JP4780140B2 - 不織布製造装置 - Google Patents

Description

本願発明は、エレクトロスピニング法（静電爆発）を用いて製造されるナノファイバを堆積させて不織布を製造する不織布製造装置に関する。

高分子物質などから成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状（繊維状）物質（ナノファイバ）を製造する方法として、エレクトロスピニング（電荷誘導紡糸）法が知られている。

このエレクトロスピニング法とは、溶媒中に高分子物質など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噴射（吐出）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静電爆発させることにより、ナノファイバを得る方法である。

より具体的には、帯電され噴射された原料液は、空間を飛行中の原料液の粒から溶媒が蒸発するに伴い原料液の体積は減少していく。一方、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の粒は、電荷密度が上昇することとなる。そして、原料液中の溶媒は、継続して蒸発し続けるため、原料液の粒の電荷密度がさらに高まり、原料液の粒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高分子溶液が爆発的に線状に延伸される現象（静電爆発）が生じる。この静電爆発が、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の高分子から成るナノファイバが製造される（例えば、特許文献１参照）。

前記エレクトロスピニング法により製造されるナノファイバは、広く面状に堆積させることでナノファイバからなる不織布を製造することが可能である。ただし、ナノファイバからなる不織布の厚みを厚くすることが困難であると考えられており、必要な機能を確保するために次のような提案がなされている。

例えば、特許文献２に記載の発明のように、基材となるシートにナノファイバからなる不織布を接着剤で貼り付け、厚みや機能を確保する提案が従来なされている。
特開２００５−３３０６２４号公報 特開２００７−３０１７５号公報

シートと不織布とを接着剤で接着する場合、シートの接着面に接着剤を噴霧により塗布することが特許文献２にも開示されている。ところが、接着剤を単に噴霧すると接着剤はシートの内部にまで到達してしまい、接着に供されない接着剤が大量に存在することとなる。このような接着剤の存在は、シートや不織布の目を詰まらせ、これらの特性の一つである通気性を阻害する要因となる。また、接着剤をグラビア印刷の手法でシートの表面だけに付着させる方法も特許文献２には開示されている。ところが、グラビア印刷は、グラビアロールをシートに対しある程度押し付けないと接着剤が転写しない。従って、押しつぶされたシートに接着剤が転写されるため、結局のところ接着剤がある程度シートの内部まで到達してしまうことになる。さらに、接着剤の転写時にシートが圧縮されるため、シート自体の特性（例えば弾力性）が損なわれる可能性もある。

本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、接着剤による特性の損失を可及的に抑止しつつ、接着剤を用いて厚さの厚い不織布を製造することのできる不織布製造装置の提供を目的とする。

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、ナノファイバの原料となる原料液を空間中に噴射する原料液噴射手段と、前記原料液を帯電させる原料液帯電手段と、前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバが堆積される堆積部材と、接着剤を空間中に噴射する接着剤噴射手段と、前記接着剤を帯電させる接着剤帯電手段と、前記ナノファイバが堆積する前記堆積部材の表面に前記接着剤を電界で誘引して付着させる接着剤誘引手段とを備えることを特徴とする。

これにより、接着剤は堆積部材の表面近傍にのみ付着し易くなる。さらに、接着剤が付着する表面に対し、ナノファイバが堆積するため、ナノファイバと接着剤とが接触する確率を高めることができる。従って、使用する接着剤の量を抑制しても十分な接合強度を得ることが可能となる。

また、前記接着剤誘引手段は、前記堆積部材の前記接着剤が付着する面とは反対側の面に所定の間隔を置いて複数配置される誘引電極と、前記誘引電極に電圧を印加する誘引電源とを備えることが望ましい。

これにより、接着剤が所定の間隔で堆積部材に付着することになるため、良好な通気性などを確保することが可能となる。

さらに、堆積前の前記ナノファイバと前記噴射された接着剤とを合流させる合流手段とを備えてもよい。

これにより、堆積するナノファイバに接着剤を付着させることができるため、体積部材とナノファイバを確実に接着することが可能となる。

上記目的は、次の不織布製造方法によっても達成することができる。すなわち、ナノファイバの原料となる原料液を空間中に噴射する原料液噴射工程と、前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバが帯状に堆積される堆積工程と、接着剤を空間中に噴射する接着剤噴射工程と、前記接着剤を帯電させる接着剤帯電工程と、前記ナノファイバが堆積する前記堆積部材の表面に前記接着剤を電界で誘引して付着させる接着剤誘引工程とを含むことを特徴とする。

この方法を採用することにより奏することのできる作用、効果は、上記と同様である。

本願発明によれば、ナノファイバからなる不織布の特性を損ねることなく、厚さの厚い不織布を製造することが可能となる。

次に、本願発明にかかる不織布製造装置の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

（実施の形態１）
図１は、本願発明の実施の形態である不織布製造装置を模式的に示す断面図である。

同図に示すように、不織布製造装置１００は、ナノファイバ堆積手段２００と、接着剤付着手段２５０と、堆積部材の移動手段１１０とを備えている。

詳細には、原料液噴射手段２０１と、原料液帯電手段２０２と、堆積部材１０１と、接着剤噴射手段２５１と、接着剤帯電手段２５２と、接着剤誘引手段１５０とを備えている。

ナノファイバ堆積手段２００は、原料液４００を噴射してナノファイバ４０１を製造し、当該ナノファイバ４０１を堆積部材１０１に堆積させる装置であり、原料液噴射手段２０１と、原料液帯電手段２０２と、気体流発生手段２０３と、案内手段２０６と、吸引手段１０２とを備えている。

原料液噴射手段２０１は、原料液４００を空間中に噴射する装置であり、圧力によりノズルから原料液４００を噴射するものや、遠心力により原料液４００を噴射するものを例示することができる。図２や図３に示すように、本実施の形態にかかる原料液噴射手段２０１は、原料液４００を遠心力により放射状に噴射する装置であり、噴射容器２１１と、回転軸体２１２と、モータ２１３とを備えている。

噴射容器２１１は、図２に示すように、原料液４００が内方に注入されながら自身の回転による遠心力により空間中に原料液４００を噴射することのできる容器であり、一端が閉塞された円筒形状となされ、周壁には噴射口２１６を多数備えている。噴射容器２１１は、貯留する原料液４００に電荷を付与するため、導電体で形成されている。噴射容器２１１は支持体（図示せず）に設けられるベアリング（図示せず）により回転可能に支持されている。

具体的には、噴射容器２１１の直径は、１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲から採用されることが好適である。あまり大きすぎると気体流により原料液４００やナノファイバ４０１を集中させることが困難になることや噴射容器を回転される為に安定して回転させるには噴射容器を支持する構造が強固にさせる必要があるからである。一方、小さすぎると遠心力により原料液４００を噴射させるための回転を高めなければならず、モータの負荷や振動など問題が発生するためである。さらに噴射容器２１１の直径は、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲から採用することが好ましい。また、噴射口２１６の形状は円形が好ましく、その直径は、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲から採用することが好適である。しかしながら、噴射口２１６の形状は円形に限定することなく、多角形状や星形状等であってもよい。

ここで、ナノファイバを製造するための原料液については原料液４００と記し、製造されたナノファイバについてはナノファイバ４０１と記すが、製造に際しては原料液４００が静電爆発しながらナノファイバ４０１に変化していくため、原料液４００とナノファイバ４０１との境界は曖昧であり、明確に区別できるものではない。

回転軸体２１２は、噴射容器２１１を回転させ遠心力により原料液４００を噴射させるための駆動力を伝達するための軸体であり、噴射容器２１１の他端から噴射容器２１１の内部に挿通され、噴射容器２１１の閉塞部と一端部が接合される棒状体である。また、他端はモータ２１３の回転軸と接合されている。

モータ２１３は、遠心力により原料液４００を噴射口２１６から噴射させるために、回転軸体２１２を介して噴射容器２１１に回転駆動力を付与する装置である。なお、噴射容器２１１の回転数は、噴射口２１６の口径などとの関係により、数ｒｐｍ以上、１００００ｒｐｍ以下の範囲から採用することが好ましく、本実施の形態のようにモータ２１３と噴射容器２１１とが直動の時はモータ２１３の回転数は、噴射容器２１１の回転数と一致する。

原料液帯電手段２０２は、原料液４００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、原料液帯電手段２０２は、誘導電極２２１と、帯電電源２２２と、接地手段２２３とを備えている。また、噴射容器２１１も原料液帯電手段２０２の一部として機能している。

誘導電極２２１は、自身がアースに対し高い電圧となることで、近傍に配置され接地されている噴射容器２１１に電荷を誘導するための部材であり、噴射容器２１１の先端部分を取り囲むように配置される円環状の部材である。また、誘導電極２２１は、後述の気体流発生手段２０３からの気体流を案内する案内手段２０６としても機能している。

誘導電極２２１の大きさは、噴射容器２１１の直径よりも大きい必要があるが、その直径は、２００ｍｍ以上、８００ｍｍ以下の範囲から採用されることが好適である。なお、誘導電極２２１は、噴射容器２１１から所定の距離を有して噴射容器２１１を囲むように配置されていればよく、噴射容器２１１を囲むような環状の金属線のようなものでもよい。

帯電電源２２２は、誘導電極２２１に高電圧を印加することのできる電源である。なお、帯電電源２２２は、一般には、直流電源が好ましい。特に、発生させるナノファイバ４０１の帯電極性に影響受けないような場合、生成したナノファイバ４０１の帯電を利用して、電極上に回収するような場合には、直流電源が好ましい。また、帯電電源２２２が直流電源である場合、帯電電源２２２が誘導電極２２１に印加する電圧は、１０ＫＶ以上、２００ＫＶ以下の範囲の値から設定されるのが好適である。特に、噴射容器２１１と誘導電極との間の電界強度が重要であり、１ＫＶ／ｃｍ以上の電界強度になるように印加電圧や誘導電極２２１の配置を行うことが好ましい。

接地手段２２３は、噴射容器２１１と電気的に接続され、噴射容器２１１を接地電位に維持することができる部材である。接地手段２２３の一端は、噴射容器２１１が回転状態であっても電気的な接続状態を維持することができるようにブラシとして機能するものであり、噴射容器２１１が回転している場合においても、噴射容器２１１に対して多点で安定して接触するようになっており、確実に他端は大地と接続されている。なお、噴射容器２１１を接地する方法としては、回転軸体２１２が導電体である場合には、回転軸体に対して同様にブラシとして接触させて、噴射容器２１１を接地させてもよい。

本実施の形態のように原料液帯電手段２０２に誘導方式を採用すれば、噴射容器２１１を接地電位に維持したまま原料液４００に電荷を付与することができる。噴射容器２１１が接地電位の状態であれば、噴射容器２１１に接続される回転軸体２１２やモータ２１３などの部材を噴射容器２１１から電気的に絶縁する必要が無くなり、原料液噴射手段２０１として簡単な構造を採用しうることになり好ましい。

また、回転する噴射容器２１１を支持する部材なども絶縁する必要がなくなり、原料液噴射手段２０１などをコンパクトにすることが可能となる。

気体流発生手段２０３は、噴射容器２１１から噴射される原料液４００の飛行方向を案内手段２０６で案内される方向に変更するための気体流を発生させる装置である。気体流発生手段２０３は、モータ２１３の背部に備えられ、モータ２１３から噴射容器２１１の先端に向かう気体流を発生させる。気体流発生手段２０３は、噴射容器２１１から径方向に噴射される原料液４００が誘導電極２２１に到達するまでに前記原料液４００を軸方向に変更することができる風力を発生させることができるものとなっている。図２において、気体流は矢印で示している。本実施の形態の場合、気体流発生手段２０３として、ナノファイバ堆積手段２００の周囲にある雰囲気を強制的に送風する軸流ファンを備える送風機が採用されている。

なお、気体流発生手段２０３は、シロッコファンなど他の送風機により構成してもかまわない。また、高圧ガスを導入することにより噴射された原料液４００の方向を変更するものでもかまわない。また、後述の吸引手段１０２などにより案内手段２０６内方に気体流を発生させるものでもかまわない。この場合、気体流発生手段２０３は積極的に気体流を発生させる装置を有しないこととなるが、本願発明の場合、案内手段２０６の内方に気体流が発生していることをもって吸引手段１０２が気体流発生手段２０３の機能を併有しているものとする。

案内手段２０６は、気体流発生手段２０３で発生した気体流を噴射容器２１１の近傍に案内する風洞体である。案内手段２０６により案内された気体流が噴射容器２１１から噴射された原料液４００と交差し、原料液４００の飛行方向を変更する。

さらにまた、ナノファイバ堆積手段２００は、気体流制御手段２０４と、加熱手段２０５とを備えている。

気体流制御手段２０４は、気体流発生手段２０３により発生する気体流が噴射口２１６に当たらないよう気体流を制御する機能を有するものであり、本実施の形態の場合、気体流発生手段２０３から噴射容器２１１に向けて徐々に径が広がる円錐形状の部材が気体流制御手段２０４として機能している。

気体流制御手段２０４により、気体流が直接噴射口２１６に当たらないため、噴射口２１６から噴射される原料液４００が早期に蒸発して噴射口２１６を塞ぐことを可及的に防止し、原料液４００を安定させて噴射させ続けることが可能となる。なお、気体流制御手段２０４は、噴射口２１６の風上に配置され気体流が噴射口２１６近傍に到達するのを防止する壁状の防風壁でもかまわない。

加熱手段２０５は、気体流発生手段２０３が発生させる気体流を構成する気体を加熱する加熱源である。本実施の形態の場合、加熱手段２０５は、案内手段２０６の内方に配置される円環状のヒータであり、加熱手段２０５を通過する気体を加熱することができるものとなっている。

加熱手段２０５により気体流を加熱することにより、空間中に噴射される原料液４００は、蒸発が促進され効率よくナノファイバを製造することが可能となる。

吸引手段１０２は、堆積部材１０１のナノファイバ４０１が堆積される側と反対側に配置され、ナノファイバ堆積手段２００から流れ来る気体流を堆積部材１０１に強制的に通過させて吸引する装置である。本実施の形態では、不織布製造装置１００は、吸引手段１０２として、シロッコファンや軸流ファンなどの送風機が採用されており、領域規制手段１０３からダクト１２１に向かう気体流を発生させている。また、吸引手段１０２は、ダクト１２１と連通状態で配置されており、原料液４００から蒸発した溶媒が混ざったほとんどの気体流を吸引し、ダクト１２１を通過して溶剤回収装置１０６まで搬送することができるものとなっている。

吸引制御手段１０５は、吸引手段１０２と電気的に接続され、吸引手段１０２の吸引量を制御する装置である。本実施の形態では吸引手段１０２として送風機が採用されており、吸引制御手段１０５は、前記送風機の回転数を制御することにより気体の吸引量を制御している。

領域規制手段１０３は、吸引手段１０２の吸引領域を規制する機能を有し、堆積部材１０１のナノファイバ４０１が収集される側と反対側にあって、堆積部材１０１と吸引手段１０２との間に配置される両端が開放状態の筒体である。領域規制手段１０３の形状は、ナノファイバ４０１が放出される端部形状に対応することが好ましい。

接着剤付着手段２５０は、接着剤４５０を噴射して霧状にすると共に、接着剤を帯電させ、接着剤が帯電した極性と逆極性の電位により接着剤４５０を誘引して堆積部材１０１に接着剤４５０を付着させる装置であり、接着剤噴射手段２５１と、接着剤帯電手段２５２と、接着剤誘引手段１５０とを備えている。

なお、接着剤付着手段２５０は、前記ナノファイバ堆積手段２００と装置構成が同じであるため、図２、図３を用いて説明する。名称の異なる部材については異なる符号を付すが、その部材の機能はほぼ同じであり、当該符号は図中において括弧内に記載している。また、同一名称の部材については同一の符号を付している。

接着剤噴射手段２５１は、原料液噴射手段２０１と同様であり、噴射容器２１１と、回転軸体２１２と、モータ２１３とを備えている。これらについては、上記説明の「原料液４００」を「接着剤４５０」と、「ナノファイバ４０１」を「接着剤４５０」と読み替えれば、同じ説明となるため説明を省略する。

接着剤帯電手段２５２は、接着剤４５０に電荷を付与して帯電させる装置である。接着剤帯電手段２５２は、原料液帯電手段２０２と同様、誘導電極２２１と、帯電電源２２２と、接地手段２２３とを備えている。また、噴射容器２１１も接着剤帯電手段２５２の一部として機能している。

接着剤誘引手段１５０は、ナノファイバ４０１が堆積する堆積部材１０１の表面に接着剤４５０を電界で誘引して付着させる装置であり、誘引電極１５１と誘引電源１５２とを備えている。

図４は、誘引電極を示す斜視図である。

同図に示すように、誘引電極１５１は、縦横に格子状に配置される帯状の電極からなる導体製の部材である。当該誘引電極１５１に帯電している接着剤４５０と逆の極性の電位を印加することで、接着剤４５０は、電界により格子状に誘引され堆積部材１０１の表面に格子状に付着することとなる。

誘引電源１５２は、誘引電極１５１に電位を印加する直流電源である。

堆積部材１０１は、接着剤４５０が付着され、静電爆発により製造され飛来するナノファイバ４０１が堆積する対象となる部材である。堆積部材１０１は、気体流により案内されるナノファイバ４０１を気体流と分離して収集する部材であり、気体流を挿通可能でナノファイバ４０１を挿通しない微細な孔を多数備えている。本実施の形態の場合、堆積部材１０１は、堆積したナノファイバ４０１と容易に分離可能な材質で構成された薄く柔軟性のある長尺のシート状の部材に、事前にナノファイバ４０１が１層堆積された部材である。前記シート状の部材として、アラミド繊維からなる長尺の網を例示することができる。さらに、表面にテフロン（登録商標）コートを行うと、堆積したナノファイバ４０１を堆積部材１０１から剥ぎ取る際の剥離性が向上するため好ましい。

堆積部材の移動手段１１０は、接着剤付着手段２５０からナノファイバ堆積手段２００に向けて堆積部材１０１を移動させることができる装置であり、供給ロール１１１と搬送手段１０４とを備えている。

供給ロール１１１は、堆積部材１０１がロール状に巻き付けられる円筒状の部材であり、供給ロール１１１に巻き付けられた堆積部材１０１が巻き戻されながら供給されるものとなっている。

搬送手段１０４は、長尺の堆積部材１０１を巻き取りながら供給ロール１１１から引き出し移動させ、堆積するナノファイバ４０１と共に堆積部材１０１を搬送するものとなっている。搬送手段１０４は、接着剤４５０により接着され堆積されるナノファイバ４０１が堆積している不織布を堆積部材１０１とともに巻き取ることができるものとなっている。

次に、上記構成の不織布製造装置１００を用いたナノファイバ４０１の製造方法を説明する。

まず、ナノファイバ堆積手段２００、及び、接着剤付着手段２５０の気体流発生手段２０３により、案内手段２０６の内部に気体流を発生させる。一方、誘引電極１５１には所定の直流電圧を印加しておく。また、吸引手段１０２により、堆積部材１０１よりも下流側から前記気体流を吸引する。

次に、原料液噴射手段２０１の噴射容器２１１に原料液４００を供給する。原料液４００は、別途タンク（図示せず）に蓄えられており、供給路２１７（図２参照）を通過して噴射容器２１１の他端部から噴射容器２１１内部に供給される。一方、接着剤噴射手段２５１の噴射容器２１１に接着剤４５０を供給する。接着剤４５０は、別途タンク（図示せず）に蓄えられており、供給路２１７（図２参照）を通過して噴射容器２１１の他端部から噴射容器２１１内部に供給される。

次に、帯電電源２２２により噴射容器２１１に貯留される原料液４００に電荷を供給しつつ（原料液帯電工程）、噴射容器２１１をモータ２１３により回転させて、遠心力により噴射口２１６から帯電した原料液４００を噴射する（原料液噴射工程）。一方、帯電電源２２２により噴射容器２１１に貯留される接着剤４５０に電荷を供給しつつ（接着剤帯電工程）、噴射容器２１１をモータ２１３により回転させて、遠心力により噴射口２１６から帯電した接着剤を噴射する（接着剤噴射工程）。

噴射容器２１１の径方向放射状に噴射された接着剤４５０は、気体流により飛行方向が変更され、堆積部材１０１に向かって放出される。接着剤４５０は、静電爆発により微細化されつつ（微細化工程）堆積部材１０１に向かって飛行する。そして、誘引電極１５１により形成される電界に誘引され（接着剤誘引工程）誘引電極１５１の形状に沿って格子状に堆積部材１０１に付着する。

ここで、堆積部材１０１の堆積側表面は、誘電分極により接着剤４５０とは逆の極性が集中しており、接着剤４５０は、堆積部材１０１の内部まで進入することなく、堆積部材１０１の表面に誘引されて付着する。従って、接着に供されない無駄な接着剤４５０の存在を抑止することができ、接着剤４５０による目詰まりを防止することが可能となる。

所定量の接着剤４５０が堆積部材１０１に付着すると、次に、接着剤４５０が付着した面にナノファイバ４０１が堆積するように移動手段１１０により堆積部材１０１が移動される（移動工程）。

噴射容器２１１の径方向放射状に噴射された原料液４００は、気体流により飛行方向が変更され、気体流に乗り案内手段２０６に案内されて搬送される。原料液４００は、静電爆発によりナノファイバ４０１を製造しつつ放出される。堆積部材１０１は、背部（下流側）から気体流が吸引手段１０２により吸引されているため、フィルタとして機能し、ナノファイバ４０１と気体流とを分離してナノファイバ４０１のみを堆積させる（堆積工程）。

以上により、堆積部材１０１の不織布部分の最表面に付着した接着剤４５０のほとんどと堆積してきたナノファイバ４０１が接触することとなる。従って、少ない接着剤４５０の量を付着させるだけで、所望の接合強度を達成することができ、接着剤４５０による不織布の目詰まりを防止することが可能となる。

所定量のナノファイバ４０１が堆積すれば、搬送手段１０４の巻き取りにより堆積部材１０１が一定量移動する。

以上の工程を繰り返すことで、堆積部材１０１の長さ方向に次々にナノファイバ４０１が堆積される。

以上の不織布製造装置を用い、不織布製造方法を実施すれば、堆積部材１０１を構成するナノファイバ４０１からなる不織布の物理的特性を損なうことなく、さらにナノファイバ４０１を堆積させてナノファイバ４０１からなる不織布を重ねて製造することができる。しかも、２層の不織布は、それらの間に可及的少量で存在する接着剤４５０により接着されているため、必要な物理的強度を備えると共に、目詰まりを防止し、通気性などの特性を維持することが可能となる。

なお、接着剤４５０の付着パターンは、本実施の形態のように縦横の格子状に限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すような、ストライプ状でも良く、また、図５（ｂ）に示すような、ドットマトリクス状でも良い。すなわち、効率よく堆積部材１０１上に所定のパターンで接着剤４５０を堆積できればよい。

また、ナノファイバ４０１を気体流で搬送し、堆積部材１０１に堆積させたが、本願発明はこれに限定されるわけではない。例えば、領域規制手段１０３の位置に電極を設け、これに高電圧をかけることで、帯電状態のナノファイバ４０１を誘引して堆積部材１０１の上に堆積させてもかまわない。また、当該電界と気体流とを併用してもかまわない。

なお、ナノファイバ４０１を構成する高分子物質としては、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を例示できる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記高分子物質に限定されるものではない。

原料液４００に使用される溶媒としては、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、水等を例示することができる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記溶媒に限定されるものではない。

さらに、原料液４００に骨材や可塑剤などの添加剤を添加してもよい。当該添加剤としては、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が、耐熱性、加工性などの観点から酸化物を用いることが好ましい。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。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記添加剤に限定されるものではない。

溶媒と高分子との混合比率は、溶媒と高分子により異なるが、溶媒量は、約６０％から９８％の間が望ましい。

一方、接着剤４５０の種類としては、ナノファイバ４０１を構成するポリマーと接着対象とが接着できるものであれば特に限定されない。具体的には、ホットメルト樹脂からなる接着剤、エラストマー系の接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ビニル系接着剤などが例示できる。さらに具体的には、エラストマー系の接着剤としては、ポリクロロプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴムが例示できる。

（実施の形態２）
次に、本願発明にかかる他の実施の形態を説明する。

図６は、本願発明の実施の形態である不織布製造装置を模式的に示す断面図である。なお、上記実施の形態１と同じ機能を有する部材、装置等には同じ符号を付し、説明を省略する。

接着剤噴射手段２５１は、接着剤４５０を含む接着剤４５０を超音波や２流体ノズルを用いて霧状に噴射し、噴射された接着剤４５０を接着剤帯電手段２５２としてのイオナイザで帯電しているナノファイバ４０１の極性と逆の極性に帯電させる装置である。接着剤噴射手段２５１は、後述の混合手段１３０に臨んで取り付けられており、混合手段１３０内部に帯電した接着剤４５０を噴霧できるものとなっている。

ここで、イオナイザとは、空間中に存在する微粒子を帯電させることができる装置であり、具体的には、コロナ放電方式や電圧印加方式、交流方式、定常直流方式、パルス直流方式、自己放電式、軟Ｘ線方式、紫外線式、放射線方式など任意の方式等を挙示することができる。

混合手段１３０は、ナノファイバ堆積手段２００から放出されるナノファイバ４０１と接着剤噴射手段２５１から噴霧される接着剤４５０とを混合する部材である。本実施の形態の場合、混合手段１３０は、Ｙ字形の管体である。

以上の構成において、ナノファイバ４０１と接着剤４５０とを同時に放出すれば、混合手段１３０によりナノファイバ４０１と接着剤４５０とが混合される。ここで、ナノファイバ４０１と接着剤４５０とを相互に逆極性で帯電させることで、ナノファイバ４０１の表面に付着した状態で接着剤４５０を堆積部材１０１の表面に付着させることができる。これにより、接着剤４５０が堆積部材１０１の内部にまで到達することなく、ほとんどの接着剤４５０が接合に供されることとなる。

また、領域規制手段１０３と誘引電極１５１とを同じ部材で構成し、接着剤４５０の放出とナノファイバ４０１の放出とを交互に実施すれば、上記実施の形態１と同様の工程をコンパクトな構成で実現することも可能となる。

本願発明は、ナノファイバからなる不織布の製造に利用可能である。

本願発明の実施の形態である不織布製造装置を模式的に示す断面図である。 原料液放出手段、及び、接着剤放出手段を示す断面図である。 原料液放出手段、及び、接着剤放出手段を示す斜視図である。 誘引電極を示す斜視図である。 接着剤の付着パターンを例示する図である。 本願発明の実施の形態である不織布製造装置を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１００ 不織布製造装置
１０１ 堆積部材
１０２ 吸引手段
１０３ 領域規制手段
１０４ 搬送手段
１０５ 吸引制御手段
１０６ 溶剤回収装置
１１０ 移動手段
１１１ 供給ロール
１２１ ダクト
１３０ 混合手段
１５０ 接着剤誘引手段
１５１ 誘引電極
１５２ 誘引電源
２００ ナノファイバ堆積手段
２０１ 原料液噴射手段
２０２ 原料液帯電手段
２０３ 気体流発生手段
２０４ 気体流制御手段
２０５ 加熱手段
２０６ 案内手段
２１１ 噴射容器
２１２ 回転軸体
２１３ モータ
２１６ 噴射口
２１７ 供給路
２２１ 誘導電極
２２２ 帯電電源
２２３ 接地手段
２５０ 接着剤付着手段
２５１ 接着剤噴射手段
２５２ 接着剤帯電手段
４００ 原料液
４０１ ナノファイバ
４５０ 接着剤

Claims (5)

1. ナノファイバの原料となる原料液を空間中に噴射する原料液噴射手段と、
   前記原料液を帯電させる原料液帯電手段と、
   前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバが堆積される堆積部材と、
   接着剤を空間中に噴射する接着剤噴射手段と、
   前記接着剤を帯電させる接着剤帯電手段と、
   前記ナノファイバが堆積する前記堆積部材の表面に前記接着剤を電界で誘引して付着させる接着剤誘引手段と
   を備える不織布製造装置。
2. 前記接着剤誘引手段は、
   前記堆積部材の前記接着剤が付着する面とは反対側の面に所定の間隔を置いて複数配置される誘引電極と、
   前記誘引電極に電圧を印加する誘引電源とを備える
   請求項１に記載の不織布製造装置。
3. さらに、
   堆積前の前記ナノファイバと前記噴射された接着剤とを合流させる合流手段と
   を備える請求項１に記載の不織布製造装置。
4. ナノファイバの原料となる原料液を空間中に噴射する原料液噴射工程と、
   前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
   前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバが帯状に堆積される堆積工程と、
   接着剤を空間中に噴射する接着剤噴射工程と、
   前記接着剤を帯電させる接着剤帯電工程と、
   前記ナノファイバが堆積する前記堆積部材の表面に前記接着剤を電界で誘引して付着させる接着剤誘引工程と
   を含む不織布製造方法。
5. さらに、
   前記接着剤が静電爆発により微細化する微細化工程を含む
   請求項４に記載の不織布製造方法。

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