微細繊維不織布製造装置
【課題】安定して微細な繊維を形成できる生産性の高いエレクトロスピニング不織布製造装置を提供せんとする。
【解決手段】ポリマーを流出させる紡糸口金１と該紡糸口金１に対向して設置される電極４との間に高電圧をかけ、ポリマーを電極４に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるものであり、紡糸口金１には、ポリマーの流出する複数のノズル３よりなるノズル列３Ａが設けられ，電極４はノズル列３Ａに対して平行に配置され、電極４における前記ノズル列３Ａの長さ方向の寸法は、少なくとも該ノズル列３Ａの長さ以上とされている。更に、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置５が設けられ、該気流装置５により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置７が設けられている。
【解決手段】ポリマーを流出させる紡糸口金１と該紡糸口金１に対向して設置される電極４との間に高電圧をかけ、ポリマーを電極４に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるものであり、紡糸口金１には、ポリマーの流出する複数のノズル３よりなるノズル列３Ａが設けられ，電極４はノズル列３Ａに対して平行に配置され、電極４における前記ノズル列３Ａの長さ方向の寸法は、少なくとも該ノズル列３Ａの長さ以上とされている。更に、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置５が設けられ、該気流装置５により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー溶液あるいはポリマー溶融液（以下、「ポリマー」という。）を流出させる紡糸口金と当該紡糸口金と対向して設置される電極の間に高電圧をかけ、ポリマーが紡糸口金から電極に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化されることを応用したエレクトロスピニング法による微細繊維不織布製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロスピニング法は静電紡糸あるいは電界紡糸というものであり、ポリマーと電極との間に付加される高電圧により、紡糸口金から流出するポリマーの表面から飛翔するポリマージェットを繊維として得ていくプロセスであり、ナノファイバーの生成に極めて有効なものである。本技術は、ポリマーが流出するノズルとこれに対向する電極間で１本のジェットが飛翔することを利用するものであり、生産性をあげる工夫が種々の提案されている（例えば、特許文献１〜５、非特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、いまだ実用に適した生産性の高いエレクトロスピニングの方法・装置が市場に提供されているとは言えない。上記特許文献１の方法では、ポリマーが流出するノズルと電極との間の距離が離れていて高電圧が必要とされるという欠点がある。上記特許文献２、３の方法においては、ノズルと電極をより近くできるので電圧をより低くすることができるが、この方法はノズルから出た直後に空気流（ブローイング）による延伸作用が働き、エレクトロスピニングによる延伸作用が十分に働かず、微細繊維化が不十分な状態のまま繊維集積装置に向かって飛翔してしまうという欠点がある。
【０００４】
繊維が十分に微細化しないという上記問題は、ポリマーが紡糸口金の細孔から出たときに、まず気流による延伸が働くことが原因であるので、この気流を廃止するか、弱める必要がある。ところが、上記特許文献２、３の方法では、この気流は繊維集積装置に繊維を移送する働きもかねているため、この気流を廃止したり、弱めたりすると繊維集積装置上に不織布を形成することが困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２００６８号公報
【特許文献２】特表２００８−５２５６６９号公報
【特許文献３】特表２００８−５２５６７０号公報
【特許文献４】特表２００９−５０４９３７号公報
【特許文献５】米国特許第４９０４１７４号公報
【非特許文献１】Annual Review of Materials Research Vol.36: p333-368 Annual Reviews 2006.8
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、安定して微細な繊維を形成できる生産性の高いエレクトロスピニング不織布製造装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の課題解決のために、ポリマーを流出させる紡糸口金と該紡糸口金に対向して設置される電極との間に高電圧をかけ、ポリマーを前記電極に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるエレクトロスピニング不織布製造装置において、前記紡糸口金に、ポリマーの流出する複数のノズルよりなるノズル列を設け、前記電極を、前記ノズル列に対して平行に配置するとともに、該電極における前記ノズル列の長さ方向の寸法を、少なくとも該ノズル列の長さ以上とし、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置を設け、前記気流装置により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置を設けてなることを特徴とする微細繊維不織布製造装置を構成した（請求項１）。
【０００８】
ここにポリマーは、溶液あるいは溶融液の状態で紡糸口金から流出され、紡糸口金のノズルは細孔よりなる。またノズル列は、少なくとも一列以上設けられる。前記気流装置から噴出される気流は、空気その他の流体とすることができる。この気流装置はジェット状に飛ぶポリマーが電極上に蓄積しないように気流により偏向させて繊維集積装置の上に集積させるものである。
【０００９】
ここで、ノズルを出た直後のポリマーの繊維ジェットが微細化しない状態のままノズルから飛ぶ距離を越える部分から電極面までの間を前記気流が通るように前記気流装置の気流出口を設置し、微細化された繊維ジェットを前記繊維集積装置上に集積するようにしたものが好ましい（請求項２）。
【００１０】
また、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つノズル列を一列のみ設けたものが好ましい（請求項３）。
【００１１】
更に、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つ２列以上のノズル列を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配したものが好ましい（請求項４）。
【００１２】
ここで、前記紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、前記気流装置を、気流出口が下方を向くように配置したものが好ましい（請求項５）。
【００１３】
また、前記ノズル列を一列または二列並べた紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、紡糸口金の両横側に前記電極並びに前記気流装置を配したものが好ましい（請求項６）。
【００１４】
更に、前記紡糸口金に、前記ノズル列に隣接して気体を流出させるスリットを設けるとともに、該スリットのノズル列方向の長さ寸法を少なくとも前記ノズル列の長さ以上とし、必要に応じて前記スリットに気体を流して、各ノズルのポリマー流出口から流出するポリマー流を前記気体で包みこむようにしたものが好ましい（請求項７）。
【００１５】
ここで、前記スリットから流出する気体の温度を任意に設定できるように加熱・温度制御装置を備えたものが好ましい（請求項８）。
【００１６】
また、前記電極を気流の下流方向に延長して板状の電極としたものが好ましい（請求項９）。
【００１７】
また、前記気流装置を、噴出する気流が前記電極の表面に対して平行に流れるように、或いは前記電極の表面にぶつかって電極の表面に沿って流れるように配置したものが好ましい（請求項１０）。
【００１８】
また、前記電極の表面に、ポリマーの付着を防止するための表面処理を施したものが好ましい（請求項１１）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る微細繊維不織布製造装置によれば、紡糸口金に、ポリマーの流出する複数のノズルよりなるノズル列を設け、前記電極を、前記ノズル列に対して平行に配置するとともに、該電極における前記ノズル列の長さ方向の寸法を、少なくとも該ノズル列の長さ以上とし、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置を設け、前記気流装置により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置を設けてなるので、安定して微細な繊維を形成できる生産性の高いエレクトロスピニング不織布製造装置が提供できる。
【００２０】
請求項２に係る微細繊維不織布製造装置によれば、ノズルを出た直後のポリマーの繊維ジェットが微細化しない状態のままノズルから飛ぶ距離を越える部分から電極面までの間を前記気流が通るように前記気流装置の気流出口を設置し、微細化された繊維ジェットを前記繊維集積装置上に集積するようにしたので、十分に微細化されていない繊維の不織布が生成されてしまうことを回避でき、微細化された繊維の不織布をより確実に生成できる。
【００２１】
請求項３に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つノズル列を一列のみ設けたので、ノズル列に電荷を集中させやすくし、繊維ジェットが飛びやすくする。
【００２２】
請求項４に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つ２列以上のノズル列を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配したので、２列以上であるにもかかわらず紡糸口金の先端面積を出来るだけ小さく収まるようにし、ノズル列に電荷を集中させやすくし、繊維ジェットが飛びやすくする。また、ノズル列が複数列であることから小面積で多数の細孔を配置でき、より生産性が高くなる。
【００２３】
請求項５に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、前記気流装置を、気流出口が下方を向くように配置したので、水平にしない場合に隣接ノズル間でポリマーの繊維ジェットが接触・合流して各ノズルから独立して飛ばなくなるという不都合を回避でき、微細化された繊維からなる不織布を効率よく生産できる。
【００２４】
請求項６に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記ノズル列を一列または二列並べた紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、紡糸口金の両横側に前記電極並びに前記気流装置を配したので、繊維の生成が紡糸口金の両側で生成され、生産量を増大できる。
【００２５】
請求項７に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金に、前記ノズル列に隣接して気体を流出させるスリットを設けるとともに、該スリットのノズル列方向の長さ寸法を少なくとも前記ノズル列の長さ以上とし、必要に応じて前記スリットに気体を流して、各ノズルのポリマー流出口から流出するポリマー流を前記気体で包みこむようにしたので、ノズルから流出するポリマーが紡糸口金の先端に無用に残存・付着すること防止できる。
【００２６】
請求項８に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記スリットから流出する気体の温度を任意に設定できるように加熱・温度制御装置を備えたので、特に熱可塑性の溶融ポリマーである場合、高温の気体でポリマーを包み込めるので、安定した微細繊維を得ることができる。
【００２７】
請求項９に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記電極を気流の下流方向に延長して板状の電極としたので、気流により下流に流されていく繊維ジェットに対して電極が短い場合よりも電界の力をより長く作用させることができ、より微細な繊維が得られる。
【００２８】
請求項１０に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記気流装置を、噴出する気流が前記電極の表面に対して平行に流れるように、或いは前記電極の表面にぶつかって電極の表面に沿って流れるように配置したので、紡糸口金から出た繊維ジェットが電極表面を流れる気流に触れて下流に流れるので、紡糸口金のノズルの流出口のポリマーにつながっている繊維ジェットはノズル流出口から斜めに下流に引っ張られながら下流まで拡張された電界の影響を受け、微細化されていく。気流による張力が、微細化が進んで細くなった繊維の引張強度を越えると繊維ジェットは破断して繊維集積装置の方に移送されて、集積され、微細繊維不織布になる。
【００２９】
請求項１１に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記電極の表面に、ポリマーの付着を防止するための表面処理を施したので、気流の速度が緩慢な場合において繊維ジェットが電極に至るときにも電極上に付着しにくく、ノズルと電極の電位差（電圧）が低下して繊維ジェットが飛びにくくなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図２】同じく断面説明図。
【図３】紡糸口金の先端のノズルから電極に向かって飛翔するポリマーの繊維ジェットの状況を示す説明図。
【図４】気流装置を、気流が紡糸口金のノズルから所定距離Ｌ2離れたところを通過するように設定した例を示す説明図。
【図５】紡糸口金のノズル列が一列の場合の口金の先端部の側面図と正面図であり、図５−Ａは先端を鋭く尖らせた例を示す説明図、図５−Ｂは先端に微小な平坦部を設けた変形例を示す説明図。
【図６】ノズルの位置を千鳥配置した例を示す側面図と正面図であり、図６（ａ）はノズル列が二列の場合の説明図、図６（ｂ）はノズル列が三列の場合の説明図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図８】同じく断面説明図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る微細繊維不織布製造装置Ｓの全体構成を示す説明図であり、図２は同じく断面説明図である。本発明の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図１に示すように、ポリマーを流出させる紡糸口金１と該紡糸口金１に対向して設置される電極４との間に高電圧をかけ、ポリマーを電極４に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるものである。
【００３３】
特に本発明では、紡糸口金１には、ポリマーの流出する複数のノズル３よりなるノズル列３Ａが設けられ，電極４はノズル列３Ａに対して平行に配置され、電極４における前記ノズル列３Ａの長さ方向の寸法は、少なくとも該ノズル列３Ａの長さ以上とされている。更に、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置５が設けられ、該気流装置５により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置７が設けられている。
【００３４】
まず、図１〜６に基づき第１実施形態を説明する。
【００３５】
紡糸口金１には、ポリマー定量送出装置２からポリマーが強制的に送り込まれ、鋭角になった先細な先端に列状に並んで設けられたノズル３からポリマーが流出するように構成されている。紡糸口金１は、図１〜図５−Ａにも示すように、ノズル３側である先端側ほど細くなる先細形状である。これはとがらせた方が電荷を集中させやすくし、繊維ジェットが飛びやすくするためである。尚、加工上および取り扱い上先端を損傷しにくくするために図５−Ｂのように、先端に微小な平坦部ｆを設けてもよい。
【００３６】
また、ノズル列３Ａは、図５−Ａに示すように、一列のみ設けられている。これについても、ノズル列３Ａを二列以上設けることもでき、例えば図６に示す例では、紡糸口金のノズル３の列が二列以上の場合のそれぞれのノズルの位置関係を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配し、このような千鳥配置として紡糸口金の先端面積を出来るだけ、小さく収まるようにし、角型に仕上げて電荷を集中させやすくしてある。（ａ）はノズル列が二列の場合、（ｂ）はノズル列が三列の場合を例示している。これにより小面積で多数の細孔を配置でき、より生産性が高くなる。ただ、先端面積をあまり大きくすると、電荷の集中をさせにくくなる。
【００３７】
紡糸口金１の先端のノズル列に平行に電極４が配置され、さらに紡糸口金１と電極４の間に気流装置５が配置され、送風機５’から送り出された気体が気流出口６から紡糸口金１と電極４の間に流出するようになっている。電極４はアースにつながり、紡糸口金が高電圧発生装置１６に結合されており、紡糸口金１と電極４の間で高電位差がつくようになっている。ただし電極４を高電圧発生装置１６に結合し、紡糸口金をアースにつないでもよい。
【００３８】
紡糸口金１の先端のノズル３から電極４に向かって飛翔するポリマーの繊維ジェットＰＪは、図３に示すように、ノズルから離れて数十ｍｍの間は直進し、その後十数ｍｍで微細化して後らせん状に旋回しつつ広がり電極４面にいたる。繊維ジェットがノズル３から直進する距離Ｌ1は、ポリマーの性質、ノズルと電極間の電位差などによって変化する。したがってノズルを出た直後の繊維ジェットは、微細化する前の状態であるので、これを気流で下流に移送することは微細化していない繊維の不織布を生成することとなる。本実施形態では、図４に示すように、気流装置５の気流が紡糸口金１のノズル３と電極４を結ぶ最短距離の線上で、紡糸口金のノズル３からＬ2（ただしＬ2＞Ｌ1）離れたところを通過するように、気流装置５の気流出口６が設定されている。これにより繊維集積装置７上に微細化された繊維ジェットが集積されることとなる。
【００３９】
繊維集積装置７は、気流装置５からの気流を受ける位置に設けられている。具体的には、従動ローラ８、駆動ローラ９で支持された気流を通す構造のコンベアベルト１０からなり、該コンベアベルト１０の下面側に吸引ブロア１１の結合された吸引ボックス１２が設けられ、気流出口６からの気流を吸い込むように構成されている。
【００４０】
このような微細繊維不織布製造装置Ｓでは、まずポリマーは定量送出装置２により、紡糸口金１のノズル３から流出しようとする。このとき、この紡糸口金と対向する電極との間に一定以上の高電圧をかけると、ノズル３の流出口のポリマーは、電極に向かってポリマーの繊維ジェットＰＪとなって飛翔する。このまま放置すると電極の表面にポリマー繊維が付着・積み重なり、紡糸口金１の先端のノズル３と電極４間の電位差（電圧）が低下して最終的に繊維ジェットが飛ばなくなるが、気流装置５を作動させて気流出口６から気体を流出させると、前述の繊維ジェットはその気流で吹き流され、電極からはなれた繊維集積装置７のコンベアベルト１０の方に飛ばされる。このとき吸引ブロア１１を作動させ、吸引ボックス１２を作動させると、飛ばされた繊維状のジェットはコンベアベルト１０上に集積され、繊維集積装置が稼動して駆動ローラ９が回転すると、コンベアベルト１０上に微細繊維不織布が連続的に生成されるのである。
【００４１】
次に、図７及び図８に基づき、本発明の第２実施形態を説明する。
【００４２】
本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図７、８に示すように、紡糸口金１のノズル３の流出口を下に向けて水平にしたものである。紡糸口金１を下に向けて水平にしない場合は、ノズル３から流出するポリマーの量を十分に制御しないとノズル３出口で隣接するノズルから出るポリマーが接触・合流する現象が起こりやすく、繊維ジェットがそれぞれのノズルから飛ばなくなるという不都合が起こりやすいという問題がある。したがって、本実施形態のごとくノズル３の流出口を下に向けて水平にすることが望ましい。その他、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
次に、図９に基づき、本発明の第３実施形態を説明する。
【００４４】
本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図９に示すように、紡糸口金１のノズル３の流出口を下に向けたことにより、気流装置５および電極４を紡糸口金の両横側に配置することが可能になり、これにより繊維の生成が紡糸口金１の両横側で生成されるので、生産量が増大する。繊維の生成量の増大はノズル列３Ａが複数の場合に特に大きくなるが、実施上は二列までが有効である。三列になると中央のノズル列からの繊維ジェットは、両横側のノズル列３Ａからの繊維ジェットが優先的になり、飛びにくくなり、生産性の向上に寄与しない。
【００４５】
次に、図１０に基づき、本発明の第４実施形態を説明する。
【００４６】
本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図１０に示すように、紡糸口金１に隣接してリップ金具１３によりノズル３のノズル列の両側に隣接してスリット１５を形成し、細孔のノズル３から流出するポリマーを当該スリット１５から吹き出される気体により包み込み・流出を助けるようにした一般メルトブロー法に適用される紡糸口金と類似のものを適用するものである。これを活用することにより、ノズルから流出するポリマーが紡糸口金の先端に無用に残存・付着すること防ぐ効果がある。
【００４７】
スリット１５のノズル列方向の長さ寸法は、少なくとも前記ノズル列３Ａの長さ以上に設定されている。本例では、さらにこのスリット１５から吹き出される気体を加熱・温度制御できる装置を設けることにより、特にポリマーが熱可塑性の溶融ポリマーである場合、高温の気体でポリマーを包み込めるので、安定した微細繊維を得ることが出来るようになる。
【００４８】
次に、図１１に基づき、本発明の第５実施形態を説明する。
【００４９】
図３にノズルと電極の間に繊維ジェットが飛翔する模式図を示したが、本発明では飛翔する繊維ジェットを気流で移送することを特徴としており、繊維ジェットが電極近傍から離れるとジェットを牽引する力が働かなくなり、微細化に限界が生じるという欠点が残っている。そこで本実施形態では、図１１に示すように、繊維ジェットＰＪはノズル３と電極４の最短部近傍でつくられている電界により形成されるが、気流により下流に流されていくので、繊維ジェットＰＪにより長く、電界の力を作動させるために、電極４に下流に延長した電極４’を追加あるいは延長することが、好ましく、電極が短い場合より、微細繊維が得られることになる。
【００５０】
次に、図１２に基づき、本発明の第６実施形態を説明する。
【００５１】
図３で説明したように、紡糸口金１の近傍では、繊維ジェットは微細化度合いが低く、電極に地被くほど微細化が進む。そこで本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図１２に示すように、気流装置の流出口を出来るだけ、電極に近づけ電極表面を気流が吹き流れるようにしている。本図では気流が電極表面に沿って平行に流れるように示しているが、少し斜めに電極表面にぶつけるように当てるようにしてもよい。さらに、繊維ジェットにより長く電界の力を及ばせるために、電極４と気流の下流方向（すなわち繊維集積装置）に延長したものを適用した。
【００５２】
この実施形態では、紡糸口金１から出た繊維ジェットは、電極４表面を流れる気流に触れ、下流に流れるので、紡糸口金１のノズル３の流出口のポリマーにつながっている繊維ジェットはノズル流出口から、斜めに下流に引っ張られながら、下流まで拡張された電界の影響を受け、微細化されていく。気流による張力が、微細化が進んで細くなった繊維の引張強度を越えると繊維ジェットは破断して繊維集積装置のほうに移送されて、集積され、微細繊維不織布になる。
【００５３】
この実施形態に限らず、本発明では、気流の速度が緩慢な場合は、繊維ジェットが電極上に付着することがある。この場合には、電極表面を繊維ジェットが付着しにくくするため、たとえば、フッ素樹脂コーティングなどの表面処理をすることが有効である。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｓ 微細繊維不織布製造装置
１ 紡糸口金
２ ポリマー定量送出装置
３ ノズル
３Ａ ノズル列
４ 電極
４’ 延長電極
５ 気流装置
５’ 送風機
６ 気流出口
７ 繊維集積装置
８ 従動ローラ
９ 駆動ローラ
１０ コンベアベルト
１１ 吸引ブロア
１２ 吸引ボックス
１３ リップ金具
１４ 気体入口
１５ スリット
１６ 高電圧発生装置
ＰＪ ポリマーの繊維ジェット
Ｌ1 ポリマージェットが直進する距離
Ｌ2 ノズル先端から気流装置から噴出される気流の距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー溶液あるいはポリマー溶融液（以下、「ポリマー」という。）を流出させる紡糸口金と当該紡糸口金と対向して設置される電極の間に高電圧をかけ、ポリマーが紡糸口金から電極に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化されることを応用したエレクトロスピニング法による微細繊維不織布製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロスピニング法は静電紡糸あるいは電界紡糸というものであり、ポリマーと電極との間に付加される高電圧により、紡糸口金から流出するポリマーの表面から飛翔するポリマージェットを繊維として得ていくプロセスであり、ナノファイバーの生成に極めて有効なものである。本技術は、ポリマーが流出するノズルとこれに対向する電極間で１本のジェットが飛翔することを利用するものであり、生産性をあげる工夫が種々の提案されている（例えば、特許文献１〜５、非特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、いまだ実用に適した生産性の高いエレクトロスピニングの方法・装置が市場に提供されているとは言えない。上記特許文献１の方法では、ポリマーが流出するノズルと電極との間の距離が離れていて高電圧が必要とされるという欠点がある。上記特許文献２、３の方法においては、ノズルと電極をより近くできるので電圧をより低くすることができるが、この方法はノズルから出た直後に空気流（ブローイング）による延伸作用が働き、エレクトロスピニングによる延伸作用が十分に働かず、微細繊維化が不十分な状態のまま繊維集積装置に向かって飛翔してしまうという欠点がある。
【０００４】
繊維が十分に微細化しないという上記問題は、ポリマーが紡糸口金の細孔から出たときに、まず気流による延伸が働くことが原因であるので、この気流を廃止するか、弱める必要がある。ところが、上記特許文献２、３の方法では、この気流は繊維集積装置に繊維を移送する働きもかねているため、この気流を廃止したり、弱めたりすると繊維集積装置上に不織布を形成することが困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２００６８号公報
【特許文献２】特表２００８−５２５６６９号公報
【特許文献３】特表２００８−５２５６７０号公報
【特許文献４】特表２００９−５０４９３７号公報
【特許文献５】米国特許第４９０４１７４号公報
【非特許文献１】Annual Review of Materials Research Vol.36: p333-368 Annual Reviews 2006.8
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、安定して微細な繊維を形成できる生産性の高いエレクトロスピニング不織布製造装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の課題解決のために、ポリマーを流出させる紡糸口金と該紡糸口金に対向して設置される電極との間に高電圧をかけ、ポリマーを前記電極に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるエレクトロスピニング不織布製造装置において、前記紡糸口金に、ポリマーの流出する複数のノズルよりなるノズル列を設け、前記電極を、前記ノズル列に対して平行に配置するとともに、該電極における前記ノズル列の長さ方向の寸法を、少なくとも該ノズル列の長さ以上とし、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置を設け、前記気流装置により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置を設けてなることを特徴とする微細繊維不織布製造装置を構成した（請求項１）。
【０００８】
ここにポリマーは、溶液あるいは溶融液の状態で紡糸口金から流出され、紡糸口金のノズルは細孔よりなる。またノズル列は、少なくとも一列以上設けられる。前記気流装置から噴出される気流は、空気その他の流体とすることができる。この気流装置はジェット状に飛ぶポリマーが電極上に蓄積しないように気流により偏向させて繊維集積装置の上に集積させるものである。
【０００９】
ここで、ノズルを出た直後のポリマーの繊維ジェットが微細化しない状態のままノズルから飛ぶ距離を越える部分から電極面までの間を前記気流が通るように前記気流装置の気流出口を設置し、微細化された繊維ジェットを前記繊維集積装置上に集積するようにしたものが好ましい（請求項２）。
【００１０】
また、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つノズル列を一列のみ設けたものが好ましい（請求項３）。
【００１１】
更に、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つ２列以上のノズル列を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配したものが好ましい（請求項４）。
【００１２】
ここで、前記紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、前記気流装置を、気流出口が下方を向くように配置したものが好ましい（請求項５）。
【００１３】
また、前記ノズル列を一列または二列並べた紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、紡糸口金の両横側に前記電極並びに前記気流装置を配したものが好ましい（請求項６）。
【００１４】
更に、前記紡糸口金に、前記ノズル列に隣接して気体を流出させるスリットを設けるとともに、該スリットのノズル列方向の長さ寸法を少なくとも前記ノズル列の長さ以上とし、必要に応じて前記スリットに気体を流して、各ノズルのポリマー流出口から流出するポリマー流を前記気体で包みこむようにしたものが好ましい（請求項７）。
【００１５】
ここで、前記スリットから流出する気体の温度を任意に設定できるように加熱・温度制御装置を備えたものが好ましい（請求項８）。
【００１６】
また、前記電極を気流の下流方向に延長して板状の電極としたものが好ましい（請求項９）。
【００１７】
また、前記気流装置を、噴出する気流が前記電極の表面に対して平行に流れるように、或いは前記電極の表面にぶつかって電極の表面に沿って流れるように配置したものが好ましい（請求項１０）。
【００１８】
また、前記電極の表面に、ポリマーの付着を防止するための表面処理を施したものが好ましい（請求項１１）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る微細繊維不織布製造装置によれば、紡糸口金に、ポリマーの流出する複数のノズルよりなるノズル列を設け、前記電極を、前記ノズル列に対して平行に配置するとともに、該電極における前記ノズル列の長さ方向の寸法を、少なくとも該ノズル列の長さ以上とし、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置を設け、前記気流装置により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置を設けてなるので、安定して微細な繊維を形成できる生産性の高いエレクトロスピニング不織布製造装置が提供できる。
【００２０】
請求項２に係る微細繊維不織布製造装置によれば、ノズルを出た直後のポリマーの繊維ジェットが微細化しない状態のままノズルから飛ぶ距離を越える部分から電極面までの間を前記気流が通るように前記気流装置の気流出口を設置し、微細化された繊維ジェットを前記繊維集積装置上に集積するようにしたので、十分に微細化されていない繊維の不織布が生成されてしまうことを回避でき、微細化された繊維の不織布をより確実に生成できる。
【００２１】
請求項３に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つノズル列を一列のみ設けたので、ノズル列に電荷を集中させやすくし、繊維ジェットが飛びやすくする。
【００２２】
請求項４に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つ２列以上のノズル列を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配したので、２列以上であるにもかかわらず紡糸口金の先端面積を出来るだけ小さく収まるようにし、ノズル列に電荷を集中させやすくし、繊維ジェットが飛びやすくする。また、ノズル列が複数列であることから小面積で多数の細孔を配置でき、より生産性が高くなる。
【００２３】
請求項５に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、前記気流装置を、気流出口が下方を向くように配置したので、水平にしない場合に隣接ノズル間でポリマーの繊維ジェットが接触・合流して各ノズルから独立して飛ばなくなるという不都合を回避でき、微細化された繊維からなる不織布を効率よく生産できる。
【００２４】
請求項６に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記ノズル列を一列または二列並べた紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、紡糸口金の両横側に前記電極並びに前記気流装置を配したので、繊維の生成が紡糸口金の両側で生成され、生産量を増大できる。
【００２５】
請求項７に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記紡糸口金に、前記ノズル列に隣接して気体を流出させるスリットを設けるとともに、該スリットのノズル列方向の長さ寸法を少なくとも前記ノズル列の長さ以上とし、必要に応じて前記スリットに気体を流して、各ノズルのポリマー流出口から流出するポリマー流を前記気体で包みこむようにしたので、ノズルから流出するポリマーが紡糸口金の先端に無用に残存・付着すること防止できる。
【００２６】
請求項８に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記スリットから流出する気体の温度を任意に設定できるように加熱・温度制御装置を備えたので、特に熱可塑性の溶融ポリマーである場合、高温の気体でポリマーを包み込めるので、安定した微細繊維を得ることができる。
【００２７】
請求項９に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記電極を気流の下流方向に延長して板状の電極としたので、気流により下流に流されていく繊維ジェットに対して電極が短い場合よりも電界の力をより長く作用させることができ、より微細な繊維が得られる。
【００２８】
請求項１０に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記気流装置を、噴出する気流が前記電極の表面に対して平行に流れるように、或いは前記電極の表面にぶつかって電極の表面に沿って流れるように配置したので、紡糸口金から出た繊維ジェットが電極表面を流れる気流に触れて下流に流れるので、紡糸口金のノズルの流出口のポリマーにつながっている繊維ジェットはノズル流出口から斜めに下流に引っ張られながら下流まで拡張された電界の影響を受け、微細化されていく。気流による張力が、微細化が進んで細くなった繊維の引張強度を越えると繊維ジェットは破断して繊維集積装置の方に移送されて、集積され、微細繊維不織布になる。
【００２９】
請求項１１に係る微細繊維不織布製造装置によれば、前記電極の表面に、ポリマーの付着を防止するための表面処理を施したので、気流の速度が緩慢な場合において繊維ジェットが電極に至るときにも電極上に付着しにくく、ノズルと電極の電位差（電圧）が低下して繊維ジェットが飛びにくくなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図２】同じく断面説明図。
【図３】紡糸口金の先端のノズルから電極に向かって飛翔するポリマーの繊維ジェットの状況を示す説明図。
【図４】気流装置を、気流が紡糸口金のノズルから所定距離Ｌ2離れたところを通過するように設定した例を示す説明図。
【図５】紡糸口金のノズル列が一列の場合の口金の先端部の側面図と正面図であり、図５−Ａは先端を鋭く尖らせた例を示す説明図、図５−Ｂは先端に微小な平坦部を設けた変形例を示す説明図。
【図６】ノズルの位置を千鳥配置した例を示す側面図と正面図であり、図６（ａ）はノズル列が二列の場合の説明図、図６（ｂ）はノズル列が三列の場合の説明図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図８】同じく断面説明図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る微細繊維不織布製造装置の全体構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る微細繊維不織布製造装置Ｓの全体構成を示す説明図であり、図２は同じく断面説明図である。本発明の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図１に示すように、ポリマーを流出させる紡糸口金１と該紡糸口金１に対向して設置される電極４との間に高電圧をかけ、ポリマーを電極４に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるものである。
【００３３】
特に本発明では、紡糸口金１には、ポリマーの流出する複数のノズル３よりなるノズル列３Ａが設けられ，電極４はノズル列３Ａに対して平行に配置され、電極４における前記ノズル列３Ａの長さ方向の寸法は、少なくとも該ノズル列３Ａの長さ以上とされている。更に、ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置５が設けられ、該気流装置５により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置７が設けられている。
【００３４】
まず、図１〜６に基づき第１実施形態を説明する。
【００３５】
紡糸口金１には、ポリマー定量送出装置２からポリマーが強制的に送り込まれ、鋭角になった先細な先端に列状に並んで設けられたノズル３からポリマーが流出するように構成されている。紡糸口金１は、図１〜図５−Ａにも示すように、ノズル３側である先端側ほど細くなる先細形状である。これはとがらせた方が電荷を集中させやすくし、繊維ジェットが飛びやすくするためである。尚、加工上および取り扱い上先端を損傷しにくくするために図５−Ｂのように、先端に微小な平坦部ｆを設けてもよい。
【００３６】
また、ノズル列３Ａは、図５−Ａに示すように、一列のみ設けられている。これについても、ノズル列３Ａを二列以上設けることもでき、例えば図６に示す例では、紡糸口金のノズル３の列が二列以上の場合のそれぞれのノズルの位置関係を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配し、このような千鳥配置として紡糸口金の先端面積を出来るだけ、小さく収まるようにし、角型に仕上げて電荷を集中させやすくしてある。（ａ）はノズル列が二列の場合、（ｂ）はノズル列が三列の場合を例示している。これにより小面積で多数の細孔を配置でき、より生産性が高くなる。ただ、先端面積をあまり大きくすると、電荷の集中をさせにくくなる。
【００３７】
紡糸口金１の先端のノズル列に平行に電極４が配置され、さらに紡糸口金１と電極４の間に気流装置５が配置され、送風機５’から送り出された気体が気流出口６から紡糸口金１と電極４の間に流出するようになっている。電極４はアースにつながり、紡糸口金が高電圧発生装置１６に結合されており、紡糸口金１と電極４の間で高電位差がつくようになっている。ただし電極４を高電圧発生装置１６に結合し、紡糸口金をアースにつないでもよい。
【００３８】
紡糸口金１の先端のノズル３から電極４に向かって飛翔するポリマーの繊維ジェットＰＪは、図３に示すように、ノズルから離れて数十ｍｍの間は直進し、その後十数ｍｍで微細化して後らせん状に旋回しつつ広がり電極４面にいたる。繊維ジェットがノズル３から直進する距離Ｌ1は、ポリマーの性質、ノズルと電極間の電位差などによって変化する。したがってノズルを出た直後の繊維ジェットは、微細化する前の状態であるので、これを気流で下流に移送することは微細化していない繊維の不織布を生成することとなる。本実施形態では、図４に示すように、気流装置５の気流が紡糸口金１のノズル３と電極４を結ぶ最短距離の線上で、紡糸口金のノズル３からＬ2（ただしＬ2＞Ｌ1）離れたところを通過するように、気流装置５の気流出口６が設定されている。これにより繊維集積装置７上に微細化された繊維ジェットが集積されることとなる。
【００３９】
繊維集積装置７は、気流装置５からの気流を受ける位置に設けられている。具体的には、従動ローラ８、駆動ローラ９で支持された気流を通す構造のコンベアベルト１０からなり、該コンベアベルト１０の下面側に吸引ブロア１１の結合された吸引ボックス１２が設けられ、気流出口６からの気流を吸い込むように構成されている。
【００４０】
このような微細繊維不織布製造装置Ｓでは、まずポリマーは定量送出装置２により、紡糸口金１のノズル３から流出しようとする。このとき、この紡糸口金と対向する電極との間に一定以上の高電圧をかけると、ノズル３の流出口のポリマーは、電極に向かってポリマーの繊維ジェットＰＪとなって飛翔する。このまま放置すると電極の表面にポリマー繊維が付着・積み重なり、紡糸口金１の先端のノズル３と電極４間の電位差（電圧）が低下して最終的に繊維ジェットが飛ばなくなるが、気流装置５を作動させて気流出口６から気体を流出させると、前述の繊維ジェットはその気流で吹き流され、電極からはなれた繊維集積装置７のコンベアベルト１０の方に飛ばされる。このとき吸引ブロア１１を作動させ、吸引ボックス１２を作動させると、飛ばされた繊維状のジェットはコンベアベルト１０上に集積され、繊維集積装置が稼動して駆動ローラ９が回転すると、コンベアベルト１０上に微細繊維不織布が連続的に生成されるのである。
【００４１】
次に、図７及び図８に基づき、本発明の第２実施形態を説明する。
【００４２】
本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図７、８に示すように、紡糸口金１のノズル３の流出口を下に向けて水平にしたものである。紡糸口金１を下に向けて水平にしない場合は、ノズル３から流出するポリマーの量を十分に制御しないとノズル３出口で隣接するノズルから出るポリマーが接触・合流する現象が起こりやすく、繊維ジェットがそれぞれのノズルから飛ばなくなるという不都合が起こりやすいという問題がある。したがって、本実施形態のごとくノズル３の流出口を下に向けて水平にすることが望ましい。その他、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
次に、図９に基づき、本発明の第３実施形態を説明する。
【００４４】
本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図９に示すように、紡糸口金１のノズル３の流出口を下に向けたことにより、気流装置５および電極４を紡糸口金の両横側に配置することが可能になり、これにより繊維の生成が紡糸口金１の両横側で生成されるので、生産量が増大する。繊維の生成量の増大はノズル列３Ａが複数の場合に特に大きくなるが、実施上は二列までが有効である。三列になると中央のノズル列からの繊維ジェットは、両横側のノズル列３Ａからの繊維ジェットが優先的になり、飛びにくくなり、生産性の向上に寄与しない。
【００４５】
次に、図１０に基づき、本発明の第４実施形態を説明する。
【００４６】
本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図１０に示すように、紡糸口金１に隣接してリップ金具１３によりノズル３のノズル列の両側に隣接してスリット１５を形成し、細孔のノズル３から流出するポリマーを当該スリット１５から吹き出される気体により包み込み・流出を助けるようにした一般メルトブロー法に適用される紡糸口金と類似のものを適用するものである。これを活用することにより、ノズルから流出するポリマーが紡糸口金の先端に無用に残存・付着すること防ぐ効果がある。
【００４７】
スリット１５のノズル列方向の長さ寸法は、少なくとも前記ノズル列３Ａの長さ以上に設定されている。本例では、さらにこのスリット１５から吹き出される気体を加熱・温度制御できる装置を設けることにより、特にポリマーが熱可塑性の溶融ポリマーである場合、高温の気体でポリマーを包み込めるので、安定した微細繊維を得ることが出来るようになる。
【００４８】
次に、図１１に基づき、本発明の第５実施形態を説明する。
【００４９】
図３にノズルと電極の間に繊維ジェットが飛翔する模式図を示したが、本発明では飛翔する繊維ジェットを気流で移送することを特徴としており、繊維ジェットが電極近傍から離れるとジェットを牽引する力が働かなくなり、微細化に限界が生じるという欠点が残っている。そこで本実施形態では、図１１に示すように、繊維ジェットＰＪはノズル３と電極４の最短部近傍でつくられている電界により形成されるが、気流により下流に流されていくので、繊維ジェットＰＪにより長く、電界の力を作動させるために、電極４に下流に延長した電極４’を追加あるいは延長することが、好ましく、電極が短い場合より、微細繊維が得られることになる。
【００５０】
次に、図１２に基づき、本発明の第６実施形態を説明する。
【００５１】
図３で説明したように、紡糸口金１の近傍では、繊維ジェットは微細化度合いが低く、電極に地被くほど微細化が進む。そこで本実施形態の微細繊維不織布製造装置Ｓは、図１２に示すように、気流装置の流出口を出来るだけ、電極に近づけ電極表面を気流が吹き流れるようにしている。本図では気流が電極表面に沿って平行に流れるように示しているが、少し斜めに電極表面にぶつけるように当てるようにしてもよい。さらに、繊維ジェットにより長く電界の力を及ばせるために、電極４と気流の下流方向（すなわち繊維集積装置）に延長したものを適用した。
【００５２】
この実施形態では、紡糸口金１から出た繊維ジェットは、電極４表面を流れる気流に触れ、下流に流れるので、紡糸口金１のノズル３の流出口のポリマーにつながっている繊維ジェットはノズル流出口から、斜めに下流に引っ張られながら、下流まで拡張された電界の影響を受け、微細化されていく。気流による張力が、微細化が進んで細くなった繊維の引張強度を越えると繊維ジェットは破断して繊維集積装置のほうに移送されて、集積され、微細繊維不織布になる。
【００５３】
この実施形態に限らず、本発明では、気流の速度が緩慢な場合は、繊維ジェットが電極上に付着することがある。この場合には、電極表面を繊維ジェットが付着しにくくするため、たとえば、フッ素樹脂コーティングなどの表面処理をすることが有効である。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｓ 微細繊維不織布製造装置
１ 紡糸口金
２ ポリマー定量送出装置
３ ノズル
３Ａ ノズル列
４ 電極
４’ 延長電極
５ 気流装置
５’ 送風機
６ 気流出口
７ 繊維集積装置
８ 従動ローラ
９ 駆動ローラ
１０ コンベアベルト
１１ 吸引ブロア
１２ 吸引ボックス
１３ リップ金具
１４ 気体入口
１５ スリット
１６ 高電圧発生装置
ＰＪ ポリマーの繊維ジェット
Ｌ1 ポリマージェットが直進する距離
Ｌ2 ノズル先端から気流装置から噴出される気流の距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーを流出させる紡糸口金と該紡糸口金に対向して設置される電極との間に高電圧をかけ、ポリマーを前記電極に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるエレクトロスピニング不織布製造装置において、
前記紡糸口金に、ポリマーの流出する複数のノズルよりなるノズル列を設け、
前記電極を、前記ノズル列に対して平行に配置するとともに、該電極における前記ノズル列の長さ方向の寸法を、少なくとも該ノズル列の長さ以上とし、
ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置を設け、
前記気流装置により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置を設けてなることを特徴とする微細繊維不織布製造装置。
【請求項２】
ノズルを出た直後のポリマーの繊維ジェットが微細化しない状態のままノズルから飛ぶ距離を越える部分から電極面までの間を前記気流が通るように前記気流装置の気流出口を設置し、微細化された繊維ジェットを前記繊維集積装置上に集積するようにした請求項１記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項３】
前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つノズル列を一列のみ設けてなる請求項１又は２記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項４】
前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つ２列以上のノズル列を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配した請求項１又は２記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項５】
前記紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、前記気流装置を、気流出口が下方を向くように配置してなる請求項３記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項６】
前記ノズル列を一列または二列並べた紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、紡糸口金の両横側に前記電極並びに前記気流装置を配してなる請求項１記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項７】
前記紡糸口金に、前記ノズル列に隣接して気体を流出させるスリットを設けるとともに、該スリットのノズル列方向の長さ寸法を少なくとも前記ノズル列の長さ以上とし、必要に応じて前記スリットに気体を流して、各ノズルのポリマー流出口から流出するポリマー流を前記気体で包みこむようにした請求項１〜６の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項８】
前記スリットから流出する気体の温度を任意に設定できるように加熱・温度制御装置を備えた請求項７記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項９】
前記電極を気流の下流方向に延長して板状の電極とした請求項１〜８の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項１０】
前記気流装置を、噴出する気流が前記電極の表面に対して平行に流れるように、或いは前記電極の表面にぶつかって電極の表面に沿って流れるように配置してなる請求項１〜９の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項１１】
前記電極の表面に、ポリマーの付着を防止するための表面処理を施した請求項１〜１０の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項１】
ポリマーを流出させる紡糸口金と該紡糸口金に対向して設置される電極との間に高電圧をかけ、ポリマーを前記電極に向かってジェット状に飛ぶ過程で繊維化させるエレクトロスピニング不織布製造装置において、
前記紡糸口金に、ポリマーの流出する複数のノズルよりなるノズル列を設け、
前記電極を、前記ノズル列に対して平行に配置するとともに、該電極における前記ノズル列の長さ方向の寸法を、少なくとも該ノズル列の長さ以上とし、
ジェット状に飛ぶポリマーに対して側方より気流を吹き付け、ポリマーの飛ぶ方向を偏向させる気流装置を設け、
前記気流装置により偏向されたポリマーが付着・集積する繊維集積装置を設けてなることを特徴とする微細繊維不織布製造装置。
【請求項２】
ノズルを出た直後のポリマーの繊維ジェットが微細化しない状態のままノズルから飛ぶ距離を越える部分から電極面までの間を前記気流が通るように前記気流装置の気流出口を設置し、微細化された繊維ジェットを前記繊維集積装置上に集積するようにした請求項１記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項３】
前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つノズル列を一列のみ設けてなる請求項１又は２記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項４】
前記紡糸口金をノズル側である先端側ほど細くなる先細形状とし、且つ２列以上のノズル列を、隣り合う列のノズル位置が互いに千鳥状にずれた位置となるように平行に配した請求項１又は２記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項５】
前記紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、前記気流装置を、気流出口が下方を向くように配置してなる請求項３記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項６】
前記ノズル列を一列または二列並べた紡糸口金を、ノズル列が水平で且つ各ノズルのポリマー流出口が下方を向くように配置するとともに、紡糸口金の両横側に前記電極並びに前記気流装置を配してなる請求項１記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項７】
前記紡糸口金に、前記ノズル列に隣接して気体を流出させるスリットを設けるとともに、該スリットのノズル列方向の長さ寸法を少なくとも前記ノズル列の長さ以上とし、必要に応じて前記スリットに気体を流して、各ノズルのポリマー流出口から流出するポリマー流を前記気体で包みこむようにした請求項１〜６の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項８】
前記スリットから流出する気体の温度を任意に設定できるように加熱・温度制御装置を備えた請求項７記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項９】
前記電極を気流の下流方向に延長して板状の電極とした請求項１〜８の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項１０】
前記気流装置を、噴出する気流が前記電極の表面に対して平行に流れるように、或いは前記電極の表面にぶつかって電極の表面に沿って流れるように配置してなる請求項１〜９の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【請求項１１】
前記電極の表面に、ポリマーの付着を防止するための表面処理を施した請求項１〜１０の何れか１項に記載の微細繊維不織布製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２６０４３（Ｐ２０１２−２６０４３Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２４４６（Ｐ２０１０−１６２４４６）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（５０１０７８９１５）日本ノズル株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（５０１０７８９１５）日本ノズル株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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