(57)【要約】      （修正有）【課題】肌に貼り付けた状態で視認し難いナノファイバ層を備えるナノファイバシートの製造方法及び製造装置の提供。【解決手段】本発明は、対向電極３０との間に高電圧を印加したノズル２０から原料液を吐出させ、電界紡糸法により該原料液から生じたナノファイバＦを捕集部４０上に堆積させる、ナノファイバシートの製造方法である。ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を移動させながら、ナノファイバＦを捕集部４０上に堆積させることにより、周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加するグラデーション領域を有する所定のナノファイバシートを製造する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極との間に高電圧を印加したノズルから原料液を吐出させ、電界紡糸法により該原料液から生じたナノファイバを捕集部上に堆積させる、ナノファイバシートの製造方法であって、
前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させることにより、周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加するグラデーション領域を有する所定のナノファイバシートを製造する、ナノファイバシートの製造方法。
【請求項２】
前記ナノファイバの堆積分布に関する要因と、堆積する該ナノファイバの厚みとの相関関係に基づいて、前記所定のナノファイバシートを形成し得る、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方の移動軌道を決定する軌道計算工程と、
前記軌道計算工程で決定された前記移動軌道に基づき、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを堆積させる堆積工程とを備える、請求項１に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項３】
前記ナノファイバの堆積分布に関する要因が、前記ノズル若しくは前記捕集部の移動速度、前記原料液の吐出速度、前記ノズルと前記対向電極との間の電位差、前記ノズルと前記捕集部との間の距離、ノズルの内径、及びノズルの材質から選ばれる１種又は２種以上の組み合わせである、請求項２に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項４】
前記所定のナノファイバシートは、その平面視において、前記グラデーション領域に囲まれた内方領域を有しており、
前記軌道計算工程においては、前記内方領域の最低厚みが、所定の設定値以上となるように前記移動軌道を計算する、請求項２又は３に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項５】
前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させる工程が、
前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方を、前記ナノファイバの堆積部が帯状の第１堆積領域を形成するように第１の移動軌道に沿って移動させる第１工程と、前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方を、前記ナノファイバの堆積部が、第１又は先に形成された帯状堆積領域と幅方向の一部どうしが連続的に重複する第２帯状堆積領域を形成するように第２の移動軌道に沿って移動させる単一又は複数の第２工程とを具備する、請求項２〜４の何れか１項に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項６】
前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方又は双方を一定速度で移動させる、請求項１〜５の何れか１項に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項７】
前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方が移動する移動軌道は、互いに略相似形となる複数の軌道を入れ子状に内包する軌道群と、前記複数の軌道どうしを連結する渡り線との組み合わせ、又は一筆書き可能な線状である、請求項１〜６の何れか１項に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項８】
前記ナノファイバシートの平面視形状が、曲率が異なる複数の曲線部分を輪郭に含む形状、複数の直線部分を輪郭に含む形状、又は該曲線部分と該直線部分とを輪郭に含む形状である、請求項１〜７の何れか１項に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項９】
前記捕集部上に基材層を配し、該基材層上に前記ナノファイバを堆積させる、請求項１〜８の何れか１項に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項１０】
前記ナノファイバシート、前記基材層、又はこれら両者を切断する切断工程を具備する、請求項９に記載のナノファイバシートの製造方法。
【請求項１１】
原料液を吐出するノズルと、該ノズルと対向するように配され、該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極と、前記原料液を電気的に延伸して生成したナノファイバを集積する捕集部と、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させる機構とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
制御部内に入力された移動軌道のデータに基づき、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させることが可能になされており、
前記制御部に、請求項２に記載のナノファイバシートの製造方法の前記軌道計算工程で決定された移動軌道のデータが、入力されているか又は入力可能になされている、ナノファイバシートの製造装置。
【請求項１２】
ノズルから原料液を吐出させ、該原料液から生じた繊維又は粒子を捕集部上に堆積させて、厚さ５．１μｍ以上５００μｍ以下の極薄シートを製造する、極薄シートの製造方法であって、
目的とする前記極薄シートの輪郭形状に関する情報に基づいて、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、該極薄シートの輪郭形状の範囲内に前記原料液を吐出する目的形状形成工程を備え、
前記目的形状形成工程においては、前記輪郭形状の周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加する、幅５ｍｍ以内のテーパー状の周縁領域が形成されるように、前記原料液を吐出する、極薄シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノファイバシートの製造方法、ナノファイバシートの製造装置、及び極薄シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
肌に貼り付けて、シミや皺を隠蔽する化粧用シートとして、電界紡糸法（エレクトロスピニング法）によって、ナノサイズの直径の繊維（以下、繊維ともいう）を堆積させた繊維シートの製造方法が知られている。例えば、特許文献１には、噴射装置をジグザグに移動させながら、高電圧を印加した吐出口から高分子溶液を吐出させてナノファイバを堆積させる、ナノファイバシートの製造方法が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ノズルの先端を、円を描くように移動させながらポリウレタン樹脂溶液を吐出させ、直線的に移動し且つ回転するコレクタに、該ポリウレタン樹脂溶液を集積する、ポリウレタンナノファイバー不織布の製造方法が記載されている。さらに、特許文献３には、吐出手段を、それと対向配置された捕集面に対して平行な平面内で往復移動させながら、原料液を吐出させる、ナノファイバ膜の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９６０６１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０８４２２号公報
【特許文献３】特開２０１１−０８４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
化粧用シートを肌に貼り付けると、該化粧用シートを視認できることがあり、化粧用シートの存在が認識されてしまうことがある。特に化粧用シートを肌に貼り付けた後、該化粧用シートの上からファンデーション等の化粧料を付着させた場合、化粧用シートの存在が際立ち、自然な見た目に仕上げることが困難であった。
特許文献１〜３は、肌に貼付された状態で視認され難いナノファイバシートを製造する技術を開示するものではない。
【０００６】
したがって本発明の課題は、従来技術の欠点を解消し得るナノファイバシートの製造方法及びナノファイバシートの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、対向電極との間に高電圧を印加したノズルから原料液を吐出させ、電界紡糸法により該原料液から生じたナノファイバを捕集部上に堆積させる、ナノファイバシートの製造方法であって、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させることにより、周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加するグラデーション領域を有する所定のナノファイバシートを製造する、ナノファイバシートの製造方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、原料液（紡糸液）を吐出するノズルと、該ノズルと対向するように配され、該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極と、前記原料液を電気的に延伸して生成したナノファイバを集積する捕集部と、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させる機構とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、制御部内に入力された移動軌道のデータに基づき、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させることが可能になされており、前記制御部に、軌道計算工程で決定された移動軌道のデータが、入力されているか又は入力可能になされている、ナノファイバシートの製造装置を提供するものである。前記ナノファイバシートの製造装置は、前記ナノファイバシートの製造方法であって、ナノファイバの堆積分布に関する要因と、堆積する該ナノファイバの厚みとの相関関係に基づいて、前記所定のナノファイバシートを形成し得る、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方の移動軌道を決定する軌道計算工程と、前記軌道計算工程で決定された前記移動軌道に基づき、前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方を移動させながら、前記ナノファイバを堆積させる堆積工程とを備える、ナノファイバシートの製造方法に用いられる。
【０００９】
更に本発明は、ノズルから原料液を吐出させ、該原料液から生じた繊維又は粒子を捕集部上に堆積させて極薄シートを製造する、極薄シートの製造方法も提供する。
極薄シートはその厚さが５．１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
極薄シートの製造方法は、目的とする前記極薄シートの輪郭形状に関する情報に基づいて、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、該極薄シートの輪郭形状の範囲内に前記原料液を吐出する目的形状形成工程を備えることが好ましい。
前記目的形状形成工程においては、前記輪郭形状の周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加する、幅５ｍｍ以内のテーパー状の周縁領域が形成されるように、前記原料液を吐出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、肌に貼り付けた状態で視認し難いナノファイバ層を備えるナノファイバシートを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明のナノファイバシートの製造方法によって得られるナノファイバシートの一実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図３】図３は、図２に示すグラデーション領域を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明のナノファイバシートの製造方法に用いられるナノファイバシートの製造装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明のナノファイバシートの製造方法によって形成されるナノファイバの堆積体を示す平面図（ａ）と、該平面図のＩＩ−ＩＩ線断面図（ｂ）である。
【図６】図６は、堆積工程における第１工程及び第２工程によって形成された第１堆積領域及び第２帯状堆積領域を示す平面図（ａ）と、該平面図のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（ｂ）である。
【図７】図７は、図１に示すナノファイバシートを形成するための移動軌道を示す平面図である。
【図８】図８は、計算Ｊ３における条件（１）及び（２）を説明する図である。図８（ａ）は、条件（１）を満たさない態様を示す模式図であり、図８（ｂ）は、条件（１）及び（２）を満たす態様を示す模式図であり、図８（ｃ）は、条件（１）を満たすが、条件（２）を満たさない態様を示す模式図である。
【図９】図９は、図８に示す移動軌道を計算するため処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１に示すナノファイバシートを形成するための別の移動軌道を示す平面図である。
【図１１】図１１は、グラデーション領域の特定方法の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１〜図３に、本発明のナノファイバシートの製造方法によって得られるナノファイバシートの一実施形態を示す。
ナノファイバシート１０は、図１に示すように、基材層１２と、高分子化合物のナノファイバを含むナノファイバ層１１とを備えている。ナノファイバ層１１の一方の面には基材層１２が配置されている。ナノファイバ層１１は非常に薄いものであるが、説明の便宜上、図２及び図３においてはナノファイバ層１１が非常に大きく描かれている。
ナノファイバシート１０は、対象物の外観や表面形状を改善することを目的として使用されるものである。ナノファイバシート１０におけるナノファイバ層１１を、対象物に貼付すると、例えば肌に貼付すると、肌のシミや皺を効果的に隠蔽することができる。
【００１３】
本実施形態のナノファイバ層１１は、図２に示すように、基材層１２が位置する側とは反対側の面に起伏を有している一方、基材層１２と対向する面は平坦である。以下、ナノファイバ層１１における、基材層１２が位置する側とは反対側の面を第１面Ｓ１、基材層１２と対向する面を第２面Ｓ２という。本実施形態のナノファイバ層１１は、図２に示すように、第１面Ｓ１側が内方に向かって隆起した構造を有している。
【００１４】
ナノファイバシート１０におけるナノファイバ層１１は、高分子化合物のナノファイバを含む層である。本明細書においてナノファイバとは、その太さを円相当直径で表した場合、一般に１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下のものである。ナノファイバの太さは、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によって、繊維を１００００倍に拡大して観察し、その二次元画像から欠陥（ナノ繊維の塊、ナノ繊維の交差部分、ポリマー液滴）を除いた繊維を任意に１０本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引き繊維径を直接読み取ることで測定することができる。
【００１５】
ナノファイバ層１１の周縁端１７は、平面視においてナノファイバ層１１の輪郭を成している。本実施形態において前記周縁端１７は、ナノファイバ層１１において最も厚みが最小となる部分である。ナノファイバ層１１は、その周縁端１７の厚みＤ１が好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。ナノファイバ層１１において、その周縁端１７の厚みＤ１が位置によって異なっている場合、該周縁端１７の厚みの最小値及び最大値が上記の範囲内あることが好ましい。
ナノファイバ層１１の周縁端１７の厚みＤ１は、以下の〔ナノファイバ層の三次元形状の測定方法〕によって測定することができる。
【００１６】
〔ナノファイバ層の三次元形状の測定方法〕
ナノファイバ層１１の周縁端１７の厚みＤ１は、ナノファイバ層の第１面の表面の三次元形状を、レーザー式三次元形状測定システム（例えば、コムス社製、測定システムＥＭＳ２００２ＡＤ−３Ｄ、及びキーエンス社製  変位センサＬＫ−２０００の組合せ）を用いることによって、測定される。先ず、基材層をオートステージ上に載置してナノファイバシートをセットする。次いで、オートステージをＸ軸方向に移動させながら、レーザー変位計を走査させ、所定の計測ピッチＸＰでナノファイバ層の第１面の表面の高さを計測する。そして、オートステージをＸ軸と直交するＹ軸方向に、計測ピッチＹＰでずらして、オートステージをＸ軸方向に移動させながら、レーザー変位計を走査させ、所定の計測ピッチＸＰでナノファイバ層の第１面の表面の高さを計測する動作を繰り返すことにより、ナノファイバ層の第１面の表面形状データを得る。Ｘ軸方向の計測ピッチは０．２３５ｍｍとし、Ｙ軸方向の計測ピッチＹＰは０．３５０ｍｍとし、高さ（Ｚ軸）方向の分解能は０．１μｍとする。また、測定範囲は、平面視、即ちＸ軸方向及びＹ軸方向においてナノファイバ層全体が含まれる範囲とし、対象物に応じて計測ピッチは適宜変更しても差し支えない。以上の測定を無荷重下にて行う。そして、測定された三次元形状データに基づいて、ナノファイバ層の周縁端の厚みを測定する。以下に前記周縁端との厚みの測定方法の詳細を説明する。特に断らない限り、以下の説明において「厚み」はこの方法で測定した値のことを意味する。
【００１７】
〔周縁端の厚みの測定方法〕
先ず、平面視におけるナノファイバ層の輪郭形状を表す平面輪郭線を求める。平面輪郭線は、前記三次元形状データに基づいて取得してもよく、顕微鏡等を用いたナノファイバの拡大観察によって取得してもよい。ナノファイバを含むナノファイバ層は、表面から飛び出した繊維が存在すること、及び局所的に繊維の少ない部分や多い部分が形成されていることが一般的であるので、前記三次元形状データに基づいて得られる厚み等の測定値を位置ごとにプロットしたグラフ、具体的には平面輪郭線や後述する断面輪郭線又は８０％厚み等高線がノイズを含んでいることがある。斯かるノイズを除去する観点から、平面輪郭線、断面輪郭線又は８０％厚み等高線に対し、多項近似式による近似曲線化処理を行う。当該処理により複数の近似曲線が得られる場合は、三次元形状データに最も近い近似曲線を選択する。次いで、平面輪郭線を近似曲線化した平面輪郭曲線を三次元形状データに対応させ、該三次元形状データにおけるナノファイバ層の周縁端を特定し、該周縁端の厚みを測定する。
【００１８】
なお簡易的には、ナノファイバ層１１の周縁端１７の厚みＤ１は、接触式の膜厚計〔例えば、ミツトヨ社製ライトマチックＶＬ−５０Ａ（Ｒ５ｍｍ超硬球面測定子）〕を使用することによって測定することもできる。測定時に測定対象に加える荷重は０．０１Ｐａとする。
【００１９】
ナノファイバシート１０は、ナノファイバ層１１においてその周縁端１７から内方に向かって漸次厚みが増加するグラデーション領域Ｇを有している。グラデーション領域Ｇは、周縁端１７から内方に向かって隆起している領域であり、ナノファイバ層１１の周縁端１７を含んでいる。グラデーション領域Ｇは、ナノファイバシート１０の厚み方向Ｚに沿う断面においてナノファイバ層１１の表面が傾斜している領域である（図２及び図３参照）。即ちグラデーション領域Ｇは、ナノファイバ層１１を平面視したとき、該ナノファイバ層１１の輪郭の中央線ＣＬに直交する直交線に沿う断面において、該ナノファイバ層１１の内方に向かって傾斜している領域である（図２参照）。前記直交線に沿う断面は、例えば、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面である。このような断面は、前述した三次元形状データに基づいて求められる。グラデーション領域の特定方法について以下に詳述する。
【００２０】
〔グラデーション領域の特定方法〕
先ず、前記三次元形状データにおいて、厚みが最大となる位置を頂点位置として特定し、該頂点位置におけるナノファイバ層の厚みを求める。次いで、前記三次元形状データに基づき、厚みが頂点位置の厚みの８０％となる領域の輪郭を示す等高線（以下、「８０％厚み等高線」ともいう）を求め、該等高線の位置を、前記平面輪郭曲線とともに前記三次元形状データに反映させる。例えば、図１１に示すように、前記三次元形状データに平面輪郭曲線Ｃ０及び８０％厚み等高線Ｃ８０を反映させる。この８０％厚み等高線は、前述した近似曲線化処理を行ったものを用いる。次いで、平面輪郭曲線上の任意の位置を第１のポイントとし、該平面輪郭曲線の周長を１０等分する第１〜第１０のポイントを該平面輪郭曲線上に設定する。図１１に示す符号Ｎ１〜Ｎ１０は、第１〜第１０ポイントの一例である。次いで、第１〜第１０のポイントそれぞれにおいて、前記三次元形状データにおけるナノファイバ層の断面輪郭線を求める。断面輪郭線は、平面視において平面輪郭曲線上の第１〜第１０のポイントそれぞれと前記８０％等高線とを最短距離で結ぶ線分に沿って、前記三次元形状データのナノファイバ層を切断したときの断面の輪郭線である。次いで、第１〜第１０のポイントそれぞれにおける断面輪郭線に対し、前述した近似曲線化処理を行い、断面輪郭曲線を取得する。次いで、得られた各断面輪郭曲線に、これと対応する第１〜第１０のポイントの位置を反映させて、断面輪郭曲線におけるナノファイバ層の周縁端の位置を特定する。次いで、得られた各断面輪郭曲線において、周縁端からナノファイバ層の内方に向かって漸次厚みが増加する領域であって、その幅が３ｍｍ以上の傾斜領域を特定する。当該幅は、断面輪郭曲線における、周縁端から頂点位置までの長さ、又は周縁端から後述する最大厚み部までの長さである。また、断面輪郭曲線において漸次厚みが増加するパターンとしては、例えば直線状に増加するパターンや、シグモイド曲線や指数関数曲線等のように曲線状に増加するパターン、多段的に増加するパターン等が挙げられる。そして、第１〜第１０のポイントのうち、前記傾斜領域を有する断面輪郭曲線が確認されたポイントの数を計測する。計測した傾斜領域を有する断面輪郭曲線のポイント数を「ｎ」としたとき、「（ｎ／１０）×１００（％）」により、第１〜第１０のポイントの合計１０箇所に対する、傾斜領域を有する断面輪郭曲線の数の割合（％）を求めることができる。即ち、ナノファイバ層の周縁全長に対してグラデーション領域を何％有しているのかを判断することができる。例えば、第１〜第１０のポイントのうち、５箇所で前記傾斜領域を有する断面輪郭曲線が確認された場合、測定対象のナノファイバ層は、該ナノファイバ層の周縁全長に対しグラデーション領域を５０％有するものと判断することができる。
後述するグラデーション領域Ｇにおける最大厚み部１５の厚みや傾斜角度等といった、グラデーション領域Ｇ及び内方領域Ｍの各寸法は、特に断りがない限り、前記傾斜領域を有する各ポイントの断面輪郭曲線から求められる測定値の算術平均値とする。
【００２１】
ナノファイバ層１１は、その周縁端１７と、グラデーション領域Ｇの最大厚み部１５との間隔Ｗ１（図２参照）が好ましくは３ｍｍ以上である。ナノファイバ層の周縁端１７と、前記最大厚み部１５との間隔Ｗ１は、周縁端１７からグラデーション領域Ｇの厚みが最大となる部分までの離間距離であり、グラデーション領域Ｇの幅である。ナノファイバ層１１において周縁端１７と、前記最大厚み部１５との間隔Ｗ１が位置によって異なっている場合、前記間隔Ｗ１の最小長さが３ｍｍ以上であることが好ましい。以下、ナノファイバ層１１における周縁端１７と、前記最大厚み部１５との間隔Ｗ１を、グラデーション領域Ｇの幅Ｗ１ともいう。
【００２２】
ナノファイバ層１１が後述する内方領域Ｍを有さず、その周縁端１７から頂点位置まで厚みが漸次増加するグラデーション領域Ｇを有する場合、周縁端１７と頂点位置との間隔が、グラデーション領域Ｇの幅Ｗ１となる。斯かる場合も、グラデーション領域Ｇの幅Ｗ１は３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２３】
本実施形態におけるナノファイバ層１１は、前記グラデーション領域Ｇと、該グラデーション領域Ｇに囲まれた内方領域Ｍとを有している。ナノファイバ層１１において、グラデーション領域Ｇの厚みが一方向に向かって漸次増加しているのに対し、内方領域Ｍは、その全体の厚みが実質的に一定であるか、または図２に示すように厚みが異なる部分を有している。即ち、内方領域Ｍは、グラデーション領域Ｇに囲まれた領域であって、その厚みが一方向に向かって変化していない領域である。したがって内方領域Ｍは、位置によって厚みが若干異なっていることが許容される。例えば平均厚みに対して±２５％程度の範囲で厚みが異なることが許容される。内方領域Ｍが厚みの異なる部分を有している場合、内方領域Ｍの最大厚みと、グラデーション領域Ｇの最大厚み部１５の厚みＤ３（図２参照）とは同じ厚みである。グラデーション領域Ｇの最大厚み部１５とは、グラデーション領域Ｇの厚みが最大となる部分であり、グラデーション領域Ｇの内方端、即ち内方領域Ｍ側の端である。内方領域Ｍは、ナノファイバ層１１の頂点位置における厚みに対する厚みが、好ましくは８０％以上の領域、より好ましくは９０％以上の領域である。内方領域Ｍは、前述の断面輪郭曲線に基づいて特定できる。ナノファイバ層１１は、本実施形態のようにグラデーション領域Ｇと内方領域Ｍとを有するものであってもよく、内方領域を有さずに周縁端と頂点位置との間にグラデーション領域のみを有するものであってもよい。
【００２４】
ナノファイバシート１０の厚み方向に沿う断面において、内方領域Ｍは、その幅Ｗ２（図２参照）が２００ｍｍ以下であり、好ましくは１５０ｍｍ以下である。内方領域Ｍの幅Ｗ２は、前記断面におけるグラデーション領域Ｇの最大厚み部１５間の距離である。本実施形態におけるナノファイバシート１０は、ナノファイバ層１１に内方領域Ｍを有しているが、ナノファイバシート１０は、内方領域Ｍを有していなくともよい。即ち、ナノファイバシート１０は、前記断面におけるグラデーション領域Ｇの最大厚み部１５間の距離Ｗ２が実質０ｍｍであり、周縁端１７から頂点位置に向かって厚み漸次増加するグラデーション領域のみを有するものであってもよい。この場合、グラデーション領域Ｇの内方端である最大厚み部が頂点位置となる。
【００２５】
本実施形態のナノファイバシート１０は、基材層１２を剥離し、ナノファイバ層１１を、肌等の対象物に貼付して使用する。ナノファイバシート１０は、上述したグラデーション領域Ｇを有することにより、肌等の対象物に貼付した状態において、ナノファイバ層１１の外縁（周縁端）が目立たず、該ナノファイバ層１１を視認し難いものとなって、肌に馴染んだ見た目となる。
【００２６】
上述したナノファイバシートの製造方法を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図４には、図１に示すナノファイバシートの製造方法に用いられる電界紡糸装置の一実施形態が模式的に示されている。図４に示す電界紡糸装置１００は、原料液を吐出するノズル２０と、該ノズル２０との間に電界を生じさせる対向電極３０と、原料液から生成されたナノファイバ（繊維Ｆ）を集積する捕集部４０と、ノズル２０を移動させる移動機構５０とを具備している。原料液は、ナノファイバの原料樹脂の溶液又は分散液を意味する。
【００２７】
電界紡糸装置１００は、ノズル２０から原料樹脂の溶液又は分散液（以下、これらを総称して「原料液」ともいう。）を吐出して、電界紡糸によって細径の繊維Ｆを形成する。ノズル２０は、後述する移動機構５０に取り付けられている。ノズル２０は、原料液供給部（不図示）から供給される原料液を吐出する部材であり、原料液供給路（不図示）を介して原料液供給部と連通している。原料液供給部は、圧力負荷装置等の公知の手段によって、原料液をノズル２０に定量的に供給可能になされており、さらに原料液をノズル２０に連続的に又は断続的に供給する。
【００２８】
本実施形態においてノズル２０は、金属などの導電性材料から構成されており、電圧印加部３２と電気的に接続されている。即ち、ノズル２０は正又は負の電圧が印加できるようになっている。
【００２９】
対向電極３０は、金属等の導電性材料から構成される部材であり、ノズル２０と対向するように配されている。対向電極３０は、接地されておりこれにより、ノズル２０と対向電極３０との間に電界を生じさせることができるようになっている。また、対向電極３０は、直流高圧電源などの電圧印加部３２と電気的に接続されて、電圧も印加できる。本実施形態において対向電極３０は、後述する捕集部４０でもある。
【００３０】
電界紡糸装置１００では、ノズル２０に正電圧を印加するか、対向電極３０に負電圧を印加するか、又はこれらの両方を行って、ノズル２０と対向電極３０との間に電位差を生じさせる。ノズル２０に負電圧を印加するか、対向電極３０に正電圧を印加するか、又はこれらの両方を行って、ノズル２０と対向電極３０との間に電位差を生じさせることも好ましい。ノズル２０と対向電極３０との間に加わる電位差、即ちノズル２０と捕集部４０との間に加わる電位差は、原料液の帯電性を向上させる観点から、１ｋＶ以上、特に１０ｋＶ以上とすることが好ましく、放電を防止する観点から、１００ｋＶ以下、特に５０ｋＶ以下とすることが好ましい
【００３１】
捕集部４０は、原料液を電気的に延伸して生成した繊維Ｆ（ナノファイバ）を集積する部材である。本実施形態において捕集部４０は、ノズル２０と対向するように配されている。また、前記捕集部４０は、前述の対向電極３０であり、接地又は電圧印加部３２と電気的に接続されて、電圧が印加できるようになっている。即ち、本実施形態においてはノズル２０と捕集部４０との間に電界を生じさせることができるようになっている。
【００３２】
移動機構５０は、ノズル２０を平面方向に移動可能に構成されている。本実施形態において移動機構５０は、ノズル２０を保持するスライダ５１と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向それぞれに沿うレール５３，５５とを備え、該レール５５上を該レール５３が移動し、該レール５３上をスライダ５１が移動する。移動機構５０は、制御部（不図示）と電気的に接続されており、制御部に入力された移動軌道のデータに基づき、あるいは操作者がコントローラーを介して制御部に入力した操作信号に基づき、ノズル２０を移動させながら、繊維Ｆを捕集部４０上に堆積させることが可能になされている。制御部には、後述する軌道計算工程で決定された移動軌道のデータが入力されているか、又は入力可能になされている。制御部への移動軌道のデータの入力は、ＵＳＢメモリ等の記録媒体を介して入力可能であってもよいし、インターネットやイントラネット等のネットワークを介して入力可能であってもよい。
【００３３】
本実施形態において電界紡糸装置１００は、非導電性材料から構成される台６０を具備し、該台６０の上には対向電極３０である捕集部４０が載置されている。移動機構５０は、台６０が配された範囲内において、ノズル２０を平面方向に移動可能になされている。
【００３４】
本実施形態のナノファイバシートの製造方法では、上述した構成を具備する電界紡糸装置１００を用いて、電界紡糸法により原料液から生じた繊維Ｆを捕集部上に堆積させる。電界ノズル２０と対向電極３０との間に電界を生じさせた状態下で、ノズル２０に原料液を供給し、該ノズルから原料液を吐出させる。この際、電界紡糸装置１００は、移動機構５０によってノズル２０を移動させながら、原料液を吐出させる。吐出された原料液は、電気的斥力、原料液に含まれる溶媒の蒸発を繰り返して、繊維Ｆを形成しながら対向電極３０に引き寄せられるように紡糸される。繊維Ｆは対向電極３０でもある捕集部４０に堆積し、ナノファイバ（繊維Ｆ）の堆積体を形成する。この堆積体がナノファイバ層１１となる。
【００３５】
本実施形態におけるナノファイバシートの製造方法では、上述したようにノズル２０を移動させながら、ナノファイバ（繊維Ｆ）を捕集部４０上に堆積させる。例えば、ナノファイバシート１０の平面視形状に沿ってノズル２０を移動させると、図５（ａ）に示すように、該平面視形状に沿った線状のナノファイバの堆積体からなる第１堆積領域ｅ１が形成される。ノズルから吐出されるナノファイバは、ノズル２０の吐出孔の外縁側よりも中心側に多く堆積する傾向があるところ、ノズル２０の移動軌道に沿って形成されるナノファイバの堆積体は、その外縁部分に、外縁から中心に向かって漸次厚みが増加する領域が形成される〔図５（ｂ）参照〕。即ち、本実施形態のナノファイバシートの製造方法により、グラデーション領域を有するナノファイバシートを製造することができる。
また、ノズル２０を移動させながらナノファイバの堆積体を形成すると、ノズル２０の移動軌道に沿ってナノファイバが堆積するため、該ナノファイバの堆積体の平面視形状は、ノズル２０の移動軌跡に沿った形状となる。これにより、所望の平面視形状のナノファイバ層１１を容易に形成することができる。
【００３６】
本実施形態においては、ノズル２０を移動させながら、繊維Ｆを捕集部４０上に堆積させていたが、本発明のナノファイバシートの製造方法は、繊維Ｆを堆積させる捕集部４０を移動させてもよく、ノズル２０及び捕集部４０の双方を移動させてもよい。ノズル２０及び捕集部４０の双方を移動させながらナノファイバ層を形成することには、ナノファイバ層の形状を任意の形状に調整し易くなるという利点がある。このように、本発明のナノファイバシートの製造方法は、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を移動させながら、繊維Ｆを捕集部４０上に堆積させる。
捕集部４０を移動させる移動機構としては、例えば捕集部４０のナノファイバが堆積される面とは反対側の面を保持するステージと、該ステージを平面方向に移動させる複数のモーターを備えたもの等が挙げられる。
【００３７】
本発明におけるナノファイバシートの製造方法は、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を移動させながら、ナノファイバの堆積体を形成するところ、該ノズル２０からの原料液の吐出速度や、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方の移動速度等の要因が、堆積するナノファイバの厚みに影響を与える。そこで本実施形態におけるナノファイバシートの製造方法は、ノズル２０の移動軌道を決定する軌道計算工程と、該移動軌道に基づきナノファイバを堆積させる堆積工程とを備える。これにより、ナノファイバ層の厚みを精度良く制御することができ、グラデーション領域Ｇをより確実に形成し得る。
【００３８】
前記軌道計算工程では、ナノファイバの堆積分布に関する要因と、堆積する該ナノファイバの厚みとの相関関係に基づいて、ノズル２０の移動軌道を決定する。前記移動軌道は、所定のナノファイバシートを形成し得るものである。所定のナノファイバシートとは、グラデーション領域Ｇを有し、且つ所定の平面視形状及び所定の厚みを有するものである。所定の厚みは、製品仕様等で決定される設定値であり、ナノファイバ層１１の最低厚みでもよく、最大厚みであってもよく、グラデーション領域Ｇの最低厚みや最大厚みであってもよい。皺、シミを隠蔽することができ、肌に浸透させる美容液等の機能剤を浸透し易くする観点から、ナノファイバシートが内方領域Ｍを有する場合は該内方領域Ｍの最低厚みＤ５を、ナノファイバシートが内方領域Ｍを有しない場合はグラデーション領域Ｇの最大厚み部１５の厚みＤ３を、ナノファイバシートの所定の厚みとして設定することが好ましい。本実施形態では、軌道計算工程においてノズル２０の移動軌道を決定するが、軌道計算工程では、ノズル２０及び捕集部４０の何れか一方又は双方の移動軌道を決定する。
【００３９】
ナノファイバの堆積分布は、捕集部４０上に堆積されるナノファイバの堆積量の分布である。ナノファイバの堆積分布に関する要因としては、例えばノズル２０若しくは捕集部４０の移動速度、原料液の吐出速度、ノズル２０と対向電極３０との間の電位差、ノズル２０と捕集部４０との間の距離、ノズル２０の内径、及びノズルの材質等が挙げられ、これらから選ばれる１種又は２種以上を組み合わせることができる。上述した各要因は、その数値を調整することにより、ナノファイバ層の厚みを増減させることができる。ナノファイバの堆積分布に関する要因において、ノズルの材質は、ノズル２０の帯電量に影響を与える要因である。
【００４０】
ナノファイバの堆積分布に関する要因として、ノズル２０の移動速度（以下、要因ａともいう）と、原料液の吐出速度（以下、要因ｂともいう）と、ノズル２０と捕集部４０との間の距離（以下、要因ｃともいう）とを採用した場合を例に、軌道計算工程を説明する。ノズル２０の移動速度（要因ａ）や原料液の吐出速度（要因ｂ）によって、単位面積当たりのナノファイバの堆積量が増減し、これに伴い堆積するナノファイバの厚みが増減する。また、ノズル２０と捕集部４０との間の距離（要因ｃ）によって、単位時間当たりのナノファイバの堆積体の面積が増減する。このように、前記要因ａ〜ｃは、ナノファイバの堆積分布を変化させる要因となる。
【００４１】
軌道計算工程では、前記要因ａ〜ｃと、ナノファイバの堆積体の厚みとの相関関係を求める。前記相関関係は、ナノファイバの堆積分布に関する要因を所定の値に設定し、ノズル２０を所定の軌道上に移動させながらナノファイバの試験体を作成し、該試験体の厚み分布を測定することにより求められる。例えば、前記要因ａ〜ｃを所定の値に設定した上で、図５に示すように、一方向にノズル２０を移動させながら、ナノファイバの試験体を作成し、該試験体について、その延在方向とは直交する方向の断面における厚みのデータ（以下、模擬データともいう）を取得する。このような模擬データは、例えば、レーザー式三次元形状測定システム（コムス社製、測定システムＥＭＳ２００２ＡＤ−３Ｄ、及びキーエンス社製  変位センサＬＫ−２０００の組合せ）を用いた測定によって得られる。この模擬データと、設定されるナノファイバ層１１の平面視形状とに基づき、形成し得るナノファイバの厚みをシミュレートして、移動軌道を決定する。模擬データとしては、前記要因ａ〜ｃの設定値を同一条件としたデータか、又はナノファイバの堆積分布に関する要因の設定値を異ならせた複数のデータを用いることができる。
【００４２】
前記軌道計算工程では、ナノファイバの堆積分布に関する要因（例えば前記要因ａ〜ｃ）の設定値を調整するか、移動軌道上にナノファイバの堆積位置が重複する部分、又は重複しない部分を設けることで、ナノファイバシートの所定厚みが設定値となるように計算する。また、計算される移動軌道は、製品仕様等で設定されるナノファイバ層１１の平面視形状に沿った軌道となるが、このような軌道は、例えば、ＳＥＬジェネレーター（ＩＡＩ株式会社製）等のソフトウェアを用いて設定することができる。移動軌道計算工程は、設定されるナノファイバ層１１の平面視形状に沿っており、且つナノファイバの厚みが所定の数値となる条件を満たす移動軌道が得られるまで、移動軌道の計算、即ち移動軌道のシミュレートを繰り返す。
【００４３】
堆積工程では、前記軌道計算工程で決定された移動軌道に基づき、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を移動させながら、ナノファイバを堆積させる。本実施形態の電界紡糸装置１００では、軌道計算工程で決定された移動軌道のデータを制御部に送り、該制御部から送られる操作信号に基づき、移動機構５０を作動させて、ノズル２０を前記移動軌道に沿って移動させる。このように、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を移動軌道に沿って移動させることにより、移動軌道の設定でシミュレートされた平面視形状及び厚みを有するナノファイバ層を形成することができる。
【００４４】
図２に示すナノファイバシート１０のように、ナノファイバシートが内方領域Ｍを有している場合、軌道計算工程においては、内方領域Ｍの最低厚みが、所定の設定値以上となるように移動軌道を計算することが好ましい。内方領域Ｍの最低厚みＤ５は、該内方領域Ｍにおいて最も厚みが小さい部分の厚みである（図２参照）。この場合、軌道計算工程では、内方領域Ｍの最低厚みが所望の設定値となり、且つナノファイバ層１１が所望の平面視形状となる移動軌道を決定する。
【００４５】
設定されるナノファイバ層１１の平面視形状や面積に応じて、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方の移動軌道上に、ナノファイバの堆積位置が重複する部分が設けられることがある。この場合、ナノファイバ層１１の厚みの精度を向上させる観点から、前記堆積工程は、以下の第１工程及び第２工程を具備することが好ましい。第１工程は、ナノファイバの堆積部が、帯状の第１堆積領域ｅ１を形成するように第１の移動軌道ｒ１に沿って移動させる。第２工程は、ノズル２０及び捕集部４０の何れか一方を、ナノファイバの堆積部が、第１堆積領域ｅ１又は先に形成された帯状堆積領域と幅方向の一部どうしが連続的に重複する第２帯状堆積領域ｅ２を形成するように第２の移動軌道に沿って移動させる〔図６（ａ）参照〕。ナノファイバ層１１の平面視形状や面積に応じて、堆積工程は第２工程を単一又は複数具備する。
【００４６】
前記の第１工程及び第２工程を、本実施形態のナノファイバシートの製造方法を例に説明する。本実施形態のナノファイバシートの製造方法は、前記の第１工程及び第２工程を具備する。本実施形態の第１工程では、ナノファイバが堆積した帯状の第１堆積領域ｅ１が形成される。第１堆積領域ｅ１は、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を、第１の移動軌道に沿って移動させることによって形成される。第１堆積領域や、後述する第２帯状堆積領域は、移動軌道に沿った軌道方向Ｘと、該軌道方向と直交する幅方向Ｙとを有している。本実施形態において第１堆積領域ｅ１は、ナノファイバ層１１の周縁となる部分を形成する。また、第１の移動軌道ｒ１は、後述する複数の第２の移動軌道ｒ２を囲むように位置する。
【００４７】
本実施形態の第２工程では、ナノファイバが堆積した第２帯状堆積領域ｅ２が形成される〔図６（ａ）参照〕。第２帯状堆積領域ｅ２は、ノズル２０及び捕集部４０の少なくとも一方を、第２の移動軌道ｒ２に沿って移動させることによって形成される。第２帯状堆積領域ｅ２は、その幅方向Ｙにおいて第１堆積領域ｅ１と部分的且つ移動軌道に沿って連続的に重なって形成される。本実施形態において、第２帯状堆積領域ｅ２は、第１堆積領域ｅ１に囲まれた領域内に形成され、該第２帯状堆積領域ｅ２の幅方向Ｙの周縁側の部分が、その軌道方向Ｘにおいて第１堆積領域ｅ１の内側の部分と連続的に重なっている〔図６（ａ）及び（ｂ）参照〕。また、本実施形態では、第２工程を複数具備しており、各第２工程で用いられる第２の移動軌道ｒ２として、第１の移動軌道ｒ１に囲まれた内方側軌道ｓ１〜ｓ３（図７参照）を移動軌道計算工程にて計算する。これら内方側軌道ｓ１〜ｓ３は、それぞれ第２帯状堆積領域を形成する移動軌道であり、これら内方側軌道に沿って、ノズル２０及び捕集部４０の何れか一方を移動させることにより、第１堆積領域に囲まれた第１〜３の内方堆積領域を形成する。以下、堆積領域と他の堆積領域とが重複する領域を重複領域Ｅ〔図６（ｂ）参照〕ともいう。重複領域Ｅの形態としては、第１堆積領域ｅ１と第２帯状堆積領域ｅ２とが重複する領域や、第２帯状堆積領域ｅ２と他の帯状堆積領域とが重複する領域が挙げられる。
【００４８】
グラデーション領域Ｇをより確実に形成する観点から、重複領域Ｅは、図６（ｂ）に示すように、幅方向Ｙにおいて、堆積領域の中点ｆ１と他の堆積領域が配される側の外縁ｆ２との間に位置していることが好ましい。重複領域Ｅは、幅方向Ｙにおいて、重複領域Ｅの範囲内に、堆積領域における中点ｆ１と、第２帯状堆積領域ｅ２の中点ｆ３が位置していることも好ましい。堆積領域における中点ｆ１，ｆ３とは、帯状堆積領域の幅方向Ｙの長さを二等分する位置である。図６（ｂ）では、重複領域Ｅが、幅方向Ｙにおいて、第１堆積領域ｅ１における中点ｆ１と第２帯状堆積領域ｅ２が配される側の外縁ｆ２との間に位置している。また、上記と同様の観点から、前記の移動軌道計算工程において、第２帯状堆積領域が、第１堆積領域における中点ｆ１と第２帯状堆積領域が配される側の外縁ｆ２との間に部分的に重なるように、あるいは重複領域Ｅの範囲内に、堆積領域における中点ｆ１と、第２帯状堆積領域ｅ２の中点ｆ３とが配されるように、第２の移動軌道ｒ２を計算することが好ましい。斯かる方法で第２の移動軌道ｒ２の計算を行うことを、以下計算Ｊ１ともいう。堆積工程が第２工程を複数具備する場合、各第２工程で用いられる第２の移動軌道ｒ２は、前記軌道計算工程において前記計算Ｊ１により決定されることが好ましい。
【００４９】
ナノファイバ層１１は、上述したようにその外縁部分にグラデーション領域Ｇを有するところ、幅方向において第１堆積領域及び第２帯状堆積領域の外縁部分どうしが重なった重複領域Ｅは、該重複領域Ｅの幅Ｗ１０が大きいほど、該重複領域Ｅの厚みＤ１０が増加し、重複領域Ｅの幅Ｗ１０が小さいほど該重複領域Ｅの厚みＤ１０が減少する。即ち、重複領域Ｅの幅Ｗ１０を調整することで、内方領域Ｍの最低厚みＤ５を調整することができる。この場合、前記の移動軌道計算工程において、重複領域Ｅの厚みＤ１０が、ナノファイバ層１１の設計に基づき、所定の厚み以上となるように、例えば設計上の内方領域Ｍの最低厚みＤ５以上となるように、重複領域Ｅの幅Ｗ１０を調整して第２の移動軌道ｒ２を計算することが好ましい。斯かる方法で第２の移動軌道ｒ２の計算を行うことを、以下計算Ｊ２ともいう。堆積工程が第２工程を複数具備する場合、各第２工程で用いられる第２の移動軌道ｒ２は、前記軌道計算工程において前記計算Ｊ２により決定されることが好ましい。
上述した計算Ｊ１及び計算Ｊ２は、ナノファイバの堆積部どうしの重なりの程度に基づき、第１の移動軌道ｒ１と第２の移動軌道ｒ２との離間距離を計算する〔図６（ｂ）参照〕。
【００５０】
内方領域Ｍの最低厚みＤ５をより確実に確保すると共に、ナノファイバ層を貼付することによるシミ・皺等の隠蔽効果を向上させる観点から、重複領域Ｅの寸法は以下の範囲であることが好ましい。
幅方向Ｙにおける重複領域の厚みＤ１０〔図６（ｂ）参照〕は、内方領域Ｍの最低厚みＤ５に対して好ましくは１００％以上、より好ましくは１２５％以上であり、また好ましくは２５０％以下、より好ましくは２００％以下であり、また好ましくは１００％以上２５０％以下であり、より好ましくは１２５％以上２００％以下である。幅方向Ｙにおける重複領域Ｅの厚みＤ１０は、該重複領域Ｅにおける最低厚みである。
【００５１】
重複領域Ｅの厚みＤ１０〔図６（ｂ）参照〕は、好ましくは０．２μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上であり、また好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下であり、また好ましくは０．２μｍ以上１００μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００５２】
重複領域の幅Ｗ１０〔図６（ｂ）参照〕は、幅方向Ｙにおける堆積領域の中点と他の堆積領域の中点との離間距離Ｗ１１に対して好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上であり、また好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下であり、また好ましくは１％以上９０％以下であり、より好ましくは５％以上８０％以下である。
幅方向Ｙにおける重複領域の幅Ｗ１０〔図６（ｂ）参照〕は、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは４ｍｍ以上であり、また好ましくは８０ｍｍ以下、より好ましくは６０ｍｍ以下であり、また好ましくは１ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、より好ましくは４ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。
【００５３】
前述した重複領域Ｅの寸法（幅及び厚み）は、レーザー式三次元形状測定システム（コムス社製、測定システムＥＭＳ２００２ＡＤ−３Ｄ、及びキーエンス社製  変位センサＬＫ−２０００の組合せ）を用いた測定によって得られた前記の模擬データを用いることで設定可能である。例えば、２つの堆積領域を、幅方向における所定の幅Ｗ１０に重ね合わせることを想定した場合、重ね合わせる前の２つの堆積領域を幅方向Ｙに走査しながら計測した堆積分布データに基づいて、重複領域の厚みＤ１０を計算することができる。この計算に、表計算ソフトを用いてもよい。
【００５４】
本実施形態では、移動軌道計算工程において、内方側軌道ｓ１〜ｓ３が、外側に隣接する移動軌道に囲まれた範囲内に形成されるように、該内方側軌道ｓ１〜ｓ３を計算する。即ち、本実施形態においては、第１の移動軌道ｒ１に囲まれた範囲内で第１内方側軌道ｓ１を計算し、第１内方側軌道ｓ１に囲まれた範囲内で第２内方側軌道ｓ２を計算し、第２内方側軌道ｓ２に囲まれた範囲内で第３内方側軌道ｓ３を計算する（図７参照）。本実施形態の移動軌道計算工程は、前述した計算Ｊ１及びＪ２、並びに下記に説明する計算Ｊ３によって、内方側軌道ｓ１〜ｓ３を計算する。
【００５５】
内方側軌道は、その配置が第１堆積領域ｅ１の内方側になればなるほど、ナノファイバ層１１の平面視形状の相似形をなす周回状の軌道を形成し難くなる。これに対し、本実施形態では、第３内方側軌道ｓ３を一方向に延びる線状の軌道としている。このように、移動軌道計算工程は、移動軌道を設定する範囲の面積や形状に応じて、周回状の軌道、又は周回状とならない軌道を計算することが好ましい。斯かる方法で第２の移動軌道ｒ２、即ち内方側軌道の計算を行うことを、以下計算Ｊ３ともいう。
【００５６】
本実施形態では、前記計算Ｊ３を以下のようにして行う。
先に決定された移動軌道に囲まれた領域を決定する。先に決定された移動軌道を決定軌道ｈともいい、該決定軌道ｈに囲まれた領域を決定軌道内領域Ｈともいう。計算Ｊ３では、決定軌道内領域Ｈ内にナノファイバ層１１の平面視形状の略相似形となる周回状の移動軌道（以下、相似軌道ｋともいう）を想定し得るか否かを判断する。相似軌道ｋは、決定軌道内領域Ｈを形成する決定軌道ｈに対応するものであるため、相似軌道ｋを形成する軌道線が決定軌道内領域Ｈ内に納まる場合は、当該相似軌道ｋを想定し得ると判断する。即ち、決定軌道ｈと相似軌道ｋとの相互に対応し合う部分が隣り合うように、相似軌道ｋが配されるか否かを判断する。
【００５７】
計算Ｊ３は、特に、決定軌道内領域Ｈにおける、決定軌道ｈの一部ｈ１，ｈ２どうしが対向する部分Ｈ１にて、決定軌道の一部ｈ１と該一部ｈ１に対応する相似軌道ｋの一部ｋ１とが隣り合うか否かを判断すると共に、前記決定軌道ｈの一部ｈ１と対向する決定軌道ｈの他の一部ｈ２と、該他の一部ｈ２に対応する相似軌道ｋの一部ｋ２とが隣り合うか否かを判断する。以下、前記対向する部分Ｈ１において、決定軌道の一部を部位ｈ１、該部位ｈ１に対向する決定軌道の他の一部を部位ｈ２ともいい、部位ｈ１に対応する相似軌道の一部を部位ｋ１、部位ｈ２に対応する相似軌道の他の一部を部位ｋ２ともいう〔図８（ａ）〜（ｃ）参照〕。
【００５８】
決定軌道の一部ｈ１，ｈ２どうしが対向する部分Ｈ１における、移動軌道の決定は、例えば図９に示すような処理により行われる。図９に示すフローでは、下記の工程（１）〜（３）が行われる。
工程（１）Ｐ１では、下記の条件（１）を満たすか否かを判定する。条件（１）を満たす場合、次の処理として工程（２）Ｐ２が行われる。条件（１）を満たさない場合、決定軌道ｈの一部ｈ１，ｈ２どうしが対向する部分Ｈ１に相似軌道を想定できないと判断する〔図８（ａ）参照〕。また、条件（１）を満たさない場合、後述する、周回状とならない軌道も想定できないと判断する。
条件（１）：相似軌道ｋの一部ｋ１が決定軌道の一部ｈ２よりも内方側に配置され、且つ相似軌道の他の一部ｋ２が決定軌道の他の一部ｈ１よりも内方側に配置される。
【００５９】
工程（２）Ｐ２では、下記の条件（２）を満たすか否かを判定する。条件（２）を満たす場合、決定軌道の一部ｈ１，ｈ２どうしが対向する部分Ｈ１に相似軌道を想定できると判断して〔図８（ｂ）参照〕、該相似軌道を決定する（図９に示すＰ２-１）。条件（２）を満たさない場合、次の処理として工程（３）Ｐ３が行われる。
条件（２）：相似軌道の一部ｋ１と、決定軌道の一部ｈ１とが隣り合って配置され、且つ相似軌道の他の一部ｋ２と、決定軌道の他の一部ｈ２とが隣り合って配置される。
【００６０】
前記条件（２）を満たさない態様としては、相似軌道の一部ｋ１と、決定軌道の他の一部ｈ２とが隣り合って配置され、且つ相似軌道の他の一部ｋ２と、決定軌道の一部ｈ１とが隣り合って配置されるものが挙げられる〔図８（ｃ）参照〕。
前記条件（２）を満たさない場合、工程（３）Ｐ３では、幅方向Ｙにおいて相似軌道の一部ｋ１と他の一部ｋ２との離間距離を２等分する中央線ＣＬ１を移動軌道として決定する。中央線ＣＬ１は、相似軌道と異なり、周回状とならない軌道である。
【００６１】
上記の計算Ｊ３は、ナノファイバシートの平面視形状及び厚みに応じて、繰り返し行ってもよい。ナノファイバ層の厚みの調整精度を向上させる観点から、計算Ｊ３は、決定軌道の一部ｈ１，ｈ２どうしが対向する部分Ｈ１毎に行うことが好ましい。
【００６２】
本実施形態のナノファイバシートの製造方法では、軌道計算工程において、第１〜第３内方側軌道ｓ１，ｓ２，ｓ３を前述の計算Ｊ１、計算Ｊ２、及び計算Ｊ３により計算している。具体的には、計算Ｊ１及びＪ２によって、隣り合う軌道の離間距離を計算し、該離間距離に基づいて、計算Ｊ３によって、第１〜第３内方側軌道ｓ１，ｓ２，ｓ３を計算している。このように、ナノファイバシートの製造方法は、計算Ｊ１，計算Ｊ２、計算Ｊ３又はこれら２以上の組み合わせによって、移動軌道を決定してもよい。
【００６３】
本実施形態のナノファイバシートの製造方法は、軌道計算工程において複数の移動軌道を決定し、堆積工程においてこれら複数の移動軌道に沿ってノズル２０を移動させる。本実施形態における移動軌道Ｏｂは、互いに略相似形となる複数の周回軌道を入れ子状に内包する軌道群と、該軌道群を構成する複数の軌道どうしを連結する渡り線軌道との組み合わせである（図７参照）。軌道群は、図７に示すように、最も外方に位置する第１の移動軌道と、該第１の移動軌道の内方に位置する第１〜第３内方側軌道ｓ１〜ｓ３からなり、これら複数の軌道どうしを渡り線軌道ｔが連結している。グラデーション領域Ｇをより精度良く形成させる観点から、移動軌道における軌道群を構成する複数の周回軌道は、渡り線軌道ｔに連結されていることが好ましい。渡り線軌道ｔは、複数の周回軌道を連結するものであるが、各周回軌道と交わるか、又は接するものであればよい。
【００６４】
渡り線軌道ｔは、軌道群を構成する複数の周回軌道どうしを連結する直線状の軌道であればよい。一方、電界紡糸装置１００では、原料液の吐出速度をより制御する観点から、原料液の吐出を連続的に行うことが好ましい。この場合、ナノファイバ層の厚みが過度に大きくなることを抑制する観点から、渡り線軌道ｔは、軌道群を構成する各周回軌道の終点どうしを結んだ直線状の軌道であることが好ましい。即ち、軌道計算工程では、軌道群を構成する各周回軌道の終点どうしを結んだ直線状の軌道となるように渡り線軌道ｔを計算することが好ましい。
【００６５】
移動軌道Ｏｂを計算する場合、該移動軌道Ｏｂは、外側から内側に向かって移動する軌道であってもよく、内側から外側に向かって移動する軌道であってもよく、外側から内側に向かって移動する軌道と内側から外側に向かって移動する軌道との組み合わせであってもよい。また、移動軌道Ｏｂは、同一の移動方向で構成されてもよく、異なる移動方向の組み合わせで構成されてもよい。図７に示す移動軌道Ｏｂを計算する場合、外側から内側に向かって移動する形態としては、第１の移動軌道ｒ１、第１内方側軌道ｓ１、第２内方側軌道ｓ２、及び第３内方側軌道ｓ３の順で移動する形態が挙げられる。また、内側から外側に向かって移動する形態としては、第３内方側軌道ｓ３、第２内方側軌道ｓ２、第１内方側軌道ｓ１、第１の移動軌道ｒ１の順で移動する形態が挙げられる。
以下、移動軌道Ｏｂを構成する第１の移動軌道を単にｒ１、該第１の移動軌道の内方に位置する第１〜第３内方側軌道それぞれを単にｓ１〜ｓ３ともいう。
【００６６】
ナノファイバ層１１の厚みの精度を向上させる観点、及びグラデーション領域Ｇをより確実に形成する観点から、堆積工程において、ノズル及び捕集部の少なくとも一方が、軌道群を構成する軌道の少なくとも一部に沿った移動を繰り返しながら、ナノファイバを堆積させることが好ましい。例えば、図７に示す移動軌道Ｏｂの場合、複数の周回軌道ｒ１、ｓ１〜ｓ３のうちの何れかに沿って移動する動作を、ノズル及び捕集部の少なくとも一方が複数回繰り返す。この場合、同一の軌道に沿った移動を複数回繰り返した後に、別の軌道に沿った移動を行ってもよく、各軌道に沿った移動を１回ずつ行う動作を複数回繰り返し行ってもよい。前記の「同一の軌道」は、ｒ１、ｓ１、ｓ２の周回軌道であってもよく、ｓ３の周回状とならない軌道であってもよい。図７に示す移動軌道Ｏｂの場合、ｒ１を１周した後にｓ１を２周繰り返し、ｓ２を３周繰り返し、ｓ３を３回繰り返してもよい。また、ｒ１からｓ３までの各軌道を各１回で移動した後に、ｓ１からｓ３までの各軌道を各１回で移動し、更にｓ２とｓ３の各軌道を各１回で移動してもよい。
上記と同様の観点から、軌道計算工程は、ナノファイバ層の厚みが所定の設定値となるように、例えば設計上の内方領域Ｍの最低厚みＤ５以上となるように、ノズル及び捕集部の少なくとも一方が同一の軌道に沿った移動を繰り返す、繰り返し回数を計算することが好ましい。斯かる計算を、以下計算Ｊ４ともいう。計算Ｊ４は、ナノファイバ層１１における所定の位置における厚みが、設定された厚みとなるように、例えば設計上の内方領域Ｍの最低厚みＤ５以上となるように、各移動軌道に対し、軌道に沿った移動の繰り返し回数を算出する。計算Ｊ４は、前述した計算Ｊ２において計算される、重複領域Ｅの厚みの上限が、設計上の所定の厚み以上とならない場合に有効である。
【００６７】
堆積工程では、前述したように、ノズル及び捕集部の少なくとも一方が、同一の周回軌道に沿った移動を繰り返してもよいが、互いに略相似形となる複数の周回軌道に対し、該軌道に沿った移動を行ってもよい。
【００６８】
本実施形態において移動軌道Ｏｂは、軌道群と渡り線との組み合わせであったが、図１０に示すように、移動軌道Ｏｂ１は一筆書き可能な線状であってもよい。一筆書き可能な線状は、連続した１本の線からなり、該線が重複する部位を有しないものであることを意味する。斯かる構成により、原料液の吐出を連続的に行うことができ、原料液の吐出をより制御することができる。一筆書き可能な線状である移動軌道としては、図１０に示す、渦巻き状のものが挙げられる。
【００６９】
前記の一筆書き可能な線状の移動軌道Ｏｂ１は、前述した計算Ｊ１、計算Ｊ２、及び計算Ｊ３を用いた移動軌道計算工程によって求められる。図１０に示すような渦巻き状の移動軌道は、最も外方に位置する軌道線が第１の移動軌道ｒ１となり、該軌道線よりも内方に位置する軌道線が第１〜第３内方側軌道ｓ１〜ｓ３となる。
【００７０】
一筆書き可能な線状の移動軌道Ｏｂ１を計算する場合、該移動軌道Ｏｂ１は、外側から内側に向かって移動する軌道であってもよく、内側から外側に向かって移動する軌道であってもよい。図１０に示す移動軌道Ｏｂ１の端点である、第１の移動軌道ｒ１側の端点をｉ１、及び第３内方側軌道ｓ３側の端点をｉ２としたとき、当該移動軌道Ｏｂ１は、ｉ１が始点、及びｉ２が終点となるように移動する軌道であってもよく、ｉ２が始点、及びｉ１が終点となるように移動する軌道であってもよい。
【００７１】
ナノファイバ層１１の厚みの精度を向上させる観点やグラデーション領域Ｇをより確実に形成する観点から、堆積工程において、ノズル及び捕集部の少なくとも一方が、一筆書き可能な線状の移動軌道Ｏｂ１に沿った移動を繰り返すことが好ましい。例えば、ノズル及び捕集部の少なくとも一方が、図１０に示す移動軌道Ｏｂ１に沿った移動をする場合、端点ｉ１を始点に、第１の移動軌道ｒ１から第３内方側軌道ｓ３側の端点ｉ２まで移動した後に、第１内方側軌道ｓ１から第２内方側軌道ｓ２を介して第３内方側軌道ｓ３側の端点ｉ２まで移動し、更に第２内方側軌道ｓ２から第３内方側軌道ｓ３側の端点ｉ２までを移動してもよい。
【００７２】
ノズル２０の吐出孔から吐出されるナノファイバの吐出面積のぶれを抑制し、グラデーション領域Ｇを精度良く形成させる観点から、ノズル２０及び捕集部４０の何れか一方又は双方を一定速度で移動させることが好ましい。上記と同様の観点から、ノズル２０及び捕集部４０の何れか一方の移動速度は、好ましくは５ｍｍ／秒以上、より好ましくは５０ｍｍ／秒以上であり、また好ましくは１０００ｍｍ／秒以下、より好ましくは１５０ｍｍ／秒以下であり、また好ましくは５ｍｍ／秒以上１０００ｍｍ／秒以下であり、より好ましくは５０ｍｍ／秒以上１５０ｍｍ／秒以下である。
【００７３】
本実施形態のナノファイバシート１０の好ましい構成について以下に詳述する。
本実施形態のナノファイバシート１０は、ナノファイバ層１１を、肌等の対象物に貼付して使用する。ナノファイバ層の肌への貼付性を向上させる観点から、ナノファイバ層１１の平面視形状が、曲率が異なる複数の曲線部分を輪郭に含む形状、複数の直線部分を輪郭に含む形状、又は該曲線部分と該直線部分とを輪郭に含む形状であることが好ましい。例えば、曲率が異なる複数の曲線部分を輪郭に含む形状としては、平面視形状が、楕円形等の曲率が複数種類の曲線部分を含む形状や、曲率の異なる複数の曲線部分が凹凸を形成する形状（図１参照）等が挙げられる。また、複数の直線部分を輪郭に含む形状としては、平面視形状が矩形、三角形、四角形、六角形等の多角形状や、矢印形、星形等が挙げられる。さらに、曲線部分と直線部分とを輪郭に含む形状としては、半円、扇形、涙形、ハート形等が挙げられる。このような形状のナノファイバ層１１は、顔等のような複雑な形状に追従し易く、貼付し易い。
【００７４】
前記貼付性をより向上させる観点から、平面視におけるナノファイバ層１１の輪郭線は、該輪郭線の全長のうちの半分超の長さの部分が曲線によって構成されていることが好ましい。この場合、対象物の表面に対するナノファイバ層１１の追従性をより向上させる観点から、平面視におけるナノファイバ層１１の輪郭線は、該輪郭線の全長のうち、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上の長さの部分が曲線によって構成されており、該輪郭線の全長が曲線によって構成されていることがさらに一層好ましい。前記平面視におけるナノファイバ層１１の輪郭線は、前述の〔周縁端の厚みの測定方法〕における平面輪郭曲線により特定することができる。
【００７５】
前記周縁端１７の厚みＤ１（図２参照）は、好ましくは０．３μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上であり、また１０μｍ以下、好ましくは９μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下であり、好ましくは０．３μｍ以上９μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上８μｍ以下である。ナノファイバ層１１の周縁端１７の厚みＤ１は、前述の〔ナノファイバ層の三次元形状の測定方法〕により測定される。
【００７６】
本実施形態において内方領域Ｍは、図２に示すように、位置によって厚みが異なっている。図２に示すナノファイバシート１０は、内方領域Ｍの第１面Ｓ１側に深さがそれぞれ異なる複数の凹部１８を有している。内方領域Ｍの凹部１８における厚みＤ５（図２参照）は、グラデーション領域Ｇの最大厚み部１５の厚みＤ３より小さい。ナノファイバ層１１の密着性を向上させる観点から、内方領域Ｍの凹部１８における厚みＤ５（図２参照）は、前記最大厚み部１５の厚みＤ３に対して、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上であり、また好ましくは１００％以下、より好ましくは９０％以下であり、また好ましくは５０％以上１００％以下、より好ましくは６０％以上９０％以下である。内方領域Ｍの凹部１８における厚みＤ５が凹部１８毎に異なる場合、内方領域Ｍの凹部１８における厚みＤ５の最小値が上記の範囲内であることが好ましい。
また、ナノファイバ層１１のシミや皺の隠蔽性を向上させる観点から、内方領域Ｍの凹部１８における厚みＤ５（図２参照）が、好ましくは５．１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以下であり、また、好ましくは５．１μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４００μｍ以下である。上記と同様の観点から、グラデーション領域Ｇにおける最大厚み部１５の厚みＤ３は、好ましくは５．１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、また好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以下であり、また好ましくは５．１μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４００μｍ以下である。
【００７７】
上述したようにグラデーション領域Ｇは、ナノファイバシート１０の厚み方向Ｚに沿う断面において傾斜している。肌に貼付したナノファイバ層１１をより目立ち難くする観点から、グラデーション領域Ｇの傾斜角度θ（図３参照）は、好ましくは０．００１°以上、より好ましくは０．００２°以上であり、また好ましくは１０°以下、より好ましくは８°以下であり、また好ましくは０．００１°以上１０°以下、より好ましくは０．００２°以上８°以下である。グラデーション領域Ｇの傾斜角度θは、ナノファイバシート１０の厚み方向Ｚに沿う断面において、ナノファイバ層の周縁端１７及びグラデーション領域Ｇの最大厚み部１５を結ぶ仮想直線Ｌｐの水平面に対する傾斜角度である（図３参照）。前記周縁端１７及び前記最大厚み部１５は、前記〔グラデーション領域Ｇの幅Ｗ１の測定方法〕により特定することができる。
【００７８】
肌のシミや皺の隠蔽効果を向上させ、且つナノファイバ層をより目立たなくさせる観点から、グラデーション領域Ｇにおける最大厚み部１５の厚みＤ３（図２参照）の周縁端１７の厚みＤ１に対する比率は、５０以上であることが好ましく、１００以上であることが更に好ましい。また、５０００以下であることが好ましく、４０００以下であることが更に好ましい。例えば５０以上５０００以下であることが好ましく、１００以上４０００以下であることが更に好ましい。
上記と同様の観点から、グラデーション領域Ｇにおける周縁端１７と最大厚み部１５との厚みの差Ｄ２（図２参照）は、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、また好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以下であり、また好ましくは５μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４００μｍ以下である。
【００７９】
本実施形態のナノファイバシート１０は、図１に示すように、基材層１２と、ナノファイバを含むナノファイバ層１１とを備えている。ナノファイバ層１１の一方の面には基材層１２が配置されている。このように基材層１２を備えるナノファイバシート１０は、捕集部４０上に基材層１２を配し、該基材層１２上にナノファイバを堆積させることで製造することができる。また、ナノファイバを堆積させた後、ナノファイバシートを所望の形状や大きさにする観点から、ナノファイバシートの製造方法は、得られたナノファイバシート１０、基材層１２、又はこれら両方を切断する切断工程を具備することが好ましい。切断工程には、例えば、ロールの周面に、周方向に延びる切断刃が形成されたカッターロールと、該カッターロールの刃を受けるアンビルロールとを備えた切断装置や、超音波カッター等の公知の切断装置を用いることができる。
【００８０】
ノズル２０の吐出孔の横断面形状は、特に制限されず、円状の平面又は鋭角部等の任意の形状とすることができる。ノズル２０を円柱状とした場合、ナノファイバの堆積を効率的に行う観点から、ノズル２０の先端における直径、即ち吐出孔の直径は、０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。
原料液供給路の供給端は、ノズル２０の近傍に配置されていることが好ましく、例えばノズル２０から１０ｍｍ以内の範囲に供給端を配置することが好ましい。
【００８１】
ナノファイバシート１０の形成材料について説明する。
ナノファイバ層１１は、繊維形成可能な高分子化合物を含むナノファイバが堆積することにより形成される。ナノファイバ層１１を水不溶性にする観点から、ナノファイバ層１１は、繊維形成可能な高分子化合物として、水不溶性高分子化合物のナノファイバを含むことが好ましい。斯かる構成により、ナノファイバ層に化粧料に用いられる水溶性成分を含ませても、該ナノファイバ層１１の保形性を維持することができる。水不溶性高分子化合物としては、例えばナノファイバ形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することでナノファイバ形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−プロパノイルエチレンイミン）グラフト−ジメチルシロキサン／γ−アミノプロピルメチルシロキサン共重合体等のオキサゾリン変性シリコーン、ツエイン（とうもろこし蛋白質の主要成分）、あるいはポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメタクリル酸樹脂等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。これらの水不溶性高分子化合物は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８２】
ナノファイバ層１１は、水溶性高分子化合物のナノファイバを含んでいてもよい。水溶性高分子化合物としては、プルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ−γ−グルタミン酸、変性コーンスターチ、β−グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天（アガロース）、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の天然高分子、部分鹸化ポリビニルアルコール（架橋剤と併用しない場合）、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキサイド、水溶性ナイロン、水溶性ポリエステル、ポリアクリル酸ナトリウム等の合成高分子などが挙げられる。これらの水溶性高分子化合物は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８３】
ナノファイバ層１１は、上述した水不溶性高分子化合物及び水溶性高分子化合物以外の他の高分子化合物を含んでいてもよい。他の高分子化合物としては一般に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等が挙げられる。これらの高分子化合物は単独で又は複数混合して用いることができる。
【００８４】
ナノファイバ層１１を水不溶性にする場合、ナノファイバ層１１に含まれる水不溶性高分子化合物は該ナノファイバ層１１の全質量に対して好ましくは５０質量％超、より好ましくは８０質量％以上であり、ナノファイバ層１１に含まれる水溶性高分子化合物は該ナノファイバ層１１の全質量に対して好ましくは５０質量％未満、より好ましくは２０質量％以下である。
【００８５】
ナノファイバ層１１は、ナノファイバのみから構成されていてもよく、あるいはナノファイバに加えて他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、ナノファイバ以外の物質であって、化粧料に用いられる成分を用いることができる。例えば、薬用成分、保湿成分、各種ビタミン、香料、紫外線防御剤、界面活性剤、着色顔料、体質顔料、染料、安定剤、防腐剤、及び酸化防止剤などが挙げられる。これらの成分は単独で使用することもでき、あるいは２種以上を組み合わせて使用することもできる。
ナノファイバ層１１がナノファイバに加えて他の成分を含んでいる場合には、ナノファイバ層１１に占めるナノファイバの含有量は、好ましくは４０質量％以上９５質量％以下、より好ましくは７０質量％以上９０質量％以下である。
ナノファイバ層１１における他の成分の含有量は、好ましくは５質量％以上６０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上３０質量％以下である。
【００８６】
ナノファイバ層１１が、他の成分を含むナノファイバによって形成されている場合、例えば、当該ナノファイバは、水溶性ナノファイバと他の成分とが水に完全に溶解した状態下で混合して調製することによって得られる。また、前記ナノファイバは、中空部を有するナノファイバを用いて、他の成分を乳化した乳化成分を該中空部に含有させることでも得られる。他の成分の反応の種類によっては、ナノファイバに単独で含有させてもよく、２種以上の成分を含有させてもよい。
【００８７】
肌のシミや皺を効果的に隠蔽する観点から、ナノファイバ層１１の内方領域Ｍの坪量は０．０１ｇ／ｍ２以上、より好ましくは０．１ｇ／ｍ２以上であり、また好ましくは５０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは４０ｇ／ｍ２以下であり、また好ましくは０．０１ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは０．１ｇ／ｍ２以上４０ｇ／ｍ２以下である。ナノファイバ層１１の内方領域Ｍの坪量は、内方領域Ｍから１０ｍｍ×１０ｍｍの測定片を切り出し、はかりで該測定片の質量を計量し、該測定片の面積（１００ｍｍ２）で除法して算出することで測定することができる。また、上記と同様の観点から、ナノファイバ層１１の頂点位置における坪量は、前記内方領域Ｍの坪量の好ましい範囲内であることが好ましい。
【００８８】
次に、上述した電界紡糸装置を用いたナノファイバシートの製造方法に用いられる原料液について説明する。
原料液としては、繊維形成可能な高分子化合物を溶媒に溶解又は分散させた溶液を用いることができる。繊維形成可能な高分子化合物は、上述した各高分子化合物が用いられる。
【００８９】
原料液には前記高分子化合物以外に、無機物粒子、有機物粒子、植物エキス、界面活性剤、油剤、イオン濃度を調整するための電解質等を適宜配合することができる。
原料液の溶媒としては、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、２−メチル−２−プロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ピリジン等が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は複数混合して用いることができる。
【００９０】
以上の説明は電界紡糸法によってナノファイバを製造し、該ナノファイバを堆積させてナノファイバシートを製造することに関するものであったが、本発明は、ナノファイバ以外の繊維、例えばナノファイバよりも太い繊維に適用することができる。また本発明は静電スプレーによって製造され、捕集部によって捕集される粒子にも適用することができる。
【００９１】
詳細には、本発明を、ノズルから原料液を吐出させ、該原料液から生じた繊維又は粒子を捕集部上に堆積させて、厚さ５．１μｍ以上５００μｍ以下の極薄繊維シートを製造する、極薄シートの製造方法に適用することができる。この場合、原料液を吐出させ、該原料液から繊維を生じさせる方法に特に制限はなく、例えば溶融紡糸法を採用することができる。
また本発明を、ノズルから原料液を吐出させ、該原料液から生じた粒子を捕集部上の基材に堆積させて、厚さ５．１μｍ以上５００μｍ以下の極薄シートを製造する、極薄シートの製造方法にも適用することができる。この場合、例えば静電スプレーを採用することができる。
原料液から生じた繊維の太さは例えば１０ｎｍ以上とすることが好ましく、０．１μｍ以上とすることが更に好ましく、０．３μｍ以上とすることが一層好ましい。また原料液から生じた繊維の太さは、３０μｍ以下とすることが好ましく、３μｍ以下とすることが更に好ましく、１μｍ以下とすることが一層好ましい。原料液から生じた繊維の太さは、特に、１０ｎｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが更に好ましく、０．３μｍ以上１μｍ以下とすることが一層好ましい。
原料液に含まれる繊維の原料は、ナノファイバを構成する原料と同様とすることができる。
【００９２】
一方、粒子の大きさは例えば０．０１μｍ以上とすることが好ましく、０．１μｍ以上とすることが更に好ましく、１μｍ以上とすることが一層好ましい。また粒子の大きさは、２００μｍ以下とすることが好ましく、１００μｍ以下とすることが更に好ましく、１０μｍ以下とすることが一層好ましい。粒子の大きさは、特に、０．０１μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、０．１μｍ以上１００μｍ以下とすることが更に好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下とすることが一層好ましい。粒子の大きさは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０で表される。
原料液に含まれる粒子の原料は、ナノファイバを構成する原料と同様とすることができる。
【００９３】
極薄シートの製造方法は目的形状形成工程を備えている。目的形状形成工程においては、先に述べたナノファイバシートの製造方法と同様に、目的とする極薄シートの輪郭形状に関する情報に基づいて、ノズル及び捕集部の少なくとも一方を移動させながら、該極薄シートの輪郭形状の範囲内に原料液を吐出する。ノズルと捕集部との位置関係は、例えば先に述べた図４に示す実施形態と同様である。ノズル及び捕集部の駆動機構も図４に示す実施形態と同様である。
【００９４】
目的形状形成工程においては、目的とする極薄シートの輪郭形状の周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加する、テーパー状の周縁領域が形成されるように、原料液を吐出する。「テーパー状」とは、極薄シートをその厚み方向に沿って見たときの周縁領域の断面形状のことである。「テーパー状の周縁領域」は、先に述べた「グラデーション領域Ｇ」と同じ意味である。
【００９５】
テーパー状の周縁領域は、極薄シートの周縁端から内方に向かって幅が５ｍｍ以内の領域に形成されていることが好ましい。「テーパー状の周縁領域の幅」とは、先に説明したナノファイバシートにおけるグラデーション領域Ｇにおける間隔Ｗ１と同じ意味である。テーパー状の周縁領域の幅は、該周縁領域の何れにおいても同じであってもよく、あるいは位置によって異なっていてもよい。テーパー状の周縁領域の幅が位置によって異なっている場合、最小幅が５ｍｍ以内であることが好ましい。
【００９６】
極薄シートは、テーパー状の周縁領域よりも内方の位置に、該周縁領域で囲まれた内方領域も有している。内方領域は、周縁領域と異なり厚みが実質的に一定の領域である。極薄シートの厚みというときには、内方領域での厚みを意味する。内方領域の厚み、すなわち極薄シートの厚みは５．１μｍ以上とすることが好ましく、１０μｍ以上とすることが更に好ましい。また極薄シートの厚みは、５００μｍ以下とすることが好ましく、４００μｍ以下とすることが更に好ましい。極薄シートの厚みは、特に、５．１μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましく、１０μｍ以上４００μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００９７】
上述のとおり内方領域は厚みが実質的に一定の領域である。したがって内方領域は、位置によって厚みが若干異なっていることが許容される。例えば平均厚みに対して±２５％程度の範囲で厚みが異なることが許容される。
【００９８】
極薄シートの厚み方向に沿う断面において、内方領域は、その幅が好ましくは１００ｍｍ以下であり、更に好ましくは５０ｍｍ以下であり、一層好ましくは３０ｍｍ以下である。内方領域の幅の最小値は好ましくは０ｍｍであり、すなわち内方領域が存在していなくてもよい。「内方領域の幅」とは、先に説明したナノファイバシートにおける「内方領域Ｍの幅Ｗ２」（図２参照）と同じ意味である。
【００９９】
極薄シートにおける内方領域の厚み及び周縁領域の厚みは、例えば先に説明した〔ナノファイバ層の三次元形状の測定方法〕、〔周縁端の厚みの測定方法〕、〔グラデーション領域の特定方法〕に従い測定できる。この測定方法は、先に説明したナノファイバシートにおけるグラデーション領域Ｇの厚み及び内方領域Ｍの厚みの測定にも適用できる。
【０１００】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されず適宜変更可能である。
例えば、上述した実施形態の電界紡糸装置１００では、捕集部４０が対向電極３０であったが、捕集部４０と対向電極３０はそれぞれ別体の部材であってもよい。この場合、捕集部４０と対向電極３０とは隣接して配されている。
また、上述した実施形態のナノファイバシート１０は、基材層１２を備えていたが、該基材層１２を備えていないものであってもよい。
また、上述した実施形態においては、軌道計算工程において、ナノファイバの堆積分布に関する要因として、ノズル２０の移動速度と、原料液の吐出速度と、ノズル２０と捕集部４０との間の距離とを採用していたが、これら以外の要因を採用してもよく、あるいはこれらと他の要因とを組み合わせて採用してもよい。
【０１０１】
上述した実施形態に関し、本発明は更に以下のナノファイバシートの製造方法、ナノファイバシートの製造装置、及び積層シートの製造方法を開示する。
【０１０２】
＜１＞
対向電極との間に高電圧を印加したノズルから原料液を吐出させ、電界紡糸法により該原料液から生じたナノファイバを捕集部上に堆積させる、ナノファイバシートの製造方法であって、
前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させることにより、周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加するグラデーション領域を有する所定のナノファイバシートを製造する、ナノファイバシートの製造方法。
【０１０３】
＜２＞
前記ナノファイバの堆積分布に関する要因と、堆積する該ナノファイバの厚みとの相関関係に基づいて、前記所定のナノファイバシートを形成し得る、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方の移動軌道を決定する軌道計算工程と、
前記軌道計算工程で決定された前記移動軌道に基づき、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを堆積させる堆積工程とを備える、前記＜１＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜３＞
前記ナノファイバの堆積分布に関する要因が、前記ノズル若しくは前記捕集部の移動速度、前記原料液の吐出速度、前記ノズルと前記対向電極との間の電位差、前記ノズルと前記捕集部との間の距離、ノズルの内径、及びノズルの材質から選ばれる１種又は２種以上の組み合わせである、前記＜２＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜４＞
前記所定のナノファイバシートは、その平面視において、前記グラデーション領域に囲まれた内方領域を有しており、
前記軌道計算工程においては、前記内方領域の最低厚みが、所定の設定値以上となるように前記移動軌道を計算する、前記＜２＞又は＜３＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜５＞
前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させる工程が、
前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方を、前記ナノファイバの堆積部が帯状の第１堆積領域を形成するように第１の移動軌道に沿って移動させる第１工程と、前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方を、前記ナノファイバの堆積部が、第１又は先に形成された帯状堆積領域と幅方向の一部どうしが連続的に重複する第２帯状堆積領域を形成するように第２の移動軌道に沿って移動させる単一又は複数の第２工程とを具備する、前記＜２＞〜＜４＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜６＞
前記帯状堆積領域の幅方向の長さを二等分する位置を帯状領域の中点とし、前記帯状堆積領域と他の帯状堆積領域とが重複する領域を重複領域としたとき、
前記重複領域は、幅方向における、前記帯状堆積領域の中点と、該帯状堆積領域における前記他の帯状堆積領域が配される側の外縁との間に位置している、前記＜５＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜７＞
幅方向において、前記重複領域の範囲内に、前記帯状堆積領域の中点と、前記他の帯状堆積領域の中点とが位置している、前記＜６＞に記載のナノファイバシートの製造方法。＜８＞
先に決定された前記移動軌道を決定軌道とし、前記第１の移動軌道に囲まれた領域内、又は前記決定軌道に囲まれた領域内を決定軌道内領域としたとき、
前記軌道計算工程において、前記決定軌道内領域内に、前記ナノファイバの堆積体の平面視形状の略相似形となる周回状の相似軌道、又は周回状とならない軌道を計算する、前記＜５＞〜＜７＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜９＞
前記軌道計算工程において、前記移動軌道を設定する範囲の面積や形状に応じて、前記相似軌道、又は前記周回状とならない軌道を計算する、前記＜８＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１０＞
前記軌道計算工程において、前記決定軌道と前記相似軌道との相互に対応し合う部分が隣り合うように、該相似軌道が配されるか否かを判断する、前記＜８＞又は＜９＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
【０１０４】
＜１１＞
前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方又は双方を一定速度で移動させる、前記＜１＞〜＜１０＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１２＞
前記ノズル及び前記捕集部の何れか一方が移動する移動軌道は、互いに略相似形となる複数の軌道を入れ子状に内包する軌道群と、前記複数の軌道どうしを連結する渡り線との組み合わせ、又は一筆書き可能な線状である、前記＜１＞〜＜１１＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１３＞
前記ナノファイバシートの平面視形状が、曲率が異なる複数の曲線部分を輪郭に含む形状、複数の直線部分を輪郭に含む形状、又は該曲線部分と該直線部分とを輪郭に含む形状である、前記＜１＞〜＜１２＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１４＞
前記捕集部上に基材層を配し、該基材層上に前記ナノファイバを堆積させる、前記＜１＞〜＜１３＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１５＞
前記ナノファイバシート、前記基材層、又はこれら両者を切断する切断工程を具備する、前記＜１４＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１６＞
前記所定のナノファイバシートは、その平面視において、前記グラデーション領域に囲まれた内方領域を有しており、
前記帯状堆積領域と他の帯状堆積領域とが重複する領域を重複領域としたとき、
幅方向における前記重複領域の最低厚みは、前記内方領域の最低厚みに対して１００％以上、好ましくは１２５％以上であり、また２５０％以下、好ましくは２００％以下であり、また１００％以上２５０％以下であり、好ましくは１２５％以上２００％以下である、前記＜５＞〜＜１０＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１７＞
前記重複領域の最低厚みは、０．２μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であり、また１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であり、また０．２μｍ以上１００μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下である、前記＜１６＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１８＞
前記重複領域の幅は、幅方向における堆積領域の中点と他の堆積領域の中点との離間距離に対して１％以上、好ましくは５％以上であり、また９０％以下、好ましくは８０％以下であり、また１％以上９０％以下であり、好ましくは５％以上８０％以下である、前記＜１６＞又は＜１７＞に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜１９＞
幅方向における前記重複領域の幅は、１ｍｍ以上、好ましくは４ｍｍ以上であり、また８０ｍｍ以下、好ましくは６０ｍｍ以下であり、また１ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、好ましくは４ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、前記＜１６＞〜＜１８＞の何れか１に記載のナノファイバシートの製造方法。
＜２０＞
原料液を吐出するノズルと、該ノズルと対向するように配され、該ノズルとの間に電界を生じさせる対向電極と、前記原料液を電気的に延伸して生成したナノファイバを集積する捕集部と、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させる機構とを具備するナノファイバシートの製造装置であって、
制御部内に入力された移動軌道のデータに基づき、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、前記ナノファイバを前記捕集部上に堆積させることが可能になされており、
前記制御部に、前記＜２＞に記載のナノファイバシートの製造方法の前記軌道計算工程で決定された移動軌道のデータが、入力されているか又は入力可能になされている、ナノファイバシートの製造装置。
＜２１＞
ノズルから原料液を吐出させ、該原料液から生じた繊維又は粒子を捕集部上に堆積させて、厚さ５．１μｍ以上５００μｍ以下の極薄シートを製造する、極薄シートの製造方法であって、
目的とする前記極薄シートの輪郭形状に関する情報に基づいて、前記ノズル及び前記捕集部の少なくとも一方を移動させながら、該極薄シートの輪郭形状の範囲内に前記原料液を吐出する目的形状形成工程を備え、
前記目的形状形成工程においては、前記輪郭形状の周縁端から内方に向かって漸次厚みが増加する、幅５ｍｍ以内のテーパー状の周縁領域が形成されるように、前記原料液を吐出する、極薄シートの製造方法。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  ナノファイバシート
１１  ナノファイバ層
１２  基材層
１５  最大厚み部
１７  ナノファイバ層の周縁端
２０  ノズル
３０  対向電極
４０  捕集部
５０  移動機構
１００  電界紡糸装置
Ｇ    グラデーション領域
ｅ１  第１堆積領域
ｅ２  第２帯状堆積領域
Ｏｂ  移動軌道
ｒ１  第１の移動軌道
ｒ２  第２の移動軌道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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