JP2018115405A - ファイバ製造装置およびファイバ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原料液吐出開始時および停止時の不安定なファイバをコレクタに付着しないようにすると共に、吐出ヘッドの吐出面の清浄度を維持し、かつ不安定な原料液吐出の時間を短くすることができるファイバ製造装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係るファイバ製造装置は、ポリマーが溶媒に溶解している原料液をコレクタに向けて吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドと、前記コレクタと、の間に電位差を発生させる電源部と、を備えるファイバ製造装置であって、前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を回収する回収デバイスと、前記吐出ヘッドを清浄するクリーニングデバイスと、前記吐出ヘッドと前記コレクタとが対向する塗布位置、前記吐出ヘッドと前記回収デバイスとが対向する回収位置、および前記吐出ヘッドと前記クリーニングデバイスとが対向するクリーニング位置、のいずれかの位置へ前記吐出ヘッドを移動させる移動デバイスと、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、ファイバを製造するファイバ製造装置およびファイバ製造方法に関する。

従来、電界紡糸法を用いて、例えばナノレベルのファイバを製造するファイバ製造装置が知られている。従来のファイバ製造装置においては、原料液吐出（電界紡糸）の開始時および停止時（電界電圧の印加停止時）に、残圧により原料液が吐出されて、不安定なファイバが製造される。このような不具合を防ぐために、従来のファイバ製造装置は、原料液の吐出エリアに遮蔽板を挿入し、不安定なファイバを受け止める等の手段を有する。

しかしながら、従来のファイバ製造装置においては、原料液の残圧が抜けるまでに時間がかかるために、原料液吐出の停止までに多くの時間を要する。従って、原料液吐出の停止までに、多量の不安定なファイバを受け止める必要がある。また原料液吐出の停止時に、原料液を吐出する吐出ヘッドの吐出面からの液ダレなどが生じる。この液ダレは、吐出ヘッドの吐出面を汚し、次の原料液吐出の開始時に影響を及ぼす。

特開２０１６−０５３２３１号公報

本発明が解決しようとする課題は、原料液吐出の開始時および停止時の不安定なファイバをコレクタに付着しないようにすると共に、吐出ヘッドの吐出面の清浄度を維持し、かつ不安定な原料液吐出の時間を短くすることができるファイバ製造装置を提供することである。

実施形態に係るファイバ製造装置は、ポリマーが溶媒に溶解している原料液をコレクタに向けて吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドと、前記コレクタと、の間に電位差を発生させる電源部と、を備えるファイバ製造装置であって、前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を回収する回収デバイスと、前記吐出ヘッドを清浄するクリーニングデバイスと、前記吐出ヘッドと前記コレクタとが対向する塗布位置、前記吐出ヘッドと前記回収デバイスとが対向する回収位置、および前記吐出ヘッドと前記クリーニングデバイスとが対向するクリーニング位置、のいずれかの位置へ前記吐出ヘッドを移動させる移動デバイスとを有する。

実施形態に係るファイバ製造装置を含む製造システムを示す断面図である。 実施形態に係るファイバ製造装置を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施形態に係るファイバ製造装置の吐出ヘッドの移動位置を示す模式図である。 実施形態に係るファイバ製造装置の吐出ヘッドが塗布位置に移動した状態を示す斜視図である。 実施形態に係るファイバ製造装置の吐出ヘッドが捨て打ち位置に移動した状態を示す斜視図である。 実施形態に係るファイバ製造装置の吐出ヘッドがクリーニング位置に移動した状態を示す斜視図である。 実施形態に係るファイバ製造装置の制御構成を示すブロック図である。 実施形態に係るファイバ製造装置の原料液吐出停止時の制御処理を示すフローチャートである。 実施形態に係るファイバ製造装置の原料液吐出開始時の制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。

まず、実施形態に係るファイバ製造装置を含む製造システムについて、図１を参照して説明する。図１は、製造システム１を示す断面図である。

製造システム１は、筐体１０外に設けられる供給ロール（不図示）から、筐体１０の供給口１１を介して筐体１０内に供給されるベルト状のコレクタ４に、たとえばナノレベルのファイバを塗布する。以下、ナノレベルのファイバを単にファイバという。

製造システム１は、ファイバが塗布されたコレクタ４を、筐体10の回収口１２を介して、筐体１０外に設けられる回収ロール（不図示）に回収させる。

コレクタ４は、たとえばアルミ箔である。但しコレクタ４は、アルミ箔に限定されるものではない。

図１に示すように、製造システム１は、複数台のファイバ製造装置２、および複数個の支持ローラ３を有する。また各ファイバ製造装置２は、図１に示すように、吐出ヘッド２１及び吐出ヘッド２１を支持する支持体２２を有し、さらに図２に示すように、クリーニングデバイス３０および捨て打ちデバイス４０を有する。例えば、クリーニングデバイス３０および捨て打ちデバイス４０は、コレクタ４と同列に並んで配置させることができる。吐出ヘッド２１は、クリーニングデバイス３０と、捨て打ちデバイス４０と、コレクタ４との間を移動する。各部４、３０、４０が同列に並んで配置されるので、吐出ヘッド２１を移動させるための後述の移動デバイス６１は、たとえばデバイスごとに複数設ける必要はなく、すなわち一個設ければよいため、装置の小型化を図ることができる。各部４、３０、４０の並び順序は限定されるものではないが、本実施形態では、たとえば図３（ａ）に示すように、クリーニングデバイス３０および捨て打ちデバイス４０が、コレクタ４を挟んで、同列に並んで配置される。そして吐出ヘッド２１は、クリーニングデバイス３０と捨て打ちデバイス４０との間を移動する。すなわち後述の塗布位置と捨て打ち位置とが隣接する。従って吐出ヘッド２１による原料液の吐出を停止することなく、後述の捨て打ちから、ファイバ製品を得るための吐出ヘッド２１からの原料液の吐出を行こうことができる。これにより、捨て打ちデバイス４０で調整した吐出条件を変更することなく、吐出ヘッド２１を移動させるだけでコレクタ４に原料液を吐出させることが可能となり、無駄のない条件出しが行えることから、安定したファイバ製造が可能となる。

なお、図１に示すファイバ製造装置２の台数、および支持ローラの個数は、一例であり限定されない。以下に各部の構成について詳細に説明する。

支持ローラ３には、コレクタ４が架け渡される。コレクタ４は、後述するように、捨て打ちデバイス４０の回収ベルト４１と、吐出ヘッド２１の移動方向において、面一に配置することができる。支持ローラ３は、架け渡されたコレクタ４がファイバ製造装置２の両サイドを通るように、かつ隣り合うファイバ製造装置２の両サイドを通るコレクタ４の面が反転するように、筐体１０内の複数の所定位置に設けられる。

たとえばコレクタ４は、図１において、最も左側に配置されているファイバ製造装置２の両サイドを通る場合、その一面（例えば表面）をファイバ製造装置２の吐出ヘッド２１に向けて通過する。これに対しコレクタ４は、最も左側に配置されているファイバ製造装置２の例えば右隣りに配置されているファイバ製造装置２の両サイドを通る場合、その他面（例えば裏面）を当該右隣のファイバ製造装置２の吐出ヘッド２１に向けて通過する。

上述したように配置される支持ローラ３は、回転することにより、供給ロールおよび回収ロールと協働して、各ファイバ製造装置２の両サイドを経由するようにコレクタ４を送る。

吐出ヘッド２１は、原料液を吐出するための不図示のノズルが配置された、例えば一対の吐出面２１ａ（後述の例えば図３参照）を有する。吐出ヘッド２１により吐出される原料液は、ファイバの原材料であるポリマーが溶媒に溶解された溶液である。

吐出ヘッド２１には、コレクタ４との間に電界を発生させるために、後述の電源デバイス６６（電源部）により高電圧が印加される。なおコレクタ４は、たとえば接地されている。さらに吐出ヘッド２１には、後述の送液ポンプ６７により原料液が送られる。吐出ヘッド２１は、コレクタ４との間に発生された電界により、原料液をコレクタ４に向けて吐出する。

本実施形態においては、吐出面２１ａが、ファイバ製造装置２の両サイドに向いて配置される。従って吐出ヘッド２１は、ファイバ製造装置２の両サイドから、コレクタ４に原料液を吐出する。吐出ヘッド２１により吐出された原料液に含まれる溶媒は揮発し、ファイバ（ポリマー）がコレクタ４に到達する。

すなわち吐出ヘッド２１は、原料液を吐出することにより、ファイバを噴出する。またコレクタ４は、吐出ヘッド２１により噴出されたファイバを受ける。これによりコレクタ４に、ファイバ製品として、ファイバが塗布される。

支持体２２は、たとえば図１に示すように４個の吐出ヘッド２１を支持する。ただし図１に示す吐出ヘッド２１の個数は一例であり限定されない。吐出ヘッド２１の一対の吐出面２１ａがファイバ製造装置２の両サイドに向くように、支持体２２は吐出ヘッド２１を支持する。

また支持体２２は、図１に示すように、各ファイバ製造装置２の両サイドにおけるコレクタ４の送り方向に沿って吐出ヘッド２１が配置されるように、吐出ヘッド２１を支持する。さらに支持体２２は、隣り合うファイバ製造装置２の吐出ヘッド２１が、コレクタ４の送り方向に互い違いにずれて配置されるように、吐出ヘッド２１を支持する。すなわち支持体２２は、隣り合うファイバ製造装置２の吐出ヘッド２１が、千鳥状に配置されるように、吐出ヘッド２１を支持する。

このように吐出ヘッド２１が配置されることにより、隣り合うファイバ製造装置２の吐出ヘッド２１同士の影響が防止される。

支持体２２は、後述の移動デバイス６１と連結される。支持体２２は、移動デバイス６１により、ファイバ製造装置２のリア方向、およびフロント方向に移動される。支持体２２は、自身が移動することにより、吐出ヘッド２１を、後述の塗布位置、クリーニング位置、および捨て打ち位置に移動させる。

以下に、図１において最も左側に配置されているファイバ製造装置２について、図２を参照してさらに詳細に説明する。なお、図１に示す６台のファイバ製造装置２は同一の構成を有するので、他の５台のファイバ製造装置２の詳細説明は省略する。

図２は、ファイバ製造装置２を示す斜視図である。図２示すように、ファイバ製造装置２は、さらにクリーニングデバイス３０および捨て打ちデバイス４０を有する。

クリーニングデバイス３０は、ファイバ製造装置２のたとえばリア側に設けられ、かつ吐出ヘッド２１の移動方向に沿って、コレクタ４及び捨て打ちデバイス４０の回収ベルト４１と同列に配置される（例えば図３（ａ）参照）。クリーニングデバイス３０は、クリーニング部材３１および支持軸３２を有する。クリーニング部材３１は、たとえば複数の吐出面２１ａ毎に設けられる。すなわち図２の場合、吐出ヘッド２１の吐出面２１ａは８面あるので、クリーニング部材３１は、８個設けられる。クリーニング部材３１は、後述のクリーニング位置に移動された吐出ヘッド２１の原料液吐出面２１ａ（ノズル）を清浄する。クリーニング部材３１としては、たとえばスポンジあるいはブラシ等が用いられるが、特に限定されるもではない。本実施形態では、クリーニング部材３１として、ブラシローラを用いるものとする。以下クリーニング部材３１をブラシローラ３１という。

支持軸３２は、後述のクリーニング位置に移動された吐出ヘッド２１の吐出面２１ａに、ブラシローラ３１が対向してかつ接触するように、ブラシローラ３１を支持する。支持軸３２は、上述したコレクタ４の送り方向と同一方向を回転中心として、後述のモータ６４により回転される。従ってブラシローラ３１は、支持軸３２を回転軸として、モータ６４により回転される。

捨て打ちデバイス４０は、ファイバ製造装置２のたとえばフロント側に設けられ、かつ吐出ヘッド２１の移動方向に沿って、クリーニングデバイス３０及びコレクタ４と同列に配置される（例えば図３（ａ）参照）。捨て打ちユニット４０は、後述の捨て打ち位置に移動された吐出ヘッド２１から噴出されるファイバを回収する回収デバイスである。

捨て打ちデバイス（回収デバイス）４０は、回収部材４１を有する。回収部材４１は、たとえばアルミ箔のベルトである。以下、回収部材４１を回収ベルト４１という。回収ベルト４１には、後述の捨て打ち位置に移動された吐出ヘッド２１から吐出される原料液に含まれる不安定なファイバが堆積する。

捨て打ちデバイス４０は、さらに、回収機構４２を有する。回収機構４２は、回収ベルト４１が架け渡される不図示のベルト支持ローラを有する。ベルト支持ローラは、不安定なファイバが堆積する回収ベルト４１の面を吐出ヘッド２１の吐出面２１ａに対向するように支持する。回収ベルト４は、ベルト支持ローラに支持されることにより、コレクタ４と面一になるように支持される（例えば図３（ａ）の一点鎖線参照）。ベルト支持ローラは、後述のモータ６５に回転されることにより、不安定なファイバが堆積した回収ベルト４１を巻き取る。巻き取られた回収ベルト４１は、捨て打ちデバイス４０から取り外され、新たな回収ベルト４１がベルト支持ローラに取付けられる。

なお、ファイバ製造装置２のフロント側は、ファイバ製造装置２の保守のためにオペレータが操作する側である。たとえばファイバ製造装置２のフロント側には、オペレータがファイバ製造装置２の保守を行い易くするために、不図示の開閉可能なドアが設けられる。

一方、本実施形態では、捨て打ちユニット４０は、クリーニングデバイス３０よりも保守頻度が高いと考えられる。従って上述したように、捨て打ちユニット４０はファイバ製造装置２のフロント側、すなわちオペレータがファイバ製造装置２の保守を行い易い側に設けられ、クリーニングデバイス３０がファイバ製造装置２のリア側に設けられる。しかしながら、捨て打ちユニット４０およびクリーニングデバイス３０が設けられる位置は、これに限定されるものではなく、逆の位置であっても良い。

次に、吐出ヘッド２１の移動可能な構成について、図３乃至図６を参照して説明する。

図３は、図２におけるファイバ製造装置２を上方から見た平面図であって、かつ図３（ａ）は、吐出ヘッド２１が移動して塗布位置に位置した状態を模式的に示す図である。また図４は、吐出ヘッド２１が図３（ａ）に示す塗布位置に位置したときのファイバ製造装置２の斜視図である。図４において、クリーニングデバイス３０および捨て打ちデバイス４０は、図面を簡略化するために省略されている。

吐出ヘッド２１は、クリーニング位置から、支持体２２によってファイバ製造装置２のフロント方向に移動されることにより、または捨て打ち位置から、ファイバ製造装置２のリア方向に移動されることにより、図３（ａ）および図４に示す塗布位置に位置する。

塗布位置は、吐出ヘッド２１から噴出されるファイバが、ファイバ製品としてコレクタ４に塗布される位置である。具体的には、塗布位置は、吐出ヘッド２１とコレクタ４とが対向する位置であり、かつ捨て打ち位置（図２（ｂ）参照）と隣接する。塗布位置において、吐出ヘッド２１の吐出面２１ａは、所定距離を隔てて、コレクタ４と対向する。

塗布位置における吐出面２１ａとコレクタ４との間の所定距離は、吐出ヘッド２１から吐出される原料液中のポリマー材料の種類、ポリマーの濃度、吐出ヘッド２１に印加される高電圧の値等により、適宜選択される。

なお、吐出ヘッド２１からポリマーを含む原料液を吐出させて、コレクタ４にファイバを塗布する方法としては、周知の電界紡糸法が利用される。従ってファイバの塗布方法の詳細については説明を省略する。

図３（ｂ）は、吐出ヘッド２１が移動して捨て打ち位置に位置した状態を模式的に示す図である。また図５は、吐出ヘッド２１が図３（ｂ）に示す捨て打ち位置に位置したときのファイバ装置２の斜視図である。図５において、クリーニングデバイス３０は、図面を簡略化するために省略されている。

吐出ヘッド２１は、塗布位置あるいはクリーニング位置から、支持体２２によってファイバ製造装置２のフロント方向に移動されることにより、図３（ｂ）および図５に示す捨て打ち位置に位置する。

捨て打ち位置は、吐出ヘッド２１から原料液が吐出され、不安定なファイバ（製品としては不良のファイバ）が、捨て打ちデバイス４０の回収ベルト４１に塗布されることにより回収される回収位置である。具体的には捨て打ち位置（回収位置）は、吐出ヘッド２１と捨て打ちデバイス４０とが対向する位置であり、かつ上述したように塗布位置と隣接する。なお以下の説明において、不安定なファイバを回収するために、吐出ヘッド２１から回収ベルト４１に原料液を吐出することを、捨て打ちという。

捨て打ち位置において、吐出ヘッド２１の吐出面２１ａは、所定距離を隔てて、回収ベルト４１と対向する。また、回収ベルト４１とコレクタ４とは面一に配置されている。このため、吐出ヘッド２１と回収ベルト４１との位置関係を、塗布位置における吐出ヘッド２１とコレクタ４との位置関係は、ほぼ同じである。具体的には、捨て打ち位置における吐出面２１ａと回収ベルト４１との間の所定距離は、塗布位置における吐出面２１ａとコレクタ４との間の所定距離と同一値である。また捨て打ちの場合の吐出ヘッド２１にも、塗布位置においてコレクタ４にファイバを噴出する場合の吐出ヘッド２１に印加される高電圧と同一値の高電圧が印加される。

そして捨て打ちの場合も、周知の電界紡糸法を用いて、吐出ヘッド２１から不安定なファイバを噴出させて回収ベルト４１に塗布する。すなわち捨て打ちは、塗布位置において吐出ヘッド２１から原料液を吐出する場合と同一条件、同一方法で行われる。

従って捨て打ちは、吐出ヘッド２１を塗布位置から捨て打ち位置に移動するだけで実行される。

図３（ｃ）は、吐出ヘッド２１が移動してクリーニング位置に位置した状態を模式的に示す図である。また図６は、吐出ヘッド２１が図３（ｃ）に示すクリーニング位置に位置したときのファイバ装置２の斜視図である。図６において、捨て打ちデバイス４０は、図面を簡略化するために省略されている。

吐出ヘッド２１は、塗布位置あるいは捨て打ち位置から、支持体２２によってファイバ製造装置２のリア方向に移動されることにより、図３（ｃ）および図６に示すクリーニング位置に位置する。

クリーニング位置は、たとえば吐出ヘッド２１からの原料液の吐出を停止したとき、あるいは吐出ヘッド２１からの原料液の吐出を開始するときに、吐出ヘッド２１に残留する液滴を除去することにより清浄する位置である。具体的にはクリーニング位置は、吐出ヘッド２１とクリーニングデバイス３０とが対向する位置である。

クリーニング位置において、吐出ヘッド２１の吐出面２１ａは、ブラシローラ３１に接触する。なお、吐出ヘッド２１がクリーニング位置に位置しているとき、吐出ヘッド２１への高電圧の印加は停止されている。

次に、ファイバ製造装置２の制御構成について、図７を参照して説明する。図７は、ファイバ製造装置２の制御構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、ファイバ製造装置２は、制御デバイス５０を有する。制御デバイス５０は、プロセッサ５１およびメモリ５１を含む。プロセッサ５１は、たとえばＣＰＵ、あるいはＭＰＵを含む。メモリ５１は、ＲＯＭ５１ａおよびＲＡＭ５１ｂを含む。

プロセッサ５１は、ファイバ製造装置２の全体動作を制御する。

ＲＯＭ５１ａは、たとえばプロセッサ５１による制御動作のための制御プログラム等を記憶する。ＲＡＭ５１ｂは、たとえばＲＯＭ５１ａから読み出された制御プログラム等を展開するための作業エリアを提供する。

さらにファイバ製造装置２は、移動デバイス６１、送り機構６２、送液ポンプ６３、モータ６４、６５、および電源デバイス６６を有する。

移動デバイス６１は、制御デバイス５０に接続され、プロセッサ５１により制御される。本実施形態の場合、クリーニングデバイス３０および捨て打ちデバイス４０は、コレクタ４と同列に並んで配置される。そして移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１を、塗布位置、クリーニング位置、および捨て打ち位置のうちのいずれかの位置に移動させる。従って移動デバイス６１は、例えば単一のデバイスであっても、吐出ヘッド２１を各位置に移動可能である。

また、吐出面２１ａの幅よりも大きいコレクタ４に原料液を吐出する場合に、移動デバイス６１は、塗布位置における吐出ヘッド２１を、コレクタ４の幅に応じた所定範囲内で移動させる。従って塗布位置は、所定の幅を有する。

移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１の支持体２２に連結されている。移動デバイス６１は、たとえば周知のラックおよびピ二オンを含む機構およびモータを有する。移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１を移動させるために、支持体２２を、ファイバ製造装置２のリア方向およびフロント方向のいずれかの方向に移動させる。

送り機構６２は、コレクタ４を送るための機構であり、モータ等を含む。送り機構６２は、たとえば支持ローラ３に連結される。送り機構６２は、コレクタ４を送るために、たとえば支持ローラ３を回転させる。

送液ポンプ６３は、吐出ヘッド２１へ原料液を送るための周知のポンプである。送液ポンプ６３は、不図示の原料液収納タンクに連結している。送液ポンプ６３は、原料液収納タンクから供給される原料液を、不図示の送液チューブを介して、吐出ヘッド２１へ送る。

モータ６４は、クリーニングデバイス３０を動作させる駆動源である。モータ６４は、クリーニングローラ３１の支持軸３２と連結している。モータ６４は、ブラシローラ３１を回転させる。

モータ６５は、捨て打ちデバイス４０を動作させる駆動源である。モータ６５は、回収機構４２のベルト支持ローラと連結する。モータ６５が回転することにより、回収機構４２は、不安定なファイバが堆積した回収ベルト４１を巻き取る。

電源デバイス６６は、吐出ヘッド２１（原料液）とコレクタ４との間に高電圧を印加することにより、吐出ヘッド２１とコレクタ４との間に電位差を発生させる電源部である。

次に、ファイバのコレクタ４への塗布を停止する場合の、プロセッサ５１による制御処理について、図８を参照して説明する。図８は、ファイバのコレクタ４への塗布を停止する場合の制御処理を示すフローチャートである。プロセッサ５１は、ＲＯＭ５２ａに記憶されている制御プログラムに従って、図８に示す制御処理を行う。

まず、吐出ヘッド２１からコレクタ４へファイバが塗布されている場合、上述したように、吐出ヘッド２１に高電圧が印加されている。この高電圧が印加されている状態を維持して、図８に示すステップＳ１１において、プロッセサ５１は、吐出ヘッド２１を、塗布位置から、捨て打ち位置に移動させるために、移動デバイス６１を動作させる。

次にステップＳ１２において、プロッセサ５１は、送液ポンプ６３の回転を停止する。送液ポンプ６３の停止により、吐出ヘッド２１への新たな原料液の送りが停止される。送液ポンプ６３の停止後も、吐出ヘッド２１は、原料液の残圧により原料液を吐出し続ける。

吐出ヘッド２１が捨て打ち位置に移動し、送液ポンプ６３の回転が停止すると、捨て打ちが開始される。残原料液による不安定なファイバは、捨て打ちデバイス４０の回収ベルト４１に堆積する。プロッセサ５１は、捨て打ちデバイス駆動用のモータ６５を制御することにより、不安定なファイバが堆積した回収ベルト４１を巻き取る。

プロッセサ５１は、送液ポンプ６３の回転を停止させた後、ステップＳ１３において、たとえば送液チューブ内等の原料液の残圧を抜くために、送液ポンプを動作させる。すなわちプロッセサ５１は、原料液を吐出ヘッド２１へ送るときとは逆の方向に送液ポンプを回転させる。プロッセサ５１は、所定時間経過後に送液ポンプの逆回転を停止する。所定時間は、たとえば吐出ヘッド２１からのファイバの噴出が停止するのに十分な時間である。

プロッセサ５１は、送液ポンプを逆回転させた後、ステップＳ１４において、電源デバイス６６を制御することにより、吐出ヘッド２１への高電圧の印加を停止する。

以上により、プロセッサ５１は、ファイバのコレクタ４への塗布を停止するための制御処理を終了する。

次に、ファイバのコレクタ４への塗布を開始する場合の、プロセッサ５１による制御処理について、図９を参照して説明する。図９は、ファイバのコレクタ４への塗布を開始する場合の制御処理を示すフローチャートである。プロセッサ５１は、ＲＯＭ５２ａに記憶されている制御プログラムに従って、図９に示す制御処理を行う。

図９に示すステップＳ２１において、プロセッサ５１は、たとえば吐出ヘッド２１の位置が、クリーニング位置であるか否か判断する。たとえばプロセッサ５１は、ファイバ製造装置２内に設けられる周知のセンサの検知結果に基づいて吐出ヘッド２１の位置を判断する。

プロセッサ５１は、吐出ヘッド２１の位置が、クリーニング位置ではないと判断した場合に、吐出ヘッド２１をクリーニング位置に移動させるために、移動デバイス６１を動作させる。

プロセッサ５１は、吐出ヘッド２１をクリーニング位置に移動させた後、クリーニングデバイス駆動用のモータ６４を制御する。クリーニングデバイス３０のブラシローラ３１は、モータ６４により回転され、吐出ヘッド２１の吐出面２１ａを清浄する。

プロセッサ５１は、所定時間経過後に、モータ６４を制御することにより、クリーニングローラ３１の回転を停止し、吐出面２１ａの清浄を終了する。

吐出ヘッド２１の清浄後、プロセッサ５１は、ステップＳ２２において、吐出ヘッド２１をクリーニング位置から捨て打ち位置へ移動させるために、移動デバイス６１を動作させる。

プロセッサ５１は、吐出ヘッド２１を捨て打ち位置へ移動させた後、ステップＳ２３において、電源デバイス６６を制御することにより、吐出ヘッド２１に高電圧を印加する。

プロセッサ５１は、吐出ヘッド２１に高電圧を印加した後、ステップＳ２４において、送液ポンプ６３を回転させる。送液ポンプ６３は、吐出ヘッド２１への原料液の送りを開始する。

塗出ヘッド２１への原料液の送りが開始されると、吐出ヘッド２１は、捨て打ちデバイス４０の回収ベルト４２に向けて、原料液の吐出を開始する。すなわち吐出ヘッド２１は、捨て打ちを開始する。吐出ヘッド２１から吐出される原料液の不安定なファイバは、捨て打ちデバイス４０の回収ベルト４２に堆積する。

所定時間の捨て打ち後、吐出ヘッド２１から吐出される原料液に含まれるファイバは安定する。プロセッサ５１は、ステップＳ２５において、移動デバイス６１を動作させることにより、吐出ヘッド２１を、捨て打ち位置から塗布位置へ移動させる。

以上により、プロセッサ５１は、ファイバのコレクタ４への塗布を開始するための制御処理を終了する。

実施形態によれば、吐出ヘッド２１は、塗布位置以外の位置に移動可能である。従って原料液吐出の開始時および停止時の不安定なファイバを、コレクタ４に付着しないようにすることが出来る。また、クリーニングデバイス３０、捨て打ちデバイス４０、及びコレクタ４を同列に並べて配置することが好ましい。この場合、１つの移動デバイス６１によって、クリーニング位置、塗布位置、及び捨て打ち位置へ、吐出ヘッド２１を移動させることができる。すなわち、複数の移動デバイスを設けることなく、１つの移動デバイス６１によって、クリーニング、原料液塗布、及び捨て打ちの３つのモードを切り替えることができる。このように移動デバイスの個数を減らすことができるので装置の小型化を図ることができる。さらに、本実施形態では、塗布位置と捨て打ち位置とが隣接する。従って、吐出ヘッド２１からの原料液の吐出を停止することなく、捨て打ち位置における捨て打ちから、塗布位置における原料液の吐出を行うことができる。よって、本実施形態によれば、捨て打ち位置における捨て打ちから、塗布位置における原料液の吐出に切り替えても、安定したファイバを得ることができる。さらに、回収ベルト４１とコレクタ４とを面一に配置することが好ましい。この場合、吐出ヘッド２１と回収ベルト４１との位置関係を、吐出ヘッド２１とコレクタ４との位置関係とほぼ同じにすることができる。従って、捨て打ちの吐出条件と、ファイバを得るための原料液吐出の吐出条件とを同じ条件とすることが可能となる。さらに捨て打ちにおける吐出ヘッド２１と回収ベルト４１との間の雰囲気と、ファイバ製品を得るための原料液吐出における吐出ヘッド２１とコレクタ４との間の雰囲気とを同じとすることができる。このため、捨て打ちとファイバを得るための原料液吐出との環境をほぼ類似にすること可能になる。すなわち、これらの構造・機能を有することにより、ファイバを得るための適切な条件を捨て打ちの位置で調整した後、吐出を停止させることなくファイバを得る工程に移動させることができるため、装置起動時等においても所望のファイバを安定して得ることが可能となる。

また実施形態によれば、吐出ヘッド２１は、原料液吐出の開始時および停止時に、捨て打ちデバイス４０が設けられる捨て打ち位置に移動する。すなわち吐出ヘッド２１は、塗布位置に位置する前及び後に捨て打ち位置に移動する。従って吐出ヘッド２１の原料液吐出エリアに遮蔽部材等を挿入することなく、不安定なファイバを受け止め、回収することが出来る。

また実施形態によれば、吐出ヘッド２１は、原料液吐出の開始時に、クリーニングデバイス３０が設けられるクリーニング位置に移動する。すなわち吐出ヘッド２１は、塗布位置に位置する前にクリーニング位置に移動する。従って原料液吐出の開始時において、吐出ヘッド２１の吐出面２１ａの清浄度を維持することが出来る。

また実施形態によれば、原料液吐出の停止時に、原料液の残圧を抜くために送液ポンプ６３を逆回転させる。すなわち吐出ヘッド２１が塗布位置に位置した後に、送液ポンプ６３が逆回転される。従って原料液吐出の停止時に、不安定な原料液吐出の時間を短くすることができる。このため原料液吐出停止時の不安定なファイバの量を少なくすることが出来き、かつ吐出ヘッド２１の清浄度を保つことができる。

実施形態によれば、吐出ヘッド２１は、コレクタ４の幅に応じて移動する。従って吐出面２１ａの幅よりも大きいコレクタ４に対しても、コレクタ４の全面にファイバを塗布することが出来る。

なお、上述した実施形態においては、移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１による原料液吐出の開始時および原料液吐出の停止時に、吐出ヘッド２１を捨て打ち位置（回収位置）に移動させる（図８および図９参照）。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１による原料液吐出の開始時および原料液吐出の停止時のうちの少なくとも一方の時に、吐出ヘッド２１を、捨て打ち位置（回収位置）に移動させも良い。

また、上述した実施形態においては、移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１による原料液吐出の開始時にのみ、吐出ヘッド２１を、クリーニング位置に移動させる（図９参照）。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１による原料液吐出の停止時にのみ、吐出ヘッド２１を、クリーニング位置に移動させても良い。この場合、移動デバイス６１は、図８に示すステップＳ１４の処理後に、吐出ヘッド２１を、クリーニング位置に移動させる。さらに移動デバイス６１は、吐出ヘッド２１による原料液吐出の開始時および原料液吐出の停止時に、吐出ヘッド２１を、クリーニング位置に移動させても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 製造システム
２ ファイバ製造装置
３ 支持ローラ
４ コレクタ
１０ 筐体
１１ 供給口
１２ 回収口
２１ 吐出ヘッド
２１ａ 吐出面
２２ 支持体
３０ クリーニングデバイス
３１ ブラシローラ（クリーニング部材）
３２ 支持軸
４０ 捨て打ちデバイス（回収デバイス）
４１ 回収ベルト（回収部材）
４２ 回収機構
５０ 制御デバイス
５１ プロセッサ
５２ メモリ
５２ａ ＲＯＭ
５２ｂ ＲＡＭ
６１ 移動デバイス
６２ 送り機構
６３ 送液ポンプ
６４ モータ
６５ モータ
６６ 電源デバイス（電源部）

Claims (8)

1. ポリマーが溶媒に溶解している原料液をコレクタに向けて吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドと、前記コレクタと、の間に電位差を発生させる電源部と、
   備えるファイバ製造装置であって、
   前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を回収する回収デバイスと、
   前記吐出ヘッドを清浄するクリーニングデバイスと、
   前記吐出ヘッドと前記コレクタとが対向する塗布位置、前記吐出ヘッドと前記回収デバイスとが対向する回収位置、および前記吐出ヘッドと前記クリーニングデバイスとが対向するクリーニング位置、のいずれかの位置へ前記吐出ヘッドを移動させる移動デバイスと、
   を有するファイバ製造装置。
   
2. 前記移動デバイスは、前記吐出ヘッドが前記塗布位置に位置する前または後に、前記吐出ヘッドを前記回収位置に移動させる請求項１に記載のファイバ製造装置。
   
3. 前記移動デバイスは、前記吐出ヘッドが前記塗布位置に位置する前または後に、前記吐出ヘッドを前記クリーニング位置に移動させる請求項１または２に記載のファイバ製造装置。
   
4. さらに、前記原料液を前記吐出ヘッドへ送る送液ポンプを有し、この送液ポンプは、前記吐出ヘッドが前記塗布位置に位置した後、前記原料液を前記吐出ヘッドへ送るときと逆の方向に回転する請求項１乃至３のいずれか一つの請求項に記載のファイバ製造装置。
   
5. ポリマーが溶媒に溶解している原料液を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を受けるコレクタと、前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を回収する回収デバイスと、前記吐出ヘッドを清浄するクリーニングデバイスと、前記吐出ヘッドを移動させる移動デバイスとを有するファイバ製造装置によるファイバ製造方法において、
   前記吐出ヘッドを前記コレクタと対向する塗布位置に移動させる前に、前記移動デバイスにより前記吐出ヘッドを、前記回収デバイスと対向する回収位置に移動させ、
   前記吐出ヘッドから吐出される原料液を、前記回収位置で前記回収デバイスにより回収させ、
   前記回収デバイスによる原料液の回収後に、前記移動デバイスにより前記吐出ヘッドを、前記塗布位置に移動させる
   ファイバ製造方法。
   
6. さらに、前記移動デバイスにより前記吐出ヘッドを、前記回収デバイスと対向する回収位置に移動させる前に、前記移動デバイスにより前記吐出ヘッドを、前記クリーニングデバイスと対向するクリーニング位置に移動させる請求項５に記載のファイバ製造方法。
   
7. ポリマーが溶媒に溶解している原料液を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を受けるコレクタと、前記吐出ヘッドにより吐出される原料液を回収する回収デバイスと、前記吐出ヘッドを清浄するクリーニングデバイスと、前記吐出ヘッドを移動させる移動デバイスとを有するファイバ製造装置によるファイバ製造方法において、
   前記吐出ヘッドを前記コレクタと対向する塗布位置から、前記移動デバイスにより前記吐出ヘッドを、前記回収デバイスと対向する回収位置に移動させ、
   前記吐出ヘッドから吐出される原料液を、前記回収位置で前記回収デバイスにより回収させるファイバ製造方法。
   
8. さらに前記ファイバ製造装置は、前記原料液を前記吐出ヘッドへ送る送液ポンプを有し、
   前記回収デバイスによる原料液の回収後に、前記原料液を前記吐出ヘッドへ送るときと逆の方向に、前記送液ポンプを回転させる請求項７に記載のファイバ製造方法。