JP5320367B2 - ナノファイバー製造システムおよびナノファイバー製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高分子溶液から高分子のナノファイバーを静電爆発によって作製するナノファイバー製造システムおよびナノファイバー製造方法に関する。

従来より、ナノファイバーを形成するためのナノファイバー形成空間内に、所定の電圧が印加されたコレクタ部材と、コレクタ部材から所定の距離の位置にあって該コレクタ部材に対して所定の電圧差の電圧が印加されたノズルとを有するナノファイバー製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。電圧が印加されたノズルは、ナノファイバーの原料液（高分子溶液）を帯電しつつコレクタ部材に向かって吐出する。吐出された原料液は、溶媒が蒸発することにより乾燥しつつ、コレクタ部材に静電誘引される。原料液は、コレクタ部材に向かう移動中、溶媒の蒸発が進むと、静電爆発を起こして延伸し、最終的にナノファイバーに形成される。

誘電爆発によって形成されたナノファイバーは、コレクタ部材に静電誘引され、例えば特許文献１に記載するナノファイバー製造装置のように、コレクタ部材上に直接堆積してナノファイバー層を形成する。または、特許文献２および３に記載するナノファイバー製造装置のように、コレクタ部材上に配置された基材シートに堆積してナノファイバー層を形成する。

特開２００８−１７４８５５号公報 特開２００８−１９６０６１号公報 特開２００９−５２１６３号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載のナノファイバー製造装置は、以下のような問題がある。

例えば、１つの基材シート上に複数のナノファイバー層を形成させる場合、複数のナノファイバー製造装置を用意し、各ナノファイバー製造装置に１つのナノファイバー層を、順次形成させることが考えられる。この場合、並べて配置された複数のナノファイバー製造装置と、隣接し合うナノファイバー製造装置の間で基材シートの搬送をそれぞれ行う複数の基材シート搬送装置とから製造ラインを構成することが考えられる。

このような製造ラインの場合、例えば、１つのナノファイバー製造装置において修理、消耗品の交換などのメンテナンスや設定変更（例えばノズルに印加する電圧の変更）を実行する場合、そのメンテナンスや設定変更が終了するまで、他のナノファイバー製造装置や基材シート搬送装置全てを停止させる必要がある。これは、ナノファイバー製造装置のメンテナンスや設定変更中に、他のナノファイバー製造装置が稼動中であると、作業者に対して十分な安全が図れないからである。このようなメンテナンスや設定変更により、当然ながら製造ラインの生産効率は低下する。

さらに、製造ラインにおいて、バラツキが小さいナノファイバー層を安定して形成するためには、基材シートは、精度よく、一定の姿勢（例えば、水平面に対して平行な姿勢）を維持した状態で、同一の鉛直方向位置（高さ）を通過するように搬送されるのが好ましい。しかしながら、これを実現するために、複数のナノファイバー製造装置や複数の基材シート搬送装置のレベリング（位置や姿勢の調整）を実行することは困難である。

そこで、本発明は、複数のナノファイバー層を基材シート上に形成する製造ラインにおいて、製造ラインの生産効率の低下を極力抑えてメンテナンスや設定変更を実行でき、且つバラツキが小さいナノファイバー層を基材シートに安定して形成することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
複数のナノファイバー層を基材シート上に形成するナノファイバー製造システムであって、
原料液を帯電させて誘電爆発させることによりナノファイバ−を形成するためのナノファイバー形成空間をその内部に画定するナノファイバー形成用の複数のモジュールと、
ナノファイバーが堆積される基材シートを複数のモジュールのナノファイバー形成空間を通過するように搬送する基材シート搬送装置とを有し、
各モジュールが、
ナノファイバー形成空間を画定するハウジングの主要部分を形成するとともに基材シートの搬送経路上に配置された本体部と、
原料液を帯電してナノファイバー形成空間に供給する電解紡糸ヘッドと、
原料液の帯電電圧を設定値に制御する帯電電圧制御部と、
本体部に対して着脱可能に装備され、電解紡糸ヘッドと帯電電圧制御部とを支持する壁構造体とから構成され、
帯電電圧制御部が、壁構造体が本体部から取り外された状態において、帯電電圧の設定値を変更可能に且つ変更した帯電電圧の設定値を保持できるように構成されている、ナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第２の態様によれば、
複数のモジュールの壁構造体それぞれが、他のモジュールにも着脱可能に共通化されている、第１の態様に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第３の態様によれば、
各モジュールが、
電圧が印加されることによってナノファイバーを基材シートに静電誘引するコレクタ部材と、
コレクタ部材の印加電圧を設定値に制御するコレクタ電圧制御部とを備え、
壁構造体がコレクタ電圧制御部を支持し、
コレクタ電圧制御部が、壁構造体が本体部から取り外された状態において、コレクタ部材の印加電圧の設定値を変更可能に且つ変更した印加電圧の設定値を保持できるように構成されている、第１または第２の態様に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第４の態様によれば、
各モジュールのナノファイバー形成空間を通過するとともに基材シートとコレクタ部材との間に介在し、コレクタ部材を介して誘電分極が生じることによってナノファイバーを基材シートに静電誘引する誘電性部材をさらに有する、第３の態様に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第５の態様によれば、
各モジュールのハウジングの壁が、ナノファイバー形成空間と隣接する絶縁体層と、絶縁体層の空間外側に接触した且つ接地された導電体層とを含む、第１〜第４の態様のいずれか一に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第６の態様によれば、
各モジュールのハウジングが、基材シート搬送装置が搬送する基材シートが通過する開口を備え、
各モジュールが、開口を介して原料液またはナノファイバーの少なくとも一方がハウジング外に漏れないように開口近傍で吸引する吸引装置を備える、第１〜第５の態様のいずれか一に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第７の態様によれば、
隣接し合うモジュールの開口同士が、開口の間に配置された弾性体の気密シール部材を介して気密に連絡されている、第６の態様に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第８の態様によれば、
壁構造体が自立可能に構成されている、第１〜第７の態様のいずれか一に記載のナノファイバー製造システムが提供される。

本発明の第９の態様によれば、
原料液を帯電させて誘電爆発させることによりナノファイバ−を形成するためのナノファイバー形成空間を画定するハウジングの主要部分を形成する本体部と、
原料液を帯電してナノファイバー形成空間に供給する電解紡糸ヘッドと、
原料液の帯電電圧を設定値に制御する帯電電圧制御部と、
本体部に対して着脱可能に装備され、電解紡糸ヘッドと帯電電圧制御部とを支持する壁構造体とを備え、且つ、
帯電電圧制御部が、壁構造体が本体部から取り外した状態において、帯電電圧の設定値を変更可能に且つ変更した帯電電圧の設定値を保持できるように構成されている複数のモジュールを用いることにより、複数のナノファイバー層を基材シート上に形成するナノファイバー製造方法であって、
壁構造体が取り外し状態にあるときに帯電電圧制御部を介して帯電電圧の設定値を変更し、
帯電電圧の設定値を変更した後に壁構造体を本体部に装備し、
複数のモジュールのナノファイバー空間を通過するように基材シートを搬送し、
各モジュールの電解紡糸ヘッドによって変更した帯電電圧の設定値で原料液を帯電して対応するナノファイバー形成空間に供給する、ナノファイバー製造方法が提供される。

本発明によれば、メンテナンス済みの電解紡糸ヘッドを支持する壁構造体または原料液の帯電電圧の設定値を所望の値に変更済みの壁構造体をモジュールの本体部に装備することができる構成により、ナノファイバー製造システムが構築する製造ラインのメンテナンスや設定変更に伴うライン停止時間を短くすることができ、その結果、製造ラインの生産効率の低下を抑制することができる。

また、基材シート搬送装置が基材シートを複数のモジュールのナノファイバー形成空間を通過するように搬送する構成により、基材シートを、精度よく、一定の姿勢で同一高さを通過するように搬送することができる。これにより、バラツキが小さいナノファイバー層を基材シートに安定して形成することができる。

本発明の一実施形態に係るナノファイバー製造システムの構成を概略的に示す図である。 ナノファイバー製造システムの一部を構成するナノファイバー形成モジュールの側面視部分断面図である。 ナノファイバー製造システムの誘電分極状態の第１および第２の誘電性ベルトの断面図である。 ナノファイバー形成空間の壁の構造を説明するための図である。 壁構造体の斜視図である。 ナノファイバー製造システムのメンテナンスの一例について説明するための図である。 ナノファイバー製造システムの設定変更の一例について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るナノファイバー製造システムの構成を概略的に示している。図１に示すナノファイバー製造システム１０は、ナノファイバーの製造ラインを構築する。構築された製造ラインにおいて、静電爆発によってナノファイバーの原料液（高分子溶液）からナノファイバーを形成し、形成したナノファイバーをポリエチレン等の樹脂の基材シートＳの主面Ｓａ上に電圧（例えば、１０〜１００ｋＶ）が印加された誘引装置（コレクタ）２００のコレクタ部材４６による静電誘引力によって誘引して堆積させ、それにより基材シートＳ上に複数のナノファイバーの層を形成し、最終的にナノファイバーシート（複数のナノファイバー層が形成された基材シートＳ）を作製する。

なお、本明細書で言う「ナノファイバー」は、高分子物質から成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状物質を言う。また、高分子物質としては、ポリフッ化ビニリデン（ＦＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン、ポリアクリルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の石油系ポリマーやバイオポリマーなどの様々な高分子、それらの共重合体や混合物などが適用可能である。ナノファイバーの原料液は、これらの高分子物資を溶媒によって溶解した溶液である。

また、本明細書で言う「複数のナノファイバー層」は、異なる原料液からなるナノファイバーの層が複数あることに限定するわけではない。複数のナノファイバー層が同一の原料液からなるナノファイバーで形成されてもよい。さらに、本発明で言う「複数のナノファイバー層」は、各ナノファイバー層が異なる空間で形成されることにより実現されるものである。

さらに本明細書で言う「上流側」および「下流側」は、基材シートの搬送方向Ａ（図示白抜き矢印方向）に関して上流側および下流側を意味する用語である。

図１に示すナノファイバー製造システム１０は、長尺方向（Ｘ軸方向）に移動中の基材シートＳの主面Ｓａにノズル６４によって生成されたナノファイバーをコレクタ２００によって静電誘引して堆積させるように構成されている。

具体的には、ナノファイバー製造システム１０は、図１に示すように、基材シートＳを搬送するための基材シート供給装置２０ａおよび基材シート回収装置２０ｂと、第１の誘電性ベルト４２を基材シートＳと平行に走行させる誘電性ベルト駆動装置４０（４０ａ、４０ｂ）と、基材シートＳの主面Ｓａ上にナノファイバー層をそれぞれ形成する２つの（第１および第２の）ナノファイバー形成モジュール６０とによって構成されている。

基材シート供給装置２０ａと基材シート回収装置２０ｂは、基材シートＳを水平方向（Ｘ軸方向）に且つその主面Ｓａを鉛直方向（Ｚ軸方向）に向けた状態で、誘電性ベルト駆動装置４０と２つのナノファイバー形成モジュール６０とを通過するように基材シートＳを搬送する。具体的には、図１に示すように、ナノファイバー製造システム１０において、基材シート供給装置２０ａが基材シートＳの搬送方向Ａに関して最上流側に位置し、基材シート回収装置２０ｂが最下流側に位置する。そして、基材シート供給装置２０ａと基材シート回収装置２０ｂとの間に誘電性ベルト駆動装置４０（４０ａ、４０ｂ）と２つのナノファイバー形成モジュール６０とが位置する。

基材シート供給装置２０ａは、供給リール２２に巻回された基材シートＳを、下流側の基材シート回収装置２０ｂに向かって送出する。そのために、基材シート供給装置２０ａは、供給リール２２を回転させるモータ２４を有する。

一方、基材シート回収装置２０ｂは、ナノファイバー形成モジュール６０によって形成されたナノファイバーの層を備える基材シートＳを、回収リール２６に巻取って回収する。そのために、基材シート回収装置２０ｂは、回収リール２６を回転させるモータ２８を有する。

供給リール２２を回転させるモータ２４と回収リール２６を回転させるモータ２８は、ナノファイバー層を基材シートＳに積層させるナノファイバー形成モジュール６０を通過する該基材シートＳの搬送速度が一定になるような回転速度で２つのリール２２、２６が回転するように、ナノファイバー製造システム１０の制御装置（図示せず）によって制御される。これにより、基材シートＳは、所定のテンションを維持しつつ搬送される。なお、ナノファイバー製造システム１０の制御装置は、システムを構成する複数の装置を統括的に制御し、管理するように構成されている。

このように（図１に示すように）、基材シートＳを搬送する手段が基材シート供給装置２０ａと基材シート回収装置２０ｂとして分かれて構成されることにより、ナノファイバー製造システム１０の構成の自由度が増加する。例えば、基材シート供給装置２０ａと基材シート回収装置２０ｂとの間に配置されるナノファイバー形成モジュール６０の台数を変更することが可能である。すなわち、基材シートＳ上に形成するナノファイバー層の数を変更することができる。

誘電性ベルト駆動装置４０は、Ｘ軸方向に搬送される基材シートＳの裏面Ｓｂ（主面Ｓａの反対側の面）に密着した状態で第１の誘電性ベルト４２を走行させる装置である。誘電性ベルト駆動装置４０は、基材シートＳの搬送方向Ａに関して上流側に位置する上流側誘電性ベルト駆動装置４０ａと、上流側誘電性ベルト駆動装置４０ａに対して下流側に位置する下流側誘電性ベルト駆動装置４０ｂとから構成される。このような上流側誘電性ベルト駆動装置４０ａと下流側誘電性ベルト駆動装置４０ｂとの間には、図１に示すように、例えば、２つのナノファイバー形成モジュール６０が配置されている。したがって、誘電性ベルト駆動装置４０によって走行される第１の誘電性ベルト４２は、２つのナノファイバー形成モジュール６０を通過する。

第１の誘電性ベルト４２は、基材シートＳにナノファイバーを静電誘引するコレクタ２００（誘引装置）の一部であって、例えば樹脂などの誘電体から作製されて誘電性を備えるベルトである。第１の誘電性ベルト４２は、基材シートＳに密着した部分がＸ軸方向に走行する。

具体的には、第１の誘電性ベルト４２の上流側端が、上流側誘電性ベルト駆動装置４０ａに設けられた回転可能な駆動ロール４４によって支持される。一方、第１の誘電性ベルト４２の下流側端が、下流側誘電性ベルト駆動装置４０ｂに設けられた回転可能な駆動ロール４６によって支持される。これらの駆動ロール４４、４６は、モータ４８、５０によって駆動されて回転する。モータ４８、５０は、同期して２つの駆動ロール４４、４６が回転するように、ナノファイバー製造システム１０の制御装置（図示せず）によって制御される。このような駆動ロール４４、４６により、第１の誘電性ベルト４２は、所定のテンションを維持しつつ基材シートＳと密着した部分がＸ軸方向に走行される。なお、第１の誘電性ベルト４２を走行させるモータは、モータ４８、５０のいずれか一方のみでもよい。

また、上流側誘電性ベルト駆動装置４０ａは、ナノファイバー層が形成される前の基材シートＳの裏面Ｓｂと第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａとを密着させる手段としてスキージ５２を有する。このスキージ５２は、基材シートＳの裏面Ｓｂと第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａとを、気泡を介在させることなく、またしわを発生することなく密着させるためのものである。基材シートＳは、第１の誘電性ベルト４２に比べて薄くてコシがないため、気泡を介在した状態で、またしわが発生した状態で第１の誘電性ベルト４２に密着しやすい。特に、基材シートＳと第１の誘電性ベルト４２とがともに樹脂である場合、基材シートＳと第１の誘電性ベルト４２とが帯電状態で接触すると、一方が他方に対してずれることや伸ばすことが困難になり、両方の間の空気が抜け難くなる。このスキージ５２によりしわや気泡の問題が解消され、基材シートＳと第１の誘電性ベルト４２とは互いに密着した状態でナノファイバー形成モジュール６０を通過することができる。

なお、基材シートＳと該基材シートＳと密着する第１の誘電性コレクタベルト４２の部分とが同一の速度で基材シートＳの搬送方向ＡであるＸ軸方向に移動できるように、ナノファイバー製造システム１０の制御装置は、基材シートＳの搬送速度と第１の誘電性ベルト４２の走行速度を同期して制御することが好ましい。基材シートＳの搬送速度と第１の誘電性ベルト４２の走行速度との間の速度差が大きい場合、速度差によって摩擦が生じ、その摩擦により第１の誘電性ベルト４２または基材シートＳの少なくとも一方に磨耗や傷が発生する可能性があるからである。

さらに、下流側誘電性ベルト駆動装置４０ｂは、基材シートＳの主面Ｓａ上に形成されたナノファイバー層を温風乾燥する乾燥装置５４を有する。これにより、ナノファイバーの再液化を抑制するとともに、十分に乾燥したナノファイバー層を備える基材シートＳが基材シート回収装置２０ｂの回収リール２６に巻回される。

さらにまた、下流側誘電性ベルト駆動装置４０ｂは、基材シートＳの裏面Ｓｂと第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａとが離間（剥離）するときに起こりうる剥離帯電の発生を抑制するために、基材シートＳを除電する除電装置５６を有する。これにより、剥離帯電によって起こりうるスパークの発生を抑制し、スパークによる基材シートＳ上のナノファイバー層の破壊を防止する。

ナノファイバー形成モジュール６０は、図１や側面視部分断面図（Ｘ軸方向視）である図２に示すように、ハウジング６２と、原料液を吐出する複数のノズル６４を備えた電解紡糸ヘッド６６と、コレクタ（誘引装置）１００の一部である第２の誘電性ベルト６７とを有する。なお、図１には２つのナノファイバー形成モジュール６０が示されているが、同一の構成であるため、１つのナノファイバー形成モジュール６０について説明する。

ナノファイバー形成モジュール６０のハウジング６２は、静電爆発によって原料液からナノファイバーを形成するためのナノファイバー形成空間６８を画定する。また、ハウジング６２は、基材シートＳとそれに密着する第１の誘電性ベルト４２とがナノファイバー形成空間６８をＸ軸方向に通過できるように、基材シートＳのナノファイバー形成空間６８への入口である開口７０を備える。さらに、開口７０の近傍（少なくとも上部側）には、ナノファイバー形成空間６８内で形成されたナノファイバーが開口７０を介して該ナノファイバー形成空間６８の外部に漏れないように、ナノファイバーを吸引する吸引ダクト７２が設けられる。

なお、２つのナノファイバー形成モジュール６０のナノファイバー形成空間６８は、それぞれの開口７０を介して連絡する。２つのナノファイバー形成モジュール６０それぞれの開口７０同士は、原料液やナノファイバーが外部に漏れないように弾性体からなる気密シール部材（図示せず）、例えばパッキンによって気密され連絡されている。

ナノファイバー形成モジュール６０の電解紡糸ヘッド６６のノズル６４は、ナノファイバー形成空間６８内において、基材シートＳに対して所定の距離（例えば、１００〜６００ｍｍ）をあけて、且つ基材シートＳを挟んで第１の誘電性ベルト４２と対向するように配置される。

また、電解紡糸ヘッド６６の複数のノズル６４それぞれには、ノズル６４が原料液を帯電しつつ吐出できるように、詳細は後述するが電圧制御装置７４によって制御された電圧が印加されている。この電圧は、原料液を帯電させる電圧であって、詳細は後述するが第２の誘電性ベルト６７に印加された電圧に対して所定の電圧差、すなわち静電爆発が起こり、それにより原料液からナノファイバーを形成できる電圧差（例えば、２０〜２００ｋＶ）になるような電圧である。これにより、ノズル６４が原料液を帯電しつつナノファイバー形成空間６８内に吐出することができ、吐出された原料液が静電爆発によってナノファイバーに形成される。

ナノファイバー形成モジュール６０の第２の誘電性ベルト６７は、基材シートＳにナノファイバーを静電誘引するコレクタ（誘引装置）２００の一部であって、例えば樹脂などの誘電体から作製されて誘電性を備えるベルトである。この第２の誘電性ベルト６７は、第１の誘電性ベルト４２を挟んで基材シートＳと対向するナノファイバー形成空間６８内の位置に配置され、第１の誘電性ベルト４２の第２の表面４２ｂ（第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａの反対側の面）と接触する。

また、第２の誘電性ベルト６７は、電圧が印加された状態で且つ第１の誘電性ベルト４２の第２の表面４２ｂと接触した部分が基材シートＳの搬送方向ＡであるＸ軸方向に走行する。具体的には、第２の誘電性ベルト６７の両端が、回転可能な電極ロール（すなわち円筒形状の回転可能な電極）７６によって支持される。また、第２の誘電性ベルト６７を第１の誘電性ベルト４２に押し当てて両方のベルト６６、４２の接触を維持する複数の回転可能な電極ロール７８が設けられている。

電極ロール７６、７８は、電圧制御装置７４によって制御された電圧を第２の誘電性ベルト６７に、具体的には第１の誘電性ベルト４２の第２の表面４２ｂと接する第２の誘電性ベルト６７の面と反対側の面に印加するための電極であって、例えば金属などの導電体から作製されている。

電極ロール７６、７８を介して第２の誘電性ベルト６７に電圧が電圧制御装置７４によって印加されると、図３に示すように、第１の誘電性ベルト４２と第２の誘電性ベルト６７の両方に誘電分極が起こる。

例えば、電圧制御装置７４によって電極ロール７６、７８に電圧が印加されると、第２の誘電性ベルト６７の電極ロール７６、７８と接触する側の表面に負極性の電荷Ｃｎが一様に発生する。それとともに、第１の誘電性ベルト４２と接触する側の第２の誘電性ベルト６７の表面には正極性の電荷Ｃｐが一様に発生する。

第２の誘電性ベルト６７が上記のように誘電分極することにより、第１の誘電性ベルト４２の第２の表面４２ｂには負極性の電荷Ｃｎが一様に発生する。それとともに、第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａに正極性の電荷Ｃｐが一様に発生する。

基材シートＳの裏面Ｓｂと接触する第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａに一様に一極性の電荷Ｃｐが発生することにより、ナノファイバーが、基材シートＳ上に部分的に集中して堆積することなく、基材シートＳの主面Ｓａ上に一様に堆積する。その結果、均一な厚さのナノファイバー層が基材シートＳの主面Ｓａ上に形成される。

また、電極ロール７６の少なくとも一方は、図１に示すように、モータ８２に駆動されて回転し、第２の誘電性ベルト６７を走行させる駆動ロールの役割をする。モータ８２は、ナノファイバー製造システム１０の制御装置（図示せず）によって制御される。

なお、第２の誘電性ベルト６７と第１の誘電性ベルト４２との互いの接触部分が同一の速度でＸ軸方向に移動できるように、ナノファイバー製造システム１０の制御装置は、第２の誘電性ベルト６７の走行速度と第１の誘電性ベルト４２の走行速度を同期して制御することが好ましい。第２の誘電性ベルト６７の走行速度と第１の誘電性ベルト４２の走行速度との間の速度差が大きい場合、速度差によって摩擦が生じ、その摩擦により第２の誘電性ベルト６７または第１の誘電性ベルト４２の少なくとも一方に磨耗や傷が発生する可能性があるからである。また、第２の誘電性ベルト６７と第１の誘電性ベルト４２との間に部分的にすきまが生じ（非接触領域が発生し）、その結果として、基材シートＳの裏面Ｓｂと接触する第１の誘電性ベルト４２の第１の表面４２ａに一様に電荷が発生しない可能性がある。

また、ナノファイバーの形成中において、第２の誘電性ベルト６７と第１の誘電性ベルト４２とが静電誘引（吸着）し合うことにより、実質的に第２の誘電性ベルト６７が摺動抵抗が増大することなく追従するように第１の誘電性ベルト４２とともに走行するのであれば、第２の誘電性ベルト６７を走行させるモータ８２をナノファイバー形成モジュール６０から省略してもよい。

さらに、基材シートＳの搬送方向Ａに直交する第１の誘電性ベルト４２の幅と第２の誘電性ベルト６７の幅（Ｙ軸方向長さ）は、第１の誘電性ベルト４２の方を大きくすべきである。第２の誘電性ベルト６７の幅の方が大きいと、第１の誘電性ベルト４２から第２の誘電性ベルト６７の一部が露出し、その露出部分にナノファイバーが集中して堆積するからである。同様の理由から、電極ロール７６、７８のＹ軸方向長さも、第１の誘電性ベルト４２のＹ軸方向長さに比べて小さくすべきである。

加えて、複数の電極ロール７６、７８は、ノズル６４と該ノズル６４から最短距離に位置する基材シートＳの部分とを通過する直線Ｃ上（ノズル６４の直下に相当）に位置しないように配置されている。好ましくは、複数の電極ロール７６、７８は、直線Ｃ対称に配置されている。これにより、ノズル６４から吐出された原料液から形成されたナノファイバーが、ノズル６４から最短距離に位置する基材シートＳの部分に集中して堆積することが抑制される。

図２に示すように、ハウジング６２を構成する壁、具体的にはナノファイバー形成空間６８を画定する壁の部分が二層構造に構成されている。二層構造の壁の部分は、ナノファイバー形成空間６８と隣接する絶縁体層６２ａと、絶縁体層６２ａの空間外側に接触した導電体層６２ｂとから構成されている。導電体層６２ｂは、例えばアース線（図示せず）を介して接地されている。本実施形態においては、導電体層６２ｂがハウジング６２全体を構成する導電体から作製された壁であって、ナノファイバー形成空間６８に隣接する壁の部分に絶縁体層６２ａが設けられている。

絶縁体層６２ａは、高電圧が印加された電解紡糸ヘッド６６のノズル６４からハウジング６２への放電を抑制するためのものである。一方、導電体層６２ｂは、ナノファイバー製造システム１０（ナノファイバー形成モジュール６０）の稼動中、帯電された絶縁体層６２ａに触れて感電しないようにするためのものである。

具体的に説明すると、ナノファイバー形成モジュール６０の稼動中、ナノファイバー形成空間６８内において高電圧が使用されているために、絶縁体層６２ａに誘電分極が起こる。例えば、図４に示すように、絶縁体層６２ａのナノファイバー形成空間６８側に正の電荷Ｃｐが発生し、反対側に負の電荷Ｃｎが発生する。絶縁体層６２ａの外側（ナノファイバー形成空間６８に接する絶縁体層６２ａの面の反対側の面）に接地状態の導電体層６２ｂが存在しない場合、絶縁体層６２ａの外側に発生した電荷Ｃｎにより、絶縁体層６２ａの外側面に触れた作業者が感電する可能性がある。この対処として、絶縁体層６２ａの外側に、接地された導電体層６２ｂが接触して設けられている。

ハウジング６２の壁の一部８４（壁構造体）は、着脱可能に構成されている。

壁構造体８４は、床面上を転動する複数のキャスタ８６を備えた台車部８８を下部に有する。そのため、壁構造体８４は、図５に示すように、ナノファイバー形成モジュール６０から取り外した状態において、自立可能であって且つ走行可能である。台車部８８は、電解紡糸ヘッド６６を支持する壁構造体８４に対して着脱可能に構成されてもよい。これにより、ハウジング６２に着脱可能に取り付けられている電解紡糸ヘッド６６を台車部８８により受け取り、電解紡糸ヘッド６６をメンテナンスする構成であってもよい。なお、壁構造体８４の形態としては、具体的にはドア、窓等の形態も含まれ、少なくとも電解紡糸ヘッド６６等の作業ヘッド（電解紡糸ヘッド６６以外の作業ヘッドについては後述する）を支持できる大きさであって、ハウジング６２の壁の一部として機能できる形態である。

壁構造体８４は、図２や図５に示すように、電解紡糸ヘッド６６を支持する。具体的には、壁構造体８４に、電解紡糸ヘッド６６を昇降する（Ｚ軸方向に移動させる）ヘッド昇降機構（ヘッド移動機構）９０が設けられている。このヘッド昇降機構９０は、電解紡糸ヘッド６６を片持ち状態で支持している。このヘッド昇降機構９０により、図５に示すように電解紡糸ヘッド６６が昇降され、ノズル６４と基材シートＳとの間の距離（例えば５０〜７００ｍｍ）が調整される。なお、ヘッド昇降機構９０は、電力の供給を受けて電解紡糸ヘッド６６を昇降させる構成であってもよく、また人力によって電解紡糸ヘッド６６を昇降させる機構であってもよい。さらに、ヘッド昇降機構９０に代って、電解紡糸ヘッド６６を鉛直方向（Ｚ軸方向）および水平方向（Ｘ，Ｙ軸方向）に移動させるヘッド移動機構であってもよい。

例えば、ノズル６４に印加する電圧や第２の誘電性ベルト６７に電極ロール７６、７８を介して印加する電圧を制御する電圧制御装置７４、ノズル１２に原料液を供給するタンクやポンプから構成される原料液供給装置９２、ヘッド昇降機構９０を駆動するモータ（図示せず）などの電解紡糸ヘッド６６（ノズル６４）の駆動に関連する電装機器は、ハウジング６２の本体６５ではなく、図２に示すように壁構造体８４に設けられる。なお、本明細書で言う「電装機器」は、電力の供給を受けて作動する機器（例えば、図２に示す電圧制御装置７４、原料液供給装置９２等）を言う。

また、電解紡糸ヘッド６６に関連する電装機器は、全てまたはその一部が、壁構造体８４の外側部分（ハウジング６２の本体６５に壁構造体８４を取り付けたときにハウジング６２の外側に位置する部分）に取り付けられている。壁構造体８４の外側部分に取り付けられた電装機器は、ナノファイバー形成空間６８の外部に位置するので、ナノファイバーが付着して汚れることがない。また、それ以外にも、壁構造体８４の外側部分に取り付けられた電装機器が、壁構造体８４を取り外すことなくメンテナンスや設定変更できるという利点がある。

壁構造体８４に設けられている電解紡糸ヘッド６６に関連する電装機器は、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から電力の供給を受けて作動する。そのために、壁構造体８４とナノファイバー形成モジュール６０の本体６５とを着脱可能に電気的に接続して電力を供給する給電用コネクタ９４を、ナノファイバー形成モジュール６０は備える。

給電用コネクタ９４は、壁構造体８４がハウジング６２の本体６５から取り外されると、壁構造体８４とナノファイバー形成モジュール６０の本体６５との間の電気的接続を解除するように構成されている。そのために、この給電用コネクタ９４は、壁構造体８４に設けられた端子（給電用壁構造体側端子）９４ａとナノファイバー形成モジュール６０の本体６５（ハウジング６２の本体６５）に設けられた端子（給電用本体側端子）９４ｂとを有する。壁構造体８４側の端子９４ａは、電解紡糸ヘッド６６に関連する電装機器に電気的に接続されている。ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子９４ｂは、電源（図示せず）に電気的に接続されている。これらの端子９４ａ，９４ｂは、壁構造体８４の着脱方向（Ｙ軸方向）に接触して電気的に接続するように構成されている。なお、給電用コネクタ４２の端子９４ａ，９４ｂは、Ｙ軸方向に接触可能であれば、その形状は問わない。

給電用コネクタ９４の端子９４ａ，９４ｂがＹ軸方向に確実に接触するように、着脱時に壁構造体８４をＹ軸方向にガイドするガイド機構をナノファイバー形成モジュール６０は有する。具体的には、壁構造体８４の台車部８８の側面には、ナノファイバー形成モジュール６０のハウジング６２の本体６５の下部に設けられているＹ軸方向に延びるレール９６上を従動する複数のローラ９８が取り付けられている。この本体６５のレール９６と台車部８８のローラ９８とが、壁構造体８４の着脱方向をＹ方向に規制するガイド機構として機能する。台車部８８のローラ９８は、本体６５のレール９６の先端側（壁構造体８４の本体６５に対して着脱する側）に設けられた傾斜面の案内面９６ａにより、レール９６の上面９６ｂ上に案内される。なお、ガイド機構は、壁構造体８４の着脱方向をＹ軸方向に規制できるのであれば、レール９６とローラ９８とに限らない。例えば、ガイド機構は、壁構造体８４の台車部８８の側面に形成されたＹ軸方向に延びる溝に、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５に設けられたカムフォロアが従動するような構成であってもよい。

なお、ローラ９８が接触するレール９６の上面９６ｂの床面からの高さ（接触面と床面との間のＺ軸方向距離）は、壁構造体８４の台車部８８のキャスタ８６が床面から離れるような高さにされている。これは、壁構造体８４のＺ軸方向位置を位置決めするためである。

さらに、壁構造体８４は、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５（ハウジング６２の本体６５）を介して接地するように構成されている。そのために、壁構造体８４とナノファイバー形成モジュール６０の本体６５とを着脱可能に電気的に接地されるように接続するアース用コネクタ１００を、ナノファイバー形成モジュール６０は備える。このアース用コネクタ１００は、壁構造体８４を除電した状態でナノファイバー形成モジュール６０本体から取り外すために、また電解紡糸ヘッド６６に関連する電装機器に基準電位を与えるために設けられている。

アース用コネクタ１００は、壁構造体８４がナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から取り外されると、壁構造体８４とナノファイバー形成モジュール６０の本体６５との間の電気的に接地される接続を解除するように構成されている。そのために、このアース用コネクタ１００は、壁構造体８４に設けられた端子（アース用壁構造体側端子）１００ａとナノファイバー形成モジュール６０の本体６５に設けられた端子（アース用本体側端子）１００ｂとを有する。アース用コネクタ１００の端子１００ａは、壁構造体８４の導電層６２ｂや電解紡糸ヘッド６６の駆動に関連する電装機器に電気的に接続されている。一方の端子１００ｂは、アース線（図示せず）を介して接地されている。これらの端子１００ａ，１００ｂは、給電用コネクタ４２の端子９４ａ，９４ｂと同様に、壁構造体８４の着脱方向（Ｙ軸方向）に接触して電気的に接続するように構成されている。

例えば、アース用コネクタ１００の壁構造体８４側の端子１００ａは、図５に示すように、台車部８８の正面に設けられたＸ軸方向に延びるプレート状の１つの端子である。これに対して、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子１００ｂは、図２に示すように、Ｙ軸方向に延びる片持ち梁形状に構成されており、自由端が壁構造体８４側の端子１００ａと接触する。具体的には、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子１００ｂは、給電用コネクタ９４の端子９４ａと９４ｂとが接触する前に、壁構造体８４側の端子１００ａと接触するようなＹ軸方向長さに設計されている。

さらに、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子１００ｂは、Ｙ軸方向に延びる片持ち梁形状であるために、壁構造体８４側の端子１００ａにＹ軸方向に押圧されると撓み変形する。これにより、端子１００ｂは、給電用コネクタ９４の端子９４ａと９４ｂとが接触した後も端子１００ａとの接触を維持できる。

このようなナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子１００ｂによれば、さらに、給電用コネクタ９４の端子９４ａと９４ｂとの接触が解除された後に、端子１００ｂと壁構造体８４側の端子１００ａとの電気的に接地される接触が解除される。

したがって、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から壁構造体８４への給電用コネクタ１００を介する電力供給が開始される前に、壁構造体８４はアース用コネクタ１００を介して接地される。また、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から壁構造体８４が取り外されて給電用コネクタ９４の端子間９４ａ、９４ｂが離間して、壁構造体８４への給電用コネクタ９４を介する電力供給が停止した後に、壁構造体８４のアース用コネクタ１００を介する接地が解除される。これにより、壁構造体８４が接地された状態のときにのみ、壁構造体８４に対してナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から電力が供給される。また、壁構造体８４は、このアース用コネクタ１００により除電した状態でナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から取り外される。

なお、アース用コネクタ１００の端子（１００ａ、１００ｂ）の形状は、これに限らず、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子１００ｂまたは壁構造体８４側の端子１００ａの少なくとも一方が、壁構造体８４の着脱方向（Ｙ軸方向）に伸縮可能であれば、どのような形状でも可能である。例えば、壁構造体８４側の端子１００ａが、着脱方向に圧縮可能なばね形状であってもよい。

電圧制御装置７４は、図１に示すように複数のノズル６４に印加する電圧（すなわち原料液の帯電電圧）と複数の電極ロール７６、７８に印加する電圧（すなわち第２の誘電性ベルト６７の印加電圧）とを制御する装置であって、図２に示すように壁構造体８４に設けられている。

なお、図１には、電圧制御装置７４が、複数の電極ロール７６、７８それぞれに共通の電圧を印加する様子が示されているが、本発明はこれに限らない。電圧制御装置７４は、複数の電極ロール７６、７８それぞれに印加する電圧を別々に制御してもよい。同様に、電圧制御装置７４は、複数のノズル６４それぞれに印加する電圧を別々に制御してもよいし、それぞれのノズル６４に印加する共通の電圧を制御するようにしてもよい。

具体的には、電圧制御装置７４は、ノズル６４に電圧を出力（印加）するための電源である帯電用（印加用）電源７４ａと、帯電用電源７４ａを制御することによって原料液の帯電電圧を設定値に制御する帯電電圧制御部７４ｂと、電極ロール７６、７８を介して第２の誘電体ベルト６７に印加する電圧（コレクタ電圧）を設定値に制御するコレクタ電圧制御部７４ｃと、作業者によって帯電電圧とコレクタ電圧それぞれの設定値が入力される操作パネル７４ｄとを有する。

帯電用電源７４ａは給電用コネクタ９４を介して入力された電圧（例えば１００Ｖ）を昇圧（例えば６００Ｖ）してノズル６４に出力（印加）するものである。このような帯電用電源７４ａを使用することにより、給電用コネクタ９４を介して高電圧の電力（例えば、６００Ｖ）をナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から壁構造体８４に送電（給電）する必要がなくなり、給電用コネクタ９４の端子９４ａと９４ｂとを接触あるいは離間させる際に高い安全性が得られる。

帯電電圧制御部７４ｂは帯電用電源７４ａの昇圧を制御することによってノズル６４への印加電圧、すなわち原料液の帯電電圧を設定値に制御する。具体的には、帯電電圧制御部７４ｂは、ナノファイバーの形成中、原料液の帯電電圧を作業者によって操作パネル７４ｄを介して入力された帯電電圧の設定値に維持するように、帯電用電源７４ａからノズル６４に出力される電圧を制御する。

コレクタ電圧制御部７４ｃは、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５に搭載されているコレクタ用電源１０２の電極７６、７８への印加電圧（コレクタ電圧）を設定値に制御するように構成されている。そのために、ナノファイバー形成モジュール６０は、壁構造体８４と本体６５とを接続する制御信号用コネクタ１０４を有する。制御信号用コネクタ１０４は、コレクタ電圧制御部７４ｃからコレクタ用電源１０２に制御信号を送信するためのコネクタであって、給電用コネクタ９４と同様に、Ｙ軸方向に接触する壁構造体８４側の端子１０４ａと、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５側の端子１０４ｂとを有する。

コレクタ電圧制御部７４ｃは、ナノファイバーの形成中、制御信号用コネクタ１０４を介して、第２の誘電性ベルト６７のコレクタ電圧を作業者によって操作パネル７４ｄを介して入力されたコレクタ電圧の設定値に維持するように、コレクタ用電源１０２の電圧出力を制御する。

なお、制御信号用コネクタ１０４は、コレクタ電圧制御部７４ｃからコレクタ用電源１０２に送信される制御信号だけでなく、他の信号を送信するように構成してもよい。例えば、壁構造体８４をナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から取り外すときに、給電用コネクタ９４を介する本体６５から壁構造体８４への給電を停止させる信号を送信するようにしてもよい。例えば、操作パネル７４ｄに設けられている給電停止ボタン（図示せず）が作業者によって操作されると、給電用コネクタ９４を介する本体６５から壁構造体８４の給電を停止させる信号が、壁構造体８４から制御信号用コネクタ１０４を介してナノファイバー形成モジュール６０の本体６５に送信される。

また、電圧制御装置７４は、壁構造体８４がナノファイバー形成モジュール６０の本体６５に装備された状態において、それに加えて壁構造体８４が本体６５から取り外された状態においても、作業者によって帯電電圧の設定値やコレクタ電圧の設定値を確認および変更できるように構成されている。

例えば、電圧制御装置７４は、帯電電圧の設定値とコレクタ電圧の設定値とを記憶するメモリ装置（図示せず）と二次電池（図示せず）とを有し、帯電電圧制御部７４ｂとコレクタ電圧制御部７４ｃとがメモリ装置に記憶されているそれぞれの設定値を参照して帯電用電源７４ａとコレクタ用電源１０２とを制御するように構成されている。

二次電池（図示せず）は、壁構造体８４がナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から取り外された状態において電圧制御装置７４を作動させる電源として機能する。また、二次電池は、壁構造体８４がナノファイバー形成モジュール６０の本体６５に装備された状態のときは、給電用コネクタ９４を介して充電される。この二次電池により、壁構造体８４がナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から取り外された状態において、作業者は、帯電電圧の設定値やコレクタ電圧の設定値を操作パネル７４ｄを介して変更することができる。それに加えて、ナノファイバー形成モジュール６０の本体６５から取り外された状態の壁構造体８４に対して設定されている現在の帯電電圧の設定値やコレクタ電圧の設定値を、作業者は、例えば電圧制御装置７４が備えるディスプレイ（図示せず）を介して確認することができる。

ここからは、ナノファイバー製造システム１０によるナノファイバーシート（複数のナノファイバー層が形成された基材シートＳ）の作製方法について説明する。

まず、基材シートＳが、基材シート供給装置２０ａから上流側ベルト駆動装置４０ａに送られる。上流側ベルト駆動装置４０ａに送られた基材シートＳは、スキージ５２によってコレクタベルト４２に、気泡を介在することなく、またしわを発生することなく密着される。

コレクタベルト４２に密着した状態の基材シートＳは、上流側の第１のナノファイバー形成モジュール６０のナノファイバー形成室６８内に搬送される。第１のナノファイバー形成モジュール６０は、ノズル６４から原料液を吐出し、ナノファイバーを形成する。形成されたナノファイバーが基材シートＳ上に一様に堆積し、均一な厚さの第１のナノファイバー層が基材シートＳ上に形成される。

第１のナノファイバー層が形成された基材シートＳは、第１のナノファイバー形成モジュール６０から第２（下流側）のナノファイバー形成モジュール６０のナノファイバー形成室６８内に搬送される。第２のナノファイバー形成モジュール６０に搬送された基材シートＳは、第１のナノファイバー層上に第２のナノファイバー層を形成される。

第１および第２のナノファイバー層が形成された基材シートＳは、下流側ベルト駆動装置４０ｂに搬送され、そこでコレクタベルト４２との密着が解除される。

最後に、第１および第２のナノファイバー層が形成された基材シートＳは、基材シート回収装置２０ｂによって回収リール２６に巻き取られる。

次に、ナノファイバー製造システム１０のメンテナンスや設定変更について説明する。

図６は、ナノファイバー製造システム１０が構築する一例の製造ラインを概略的に示している。この製造ラインにおいては、上流側のナノファイバー形成モジュール６０は、原料液Ｂを用いてナノファイバーを作製する。一方、下流側のナノファイバー形成モジュール６０は、原料液Ｃを用いてナノファイバーを作製する。また、ナノファイバー製造システム１０は、２つの予備の壁構造体８４’、８４’’を有する。一方の予備の壁構造体８４’に支持されている電解紡糸ヘッド６６は原料液Ｃを使用し、他方の予備の壁構造体８４’’の電解紡糸ヘッド６６は原料液Ｄを使用する。

例えば、原料液Ｃを使用する下流側のナノファイバー形成モジュール６０において、電解紡糸ヘッド６６のメンテナンスを実行する場合を説明する。ここで言う「メンテナンス」は、電解紡糸ヘッド６６の修理、交換、定期点検、清掃、原料液Ｃの補充などが該当する。

この場合、作業者の安全を考慮して、基材シート供給装置２０ａ、基材シート回収装置２０ｂ、ベルト駆動装置４０ａ，４０ｂ、２台のナノファイバー形成モジュール６０が停止（一時停止）される。

次に、原料液Ｃを使用する下流側のナノファイバー形成モジュール６０の壁構造体８４と、予備の壁構造体８４’とが交換される。なお、台車部８８によって自立可能であって且つ走行可能であるため、壁構造体８４と８４’の交換は容易である。

交換終了後、基材シート供給装置２０ａ、基材シート回収装置２０ｂ、誘電性ベルト駆動装置４０ａ，４０ｂ、２台のナノファイバー形成モジュール６０が再稼動される。そして、予備の壁構造体８４’と交換されて製造ラインから外れた壁構造体８４の電解紡糸ヘッド６６が製造ライン外でメンテナンスされる。この場合における製造ラインの停止時間は、ほぼ壁構造体８４と８４’との交換時間である。仮に、電解紡糸ヘッドがナノファイバー形成モジュールに対して固定されている場合、電解紡糸モジュールのメンテナンスが完了するまで、製造ラインは停止する。

また、例えば、下流側ナノファイバー形成モジュール６０において、使用する原料液を原料液Ｃから原料液Ｄに変更する場合を説明する。

この場合も同様に、作業者の安全を考慮して、基材シート供給装置２０ａ、基材シート回収装置２０ｂ、ベルト駆動装置４０ａ，４０ｂ、２台のナノファイバー形成モジュール６０が停止（一時停止）される。

次に、原料液Ｃを使用する下流側のナノファイバー形成モジュール６０の壁構造体８４と、予備の壁構造体８４’’とが交換される。

交換終了後、基材シート供給装置２０ａ、基材シート回収装置２０ｂ、ベルト駆動装置４０ａ，４０ｂ、２台のナノファイバー形成モジュール６０が再稼動される。この場合における製造ラインの停止時間も、ほぼ壁構造体８４と８４’’との交換時間である。仮に、電解紡糸ヘッドがナノファイバー形成モジュールに対して固定されている場合、電解紡糸ヘッドや原料液供給装置から原料液Ｃを抜き取り、原料Ｃを抜き取った後の電解紡糸ヘッドや原料液供給装置を洗浄し、そして、原料液Ｄを原料液供給装置への充填が完了するまで、製造ラインは停止する。

図７は、ナノファイバー製造システム１０が構築するさらに一例の製造ラインを概略的に示している。この製造ラインにおいては、上流側のナノファイバー形成モジュール６０は、ノズル６４にＶ１の電圧を印加し、第２の誘電性ベルト６７に電極ロール７６、７８を介してＶ２の電圧を印加する（帯電電圧がＶ１、コレクタ電圧がＶ２）。一方、下流側のナノファイバー形成モジュール６０は、ノズル６４にＶ１の電圧を印加し、第２の誘電性ベルト６７に電極ロール７６、７８を介してＶ２’の電圧を印加する（帯電電圧がＶ１、コレクタ電圧がＶ２’）。また、ナノファイバー製造システム１０は、予備の壁構造体８４’を有する。

例えば、下流側のナノファイバー形成モジュール６０において、設定変更を実行する場合を説明する。ここで言う「設定変更」は、具体的には帯電電圧の設定値またはコレクタ電圧の設定値の少なくとも一方を変更することを言う。

この場合、まず、予備の壁構造体８４’に対する設定が、作業者によって所望の設定に壁構造体８４’の操作パネル７４ｄを介して変更される。例えば、帯電電圧がＶ１、コレクタ電圧がＶ２’’に設定される。

次に、作業者の安全を考慮して、基材シート供給装置２０ａ、基材シート回収装置２０ｂ、ベルト駆動装置４０ａ，４０ｂ、２台のナノファイバー形成モジュール６０が停止（一時停止）される。

続いて、下流側のナノファイバー形成モジュール６０の壁構造体８４と、予備の壁構造体８４’が交換される。

交換終了後、基材シート供給装置２０ａ、基材シート回収装置２０ｂ、誘電性ベルト駆動装置４０ａ，４０ｂ、２台のナノファイバー形成モジュール６０が再稼動される。この場合における製造ラインの停止時間は、ほぼ壁構造体８４と８４’との交換時間である。

本実施形態によれば、メンテナンス済みの電解紡糸ヘッド６６を支持する壁構造体８４または原料液の帯電電圧の設定値を所望の値に変更済みの壁構造体８４をナノファイバー形成モジュール６０に本体６５に装備することができる構成により、ナノファイバー製造システムが構築する製造ラインのメンテナンスや設定変更に伴うライン停止時間を短くすることができ、その結果、製造ラインの生産効率の低下を抑制することができる。

また、基材シート搬送装置である基材シート供給装置２０ａと基材シート回収装置２０ｂとが基材シートＳを複数のナノファイバー形成モジュール６０のナノファイバー形成空間６８を通過するように搬送する構成により、基材シートＳは、精度よく、一定の姿勢で同一高さを通過するように搬送される。これにより、バラツキが小さいナノファイバー層を基材シートＳに安定して形成することができる。

以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。

上述の実施形態の場合、ナノファイバー形成モジュールは２台であるが、これに限らない。ナノファイバー製造システムは、少なくとも１台ナノファイバー形成モジュールを有すればよい。

また、例えば、上述の実施形態の場合、基材シートＳは長尺状であったが、本発明は矩形状の基材シートＳにも適用可能である。この場合、例えば、上述の実施形態を例にして説明すると、基材シート供給装置２０ａと基材シート回収装置２０ｂがナノファイバー製造システム１０から取り除かれる。代りとして、第１の誘電性ベルト４２の上流側端に矩形状の基材シートＳを載置する装置と、第１の誘電性ベルト４２の下流側端でナノファイバー層が形成された基材シートＳを回収する装置が配置される。すなわち、第１の誘電性ベルト４２が基材シートＳの搬送手段として機能する。

さらに、ナノファイバー製造システム１０において、基材シートＳの搬送方向Ａに関して最上流側のナノファイバー形成モジュール６０の上流側に、基材シートＳに接着剤を塗布する装置（ナノファイバーが接着剤によって基材シートＳに固定される場合）を配置してもよい。また、基材シートＳの搬送方向Ａに関して最下流側のナノファイバー形成モジュール６０の下流側に、ナノファイバーを基材シートＳに熱圧着する熱圧着装置（基材シートＳ上のナノファイバーが熱圧着されて該基材シートＳに固定される場合）を配置してもよい。

さらにまた、例えば、複数のノズル６４を有する電解紡糸ヘッド６６を着脱可能に支持するようにドア構造体８４のヘッド昇降機構９０が構成されてもよい。これに関連して、電解紡糸ヘッド６６に代って、例えば、基材シートＳにナノファイバーを固定するための接着剤を塗布する接着剤塗布ヘッド、基材シートＳ上のナノファイバーを該基材シートＳに熱圧着する熱圧着ヘッドなどの、ナノファイバーの作製に関連する作業を実行する作業ヘッドを支持できるように壁構造体８４（ヘッド昇降機構９０）を構成してもよい。

この場合、異なる作業を少なくとも行う作業ヘッドの壁構造体８４を有する共用モジュール構成のナノファイバー形成モジュール６０を複数台使用することにより、例えば、接着剤塗布ヘッドによって基材シートＳに接着剤を塗布する工程と、電解紡糸ヘッド６６によってナノファイバーを作製してそのナノファイバーを接着剤が塗布された基材シートＳ上に集積させる工程と、熱圧着ヘッドによって基材シートＳ上に集積したナノファイバーを該基材シートＳに熱圧着する（接着剤を熱硬化させる）工程とを実行する製造ラインを実現することができる。すなわち、別構成の基材シートＳに接着剤を塗布する専用の装置やナノファイバーを基材シートＳに熱圧着する専用の装置が必要なくなる。なお、接着剤塗布ヘッドや熱圧着ヘッドも、電解紡糸ヘッド６６と同様に、ドア構造体８４をナノファイバー形成モジュール６０の本体部から取り外すことにより、製造ライン外でメンテナンスすることができる。

加えて、上述の実施形態の場合、ナノファイバー形成モジュール６０は１つのナノファイバー形成室６８を備えるが、複数備えてもよい。

加えてまた、上述の実施形態の場合、ナノファイバーを基材シートＳ上に静電誘引するコレクタ部材は第１の誘電性ベルト４２であったが、本発明はこれに限らない。例えば、ナノファイバー製造システムは、複数のプレート形状のコレクタ部材と、プレート形状のコレクタ部材を複数のナノファイバー形成モジュールのナノファイバー形成空間を通過するように搬送するコンベアとを有し、プレート形状のコレクタ部材上の基材シートに複数のナノファイバー層を形成してもよい。

さらに加えて、上述の実施形態の場合、ナノファイバーを静電誘引して基材シートＳ上に堆積させる誘引装置のコレクタ部材（第１の誘電性コレクタベルト４２）は、複数のナノファイバー形成モジュール６０を通過するように移動するものであったが、本発明はこれに限らない。例えば、各ナノファイバー形成モジュールに、固定のコレクタ部材が設けられてもよい。

本発明は、ナノファイバーを静電誘引するコレクタ部材上に直接ナノファイバー層を形成し、それにより基材シートを含まない複数のナノファイバー層のみからなるシートを作製する場合にも、例えば、図１に示す第１の誘電性ベルト４２上にナノファイバー層を順次形成することにより、適用可能である。

１０ ナノファイバー製造システム
２０ａ 基材シート搬送装置（基材シート供給装置）
２０ｂ 基材シート搬送装置（基材シート回収装置）
６０ モジュール（ナノファイバー形成モジュール）
６２ ハウジング
６５ 本体部（本体）
６６ 電解紡糸ヘッド
６８ ナノファイバー形成空間
７４ 電圧制御部（電圧制御装置）
７６ 壁構造体

Claims (9)

1. 複数のナノファイバー層を基材シート上に形成するナノファイバー製造システムであって、
   原料液を帯電させて誘電爆発させることによりナノファイバ−を形成するためのナノファイバー形成空間をその内部に画定するナノファイバー形成用の複数のモジュールと、
   ナノファイバーが堆積される基材シートを複数のモジュールのナノファイバー形成空間を通過するように搬送する基材シート搬送装置とを有し、
   各モジュールが、
   ナノファイバー形成空間を画定するハウジングの主要部分を形成するとともに基材シートの搬送経路上に配置された本体部と、
   原料液を帯電してナノファイバー形成空間に供給する電解紡糸ヘッドと、
   原料液の帯電電圧を設定値に制御する帯電電圧制御部と、
   本体部に対して着脱可能に装備され、電解紡糸ヘッドと帯電電圧制御部とを支持する壁構造体とから構成され、
   帯電電圧制御部が、壁構造体が本体部から取り外された状態において、帯電電圧の設定値を変更可能に且つ変更した帯電電圧の設定値を保持できるように構成されているナノファイバー製造システム。
2. 複数のモジュールの壁構造体それぞれが、他のモジュールにも着脱可能に共通化されている請求項１に記載のナノファイバー製造システム。
3. 各モジュールが、
   電圧が印加されることによってナノファイバーを基材シートに静電誘引するコレクタ部材と、
   コレクタ部材の印加電圧を設定値に制御するコレクタ電圧制御部とを備え、
   壁構造体がコレクタ電圧制御部を支持し、
   コレクタ電圧制御部が、壁構造体が本体部から取り外された状態において、コレクタ部材の印加電圧の設定値を変更可能に且つ変更した印加電圧の設定値を保持できるように構成されている請求項１または２に記載のナノファイバー製造システム。
4. 各モジュールのナノファイバー形成空間を通過するとともに基材シートとコレクタ部材との間に介在し、コレクタ部材を介して誘電分極が生じることによってナノファイバーを基材シートに静電誘引する誘電性部材をさらに有する請求項３に記載のナノファイバー製造システム。
5. 各モジュールのハウジングの壁が、ナノファイバー形成空間と隣接する絶縁体層と、絶縁体層の空間外側に接触した且つ接地された導電体層とを含む請求項１から４のいずれか一に記載のナノファイバー製造システム。
6. 各モジュールのハウジングが、基材シート搬送装置が搬送する基材シートが通過する開口を備え、
   各モジュールが、開口を介して原料液またはナノファイバーの少なくとも一方がハウジング外に漏れないように開口近傍で吸引する吸引装置を備える請求項１〜５のいずれか一に記載のナノファイバー製造システム。
7. 隣接し合うモジュールの開口同士が、開口の間に配置された弾性体の気密シール部材を介して気密に連絡されている請求項６に記載のナノファイバー製造システム。
8. 壁構造体が自立可能に構成されている請求項１〜７のいずれか一に記載のナノファイバー製造システム。
9. 原料液を帯電させて誘電爆発させることによりナノファイバ−を形成するためのナノファイバー形成空間を画定するハウジングの主要部分を形成する本体部と、
   原料液を帯電してナノファイバー形成空間に供給する電解紡糸ヘッドと、
   原料液の帯電電圧を設定値に制御する帯電電圧制御部と、
   本体部に対して着脱可能に装備され、電解紡糸ヘッドと帯電電圧制御部とを支持する壁構造体とを備え、且つ、
   帯電電圧制御部が、壁構造体が本体部から取り外した状態において、帯電電圧の設定値を変更可能に且つ変更した帯電電圧の設定値を保持できるように構成されている複数のモジュールを用いることにより、複数のナノファイバー層を基材シート上に形成するナノファイバー製造方法であって、
   壁構造体が取り外し状態にあるときに帯電電圧制御部を介して帯電電圧の設定値を変更し、
   帯電電圧の設定値を変更した後に壁構造体を本体部に装備し、
   複数のモジュールのナノファイバー空間を通過するように基材シートを搬送し、
   各モジュールの電解紡糸ヘッドによって変更した帯電電圧の設定値で原料液を帯電して対応するナノファイバー形成空間に供給するナノファイバー製造方法。

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