WO2016147951A1 - ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法 - Google Patents

ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法 Download PDF

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WO2016147951A1
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rotating body
nanofibers
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nanofiber manufacturing
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聡美 坂井
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/04—Dry spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D7/00—Collecting the newly-spun products
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method.
  • a nanofiber manufacturing device As a device for manufacturing a fiber material having a nano-unit diameter, a nanofiber manufacturing device is used in a wide field such as the medical field. Electrospinning technology is used in nanofiber manufacturing equipment.
  • Electrospinning technology is a technology in which a raw material liquid in which a polymer substance or the like is dissolved and a work are charged, and the raw material liquid is discharged toward the work by a potential difference between the raw material liquid and the work. Nanofibers are manufactured by electrically stretching the raw material liquid. In such a nanofiber manufacturing apparatus, it is desired to improve productivity.
  • Embodiments of the present invention provide a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method with improved productivity.
  • a nanofiber manufacturing apparatus including a collection unit, a discharge unit, a power supply unit, and a charge removal unit.
  • the collection unit feeds the material to be deposited from one end and collects it at the other end.
  • the material to be deposited has a first surface and a second surface opposite to the first surface.
  • the discharge unit discharges a raw material liquid to deposit nanofibers on the first surface.
  • the power supply unit generates a potential difference between the ejection unit and the first surface.
  • the neutralization unit neutralizes charges charged in the deposited nanofibers.
  • the material to be deposited is disposed between the discharge unit and the charge removal unit.
  • the collection unit has at least a pair of first rotating bodies. The first rotating body causes the first surface to alternately face the discharge unit and the charge removal unit. A first direction in which the collecting unit sends the material to be deposited from one end is inclined with respect to a second direction from one side of the first rotating body to the other.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are schematic views showing a part of another nanofiber manufacturing apparatus according to this embodiment. It is a flowchart which shows the nanofiber manufacturing method which concerns on this embodiment.
  • provided on includes not only the case of being provided in direct contact but also the case of being provided with another layer or film interposed therebetween.
  • provided so as to face includes not only the case of being provided in direct contact with or above or below, but also the case of being provided with another layer or film interposed therebetween.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a nanofiber manufacturing apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of the nanofiber manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining film formation and charge removal by the nanofiber manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a part of another nanofiber manufacturing apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a part of the nanofiber manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are schematic views showing a part of another nanofiber manufacturing apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of the nanofiber manufacturing apparatus 100.
  • 2 and 4 are front views of the collection unit 50 as viewed from the ejection direction of the ejection unit 30.
  • FIG. FIG. 3 is a side view of the nanofiber manufacturing apparatus 100. 5, 6 (a), and 6 (b) show a part of the collection unit 50.
  • the nanofiber manufacturing apparatus 100 includes a power supply unit 10, a control unit 20, a discharge unit 30, a charge removal unit 40, and a collection unit 50.
  • the collecting unit 50 is provided with a base material 60 on which the nanofibers N are deposited.
  • the direction of arrow A1 in FIG. 1 indicates the direction in which the discharge unit 30 discharges the raw material liquid.
  • the directions of the plurality of arrows A2 indicate directions (conveyance directions) in which the base material 60 is moved and conveyed by the movement of the collecting unit 50.
  • the substrate 60 has a first surface 60a and a second surface 60b.
  • the second surface 60b is a surface opposite to the first surface 60a.
  • a direction perpendicular to the first surface 60a is taken as a Z-axis direction.
  • One direction perpendicular to the Z-axis direction is taken as an X-axis direction.
  • a direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is taken as a Y-axis direction.
  • the first surface 60a is parallel to the XY plane.
  • the raw material liquid remaining at the tip of the discharge unit 30 due to surface tension is positive (or negative). Is charged. Further, the raw material liquid is attracted by the electrostatic force acting along the lines of electric force directed to the collecting unit 50 that is charged (or grounded) to a different polarity. Note that the voltage applied between the ejection unit 30 and the collection unit 50 is about 10 to 100 kV.
  • the raw material liquid is discharged from the tip portion of the discharge unit 30.
  • the raw material liquid discharged from the tip portion is discharged toward the first surface 60 a of the base material 60 provided in the collecting unit 50.
  • the solvent contained in the raw material liquid is volatilized, and the polymer fibrous body reaches the first surface 60 a of the substrate 60.
  • the nanofibers N are deposited on the first surface 60a of the substrate 60.
  • the nanofiber N represented by the hatched portion is deposited on the first surface 60 a of the substrate 60.
  • the nanofiber manufacturing apparatus 100 of this embodiment forms the nanofiber N using an electrospinning method.
  • the nanofiber N having a shape such as a smooth surface, a porous surface, a bead shape, a core-sheath shape, a hollow shape, or an ultrafine fiber is deposited on the first surface 60 a of the base material 60 by the nanofiber manufacturing apparatus 100.
  • the power supply unit 10 is a power supply device that applies a high voltage between the discharge unit 30 and the collection unit 50.
  • the power supply unit 10 is a power supply device using a DC power supply, for example.
  • one terminal of the power supply unit 10 is electrically connected to the discharge unit 30, and the other terminal of the power supply unit 10 is grounded.
  • One end of the collecting unit 50 is grounded. Such a connection can generate a potential difference between the ejection unit 30 and the collection unit 50.
  • the control unit 20 is, for example, a computer including a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the control unit 20 controls operations of the power supply unit 10 and the discharge unit 30.
  • the control unit 20 is electrically connected to the power supply unit 10 and the discharge unit 30.
  • the control unit 20 controls the power supply unit 10 so as to determine the voltage value applied to the ejection unit 30.
  • the control unit 20 controls the discharge unit 30 so as to determine the amount of discharge liquid.
  • the control unit 20 determines the voltage value of the power supply unit 10 and the discharge amount of the discharge unit 30, and then determines the position of the discharge unit 30 relative to the base material 60. For example, the control unit 20 drives a driving device or the like to move the discharge unit 30 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. Thereby, the position (discharge position) with respect to the base material 60 of the discharge part 30 is determined. After determining the position of the discharge unit 30 with respect to the base material 60, the control unit 20 controls the power supply unit 10 and the discharge unit 30 to determine the voltage value of the power supply unit 10 and the discharge amount of the discharge unit 30, respectively. May be.
  • control unit 20 can be electrically connected to the static elimination unit 40 and the collection unit 50 to control the operations of the static elimination unit 40 and the collection unit 50.
  • control unit 20 is electrically connected to the charge removal unit 40 and the collection unit 50, and controls the charge removal operation of the charge removal unit 40 and the drive (for example, rotational drive) of the collection unit 50.
  • the discharge part 30 is provided facing the base material 60, for example.
  • the discharge unit 30 is, for example, a nozzle that discharges a raw material liquid that is a material for forming the nanofibers N.
  • the raw material liquid is stored in a tank or the like provided separately from the discharge unit 30 and supplied from the tank to the discharge unit 30 via a pipe.
  • the raw material liquid stored in the discharge unit 30 is discharged from the tip portion.
  • the discharge unit 30 performs discharge processing from the first surface 60a side of the substrate 60 to deposit the nanofibers N on the first surface 60a.
  • the raw material liquid is a liquid in which a solute that is a material of the nanofiber N is dispersed or dissolved in a solvent.
  • the raw material liquid is a liquid that is appropriately adjusted depending on the material of the nanofiber N, the nature of the nanofiber N, and the like.
  • a resin is a solute that is dispersed or dissolved in a raw material liquid.
  • a solvent used for the raw material liquid there is a volatile organic solvent.
  • An inorganic solid material may be added to the raw material liquid.
  • the static eliminating unit 40 is, for example, an electrostatic removal device (ionizer) such as an ion generator.
  • ionizer electrostatic removal device
  • the nanofibers N deposited on the substrate 60 have a positive charge.
  • the positively charged nanofibers N repel each other, it is difficult to continuously deposit the nanofibers N. Therefore, by using a negative ion generator in the static elimination unit 40, the nanofibers N can be continuously deposited on the substrate 60 by eliminating (neutralizing) the positive charges of the nanofibers N that have already been deposited. it can.
  • the static elimination part 40 is provided substantially perpendicularly with respect to the longitudinal direction of the base material 60, for example.
  • the static elimination part 40 is provided substantially perpendicularly with respect to the conveyance direction of the base material 60, for example.
  • the static eliminator 40 is provided substantially perpendicular to the conveyance direction of the base material 60, when the base material 60 is conveyed by driving the collection unit 50, the static eliminator 40 is applied to the nanofibers N deposited on the base material 60. Thus, it is possible to carry out static elimination processing continuously.
  • the static elimination part 40 is provided facing the base material 60 on the opposite side to the side where the base material 60 opposes the discharge part 30, for example. That is, the base material 60 is disposed between the discharge unit 30 and the charge removal unit 40.
  • the nanofiber N deposited on the first surface 60a is moved by driving the collecting unit 50, the charge of the nanofiber N deposited on the first surface 60a can be removed.
  • the nanofibers N deposited on the first surface 60 a move again by driving the collection unit 50.
  • the nanofibers N are deposited again on the first surface 60 a by the discharge unit 30.
  • the charge removal unit 40 performs the charge removal process on the nanofibers N deposited on the first surface 60 a by the discharge unit 30.
  • the collecting unit 50 has a plurality of rotating bodies 50A.
  • the rotating body 50A is a rotating roller.
  • the rotating body 50A is provided with a rotating shaft, and the rotating shaft is rotated by the control of the control unit 20, for example. By such rotational driving of the rotating body 50A, the collecting unit 50 is driven and the substrate 60 is conveyed.
  • the plurality of rotating bodies 50A can be configured by the first rotating body 50a, the second rotating body 50b, and the third rotating body 50c. Since the base member 60 is transported by the first rotating body 50a, the discharging process (deposition of the nanofibers N) by the discharging unit 30 and the discharging process by the discharging unit 40 can be alternately repeated.
  • the first rotating body 50a is provided between the second rotating bodies 50b and between the third rotating bodies 50c in the conveyance direction of the base material 60 (the direction of the plurality of arrows A2 in FIG. 1).
  • the base member 60 can be transported in the transport direction by the second rotating body 50b.
  • the second rotating body 50b is provided between the third rotating bodies 50c in the conveyance direction of the base material 60.
  • the third rotating body 50c is a rotating body that feeds the substrate 60 from one end of the collecting unit 50 and collects it at the other end.
  • the third rotating body 50 c is, for example, a rotating body for unwinding the base material 60 or a rotating body for winding the base material 60.
  • the base member 60 is unwound by the third rotating body 50c, and the discharge process (deposition of the nanofibers N) by the discharge unit 30 and the discharge process by the charge removal unit 40 are alternately repeated to deposit the nanofibers N.
  • the base material 60 thus wound is wound up.
  • the base material 60 is, for example, a sheet-like member.
  • the rotating body 50A is a rotating roller and the substrate 60 is a sheet-like member, a part of the sheet-like member is wound around the rotating roller.
  • the rotating roller rotates under the control of the control unit 20 and conveys the sheet-like member in the conveying direction.
  • the collection unit 50 includes four first rotating bodies 50a1 to 50a4, two second rotating bodies 50b1 and 50b2, and two third rotating bodies 50c1 and 50c2.
  • Surfaces 60 a 1, 60 a 3, and 60 a 5 that are the first surface 60 a of the base material 60 and are subjected to ejection processing (deposition of nanofibers N) by the ejection unit 30 are represented by solid line portions.
  • surfaces 60a2 and 60a4 that are the first surface 60a of the base member 60 and are subjected to the charge removal process by the charge removal unit 40 are represented by broken line portions. That is, all of the surfaces 60a1 to 60a6 correspond to surfaces on which the first surface 60a of the substrate 60 is conveyed.
  • the directions of arrows a1 to a6 (hereinafter sometimes referred to as directions d1 to d6) correspond to the directions of the plurality of arrows A2 in FIG.
  • the base material 60 is unwound from the third rotating body 50c1 and conveyed to the surface 60a1.
  • the conveyance direction of the base material 60 is the direction d1.
  • the base material 60 is conveyed to the surface 60a1 by the rotational driving of the second rotating body 50b1 and the third rotating body 50c1.
  • the nanofibers N are deposited on the surface 60a1 by the discharge process of the discharge unit 30 at the processing time t2.
  • the nanofibers N deposited at the processing time t2 are conveyed to the surface 60a2.
  • the conveyance direction of the base material 60 is the direction d2.
  • the nanofibers N deposited at the processing time t2 are conveyed from the surface 60a1 to the surface 60a2 by the rotational driving of the first rotating body 50a1.
  • the charge of the nanofibers N transferred to the surface 60 a 2 by the charge removal process of the charge removal unit 40 is discharged at the processing time t ⁇ b> 4.
  • the nanofiber N that has been neutralized at the processing time t4 is conveyed to the surface 60a3.
  • the conveyance direction of the base material 60 is the direction d3.
  • the nanofiber N that has been neutralized at the processing time t4 is conveyed from the surface 60a2 to the surface 60a3 by the rotational drive of the first rotating body 50a2.
  • the nanofibers N are deposited again on the surface 60a3 by the discharge process of the discharge unit 30.
  • the nanofibers N deposited again at the processing time t6 are transported to the surface 60a4.
  • the conveyance direction of the base material 60 is the direction d4.
  • the nanofibers N deposited again at the processing time t6 are transported from the surface 60a3 to the surface 60a4 by the rotational driving of the first rotating body 50a3.
  • the charge of the nanofiber N transferred to the surface 60 a 4 by the charge removal process of the charge removal unit 40 is discharged at the processing time t ⁇ b> 8.
  • the nanofiber N that has been neutralized at the processing time t8 is conveyed to the surface 60a5.
  • the conveyance direction of the base material 60 is the direction d5.
  • the nanofiber N that has been neutralized at the processing time t8 is conveyed from the surface 60a4 to the surface 60a5 by the rotational drive of the first rotating body 50a4.
  • the nanofibers N are deposited again on the surface 60a5 by the discharge process of the discharge unit 30 at the processing time t10.
  • the substrate 60 is conveyed from the surface 60a5 and wound around the third rotating body 50c2.
  • the conveyance direction of the base material 60 is the direction d6.
  • the base material 60 is wound around the third rotating body 50c2 by the rotational driving of the second rotating body 50b2 and the third rotating body 50c2.
  • the deposition of the nanofibers N by the discharge unit 30 and the charge removal of the deposited nanofibers N by the discharging unit 40 are alternately performed from the processing time t2 to the processing time t10. .
  • the nanofiber N can be deposited efficiently.
  • a thick nanofiber N can be continuously deposited.
  • the rotating body 50A includes four first rotating bodies 50a1 to 50a4, two second rotating bodies 50b1 and 50b2, and two third rotating bodies 50c1 and 50c2.
  • the rotating body 50A may be configured by two first rotating bodies 50a, two second rotating bodies 50b, and two third rotating bodies 50c.
  • the rotating body 50A may be configured by six first rotating bodies 50a, two second rotating bodies 50b, and two third rotating bodies 50c. That is, at least a pair of first rotating bodies 50 a can be provided in the collecting unit 50.
  • the number and arrangement of the second rotating bodies 50b are arbitrary, and the second rotating body 50b may not be provided as long as the substrate 60 can be conveyed to the first rotating body 50a.
  • first rotating body 50a and the second rotating body 50b are arranged in parallel in the X-axis direction.
  • the X-axis direction corresponds to the third direction.
  • the arrangement direction of the first rotating body 50a and the second rotating body 50b is not limited to this.
  • the number of the first rotating bodies 50a When the number of the first rotating bodies 50a is increased, the number of times of reciprocating the substrate 60 can be increased. For example, if the number of times of reciprocating the base material 60 is increased, the film thickness of the nanofibers N deposited on the base material 60 can be increased. Based on the number of first rotating bodies 50a, the film thickness of the nanofibers N deposited on the substrate 60 can be controlled. The film thickness of the nanofibers N deposited on the substrate 60 can also be controlled by the speed at which the substrate 60 is conveyed.
  • the surface 60a2 is provided with an angle ⁇ inclined with respect to the surfaces 60a1 and 60a3, and the surface 60a4 is provided with an angle ⁇ inclined with respect to the surfaces 60a3 and 60a5. That is, the first rotating bodies 50a1 to 50a4 are provided with an angle ⁇ inclined with respect to the second rotating bodies 50b1 and 50b2. For example, when the second rotating bodies 50b1 and 50b2 are provided in parallel with the X-axis direction, the first rotating bodies 50a1 to 50a4 are provided with an angle ⁇ inclined with respect to the X-axis direction.
  • the direction d2 is a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the directions d1 and d3, and the direction d4 is a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the directions d3 and d5.
  • the directions d1, d3, and d5 are ⁇ Y axis directions
  • the directions d2 and d4 are directions inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the ⁇ Y axis direction.
  • the directions d1, d3, and d5 are set as the first direction
  • the direction d2 is the second direction, and the first rotating body 50a1 to the first rotating body 50a2 in the pair of first rotating bodies 50a1 and 50a2 facing each other.
  • the direction d4 is the second direction, and is a direction from the first rotating body 50a3 toward the first rotating body 50a4 in the pair of first rotating bodies 50a3 and 50a4 facing each other. With such an angle ⁇ , the substrate 60 can be transported in a spiral shape.
  • the angle ⁇ is an arbitrary value.
  • the first rotating bodies 50a1 to 50a4 are provided at an angle ⁇ with respect to the second rotating bodies 50b1 and 50b2, and the first rotating bodies 50a1 to 50a4 and the first rotating bodies 50a1 to 50a4 and the length of the base member 60 in the discharge process are changed.
  • the second rotating bodies 50b1 and 50b2 can be arranged. For example, as shown in FIG. 4, by providing the base material 60 having the lengths L1 and L2, the area of the surface 60a3 can be made larger than the areas of the surfaces 60a1 and 60a1 to be discharged.
  • the shape of the rotating body 50A is an arbitrary shape.
  • the rotating body 50A has a shape as shown in FIG. 5, when the rotating body 50A is driven to rotate, a force that is pulled to an end portion having a large roll diameter works. That is, force is applied to the rotating body 50A in the directions of the arrows A3 and A4.
  • the rotating body 50A has a shape in which the roll diameter at one end is larger than the roll diameter at the other end as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b)
  • the rotating body 50A is moved from one end to the other end. It has a shape in which the cross-sectional dimension increases as it goes.
  • a force acts in the direction of arrow A5 depending on the angle ⁇ , and at the end portion with a large roll diameter, a force acts in the direction of arrow A6 due to a peripheral speed difference generated from the difference in roll diameter.
  • the surface 60a2 is provided at an angle ⁇ with respect to the surfaces 60a1 and 60a3, and the surface 60a4 is provided at an angle ⁇ with respect to the surfaces 60a3 and 60a5.
  • the rotating body 50A has a shape as shown in FIG. 6A, the base material 60 can be stably conveyed while suppressing the sagging of the base material 60.
  • the deposited nanofibers are positively charged and the nanofibers repel each other.
  • the discharge process and the charge removal process are alternately installed on the production line, the production line becomes long.
  • the manufacturing cost increases.
  • a collection unit 50 having at least a pair of first rotating bodies 50a is provided.
  • the first rotating body 50a is provided with a predetermined angle inclination, and the first surface 60a of the base 60 is moved from one of the discharge unit 30 and the charge removing unit 40 to the other by the rotation of the first rotating body 50a. opposite.
  • the discharge process (deposition of nanofibers N) by the discharge unit 30 and the charge removal process by the charge removal unit 40 can be alternately repeated. Thereby, the space of discharge processing and static elimination processing can be reduced.
  • the discharge process and the charge removal process can be performed with a small number of discharge apparatuses and charge removal apparatuses, the manufacturing cost can be reduced.
  • the processing time can be shortened.
  • a nanofiber manufacturing apparatus with improved productivity can be provided.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the nanofiber manufacturing method according to this embodiment.
  • the base material 60 is unwound, and the first surface 60a of the base material 60 is opposed to the discharge unit 30 (step S110).
  • the base 60 is unwound from the third rotating body 50c, and the first surface 60a is opposed to the discharge unit 30 by driving the discharge unit 30 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the nanofiber N is deposited on the 1st surface 60a by the discharge process of the discharge part 30 (step S120).
  • the first surface 60a on which the nanofibers N are deposited is conveyed, and the first surface 60a is opposed to the charge removal unit 40 (step S130).
  • the first surface 60a on which the nanofibers N are deposited is opposed to the charge removal unit 40 by the rotational drive of the first rotating body 50a.
  • step S140 The charge of the nanofiber N deposited on the first surface 60a by the charge removal process of the charge removal unit 40 is removed.
  • the first surface 60a provided with the removed nanofibers N is conveyed, and the first surface 60a is again opposed to the ejection unit 30 (step S150).
  • the first surface 60a on which the removed nanofibers N are provided is opposed to the ejection unit 30 again by the rotational driving of the first rotating body 50a.
  • the nanofibers N are deposited again on the first surface 60a provided with the nanofibers N by the discharge process of the discharge unit 30 (step S160).
  • steps S130 to S160 are repeated until the nanofiber N has a desired film thickness.
  • steps S130 to S160 are repeated until the set number of times.
  • Steps S130 to S160 are repeated up to the determined number. Steps S130 to S160 are repeated until such conditions (desired film thickness, number of ejection processes, etc.) are satisfied.
  • a nanofiber manufacturing method with improved productivity can be provided.
  • a program (for example, a program for executing the processing of FIG. 7) that operates the configuration of the above-described embodiment so as to realize the function of the above-described embodiment is stored in a storage medium, and the program stored in the storage medium is used as a code Processing methods that are read out and executed in a computer are also included in the category of the above-described embodiment.
  • a computer-readable recording medium is included in the scope of the present embodiment.
  • the storage medium storing the above-described computer program is also included in the above-described embodiment.
  • a floppy (registered trademark) disk for example, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
  • a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method with improved productivity are provided.

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Abstract

収集部（５０）と、吐出部（３０）と、電源部（１０）と、除電部（４０）と、を備えたナノファイバ製造装置（１００）が提供される。前記収集部（５０）は、被堆積材（６０）を一端から送り出して他端で収集する。前記被堆積材（６０）は、第１面（６０ａ）と、前記第１面（６０ａ）と反対の第２面（６０ｂ）と、を有する。前記吐出部（３０）は、原料液を吐出して前記第１面（６０ａ）にナノファイバ（Ｎ）を堆積させる。前記電源部（１０）は、前記吐出部（３０）と、前記第１面（６０ａ）と、の間に電位差を発生させる。前記除電部（４０）は、堆積した前記ナノファイバ（Ｎ）に帯電した電荷を除電する。前記被堆積材（６０）は、前記吐出部（３０）と、前記除電部（４０）と、の間に配置される。前記収集部（５０）は、少なくとも一対の第１回転体を有する。前記第１回転体は、前記第１面（６０ａ）を前記吐出部（３０）及び前記除電部（４０）に交互に対向させる。前記収集部（５０）が前記被堆積材（６０）を一端から送り出す第１方向は、前記第１回転体の一方から他方に向かう第２方向に対して傾斜している。

Description

ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法
　本発明の実施形態は、ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法に関する。
　ナノ単位の直径を有する繊維物質を製造する装置として、ナノファイバ製造装置が医療分野等の広い分野に用いられている。ナノファイバ製造装置において、エレクトロスピニング技術が用いられている。
　エレクトロスピニング技術とは、高分子物質等が溶解した原料液と、ワークと、を帯電させ、原料液及びワークの電位差によって原料液をワークに向かって吐出させる技術である。原料液が電気的に延伸することでナノファイバが製造される。このようなナノファイバ製造装置において、生産性を向上させることが望まれる。
特開２０１１－９４２８１号公報
　本発明の実施形態は、より生産性が向上したナノファイバ製造装置及びナノファイバ製造方法を提供する。
　本発明の実施形態によれば、収集部と、吐出部と、電源部と、除電部と、備えたナノファイバ製造装置が提供される。前記収集部は、被堆積材を一端から送り出して他端で収集する。前記被堆積材は、第１面と、前記第１面と反対の第２面と、を有する。前記吐出部は、原料液を吐出して前記第１面にナノファイバを堆積させる。前記電源部は、前記吐出部と、前記第１面と、の間に電位差を発生させる。前記除電部は、堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する。前記被堆積材は、前記吐出部と、前記除電部と、の間に配置される。前記収集部は、少なくとも一対の第１回転体を有する。前記第１回転体は、前記第１面を前記吐出部及び前記除電部に交互に対向させる。前記収集部が前記被堆積材を一端から送り出す第１方向は、前記第１回転体の一方から他方に向かう第２方向に対して傾斜している。
本実施形態に係るナノファイバ製造装置を示す模式図である。 本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。 本実施形態に係るナノファイバ製造装置による成膜及び除電を説明する図である。 本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。 本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。 本実施形態に係るナノファイバ製造方法を示すフローチャートである。
　以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。　
　なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。　
　なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　本願明細書において、「上に設けられる」とは、直接接して設けられる場合の他に、間に他の層又は膜が挿入されて設けられる場合も含む。また、「対向して設けられる」とは、上または下に直接接してもしくは離間して設けられる場合の他に、間に他の層又は膜が挿入されて設けられる場合も含む。
　（本実施形態）
　図１は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置を示す模式図である。
　図２は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
　図３は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置による成膜及び除電を説明する図である。
　図４は、本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
　図５は、本実施形態に係るナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態に係る別のナノファイバ製造装置の一部を示す模式図である。
　図１は、ナノファイバ製造装置１００の斜視図である。図２及び図４は、吐出部３０の吐出方向から見た収集部５０の正面図である。図３は、ナノファイバ製造装置１００の側面図である。図５、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、収集部５０の一部を示している。
　図１に表すように、ナノファイバ製造装置１００は、電源部１０と、制御部２０と、吐出部３０と、除電部４０と、収集部５０と、を備える。収集部５０には、ナノファイバＮを堆積させる基材６０が設けられている。図１の矢印Ａ１の方向は、吐出部３０が原料液を吐出する方向を示している。また、複数の矢印Ａ２の方向は、収集部５０の可動によって基材６０が可動して搬送される方向（搬送方向）を示している。
　基材６０は、第１面６０ａ及び第２面６０ｂを有する。第２面６０ｂは、第１面６０ａに反対側の面である。また、第１面６０ａに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１面６０ａは、Ｘ－Ｙ平面に対して平行である。
　本実施形態のナノファイバ製造装置１００において、吐出部３０と、収集部５０と、の間に電圧を印加すると、表面張力によって吐出部３０の先端部分に留まっている原料液は正（または負）に帯電する。また、原料液は、異極に帯電（またはアース）している収集部５０に向かう電気力線に沿って作用する静電力によって吸引される。なお、吐出部３０と、収集部５０と、の間に印加する電圧は、１０～１００ｋＶ程度である。
　静電力が表面張力より大きくなると、原料液が吐出部３０の先端部分から吐出される。先端部分から吐出された原料液は、収集部５０に設けられた基材６０の第１面６０ａに向かって吐出される。このとき、原料液に含まれる溶媒は揮発し、ポリマーの繊維体が基材６０の第１面６０ａに到達する。これにより、ナノファイバＮが基材６０の第１面６０ａに堆積される。例えば、斜線部分で表されたナノファイバＮが基材６０の第１面６０ａに堆積される。本実施形態のナノファイバ製造装置１００は、エレクトロスピニング法を用いてナノファイバＮを形成する。
　ナノファイバ製造装置１００によって、平滑表面、多孔表面、ビーズ状、芯鞘状、中空状、極細ファイバー等の形状を有するナノファイバＮが基材６０の第１面６０ａに堆積される。
　電源部１０は、吐出部３０と、収集部５０と、の間に高電圧を印加する電源装置である。電源部１０は、例えば、直流電源を用いた電源装置である。例えば、電源部１０の一方の端子は、吐出部３０に電気的に接続され、電源部１０の他方の端子は、接地されている。また、収集部５０の一端は、接地されている。このような接続によって、吐出部３０と、収集部５０と、の間に電位差を発生させることができる。
　制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリー等を備えたコンピュータである。制御部２０は、電源部１０及び吐出部３０の動作を制御する。制御部２０は、電源部１０及び吐出部３０に電気的に接続されている。制御部２０は、吐出部３０に印加される電圧値を決定するように電源部１０を制御する。制御部２０は、吐出液の量を決定するように吐出部３０を制御する。
　制御部２０は、電源部１０の電圧値、及び、吐出部３０の吐出量を決定した後、吐出部３０の基材６０に対する位置を決定する。制御部２０は、例えば、駆動装置等を駆動させて吐出部３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。これにより、吐出部３０の基材６０に対する位置（吐出位置）を決定する。制御部２０は、吐出部３０の基材６０に対する位置を決定した後、電源部１０の電圧値、及び、吐出部３０の吐出量を決定するように電源部１０及び吐出部３０をそれぞれ制御しても良い。
　また、制御部２０は、除電部４０及び収集部５０に電気的に接続して除電部４０及び収集部５０の動作を制御することができる。このような場合、例えば、制御部２０は、除電部４０及び収集部５０に電気的に接続され、除電部４０の除電動作、及び、収集部５０の駆動（例えば、回転駆動）を制御する。
　吐出部３０は、例えば、基材６０に対向して設けられている。吐出部３０は、例えば、ナノファイバＮを形成する材料である原料液を吐出するノズルである。例えば、原料液は、吐出部３０とは別に設けられたタンク等に蓄えられ、タンクからパイプを介して吐出部３０に供給される。吐出部３０に蓄えられた原料液は、先端部分から吐出される。吐出部３０は、基材６０の第１面６０ａ側から吐出処理を行って第１面６０ａにナノファイバＮを堆積させる。
　原料液は、ナノファイバＮの材料となる溶質を溶媒中に分散または溶解させた液体である。また、原料液は、ナノファイバＮの材質やナノファイバＮの性質等により適宜調整される液体である。例えば、原料液に分散または溶解する溶質として樹脂がある。また、原料液に使用される溶媒としては、揮発性のある有機溶剤がある。原料液に無機質固体材料を添加しても良い。
　除電部４０は、例えば、イオン発生器等の静電除去装置（イオナイザ）である。例えば、吐出部３０の先端部分が正に帯電している場合、基材６０の上に堆積されたナノファイバＮは正電荷を有する。このような場合、正に帯電したナノファイバＮ同士は反発するのでナノファイバＮを連続して堆積し難い。したがって、除電部４０にマイナスイオン発生器を用いて、既に堆積したナノファイバＮの正電荷を除電（中和）することにより、基材６０の上にナノファイバＮを連続して堆積することができる。
　除電部４０は、例えば、基材６０の長手方向に対して略垂直に設けられている。除電部４０は、例えば、基材６０の搬送方向に対して略垂直に設けられている。基材６０の搬送方向に対して略垂直に除電部４０を設けると、基材６０が収集部５０の駆動によって搬送される場合、除電部４０は、基材６０に堆積したナノファイバＮに対して連続的に除電処理を行うことができる。
　除電部４０は、例えば、基材６０が吐出部３０に対向する側と反対側において、基材６０に対向して設けられている。つまり、基材６０は、吐出部３０と、除電部４０と、の間に配置されている。これにより、第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮが収集部５０の駆動によって移動した場合、第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮの電荷を除電することができる。除電部４０による除電処理後、第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮは、収集部５０の駆動によって再度移動する。そして、吐出部３０によって第１面６０ａにナノファイバＮを再度堆積させる。このように、除電部４０は、吐出部３０によって第１面６０ａに堆積されたナノファイバＮに除電処理を行う。
　収集部５０は、複数の回転体５０Ａを有する。例えば、回転体５０Ａは、回転ローラである。回転体５０Ａには回転軸が設けられ、例えば、制御部２０の制御によって回転軸が回転する。このような回転体５０Ａの回転駆動によって、収集部５０の駆動が行われて基材６０が搬送される。
　また、複数の回転体５０Ａは、第１回転体５０ａと、第２回転体５０ｂと、第３回転体５０ｃと、によって構成することができる。
　第１回転体５０ａによって基材６０が搬送されるので、吐出部３０による吐出処理（ナノファイバＮの堆積）と、除電部４０による除電処理と、を交互に繰り返すことができる。第１回転体５０ａは、例えば、基材６０の搬送方向（図１の複数の矢印Ａ２の方向）において、第２回転体５０ｂ間、及び、第３回転体５０ｃ間に設けられている。
　第２回転体５０ｂによって、基材６０を搬送方向に搬送することができる。第２回転体５０ｂは、例えば、基材６０の搬送方向において、第３回転体５０ｃ間に設けられている。
　第３回転体５０ｃは、基材６０を収集部５０の一端から送り出して他端で収集する回転体である。第３回転体５０ｃは、例えば、基材６０を巻き出すための回転体、又は、基材６０を巻き取るための回転体である。第３回転体５０ｃによって、基材６０が巻き出されて、吐出部３０による吐出処理（ナノファイバＮの堆積）と、除電部４０による除電処理と、を交互に繰り返されてナノファイバＮが堆積した基材６０が巻き取られる。
　基材６０は、例えば、シート状の部材である。回転体５０Ａが回転ローラであって、基材６０がシート状の部材である場合、シート状の部材の一部が回転ローラに巻き付いている。回転ローラは、制御部２０の制御によって回転してシート状の部材を搬送方向に搬送する。
　以下、処理時間ｔ１から処理時間ｔ１１に、基材６０にナノファイバＮを堆積させ、収集部５０によって基材６０を搬送する処理を説明する。
　説明の便宜上、収集部５０は、４つの第１回転体５０ａ１～５０ａ４と、２つの第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２と、２つの第３回転体５０ｃ１、５０ｃ２と、を有するものとする。基材６０の第１面６０ａであって、吐出部３０によって吐出処理（ナノファイバＮの堆積）される面６０ａ１、６０ａ３、６０ａ５は、実線部分で表すものとする。また、基材６０の第１面６０ａであって、除電部４０によって除電処理される面６０ａ２、６０ａ４は、破線部分で表すものとする。つまり、面６０ａ１～面６０ａ６のいずれも、基材６０の第１面６０ａが搬送される面に相当する。また、矢印ａ１～ａ６の方向（以下、方向ｄ１～ｄ６と呼ぶ場合がある。）は、図１の複数の矢印Ａ２の方向に対応し、搬送方向を示すものとする。
　図２に表すように、処理時間ｔ１に、基材６０が第３回転体５０ｃ１から巻き出されて面６０ａ１に搬送される。基材６０の搬送方向は、方向ｄ１である。基材６０は、第２回転体５０ｂ１及び第３回転体５０ｃ１の回転駆動によって面６０ａ１に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ２に、吐出部３０の吐出処理によって面６０ａ１にナノファイバＮを堆積させる。
　図２に表すように、処理時間ｔ３に、処理時間ｔ２に堆積したナノファイバＮを面６０ａ２に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ２である。処理時間ｔ２に堆積したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ１の回転駆動によって面６０ａ１から面６０ａ２に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ４に、除電部４０の除電処理によって面６０ａ２に搬送されたナノファイバＮの電荷を除電する。
　図２に表すように、処理時間ｔ５に、処理時間ｔ４に除電したナノファイバＮを面６０ａ３に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ３である。処理時間ｔ４に除電したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ２の回転駆動によって面６０ａ２から面６０ａ３に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ６に、吐出部３０の吐出処理によって面６０ａ３にナノファイバＮを再度堆積させる。
　図２に表すように、処理時間ｔ７に、処理時間ｔ６に再度堆積したナノファイバＮを面６０ａ４に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ４である。処理時間ｔ６に再度堆積したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ３の回転駆動によって面６０ａ３から面６０ａ４に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ８に、除電部４０の除電処理によって面６０ａ４に搬送されたナノファイバＮの電荷を除電する。
　図２に表すように、処理時間ｔ９に、処理時間ｔ８に除電したナノファイバＮを面６０ａ５に搬送させる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ５である。処理時間ｔ８に除電したナノファイバＮは、第１回転体５０ａ４の回転駆動によって面６０ａ４から面６０ａ５に搬送される。そして、図３に表すように、処理時間ｔ１０に、吐出部３０の吐出処理によって面６０ａ５にナノファイバＮを再度堆積させる。
　図２に表すように、処理時間ｔ１１に、基材６０が面６０ａ５から搬送されて第３回転体５０ｃ２に巻き取られる。基材６０の搬送方向は、方向ｄ６である。基材６０は、第２回転体５０ｂ２及び第３回転体５０ｃ２の回転駆動によって第３回転体５０ｃ２に巻き取られる。
　図２及び図３に表すように、処理時間ｔ２から処理時間ｔ１０までに、吐出部３０によるナノファイバＮの堆積と、除電部４０による堆積したナノファイバＮの電荷の除電と、を交互に行う。これにより、効率良くナノファイバＮを堆積させることができる。例えば、膜厚が厚いナノファイバＮを連続的に堆積することができる。
　以下、回転体５０Ａの形態について説明する。
　本実施形態では、回転体５０Ａは、４つの第１回転体５０ａ１～５０ａ４と、２つの第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２と、２つの第３回転体５０ｃ１、５０ｃ２と、によって構成されている。しかし、これに限定するものではない。例えば、回転体５０Ａは、２つの第１回転体５０ａと、２つの第２回転体５０ｂと、２つの第３回転体５０ｃと、によって構成されても良い。例えば、回転体５０Ａは、６つの第１回転体５０ａと、２つの第２回転体５０ｂと、２つの第３回転体５０ｃと、によって構成されても良い。つまり、収集部５０に、少なくとも一対の第１回転体５０ａを設けることができる。
　第２回転体５０ｂの個数及び配置は、任意であり、第１回転体５０ａに基材６０を搬送できるのであれば、第２回転体５０ｂを設けなくても良い。
　また、第１回転体５０ａと、第２回転体５０ｂと、が、Ｘ軸方向に並列して配置されている。この場合、Ｘ軸方向が第３方向に相当する。しかし、第１回転体５０ａ及び第２回転体５０ｂの配置方向もこれに限定するものではない。
　第１回転体５０ａの個数を増加させると、基材６０を往復させる回数を増やすことができる。例えば、基材６０を往復させる回数を増やすと、基材６０に堆積するナノファイバＮの膜厚を厚くすることができる。第１回転体５０ａの個数に基づいて、基材６０に堆積するナノファイバＮの膜厚を制御できる。基材６０を搬送する速度によって基材６０に堆積するナノファイバＮの膜厚を制御することもできる。
　また、面６０ａ２が面６０ａ１、６０ａ３に対して角度θ傾斜して設けられており、面６０ａ４が面６０ａ３、６０ａ５に対して角度θ傾斜して設けられている。つまり、第１回転体５０ａ１～５０ａ４は、第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２に対して角度θ傾斜して設けられている。例えば、第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２がＸ軸方向に平行に設けられている場合、第１回転体５０ａ１～５０ａ４は、Ｘ軸方向に対して角度θ傾斜して設けられている。
　これは、方向ｄ２が、方向ｄ１、ｄ３に対して所定の角度θ傾斜した方向であり、方向ｄ４が、方向ｄ３、ｄ５に対して所定の角度θ傾斜した方向であることを意味する。例えば、方向ｄ１、ｄ３、ｄ５を－Ｙ軸方向とすると、方向ｄ２、ｄ４は、－Ｙ軸方向に対して所定の角度θ傾斜した方向である。方向ｄ１、ｄ３、ｄ５を第１方向とした場合、方向ｄ２は、第２方向であって、対向する一対の第１回転体５０ａ１、５０ａ２において、第１回転体５０ａ１から第１回転体５０ａ２に向かう方向である。また、方向ｄ４は、第２方向であって、対向する一対の第１回転体５０ａ３、５０ａ４において、第１回転体５０ａ３から第１回転体５０ａ４に向かう方向である。
　このような角度θによって、基材６０を螺旋状に搬送することができる。
　角度θは、任意の値であって、例えば、基材６０の幅（Ｘ軸方向）と、吐出処理における基材６０の長さ（Ｙ軸方向）と、吐出処理における基材６０間の距離（Ｘ軸方向）と、に基づいて決定することができる。また、第１回転体５０ａ１～５０ａ４は、第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２に対して角度θ傾斜して設けられ、吐出処理における基材６０の長さを変えるように第１回転体５０ａ１～５０ａ４及び第２回転体５０ｂ１、５０ｂ２を配置することができる。例えば、図４に表すように、長さＬ１及びＬ２を有する基材６０を設けることで、吐出処理される面６０ａ１、６０ａ１の面積より面６０ａ３の面積を大きくすることができる。
　また、回転体５０Ａの形状は、任意の形状である。例えば、回転体５０Ａが、図５に表すような形状を有する場合、回転体５０Ａが回転駆動すると、ロール径の大きい端部に引っ張られる力が働く。つまり、矢印Ａ３及び矢印Ａ４の方向に回転体５０Ａに力が加わる。一方、回転体５０Ａが、図６（ａ）及び図６（ｂ）に表すような、一端のロール径が他端のロール径より大きい形状を有する場合、回転体５０Ａは、一端から他端に向かうにつれて断面寸法が大きくなる形状を有する。ロール径の小さい端部では、角度θによって矢印Ａ５の方向に力が働き、ロール径の大きい端部では、ロール径の差から発生する周速差によって矢印Ａ６の方向に力が働く。
　前述したように、面６０ａ２が面６０ａ１、６０ａ３に対して角度θ傾斜して設けられており、面６０ａ４が面６０ａ３、６０ａ５に対して角度θ傾斜して設けられている。このような場合、回転体５０Ａが図６（ａ）のような形状を有すると、基材６０のたるみを抑制して基材６０を安定して搬送することができる。
　ここで、エレクトロスピニングを用いてナノファイバを形成する場合、堆積したナノファイバは正に帯電し、ナノファイバ同士が反発する。これにより、膜厚を厚くするためには吐出処理間に除電処理を行う必要がある。一方、吐出処理と除電処理とを製造ライン上に交互に設置すると、製造ラインが長くなってしまう。また、吐出処理毎及び除電処理毎に吐出装置及び除電装置が必要となるので、製造コストが増加する。
　本実施形態のナノファイバ製造装置１００には、少なくとも一対の第１回転体５０ａを有する収集部５０が設けられている。また、第１回転体５０ａは、所定の角度傾斜して設けられており、第１回転体５０ａの回転によって、基材６０の第１面６０ａが吐出部３０及び除電部４０の一方から他方に対向する。このような収集部５０を設けると、吐出部３０による吐出処理（ナノファイバＮの堆積）と、除電部４０による除電処理と、を交互に繰り返すことができる。これにより、吐出処理及び除電処理のスペースを削減することができる。また、少ない数の吐出装置及び除電装置によって吐出処理及び除電処理を行うことができるので、製造コストを減少させることができる。また、処理時間を短縮することが可能となる。
　本実施形態によれば、より生産性が向上したナノファイバ製造装置が提供できる。
　図７は、本実施形態に係るナノファイバ製造方法を示すフローチャートである。
　図７に表したように、基材６０を巻き出して、基材６０の第１面６０ａを吐出部３０に対向させる（ステップＳ１１０）。例えば、基材６０が第３回転体５０ｃから巻き出され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に吐出部３０を駆動させることで、第１面６０ａを吐出部３０に対向させる。
　吐出部３０の吐出処理によって第１面６０ａにナノファイバＮを堆積させる（ステップＳ１２０）。
　ナノファイバＮが堆積した第１面６０ａを搬送して、第１面６０ａを除電部４０に対向させる（ステップＳ１３０）。例えば、第１回転体５０ａの回転駆動によって、ナノファイバＮが堆積した第１面６０ａを除電部４０に対向させる。
　除電部４０の除電処理によって第１面６０ａに堆積したナノファイバＮの電荷を除電する（ステップＳ１４０）。
　除電したナノファイバＮが設けられた第１面６０ａを搬送して、第１面６０ａを吐出部３０に再度対向させる（ステップＳ１５０）。例えば、第１回転体５０ａの回転駆動によって、除電したナノファイバＮが設けられた第１面６０ａを吐出部３０に再度対向させる。
　吐出部３０の吐出処理によって、ナノファイバＮが設けられた第１面６０ａにナノファイバＮを再度堆積させる（ステップＳ１６０）。
　以後、例えば、ナノファイバＮが所望の膜厚になるまでステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。また、例えば、吐出部３０の吐出処理の回数が予め設定されている場合、設定回数までステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。また、例えば、第１回転体５０ａの数が固定され、吐出部３０の吐出処理の回数が決められている場合、決められた回数までステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。このような条件（所望の膜厚、吐出処理の回数等）を満たすまでステップＳ１３０からステップＳ１６０を繰り返す。
　本実施形態によれば、より生産性が向上したナノファイバ製造方法が提供できる。
　前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラム（例えば、図７の処理を実行するプログラム）を記憶媒体に記憶させ、記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。コンピュータ読み取り記録媒体は、本実施形態の範囲に含まれる。前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体は、そのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。
　記録媒体として、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
　前述の記録媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
　本実施形態によれば、より生産性が向上したナノファイバ製造装置及びナノファイバ製造方法を提供する。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。

Claims (8)

  1. 　第１面と、前記第１面と反対の第２面と、を有する被堆積材を一端から送り出して他端で収集する収集部と、
    　原料液を吐出して前記第１面にナノファイバを堆積させる吐出部と、
    　前記吐出部と、前記第１面と、の間に電位差を発生させる電源部と、
    　堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する除電部と、
    　を備え、
    　前記被堆積材は、前記吐出部と、前記除電部と、の間に配置され、
    　前記収集部は、前記第１面を前記吐出部及び前記除電部に交互に対向させる少なくとも一対の第１回転体を有し、
    　前記収集部が前記被堆積材を一端から送り出す第１方向は、前記第１回転体の一方から他方に向かう第２方向に対して傾斜しているナノファイバ製造装置。
  2. 　前記収集部は、前記一端及び前記他端と、前記第１回転体との間に設けられた一対の第２回転体を有し、
    　前記第１回転体及び前記第２回転体は、前記第１方向に垂直な第３方向に並んで設けられている請求項１記載のナノファイバ製造装置。
  3. 　前記被堆積材は、シート状の部材であり、
    　前記収集部は、前記一端から前記被堆積材を巻き出し、前記他端から前記被堆積材を巻き取る第３回転体を有する請求項１記載のナノファイバ製造装置。
  4. 　前記第１回転体は、一端から他端に向かうにつれて断面寸法が大きくなる形状を有する請求項１記載のナノファイバ製造装置。
  5. 　第１面と、前記第１面と反対の第２面と、を有する被堆積材を一端から送り出して他端で収集する収集部と、原料液を吐出して前記第１面にナノファイバを堆積させる吐出部と、前記吐出部と、前記第１面と、の間に電位差を発生させる電源部と、堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する除電部と、を備え、前記被堆積材は、前記吐出部と、前記除電部と、の間に配置され、前記収集部は、前記第１面を前記吐出部及び前記除電部に交互に対向させる少なくとも一対の第１回転体を有し、前記収集部が前記被堆積材を一端から送り出す第１方向は、前記第１回転体の一方から他方に向かう第２方向に対して傾斜しているナノファイバ製造装置を用いたナノファイバ製造方法であって、
    　前記吐出部から前記原料液を吐出して前記第１面に前記ナノファイバを堆積させる工程と、
    　前記第１回転体の回転によって、前記除電部に、前記ナノファイバが堆積した前記第１面を対向させる工程と、
    　前記除電部によって、堆積した前記ナノファイバに帯電した電荷を除電する工程と、
    　前記第１回転体の回転によって、前記吐出部に、除電した前記ナノファイバが設けられた前記第１面を対向させる工程と、
    　前記吐出部から前記原料液を吐出して前記第１面に前記ナノファイバを再度堆積させる工程と、
    　を備えたナノファイバ製造方法。
  6. 　前記収集部は、前記一端及び前記他端と、前記第１回転体との間に設けられた一対の第２回転体を有し、
    　前記第１回転体及び前記第２回転体は、前記第１方向に垂直な第３方向に並んで設けられている請求項５記載のナノファイバ製造方法。
  7. 　前記被堆積材は、シート状の部材であり、
    　前記収集部は、前記一端から前記被堆積材を巻き出し、前記他端から前記被堆積材を巻き取る第３回転体を有する請求項５記載のナノファイバ製造方法。
  8. 　前記第１回転体は、一端から他端に向かうにつれて断面寸法が大きくなる形状を有する請求項５記載のナノファイバ製造方法。
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