JP6964861B2 - ナノファイバー製造装置およびそれに用いられるヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ナノファイバー製造装置およびナノファイバー製造装置に用いられるヘッドに関する。

従来の不織布製造装置が特許文献１に開示されている。この不織布製造装置は、図４０に示すように、溶融樹脂を押し出す押出機９１５と、送風機９１６と、送風機９１６からの空気を加熱する加熱装置９１７と、押出機９１５からの溶融樹脂をフィラメント状にして紡出するとともに加熱装置９１７から供給される熱風をこのフィラメント状の溶融樹脂に吹き付けるヘッドとしてのメルトブロー部９１１とを備える。

このメルトブロー部９１１には、溶融樹脂を流すための樹脂通路９１２と、熱風を流すための熱風通路９１３ａ、９１３ｂとが形成されている。これら熱風通路９１３ａ、９１３ｂは樹脂通路９１２を挟むとともに当該樹脂通路９１２に対して傾斜して設けられており、これにより、樹脂通路９１２から紡出される溶融樹脂に、熱風通路９１３ａ、９１３ｂからの熱風が吹き付けられる。

特開２０１０−１８５１５３号公報

しかしながら、上記不織布製造装置では、メルトブロー部９１１の熱風通路９１３ａ、９１３ｂが下面９１１ａに対して斜めに形成されているので、これら熱風通路９１３ａ、９１３ｂをドリルによる切削加工で形成しようとすると、下面９１１ａに対して斜めにドリルを当てることになる。そのため、ドリル先端が下面９１１ａ上を滑ってしまうおそれがあり、熱風通路９１３ａ、９１３ｂを高精度で形成することが難しく、精度を確保するためには、よりコストの高い電解加工などを用いる必要があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、切削加工により製造することができかつ溶融樹脂をガスの流れに効果的に乗せることができるナノファイバー製造装置およびナノファイバー製造装置で用いられるヘッドを提供することを目的とする。

本発明の一態様のナノファイバー製造装置は、液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、前記原料出口面に対して角度α（ただし、０＜α≦９０度）をなして配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、を有し、前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、前記原料流路から吐出された前記液状性原料と前記ガス流路から噴出されたガスとが交わるように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されていることを特徴とする。

本発明の他の一態様のナノファイバー製造装置は、液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、前記原料出口面より下方に配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、前記原料出口面および前記ガス出口面に連なり、前記原料出口面に対して角度β（ただし、０≦β＜９０度）をなして配置された連結面と、を有し、前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、前記ガス流路の開口が、前記連結面に接し、前記原料流路から吐出された前記液状性原料が前記連結面を伝って前記ガス流路の開口に至るように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されていることを特徴とする。

本発明の他の一態様のナノファイバー製造装置で用いられるヘッドは、液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、前記原料出口面に対して角度α（ただし、０＜α≦９０度）をなして配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、を有し、前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、前記原料流路から吐出された前記液状性原料と前記ガス流路から噴出されたガスとが交わるように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されていることを特徴とする。

本発明の他の一態様のナノファイバー製造装置で用いられるヘッドは、液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、前記原料出口面より下方に配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、前記原料出口面および前記ガス出口面に連なり、前記原料出口面に対して角度β（ただし、０≦β＜９０度）をなして配置された連結面と、を有し、前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
前記ガス流路の開口が、前記連結面に接し、前記原料流路から吐出された前記液状性原料が前記連結面を伝って前記ガス流路の開口に至るように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、原料流路が、原料出口面に直交して形成され、ガス流路が、ガス出口面に直交して形成されている。このようにしたことから、切削加工によって原料流路を原料出口面に形成できかつガス流路をガス出口面に形成することができる。そして、原料流路から吐出された液状性原料を、直接的、または、原料出口面及びガス出口面に連なる連結面を介して間接的にガス流路から噴出されるガスの流れに角度αで交わらせることができる。そのため、切削加工により精度よく製造することができかつ液状性原料をガスの流れに効果的に乗せることができる。

本発明の第１実施形態に係るナノファイバー製造装置の全体構成を示す図である。 図１のナノファイバー製造装置が有するヘッドの斜視図である。 図２のヘッドを説明する図である。 図２のヘッドの変形例１の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例２の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例３の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例４の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例５の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例６の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例７の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例８の斜視図である。 図２のヘッドの変形例８の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例９の斜視図である。 図２のヘッドの変形例９の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１０の斜視図である。 図２のヘッドの変形例１０の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１１の斜視図である。 図２のヘッドの変形例１１の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１２の斜視図である。 図２のヘッドの変形例１２の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１２の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１３の斜視図である。 図２のヘッドの変形例１３の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１３の構成を説明する図である。 図２のヘッドの変形例１４の斜視図である。 図２のヘッドの変形例１５の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るナノファイバー製造装置が有するヘッドを説明する図である。 本発明の第３実施形態に係るナノファイバー製造装置の斜視図である。 図２８のナノファイバー製造装置の断面図である。 図２８のナノファイバー製造装置が有するヘッドを説明する図である。 図３０のヘッドの変形例１の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例２の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例３の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例４の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例５の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例６の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例７の構成を説明する図である。 図３０のヘッドの変形例８の構成を説明する図である。 本発明の基本概念を説明する図である。 従来の不織布製造装置の構成を説明する図である。

本発明を実施するための形態を以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、本実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能である。

本発明は、比較的高速で噴出されるガスに対して液状性原料を供給してナノファイバーを形成するものである。本明細書において、特に組成を特定せずに「ガス」と称した場合には、あらゆる組成や分子構造からなる気体を包含するものである。また、本明細書において「原料」とはナノファイバーを成形する際の全ての材料を意味するものであり、以下の実施形態においては、「原料」として合成樹脂を用いた例を説明するが、これに限定されず、種々の組成材料を用いてもよい。

また、本明細書において「液状性原料」との用語は、原料の性状が液体であることを限定するものではない。この「液状性原料」には、例えば、所定の溶媒に対して溶質としての固形の原料または液状の原料を所定濃度となるようにあらかじめ溶解した「溶剤」を含む。さらには、「液状性原料」には、固形の原料を溶融した「溶融原料」を含む。つまり、本発明における「液状性原料」とは、「原料」を供給口（噴出口、吐出口）から供給（噴出、吐出）することが可能な程度の粘性を有した性状が必要なものであり、本発明においては、このような液状の性質をもった「原料」を「液状性原料」と称している。

本発明の基本発明の概念は、（Ｉ）図３９（ａ）に示すように、原料出口面２２と、ガス出口面２３と、原料出口面２２に直交して形成された液状性原料が吐出される原料流路２５と、ガス出口面２３に直交して形成されたガスが排出されるガス流路２６と、を有しており、原料出口面２２とガス出口面２３とが角度α（ただし０＜α≦９０度）をなして配置されていることにより、原料流路２５の軸線Ｐとガス流路２６の軸線Ｑとが角度αで交わることにある。

また、（ＩＩ）図３９（ｂ）に示すように、原料出口面２２と、ガス出口面２３と、原料出口面２２に直交して形成された液状性原料が吐出される原料流路２５と、ガス出口面２３に直交して形成されたガスが排出されるガス流路２６と、原料出口面２２およびガス出口面２３に連接された連結面２４と、を有しており、ガス出口面２３と連結面２４とが角度β（ただし０≦β＜９０度）をなして配置されていることにより、連結面２４の面方向Ｒとガス流路２６の軸線Ｑとが角度α（α＝９０度−β）で交わることにある。

これにより、原料流路２５から吐出された液状性原料が、図３９（ａ）に示すように直接的に、または、図３９（ｂ）に示すように、原料出口面２２とガス出口面２３とに連なる連結面２４を伝って間接的に、ガス流路２６から排出されるガスの流れに角度αで交わる。

図３９（ａ）において、各構成要件の位置関係は次のとおりである。ガス流路２６が形成されたガス出口面２３の位置を基準として、そこからガス流路２６の軸線Ｑに沿って下流側に進んだ位置関係で表現すれば、ａは原料流路２５までの距離であり、ｂは原料流路２５からの液状性原料が交差する位置までの距離である。また、ｃはガス流路２６の開口径であり、ｄは原料流路２５とガス流路２６との間の軸線Ｑと直交する方向に沿う距離である。図３９（ｂ）においても同様である（ただしａ＝０）。

ここで、ガス流路２６の軸線Ｑに対して原料流路２５軸線Ｐは角度αをなしており、「ｔａｎα＝ｄ／（ｂ−ａ）」で表される原料供給正接角度αが、０＜θ≦９０度の範囲で設定されるものである。

このように、原料供給正接角度αは、上記距離ａ、上記距離ｂ、上記距離ｄによって決められるべきものであり、さらに、高圧ガスの上記開口径ｃ及びガス流路２６から噴出されるガスの圧力及び温度との関係により決められるべきものである。

また、原料流路２５やガス流路２６の配置条件として、個数、配置間隔、配置距離（ガス噴出口からの距離ａ）、配置角度（角度α）、流路径などを変更することにより、均一でない径や繊維長を持つナノファイバーを形成することもできる。このように、製造するナノファイバーの種類に応じて原料流路２５およびガス流路２６の配置条件を選択・変更すればよい。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るナノファイバー製造装置について、図１〜図２６を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るナノファイバー製造装置の全体構成を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。図２は、図１のナノファイバー製造装置が有するヘッドの斜視図である。図３は、第１実施形態のヘッドを説明する図であって、（ａ）が正面図であり、（ｂ）がＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、（ｃ）がＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図４〜図２６は、図２に示す基本構成のヘッドの変形例１〜変形例１５の構成を説明する図であり、各図において、図２および図３と同様に斜視図（分解斜視図含む）、または、正面図および断面図を示している。なお、以下の説明において、前後左右上下との用語を用いることがあるが、これらは構成要素の相対的な位置関係を示すものであり、特に明示しない限り絶対的な位置関係を示すものではない。また、各図において、同一機能を有する構成には同一符号を付して詳細説明を省略する。

第１実施形態のナノファイバー製造装置１は、所定の溶媒に対して溶質としての固形の原料または液状の原料を所定濃度となるように予め溶解させた溶剤を用いる構成のものである。

図１に示すように、ナノファイバー製造装置１は、矩形平板状のベース１０と、ベース１０上に設置され、溶剤に所定圧力をかけて押し出す機能を有する溶剤貯蔵器１１と、溶剤貯蔵器１１から後述するヘッド２０に溶剤を供給するためのホース１２と、ベース１０上に設置され、高圧ガスを噴出するガス噴射部１３と、ガス噴射部１３の先端に接続されたヘッド２０と、を有している。また、製造諸条件等に応じて溶剤を温度制御する場合には、溶剤貯蔵器１１、ホース１２およびヘッド２０のそれぞれに、必要に応じて、ヒーター等の温度制御機能（図示なし）を設けてもよい。本実施形態において、溶剤貯蔵器１１、ホース１２およびヘッド２０は、金属製のものを採用しているが、溶剤の種類や製造するナノファイバー製品の態様等の各種条件に応じて、樹脂製やガラス製などの他の材質のものを採用してもよい。

図２および図３に示すように、ヘッド２０は、略直方体形状を有し、前方（図１の左方向）を向く前面２１と、原料出口面２２と、ガス出口面２３と、が上方から下方に順に連接して形成されている。前面２１とガス出口面２３とは互いに平行でかつ前面２１に対してガス出口面２３が後方（図１の右方向）に距離ｔずれて配置されている。また、原料出口面２２とガス出口面２３とは角度α（０＜α≦９０度）をなして配置されており、原料出口面２２は斜め下方を向けられている。また、ヘッド２０には、前面２１と平行でかつ後方を向く後面２７が形成されている。

また、ヘッド２０は、原料出口面２２に直交して形成された原料流路２５およびガス出口面２３に直交して形成されたガス流路２６を有している。原料流路２５は、後面２７に直交して形成された原料供給路２８とヘッド２０内で連通されている。ガス流路２６は、ガス出口面２３と後面２７とを直線状に貫通するように形成されている。

本実施形態において、原料流路２５が円柱状の空間（すなわち、軸線に直交する断面が全体にわたって同一の円形状）を区画し、ガス流路２６も円柱状の空間を区画している。原料出口面２２は、その幅（図３における上下方向の長さ）が原料流路２５の径より大きく（当該径の約２倍）なるように形成されており、幅方向中央に原料流路２５が配置されている。ガス流路２６は、原料出口面２２と間隔をあけて配置されている。原料流路２５の軸線Ｐおよびガス流路２６の軸線Ｑは、一平面に含まれるように配置されており、軸線Ｐと軸線Ｑとがヘッド２０の前方の１点で角度αで交わる。

原料供給路２８の後面２７上の開口には、ホース１２が接続されており、溶剤貯蔵器１１から供給された溶剤が、ホース１２、原料供給路２８および原料流路２５を流れて、原料出口面２２上の原料流路２５の開口から吐出される。

ガス流路２６の後面２７上の開口には、ガス噴射部１３が接続されており、ガス噴射部１３から供給された高圧のガスが、ガス流路２６を流れて、ガス出口面２３上のガス流路２６の開口から噴出される。

もちろん、このような構成は一例であって、角度α（０＜α≦９０度）をなして配置された原料出口面２２およびガス出口面２３のそれぞれに直交して形成された原料流路２５およびガス流路２６を有しているものであれば、本発明の目的に反しない限り、構成は任意である。本実施形態ではヘッド２０に直接ホース１２およびガス噴射部１３が接続された構成であるが、例えば、ヘッド２０の後面２７側にホース１２およびガス噴射部１３が接続されたマニホールドブロックを設けて当該マニホールドブロックにヘッド２０を着脱可能とし、マニホールドブロックを介してホース１２およびガス噴射部１３からヘッド２０に原料およびガスを供給する構成を採用してもよい。

本実施形態のナノファイバー製造装置１およびヘッド２０の動作について説明する。ナノファイバー製造装置１は、溶剤貯蔵器１１から溶剤を供給して原料出口面２２上の原料流路２５の開口から吐出させ、ガス噴射部１３から高圧のガスを供給してガス出口面２３上のガス流路２６の開口から噴出させる。すると、原料流路２５から吐出された溶剤が、ガス流路２６から噴出されたガスの流れに角度αで交わって、引き延ばされながら前方に運ばれて、ナノファイバーが作製される。

上述した本実施形態のナノファイバー製造装置１およびヘッド２０によれば、原料流路２５が、原料出口面２２に直交して形成され、ガス流路２６が、ガス出口面２３に直交して形成されている。このようにしたことから、切削加工によって原料流路２５を原料出口面２２に形成できかつガス流路２６をガス出口面２３に形成することができ、原料流路２５から吐出された溶剤を、直接的にガス流路２６から噴出されるガスの流れに角度αで交わらせることができる。そのため、切削加工により精度よく製造することができかつ溶剤をガスの流れに効果的に乗せることができる。

本実施形態のナノファイバー製造装置１は、原料を溶媒に溶かした溶剤を用いることで、加熱シリンダーやモーター、スクリューといった複雑な装置を用いることなくナノファイバー製造装置を構成することができる。そのため、装置のサイズがコンパクトになり、省スペース化を図ることができる。また、装置がコンパクトに構成できることにより、ポータブルなナノファイバー製造装置を構成することも可能となる。このようなポータブルタイプのナノファイバー製造装置の場合は、ナノファイバーを付着させたい場所に向けてナノファイバーを吹き付けることでナノファイバーを形成することが可能となり、ナノファイバーの用途がより広がる。

（第１実施形態の変形例１）
図４に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０（以下、「基本構成のヘッド２０」ともいう。）の変形例１を示す。この変形例１のヘッド２０Ａは、原料出口面２２の幅（図４における上下方向の長さ）が、原料流路２５の径と同一になるように形成されている。これ以外の構成について、変形例１のヘッド２０Ａは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例２）
図５に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例２を示す。この変形例２のヘッド２０Ｂは、原料出口面２２の幅（図５における上下方向の長さ）が原料流路２５の径より大きく（当該径の約３倍）なるように形成されており、ガス流路２６の一部が原料出口面２２と接して配置されている。これ以外の構成について、変形例２のヘッド２０Ｂは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例３）
図６に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例３を示す。この変形例３のヘッド２０Ｃは、原料出口面２２の幅（図６における上下方向の長さ）が原料流路２５の径と同一になるように形成されており、ガス流路２６の一部が原料出口面２２と接して配置されている。これにより、原料流路２５とガス流路２６とが接して配置されている。これ以外の構成について、変形例３のヘッド２０Ｃは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例４）
図７に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例４を示す。この変形例４のヘッド２０Ｄは、原料流路２５が断面長方形の四角柱状の空間を区画している。これ以外の構成について、変形例４のヘッド２０Ｄは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例５）
図８に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例５を示す。この変形例５のヘッド２０Ｅは、ガス流路２６が断面長方形の四角柱状の空間を区画している。これ以外の構成について、変形例５のヘッド２０Ｅは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例６）
図９に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例６を示す。この変形例６のヘッド２０Ｆは、原料流路２５が断面長方形の四角柱状の空間を区画し、ガス流路２６も断面長方形の四角柱状の空間を区画している。これ以外の構成について、変形例６のヘッド２０Ｆは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例７）
図１０に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例７を示す。この変形例７のヘッド２０Ｇは、直方体形状を有し、ヘッド２０の正面に前面２１がなくかつ正面全体に前方（図１０（ａ）の紙面手前方向、（ｂ）および（ｃ）の左方向）を向くガス出口面２３が形成されている。そして、ガス流路２６が、ガス出口面２３に直交して形成されているとともに、このガス流路２６内に、ガス出口面２３と角度αをなして配置された原料出口面２２が形成されている。これにより、ガス流路２６が円柱の一部を弦に沿って切り取った柱状の空間を区画している。変形例７のヘッド２０Ｇは、原料出口面２２の幅（図１０（ａ）における上下方向の長さ）が、原料流路２５の径と同一になるように形成されている。これ以外の構成について、変形例７のヘッド２０Ｇは基本構成のヘッド２０と同一である。

（第１実施形態の変形例８）
図１１および図１２に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例８を示す。この変形例８のヘッド２０Ｈは、基本構成のヘッド２０において前面２１および原料出口面２２を有する部分（第１部分２０ａ）と、ガス出口面２３を有する部分（第２部分２０ｂ）を別体で構成し、これら部分を、例えば、ベルトやネジなどの図示しない結合手段によって互いに着脱可能に結合したものである。

変形例８のヘッド２０Ｈの第１部分２０ａは、直方体において一辺が面取りされた形状を有しており、前面２１と原料出口面２２（面取り部分に対応）とが上方から下方に順に連接して形成され、原料出口面２２に直交して形成された原料流路２５を有している。第２部分２０ｂは、直方体形状を有し、正面全体にガス出口面２３が形成されており、ガス出口面２３に直交して形成されたガス流路２６を有している。変形例８のヘッド２０Ｈは、第１部分２０ａと第２部分２０ｂとが結合されると、原料出口面２２とガス出口面２３とが角度αをなして配置される。変形例８のヘッド２０Ｈは、第１部分２０ａと第２部分２０ｂとが着脱可能な構成を有し、互いに結合されること以外は、基本構成のヘッド２０と同一の構成を有している。

（第１実施形態の変形例９）
図１３および図１４に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例９を示す。この変形例９のヘッド２０Ｉは、第２部分２０ｂが変形例８のヘッド２０Ｈと同一の構成を有しており、第１部分２０ａが、第２部分２０ｂと結合したときに原料出口面２２とガス出口面２３とがなす角度α’となり、上記変形例８のヘッド２０Ｈと異なる角度となるように構成されている（α’≠α、０＜α’≦９０度）。これ以外の構成について、変形例９のヘッド２０Ｉは変形例８のヘッド２０Ｈと同一である。変形例８および変形例９のように、結合したときに原料出口面２２とガス出口面２３とが異なる角度となる複数種類の第１部分２０ａおよび第２部分２０ｂを用意しておくことで、第１部分２０ａと第２部分２０ｂとの組み合わせを変えて原料流路２５の軸線Ｐとガス流路２６の軸線Ｑとが交わる角度を容易に変更することができる。また、第１部分２０ａを第２部分２０ｂに対して前後方向にずらすことで、軸線Ｐと軸線Ｑとが交わる位置を容易に変更することができる。この場合、第１部分２０ａまたは第２部分２０ｂの後方側に原料またはガスの流路が形成されたスペーサを配置する。

（第１実施形態の変形例１０）
図１５および図１６に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例１０を示す。この変形例１０のヘッド２０Ｊは、変形例８のヘッド２０Ｈと同様に、互いに別体の第１部分２０ａと第２部分２０ｂとを有しており、例えば、ベルトやネジなどの図示しない結合手段によって第１部分２０ａと第２部分２０ｂとが互いに着脱可能に結合したものである。

変形例１０のヘッド２０Ｊの第１部分２０ａは、直方体形状を有し、正面全体に前方（図１６（ａ）の紙面手前方向、（ｂ）および（ｃ）の左方向）を向く前面２１が形成され、下面全体に下方を向く原料出口面２２が形成されており、原料出口面２２に直交して形成された原料流路２５を有している。第２部分２０ｂは、変形例８のヘッド２０Ｈと同一の構成を有しており、直方体形状で正面全体にガス出口面２３が形成されており、ガス出口面２３に直交して形成されたガス流路２６を有している。変形例１０のヘッド２０Ｊは、第１部分２０ａと第２部分２０ｂとが結合されると、原料出口面２２とガス出口面２３とが直交（α＝９０度）するように配置される。

（第１実施形態の変形例１１）
図１７および図１８に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例１１を示す。図１７（ａ）は、変形例１１のヘッド２０Ｋの分解斜視図であり、（ｂ）は変形例１１のヘッド２０Ａの第１部分２０ａを削り出す前の加工前部材Ｋの斜視図である。この変形例１１のヘッド２０Ｋは、原料出口面２２に突出して形成されかつ原料流路２５が内側に形成された原料出口管２９を有している。これ以外の構成について、変形例１１のヘッド２０Ｋは変形例８のヘッド２０Ｈと同一である。なお、上記原料出口管２９と同様にして、ガス出口面２３に突出して形成されかつガス流路２６が内側に形成されたガス出口管（図示なし）を有する構成としてもよい。

（第１実施形態の変形例１２）
図１９および図２０に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例１２を示す。この変形例１２のヘッド２０Ｌは、変形例８のヘッド２０Ｈにおいて、円柱状の空間を区画するガス流路２６に代えて、第２部分２０ｂの上面に断面長方形の凹溝３１が形成されている。変形例１２のヘッド２０Ｌは、第１部分２０ａと第２部分２０ｂとが結合されることにより、第１部分２０ａにおける第２部分２０ｂと接する一面と第２部分２０ｂの凹溝３１とで断面長方形の四角柱状の空間を区画するガス流路２６を形成する。これ以外の構成について、変形例１２のヘッド２０Ｌは変形例８のヘッド２０Ｈと同一である。なお、変形例１２のヘッド２０Ｌにおいて、図２１に示すように、前面２１とガス出口面２３とが同一平面に含まれるように第１部分２０ａと第２部分２０ｂとを前後方向にずらして配置してもよい。

（第１実施形態の変形例１３）
図２２および図２３に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例１３を示す。この変形例１３のヘッド２０Ｍは、変形例１０のヘッド２０Ｊにおいて、円柱状の空間を区画するガス流路２６に代えて、第２部分２０ｂの上面に断面長方形の凹溝３１が形成されている。変形例１３のヘッド２０Ｍは、第１部分２０ａと第２部分２０ｂとが結合されることにより、第１部分２０ａにおける第２部分２０ｂと接する一面と第２部分２０ｂの凹溝３１とで断面長方形の四角柱状の空間を区画するガス流路２６を形成する。これ以外の構成について、変形例１３のヘッド２０Ｍは変形例１０のヘッド２０Ｊと同一である。なお、変形例１３のヘッド２０Ｍにおいて、図２４に示すように、前面２１とガス出口面２３とが同一平面に含まれるように第１部分２０ａと第２部分２０ｂとをずらして配置してもよい。

（第１実施形態の変形例１４）
図２５に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例１４を示す。この変形例１４のヘッド２０Ｓは、２つの原料流路２５、２５と、これら２つの原料流路２５、２５の間に配置された１つのガス流路２６を有している。換言すると、２つの原料流路２５、２５と１つのガス流路２６とを１組とする流路セットを１つ有している。変形例１４のヘッド２０Ｓは、１つのガス出口面２３を挟むように２つの原料出口面２２、２２が形成されている。原料出口面２２、２２とガス出口面２３とは角度α（０＜α≦９０度）をなすように配置されている。変形例１４のヘッド２０Ｓは、２つの原料出口面２２、２２のそれぞれに直交して形成された原料流路２５、２５と、ガス出口面２３に直交して形成されたガス流路２６とを有している。変形例１４のヘッド２０Ｓは、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０と同様に、図示しない原料流路２５、２５の軸線Ｐ、Ｐおよびガス流路２６の軸線Ｑが、ヘッド２０Ｓの前方の１点で角度αで交わっている。これにより、２つの原料流路２５、２５から吐出された溶剤が、ガス流路２６から噴出されたガスの流れに角度αで交わって、引き延ばされながら前方に運ばれる。なお、本構成においては、２つの原料流路２５、２５から異なる液状性原料を吐出することにより、同一のガスで異なる２種の液状性原料による２種のファイバを同時に生成し、これらを混合することもできる。

（第１実施形態の変形例１５）
図２６に、上記ナノファイバー製造装置１が有するヘッド２０の変形例１５を示す。この変形例１５のヘッド２０Ｔは、２つの原料流路２５、２５と、２つのガス流路２６、２６と、を有している。換言すると、１つの原料流路２５とそれに対応する１つのガス流路２６とを１組とする流路セットを複数（２つ）有している。変形例１５のヘッド２０Ｔは、２つの第１部分２０ａ、２０ａと、これら２つの第１部分２０ａ、２０ａに挟まれた第２部分２０ｂと、を有している。第１部分２０ａ、２０ａは、上述した変形例８の第１部分２０ａと同一の構成を有している。第２部分２０ｂは、直方体形状を有し、上面および下面に凹溝３１、３１が形成されている。変形例１５のヘッド２０Ｔは、第１部分２０ａ、２０ａと第２部分２０ｂとが結合されることにより、第１部分２０ａ、２０ａにおける第２部分２０ｂと接する一面と第２部分２０ｂの凹溝３１、３１とで断面長方形の四角柱状の空間を区画するガス流路２６、２６を形成する。変形例１５のヘッド２０Ｔにおける原料流路２５とガス流路２６との関係は、上記変形例１２のヘッド２０Ｌにおける原料流路２５とガス流路２６との関係と同一である。なお、本構成においては、２つの原料流路２５、２５から異なる液状性原料を吐出するとともに２つのガス流路２６、２６から同一ガスを噴出することにより、同一のガスで異なる２種の液状性原料による２種のファイバを同時に生成し、これらを混合することもできる。さらには、本構成においては、２つの原料流路２５、２５から異なる液状性原料を吐出するとともに２つのガス流路２６、２６から異なるガスを噴出することにより、異なる２種のガスで異なる２種の液状性原料による２種のファイバを同時に生成し、これらを混合することもできる。

表１に実施形態１のヘッド２０の基本構成およびその変形例１〜１５の構成の概略を示す。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るナノファイバー製造装置について、図２７を参照して説明する。第２実施形態のナノファイバー製造装置２（図示なし）は、ヘッド２０に代えてヘッド２０Ｕを有すること以外は、図１に示す第１実施形態のナノファイバー製造装置１と同一の構成を有する。

図２７は、本発明の第２実施形態に係るナノファイバー製造装置２が有するヘッドを説明する図であって、（ａ）が正面図であり、（ｂ）がＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、（ｃ）がＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

第２実施形態のナノファイバー製造装置２が有するヘッド２０Ｕには、前方（図２７（ａ）の紙面手前方向、（ｂ）および（ｃ）の左方向）を向く原料出口面２２と、連結面２４と、ガス出口面２３と、が絶対的な位置関係として上方から下方に順に連接して形成されている。原料出口面２２とガス出口面２３とは互いに平行でかつ前面２１に対してガス出口面２３が前方に距離ｔずれて配置されている。また、ヘッド２０Ｕは、前面２１と平行でかつ後方（図２７（ａ）の紙面奥方向、（ｂ）および（ｃ）の右方向）を向く後面（図示なし）が形成されている。

また、ヘッド２０Ｕは、原料出口面２２に直交して形成された原料流路２５およびガス出口面２３に直交して形成されたガス流路２６を有している。原料流路２５は、原料出口面２２と後面とを直線状に貫通するように形成されている。ガス流路２６も、ガス出口面２３と後面２７とを直線状に貫通するように形成されている。原料流路２５の軸線Ｐおよびガス流路２６の軸線Ｑは、一平面に含まれるように配置されている。

また、連結面２４とガス出口面２３とは角度β（０≦β＜９０度）をなして配置されており、連結面２４は斜め上方に向けられている。換言すると、連結面２４の面方向Ｒとガス流路２６の軸線Ｑとは、角度α（α＝９０−β）をなしている。ヘッド２０Ｕは、横方向（図２７（ｂ）および（ｃ）の紙面手前−奥方向）から見たとき、面方向Ｒと軸線Ｑとがヘッド２０Ｕの前方の１点で角度αで交わる。この「横方向」は、換言すると、連結面２４とガス出口面２３との両方と平行となる方向である。

本実施形態において、原料流路２５が円柱状の空間（すなわち、軸線に直交する断面が全体にわたって同一の円形状）を区画し、ガス流路２６も円柱状の空間を区画している。これ以外にも、原料流路２５およびガス流路２６は、四角柱状の空間を区画する形状などであってもよい。原料流路２５は、一部が連結面２４に接しており、ガス流路２６も、一部が連結面２４に接している。そして、連結面２４には、原料流路２５とガス流路２６とを直線的に結ぶ原料流動溝２４ａが形成されている。

本実施形態のナノファイバー製造装置およびヘッド２０Ｕの動作について説明する。ナノファイバー製造装置は、溶剤貯蔵器１１から溶剤を供給して原料出口面２２上の原料流路２５の開口から吐出させ、ガス噴射部１３から高圧のガスを供給してガス出口面２３上のガス流路２６の開口から噴出させる。すると、原料流路２５から吐出された溶剤が、原料流動溝２４ａを伝ってガス流路２６の開口に至り、ガス流路２６から噴出されたガスの流れに角度αで交わって、引き延ばされながら前方に運ばれて、ナノファイバーが作製される。

上述した本実施形態のナノファイバー製造装置２およびヘッド２０Ｕによれば、原料流路２５が、原料出口面２２に直交して形成され、ガス流路２６が、ガス出口面２３に直交して形成されている。このようにしたことから、切削加工によって原料流路２５を原料出口面２２に形成できかつガス流路２６をガス出口面２３に形成することができ、原料流路２５から吐出された溶剤を、連結面２４を介して間接的にガス流路２６から噴出されるガスの流れに角度αで交わらせることができる。そのため、切削加工により精度よく製造することができかつ溶剤をガスの流れに効果的に乗せることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るナノファイバー製造装置について、図２８〜図３８を参照して説明する。このナノファイバー製造装置３は、固形の原料を溶融させた溶融原料を用いる構成のものである。

図２８および図２９は、本発明の第３実施形態に係るナノファイバー製造装置の斜視図および断面図である。図３０は、図２８のナノファイバー製造装置が有するヘッドを説明する図であって、（ａ）が正面図であり、（ｂ）がＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図３１〜図３８は、図３０に示す基本構成のヘッドの変形例１〜変形例８の構成を説明する図であり、各図において、図３０と同様に正面図および断面図を示している。なお、以下の説明において、前後左右上下との用語を用いることがあるが、これらは構成要素の相対的な位置関係を示すものであり、特に明示しない限り絶対的な位置関係を示すものではない。また、各図において、同一機能を有する構成には同一符号を付して詳細説明を省略する。

本実施形態のナノファイバー製造装置３は、ナノファイバーの素材となるペレット状の樹脂（微細粒径の粒体状合成樹脂）をナノファイバー製造装置３へ投入するためのホッパー６２と、ホッパー６２から樹脂の供給を受けてこれを加熱溶融させるための加熱シリンダー６３と、加熱シリンダー６３を外側から加熱する加熱手段としてのヒーター６４と、加熱シリンダー６３内にて回転可能に収容され、回転することで溶融樹脂を加熱シリンダー６３の先端へ移動させるための押出手段としてのスクリュー６５と、スクリュー６５を連結部６９（詳細は図示せず）を介して回転させる駆動手段としてのモーター６６と、加熱シリンダー６３の先端に設けられた円柱形状のヘッド７０と、を有している。ヘッド７０には、ガス供給管６８を介してガス噴射部（図示なし）が接続されている。なお、本実施形態において、加熱シリンダー６３やヘッド７０などの各構成要素は主に金属製のものを採用しているが、ナノファイバーの素材となる樹脂の種類や製造するナノファイバー製品の態様等の各種条件に応じて、樹脂製やガラス製などの他の材質のものを採用してもよい。

図３０に示すように、ヘッド７０には、前方（図３０（ａ）の紙面手前方向、（ｂ）の左方向）を向く前面７１と、原料出口面７２と、ガス出口面７３と、が上方から下方に順に連接して形成されている。前面７１とガス出口面７３とは互いに平行でかつ前面７１に対してガス出口面７３が後方（図３０（ｂ）の右方向）に距離ｔずれて配置されている。また、原料出口面７２とガス出口面７３とは角度α（０＜α≦９０度）をなして配置されており、原料出口面７２は斜め下方を向けられている。また、ヘッド７０には、前面７１と平行でかつ後方を向く後面（図示なし）が形成されている。

また、ヘッド７０は、原料出口面７２に直交して形成された複数の原料流路７５およびガス出口面７３に直交して形成されたガス流路７６を有している。また、本実施形態において、原料流路７５とガス流路７６とは同数（７つ）設けられており、上下方向に並ぶ原料流路７５とガス流路７６とが互いに対応している。換言すると、１つの原料流路７５とこれに対応して配置された１つのガス流路７６とを１組とする流路セットが複数（７つ）設けられ、
これら複数の流路セットが、原料流路７５およびガス流路７６が互いに平行な２本の直線上に配列されるように一方向に並べて配置されている。

本実施形態において、原料流路７５が円柱状の空間を区画し、ガス流路７６も円柱状の空間を区画している。原料出口面７２は、その幅（図３０（ａ）における上下方向の長さ）が原料流路７５の径より大きく（当該径の約２倍）なるように形成されており、幅方向中央に原料流路７５が配置されている。ガス流路７６は、原料出口面７２と間隔をあけて配置されている。互いに対応する原料流路７５およびガス流路７６について、原料流路７５の軸線Ｐおよびガス流路７６の軸線Ｑは、一平面に含まれるように配置されており、軸線Ｐと軸線Ｑとがヘッド７０の前方の１点で角度αで交わる。

複数の原料流路７５は、加熱シリンダー６３と接続されており、加熱シリンダー６３から供給された溶融原料が、複数の原料流路７５を流れて、原料出口面７２上の複数の原料流路７５の開口から吐出される。

複数のガス流路７６は、ヘッド７０内においてガス供給管６８と連通されており、ガス噴射部から供給された高圧のガスが、ガス供給管６８および複数のガス流路７６を流れて、ガス出口面７３上の複数のガス流路７６の開口から噴出される。

もちろん、このような構成は一例であって、角度α（０＜α≦９０度）をなして配置された原料出口面７２およびガス出口面７３のそれぞれに直交して形成された原料流路７５およびガス流路７６を有しているものであれば、本発明の目的に反しない限り、構成は任意である。

本実施形態のナノファイバー製造装置３およびヘッド７０の動作について説明する。ナノファイバー製造装置３においては、ホッパー６２に投入されるペレット状の原料（樹脂）をヒーター６４によって加熱された加熱シリンダー６３内に供給して溶融し、モーター６６によって回転されるスクリュー６５によって加熱シリンダー６３の前方に送出して、加熱シリンダー６３の先端に到達した溶融原料（溶融樹脂）をヘッド７０の内部を経由して複数の原料流路７５から吐出させる。また、ヘッド７０に形成された複数のガス流路７６から高圧のガスを噴出させる。すると、互いに対応する原料流路７５およびガス流路７６において、原料流路７５から吐出された溶融原料が、ガス流路７６から噴出されたガスの流れに角度αで交わって、引き延ばされながら前方に運ばれて、ナノファイバーが作製される。

上述した本実施形態のナノファイバー製造装置３およびヘッド７０によれば、原料流路７５が、原料出口面７２に直交して形成され、ガス流路７６が、ガス出口面７３に直交して形成されている。このようにしたことから、切削加工によって複数の原料流路７５を原料出口面７２に形成できかつ複数のガス流路７６をガス出口面７３に形成することができ、原料流路７５から吐出された溶融原料を、直接的にガス流路７６から噴出されるガスの流れに角度αで交わらせることができる。そのため、切削加工により精度よく製造することができかつ溶融原料をガスの流れに効果的に乗せることができる。また、複数の原料流路７５および複数のガス流路７６を有しているので、短時間で効率よく大量にナノファイバーを製造できる。

（第３実施形態の変形例１）
図３１に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０（以下、「基本構成のヘッド７０」ともいう。）の変形例１を示す。この変形例１のヘッド７０Ａは、複数のガス流路７６が断面長方形の四角柱状の空間を区画している。これ以外の構成について、変形例１のヘッド７０Ａは基本構成のヘッド７０と同一である。

（第３実施形態の変形例２）
図３２に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例２を示す。この変形例２のヘッド７０Ｂは、横方向（図３２（ａ）の左右方向、（ｂ）の紙面手前−奥方向）に延在する１つのスリット状のガス流路７６を有し、当該ガス流路７６が断面長方形の四角柱状の空間を区画している。これ以外の構成について、変形例２のヘッド７０Ｂは基本構成のヘッド７０と同一である。変形例２のヘッド７０Ｂは、一方向に延在するスリット状の１つのガス流路７６と、当該一方向に並べて配置された複数の原料流路７５とを１組とする流路セットを、１つ有している。この変形例２のヘッド７０Ｂは、横方向から見たときに、原料流路７５の軸線Ｐおよびガス流路７６の軸線Ｑがヘッド７０の前方の１点で角度αで交わる。この「横方向」は、換言すると、原料出口面７２とガス出口面７３との両方と平行となる方向である。

（第３実施形態の変形例３）
図３３に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例３を示す。この変形例３のヘッド７０Ｃは、ｍ個の原料流路７５とｎ個のガス流路７６とを有している（ただし、ｍ≠ｎ）。変形例３のヘッド７０Ｃにおいては、６個の原料流路７５と７個のガス流路７６とを有しており、各原料流路７５の横方向（図３３（ａ）の左右方向、（ｂ）の紙面手前−奥方向）位置が、隣接するガス流路７６の中間位置となるようにそれぞれが配置されている。ガス流路７６の数が、原料流路の数より多くてもよい。これ以外の構成について、変形例３のヘッド７０Ｃは基本構成のヘッド７０と同一である。変形例３のヘッド７０Ｃは、ｍ個の原料流路７５とｎ個のガス流路７６とを１つの組とする流路セットを、１つ有している。この変形例３のヘッド７０Ｃは、横方向から見たときに、原料流路７５の軸線Ｐおよびガス流路７６の軸線Ｑがヘッド７０の前方の１点で角度αで交わる。

（第３実施形態の変形例４）
図３４に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例４を示す。この変形例４のヘッド７０Ｄは、基本構成のヘッド７０において前面７１および原料出口面７２を有する部分（第１部分７０ａ）と、ガス出口面７３を有する部分（第２部分７０ｂ）を別体で構成し、これら部分を、例えば、ベルトやネジなどの図示しない結合手段によって互いに着脱可能としたものである。

変形例４のヘッド７０Ｄの第１部分７０ａは、円柱体を半径に沿って切断するとともに一方の端面における半径に対応する辺が面取りされた形状を有しており、前面７１と原料出口面７２（面取り部分に対応）とが上方から下方に順に連接して形成され、原料出口面７２に直交して形成された複数の原料流路７５を有している。第２部分７０ｂは、円柱体を半径に沿って切断した形状でかつ第１部分７０ａと結合することにより円柱体となる形状を有し、正面全体にガス出口面７３が形成されており、ガス出口面７３に直交して形成されたガス流路７６を有している。変形例４のヘッド７０Ｄは、第１部分７０ａと第２部分７０ｂとが結合されると、原料出口面７２とガス出口面７３とが角度αをなして配置される。変形例４のヘッド７０Ｄは、第１部分７０ａと第２部分７０ｂとが着脱可能な構成を有し、互いに結合されること以外は、基本構成のヘッド７０と同一の構成を有している。

（第３実施形態の変形例５）
図３５に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例５を示す。この変形例５のヘッド７０Ｅは、円柱体形状を有し、前方（図３５（ａ）の紙面手前方向、（ｂ）の左方向）を向く円環状の前面７１と、円環状の原料出口面７２と、円形状のガス出口面７３と、が外周から中心に向かって順に連接された同心円状に形成されている。前面７１とガス出口面７３とは互いに平行でかつ前面７１に対してガス出口面７３が後方（図３０（ｂ）において右方向）に距離ｔずれて配置されている。また、原料出口面７２とガス出口面７３とは角度α（０＜α≦９０度）をなして配置されており、原料出口面７２は内向きのテーパー状に形成されている。また、変形例５のヘッド７０Ｅには、前面７１と平行でかつ後方を向く後面（図示なし）が形成されている。

また、変形例５のヘッド７０Ｅは、原料出口面７２に直交しかつ周方向に等間隔に配列された複数の原料流路７５、およびガス出口面７３の中央に直交して形成された１つガス流路７６を有している。変形例５のヘッド７０Ｅは、原料流路７５がガス流路７６の周囲に複数（８つ）設けられている。換言すると、変形例５のヘッド７０Ｅは、１つのガス流路７６と、ガス流路７６の周囲に配置された複数の原料流路７５とを１組とする流路セットを、１つ有している。

また、変形例５のヘッド７０Ｅでは、原料流路７５が円柱状の空間を区画し、ガス流路７６も円柱状の空間を区画している。原料出口面７２は、その幅（半径方向の長さ）が原料流路７５の径と同一になるように形成されている。ガス流路７６は、原料出口面７２と間隔をあけて配置されている。複数の原料流路７５の軸線Ｐおよびガス流路７６の軸線Ｑは、ヘッド７０Ｂの前方の１点で角度αで交わる。

（第３実施形態の変形例６）
図３６に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例６を示す。この変形例６のヘッド７０Ｆは、原料出口面７２に突出して形成されかつ複数の原料流路７５が内側に形成された複数の原料出口管７９を有している。これ以外の構成について、変形例６のヘッド７０Ｆは変形例５のヘッド７０Ｅと同一である。

（第３実施形態の変形例７）
図３７に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例７を示す。この変形例７のヘッド７０Ｇは、円柱体形状を有し、前方（図３７（ａ）の紙面手前方向、（ｂ）の左方向）を向く円環状の前面７１と、円環状の原料出口面７２と、円形状のガス出口面７３と、が外周から中心に向かって順に連接された同心円状に形成されている。前面７１とガス出口面７３とは互いに平行でかつ前面７１に対してガス出口面７３が後方（図３０（ｂ）において右方向）に距離ｔずれて配置されている。また、原料出口面７２とガス出口面７３とは角度α（０＜α≦９０度）をなして配置されており、原料出口面７２は内向きのテーパー状に形成されている。また、変形例７のヘッド７０Ｇには、前面７１と平行でかつ後方を向く後面（図示なし）が形成されている。

また、変形例７のヘッド７０Ｇは、原料出口面７２に直交しかつ周方向に等間隔に配列された複数の原料流路７５、およびガス出口面７３に直交しかつ周方向に等間隔に配列された複数のガス流路７６を有している。変形例７のヘッド７０Ｇは、原料流路７５とガス流路７６とが対応するように複数（８つ）設けられている。換言すると、変形例７のヘッド７０Ｇは、１つの原料流路７５とこれに対応して配置された１つのガス流路７６とを１組とする流路セットが複数（８つ）設けられ、これら複数の流路セットが、原料流路７５およびガス流路７６が同心円となる２つの円の円周上に配列されるように円環状に並べて配置されている。

また、変形例７のヘッド７０Ｇでは、原料流路７５が円柱状の空間を区画し、ガス流路７６も円柱状の空間を区画している。原料出口面７２は、その幅（半径方向の長さ）が原料流路７５より大きく（約２倍）なるように形成されている。複数のガス流路７６は、それぞれが原料出口面７２と接して配置されている。互いに対応する原料流路７５の軸線Ｐおよびガス流路７６の軸線Ｑは、ヘッド７０Ｇの前方の１点で角度αで交わる。
（第３実施形態の変形例８）
図３８に、上記ナノファイバー製造装置３が有するヘッド７０の変形例８を示す。この変形例８のヘッド７０Ｈは、複数のガス流路７６が断面長方形の四角柱状の空間を区画しかつ原料出口面７２と間隔をあけて配置されている。これ以外の構成について、変形例８のヘッド７０Ｈは変形例７のヘッド７０Ｇと同一である。

表２に実施形態３のヘッド７０の基本構成およびその変形例１〜８の構成の概略を示す。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記実施形態では溶融樹脂及びガス噴出口を水平方向に向けた横型のナノファイバー製造装置として示しているが、これに限定せず、下方に向けて構成した縦型のナノファイバー製造装置およびヘッドとしても何ら問題ない。その方が重力による影響が有効に避けられる。

また、各実施形態およびその変形例において、原料流路の位置とガス流路の位置とを入れ替えて配置してもよい。具体的には、例えば、実施形態１のヘッド２０において、原料出口面２２の位置をガス出口面２３の位置と入れ替えて前面２１と原料出口面２２とを平行に配置し、ガス出口面２３を原料出口面２２に対して角度αをなして配置し、これら原料出口面２２およびガス出口面２３に、それぞれ原料流路２５およびガス流路２６を形成してもよい。また、本発明の構成は各実施形態の図面に示された配置に限定されるものではなく、例えば、各実施形態の図面を上下反転して原料流路（原料出口面）およびガス流路（ガス出口面）の位置を入れ替えて配置した構成を採用したり、９０度回転して原料流路（原料出口面）およびガス流路（ガス出口面）を横方向に並べて配置した構成を採用したりしてもよい。

また、押出手段をスクリューとして説明したが、製造するナノファイバーが途切れることの対策が必要となるが、ダイカストのように溶液を順次供給してピストン等を用いた間欠的な押し出しによっても何ら問題ない。

また、本発明のナノファイバー製造装置およびヘッドは、使用する液状性原料の流動性や特性保持の諸条件、さらにファイバ生成の諸条件に伴い、ヘッド外側周囲に密着型のヒーター等を用いた原料温度制御機能（図示せず）を具備することが望ましい。

また、本発明のナノファイバー製造装置およびヘッドは、ファイバ生成の諸条件に伴い、ガス出口でのガスの温度を制御するガス温度制御機能（図示せず）を具備することが望ましい。

（第１実施形態）
１…ナノファイバー製造装置、１０…ベース、１１…溶剤貯蔵器、１２…ホース、１３…ガス噴射部、２０、２０Ａ〜２０Ｍ、２０Ｓ、２０Ｔ…ヘッド、２０ａ…第１部分、２０ｂ…第２部分、２１…前面、２２…原料出口面、２３…ガス出口面、２５…原料流路、２６…ガス流路、２７…後面、２８…原料供給路、２９…原料出口管、３１…凹溝、Ｐ…原料流路の軸線、Ｑ…ガス流路の軸線。
（第２実施形態）
２…ナノファイバー製造装置、２０Ｕ…ヘッド、２１…前面、２２…原料出口面、２３…ガス出口面、２４…連結面、２４ａ…原料流動溝、２５…原料流路、２６…ガス流路、２７…後面、Ｐ…原料流路の軸線、Ｑ…ガス流路の軸線、Ｒ…連結面の面方向。
（第３実施形態）
３…ナノファイバー製造装置、６２…ホッパー、６３…加熱シリンダー、６４…ヒーター、６５…スクリュー、６６…モーター、６８…ガス供給管、６９…連結部、７０、７０Ａ〜７０Ｈ…ヘッド、７０ａ…第１部分、７０ｂ…第２部分、７１…前面、７２…原料出口面、７３…ガス出口面、７５…原料流路、７６…ガス流路、７９…原料出口管、Ｐ…原料流路の軸線、Ｑ…ガス流路の軸線。

Claims (22)

1. 液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、
   前記原料出口面に対して角度α（ただし、０＜α≦９０度）をなして配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、を有し、
   前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、
   前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
   前記原料流路から吐出された前記液状性原料と前記ガス流路から噴出されたガスとが交わるように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されており、
   前記ガス出口面を有する部分と前記原料出口面を有する部分とが不可分一体的に構成されており、
   １つの前記原料流路とこれに対応して配置された１つの前記ガス流路とを１組とする流路セットを、１つまたは複数有している、
   ことを特徴とするナノファイバー製造装置。
2. 前記流路セットを複数有し、これら複数の前記流路セットが、前記原料流路および前記ガス流路が互いに平行な２本の直線上に配列されるように一方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のナノファイバー製造装置。
3. 前記流路セットを複数有し、これら複数の前記流路セットが、前記原料流路および前記ガス流路が同心円となる２つの円の円周上に配列されるように円環状に並べて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のナノファイバー製造装置。
4. 前記ガス流路の軸線とこれに対応して配置された前記原料流路の軸線とが、一平面に含まれることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のナノファイバー製造装置。
5. 液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、
   前記原料出口面に対して角度α（ただし、０＜α≦９０度）をなして配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、を有し、
   前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、
   前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
   前記原料流路から吐出された前記液状性原料と前記ガス流路から噴出されたガスとが交わるように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されており、
   前記ガス出口面を有する部分と前記原料出口面を有する部分とが不可分一体的に構成されており、
   複数の前記原料流路とこれらに対応して配置された１つの前記ガス流路とを１組とする流路セットを、１つまたは複数有している、
   ことを特徴とするナノファイバー製造装置。
6. 前記流路セットが、一方向に延在するスリット状の１つの前記ガス流路と、前記一方向に並べて配置された複数の前記原料流路とを有していることを特徴とする請求項５に記載のナノファイバー製造装置。
7. 前記流路セットが、１つの前記ガス流路と、前記ガス流路の周囲に配置された複数の前記原料流路とを有していることを特徴とする請求項５に記載のナノファイバー製造装置。
8. 前記原料出口面から突出するとともに前記原料流路が内側に形成された原料出口管をさらに有していることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のナノファイバー製造装置。
9. 前記ガス出口面から突出するとともに前記ガス流路が内側に形成されたガス出口管をさらに有していることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のナノファイバー製造装置。
10. 液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、
    前記原料出口面より下方に配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、
    前記原料出口面および前記ガス出口面に連なり、前記原料出口面に対して角度β（ただし、０≦β＜９０度）をなして配置された連結面と、を有し、
    前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、
    前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
    前記ガス流路の開口が、前記連結面に接し、
    前記原料流路から吐出された前記液状性原料が前記連結面を伝って前記ガス流路の開口に至るように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されていることを特徴とするナノファイバー製造装置。
11. 前記原料流路と前記ガス流路とを直線的に結ぶ原料流動溝が前記連結面に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のナノファイバー製造装置。
12. ナノファイバー製造装置で用いられるヘッドであって、
    液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、
    前記原料出口面に対して角度α（ただし、０＜α≦９０度）をなして配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、を有し、
    前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、
    前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
    前記原料流路から吐出された前記液状性原料と前記ガス流路から噴出されたガスとが交わるように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されており、
    前記ガス出口面を有する部分と前記原料出口面を有する部分とが不可分一体的に構成されており、
    １つの前記原料流路とこれに対応して配置された１つの前記ガス流路とを１組とする流路セットを、１つまたは複数有している、
    ことを特徴とするヘッド。
13. 前記流路セットを複数有し、これら複数の前記流路セットが、前記原料流路および前記ガス流路が互いに平行な２本の直線上に配列されるように一方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のヘッド。
14. 前記流路セットを複数有し、これら複数の前記流路セットが、前記原料流路および前記ガス流路が同心円となる２つの円の円周上に配列されるように円環状に並べて配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のヘッド。
15. 前記ガス流路の軸線とこれに対応して配置された前記原料流路の軸線とが、一平面に含まれることを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれか一項に記載のヘッド。
16. 液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、
    前記原料出口面に対して角度α（ただし、０＜α≦９０度）をなして配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、を有し、
    前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、
    前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
    前記原料流路から吐出された前記液状性原料と前記ガス流路から噴出されたガスとが交わるように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されており、
    前記ガス出口面を有する部分と前記原料出口面を有する部分とが不可分一体的に構成されており、
    複数の前記原料流路とこれらに対応して配置された１つの前記ガス流路とを１組とする流路セットを、１つまたは複数有している、
    ことを特徴とするヘッド。
17. 前記流路セットが、一方向に延在するスリット状の１つの前記ガス流路と、前記一方向に並べて配置された複数の前記原料流路とを有していることを特徴とする請求項１６に記載のヘッド。
18. 前記流路セットが、１つの前記ガス流路と、前記ガス流路の周囲に配置された複数の前記原料流路とを有していることを特徴とする請求項１６に記載のヘッド。
19. 前記原料出口面から突出するとともに前記原料流路が内側に形成された原料出口管をさらに有していることを特徴とする請求項１２〜請求項１８のいずれか一項に記載のヘッド。
20. 前記ガス出口面から突出するとともに前記ガス流路が内側に形成されたガス出口管をさらに有していることを特徴とする請求項１２〜請求項１９のいずれか一項に記載のヘッド。
21. ナノファイバー製造装置で用いられるヘッドであって、
    液状性原料が吐出される原料流路が形成された原料出口面と、
    前記原料出口面より下方に配置され、ガスが噴出されるガス流路が形成されたガス出口面と、
    前記原料出口面および前記ガス出口面に連なり、前記原料出口面に対して角度β（ただし、０≦β＜９０度）をなして配置された連結面と、を有し、
    前記原料流路が、前記原料出口面に直交して形成され、
    前記ガス流路が、前記ガス出口面に直交して形成され、
    前記ガス流路の開口が、前記連結面に接し、
    前記原料流路から吐出された前記液状性原料が前記連結面を伝って前記ガス流路の開口に至るように、前記原料流路と前記ガス流路とが配置されていることを特徴とするヘッド。
22. 前記原料流路と前記ガス流路とを直線的に結ぶ原料流動溝が前記連結面に形成されていることを特徴とする請求項２１に記載のヘッド。

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