図である。
【図１１】図１１は、変形例２における流出体の部分的な断面の第一の例を示す図である。
【図１２】図１２は、変形例２における流出体の部分的な断面の第二の例を示す図である。
【図１３】図１３は、変形例２における流出体の部分的な断面の第三の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、本願発明に係る不織布製造装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る不織布製造装置の一例を示したものに過ぎない。従って、本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００３６】
図１は、不織布製造装置の全体を模式的に示す斜示図である。
【００３７】
不織布製造装置１００は、原料液３００を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造する装置である。本実施の形態では、不織布製造装置１００は、原料液３００を空間中で電気的に延伸させることでナノファイバ３０１を生成し、生成したナノファイバ３０１を用いて不織布を製造する。
【００３８】
同図に示すように、不織布製造装置は、流出体１０１と、帯電手段１０２とを備えている。さらに、不織布製造装置１００は、収集手段１０３と、誘引手段１０４と、原料供給手段１０５とを備えている。
【００３９】
図２は、流出体を切り欠いて示す斜示図である。
【００４０】
図３は、流出体から原料液が流出している状態を流出体の先端部側から示す斜示図である。
【００４１】
これらの図に示すように、流出体１０１は、原料液３００を空間中に流出させる流出孔１１８を備え、絞り手段１１０が取り付けられる部材である。また、流出体１０１は、本実施の形態では、流出する原料液３００に電荷を供給する電極としても機能しており、原料液３００と接触する部分の少なくとも一部は導電性を備えた部材で形成されている。
【００４２】
本実施の形態の場合、流出体１０１は、全体が金属で形成されており、長手方向（Ｙ軸方向）に垂直な面（ＸＺ面）で切断した断面形状が逆三角形のＹ軸方向に延びて配置される棒状の部材であり、Ｚ軸方向に延びて配置される複数の流出孔１１８が一列に配置され、内部に全ての流出孔１１８と連通する貯留槽１１３とを備えている。
【００４３】
また流出体１０１は、流出孔１１８の先端の開口部１１９の周囲の全てにわたって表面が滑らかな面（本実施の形態の場合、平面）の先端部１１６と、先端部１１６から連続して立ち上がる表面が滑らかな面（本実施の形態の場合、平面）の側面部１１７とを備えている。
【００４４】
先端部１１６は、複数存在する開口部１１９の間を滑らかな面でつなげているため、複数のノズルを並べたときに発生する電界干渉を抑制することが可能となる。また、開口部１１９と開口部１１９との間の領域で発生するイオン風を抑制することができる。従って、開口部１１９の間隔を狭めた状態で配置しても、良好にナノファイバ３０１を生成することができるため、単位時間、単位面積あたりのナノファイバ３０１の生産量を向上させることが可能となる。
【００４５】
側面部１１７は、流出孔１１８を挟むように配置される二つの面であり、先端部１１６から延設され、起立状態で配置される流出体１０１の部分である。また、側面部１１７は、流出体１０１の長手方向（Ｙ軸方向）に延びた状態で設けられており、全ての流出孔１１８を二つの側面部１１７で挟むように設けられている。また、側面部１１７は、図２に示すように、先端部１１６から離れるに従い相互の間隔が広がるように配置されている。
【００４６】
流出体１０１は、側面部１１７を備えることで、イオン風の発生を抑制し、また、イオン風が発生したとしても、空間中に流出する原料液３００と交差しない方向にイオン風を飛ばせることができるため、イオン風が影響を及ぼすことなく安定した状態でナノファイバ３０１を生成することが可能となる。
【００４７】
なお、流出体１０１の形状や流出孔１１８の配置は、上記態様に限定される訳ではない。例えば、断面形状が矩形や円形等の棒形状の流出体１０１に一列に並んだ流出孔１１８を配置するものでもよい。また、箱形状の流出体１０１の底面に流出孔１１８を行列状に配置するものでもよい。また、流出孔１１８を一つ備えるノズルを配列したものを流出体１０１としてもかまわない。さらに、円筒形の流出体１０１の周壁に流出孔１１８を放射方向に配置し、流出体１０１を回転させることにより原料液３００を放射状に流出させるものでもよい。
【００４８】
貯留槽１１３は、図２に示すように、流出体１０１の内部に形成され、原料供給手段１０５（図１参照）から供給される原料液３００を貯留するタンクである。また、貯留槽１１３は、複数の流出孔１１８に接続され、流出孔１１８に同時に原料液３００を供給するものとなっている。本実施の形態の場合、貯留槽１１３は、流出体１０１に一つ設けられており、流出体１０１の一端部から他端部にわたって広く設けられ、全ての流出孔１１８と接続されている。
【００４９】
以上のように貯留槽１１３は、原料液３００を流出孔１１８の近傍で一時的に貯留し、複数の流出孔１１８に均等な圧力で原料液３００を供給する機能を備えており、これにより、各流出孔１１８から均等な状態で原料液３００を流出させることが可能となる。従って、製造されるナノファイバ３０１の品質の空間的なムラを抑制することが可能となる。
【００５０】
流出孔１１８は、原料液３００を流出体１０１から空間中に流出させるための孔であり、原料液３００が流出する際に流出体１０１の表面から垂れ下がるように形成されるテーラーコーン３０３の底面積と同程度の開口面積を有する開口部１１９を備えている（図４参照）。本実施の形態の場合、流出孔１１８の開口部１１９は円形であり、テーラーコーン３０３の底面も一般的に円形であるため、両者の径は同程度となる。
【００５１】
ここで、テーラーコーン３０３は、主として原料液３００の粘度や流量で形状が決定されるが、ナノファイバ３０１を生成する際の通常の条件の場合、テーラーコーン３０３の具体的な底面の径Ａは、おおよそ０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の範囲に収まる。従って、流出孔１１８の開口部１１９の径は、おおよそ２ｍｍ以上であることが好ましい。一方、あまり流出孔１１８の径が大きすぎると、原料液３００が流出孔１１８を満たすことなく、流出孔１１８の内壁面の一部をつたって流出してしまうため、テーラーコーン３０３が形成されず好ましくない。従って、開口部１１９の径は、１ｍｍ程度とすることが好ましく、上限値は２ｍｍとなる。
【００５２】
絞り手段１１０は、流出孔１１８を通過する原料液３００の上流側に、流出孔１１８と連通状態で配置され、流出孔１１８を通過する原料液３００の流量を低下させるものである。
【００５３】
本実施の形態の場合、図５に示すように、絞り手段１１０は、Ｙ軸方向に長い板状の部材であり、流出孔１１８と同軸上となるように配置され、原料液３００の流れを絞る絞り孔１１１を備えている。一方、流出体１０１には、原料液３００の流れの流出孔１１８の上流側に絞り手段１１０が取り付けられる取付部１１５が設けられており、絞り手段１１０は、取付部１１５に着脱可能に取り付けられるものとなっている。
【００５４】
ここで、絞り手段１１０は、流出孔１１８を通過する原料液３００の流量を絞るものであれば、特に制限されるものではない。例えば、流出孔１１８を覆う網や多孔質の部材でもかまわない。本実施の形態の場合、流出孔１１８よりも断面積の小さい絞り孔１１１が設けられている。具体的には、絞り孔１１１の断面積は流出孔１１８の断面積の５％以上、５０％以下の範囲から選定されることが好ましい。５％未満の場合、絞り孔１１１の加工や清掃が難しくなり原料液３００が詰まる可能性があるからであり、５０％より大きくすると、流量の絞りが弱くなり良好なテーラーコーン３０３が形成できなくなるからである。
【００５５】
さらに、図６に示すように、絞り手段１１０とは原料液３００の流量を低下させる度合いが異なり、取付部１１５に着脱可能に取り付けられる第二絞り手段１１４を備えてもかまわない。
【００５６】
なお、絞り手段１１０は、流出体１０１と別体ではなく、流出体１０１と一体でもかまわない。また、絞り手段１１０は、各流出孔１１８にそれぞれ対応するように複数個備えてもかまわない。
【００５７】
また、絞り孔１１１の断面積は、原料液３００の粘度が小さい程小さく設定し、原料液３００の粘度が大きい程大きく設定するものでも構わない。つまり、原料液３００の粘度に応じて絞り手段１１０を絞り孔１１１の断面積が異なる他の絞り手段１１０に交換するものでも構わない。
【００５８】
以上の様に、流出孔１１８の上流側に絞り手段１１０を設ける事で、絞り孔１１１の直後で孔径が広がる部分（流出孔１１８）で淀みが発生したとしても、その部分では原料液３００が直接空気に接触していないので、原料液３００から溶媒が蒸発して溶質か固化するなどの不具合が発生しない。更に、流出孔１１８の開口部１１９ではテーラーコーン３０３の底部が開口部１１９よりはみ出るほど大きくなり難いので、その箇所で原料液３００の淀みは発生し難い。つまり、原料液３００の淀みが発生しても、よどみの発生箇所は流出孔１１８の内方であって直接空気と接触しないので、原料液３００の固化が発生せず、固化した部分が液滴となって堆積するナノファイバ３０１に落下する等の発生を回避することが可能となる。
【００５９】
帯電手段１０２は、流出体１０１から流出する原料液３００に電荷を付与して帯電させる装置である。本実施の形態の場合、帯電手段１０２は、図１に示すように、帯電電極１２１と、帯電電源１２２とを備えている。また、流出体１０１も帯電手段１０２を構成する要素として機能している。
【００６０】
なお、原料液３００に電荷を付与する機能は、流出体１０１以外の部材に担わせてもよい。例えば、帯電手段１０２が有する電極を、原料液３００に接するように流出体１０１に取り付けることで、原料液３００に電荷を付与しもよい。
【００６１】
帯電電極１２１は、流出体１０１と所定の間隔を隔てて配置され、自身が流出体１０１に対し高い電圧もしくは低い電圧となることで、流出体１０１に電荷を誘導するための導電性を備える部材である。
【００６２】
本実施の形態の場合、帯電電極１２１は、ナノファイバ３０１を収集手段１０３に誘引する誘引手段１０４としても機能している。また、帯電電極１２１は、流出体１０１の先端部１１６と対向する位置に配置されており、帯電電源１２２を介して接地されている。一方、流出体１０１は、接地されている。従って、帯電電極１２１に正の電圧が印加されると流出体１０１には負の電荷が誘導され、原料液３００は負に帯電する。一方、帯電電極１２１に負の電圧が印加されると流出体１０１には正の電荷が誘導され、原料液３００は正に帯電する。
【００６３】
帯電電源１２２は、流出体１０１と帯電電極１２１との間に高電圧を印加して原料液３００を所望の電荷密度に帯電させることのできる電源である。帯電電源１２２は、一般には、直流電源が好ましいが交流電源の採用を妨げるものでは無い。また、帯電電源１２２は、電圧を調整できるものとなっている。
【００６４】
なお、流出体１０１に帯電電源１２２を接続して流出体１０１を帯電電極１２１に対し高い電圧もしくは低い電圧としてもかまわない。また、帯電電極１２１と流出体１０１とのいずれも接地しないような接続状態とし、帯電電源１２２の両極をそれぞれ帯電電極１２１と流出体１０１に接続してもかまわない。
【００６５】
収集手段１０３は、静電延伸現象により空間中で製造されるナノファイバ３０１を収集する装置である。収集手段１０３は、被堆積部材１３１と、被堆積部材１３１を移送することのできる移送手段１３２とを備えている。
【００６６】
被堆積部材１３１は、空間中で製造されたナノファイバ３０１を堆積状態で収集する部材である。本実施の形態の場合、被堆積部材１３１は、Ｙ軸方向を幅とする薄い帯状の長尺の部材でありロール１３３に巻き付けられた状態で供給されている。また、被堆積部材１３１は、表面に堆積したナノファイバ３０１と分離が容易なように、表面処理が施されている。
【００６７】
つまり、被堆積部材１３１から、被堆積部材１３１の表面に堆積したナノファイバ３０１を分離することで、ナノファイバ３０１が用いられた不織布が得られる。
【００６８】
移送手段１３２は、流出体１０１と被堆積部材１３１とをＹ軸方向と交差する方向（Ｘ軸方向）に相対的に移送する装置である。本実施の形態の場合、流出体１０１は固定されており、被堆積部材１３１のみを流出体１０１に対して移送するものとなっている。移送手段１３２は、長尺の被堆積部材１３１を巻き取りながらロール１３３から引き出し、堆積するナノファイバ３０１と共に被堆積部材１３１を移送して巻き取るものとなっている。
【００６９】
なお、移送手段１３２は、被堆積部材１３１を移動させるばかりではなく、流出体１０１を収集手段１０３に対して移動させるものでもかまわない。また、移送手段１３２は、被堆積部材１３１を一定方向に移送し、流出体１０１を被堆積部材１３１の移送方向と交差する方向に往復動させるもの等でもよい。また、開口部１１９の並び方向と直交する方向に収集手段１０３を移動させているが、それに限定するものではなく、開口部１１９の並び方向に被堆積部材１３１を移動させ、流出体１０１を開口部１１９の並び方向と直交する方向に往復動させるものであってもかまわない。
【００７０】
誘引手段１０４は、空間中で製造されたナノファイバを被堆積部材１３１に誘引するための装置である。誘引手段１０４は、気体流を用いてナノファイバ３０１を所定の位置に誘引する方式（気体流方式）や、空間を飛翔しているナノファイバ３０１が帯電していることを利用して、電界を発生させてナノファイバ３０１を所定の位置に誘引する方式（電界方式）を採用することができ、また、気体流方式と電界方式を併有するものでもかまわない。
【００７１】
本実施の形態の場合、図１に示すように、流出体１０１と所定距離離れた位置に流出体１０１よりも長く幅の広い板状の帯電電極１２１が誘引手段１０４の構成要素である誘引電極としても機能している。帯電電極１２１は、誘引電源としても機能する帯電電源１２２と接続されて所定の電位が印加される導電性の部材であり、帯電電極１２１から発生する電界により流出体１０１に電荷を発生させると共に、空間中のナノファイバ３０１を帯電電極１２１の方向に誘引する。また、誘引手段１０４は、吸引手段１４２を備えている。吸引手段１４２は、帯電電極１２１の厚さ方向に多数設けられた貫通孔から気体を吸い込んで気体流を発生させ、ナノファイバを所定の位置に誘引する装置である。
【００７２】
原料供給手段１０５は、図１に示すように、流出体１０１に原料液３００を供給する装置であり、原料液３００を大量に貯留する容器１５１と、原料液３００を所定の圧力で搬送するポンプ（図示せず）と、流出体１０１の貯留槽１１３に供給する原料液３００の流量（圧力）を調整する調整手段１５２とを備えている。
【００７３】
原料液３００は、ナノファイバ３０１を生成するための液状の原料であり、ナノファイバ３０１を構成する樹脂を溶質とし、当該溶質を溶解、または、分散する溶媒とを備えている。
【００７４】
前記溶質は、具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、アラミド、ポリイミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等およびこれらの共重合体等の高分子物質を例示できる。これらは、溶質として採用される樹脂の例示であり、本願発明は上記樹脂に限定されるものではない。
【００７５】
なお、原料液３００は、上記より選ばれる溶質を一種類のみ含んでいてもよく、また、複数種類を混在して含んでいてもかまわない。
【００７６】
前記溶媒は、前記溶質を溶解、または、分散できる揮発性のある有機溶剤などであり、原料液３００として採用される上記樹脂に対応して選定される。前記溶媒は、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、クロロホルム、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、ピリジン、水等を挙示することができる。これらは溶質として採用される溶剤の例示であり、本願発明は、上記溶剤に限定されるものではない。
【００７７】
なお、原料液３００は、上記より選ばれる溶媒を一種類のみ含んでいてもよく、また、複数種類を混在して含んでいてもかまわない。
【００７８】
さらに、原料液３００は、他の無機物質や有機物質を含んでいてもかまわない。例えば、無機物質としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を挙げることができる。特に、原料液３００に酸化物を添加することで製造されるナノファイバの耐熱性、加工性などを向上させることが可能であるとの知見を得ている。具体的に当該酸化物としては、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5等を例示することができる。これらは、原料液３００が含む他の物質の例示であり、本願発明は、原料液３００が他の物質を含むか否かで限定されるものではない。
【００７９】
原料液３００は、上記より選ばれる一種類のみを他の物質として含んでもよく、また、複数種類を含んでもかまわない。
【００８０】
原料液３００における溶媒と溶質との混合比率は、選定される溶媒の種類と溶質の種類とにより異なるが、溶媒量は、約６０重量％から９８重量％の間が望ましい。好適には溶質が５〜３０重量％となる。
【００８１】
次に、上記構成の不織布製造装置１００を用いた不織布の製造方法を説明する。
【００８２】
まず、原料供給手段１０５により流出体１０１に原料液３００を供給する（供給工程）。以上により、流出体１０１の貯留槽１１３に原料液３００が満たされる。そして、原料液３００は、流出孔１１８に直接原料液３００が供給される場合の流量に比べて流量が低下するように絞り手段１１０によって流量が調整されて（絞り工程）流出孔１１８に供給される。
【００８３】
ここで、流出体１０１から突出状に形成されるテーラーコーン３０３の底面積が流出孔１１８の開口部１１９の開口面積に一致するように、調整手段１５２を用いて調整する（調整工程）。例えば、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より小さい場合は、貯留槽１１３に供給される原料液３００の流量（圧力）を増やし、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より大きい場合は、貯留槽１１３に供給される原料液３００の流量（圧力）を減少させる。特に、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より大きくなると、テーラーコーン３０３によどみが発生し易くなるため、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積と一致することを目標に調整するが、少なくともテーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積よりも大きくならないように調整する。
【００８４】
また、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より小さい場合には、調整手段１５２により積極的に流量の調整をしなくても良い場合がある。つまり、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より小さい場合には、原料液３００の表面張力により、テーラーコーン３０３自体の頂点角度が大きくなるようにテーラーコーン３０３が自ら変形し、テーラーコーン３０３の底面積と開口部１１９の面積とが一致する場合がある。
【００８５】
次に、帯電電源１２２により帯電電極１２１を正または負の高電圧とする。帯電電極１２１と対向する流出体１０１の先端部１１６に電荷が集中し、当該電荷が流出孔１１８を通過して空間中に流出する原料液３００に転移し、原料液３００が帯電する（帯電工程）。
【００８６】
また、帯電電源１２２により、流出体１０１に印加される電圧を調整し、テーラーコーン３０３の形状を変化させてテーラーコーン３０３の底面積を開口部１１９の底面積に一致させてもよい（調整工程）。例えば、流出体１０１に印加する電圧を上昇させると、テーラーコーン３０３の底面積が減少し、電圧を降下させると、テーラーコーン３０３の底面積が増加する。
【００８７】
以上によりテーラーコーン３０３の底面積が流出孔１１８の開口部１１９の面積とほぼ一致する状態で、流出体１０１の開口部１１９から帯電した原料液３００が流出する（流出工程）。
【００８８】
次にある程度空間中を飛行した原料液３００に静電延伸現象が作用することによりナノファイバ３０１が生成される（ナノファイバ生成工程）。ここで、原料液３００は、テーラーコーン３０３の存在により強い帯電状態（高い電荷密度）で流出する。これにより、原料液３００は、静電延伸が何次にもわたって発生し、線径の細い高品質なナノファイバ３０１が大量に製造される。
【００８９】
この状態において、被堆積部材１３１の背方に配置される帯電電極１２１と流出体１０１との間に発生する電界により、ナノファイバ３０１が被堆積部材１３１に誘引される。また、要すれば吸引手段１４２により気体流を発生させてナノファイバを誘引してもよい（誘引工程）。
【００９０】
そして、被堆積部材１３１にナノファイバ３０１が堆積して収集される（収集工程）。被堆積部材１３１は、移送手段１３２によりゆっくり移送されているため、ナノファイバ３０１も移送方向に延びた長尺の帯状部材、つまり不織布として回収される。
【００９１】
以上のような構成の不織布製造装置１００を用い、以上の不織布製造方法を実施することによって、流出体１０１から外方に向かって発生させたテーラーコーン３０３に電荷が集中し、原料液３００を強い帯電状態（高い電荷密度）とすることができる。従って、静電延伸現象が何次にもわたって発生し、原料液３００に含まれる溶質の多くがナノファイバ３０１となる。
【００９２】
これにより、被堆積部材１３１に体積したナノファイバ３０１に、ナノファイバ３０１とならなかった溶質が付着しナノファイバ３０１同士を接着したり、ナノファイバ３０１で形成された網目を埋めるなどの不具合が発生する可能性を低下させることが可能となる。
【００９３】
さらに、テーラーコーン３０３に発生する原料液３００のよどみを可及的に抑制することができるため、テーラーコーン３０３内部で溶質が固化し、固化した溶質が落下してナノファイバ３０１に付着しパーティクルとなるような不具合の発生も抑制できる。
【００９４】
以上から、高品質なナノファイバ３０１を安定して生成することが可能となる。その結果、高品質な不織布を安定して得ることが可能となる。
【００９５】
（実施の形態の変形例１）
次に、実施の形態の変形例１について、図７〜図１０を用いて説明する。
【００９６】
図７は、実施の形態の変形例１における流出体１０１の部分的な断面を示す図である。
【００９７】
なお、変形例１における流出体１０１も、実施の形態における流出体１０１と同じく、不織布製造装置１００の一部として、帯電手段１０２等の他の構成要素とともに、ナノファイバの生成に用いられる。このことは、後述する変形例２における流出体１０１についても同じである。
【００９８】
以下、変形例１における流出体１０１について特徴的な事項を主として説明する。
【００９９】
変形例１における流出体１０１は、絞り手段１１０の絞り孔１１１を通過した原料液３００が、流出孔１１８の開口部１１９から流出する点では、実施の形態における流出体１０１と同じである。
【０１００】
しかし、変形例１における流出体１０１には、テーラーコーン抑制部２００が配置されている。
【０１０１】
テーラーコーン抑制部２００は、原料液３００に対する所定の濡れ性を有することで、テーラーコーン３０３の底面が開口部１１９よりも外側に広がることを抑制する。
【０１０２】
図８は、テーラーコーン抑制部２００の濡れ性を説明するための図である。
【０１０３】
原料液３００に対するテーラーコーン抑制部２００の濡れ性は、例えば、接触角で定義される。
【０１０４】
具体的には、図８に示すように、原料液３００の液滴と、テーラーコーン抑制部２００の表面とのなす角である接触角θは、本変形例の場合、７０度以上である。つまり、本変形例におけるテーラーコーン抑制部２００は、原料液３００に対する接触角θが７０度以上となる濡れ性を有している。
【０１０５】
また、テーラーコーン抑制部２００は、上記の濡れ性を有する素材、例えばフッ素またはシリコンを、先端部１１６の開口部１１９の周りの領域に塗布することで実現される。
【０１０６】
図９Ａは、変形例１における先端部１１６を下方から見た図であり、図９Ｂは、変形例１における先端部１１６を斜め下方から見た図である。
【０１０７】
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、テーラーコーン抑制部２００は、開口部１１９を囲むように開口部１１９の周縁に配置されている。
【０１０８】
また、テーラーコーン抑制部２００は、原料液３００に対し、上述の所定の濡れ性を有する素材、簡単にいうと、原料液３００をはじき易い物性を有する素材で構成されている。そのため、原料液３００の、開口部１１９の周縁への濡れ広がりが抑制される。
【０１０９】
つまり、テーラーコーン抑制部２００により、テーラーコーン３０３の底面が不要に大きくなるようなことが防止され、その結果、テーラーコーン３０３におけるよどみの発生がより確実に防止される。
【０１１０】
ここで、上述のように、流出孔１１８の断面積の調整、調整手段１５２による原料液３００の流量（圧力）の調整、または、帯電電源１２２による流出体１０１に対する印加電圧の調整等によって、テーラーコーン３０３の底面の大きさを調整することは可能である。
【０１１１】
しかし、何らかの手法によりテーラーコーン３０３の底面の大きさを一旦調整した後であっても、例えば、周囲の温度、湿度または圧力などの変化に起因し、テーラーコーン３０３の底面が広がり易い傾向になることも考えられる。
【０１１２】
もちろん、テーラーコーン３０３の状態を監視し、監視結果を調整手段１５２等にフィードバックすることで、テーラーコーン３０３の底面積の調整を随時行うことも考えられるが、この場合、例えば、不織布製造装置１００の構成が複雑化するため、好ましい手法とはいえない。
【０１１３】
しかしながら、本変形例における流出体１０１によれば、テーラーコーン抑制部２００が開口部１１９の周縁に配置されている。そのため、周囲の環境の変化等に起因して、テーラーコーン３０３の底面が広がり易い傾向になった場合であっても、原料液３００の流量の制御等を行うことなく、原料液３００の、開口部１１９の周縁への濡れ広がりは抑制される。
【０１１４】
すなわち、流出孔１１８の開口部１１９を囲むように開口部１１９の周縁に配置され、原料液３００に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部２００によって、テーラーコーン３０３の底面積を流出孔１１８の開口面積に一致させることができる。
【０１１５】
これにより、テーラーコーン３０３における原料液３００の淀みの発生は抑制され、その結果、製造品（ナノファイバ）における、原料液３００の淀みに起因する不良の発生は抑制される。
【０１１６】
なお、テーラーコーン抑制部２００は、フッ素等の先端部１１６へのコーティングではなく、例えば、上記所定の濡れ性を有する板体を先端部１１６に取り付けることでも実現される。
【０１１７】
図９Ｃは、板体であるテーラーコーン抑制部２０１と先端部１１６とを斜め下方から見た図である。
【０１１８】
図９Ｃに示すように、板体であるテーラーコーン抑制部２０１に、開口部１１９と同じサイズの貫通孔２０２を設ける。より具体的には、複数の開口部１１９と複数の孔２０２とのＸＹ平面における位置が一致するように、複数の貫通孔２０２をテーラーコーン抑制部２０１に設ける。
【０１１９】
なお、テーラーコーン抑制部２０１は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）で構成されており、テーラーコーン抑制部２００と同じく、原料液３００に対する接触角θが７０度以上となるような濡れ性を有している。
【０１２０】
このように構成されたテーラーコーン抑制部２０１を、複数の開口部１１９と複数の貫通孔２０２とのＸＹ平面における位置が一致するように先端部１１６に取り付ける。
【０１２１】
なお、このときの取り付け方法は特定の取り付け方法に限定されない。例えば、接着剤によりテーラーコーン抑制部２０１を先端部１１６に取り付けてもよい。また、例えば、先端部１１６が、テーラーコーン抑制部２０１を固定する構造（例えば、溝、突起または爪など）を有することで、テーラーコーン抑制部２０１が先端部１１６に取り付けられてもよい。
【０１２２】
また、テーラーコーン抑制部２００（２０１）は、複数の開口部１１９のそれぞれに対応するように、分離して配置されてもよい。
【０１２３】
図１０は、分離して配置されたテーラーコーン抑制部２００を下方から見た図である。
【０１２４】
図１０に示すように、開口部１１９ごとに、他から分離されたテーラーコーン抑制部２００が配置された場合であっても、上述の、原料液３００の開口部１１９周縁への濡れ広がりに対する抑制効果は発揮される。
【０１２５】
また、図９Ａに示すテーラーコーン抑制部２００と比較すると、テーラーコーン抑制部２００を構成するための素材の必要量を節約することができる。
【０１２６】
また、これらの効果は、板体であるテーラーコーン抑制部２０１を、開口部１１９ごとに配置した場合であっても同様に発揮される。
【０１２７】
（実施の形態の変形例２）
次に、実施の形態の変形例２について、図１１〜図１３を用いて説明する。具体的には開口部１１９を形成するテーラーコーン抑制部を備える流出体１０１の各種の態様について、変形例２として説明する。
【０１２８】
図１１は、実施の形態の変形例２における流出体１０１の部分的な断面の第一の例を示す図である。
【０１２９】
図１１に示す流出体１０１は、絞り孔１７１を有する絞り手段１７０を備えている。つまり、変形例２における流出体１０１は、絞り孔を通過した原料液３００が流出孔１１８の開口部１１９から流出する点では、変形例１における流出体１０１と同じである。
【０１３０】
しかし、変形例２における流出体１０１は、開口部１１９自体が、上記の濡れ性を有する素材で形成されている点で、変形例１における流出体１０１と異なる。
【０１３１】
具体的には、変形例２における流出体１０１は、側面部１１７を有する本体に、流出孔１１８を有するテーラーコーン抑制部２１０が、ボルト１６０により取り付けられることで構成されている。
【０１３２】
つまり、変形例２における流出体１０１は、開口部１１９を形成するテーラーコーン抑制部２１０を有している。
【０１３３】
また、テーラーコーン抑制部２１０は、例えばＰＰで構成されており、変形例１におけるテーラーコーン抑制部２００および２０１と同じく、原料液３００に対する接触角θが７０度以上となるような濡れ性を有している。
【０１３４】
これにより、例えばテーラーコーン３０３の状態の監視結果に基づく原料液３００の流量の制御等の複雑な制御を行うことなく、原料液３００の、開口部１１９の周縁への濡れ広がりを抑制することができる。
【０１３５】
また、例えば、原料液３００が、流出孔１１８の内壁面に固着すること抑制されるため、流出孔１１８が目詰まりを起こすことが抑制される。
【０１３６】
なお、流出孔１１８の軸方向の長さは特定の値に限定されない。例えば、原料液３００の粘性等に応じて、流出孔１１８の軸方向の長さを変えることもできる。
【０１３７】
図１２は、実施の形態の変形例２における流出体１０１の部分的な断面の第二の例を示す図である。
【０１３８】
図１２に示す流出体１０１は、テーラーコーン抑制部２２０を有する。テーラーコーン抑制部２２０は、図１２に示すように、陥凹状の窪みを有しており、絞り手段１８０が、当該窪みに埋設されるように配置されている。
【０１３９】
つまり、テーラーコーン抑制部２２０が窪みを有することで、テーラーコーン抑制部２２０における流出孔１１８は、図１１に示すテーラーコーン抑制部２１０における流出孔１１８よりも軸方向に短く形成されている。
【０１４０】
また、テーラーコーン抑制部２２０は、ボルト１６０により流出体１０１の本体に取り付けられており、絞り手段１８０の絞り孔１８１を通過した原料液３００が流出孔１１８の開口部１１９から流出する構造になっている。
【０１４１】
テーラーコーン抑制部２２０における流出孔１１８は、テーラーコーン抑制部２１０における流出孔１１８よりも短く形成されていることにより、以下の効果が奏される。
【０１４２】
例えば、原料液３００の粘性が比較的に低い場合を想定する。この場合、図１１に示す流出孔１１８における原料液３００の流れが不安定となることも考えられる。
【０１４３】
この場合、流出体１０１の開口部１１９を形成する部材として、テーラーコーン抑制部２１０に換えて、比較的短い流出孔１１８を有するテーラーコーン抑制部２２０を採用する。これにより、流出孔１１８における原料液３００の流れを安定化させることができる。その結果、開口部１１９におけるテーラーコーン３０３の形状が安定化される。
【０１４４】
なお、テーラーコーン抑制部２２０における流出孔１１８の長さ（言い換えると、窪みの深さ）は、原料液３００の物性を考慮した実験またはシミュレーション等により、適切な値を決定すればよい。
【０１４５】
以上、図１１および図１２に示すように、流出体１０１は、流出孔１１８の開口部１１９を形成するテーラーコーン抑制部２１０または２２０を有してもよい。
【０１４６】
テーラーコーン抑制部２１０および２２０のそれぞれは、原料液３００に対する所定の濡れ性を有する素材で構成されており、これにより、テーラーコーン３０３の底面が開口部１１９よりも外側に広がることを抑制するという効果が発揮される。つまり、テーラーコーン３０３の底面積を流出孔１１８の開口面積に一致させることが可能となる。
【０１４７】
なお、テーラーコーン抑制部２１０および２２０のそれぞれの、流出体１０１の本体に対する取り付けは、ボルト１６０による締結以外の手法により実現されてもよい。また、テーラーコーン抑制部２１０および２２０のそれぞれと流出体１０１の本体との間の気密性の向上のために、例えばゴム製のパッキンが配置されてもよい。
【０１４８】
また、上述の、原料液３００に対する所定の濡れ性を有する素材による、原料液３００の開口部１１９周縁への濡れ広がりを抑制する効果は、絞り手段等の他の構成要素が開口部１１９と一体に形成されていても発揮される。
【０１４９】
図１３は、実施の形態の変形例２における流出体１０１の部分的な断面の第三の例を示す図である。
【０１５０】
図１３に示す流出体１０１は、流出孔１１８を含むテーラーコーン抑制部２３０を有し、テーラーコーン抑制部２３０には開口部１１９が形成されている。
【０１５１】
また、図１３に示す流出体１０１では、側面部１１７の少なくとも一部と、絞り孔１９１を有する絞り手段１９０と、テーラーコーン抑制部２３０とが、原料液３００に対する所定の濡れ性を有する素材（例えば、ＰＰ）によって一体に形成されている。
【０１５２】
このように、流出体１０１における複数の構成要素を一体に形成することで、例えば、流出体１０１の製造工程が効率化される。
【０１５３】
また、流出体１０１において、少なくとも開口部１１９に比較的に近い部分を、ＰＰ等の、原料液３００に対する濡れ性の低い素材、言い換えると、原料液３００をはじき易い素材で構成することで以下の効果が奏される。
【０１５４】
すなわち、テーラーコーン３０３の底面が開口部１１９よりも外側に広がることが抑制されるとともに、例えば、原料液３００のよりスムースな流出が促され、流出体１０１の内部における原料液３００の固化および固着が抑制される。
【０１５５】
また、テーラーコーン抑制部２１０、２２０、および２３０のそれぞれには、開口部１１９自体が形成されているため、例えば、開口部１１９と、テーラーコーン３０３の底面の広がりを抑制する素材とが乖離することがない。つまり、テーラーコーン３０３の形状を適性に保つための機能がより安定的に発揮される。
【０１５６】
なお、本願発明は、上記実施の形態およびその変形例に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態およびその変形例に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる態様も本願発明に含まれる。
【０１５７】
例えば、実施の形態における不織布製造装置１００は、ナノファイバ３０１が用いられた不織布を製造するとした。しかしながら、本願発明は、ナノファイバ３０１以外の繊維が用いられた不織布の製造に利用することもできる。例えば、ミクロンオーダーの直径を有する繊維が用いられた不織布の製造に利用することもできる。
【０１５８】
また、「一致」や「同程度」などの文言は本願発明の趣旨を逸脱しない程度の誤差（ひろがり）を許容する意味で使用している。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本願発明は、ナノファイバの製造やナノファイバを用いた紡糸、不織布の製造に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６０】
１００ 不織布製造装置
１０１ 流出体
１０２ 帯電手段
１０３ 収集手段
１０４ 誘引手段
１０５ 原料供給手段
１１０、１７０、１８０、１９０ 絞り手段
１１１、１７１、１８１、１９１ 絞り孔
１１３ 貯留槽
１１４ 第二絞り手段
１１５ 取付部
１１６ 先端部
１１７ 側面部
１１８ 流出孔
１１９ 開口部
１２１ 帯電電極
１２２ 帯電電源
１３１ 被堆積部材
１３２ 移送手段
１３３ ロール
１４２ 吸引手段
１５１ 容器
１５２ 調整手段
１６０ ボルト
２００、２０１、２１０、２２０、２３０ テーラーコーン抑制部
２０２ 貫通孔
３００ 原料液
３０１ ナノファイバ
３０３ テーラーコーン
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、静電延伸現象により生成される、ミクロンオーダー、サブミクロンオーダーまたはナノオーダーの細さである繊維が用いられた不織布を製造する不織布製造装置、不織布製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂などから成り、サブミクロンスケールやナノスケールの直径（繊維径）を有するナノファイバと称される糸状（繊維状）物質を生成する方法として、静電延伸現象（エレクトロスピニング）を用いた方法が知られている。
【０００３】
この静電延伸現象とは、溶媒中に樹脂などの溶質を分散または溶解させた原料液を空間中にノズルなどにより流出（噴射）させるとともに、原料液に電荷を付与して帯電させ、空間を飛行中の原料液を電気的に延伸させることにより、ナノファイバを得る方法である。
【０００４】
より具体的に静電延伸現象を説明すると次のようになる。すなわち、帯電され空間中に流出された原料液は、空間を飛行中に徐々に溶媒が蒸発していく。これにより、飛行中の原料液の体積は、徐々に減少していくが、原料液に付与された電荷は、原料液に留まる。この結果として、空間を飛行中の原料液は、電荷密度が徐々に上昇することとなる。そして、溶媒は、継続して蒸発し続けるため、原料液の電荷密度がさらに高まり、原料液の中に発生する反発方向のクーロン力が原料液の表面張力より勝った時点で原料液が爆発的に線状に延伸される現象が生じる。これが静電延伸現象である。この静電延伸現象が、空間において次々と幾何級数的に発生することで、直径がサブミクロンからナノオーダーの樹脂から成るナノファイバ生成される。
【０００５】
以上のような静電延伸現象を用いてナノファイバを生成する場合、例えば、特許文献１に記載の装置のように、マトリクス状に並べられた小径の流出孔を備える流出体から原料液を空間中に流出させた後、紐形状で空間中を飛翔する原料液に静電延伸現象を発生させてナノファイバを生成することが行われている。そして、前記流出体は原料液を貯留できる容器状であり、流出孔は流出体の底部に鉛直方向に沿って設けられている。
【０００６】
従って、前記流出孔の径は、粘性や表面張力によって原料液が流出孔から落ちない程度の径としなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来の流出孔から原料液が空間中に流出するに際し、原料液が流出孔の断面形状のまま流出するのではなく、流出孔の先端部にあたる開口部周縁に付着して一旦広がり、広がった部分から流れの方向に向かって徐々に細くなって流出する現象が発生する場合がある。この現象が発生した際の開口部周縁に付着して広がった部分を底面とする紡錘形状や円錐形状となって流出体から垂れ下がる原料液の部分は、一般的にテーラーコーンと称されている。
【０００９】
このテーラーコーンが発生するとテーラーコーンの先端部分に電荷が集中しやすくなって原料液を良好な状態で帯電させることができ、また、最終的に空間中に流出する原料液の径が小さくなるため、繊維径の細い高品質なナノファイバを生成することが可能となる。
【００１０】
しかし、流出孔の開口部の径よりもテーラーコーンの底面が大きいため、テーラーコーンの外周部分に原料液の流出速度が遅かったり、乱流となるよどみが発生することがある。このようにテーラーコーンによどみが発生すると、外気と接触する部分から溶媒が蒸発し、テーラーコーンの中で溶質が固化して落下する。このように固化して落下した溶質は、製造されたナノファイバに付着し、パーティクルとなり、ナノファイバの品質を著しく低下させる要因となる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本願発明者は、鋭意研究と実験の結果、テーラーコーンの底面積は、主として原料液の粘度と流量とで決定され、流出孔の径には依存しないことを見出すに至った。
【００１２】
そしてさらに、ナノファイバ等の繊維の製造に必要な原料液の粘度と流量とを維持しつつ、当該条件で発生するテーラーコーンによどみが発生しにくい流出体の構造を見出すに至った。
【００１３】
本願発明は、上記知見に基づきなされたものであり、よどみのない、または、少ないテーラーコーンを発生させることで、高品質の繊維を生成し、生成した高品質の繊維が用いられた不織布を製造することのできる不織布製造装置、および、不織布製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる不織布製造装置は、原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造する不織布製造装置であって、原料液が流出する際に形成されるテーラーコーンの底面積と同程度の開口面積を有する流出孔を備える流出体と、前記流出孔を通過する原料液の上流側に、前記流出孔と連通状態で配置され、前記流出孔を通過する原料液の流量を低下させる絞り手段と、前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電手段とを備えることを特徴としている。
【００１５】
これによれば、絞り手段を備えることで原料液の流量が低くなる方向に原料液の上流側で調整可能になることにより流出孔の開口面積とテーラーコーンの底面積と同程度にすることができる。従って、テーラーコーンにおけるよどみの発生が抑制され、テーラーコーンの内部全体が一方向に向かって流れることとなる。つまり、テーラーコーンによる、ナノファイバ等の繊維の品質に寄与する効果を享受しつつ、テーラーコーン内部で溶質が固化することを回避することが可能となる。
【００１６】
また、前記流出体は、原料液の流れの流出孔の上流側に前記絞り手段が取り付けられる取付部を備え、前記絞り手段は、前記取付部に着脱可能に取り付けられることとしてもよい。
【００１７】
これによれば、流出体から絞り手段を取り外して目詰まりの除去などのメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００１８】
さらに、前記絞り手段とは原料液の流量を低下させる度合いが異なり、前記取付部に着脱可能に取り付けられる第二絞り手段を備えてもよい。
【００１９】
これによれば、製造する繊維の種類を変更する場合や、湿度や温度など環境が変わった場合に、条件に適した絞り手段を選定することができ、製造される繊維の品質の安定を容易に実現することが可能となる。
【００２０】
また、記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置されたテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有することで、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制するテーラーコーン抑制部を備えるとしてもよい。
【００２１】
これによれば、流出孔の開口部を囲むように配置されたテーラーコーン抑制部により、原料液の当該開口部の周縁への濡れ広がりが抑制され、その結果、テーラーコーンの底面が不要に大きくなるようなことが防止される。すなわち、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止される。
【００２２】
また、テーラーコーン抑制部は、例えば、流出孔の開口部の周縁領域にフッ素等の原料液に対する濡れ性の低い素材をコーティングすることで実現できる。また、テーラーコーン抑制部は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等の濡れ性の低い素材で構成された板体に開口部と同じサイズの孔を設けたものを当該周縁領域に貼り付けることでも実現できる。
【００２３】
また、前記流出体は、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部を有し、前記テーラーコーン抑制部は、所定の濡れ性を有する素材で構成されていることにより、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制するとしてもよい。
【００２４】
これによれば、流出孔の開口部自体が、所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部により形成されている。言い換えると、開口部と、テーラーコーンの底面の広がりを抑制する素材とが乖離することがない。その結果、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止されるとともに、例えばテーラーコーンの形状を適正に保つための機能がより安定定に発揮される。
【００２５】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる不織布製造方法は、原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造する不織布製造方法であって、原料液を流出させる流出孔と、原料液の流れの上流側に前記流出孔と連通状態で配置され原料液の流量を低下させる絞り手段とを備える流出体から流出する原料液の流出量を、前記流出体から突出状に形成されるテーラーコーンの底面積が前記流出孔の開口面積に一致するように調整する調整ステップと、前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電ステップとを含むことを特徴としている。
【００２６】
これによれば、流出孔の開口面積にテーラーコーンの底面積を一致させた状態で、不織布を構成する繊維の生成を行うことができる。従って、原料液がよどんで溶質が固化しパーティクルが発生することを可及的に抑制できる。従って、高品質の不織布を安定して製造することが可能となる。
【００２７】
また、前記調整ステップは、前記流出体に印加する電圧も調整してテーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させてもよい。
【００２８】
これによれば、複数のパラメータを調整してテーラーコーンの底面積を調整することができるため、製造される繊維の種類や環境に応じてきめ細かな調整をすることが可能となる。
【００２９】
また、前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置され、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させるとしてもよい。
【００３０】
これによれば、流出孔の開口部の周縁に配置されたテーラーコーン抑制部が有する濡れ性の低さを利用して、原料液の開口部の周縁への濡れ広がりを抑制することができる。つまり、テーラーコーンの底面が不要に大きくなるようなことが防止され、これにより、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止される。
【００３１】
また、前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させるとしてもよい。
【００３２】
これによれば、開口部自体を形成するテーラーコーン抑制部が有する濡れ性の低さを利用して、原料液の開口部の周縁への濡れ広がりを抑制することができる。つまり、テーラーコーンにおけるよどみの発生がより確実に防止されるとともに、例えばテーラーコーン抑制部を安定して機能させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本願発明によれば、テーラーコーンを発生させつつ、テーラーコーンが原因となるパーティクルの発生を可及的に抑制し、品質の高い繊維を生成することが可能となる。その結果、高品質な不織布を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、不織布製造装置の全体を模式的に示す斜示図である。
【図２】図２は、流出体を切り欠いて示す斜示図である。
【図３】図３は、流出体から原料液が流出している状態を流出体の先端部側から示す斜示図である。
【図４】図４は、流出孔近傍をＹＺ平面で切断して示す平面図である。
【図５】図５は、流出体から絞り手段を取り外した状態を切り欠いて示す斜示図である。
【図６】図６は、絞り手段と第二絞り手段とを並べて示す斜示図である。
【図７】図７は、変形例１における流出体の部分的な断面を示す図である。
【図８】図７は、テーラーコーン抑制部の濡れ性を説明するための図である。
【図９Ａ】図９Ａは、変形例１における先端部を下方から見た図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、変形例１における先端部を斜め下方から見た図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、板体であるテーラーコーン抑制部と先端部とを斜め下方から見た図である。
【図１０】図１０は、分離して配置されたテーラーコーン抑制部を下方から見た図である。
【図１１】図１１は、変形例２における流出体の部分的な断面の第一の例を示す図である。
【図１２】図１２は、変形例２における流出体の部分的な断面の第二の例を示す図である。
【図１３】図１３は、変形例２における流出体の部分的な断面の第三の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、本願発明に係る不織布製造装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る不織布製造装置の一例を示したものに過ぎない。従って、本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００３６】
図１は、不織布製造装置の全体を模式的に示す斜示図である。
【００３７】
不織布製造装置１００は、原料液３００を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造する装置である。本実施の形態では、不織布製造装置１００は、原料液３００を空間中で電気的に延伸させることでナノファイバ３０１を生成し、生成したナノファイバ３０１を用いて不織布を製造する。
【００３８】
同図に示すように、不織布製造装置は、流出体１０１と、帯電手段１０２とを備えている。さらに、不織布製造装置１００は、収集手段１０３と、誘引手段１０４と、原料供給手段１０５とを備えている。
【００３９】
図２は、流出体を切り欠いて示す斜示図である。
【００４０】
図３は、流出体から原料液が流出している状態を流出体の先端部側から示す斜示図である。
【００４１】
これらの図に示すように、流出体１０１は、原料液３００を空間中に流出させる流出孔１１８を備え、絞り手段１１０が取り付けられる部材である。また、流出体１０１は、本実施の形態では、流出する原料液３００に電荷を供給する電極としても機能しており、原料液３００と接触する部分の少なくとも一部は導電性を備えた部材で形成されている。
【００４２】
本実施の形態の場合、流出体１０１は、全体が金属で形成されており、長手方向（Ｙ軸方向）に垂直な面（ＸＺ面）で切断した断面形状が逆三角形のＹ軸方向に延びて配置される棒状の部材であり、Ｚ軸方向に延びて配置される複数の流出孔１１８が一列に配置され、内部に全ての流出孔１１８と連通する貯留槽１１３とを備えている。
【００４３】
また流出体１０１は、流出孔１１８の先端の開口部１１９の周囲の全てにわたって表面が滑らかな面（本実施の形態の場合、平面）の先端部１１６と、先端部１１６から連続して立ち上がる表面が滑らかな面（本実施の形態の場合、平面）の側面部１１７とを備えている。
【００４４】
先端部１１６は、複数存在する開口部１１９の間を滑らかな面でつなげているため、複数のノズルを並べたときに発生する電界干渉を抑制することが可能となる。また、開口部１１９と開口部１１９との間の領域で発生するイオン風を抑制することができる。従って、開口部１１９の間隔を狭めた状態で配置しても、良好にナノファイバ３０１を生成することができるため、単位時間、単位面積あたりのナノファイバ３０１の生産量を向上させることが可能となる。
【００４５】
側面部１１７は、流出孔１１８を挟むように配置される二つの面であり、先端部１１６から延設され、起立状態で配置される流出体１０１の部分である。また、側面部１１７は、流出体１０１の長手方向（Ｙ軸方向）に延びた状態で設けられており、全ての流出孔１１８を二つの側面部１１７で挟むように設けられている。また、側面部１１７は、図２に示すように、先端部１１６から離れるに従い相互の間隔が広がるように配置されている。
【００４６】
流出体１０１は、側面部１１７を備えることで、イオン風の発生を抑制し、また、イオン風が発生したとしても、空間中に流出する原料液３００と交差しない方向にイオン風を飛ばせることができるため、イオン風が影響を及ぼすことなく安定した状態でナノファイバ３０１を生成することが可能となる。
【００４７】
なお、流出体１０１の形状や流出孔１１８の配置は、上記態様に限定される訳ではない。例えば、断面形状が矩形や円形等の棒形状の流出体１０１に一列に並んだ流出孔１１８を配置するものでもよい。また、箱形状の流出体１０１の底面に流出孔１１８を行列状に配置するものでもよい。また、流出孔１１８を一つ備えるノズルを配列したものを流出体１０１としてもかまわない。さらに、円筒形の流出体１０１の周壁に流出孔１１８を放射方向に配置し、流出体１０１を回転させることにより原料液３００を放射状に流出させるものでもよい。
【００４８】
貯留槽１１３は、図２に示すように、流出体１０１の内部に形成され、原料供給手段１０５（図１参照）から供給される原料液３００を貯留するタンクである。また、貯留槽１１３は、複数の流出孔１１８に接続され、流出孔１１８に同時に原料液３００を供給するものとなっている。本実施の形態の場合、貯留槽１１３は、流出体１０１に一つ設けられており、流出体１０１の一端部から他端部にわたって広く設けられ、全ての流出孔１１８と接続されている。
【００４９】
以上のように貯留槽１１３は、原料液３００を流出孔１１８の近傍で一時的に貯留し、複数の流出孔１１８に均等な圧力で原料液３００を供給する機能を備えており、これにより、各流出孔１１８から均等な状態で原料液３００を流出させることが可能となる。従って、製造されるナノファイバ３０１の品質の空間的なムラを抑制することが可能となる。
【００５０】
流出孔１１８は、原料液３００を流出体１０１から空間中に流出させるための孔であり、原料液３００が流出する際に流出体１０１の表面から垂れ下がるように形成されるテーラーコーン３０３の底面積と同程度の開口面積を有する開口部１１９を備えている（図４参照）。本実施の形態の場合、流出孔１１８の開口部１１９は円形であり、テーラーコーン３０３の底面も一般的に円形であるため、両者の径は同程度となる。
【００５１】
ここで、テーラーコーン３０３は、主として原料液３００の粘度や流量で形状が決定されるが、ナノファイバ３０１を生成する際の通常の条件の場合、テーラーコーン３０３の具体的な底面の径Ａは、おおよそ０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の範囲に収まる。従って、流出孔１１８の開口部１１９の径は、おおよそ２ｍｍ以上であることが好ましい。一方、あまり流出孔１１８の径が大きすぎると、原料液３００が流出孔１１８を満たすことなく、流出孔１１８の内壁面の一部をつたって流出してしまうため、テーラーコーン３０３が形成されず好ましくない。従って、開口部１１９の径は、１ｍｍ程度とすることが好ましく、上限値は２ｍｍとなる。
【００５２】
絞り手段１１０は、流出孔１１８を通過する原料液３００の上流側に、流出孔１１８と連通状態で配置され、流出孔１１８を通過する原料液３００の流量を低下させるものである。
【００５３】
本実施の形態の場合、図５に示すように、絞り手段１１０は、Ｙ軸方向に長い板状の部材であり、流出孔１１８と同軸上となるように配置され、原料液３００の流れを絞る絞り孔１１１を備えている。一方、流出体１０１には、原料液３００の流れの流出孔１１８の上流側に絞り手段１１０が取り付けられる取付部１１５が設けられており、絞り手段１１０は、取付部１１５に着脱可能に取り付けられるものとなっている。
【００５４】
ここで、絞り手段１１０は、流出孔１１８を通過する原料液３００の流量を絞るものであれば、特に制限されるものではない。例えば、流出孔１１８を覆う網や多孔質の部材でもかまわない。本実施の形態の場合、流出孔１１８よりも断面積の小さい絞り孔１１１が設けられている。具体的には、絞り孔１１１の断面積は流出孔１１８の断面積の５％以上、５０％以下の範囲から選定されることが好ましい。５％未満の場合、絞り孔１１１の加工や清掃が難しくなり原料液３００が詰まる可能性があるからであり、５０％より大きくすると、流量の絞りが弱くなり良好なテーラーコーン３０３が形成できなくなるからである。
【００５５】
さらに、図６に示すように、絞り手段１１０とは原料液３００の流量を低下させる度合いが異なり、取付部１１５に着脱可能に取り付けられる第二絞り手段１１４を備えてもかまわない。
【００５６】
なお、絞り手段１１０は、流出体１０１と別体ではなく、流出体１０１と一体でもかまわない。また、絞り手段１１０は、各流出孔１１８にそれぞれ対応するように複数個備えてもかまわない。
【００５７】
また、絞り孔１１１の断面積は、原料液３００の粘度が小さい程小さく設定し、原料液３００の粘度が大きい程大きく設定するものでも構わない。つまり、原料液３００の粘度に応じて絞り手段１１０を絞り孔１１１の断面積が異なる他の絞り手段１１０に交換するものでも構わない。
【００５８】
以上の様に、流出孔１１８の上流側に絞り手段１１０を設ける事で、絞り孔１１１の直後で孔径が広がる部分（流出孔１１８）で淀みが発生したとしても、その部分では原料液３００が直接空気に接触していないので、原料液３００から溶媒が蒸発して溶質か固化するなどの不具合が発生しない。更に、流出孔１１８の開口部１１９ではテーラーコーン３０３の底部が開口部１１９よりはみ出るほど大きくなり難いので、その箇所で原料液３００の淀みは発生し難い。つまり、原料液３００の淀みが発生しても、よどみの発生箇所は流出孔１１８の内方であって直接空気と接触しないので、原料液３００の固化が発生せず、固化した部分が液滴となって堆積するナノファイバ３０１に落下する等の発生を回避することが可能となる。
【００５９】
帯電手段１０２は、流出体１０１から流出する原料液３００に電荷を付与して帯電させる装置である。本実施の形態の場合、帯電手段１０２は、図１に示すように、帯電電極１２１と、帯電電源１２２とを備えている。また、流出体１０１も帯電手段１０２を構成する要素として機能している。
【００６０】
なお、原料液３００に電荷を付与する機能は、流出体１０１以外の部材に担わせてもよい。例えば、帯電手段１０２が有する電極を、原料液３００に接するように流出体１０１に取り付けることで、原料液３００に電荷を付与しもよい。
【００６１】
帯電電極１２１は、流出体１０１と所定の間隔を隔てて配置され、自身が流出体１０１に対し高い電圧もしくは低い電圧となることで、流出体１０１に電荷を誘導するための導電性を備える部材である。
【００６２】
本実施の形態の場合、帯電電極１２１は、ナノファイバ３０１を収集手段１０３に誘引する誘引手段１０４としても機能している。また、帯電電極１２１は、流出体１０１の先端部１１６と対向する位置に配置されており、帯電電源１２２を介して接地されている。一方、流出体１０１は、接地されている。従って、帯電電極１２１に正の電圧が印加されると流出体１０１には負の電荷が誘導され、原料液３００は負に帯電する。一方、帯電電極１２１に負の電圧が印加されると流出体１０１には正の電荷が誘導され、原料液３００は正に帯電する。
【００６３】
帯電電源１２２は、流出体１０１と帯電電極１２１との間に高電圧を印加して原料液３００を所望の電荷密度に帯電させることのできる電源である。帯電電源１２２は、一般には、直流電源が好ましいが交流電源の採用を妨げるものでは無い。また、帯電電源１２２は、電圧を調整できるものとなっている。
【００６４】
なお、流出体１０１に帯電電源１２２を接続して流出体１０１を帯電電極１２１に対し高い電圧もしくは低い電圧としてもかまわない。また、帯電電極１２１と流出体１０１とのいずれも接地しないような接続状態とし、帯電電源１２２の両極をそれぞれ帯電電極１２１と流出体１０１に接続してもかまわない。
【００６５】
収集手段１０３は、静電延伸現象により空間中で製造されるナノファイバ３０１を収集する装置である。収集手段１０３は、被堆積部材１３１と、被堆積部材１３１を移送することのできる移送手段１３２とを備えている。
【００６６】
被堆積部材１３１は、空間中で製造されたナノファイバ３０１を堆積状態で収集する部材である。本実施の形態の場合、被堆積部材１３１は、Ｙ軸方向を幅とする薄い帯状の長尺の部材でありロール１３３に巻き付けられた状態で供給されている。また、被堆積部材１３１は、表面に堆積したナノファイバ３０１と分離が容易なように、表面処理が施されている。
【００６７】
つまり、被堆積部材１３１から、被堆積部材１３１の表面に堆積したナノファイバ３０１を分離することで、ナノファイバ３０１が用いられた不織布が得られる。
【００６８】
移送手段１３２は、流出体１０１と被堆積部材１３１とをＹ軸方向と交差する方向（Ｘ軸方向）に相対的に移送する装置である。本実施の形態の場合、流出体１０１は固定されており、被堆積部材１３１のみを流出体１０１に対して移送するものとなっている。移送手段１３２は、長尺の被堆積部材１３１を巻き取りながらロール１３３から引き出し、堆積するナノファイバ３０１と共に被堆積部材１３１を移送して巻き取るものとなっている。
【００６９】
なお、移送手段１３２は、被堆積部材１３１を移動させるばかりではなく、流出体１０１を収集手段１０３に対して移動させるものでもかまわない。また、移送手段１３２は、被堆積部材１３１を一定方向に移送し、流出体１０１を被堆積部材１３１の移送方向と交差する方向に往復動させるもの等でもよい。また、開口部１１９の並び方向と直交する方向に収集手段１０３を移動させているが、それに限定するものではなく、開口部１１９の並び方向に被堆積部材１３１を移動させ、流出体１０１を開口部１１９の並び方向と直交する方向に往復動させるものであってもかまわない。
【００７０】
誘引手段１０４は、空間中で製造されたナノファイバを被堆積部材１３１に誘引するための装置である。誘引手段１０４は、気体流を用いてナノファイバ３０１を所定の位置に誘引する方式（気体流方式）や、空間を飛翔しているナノファイバ３０１が帯電していることを利用して、電界を発生させてナノファイバ３０１を所定の位置に誘引する方式（電界方式）を採用することができ、また、気体流方式と電界方式を併有するものでもかまわない。
【００７１】
本実施の形態の場合、図１に示すように、流出体１０１と所定距離離れた位置に流出体１０１よりも長く幅の広い板状の帯電電極１２１が誘引手段１０４の構成要素である誘引電極としても機能している。帯電電極１２１は、誘引電源としても機能する帯電電源１２２と接続されて所定の電位が印加される導電性の部材であり、帯電電極１２１から発生する電界により流出体１０１に電荷を発生させると共に、空間中のナノファイバ３０１を帯電電極１２１の方向に誘引する。また、誘引手段１０４は、吸引手段１４２を備えている。吸引手段１４２は、帯電電極１２１の厚さ方向に多数設けられた貫通孔から気体を吸い込んで気体流を発生させ、ナノファイバを所定の位置に誘引する装置である。
【００７２】
原料供給手段１０５は、図１に示すように、流出体１０１に原料液３００を供給する装置であり、原料液３００を大量に貯留する容器１５１と、原料液３００を所定の圧力で搬送するポンプ（図示せず）と、流出体１０１の貯留槽１１３に供給する原料液３００の流量（圧力）を調整する調整手段１５２とを備えている。
【００７３】
原料液３００は、ナノファイバ３０１を生成するための液状の原料であり、ナノファイバ３０１を構成する樹脂を溶質とし、当該溶質を溶解、または、分散する溶媒とを備えている。
【００７４】
前記溶質は、具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、アラミド、ポリイミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等およびこれらの共重合体等の高分子物質を例示できる。これらは、溶質として採用される樹脂の例示であり、本願発明は上記樹脂に限定されるものではない。
【００７５】
なお、原料液３００は、上記より選ばれる溶質を一種類のみ含んでいてもよく、また、複数種類を混在して含んでいてもかまわない。
【００７６】
前記溶媒は、前記溶質を溶解、または、分散できる揮発性のある有機溶剤などであり、原料液３００として採用される上記樹脂に対応して選定される。前記溶媒は、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、クロロホルム、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、ピリジン、水等を挙示することができる。これらは溶質として採用される溶剤の例示であり、本願発明は、上記溶剤に限定されるものではない。
【００７７】
なお、原料液３００は、上記より選ばれる溶媒を一種類のみ含んでいてもよく、また、複数種類を混在して含んでいてもかまわない。
【００７８】
さらに、原料液３００は、他の無機物質や有機物質を含んでいてもかまわない。例えば、無機物質としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を挙げることができる。特に、原料液３００に酸化物を添加することで製造されるナノファイバの耐熱性、加工性などを向上させることが可能であるとの知見を得ている。具体的に当該酸化物としては、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5等を例示することができる。これらは、原料液３００が含む他の物質の例示であり、本願発明は、原料液３００が他の物質を含むか否かで限定されるものではない。
【００７９】
原料液３００は、上記より選ばれる一種類のみを他の物質として含んでもよく、また、複数種類を含んでもかまわない。
【００８０】
原料液３００における溶媒と溶質との混合比率は、選定される溶媒の種類と溶質の種類とにより異なるが、溶媒量は、約６０重量％から９８重量％の間が望ましい。好適には溶質が５〜３０重量％となる。
【００８１】
次に、上記構成の不織布製造装置１００を用いた不織布の製造方法を説明する。
【００８２】
まず、原料供給手段１０５により流出体１０１に原料液３００を供給する（供給工程）。以上により、流出体１０１の貯留槽１１３に原料液３００が満たされる。そして、原料液３００は、流出孔１１８に直接原料液３００が供給される場合の流量に比べて流量が低下するように絞り手段１１０によって流量が調整されて（絞り工程）流出孔１１８に供給される。
【００８３】
ここで、流出体１０１から突出状に形成されるテーラーコーン３０３の底面積が流出孔１１８の開口部１１９の開口面積に一致するように、調整手段１５２を用いて調整する（調整工程）。例えば、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より小さい場合は、貯留槽１１３に供給される原料液３００の流量（圧力）を増やし、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より大きい場合は、貯留槽１１３に供給される原料液３００の流量（圧力）を減少させる。特に、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より大きくなると、テーラーコーン３０３によどみが発生し易くなるため、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積と一致することを目標に調整するが、少なくともテーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積よりも大きくならないように調整する。
【００８４】
また、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より小さい場合には、調整手段１５２により積極的に流量の調整をしなくても良い場合がある。つまり、テーラーコーン３０３の底面積が開口部１１９の面積より小さい場合には、原料液３００の表面張力により、テーラーコーン３０３自体の頂点角度が大きくなるようにテーラーコーン３０３が自ら変形し、テーラーコーン３０３の底面積と開口部１１９の面積とが一致する場合がある。
【００８５】
次に、帯電電源１２２により帯電電極１２１を正または負の高電圧とする。帯電電極１２１と対向する流出体１０１の先端部１１６に電荷が集中し、当該電荷が流出孔１１８を通過して空間中に流出する原料液３００に転移し、原料液３００が帯電する（帯電工程）。
【００８６】
また、帯電電源１２２により、流出体１０１に印加される電圧を調整し、テーラーコーン３０３の形状を変化させてテーラーコーン３０３の底面積を開口部１１９の底面積に一致させてもよい（調整工程）。例えば、流出体１０１に印加する電圧を上昇させると、テーラーコーン３０３の底面積が減少し、電圧を降下させると、テーラーコーン３０３の底面積が増加する。
【００８７】
以上によりテーラーコーン３０３の底面積が流出孔１１８の開口部１１９の面積とほぼ一致する状態で、流出体１０１の開口部１１９から帯電した原料液３００が流出する（流出工程）。
【００８８】
次にある程度空間中を飛行した原料液３００に静電延伸現象が作用することによりナノファイバ３０１が生成される（ナノファイバ生成工程）。ここで、原料液３００は、テーラーコーン３０３の存在により強い帯電状態（高い電荷密度）で流出する。これにより、原料液３００は、静電延伸が何次にもわたって発生し、線径の細い高品質なナノファイバ３０１が大量に製造される。
【００８９】
この状態において、被堆積部材１３１の背方に配置される帯電電極１２１と流出体１０１との間に発生する電界により、ナノファイバ３０１が被堆積部材１３１に誘引される。また、要すれば吸引手段１４２により気体流を発生させてナノファイバを誘引してもよい（誘引工程）。
【００９０】
そして、被堆積部材１３１にナノファイバ３０１が堆積して収集される（収集工程）。被堆積部材１３１は、移送手段１３２によりゆっくり移送されているため、ナノファイバ３０１も移送方向に延びた長尺の帯状部材、つまり不織布として回収される。
【００９１】
以上のような構成の不織布製造装置１００を用い、以上の不織布製造方法を実施することによって、流出体１０１から外方に向かって発生させたテーラーコーン３０３に電荷が集中し、原料液３００を強い帯電状態（高い電荷密度）とすることができる。従って、静電延伸現象が何次にもわたって発生し、原料液３００に含まれる溶質の多くがナノファイバ３０１となる。
【００９２】
これにより、被堆積部材１３１に体積したナノファイバ３０１に、ナノファイバ３０１とならなかった溶質が付着しナノファイバ３０１同士を接着したり、ナノファイバ３０１で形成された網目を埋めるなどの不具合が発生する可能性を低下させることが可能となる。
【００９３】
さらに、テーラーコーン３０３に発生する原料液３００のよどみを可及的に抑制することができるため、テーラーコーン３０３内部で溶質が固化し、固化した溶質が落下してナノファイバ３０１に付着しパーティクルとなるような不具合の発生も抑制できる。
【００９４】
以上から、高品質なナノファイバ３０１を安定して生成することが可能となる。その結果、高品質な不織布を安定して得ることが可能となる。
【００９５】
（実施の形態の変形例１）
次に、実施の形態の変形例１について、図７〜図１０を用いて説明する。
【００９６】
図７は、実施の形態の変形例１における流出体１０１の部分的な断面を示す図である。
【００９７】
なお、変形例１における流出体１０１も、実施の形態における流出体１０１と同じく、不織布製造装置１００の一部として、帯電手段１０２等の他の構成要素とともに、ナノファイバの生成に用いられる。このことは、後述する変形例２における流出体１０１についても同じである。
【００９８】
以下、変形例１における流出体１０１について特徴的な事項を主として説明する。
【００９９】
変形例１における流出体１０１は、絞り手段１１０の絞り孔１１１を通過した原料液３００が、流出孔１１８の開口部１１９から流出する点では、実施の形態における流出体１０１と同じである。
【０１００】
しかし、変形例１における流出体１０１には、テーラーコーン抑制部２００が配置されている。
【０１０１】
テーラーコーン抑制部２００は、原料液３００に対する所定の濡れ性を有することで、テーラーコーン３０３の底面が開口部１１９よりも外側に広がることを抑制する。
【０１０２】
図８は、テーラーコーン抑制部２００の濡れ性を説明するための図である。
【０１０３】
原料液３００に対するテーラーコーン抑制部２００の濡れ性は、例えば、接触角で定義される。
【０１０４】
具体的には、図８に示すように、原料液３００の液滴と、テーラーコーン抑制部２００の表面とのなす角である接触角θは、本変形例の場合、７０度以上である。つまり、本変形例におけるテーラーコーン抑制部２００は、原料液３００に対する接触角θが７０度以上となる濡れ性を有している。
【０１０５】
また、テーラーコーン抑制部２００は、上記の濡れ性を有する素材、例えばフッ素またはシリコンを、先端部１１６の開口部１１９の周りの領域に塗布することで実現される。
【０１０６】
図９Ａは、変形例１における先端部１１６を下方から見た図であり、図９Ｂは、変形例１における先端部１１６を斜め下方から見た図である。
【０１０７】
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、テーラーコーン抑制部２００は、開口部１１９を囲むように開口部１１９の周縁に配置されている。
【０１０８】
また、テーラーコーン抑制部２００は、原料液３００に対し、上述の所定の濡れ性を有する素材、簡単にいうと、原料液３００をはじき易い物性を有する素材で構成されている。そのため、原料液３００の、開口部１１９の周縁への濡れ広がりが抑制される。
【０１０９】
つまり、テーラーコーン抑制部２００により、テーラーコーン３０３の底面が不要に大きくなるようなことが防止され、その結果、テーラーコーン３０３におけるよどみの発生がより確実に防止される。
【０１１０】
ここで、上述のように、流出孔１１８の断面積の調整、調整手段１５２による原料液３００の流量（圧力）の調整、または、帯電電源１２２による流出体１０１に対する印加電圧の調整等によって、テーラーコーン３０３の底面の大きさを調整することは可能である。
【０１１１】
しかし、何らかの手法によりテーラーコーン３０３の底面の大きさを一旦調整した後であっても、例えば、周囲の温度、湿度または圧力などの変化に起因し、テーラーコーン３０３の底面が広がり易い傾向になることも考えられる。
【０１１２】
もちろん、テーラーコーン３０３の状態を監視し、監視結果を調整手段１５２等にフィードバックすることで、テーラーコーン３０３の底面積の調整を随時行うことも考えられるが、この場合、例えば、不織布製造装置１００の構成が複雑化するため、好ましい手法とはいえない。
【０１１３】
しかしながら、本変形例における流出体１０１によれば、テーラーコーン抑制部２００が開口部１１９の周縁に配置されている。そのため、周囲の環境の変化等に起因して、テーラーコーン３０３の底面が広がり易い傾向になった場合であっても、原料液３００の流量の制御等を行うことなく、原料液３００の、開口部１１９の周縁への濡れ広がりは抑制される。
【０１１４】
すなわち、流出孔１１８の開口部１１９を囲むように開口部１１９の周縁に配置され、原料液３００に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部２００によって、テーラーコーン３０３の底面積を流出孔１１８の開口面積に一致させることができる。
【０１１５】
これにより、テーラーコーン３０３における原料液３００の淀みの発生は抑制され、その結果、製造品（ナノファイバ）における、原料液３００の淀みに起因する不良の発生は抑制される。
【０１１６】
なお、テーラーコーン抑制部２００は、フッ素等の先端部１１６へのコーティングではなく、例えば、上記所定の濡れ性を有する板体を先端部１１６に取り付けることでも実現される。
【０１１７】
図９Ｃは、板体であるテーラーコーン抑制部２０１と先端部１１６とを斜め下方から見た図である。
【０１１８】
図９Ｃに示すように、板体であるテーラーコーン抑制部２０１に、開口部１１９と同じサイズの貫通孔２０２を設ける。より具体的には、複数の開口部１１９と複数の孔２０２とのＸＹ平面における位置が一致するように、複数の貫通孔２０２をテーラーコーン抑制部２０１に設ける。
【０１１９】
なお、テーラーコーン抑制部２０１は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）で構成されており、テーラーコーン抑制部２００と同じく、原料液３００に対する接触角θが７０度以上となるような濡れ性を有している。
【０１２０】
このように構成されたテーラーコーン抑制部２０１を、複数の開口部１１９と複数の貫通孔２０２とのＸＹ平面における位置が一致するように先端部１１６に取り付ける。
【０１２１】
なお、このときの取り付け方法は特定の取り付け方法に限定されない。例えば、接着剤によりテーラーコーン抑制部２０１を先端部１１６に取り付けてもよい。また、例えば、先端部１１６が、テーラーコーン抑制部２０１を固定する構造（例えば、溝、突起または爪など）を有することで、テーラーコーン抑制部２０１が先端部１１６に取り付けられてもよい。
【０１２２】
また、テーラーコーン抑制部２００（２０１）は、複数の開口部１１９のそれぞれに対応するように、分離して配置されてもよい。
【０１２３】
図１０は、分離して配置されたテーラーコーン抑制部２００を下方から見た図である。
【０１２４】
図１０に示すように、開口部１１９ごとに、他から分離されたテーラーコーン抑制部２００が配置された場合であっても、上述の、原料液３００の開口部１１９周縁への濡れ広がりに対する抑制効果は発揮される。
【０１２５】
また、図９Ａに示すテーラーコーン抑制部２００と比較すると、テーラーコーン抑制部２００を構成するための素材の必要量を節約することができる。
【０１２６】
また、これらの効果は、板体であるテーラーコーン抑制部２０１を、開口部１１９ごとに配置した場合であっても同様に発揮される。
【０１２７】
（実施の形態の変形例２）
次に、実施の形態の変形例２について、図１１〜図１３を用いて説明する。具体的には開口部１１９を形成するテーラーコーン抑制部を備える流出体１０１の各種の態様について、変形例２として説明する。
【０１２８】
図１１は、実施の形態の変形例２における流出体１０１の部分的な断面の第一の例を示す図である。
【０１２９】
図１１に示す流出体１０１は、絞り孔１７１を有する絞り手段１７０を備えている。つまり、変形例２における流出体１０１は、絞り孔を通過した原料液３００が流出孔１１８の開口部１１９から流出する点では、変形例１における流出体１０１と同じである。
【０１３０】
しかし、変形例２における流出体１０１は、開口部１１９自体が、上記の濡れ性を有する素材で形成されている点で、変形例１における流出体１０１と異なる。
【０１３１】
具体的には、変形例２における流出体１０１は、側面部１１７を有する本体に、流出孔１１８を有するテーラーコーン抑制部２１０が、ボルト１６０により取り付けられることで構成されている。
【０１３２】
つまり、変形例２における流出体１０１は、開口部１１９を形成するテーラーコーン抑制部２１０を有している。
【０１３３】
また、テーラーコーン抑制部２１０は、例えばＰＰで構成されており、変形例１におけるテーラーコーン抑制部２００および２０１と同じく、原料液３００に対する接触角θが７０度以上となるような濡れ性を有している。
【０１３４】
これにより、例えばテーラーコーン３０３の状態の監視結果に基づく原料液３００の流量の制御等の複雑な制御を行うことなく、原料液３００の、開口部１１９の周縁への濡れ広がりを抑制することができる。
【０１３５】
また、例えば、原料液３００が、流出孔１１８の内壁面に固着すること抑制されるため、流出孔１１８が目詰まりを起こすことが抑制される。
【０１３６】
なお、流出孔１１８の軸方向の長さは特定の値に限定されない。例えば、原料液３００の粘性等に応じて、流出孔１１８の軸方向の長さを変えることもできる。
【０１３７】
図１２は、実施の形態の変形例２における流出体１０１の部分的な断面の第二の例を示す図である。
【０１３８】
図１２に示す流出体１０１は、テーラーコーン抑制部２２０を有する。テーラーコーン抑制部２２０は、図１２に示すように、陥凹状の窪みを有しており、絞り手段１８０が、当該窪みに埋設されるように配置されている。
【０１３９】
つまり、テーラーコーン抑制部２２０が窪みを有することで、テーラーコーン抑制部２２０における流出孔１１８は、図１１に示すテーラーコーン抑制部２１０における流出孔１１８よりも軸方向に短く形成されている。
【０１４０】
また、テーラーコーン抑制部２２０は、ボルト１６０により流出体１０１の本体に取り付けられており、絞り手段１８０の絞り孔１８１を通過した原料液３００が流出孔１１８の開口部１１９から流出する構造になっている。
【０１４１】
テーラーコーン抑制部２２０における流出孔１１８は、テーラーコーン抑制部２１０における流出孔１１８よりも短く形成されていることにより、以下の効果が奏される。
【０１４２】
例えば、原料液３００の粘性が比較的に低い場合を想定する。この場合、図１１に示す流出孔１１８における原料液３００の流れが不安定となることも考えられる。
【０１４３】
この場合、流出体１０１の開口部１１９を形成する部材として、テーラーコーン抑制部２１０に換えて、比較的短い流出孔１１８を有するテーラーコーン抑制部２２０を採用する。これにより、流出孔１１８における原料液３００の流れを安定化させることができる。その結果、開口部１１９におけるテーラーコーン３０３の形状が安定化される。
【０１４４】
なお、テーラーコーン抑制部２２０における流出孔１１８の長さ（言い換えると、窪みの深さ）は、原料液３００の物性を考慮した実験またはシミュレーション等により、適切な値を決定すればよい。
【０１４５】
以上、図１１および図１２に示すように、流出体１０１は、流出孔１１８の開口部１１９を形成するテーラーコーン抑制部２１０または２２０を有してもよい。
【０１４６】
テーラーコーン抑制部２１０および２２０のそれぞれは、原料液３００に対する所定の濡れ性を有する素材で構成されており、これにより、テーラーコーン３０３の底面が開口部１１９よりも外側に広がることを抑制するという効果が発揮される。つまり、テーラーコーン３０３の底面積を流出孔１１８の開口面積に一致させることが可能となる。
【０１４７】
なお、テーラーコーン抑制部２１０および２２０のそれぞれの、流出体１０１の本体に対する取り付けは、ボルト１６０による締結以外の手法により実現されてもよい。また、テーラーコーン抑制部２１０および２２０のそれぞれと流出体１０１の本体との間の気密性の向上のために、例えばゴム製のパッキンが配置されてもよい。
【０１４８】
また、上述の、原料液３００に対する所定の濡れ性を有する素材による、原料液３００の開口部１１９周縁への濡れ広がりを抑制する効果は、絞り手段等の他の構成要素が開口部１１９と一体に形成されていても発揮される。
【０１４９】
図１３は、実施の形態の変形例２における流出体１０１の部分的な断面の第三の例を示す図である。
【０１５０】
図１３に示す流出体１０１は、流出孔１１８を含むテーラーコーン抑制部２３０を有し、テーラーコーン抑制部２３０には開口部１１９が形成されている。
【０１５１】
また、図１３に示す流出体１０１では、側面部１１７の少なくとも一部と、絞り孔１９１を有する絞り手段１９０と、テーラーコーン抑制部２３０とが、原料液３００に対する所定の濡れ性を有する素材（例えば、ＰＰ）によって一体に形成されている。
【０１５２】
このように、流出体１０１における複数の構成要素を一体に形成することで、例えば、流出体１０１の製造工程が効率化される。
【０１５３】
また、流出体１０１において、少なくとも開口部１１９に比較的に近い部分を、ＰＰ等の、原料液３００に対する濡れ性の低い素材、言い換えると、原料液３００をはじき易い素材で構成することで以下の効果が奏される。
【０１５４】
すなわち、テーラーコーン３０３の底面が開口部１１９よりも外側に広がることが抑制されるとともに、例えば、原料液３００のよりスムースな流出が促され、流出体１０１の内部における原料液３００の固化および固着が抑制される。
【０１５５】
また、テーラーコーン抑制部２１０、２２０、および２３０のそれぞれには、開口部１１９自体が形成されているため、例えば、開口部１１９と、テーラーコーン３０３の底面の広がりを抑制する素材とが乖離することがない。つまり、テーラーコーン３０３の形状を適性に保つための機能がより安定的に発揮される。
【０１５６】
なお、本願発明は、上記実施の形態およびその変形例に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態およびその変形例に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる態様も本願発明に含まれる。
【０１５７】
例えば、実施の形態における不織布製造装置１００は、ナノファイバ３０１が用いられた不織布を製造するとした。しかしながら、本願発明は、ナノファイバ３０１以外の繊維が用いられた不織布の製造に利用することもできる。例えば、ミクロンオーダーの直径を有する繊維が用いられた不織布の製造に利用することもできる。
【０１５８】
また、「一致」や「同程度」などの文言は本願発明の趣旨を逸脱しない程度の誤差（ひろがり）を許容する意味で使用している。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本願発明は、ナノファイバの製造やナノファイバを用いた紡糸、不織布の製造に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６０】
１００ 不織布製造装置
１０１ 流出体
１０２ 帯電手段
１０３ 収集手段
１０４ 誘引手段
１０５ 原料供給手段
１１０、１７０、１８０、１９０ 絞り手段
１１１、１７１、１８１、１９１ 絞り孔
１１３ 貯留槽
１１４ 第二絞り手段
１１５ 取付部
１１６ 先端部
１１７ 側面部
１１８ 流出孔
１１９ 開口部
１２１ 帯電電極
１２２ 帯電電源
１３１ 被堆積部材
１３２ 移送手段
１３３ ロール
１４２ 吸引手段
１５１ 容器
１５２ 調整手段
１６０ ボルト
２００、２０１、２１０、２２０、２３０ テーラーコーン抑制部
２０２ 貫通孔
３００ 原料液
３０１ ナノファイバ
３０３ テーラーコーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造するための不織布製造装置であって、
原料液が流出する際に形成されるテーラーコーンの底面積と同程度の開口面積を有する流出孔を備える流出体と、
前記流出孔を通過する原料液の上流側に、前記流出孔と連通状態で配置され、前記流出孔を通過する原料液の流量を低下させる絞り手段と、
前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電手段と
を備える不織布製造装置。
【請求項２】
前記流出体は、原料液の流れの流出孔の上流側に前記絞り手段が取り付けられる取付部を備え、
前記絞り手段は、前記取付部に着脱可能に取り付けられる
請求項１に記載の不織布製造装置。
【請求項３】
さらに、
前記絞り手段とは原料液の流量を低下させる度合いが異なり、前記取付部に着脱可能に取り付けられる第二絞り手段
を備える請求項２に記載の不織布製造装置。
【請求項４】
前記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置されたテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有することで、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制するテーラーコーン抑制部を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布製造装置。
【請求項５】
前記流出体は、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部を有し、
前記テーラーコーン抑制部は、所定の濡れ性を有する素材で構成されていることにより、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布製造装置。
【請求項６】
原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造するための不織布製造方法であって、
原料液を流出させる流出孔と、原料液の流れの上流側に前記流出孔と連通状態で配置され原料液の流量を低下させる絞り手段とを備える流出体から流出する原料液の流出量を、前記流出体から突出状に形成されるテーラーコーンの底面積が前記流出孔の開口面積に一致するように調整する調整ステップと、
前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電ステップと
を含む不織布製造方法。
【請求項７】
前記調整ステップは、前記流出体に印加する電圧も調整して前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させる
請求項６に記載の不織布製造方法。
【請求項８】
前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置され、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させる
請求項６に記載の不織布製造方法。
【請求項９】
前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させる
請求項６に記載の不織布製造方法。
【請求項１】
原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造するための不織布製造装置であって、
原料液が流出する際に形成されるテーラーコーンの底面積と同程度の開口面積を有する流出孔を備える流出体と、
前記流出孔を通過する原料液の上流側に、前記流出孔と連通状態で配置され、前記流出孔を通過する原料液の流量を低下させる絞り手段と、
前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電手段と
を備える不織布製造装置。
【請求項２】
前記流出体は、原料液の流れの流出孔の上流側に前記絞り手段が取り付けられる取付部を備え、
前記絞り手段は、前記取付部に着脱可能に取り付けられる
請求項１に記載の不織布製造装置。
【請求項３】
さらに、
前記絞り手段とは原料液の流量を低下させる度合いが異なり、前記取付部に着脱可能に取り付けられる第二絞り手段
を備える請求項２に記載の不織布製造装置。
【請求項４】
前記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置されたテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有することで、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制するテーラーコーン抑制部を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布製造装置。
【請求項５】
前記流出体は、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部を有し、
前記テーラーコーン抑制部は、所定の濡れ性を有する素材で構成されていることにより、前記テーラーコーンの底面が前記開口部よりも外側に広がることを抑制する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布製造装置。
【請求項６】
原料液を空間中で電気的に延伸させることで生成される繊維が用いられた不織布を製造するための不織布製造方法であって、
原料液を流出させる流出孔と、原料液の流れの上流側に前記流出孔と連通状態で配置され原料液の流量を低下させる絞り手段とを備える流出体から流出する原料液の流出量を、前記流出体から突出状に形成されるテーラーコーンの底面積が前記流出孔の開口面積に一致するように調整する調整ステップと、
前記流出体から流出する原料液に電荷を付与して帯電させる帯電ステップと
を含む不織布製造方法。
【請求項７】
前記調整ステップは、前記流出体に印加する電圧も調整して前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させる
請求項６に記載の不織布製造方法。
【請求項８】
前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を囲むように前記開口部の周縁に配置され、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させる
請求項６に記載の不織布製造方法。
【請求項９】
前記調整ステップは、前記流出孔の開口部を形成するテーラーコーン抑制部であって、前記原料液に対する所定の濡れ性を有するテーラーコーン抑制部によって、前記テーラーコーンの底面積を前記流出孔の開口面積に一致させる
請求項６に記載の不織布製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−９２４７８（Ｐ２０１２−９２４７８Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７５７８（Ｐ２０１１−１６７５７８）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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