JP2011157633A - ポリマー繊維体の電界紡糸方法及び電界紡糸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対向電極の厚さが大きく、しかも対向電極の厚さ分布（ムラ）も小さいポリマー繊維体を製造することができる電界紡糸方法及び電界紡糸装置を提供する。
【解決手段】導電性ポリマー及び／又は荷電性ポリマーを含むポリマー溶液を射出するノズル１と、該ノズル１に対峙する対向電極２と、該対向電極２に沿って走行するように配置されており、該ノズル１から対向電極２に向って飛翔する紡糸繊維を捕集するための通気性を有したシート状基材３と、を備えており、該ノズル１と対向電極２との間に電圧を印加し、該ノズル１からポリマー溶液を射出して紡糸を行う電界紡糸装置において、該基材３の該対向電極２に沿う部分が前記ノズル１に向って突出する凸部３ｔとなっていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電界紡糸による極細のポリマー繊維体の製造方法及び装置に関する。

繊維径がナノメーターオーダーである極細のナノファイバの製造方法として電界紡糸法（静電紡糸法）が公知である。この電界紡糸法では、ノズルとターゲットとの間に電界を形成しておき、該ノズルから液状原料を細繊維状に吐出させて紡糸が行われる。細繊維は、ターゲット上に集積されて繊維体となる。

特許文献１〜３には、ノズルと対峙するように平板状の対向電極を配置し、この対向電極に沿って捕集用基材を走行させ、該捕集用基材上に繊維を堆積させて不織布状の繊維構造体を製造する方法及び装置が記載されている。

特開２００７−９２２３７ 特開２００７−９２２１０ 特開２００７−９２２１３

電界紡糸法では、繊維原料となる高分子溶液を供給するノズルと繊維を捕集する基板の間に数十ｋｖの高電圧を印加し、高分子溶液を静電的に噴射して繊維化する。溶媒は飛翔中に蒸発し、残った高分子が集合して極細繊維となり、捕集用基材上に捕集される。

本発明者が種々の研究を重ねたところ、上記特許文献１〜３のように対向電極が平板状であると、基板も平板状となるため生成した繊維が捕集用基材の広い範囲に分散してしまい、基材上の捕集繊維の堆積層の厚さが小さくなり、また、堆積層の厚さ分布（ムラ）も大きくなることが認められた。また、電極面積が大きいため、電場が十分に強くならず、ポリマーがノズルから吐出される時に液滴や粒子（ダマ）を生成してしまうという問題があった。

本発明は、捕集用基材上に集積させた堆積層の厚さが大きく、しかも堆積層の厚さ分布（ムラ）も小さいポリマー繊維体を製造することができる電界紡糸方法及び電界紡糸装置を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の電界紡糸装置は、導電性ポリマー及び／又は荷電性ポリマーを含むポリマー溶液を射出するノズルと、該ノズルに対峙する対向電極と、該対向電極に沿って走行するように配置されており、該ノズルから対向電極に向って飛翔する紡糸繊維を捕集するための通気性を有したシート状基材と、を備えており、該ノズルと対向電極との間に電圧を印加し、該ノズルからポリマー溶液を射出して紡糸を行う電界紡糸装置において、該基材の該対向電極に沿う部分が前記ノズルに向って突出する凸部となっていることを特徴とするものである。

請求項２の電界紡糸装置は、請求項１において、該対向電極は前記基材の走行方向と略直交方向に延在していることを特徴とするものである。

請求項３の電界紡糸装置は、請求項２において、平行に延在する複数の対向電極を備えたことを特徴とするものである。

請求項４の電界紡糸装置は、請求項１において、該対向電極は、それぞれ基材の走行方向と略直交方向に延在する複数の横方向部と、該横方向部の長手方向の両端部に連なり、基材の走行方向にそれぞれ延在する縦方向部とを有していることを特徴とするものである。

請求項５の電界紡糸装置は、請求項３又は４において、該対向電極の基材と反対側に、多孔板状又はメッシュ状のバックアップ電極が設けられていることを特徴とするものである。

請求項６の電界紡糸装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ノズルと同軸状の環状の補助電極が設けられていることを特徴とするものである。

請求項７の電界紡糸装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ノズルの両側に平板状の補助電極が対面配置されていることを特徴とするものである。

請求項８の電界紡糸装置は、請求項１ないし７のいずれか１項において、前記基材は、ノズルと対向電極とを結ぶ方向と直交方向に走行する平坦部と、該平坦部から突出する前記凸部とを有しており、該凸部の該平坦部からの突出高さＨと凸部からノズルまでの距離Ｌ_１との比Ｈ／Ｌ_１が０．０２〜０．５であることを特徴とするものである。

請求項９の電界紡糸装置は、請求項１ないし８のいずれか１項において、前記ノズルから基材に向う方向に気流を流す手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明（請求項１０）の電界紡糸方法は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電界紡糸装置を用いて紡糸を行うものである。

本発明のポリマー繊維体の電界紡糸方法及び電界紡糸装置にあっては、基材の一部が、電場の集中する対向電極に沿ってノズルに向って突出する凸部となっているので、繊維が基材の該凸部に集中して捕集される。この結果、基材上には比較的堆積層厚さが大きく、しかも堆積層厚さ分布（ムラ）が小さいポリマー繊維体が堆積するようになる。

実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を示す斜視図である。 対向電極付近の電場の強さを示す断面図である。 （ａ）図は図１のIII−III線に沿う断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）図は基材の平面図である。 対向電極の斜視図である。 対向電極の斜視図である。 別の実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を示す断面図である。 （ａ）図は実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を示す斜視図である。（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）図は実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を示す斜視図である。（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。 実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を示す斜視図である。 対向電極及びバックアップ電極を示す斜視図である。 実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を模式的に示す平面図である。 比較例１を示す斜視図である。 実施例１を示す斜視図である。 比較例２を示す斜視図である。 ノズルを示す斜視図である。 実施例２を示す斜視図である。 実施例３を示す斜視図である。 比較例３を示す斜視図である。 実施例４を示す斜視図である。 実施例５を示す斜視図である。 実験例で製造した不織布のＳＥＭ写真である。 比較例１で製造した不織布のＳＥＭ写真である。 実施例１で製造した不織布のＳＥＭ写真である。 実施例５で製造した不織布の写真である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

第１図は実施の形態に係る電界紡糸方法及び電界紡糸装置を模式的に示す斜視図、第２図（ａ）は、その対向電極付近の電場の強さを示す断面図、第３図（ａ）は第１図のIII−III線断面図である。

この電界紡糸装置は、ノズル１と、円柱状の対向電極２と、通気性を有したシート状基材３と、基材３の走行を案内する多孔板よりなる支持板４（第３図（ａ）にのみ図示）とを有する。第３図（ａ）の通り、対向電極２は支持板４の上面に配置されている。なお、支持板４は省略され、基材３がガイドローラ（図示略）等の案内手段によって案内されるようにしてもよい。

支持板４の上面は、ノズル１と対向電極２とを結ぶ方向（この実施の形態では鉛直方向）に対し垂直な水平面となっている。基材３は、平坦な支持板４に沿って水平に走行する。

対向電極２は、この基材３の走行方向と直交する方向に延在している。対向電極２の長さは、基材３の幅よりも若干短く、対向電極２はその全体が基材３の下側に配置されている。基材３は、この対向電極２と重なる部分において、ノズル１に向って突出する凸部３ｔとなっている。

図示は省略するが、ノズル１と対向電極２との間の繊維飛翔空間を囲むフードが設けられており、ノズル１側から基材３を通して対向電極２側に空気を流通させるように吸引ファンが支持板４よりも下側に設けられている。

ノズル１と対向電極２との間に、ノズル１側が正、対向電極２側が負となるように直流電源（図示略）によって電圧を印加しておき、ノズル１からポリマー溶液を吐出させる。

ポリマー溶液はノズル１の先端でメニスカス状となり、帯電したポリマーが対向電極２に向って飛翔する。この飛翔中に溶媒が蒸発して極細の繊維が生成する。この繊維が基材３上に堆積し、ポリマー繊維体５となる。

このとき、対向電極として幅広の平板状電極でなく、棒状電極など捕集面方向に対して面積の狭い電極を用いることにより、ノズルとの間の電場が強くなるため、ノズルから吐出するポリマーが安定して繊維を形成することができ、液滴や粒子を生成しにくい。
そしてこのような幅狭の対向電極を用いると、捕集領域において電場が最も強くなるのは対向電極の対向面（一部側面を含む）の表面であるから、基材をできるだけ対向電極の対向面表面に近い位置に配置することにより基材の捕集面積を小さくする、つまりポリマー繊維を集中的に捕集することができる。なお対向面の断面が半円形状の対向電極は対向面の面積を小さくすることができるので他の幅狭の電極よりも基材の捕集面積を小さくすることが可能となる。

このように基材を配置するには、ノズルから基材に向かって気流を発生させる必要がある。これにより基材のできるだけ広い面を対向電極に接しさせることができ、さらには基材を対向電極の対向面に沿って湾曲させることができる。なお捕集された繊維は捕集箇所からノズルに向かって延びていきやすいが、気流を発生させることによって繊維が基材にしっかり張り付くので、上記問題が解消されるという相乗効果がある。

第２図では、ノズルから対向電極までの電場の強さ（電気力線の間隔）によって基材へのポリマー繊維の捕集の状態がどのように変わるかを模式的に示している。第２図（ａ）では基材と対向電極とが接触している面積は極めて小さく、基材の捕集領域の殆どは電場が集中していないところに位置しているため、ポリマー繊維を集中的に捕集することができない。一方、第２図（ｂ）は対向電極とガイドローラーの位置関係と気流による引っ張りによって基材と対向電極との接触面積が第２図（ａ）よりも格段に大きくなっているため相対的にポリマー繊維を集中的に捕集することができる。第２図（ｃ）のように基材と対向電極との接触面積をさらに大きくすることにより基材の捕集領域の広い領域を電場が集中しているところに位置させることができるため、さらにポリマー繊維を集中的に捕集することができる。

この実施の形態において、ノズル１は対向電極２の鉛直上方に位置している。対向電極２の基材走行方向の幅Ｗ（第３図（ａ））は１〜５ｃｍ程度が好適であり、凸部３ｔの突出高さＨは１〜５ｃｍ程度が好適であり、凸部３ｔの最上部とノズル１との距離Ｌ_１は１０〜５０ｃｍ程度が好適である。Ｈ／Ｌ_１は０．０２〜０．５、特に０．１〜０．３が好適である。

対向電極２の両端とノズル１との距離Ｌ_２と、上記Ｌ_１との比Ｌ_２／Ｌ_１は２以下、特に１．１〜２程度であることが好ましい。支持板４の代わりにガイドローラーによって基材３を案内する場合も、上記の範囲とするのが好ましい。

ポリマー繊維体の好適な製造条件等について次に説明する。

ポリマーは、導電性ポリマーや荷電性ポリマーのみからなってもよく、これに非導電性ポリマーや非荷電性ポリマーを併用してもよい。

導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン、ポリチオフェン類などが挙げられる。

荷電性ポリマーとしては、パーフルオロカーボンスルホン酸重合体（Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）、Ｆｕｍｉｏｎ（商品名））、骨格となる非荷電性ポリマーにスルホン基、カルボキシル基、１〜４級アミノ基が付与されたポリマーを挙げることができる。骨格となる非荷電性ポリマーとしては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエステル、ポリビニリデンフロライドなどを挙げることができる。

このポリマーを溶解する溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール、ケトン、エーテル類、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ホルムアミド、ジメチルスルホオキサイド、塩素系溶媒、フッ素系溶媒などから上記ポリマーが可溶なものを選択して用いるのが好ましい。

本発明で得られるポリマー繊維体は、不織布、自立膜として単独で使用しても、基材に担持したまま使用しても構わない。ポリマー繊維体の厚さとしては、０．０１〜１ｍｍ、特に０．０２〜０．２ｍｍであることが望ましい。エアーフロー法により測定される細孔は、０．１〜１０μｍ、特に０．２〜２μｍであることが好ましい。

基材３としては、不織布、織布を用いることができる。材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエステル、ポリビニリデンフロライド等を挙げることができる。繊維径は１〜５０μｍ、厚さは５０〜１０００μｍであることが望ましい。

ノズル１から基材３を介して対向電極２の方に気体を吸引することで基材を対向電極２の対向面に広く接触させることができ、さらに、捕集箇所からノズル方向に伸びようとするポリマーを基材に張りつけさせて、紡糸繊維を捕集しやすくして繊維体の密度を高めることが可能である。フード内における平均の気流速度は好ましくは０．１〜１０ｍ／ｓ、特に好ましくは１〜５ｍ／ｓである。

ノズルの噴出口形状としては、有孔突起、有孔針、平面に開けられた孔などが例示される。ノズル１は固定体又は運動体に取り付けられる。運動体の運動の様態としては、往復運動、回転運動などが挙げられる。孔の大きさは、０．０１〜１ｍｍ特に０．１〜０．４ｍｍであることが望ましい。

溶液の吐出速度は、1個の孔当たり０．１〜５ｍＬ／ｍｉｎ、ノズルと電極間の電位勾配は１〜１０ｋＶ／ｃｍ、温度は１０〜３０℃、相対湿度は４０％以上特に５０％以上であることが好ましい。

上記実施の形態では下向きにポリマーを吐出するように説明しているが、吐出されたポリマーは軽量であり、重力の影響が小さいため、ノズルから捕集部に向って気流を流していれば横方向でも鉛直上方向でも、基材３が対向電極４に押し付けられ、凸部３ｔが形成されるので、本発明方法及び装置による電界紡糸が可能である。

基材３上の繊維堆積層厚さが均等になるようにするためには基材３を一定速度で移動させる必要がある。

また、対向電極２による電場の局在的集中が、基材３の移動方向と対向電極２からノズル１への方向が成す略平面に対して直角方向で均等になるように、該直角方向に対向電極を配置するのが好ましい。

［対向電極の別形状例］
上記実施の形態では、対向電極は円柱状であるが、第４図（ａ）〜（ｐ）に示す対向電極１１〜２６なども用いることができる。

対向電極１１は半円柱形である。対向電極１２は、非導電性の円柱体の上面に複数の小面積の導電部１２ａを設けたものである。対向電極１３は非導電性の円柱体の周面に網目状の導電部１３ａを設けたものである。

対向電極１４は円筒状である。図示はしないが、非導電性の円柱状の芯体の外周に円筒状の導電部を装着した２重構造の対向電極としてもよい。

対向電極１５は四角柱状である。対向電極１６は、非導電性の四角柱体の上面に面状の導電部１６ａを設けたものである。対向電極１７は、非導電性の四角柱体の上面に複数の小面積の導電部１７ａを設けたものである。対向電極１８は、非導電性の四角柱体の上面に網目状の導電部１８ａを設けたものである。

対向電極１９は三角柱状である。対向電極２０は、非導電性の三角柱体の一辺（上辺）に沿って導電部２０ａを設けたものである。

対向電極２１は球状である。対向電極２２は半球状である。対向電極２３は非導電性の球状体の上端部に導電部２３ａを設けたものである。なお、球状体を半球状としてもよい。

対向電極２４はリング状である。対向電極２５は非導電性のリングの上面に複数の小面積の導電部２５ａを設けたものである。対向電極２６は非導電性のリングの上面に帯状の導電部２６ａを設けたものである。

第４図（ｋ）、（ｌ）、（ｍ）に示す対向電極２１〜２３は、１個のみ設けられてもよく、小型のものを複数個並設してもよい。第５図（ｂ）は小型の対向電極２２を複数個並設した例を示している。

第５図（ａ）は、さらに別の好適な対向電極３０を示す斜視図である。

この対向電極３０は、それぞれ基材３の走行方向と直交方向に延在する１対の横棒部３１，３１と、該横棒部３１，３１の長手方向の両端部同士をつなぐように基材３の走行方向に延在した１対の縦棒部３２，３２とを有している。

本発明では、対向電極を複数個設けてもよい。第６図はその一例を示す断面図であり、ノズル１の鉛直下方位置を挟んで１対の対向電極２，２が配置されている。対向電極２，２は基材３の走行方向と直交する方向に延在している。

なお、第５図（ａ）の対向電極３０を設置する場合には、第６図の対向電極２，２の位置に横棒部３１，３１を位置させる。

このように種々の対向電極を用いた場合でも、基材３の幅方向のうち裏側に対向電極が存在する領域が凸部３ｔとなり、この凸部３ｔ付近に繊維体が略均一厚さに堆積する。

対向電極３０の場合、第１１図（ａ）のように横棒部３１，３１間の範囲ａに繊維体が略均一厚さに堆積する。

第５図（ｂ）の電極の場合であれば、第１１図（ｂ）のように、基材３の幅方向の一端側の対向電極２２から幅方向の他端側の対向電極２２までの範囲ａに繊維体が略均一厚さに堆積する。

本発明では、第７図〜第９図のように、ノズル１を囲む補助電極を設けてもよい。

第７図では、ノズル１の外周囲を取り巻く円筒形の補助電極４０をノズル１と同軸に設けている。なお、第７図（ｂ）は第７図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。第８図では、ノズル１を挟んで基材３の走行方向上流側及び下流側にそれぞれ平板状の補助電極４１，４１を対面設置している。なお、第８図（ｂ）は第８図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

第９図（ａ）、（ｂ）のように、補助電極４０，４１は、ノズル１と基材３との間の高さに配置されてもよい。

補助電極４０，４１に対しては、ノズル１と反対の電位となるように電圧が印加される。補助電極４０，４１を設けることにより、ポリマー溶液の紡糸が低い電圧で起こりやすくなり安定して連続紡糸できるという効果が得られる。

本発明では、対向電極の裏側（ノズル１と反対側）にバックアップ電極を設けてもよい。第１０図にその一例を示す。第１０図（ａ）、（ｂ）では、対向電極３０の裏側に導電性の多孔板よりなるバックアップ電極５０又は５１を設けている。バックアップ電極５０は円板形であり、バックアップ電極５１は長方形である。バックアップ電極５１は、側辺が対向電極３０の縦棒部と平行となるように配置されている。第１０図（ｃ）では、対向電極３０の裏側にメッシュ状のバックアップ電極５２を配置している。このようなバックアップ電極は、対向電極と同電位となるように電圧が印加されるのが好ましい。このバックアップ電極を設けることにより、ポリマー溶液の紡糸が低い電圧で起こりやすくなり、安定して連続紡糸でき、また凸部に捕集しきれなかった繊維を取り込み、均一性や捕集効率を向上させるという効果が奏される。

以下、実験例、比較例及び実施例について説明する。

実験例（荷電性ポリマーを含まない場合の電界紡糸）
［実験条件］
ＰＤＶＦ６０％、ＤＭＡｃ８０％の混合溶液を作成した。この溶液を３０Ｇの針が付いたシリンジに入れた。温度２５℃、湿度５０％の環境下で、シリンジ先端（ノズル）から１０ｃｍ離した場所に３０ｃｍ×６０ｃｍの平板状の対向電極６０を置いて、シリンジと捕集電極間に４ｋＶ／ｃｍの電位勾配をかけて、幅６０ｃｍ、厚さ１８０μｍのポリプロピレン不織布よりなる基材３を該対向電極６０の板面に沿って０．５ｃｍ／ｍｉｎで走行させ、基材３上にＰＶＤＦ繊維の不織布（ポリマー繊維体）を堆積させた。なおエア吸引により、シリンジから対向電極２に向かう方向に３．５ｍ／ｓの気流を発生させた。ただし、対向電極６０が平板状であるところからエア吸引しても基材３は全体として平坦であり、凸部３ｔは形成されなかった。

［結果］
得られた不織布の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を第２１図に示す。第２１図の通り、液滴・ダマのない４００ｎｍ前後の繊維よりなることが観察された。これにより荷電性ポリマーを含まないポリマー溶液の電界紡糸においては幅広の平板電極を用いて電場が十分に強くない状態であっても、また基材が対向電極に沿って凸部を形成していなくても、問題なく電界紡糸されることが確認された。

比較例１（第１２図）
［実験条件］
Ｎａｆｉｏｎ１４％、ＰＶＤＦ６％、ＤＭＡｃ８０％の混合溶液を作成した。この溶液を３０Ｇの針が付いたシリンジに入れた。温度２５℃、湿度５０％の環境下で、シリンジ先端（ノズル）から１０ｃｍ離した場所に３０ｃｍ×６０ｃｍの平板状の対向電極６０を置いて、シリンジと捕集電極間に４ｋＶ／ｃｍの電位勾配をかけて、幅６０ｃｍ、厚さ１８０μｍのポリプロピレン不織布よりなる基材３を該対向電極６０の板面に沿って０．５ｃｍ／ｍｉｎで走行させ、基材３上に、Ｎａｆｉｏｎ／ＰＶＤＦ繊維の不織布（ポリマー繊維体）を堆積させた。なお、エア吸引により、シリンジから対向電極２に向う方向に３．５ｍ／ｓの気流を発生させた。ただし、対向電極６０が平板状であるところからエア吸引しても基材３は全体として平坦であり、凸部３ｔは形成されなかった。

［結果］
得られた不織布の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を第２２図に示す。３００ｎｍ前後の繊維とダマの混合物が観察される。

実施例１（第１３図）
［実験条件］
シリンジ先端（ノズル）から１０ｃｍ離した場所に直径２ｃｍ、長さ６０ｃｍの円柱形の対向電極２を配置した他は比較例１と同様にして不織布（ポリマー繊維体）を製造した。第１３図の通り、基材３には凸部３ｔが形成された。凸部３ｔの突出高さは２０ｍｍであった。

［結果］
得られた不織布のＳＥＭ写真を第２３図に示す。この不織布は、液滴、ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維よりなることが観察された。

比較例２（第１４図）
［実験条件］
Ｎａｆｉｏｎ１３．５％、ＰＶＤＦ９．６％、ＤＭＡｃ７７％の混合溶液を作成した。この溶液を最外周面に直径０．２ｍｍの孔７１が８個設けられている算盤玉形の回転ノズル７０の溶液機器部（シリンジ）に充填した。ノズル７０を取り巻くように直径２０ｃｍの補助電極４０を設けた。温度２０℃、湿度４５％の環境下で、シリンジから１３ｃｍ離した場所に繊維を捕集する３０ｍｍの角棒状の対向電極６１を3本設置した。ノズル７０を１９００ｒｐｍで回転させ、対向電極及び補助電極との間に３ｋＶ／ｃｍの電位勾配をかけて、基材を２ｃｍ／ｍｉｎの速度で移動させた他は比較例１と同様にして不織布（ポリマー繊維体）を製造した。なお、基材３に凸部３ｔは形成されなかった。

［結果］
得られた不織布をＳＥＭ観察した結果、液滴・ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維体であることが観察された。ただし、不織布は、厚さが１０μｍと薄いものであった。なお、繊維が対向電極以外のところに散逸していた。

実施例２（第１６図）
［実験条件］
対向電極６１の代わりに直径３ｃｍ、長さ６０ｃｍの円柱状の対向電極２を２本、相互間に９０ｍｍの間隔をあけて設置した他は比較例２と同様にして不織布（ポリマー繊維体）を製造した。なお、基材の凸部３ｔの突出高さは３０ｍｍであった。

［結果］
得られた不織布をＳＥＭ観察した結果、液滴・ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維物であることが観察された。不織布の幅は対向電極２の長さに相当する６０ｃｍであった。不織布の厚さは中央部５０μｍ、端部２０μｍであった。

実施例３（第１７図）
［実験条件］
対向電極２，２の代わりに、枠形の対向電極３０を設置した他は実施例２と同様にして不織布を製造した。対向電極３０の横棒部３１は直径３ｃｍ、長さ３５ｃｍであり、縦棒部３２は直径２ｃｍ、長さ３５ｃｍの円柱状である横棒部３１部分に突出高さ２０ｍｍの凸部３ｔが形成された。

［結果］
得られた不織布をＳＥＭ観察した結果、液滴・ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維物であった。不織布の幅は３０ｃｍであった。不織布の厚さは中央部３５μｍ、端部２５μｍであり、厚さのばらつきの小さいものであった。

比較例３（第１８図（ａ））
［実験条件］
対向電極３０の代わりに、直径２０ｍｍの孔が２０個設けられた直径３６０ｍｍの円板よりなる対向電極８０（第１８図（ｂ）参照）を用いた他は実施例３と同様にして不織布を製造した。基材３に凸部３ｔは形成されなかった。

［結果］
得られた不織布をＳＥＭ観察した結果、液滴・ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維体が観察された。しかし不織布の厚さは１５μｍと小さく、また、繊維が対向電極以外のところに散逸していた。

実施例４（第１９図（ａ））
［実験条件］
第１９図（ｂ）のように、対向電極２，２間の裏側に上記の多孔円板形の対向電極８０を配置した他は実施例２と同様にして不織布を製造した。対向電極２，２部分における凸部の突出高さは３０ｍｍであった。

［結果］
得られた不織布をＳＥＭ観察した結果、液滴・ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維体が観察された。不織布の幅は３０ｃｍであった。不織布の中央部の厚さは５５μｍであり端部は約２５μｍであった。

実施例５（第２０図（ａ））
［実験条件］
第２０図（ｂ）のように、対向電極３０の裏側に上記の対向電極８０を配置した他は実施例３と同様にして不織布を製造した。なお、横棒部３１，３１部分における凸部３ｔの突出高さは２０ｍｍであった。

［結果］
第２４図に示される１．５ｍ長の不織布が得られた。得られた不織布をＳＥＭ観察した結果、液滴・ダマの無い３００ｎｍ前後の繊維体が観察された。不織布の幅は３０ｃｍであった。不織布の厚さは４０±１０μｍであり、中央部と端部とで厚さのばらつきが小さいことが認められた。

１，７０ ノズル
２，１１〜２６，３０，６０，６１，８０ 対向電極
３ 基材
３ｔ 凸部
４ 支持板
５ ポリマー繊維体
４０，４１ 補助電極
５０，５１，５２ バックアップ電極

Claims (10)

1. 導電性ポリマー及び／又は荷電性ポリマーを含むポリマー溶液を射出するノズルと、
   該ノズルに対峙する対向電極と、
   該対向電極に沿って走行するように配置されており、該ノズルから対向電極に向って飛翔する紡糸繊維を捕集するための通気性を有したシート状基材と、
   を備えており、該ノズルと対向電極との間に電圧を印加し、該ノズルからポリマー溶液を射出して紡糸を行う電界紡糸装置において、該基材の該対向電極に沿う部分が前記ノズルに向って突出する凸部となっていることを特徴とする電界紡糸装置。
2. 請求項１において、該対向電極は前記基材の走行方向と略直交方向に延在していることを特徴とする電界紡糸装置。
3. 請求項２において、平行に延在する複数の対向電極を備えたことを特徴とする電界紡糸装置。
4. 請求項１において、該対向電極は、それぞれ基材の走行方向と略直交方向に延在する複数の横方向部と、該横方向部の長手方向の両端部に連なり、基材の走行方向にそれぞれ延在する縦方向部とを有していることを特徴とする電界紡糸装置。
5. 請求項３又は４において、該対向電極の基材と反対側に、多孔板状又はメッシュ状のバックアップ電極が設けられていることを特徴とする電界紡糸装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ノズルと同軸状の環状の補助電極が設けられていることを特徴とする電界紡糸装置。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ノズルの両側に平板状の補助電極が対面配置されていることを特徴とする電界紡糸装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項において、前記基材は、ノズルと対向電極とを結ぶ方向と直交方向に走行する平坦部と、該平坦部から突出する前記凸部とを有しており、
   該凸部の該平坦部からの突出高さＨと凸部からノズルまでの距離Ｌ_１との比Ｈ／Ｌ_１が０．０２〜０．５であることを特徴とする電界紡糸装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項において、前記ノズルから基材に向う方向に気流を流す手段を設けたことを特徴とする電界紡糸装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電界紡糸装置を用いて紡糸を行う電界紡糸方法。

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