JP2022094643A - ナノファイバー吹き付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手で持ちながら、手軽に取り扱うことができ、作業を安全にかつ簡単に行うことのできるナノファイバー吹き付け装置を提供する。【解決手段】高分子材料を噴射して吹き付け対象物に吹き付け、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するナノファイバー吹き付け装置１である。ナノファイバー吹き付け装置１は、高分子材料を収容する吹き付け材料収容部３と、高分子材料を吐出する吐出孔５と吐出孔５の周囲に配置して空気を吐出孔５の中心軸に向かって所定の角度で噴射する噴射孔６を備える吹き付け部２と、空気を供給する空気供給部４を内部に備える把持部７を有し、噴射孔６の噴射気流で、吐出孔５から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら吹き付け対象物に吹き付け、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、高分子材料を噴射して吹き付け対象物に吹き付けることにより、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するナノファイバー吹き付け装置に関する。

ナノファイバーは、一般的に、直径が１ミクロン（＝１０００ｎｍ）以下の太さの繊維と定義されている。ナノファイバーの製造法としては、ＥＳＤ（Electro－Spray Deposition）法、あるいはエレクトロ・スピニング法と呼ばれる技法が注目され、その技術が開発されている（特許文献１参照）。

ところで、ナノファイバーの製造法であるエレクトロ・スピニング法においては、２０ｋＶ程度の高電圧が必要となることで、特に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂）やポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ樹脂）等の水溶性の高分子材料を使用する場合、取り扱いを慎重に行わなくてはならず、その作業が危険でかつ面倒であった。

近時、ナノファイバーの技術を利用して製造される化粧用品が知られている。例えば、特許文献２には、エレクトロ・スピニング法によって製造される化粧用のナノファイバーシートが開示されている。その使用例としては、例えば、顔などの皮膚の表面に化粧用のナノファイバーシートを貼り付けて、所定時間が経過した後にナノファイバーシートを剥がして取り除くことで、化粧を行うことができる。

しかしながら、化粧用のナノファイバーシートをエレクトロ・スピニング法によって製造する場合、前述のように、高圧電源を扱うので、導電性の水等の取り扱いを慎重に行う必要があり、そのため、作業が危険でかつ面倒なものになるという問題がある。

特開２０１１－１２７２３４号公報 特許第６１３７８５７号公報

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するときに、高圧電源などの危険な機器の使用をなくすことで、手で持ちながら、手軽に取り扱うことができ、作業を安全にかつ簡単に行うことのできるナノファイバー吹き付け装置を提供することである。

本発明は、高分子材料を噴射して吹き付け対象物に吹き付け、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するナノファイバー吹き付け装置であって、高分子材料を収容する吹き付け材料収容部と、高分子材料を吐出する吐出孔と吐出孔の周囲に配置して空気を吐出孔の中心軸に向かって所定の角度で噴射する噴射孔を備える吹き付け部と、空気を供給する空気供給部を内部に備える把持部を有し、噴射孔の噴射気流で、吐出孔から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら吹き付け対象物に吹き付け、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するナノファイバー吹き付け装置である。

本発明によれば、噴射孔の噴射気流で、吐出孔から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら吹き付け対象物に吹き付けることで、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成することができる。これにより、ナノファイバー積層体を形成するときに、高圧電源などの危険な機器の使用をなくすことで、装置を手軽に取り扱うことができ、また、作業も安全にかつ簡単に行うことができる。また、把持部を有することで、この把持部を使用者が手で持ちながら吹き付けの作業を行うことができ、これにより、高分子材料の吹き付け対象物への吹き付けを簡単に行うことができる。

ナノファイバー吹き付け装置の全体の側面図である。 ナノファイバー吹き付け装置の吹き付け部の断面図である。 図３Ａは、ノズルの正面図であり、図３Ｂは、ノズルの側面図である。 図４Ａは、材料供給管の正面図であり、図４Ｂは、材料供給管の側面図である。 図５Ａは、送風管ケースの正面図であり、図５Ｂは、送風管ケースの側面図である。 図６Ａは、キャップの正面図であり、図６Ｂは、キャップの側面図であり、図６Ｃは、キャップの断面図である。 吹き付け部のノズルとキャップの部分を拡大した断面図である。 顔の皮膚の表面にナノファイバー積層体を形成した状態を示す説明図である。 図９Ａは、高分子材料Ｂを使用して形成したナノファイバー積層体の１０００倍の電子顕微鏡の写真であり、図９Ｂは、高分子材料Ｂを使用して形成したナノファイバー積層体の１００００倍の電子顕微鏡の写真である。 図１０Ａは、高分子材料Ｃを使用して形成したナノファイバー積層体の１０００倍の電子顕微鏡の写真であり、図１０Ｂは、高分子材料Ｃを使用して形成したナノファイバー積層体の１００００倍の電子顕微鏡の写真である。 不織布を使用するマスクの正面図である。

本発明は、高分子材料を噴射して吹き付け対象物に吹き付けることにより、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するナノファイバー吹き付け装置である。

本発明のナノファイバー吹き付け装置の一実施形態について説明する。
この実施形態では、高分子材料に化粧用素材を含有し、これとともに、吹き付け対象物を人の顔などの皮膚にし、これにより、人の顔などに化粧を行うものである。
即ち、化粧用素材、例えば、美容液及び保湿液などを含有する高分子材料を噴射して、人の顔の皮膚に吹き付けることにより、顔の皮膚の表面に化粧用のナノファイバー積層体を形成して、顔の皮膚に美容液及び保湿液などによる潤いを与えて保湿し、あるいは肌のキメを整える（整肌）などの化粧を行う。

高分子材料は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ樹脂：パウダー）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂：パウダー）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ樹脂：パウダー）などで、これらを単体あるいは適宜組み合わせて用いる。ただし、これらに限られるものではない。

高分子材料に含有する化粧用素材の美容液及び保湿液としては、プリテオグリカン、グリセリン、コラーゲン、プラセンタ、ヒアルロン酸、セラミド、ビタミンＣ誘導体、フラーレン、グリチルリチン酸、アロエベラエキス、ＥＧＦ、エタノール、メチルパラベン、ローズマリーエキス、トコフェロール、ＢＧ、プロパンジオール、フェノキシエタノールなどで、これらを単体あるいは適宜組み合わせたものである。ただし、これらに限られるものではなく、その他の化粧用素材でもよい。

ナノファイバー吹き付け装置１について、図面を参照して説明する。
図１は、ナノファイバー吹き付け装置１の全体の側面図である。
ナノファイバー吹き付け装置１は、図示のように、吹き付け部２と、吹き付け材料収容部３と、空気供給部４を内部に備える把持部７から構成する。このナノファイバー吹き付け装置１は、持ち運び可能である。

吹き付け部２は、高分子材料を吐出する吐出孔５と、吐出孔５の周囲に配置して空気を吐出孔５の中心軸に向かって噴射する噴射孔６とを備え、噴射孔６の噴射気流で、吐出孔５から吐出する高分子材料を包み込みながら引き抜いて噴射する。この吹き付け部２の詳細については、後述する。

吹き付け材料収容部３は、例えば、円筒状の容器（例えば収容量が５ｃｃのシリンダー型容器）で、その内部に化粧用素材を含有する高分子材料を収容している。吹き付け材料収容部３は、吹き付け部２に直接接続して、高分子材料を吹き付け部２に供給する。
なお、吹き付け材料収容部３は、円筒状の容器に限られるものではなく、高分子材料を収容できる容器あれば、その他のものでもよい。
また、吹き付け材料収容部３は、吹き付け部２に直接接続しているが、これに限らず、管路（チューブ）などを経て吹き付け部２に接続するようにしてもよい。

把持部７は、縦長の円筒状で、その外周を使用者が手で持つことのできるグリップにする。なお、把持部７は、縦長の円筒状に限らず、手で持つことのできる形状であればよい。また、把持部７は、空気を供給する空気供給部を内部に備える。

空気供給部４は、エアーポンプ１１と、エアーポンプ１１を制御する制御部１２と、動力源であるバッテリー１３と、空気を吹き出す吹き出し口１４を有し、制御部１２での制御によりエアーポンプ１１を駆動して所定量の空気を吹き出し口１４より吹き出す。エアーポンプ１１は、ダイアフラム（薄膜）を用いたダイアフラムポンプである。なお、エアーポンプ１１は、空気供給部４の軽量化を行うためにはダイアフラムポンプが好ましいが、ダイアフラムポンプに限られるものではなく、その他のポンプ、あるいはコンプレッサーでもよい。

把持部７の空気供給部４には、吹き出した空気を２方向に分岐する分岐バルブ２１が吹き出し口１４に接続されている。分岐バルブ２１の出口側の一方は、空気量を調整する調整バルブ２２を経て吹き付け部２に接続されており、所定量の空気を吹き付け部２に供給する。また、分岐バルブ２１の出口側の他方は、空気量を調整する調整バルブ２３、管路（チューブ）２４を経て吹き付け材料収容部３に接続されており、所定量の空気を吹き付け材料収容部３に供給する。

また、吹き付け部２では、把持部７の空気供給部４からの空気の供給により、噴射孔６から所定の強さの噴射気流Ｓを発生させる必要がある。これに対し、吹き付け材料収容部３では、収容している高分子材料を吐出させるだけでよい。そのため、吹き付け部２への空気の供給量を大きくし、吹き付け材料収容部３への空気の供給量は小さくする。
なお、分岐バルブ２１においては、供給する空気量を調整する機能を有するようにしてもよい、つまり分岐バルブ２１と調整バルブ２２，２３を一体化してもよい。

また、調整バルブ２２，２３は、吹き付け部２に空気を供給する側と吹き付け材料収容部３に空気を供給する側の両側に設けているが、吹き付け部２の噴射孔６から所定の強さの噴射気流Ｓを発生させることができれば、吹き付け部２に空気を供給する側だけに調整バルブ２２を設けるようにしてもよい。

次に、ナノファイバー吹き付け装置１の吹き付け部２について説明する。
吹き付け部２は、噴射孔６から噴射する空気の噴射気流Ｓで、吐出孔５から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら人の顔の皮膚（吹き付け対象物）に吹き付ける。
ここで、高分子材料の引き抜きとは、噴射孔６から相対的に高圧な噴射気流Ｓを、吐出孔５の周囲において吐出孔５の中心軸に向かって所定の角度で噴射することにより、吐出孔５から吐出した高分子材料が噴射気流Ｓで押されて加速し、その結果、吐出孔５からの高分子材料の吐出が促進されることをいう。
また、高分子材料に噴射気流Ｓを当てることで、高分子材料自体を細く伸ばす、つまり延伸することができる。これとともに、噴射した高分子材料から水分を気化させることで、高分子材料を吹き付けた人の顔の皮膚（吹き付け対象物）の表面において、高分子材料のナノファイバー積層体を形成することができる。

図２は、ナノファイバー吹き付け装置１の吹き付け部２の断面図である。図３Ａは、ノズル３３の正面図、図３Ｂは、ノズル３３の側面図である。図４Ａは、材料供給管３２の正面図、図４Ｂは、材料供給管３２の側面図である。図５Ａは、送風管ケース３５の正面図、図５Ｂは、送風管ケース３５の側面図である。図６Ａは、キャップ３６の正面図、図６Ｂは、キャップ３６の側面図、図６Ｃは、キャップ３６の断面図である。

吹き付け部２は、図２に示すように、内部に横方向（図２における左右方向）に向かう高分子材料を供給するための供給路３１を備える横長筒状の材料供給管３２と、材料供給管３２に取り付けて、高分子材料を吐出する吐出孔５を備えるノズル３３と、内部に横方向に向かうに空気が流れる送風路３４を備える筒状の送風管ケース３５と、送風管ケース３５に取り付けて、空気を噴射する噴射孔６を備えるキャップ３６から構成する。

ノズル３３は、図３Ａ、Ｂに示すように、内部に横方向（図３Ｂにおける左右方向）に向かう供給路３７を備え、その一端側（図３Ｂにおける左側）に吐出孔５を備えるとともに、吐出孔５の反対側の外周にネジ部３８を備える。ノズル３３の外周は、吐出孔５を備える一端側に向かって尖った、つまり一端側に向かって縮径する形状である。ノズル３３の材質としては、セラミック、ルビー、ステンレス、合成樹脂などであり、長期間にわたって良好に高分子材料を噴射することができるという耐摩耗性の点ではセラミックやルビーが好ましく、また、ノズル３３を安価に製造できる点では合成樹脂が好ましい。

材料供給管３２は、図４Ａ、Ｂに示すように、横方向の一端側（図４Ｂにおける左側）の供給路３１内にネジ部４１を備えて、このネジ部４１がノズル３３のネジ部３８と螺合することで、ノズル３３を取り付ける。材料供給管３２は、横方向の一端側（図４Ｂにおける左側）の外周には周方向に等間隔で複数個、例えば６個の突条部４２を備え、横方向の他端一端側の外周に備えた突条部４２はキャップ３６の後述する送風路５５内に嵌り込み、材料供給管３２とキャップ３６の間における隣接する突条部４２間を空気が流れる送風路４３にする。また、材料供給管３２の横方向の他端側（図４Ｂにおける右側）の外周にはネジ部４５及びフランジ部４６を備える。材料供給管３２の材質としては、ステンレスや合成樹脂などである。ただし、安価に製造できる点では合成樹脂が好ましい。

送風管ケース３５には、図５Ａ、Ｂに示すように、内部の送風路３４に空気を流入する流入口５１を備え、流入口５１は、空気供給部４側に接続し、空気供給部４から空気が流入する。また、送風管ケース３５の送風路３４内にはネジ部５２を備える。このネジ部５２が材料供給管３２のネジ部４１に螺合することで、内部に材料供給管３２を取り付ける。送風管ケース３５の材質としては、ステンレスや合成樹脂などである。ただし、安価に製造できる点では合成樹脂が好ましい。

キャップ３６は、図６Ｃに示すように、内部に横方向（図６Ｃにおける左右方向）に向かう送風路５５を備え、その一端側（図６Ｃにおける左側）に噴射孔６を備える。送風路５５は、噴射孔６側において、その内径が端部に向かって絞られる縮径部５６を備える。また、図６Ａ、Ｂに示すように、キャップ３６は、噴射孔６の反対側の外周にネジ部５７を備えて、ネジ部５７が送風管ケース３５のネジ部５２と螺合することで、送風管ケース３５に取り付ける。

なお、図７に示すように、キャップ３６とノズル３３を取り付けたとき、キャップ３６の縮径部５６とノズル３３の外周の間に空間を形成し、つまり環状の隙間を形成する。この環状の隙間がノズル３３の吐出孔５の周囲に配置されて空気を噴射する噴射孔６になる。また、キャップ３６では、ノズル３３の先端を噴射孔６より突き出す。キャップ３６の材質としては、ステンレスや合成樹脂などである。ただし、安価に製造できる点では合成樹脂が好ましい。

吹き付け部２においては、図２に示すように、吹き付け材料収容部３より供給された高分子材料が、材料供給管３２の供給路３１内からノズル３３の供給路３７に流れて、ノズル３３の吐出孔５から吐出する。これとともに、空気供給部４より供給された空気が、送風管ケース３５の送風路３４及び材料供給管３２とキャップ３６の間の送風路４３を流れて、キャップ３６の噴射孔６から噴射する。

次に、ここでの吹き付け部２のノズル３３とキャップ３６の所定の箇所の寸法などについて説明する。これらの寸法は、各種の実験を行った結果、導き出した値である。
図７は、吹き付け部２のノズル３３とキャップ３６の部分を拡大した断面図である。
図示のように、ノズル３３の吐出孔５の内径Ｄは、０．１５ｍｍである。ただし、これに限らず、０．１ｍｍ～０．２ｍｍの範囲であればよい。吐出孔５の内径Ｄが、０．２ｍｍより大きくなると、吹き付けて形成するナノファイバーの細さが所定の細さにならず、また、０．１ｍｍより小さいと、吐出孔５に高分子材料が詰まり、あるいは高分子材料の吐出する速度が遅くなり、そのため、ナノファイバー積層体を形成することができなくなる。

また、キャップ３６では、送風路５５内に縮径部５６を備えるとともに、ノズル３３では、その外周を先端側（吐出孔５を備える一端側）に向かって縮径する形状にしている。キャップ３６の縮径部５６及びノズル３３の外周により空気の噴射方向は、ノズル３３の吐出孔５及びキャップ３６の噴射孔６の中心軸Ｃに所定の角度で向かうようにする。キャップ３６の縮径部５６の角度Ｋ１及びノズル３３の外周の角度Ｋ２は、ノズル３３の吐出孔５及びキャップ３６の噴射孔６の中心軸Ｃに対して、１９度である。ただし、これに限らず、角度は、１５度～３０度の範囲であればよい。キャップ３６の縮径部５６の角度Ｋ１及びノズル３３の外周の角度Ｋ２において、１５度より小さいと、噴射する空気とノズル３３の吐出孔５より吐出する高分子材料との接触力が小さく、そのため、噴射する高分子材料を延伸する作用が小さくなる。また、３０度より大きいと、逆に接触力が大きくなり過ぎ、これによっても、噴射する高分子材料を延伸する作用が小さくなる。つまり、角度を１５度～３０度の範囲にすれば、噴射する空気をノズル３３の吐出孔５より吐出する高分子材料に最適に接触させることができ、噴射する高分子材料の延伸する作用を大きくすることができる。

また、キャップ３６とノズル３３にあっては、キャップ３６の噴射孔６よりノズル３３が突き出るようにしているが、このノズル３３の突き出し寸法（図７においてＡで示す）は、５ｍｍである。ただし、これに限らず、４ｍｍ～７ｍｍの範囲であればよい。このノズル３３の突き出る寸法が４ｍｍ～７ｍｍの範囲であれば、前述したキャップ３６の噴射孔６からの空気の噴射方向と相まって整流が発生し、高分子材料を良好に噴射することができる。

また、吹き付け部２において、キャップ３６の噴射孔６から噴射する空気、つまり噴射孔６の噴射気流Ｓは、その速度を２００ｍ／ｓｅｃ以上にする。速度が２００ｍ／ｓｅｃより遅いと、噴射気流Ｓにより噴射する高分子材料が、ナノファイバーとしての所定の細さの繊維状に形成されない。よって、噴射孔６の噴射気流Ｓの速度を２００ｍ／ｓｅｃ以上にする必要がある。

（ナノファイバー吹き付け装置の使用方法）
ナノファイバー吹き付け装置１の使用方法について説明する。
使用者は、ナノファイバー吹き付け装置１の把持部７を手で持って、吐出孔５及び噴射孔６を吹き付け場所の人の顔に向ける。続いて、作動スイッチ（図示せず）を押す。これにより、ナノファイバー吹き付け装置１において、空気供給部４が作動し、吹き付け部２と吹き付け材料収容部３にそれぞれ所定量の空気を供給する。

吹き付け材料収容部３では、内部に収容している化粧用素材を含有する高分子材料を空気供給部４から供給された空気により吹き付け部２に供給する。吹き付け部２では、吹き付け材料収容部３から供給された高分子材料が、材料供給管３２の供給路３１及びノズル３３の供給路３７を流れて、ノズル３３の吐出孔５から吐出する。また、吹き付け部２では、空気供給部４から供給された空気が、送風管ケース３５の送風路３４及び材料供給管３２とキャップ３６の間の送風路４３を流れて、キャップ３６の噴射孔６から噴射する。

このキャップ３６の噴射孔６から噴射する空気、つまり噴射孔６の噴射気流Ｓで、吐出孔５から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化（水分を飛ばして除去）しながら人の顔の皮膚（吹き付け対象物）に吹き付ける。これにより、図８に示すように、顔の皮膚の表面に化粧用のナノファイバー積層体Ｆを形成して、顔の皮膚に美容液及び保湿液などによる潤いを与えて保湿し、あるいは肌のキメを整える（整肌）などの化粧を行う。

次に、化粧用素材を含有する高分子材料について説明する。ここで用いる高分子材料の組成は、次の複数の例で示した通りである。
高分子材料Ａは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）が６重量％、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ樹脂：パウダー）が５重量％、プリテオグリカン（保湿剤：美容液成分）が１重量％、エタノールが８８重量％である。
高分子材料Ｂは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）が６重量％、プリテオグリカン（保湿剤：美容液成分）が１重量％、エタノールが９３重量％である。
高分子材料Ｃは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂：パウダー）が１０重量％、プリテオグリカン（保湿剤：美容液成分）が１重量％、純水が８９重量％である。
高分子材料Ｄは、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ樹脂：パウダー）が８重量％、プリテオグリカン（保湿剤：美容液成分）が１重量％、純水が９１重量％である。

なお、高分子材料Ｃや高分子材料Ｄにあっては、水溶性の高分子材料であるポリビニルアルコールやポリエチレンオキサイドを用いることで、これらの高分子材料は、皮膚の表面にナノファイバー積層体Ｆを形成したのち、時間の経過とともに自然に消滅し、あるいは必要であれば軽く洗顔するだけでよく、皮膚の表面から剥がして取り除く作業をなくすことで、化粧を楽に行うことができる。

また、高分子材料Ｂと高分子材料Ｃを使用してナノファイバー積層体を形成し、このナノファイバー積層体を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。
図９Ａは、高分子材料Ｂを使用して形成したナノファイバー積層体の１０００倍の電子顕微鏡の写真、図９Ｂは、高分子材料Ｂを使用して形成したナノファイバー積層体の１００００倍の電子顕微鏡の写真である。図１０Ａは、高分子材料Ｃを使用して形成したナノファイバー積層体の１０００倍の電子顕微鏡の写真、図１０Ｂは、高分子材料Ｃを使用して形成したナノファイバー積層体の１００００倍の電子顕微鏡の写真である。
電子顕微鏡で観察した結果、図９Ａ、Ｂ及び図１０Ａ、Ｂに示すように、ナノファイバー積層体が、ナノファイバーとしての所定の細さの繊維状に形成されていることがわかる。

以上説明したように、吹き付け部２の噴射孔６の噴射気流Ｓで、吐出孔５から吐出する化粧用素材を含有する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら人の顔の皮膚に吹き付けることで、顔の皮膚の表面に化粧用のナノファイバー積層体Ｆを形成することができる。これにより、ナノファイバー積層体Ｆを形成するときに、従来のエレクトロ・スピニング法と異なり、高圧電源などの危険な機器の使用をなくすことで、装置を手軽に取り扱うことができ、また、作業も安全にかつ簡単に行うことができる。また、ナノファイバー吹き付け装置１において、把持部７を有することで、この把持部７を使用者が手で持ちながら顔の皮膚の表面に高分子材料を吹き付けることができ、これにより、化粧などを簡単に行うことができる。

なお、前記実施形態では、噴射する高分子材料に化粧用素材を含有し、これとともに、吹き付け対象物を人の顔などの皮膚にして、人の顔などに化粧（保湿や整肌）を行うものであるが、これに限らず、例えば、人工皮膚を形成するものでもよい。
人工皮膚の形成は、高分子材料を噴射して、皮膚に吹き付けることにより、皮膚の表面に人工皮膚としてのナノファイバー積層体Ｆを形成する。これにより、皮膚の表面に人工皮膚を形成することができる。

人工皮膚を形成するための高分子材料は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ樹脂：パウダー）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂：パウダー）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ樹脂：パウダー）などで、これらを単体あるいは適宜組み合わせて用いる。ただし、これらに限られるものではない。
また、高分子材料に含有する人工皮膚用材料としては、コラーゲンであり、例えばビーマトリックスコラーゲンＦＤ（ｂｅＭａｔｒｉｘ（登録商標）コラーゲンＦＤ）などである。ただし、これに限られるものではなく、その他の人工皮膚用材料でもよい。
ここで用いる高分子材料の組成は、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂：パウダー）が１０重量％、コラーゲン（ビーマトリックスコラーゲンＦＤ：固形物）が、０．０２重量％、純水が８９．９８重量％である。

（ナノファイバー吹き付け装置の別の使用方法）
次に、ナノファイバー吹き付け装置１の別の使用方法について説明する。
ここでは、吹き付け対象物をマスク用の不織布６１にし、高分子材料を噴射して、マスク用の不織布６１に吹き付けることにより、不織布６１の表面にナノファイバー積層体Ｆを形成して、高密度なマスク６０を作るものである。

使用者は、ナノファイバー吹き付け装置１の把持部７を手で持って、吐出孔５及び噴射孔６を吹き付け場所のマスク用の不織布６１に向ける。続いて、作動スイッチ（図示せず）を押す。これにより、ナノファイバー吹き付け装置１において、空気供給部４を作動し、吹き付け部２と吹き付け材料収容部３にそれぞれ所定量の空気を供給する。

吹き付け材料収容部３では、内部に収容している高分子材料を空気供給部４から供給された空気により吹き付け部２に供給する。吹き付け部２では、吹き付け材料収容部３から供給された高分子材料が、材料供給管３２の供給路３１及びノズル３３の供給路３７を流れて、ノズル３３の吐出孔５から吐出する。また、吹き付け部２では、空気供給部４から供給された空気が、送風管ケース３５の送風路３４及び材料供給管３２とキャップ３６の間の送風路４３を流れて、キャップ３６の噴射孔６から噴射する。

このキャップ３６の噴射孔６から噴射する空気、つまり噴射孔６の噴射気流Ｓで、吐出孔５から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化（水分を飛ばして除去）しながらマスク用の不織布６１（吹き付け対象物）に吹き付ける。これにより、不織布６１の表面にナノファイバー積層体Ｆを形成する。
なお、ナノファイバー積層体Ｆは、不織布６１の片面のみに形成してもよいし、あるいは不織布６１の両面に形成してもよい。

高分子材料は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ樹脂：パウダー）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂：パウダー）などで、これらを単体あるいは適宜組み合わせて用いる。ただし、これらに限られるものではない。

また、ここで用いる高分子材料の組成は、次の複数の例で示した通りである。
高分子材料Ａは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）が６重量％、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ樹脂：パウダー）が５重量％、エタノールが８９重量％である。
高分子材料Ｂは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂：パウダー）が６重量％、エタノールが９４重量％である。
高分子材料Ｃは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ樹脂：パウダー）が１０重量％、純水が９０重量％である。

以上説明したように、吹き付け部２の噴射孔６の噴射気流Ｓで、吐出孔５から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら不織布６１に吹き付けることにより、不織布６１の表面にナノファイバー積層体Ｆを形成することができる。

図１１は、不織布６１を使用するマスク６０の正面図である。
表面にナノファイバー積層体Ｆを形成したマスク用の不織布６１は、例えば、図示のように、ポケット６２を備えるマスク６０に使用するもので、マスク６０のポケット６２にナノファイバー積層体Ｆを形成した不織布６１を挿入することで、高密度なマスク６０にすることができる。

１…ナノファイバー吹き付け装置、２…吹き付け部、３…吹き付け材料収容部、４…空気供給部、５…吐出孔、６…噴射孔、７…把持部、１１…エアーポンプ、１２…制御部、１３…バッテリー、１４…吹き出し口、２１…分岐バルブ、２２…調整バルブ、２３…調整バルブ、２４…管路、３１…供給路、３２…材料供給管、３３…ノズル、３４…送風路、３５…送風管ケース、３６…キャップ、３７…供給路、３８…ネジ部、４１…ネジ部、４２…突条部、４３…送風路、４５…ネジ部、４６…フランジ部、５１…流入口、５２…ネジ部、５５…送風路、５６…縮径部、５７…ネジ部、６０…マスク、６１…不織布、６２…ポケット。

Claims (3)

1. 高分子材料を噴射して吹き付け対象物に吹き付け、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成するナノファイバー吹き付け装置であって、
   高分子材料を収容する吹き付け材料収容部と、高分子材料を吐出する吐出孔と吐出孔の周囲に配置して空気を吐出孔の中心軸に向かって所定の角度で噴射する噴射孔を備える吹き付け部と、空気を供給する空気供給部を内部に備える把持部を有し、
   噴射孔の噴射気流で、吐出孔から吐出する高分子材料を引き抜いて噴射し、噴射する高分子材料を延伸して水分を気化しながら吹き付け対象物に吹き付け、吹き付け対象物の表面にナノファイバー積層体を形成することを特徴とするナノファイバー吹き付け装置。
2. 請求項１に記載されたナノファイバー吹き付け装置において、
   高分子材料には化粧用素材を含有するとともに、吹き付け対象物は人の皮膚であることを特徴とするナノファイバー吹き付け装置。
3. 請求項１又は２に記載されたナノファイバー吹き付け装置において、
   高分子材料は、ポリビニルアルコール又はポリエチレンオキサイド又はポリビニルブチラール又はポリエチレングリコールであることを特徴するナノファイバー吹き付け装置。
   
   

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