(57)【要約】【課題】ナノサイズのファイバーを好適に連続紡糸することができる電界紡糸装置を提供する。【解決手段】電位差を利用して電界紡糸用溶液をコレクター５に向かって飛散させることにより紡糸を行う電界紡糸装置１であって、電界紡糸用溶液を保持する保持手段２と、保持手段２が保持する電界紡糸用溶液に接触可能な接触部３０を備えた１又は複数の電極部材３と、を備える。電極部材３及び保持手段２は、接触部３０が電界紡糸用溶液と接触しかつ離反可能なように、少なくとも一方が運動可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電位差を利用して電界紡糸用溶液をコレクターに向かって飛散させることにより紡糸を行う電界紡糸装置であって、
電界紡糸用溶液を保持する保持手段と、
前記保持手段が保持する電界紡糸用溶液に接触可能な接触部を備えた１又は複数の電極部材と、を備え、
前記電極部材及び前記保持手段は、前記接触部が電界紡糸用溶液と接触しかつ離反可能なように、少なくとも一方が運動可能に構成されている電界紡糸装置。
【請求項２】
前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽であり、
前記電極部材は、少なくとも先端部が電界紡糸用溶液に浸漬するように、前記貯留槽上に上下方向に往復運動可能に配置されている請求項１に記載の電界紡糸装置。
【請求項３】
前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽であり、
前記電極部材は、少なくとも先端部が前記貯留槽内の電界紡糸用溶液に浸漬するように、前記貯留槽上に回転運動可能に配置されている請求項１に記載の電界紡糸装置。
【請求項４】
前記電極部材の電界紡糸用溶液に浸漬する先端部は、先細りに形成されている請求項２又は３に記載の電界紡糸装置。
【請求項５】
前記電極部材は、回転運動可能なロール状体からなり、
前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽上に、一部が電界紡糸溶液に浸漬するように回転運動可能に配置されたロールからなり、
前記電極部材及び前記ロールは、前記電極部材が前記ロールに付着した電界紡糸溶液の液面に接するように配置され、
前記ロールの表面には、前記ロールの回転軸と平行な方向に延びる凹部が少なくとも１つ設けられているとともに、前記電極部材の表面には、前記凹部と交差する凸部が少なくとも１つ設けられている請求項１に記載の電界紡糸装置。
【請求項６】
前記電極部材の表面の前記凸部は、電界紡糸溶液に対して濡れ性を有している請求項５に記載の電界紡糸装置。
【請求項７】
前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽上に、一部が電界紡糸溶液に浸漬するように回転運動可能に配置された回転体からなり、
前記回転体の表面には、前記ロールの回転軸に平行な方向に延びる凹部が少なくとも１つ設けられており、
前記電極部材は、少なくとも先端部が所定の回転角度位置で前記回転体に付着した電界紡糸溶液の液面に接するように、前記回転体の近傍に配置されている請求項１に記載の電界紡糸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界紡糸を行うための電界紡糸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新素材に関する研究開発が盛んに行われており、その中でもナノサイズのファイバー（繊維）が注目されている。このナノサイズファイバーは主にナノサイズ効果、超比表面積効果、超分子配列効果を有しており、このような効果を利用して、例えば、エアフィルター、再生医療用の素材、二次電池の電極又は衣料品などに応用されている。
【０００３】
このようなナノサイズのファイバー（繊維）を紡糸する方法して電界紡糸法（エレクトロスピニング法）が従来から知られている。電界紡糸法は、電界場が形成された雰囲気中に、高分子材料を含有する電界紡糸用溶液を供給することによりナノサイズのファイバーを形成する方法であり、主に針状ノズル方式と非ノズル方式との２種類の方法が一般的に知られている。針状ノズル方式は、シリンジに封入した電界紡糸用溶液を金属製の針状ノズルの先端から電界場が形成された雰囲気中に吐出する方法として知られている。また、非ノズル方式の電界紡糸法（エレクトロスピニング法）としては、主にドラム型エレクトロスピニング法やエレクトロバブルスピニング法が知られている。このうち、ドラム型エレクトロスピニング法は、回転するドラム型の電極を電界紡糸用溶液に部分的に浸漬させることにより電界紡糸を行う方法として知られており（例えば、エルマルコ社製ナノスパイダー：特許文献１参照）、また、エレクトロバブルスピニング法は、電界紡糸用溶液に連続的に発生した泡に高電圧を印加することにより電界紡糸を行なう方法として知られている（例えば、廣瀬製紙社製エレクトロスピニング法：特許文献２参照）。このように、種々の電界紡糸法が従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５０２８４６号公報
【特許文献２】特開２００８−０２５０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような電界紡糸法において、針状ノズル方式では、大量に紡糸をする場合に多くの針状ノズルが必要になり、その結果、針状ノズルのメンテナンスに多くの費用及び時間を要するという問題がある。また、針状ノズルが細いので、目詰まりが生じやすいという問題もある。そのため、針状ノズル方式はファイバーの量産に適していないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、ナノサイズのファイバーを好適に紡糸することができる電界紡糸装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、電位差を利用して電界紡糸用溶液をコレクターに向かって飛散させることにより紡糸を行う電界紡糸装置であって、電界紡糸用溶液を保持する保持手段と、前記保持手段が保持する電界紡糸用溶液に接触可能な接触部を備えた１又は複数の電極部材と、を備え、前記電極部材及び前記保持手段は、前記接触部が電界紡糸用溶液と接触しかつ離反可能なように、少なくとも一方が運動可能に構成されている電界紡糸装置によって達成される。
【０００８】
上記構成の電界紡糸装置の好ましい実施態様は、前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽であり、前記電極部材は、少なくとも先端部が電界紡糸用溶液に浸漬するように、前記貯留槽上に上下方向に往復運動可能に配置されている。なお、前記電極部材は、少なくとも先端部が前記貯留槽内の電界紡糸用溶液に浸漬するように、前記貯留槽上に回転運動可能に配置されていてもよい。この実施態様の電界紡糸装置においては、前記電極部材の電界紡糸用溶液に浸漬する先端部は、先細りに形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、上記構成の電界紡糸装置の好ましい他の実施態様は、前記電極部材は、回転運動可能なロール状体からなり、前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽上に、一部が電界紡糸溶液に浸漬するように回転運動可能に配置されたロールからなり、前記電極部材及び前記ロールは、前記電極部材が前記ロールに付着した電界紡糸溶液の液面に接するように配置され、前記ロールの表面には、前記ロールの回転軸と平行な方向に延びる凹部が少なくとも１つ設けられているとともに、前記電極部材の表面には、前記凹部と交差する凸部が少なくとも１つ設けられている。この実施態様の電界紡糸装置においては、前記電極部材の表面の前記凸部は、電界紡糸溶液に対して濡れ性を有していることが好ましい。
【００１０】
また、上記構成の電界紡糸装置の好ましい他の実施態様は、前記保持手段は、電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽上に、一部が電界紡糸溶液に浸漬するように回転運動可能に配置された回転体からなり、前記回転体の表面には、前記ロールの回転軸に平行な方向に延びる凹部が少なくとも１つ設けられており、前記電極部材は、少なくとも先端部が所定の回転角度位置で前記回転体に付着した電界紡糸溶液の液面に接するように、前記回転体の近傍に配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電界紡糸装置によれば、ナノサイズのファイバーを、各電極部材の目詰まりを起こすことなく、好適に紡糸することができる。また、各電極部材のメンテナンスも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電界紡糸装置の概略構成図である。
【図２】図１の電界紡糸装置により行われる電界紡糸法を説明する概略構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置の概略構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置の概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置の概略構成図である。
【図７】図６の電界紡糸装置により行われる電界紡糸法を説明する概略構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置の概略構成図である。
【図９】図８の電界紡糸装置により行われる電界紡糸法を説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電界紡糸装置１の概略構成を示している。電界紡糸装置１は、電界紡糸法（エレクトロスピニング法）によりナノサイズのファイバーを紡糸するものであり、電界紡糸用溶液を保持する保持手段２と、保持手段２が保持する電界紡糸用溶液に接触可能な接触部３０を備えた電極部材３とを備えている。
【００１４】
電界紡糸法とは、電界場が形成された雰囲気中に電界紡糸用溶液を供給することによりナノサイズのファイバーを形成する方法であり、電界紡糸用溶液としては、高分子材料を溶媒に溶かしたものを用いることができる。また、高分子材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性の高分子材料、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアクリロニトリルなどの有機溶剤に可溶な高分子材料、或いは、ポリ乳酸、キチンなどの生分解性の高分子材料などを用いることができる。また、溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、エタノール、メタノール、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレンなどを用いることができる。また、銀、シリカ、チタニアなどのナノ粒子を電界紡糸用溶液に添加してもよい。また、紡糸されたファイバーの太さは、約２０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度となる。
【００１５】
保持手段２は、本実施形態では、内部に電界紡糸用溶液を貯留可能な上部が開口した容器状の貯留槽２０により構成されている。貯留槽２０は、電界紡糸溶液と接触する一部あるいは全てが導電性を有する材料から形成されている。導電性材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス、鉄などの金属を例示することができる。貯留槽２０には、電界紡糸用溶液を貯留するタンク２１から導入ライン２２を介して電界紡糸用溶液が供給される。また、貯留槽２０には、導電性材料からなる部位に電源４が接続されている。電源４は、例えば１ｋＶ〜１００ｋＶ程度の出力が可能な直流電源である。電源４の正極は貯留槽２０内の電界紡糸用溶液と導通しており、本実施形態では、電界紡糸用溶液が帯電している。電源４の負極は接地されている。
【００１６】
電極部材３は、貯留槽２０の液面に、液面に対して垂直に又は傾斜した状態で接触できるように配置されている。電極部材３は、本実施形態では、細い棒状（線状）であり、その外径は特に限定されるものではないが、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度を例示することができる。電極部材３は、図示しない昇降駆動装置により、例えば上端部が把持されるなどして上下方向に往復運動可能に支持されており、下方への移動により少なくとも先端部（下端部）が貯留槽２０内の電界紡糸用溶液に浸漬し、上方への移動により先端部（下端部）が電界紡糸用溶液の液面から引き上げられるように構成されている。本実施形態では、電極部材３の下端部が、貯留槽２０（保持手段２）が保持する電界紡糸用溶液に接触した後、電界紡糸用溶液から離反する接触部３０を構成している。電極部材３は、導電性を有する材料から形成されていてもよいが、非導電性（絶縁性）を有する材料で形成されていることが好ましい。非導電性（絶縁性）材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、合成樹脂、ガラス、セラミック、あるいはこれらの複合材料などを例示することができる。また、導電性材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス、鉄などの金属を例示することができる。電界紡糸用溶液に浸漬する電極部材３の下端部（接触部３０）の長さは特に限定されるものではなく、電界紡糸用溶液の液面に触れる程度であっても構わない。昇降駆動装置（図示せず）は、図示しない制御装置により制御されており、電極部材３の上下方向への移動速度、つまりは、電極部材３の下端部（接触部３０）を電界紡糸用溶液に浸漬させる際の速度や、電極部材３の下端部（接触部３０）を電界紡糸用溶液から引き上げる際の速度が、後述する電界紡糸に最適な速度とできるようにコントロールされている。
【００１７】
電極部材３の側方には、コレクター５が配置されている。コレクター５は、板状の金属から構成されており、一方の面が電極部材３と対向している。コレクター５は接地されており、貯留槽２０内の電界紡糸用溶液とコレクター５との間には空間を介して電位差が与えられている。なお、コレクター５の電極部材３を向いている側の面に、紡糸されたファイバーを堆積させたい物品を配置してもよい。例えば、コレクター５の電極部材３を向いている側の面に長尺の不織布などの長尺物品を搬送する搬送装置を設け、長尺物品に連続的にファイバーを堆積させてもよい。また、コレクター５は、金属板などの電極部材３を向いている側の面が静止している構成のもの以外であってもよく、例えば回転ロールやエンドレスベルトなど、電極部材３を向いている側の面が移動する構成のものであってもよい。
【００１８】
次に、上記構成の電界紡糸装置１により行う電界紡糸法について説明する。電界紡糸法により紡糸するときは、まず、電源４をオンにすることにより、貯留槽２０内の電界紡糸用溶液とコレクター５との間に電圧を印加して電界場を形成する。次に、昇降駆動装置（図示せず）により電極部材３を下方に移動させ、電極部材３の下端部（接触部３０）を貯留槽２０内の電界紡糸用溶液に浸漬させた後、図２に示すように、電極部材３を上方に移動させ、電極部材３の下端部（接触部３０）を貯留槽２０内の電界紡糸用溶液から引き上げる。電極部材３の下端部（接触部３０）が電界紡糸用溶液から引き上げられる際には、電界紡糸用溶液は電極部材３の下端部（接触部３０）とともに引き上げられて、細く引き延ばされた状態となり、突起が貯留槽２０内の電界紡糸用溶液の液面上に生成される。この電界紡糸用溶液の突起が、コレクター５との間に形成された電界場の作用により、多数の細いファイバーとなってコレクター５に向けて飛散する。そして、飛散したファイバーがコレクター５の板面に付着することで、電界紡糸法により多数の細いファイバーが生じ、コレクター５に捕集される。
【００１９】
上記構成の電界紡糸装置１によれば、電界紡糸用溶液に電極部材３の下端部（接触部３０）を接触させた後、電界紡糸用溶液から電極部材３の下端部（接触部３０）を離反させることにより、ナノサイズのファイバーを連続的に紡糸することができる。よって、電極部材３の目詰まりなどを起こすことなく、好適にナノサイズのファイバーを量産することができる。また、電極部材３が棒状であるため、洗浄などの電極部材３のメンテナンスも容易である。さらに、貯留槽２０内に貯留された電界紡糸用溶液に電極部材３を浸漬させることで、電界紡糸を行っているので、電界紡糸に供されなかった電界紡糸用溶液は、貯留槽２０に回収されて電界紡糸に再び供される。よって、電界紡糸用溶液を効率よく電界紡糸に使用することができる。
【００２０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、コレクター５が接地されているが、電源４の正極を貯留槽２０に接続し、電源４の負極をコレクター５に接続してもよい。また、貯留槽２０側を高電位にし、コレクター５側を低電位にしているが、高電位と低電位とを逆にしてもよい。
【００２１】
また、上記実施形態では、電源４が貯留槽２０と接続されているが、電極部材３と接続してもよい。この場合には、電極部材３は、少なくとも電界紡糸用溶液に浸漬する下端部（接触部３０）を導電性材料で形成する。電極部材３の下端部（接触部３０）以外の部分については、非導電性（絶縁性）材料で形成されていてもよいし、電極部材３の全体が導電性材料で形成されていてもよい。また、貯留槽２０は、非導電性（絶縁性）材料で形成することができる。
【００２２】
また、上記実施形態では、電極部材３の数が１つであるが、複数の電極部材３を、貯留槽２０上に、例えばコレクター５と対向するように一列に並べ、それぞれ昇降駆動装置（図示せず）により上下方向に往復運動させることにより、複数の電極部材３によって電界紡糸を行うようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施形態では、電極部材３は細長い棒状（線状）であるが、図３に示すような先端部（下端部）が尖った針状であっても同様の作用・効果を奏する。また、電極部材３の形状が板状であっても同様の作用・効果を奏する。電極部材３の形状を板状とする場合には、電界紡糸用溶液に浸漬させる電極部材３の下端部（接触部３０）は、先端が尖った三角形状や、例えば台形状などの先端に向けて幅が小さくなる先細り形状であることが好ましい。
【００２４】
また、上記実施形態では、昇降駆動装置（図示せず）により、貯留槽２０上で、電極部材３を上下方向に往復運動可能とすることで、電極部材３の下端部（接触部３０）を電界紡糸用溶液と接触しかつ離反可能なように構成しているが、保持手段２である貯留槽２０を昇降駆動装置（図示せず）で上下方向に往復運動可能とすることで、電極部材３の下端部（接触部３０）が電界紡糸用溶液と接触し、その後、電界紡糸用溶液から離反するように構成してもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、電極部材３及び貯留槽２０（保持手段２）のいずれか一方の上下方向の往復運動により、電極部材３の下端部（接触部３０）を、貯留槽２０（保持手段２）が保持する電界紡糸用溶液との接触後に電界紡糸用溶液から離反するように構成しているが、図４に示すように、電極部材３の回転運動により、電極部材３の両端部が、貯留槽２０（保持手段２）が保持する電界紡糸用溶液との接触後に電界紡糸用溶液から離反するように構成してもよい。この図４の実施形態では、電極部材３は、貯留槽２０の上方に、液面に対して傾斜した状態で接触するように配置されている。電極部材３は、図示しない回転駆動装置により、長さ方向の中心部を回転中心として回転運動可能に支持されており、この回転運動により、両端部が貯留槽２０内の電界紡糸用溶液に浸漬した後、電界紡糸用溶液の液面から引き上げられるように構成されている。本実施形態では、電極部材３の両端部が、貯留槽２０（保持手段２）が保持する電界紡糸用溶液に接触した後、電界紡糸用溶液から離反する接触部３０を構成している。なお、電極部材３の両端部は、電界紡糸用溶液に浸漬しなくても、電界紡糸用溶液の液面に触れる程度であっても構わない。回転駆動装置（図示せず）は、図示しない制御装置により制御されており、電極部材３の回転速度、つまりは、電極部材３の両端部（接触部３０）が電界紡糸用溶液に浸漬する際の速度や、電極部材３の両端部（接触部３０）が電界紡糸用溶液から引き上げられる際の速度が、電界紡糸に最適な速度とできるようにコントロールされている。
【００２６】
この図４の実施形態においても、回転駆動装置（図示せず）により電極部材３を回転運動させ、電極部材３の両端部（接触部３０）を貯留槽２０内の電界紡糸用溶液に浸漬させた後、電界紡糸用溶液から引き上げることで、電界紡糸用溶液は電極部材３の両端部（接触部３０）とともに液面から引き上げられて、細く引き延ばされた状態となり、突起が電界紡糸用溶液の液面上に生成される。この電界紡糸用溶液の突起が、電極部材３の側方に配置されたコレクター５との間に形成される電界場の作用により、多数の細いファイバーとなってコレクター５に向けて飛散する。そして、飛散したファイバーがコレクター５の板面に付着することで、電界紡糸法により多数の細いファイバーが生じ、コレクター５に捕集される。よって、この図３の実施形態においても、電極部材３の目詰まりなどを起こすことなく、好適にナノサイズのファイバーを量産することができるうえ、電極部材３のメンテナンスも容易である。また、電界紡糸に供されなかった電界紡糸用溶液は、貯留槽２０に回収されて電界紡糸に再び供されるので、電界紡糸用溶液を効率よく電界紡糸に使用することができる。
【００２７】
なお、図４の実施形態においても、電極部材３は細長い棒状（線状）であるが、先端部（両端部）が尖った針状であっても同様の作用・効果を奏する。また、電極部材３の形状が板状であっても同様の作用・効果を奏する。電極部材３の形状を板状とする場合には、電界紡糸用溶液に浸漬させる電極部材３の先端部（両端部）は、先端が尖った三角形状や、例えば台形状などの先端に向けて幅が小さくなる先細り形状であることが好ましい。
【００２８】
また、図４の実施形態においても、複数の電極部材３を、貯留槽２０上に、例えばコレクター５と対向するように一列に並べ、それぞれ回転駆動装置（図示せず）により回転運動させることにより、複数の電極部材３によって電界紡糸を行うようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、保持手段２が電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽２０により構成されているが、図５に示すように、電界紡糸用溶液を貯留するタンク２１から導入ライン２２を介して例えばノズル２３の先端から電界紡糸用溶液が供給されることで、表面に電界紡糸用溶液を保持可能な棒状部材２４により保持手段２を構成してもよい。この図５の実施形態では、昇降駆動装置（図示せず）により電極部材３を下方に移動させ、電極部材３の下端部（接触部３０）を棒状部材２４の上端部と接触させることで、電極部材３の下端部（接触部３０）に電界紡糸用溶液を付着させる。その後、電極部材３を上方に移動させ、電極部材３の下端部（接触部３０）を棒状部材２４の上端部から離反させる。この電極部材３の下端部（接触部３０）が棒状部材２４の上端部から離反される際に、電界紡糸用溶液は電極部材３の下端部（接触部３０）とともに引き上げられて、細く引き延ばされた状態となり、突起が電極部材３及び棒状部材２４の少なくとも一方の液面上に生成される。この電界紡糸用溶液の突起が、コレクター５との間に形成された電界場の作用により、多数の細いファイバーとなってコレクター５に向けて飛散する。そして、飛散したファイバーがコレクター５の板面に付着することで、電界紡糸法により多数の細いファイバーが生じ、コレクター５に捕集される。よって、この図５の実施形態においても、電極部材３の目詰まりなどを起こすことなく、好適にナノサイズのファイバーを量産することができるうえ、電極部材３のメンテナンスも容易である。なお、棒状部材２４及び電極部材３は、電源４又はアースが接続される方が導電性材料により形成され、電源４又はアースが接続されない方が非導電性（絶縁性）材料により形成される。
【００３０】
また、図６は、本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置１の概略構成図を示している。なお、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については、対応する構成に同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。この電界紡糸装置１も、電界紡糸法（エレクトロスピニング法）によりナノサイズのファイバーを紡糸するものであり、電界紡糸用溶液を保持する保持手段２と、保持手段２が保持する電界紡糸用溶液に接触可能な接触部３０を備えた電極部材３とを備えている。
【００３１】
保持手段２は、内部に電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽２０と、一部が電界紡糸溶液に浸漬するように貯留槽２０の上方に配置された円筒状のロール２５とを備えている。ロール２５は、本実施形態では非導電性（絶縁性）材料で形成されており、図示しない回転駆動装置により回転運動可能となっている。ロール２５の回転運動によりロール２５の表面が電界紡糸用溶液に浸漬することで、ロール２５の表面に電界紡糸用溶液が供給される。
【００３２】
電極部材３は、回転可能なロール状体からなり、本実施形態では導電性材料で形成されている。電極部材３には、電源４が接続されている。電極部材３も、図示しない回転駆動装置により回転運動可能であり、電極部材３とロール２５とは、電極部材３の表面がロール２５に付着した電界紡糸溶液の液面に接するように例えば上下に配置されている。電極部材３及びロール２５の回転方向は逆向きとなっている。電極部材３の回転運動により、電極部材３の表面がロール２５に付着した電界紡糸用溶液の液面と接触することで、ロール２５の表面に付着した電界紡糸用溶液が電極部材３の表面に供給される。電極部材３及びロール２５を回転運動させる回転駆動装置（図示せず）は、図示しない制御装置により制御されており、電極部材３及びロール２５の回転速度、つまりは、電極部材３の表面がロール２５の表面に付着した電界紡糸溶液の液面と接触する際の速度や、電極部材３の表面がロール２５に付着した電界紡糸溶液の液面から離反する際の速度が、電界紡糸に最適な速度とできるようにコントロールされている。
【００３３】
ロール２５の表面には、ロール２５の厚み方向に沿って延びる（ロール２５の回転軸と平行な方向に延びる）凹部２６がロール２５の周方向に所定の間隔をあけて複数形成されている。一方、電極部材３の表面には、電極部材３の周方向に沿って延びる（電極部材３の回転軸に垂直な方向）凸部３１が電極部材３の厚み方向（電極部材３の回転軸と平行な方向）に所定の間隔をあけて複数形成されており、電極部材３及びロール２５の表面に形成された複数の凸部３１と凹部２６とが互いに交差している。凹部２６の深さや凸部３１の高さは、特に限定されるものではないが、それぞれ０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。また、凹部２６の横幅や凸部３１の横幅も、特に限定されるものではないが、それぞれ０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。また、凹部２６の間隔や凸部３１の間隔、つまりは、凹部２６の間や凸部３１の間に配置される凸部２７，凹部３２の横幅も、特に限定されるものではないが、それぞれ１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００３４】
電極部材３の凸部３１の表面は、電界紡糸用溶液に対する濡れ性が大きくなるように表面処理されていることが好ましい。電極部材３の凸部３１の表面に濡れ性を付与するための表面処理としては、研磨処理やサンドブラスト処理、放電処理などを施して表面粗さを大きくする、酸化チタンなどの親水性材料をコーティングする、酸化チタンのような親水性を有するナノ粒子を共析させたメッキ処理を施すことなどが挙げられる。これにより、ロール２５の表面に保持された電界紡糸用溶液が電極部材３の表面に供給される際に、電極部材３の凸部３１の表面に電界紡糸用溶液が効果的に付着しやすくなる。本実施形態では、電極部材３の表面の各凸部３１が、保持手段２（ロール２５）が保持する電界紡糸用溶液に接触した後、電界紡糸用溶液から離反する接触部３０を構成している。
【００３５】
コレクター５は、例えばロール２５及び電極部材３の側方に配置される。コレクター５は、接地されており、電極部材３とコレクター５との間には空間を介して電位差が与えられている。
【００３６】
この図６の実施形態では、ロール２５が回転運動してロール２５の表面が貯留槽２０内の電界紡糸用溶液に浸漬すると、ロール２５の表面に電界紡糸用溶液が供給されるが、このとき、ロール２５の表面の複数の凹部２６内に電界紡糸用溶液が保持される。そして、このロール２５の表面と電極部材３の表面とが接触すると、ロール２５の表面の凹部２６に保持された電界紡糸用溶液が、この凹部２６と交差する電極部材３の表面の複数の凸部３１と接触する。これにより、電極部材３の表面の各凸部３１に電界紡糸用溶液が付着する。その後、電極部材３及びロール２５の回転運動により、電極部材３の表面の各凸部３１は、ロール２５の表面の凹部２６から離反するが、この際に、図７に示すように、電極部材３の表面の各凸部３１に付着した電界紡糸用溶液は凹部２６から引き上げられて、細く引き延ばされた状態となる。これにより、電極部材３とロール２５との間に電界紡糸用溶液の糸引きが生じることから、電界紡糸用溶液の突起がコレクター５との間に形成された電界場の作用により、多数の細いファイバーとなってコレクター５に向けて飛散する。そして、飛散したファイバーがコレクター５の板面に付着することで、電界紡糸法により多数の細いファイバーが生じ、コレクター５に捕集される。よって、この図６の実施形態においても、電極部材３の目詰まりなどを起こすことなく、好適にナノサイズのファイバーを量産することができるうえ、電極部材３のメンテナンスも容易である。また、電界紡糸に供されなかった電界紡糸用溶液は、貯留槽２０に回収されて電界紡糸に再び供されるので、電界紡糸用溶液を効率よく電界紡糸に使用することができる。なお、図７では、凸部３１及び凹部２６ともに１つしか図示していないが、実際には、電極部材３及びロール２５の周方向に沿って複数設けられている。
【００３７】
図６の実施形態では、電極部材３に電源４が接続されているが、ロール２５に電源４が接続されていてもよい。この場合には、ロール２５が導電性材料により形成され、電極部材３が非導電性（絶縁性）材料により形成される。
【００３８】
また、図８は、本発明の他の実施形態に係る電界紡糸装置１の概略構成図を示している。なお、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については、対応する構成に同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。この電界紡糸装置１も、電界紡糸法（エレクトロスピニング法）によりナノサイズのファイバーを紡糸するものであり、電界紡糸用溶液を保持する保持手段２と、保持手段２が保持する電界紡糸用溶液に接触可能な接触部３０を備えた電極部材３とを備えている。
【００３９】
保持手段２は、内部に電界紡糸用溶液を貯留する貯留槽２０と、一部が電界紡糸溶液に浸漬するように貯留槽２０の上方に配置された回転体２７とを備えている。回転体２７は、回転軸２９を液面に対して水平に配置した複数の円盤２８を一列に並べた構成のものであり、各円盤２８は回転軸２９により連結されている。各円盤２８は、本実施形態では非導電性（絶縁性）材料で形成されており、図示しない回転駆動装置により一体に回転運動可能となっている。各円盤２８の表面には、円盤２８の厚み方向に沿って延びる（円盤２８の回転軸２９と平行な方向に延びる）凹部２６が円盤２８の周方向に所定の間隔をあけて複数形成されている。各円盤２８の回転運動により各円盤２８の表面が電界紡糸用溶液に浸漬することで、各円盤２８の表面の各凹部２６内に電界紡糸用溶液が保持される。回転駆動装置（図示せず）は、図示しない制御装置により制御されており、各円盤２８（回転体２７）の回転速度、つまりは、電極部材３の下端部が各円盤２８（回転体２７）の表面と接触する際の速度や、電極部材３の下端部が各円盤２８（回転体２７）から離反する際の速度が、電界紡糸に最適な速度とできるようにコントロールされている。なお、円盤２８（回転体２７）に付着した電界紡糸用溶液の付着量を調整するために、円盤２８（回転体２７）が電界紡糸用溶液に浸漬してから電極部材３の下端部に近づくまでの間にスキージを設けてもよい。
【００４０】
電極部材３は、水平面に対して垂直に又は傾斜した状態で、各円盤２８の近傍に配置されている。電極部材３は、本実施形態では、導電性材料で形成されており、細い棒状（線状）であるが、上記実施形態と同様に、先端部（下端部）が尖った針状であってもよく、また板状であってもよい。電極部材３は、少なくとも先端部（下端部）が所定の回転角度位置で、円盤２８に付着した電界紡糸溶液の液面と当接するように配置されており、本実施形態では、電極部材３の先端部（下端部）が、保持手段２である各円盤２８（回転体２７）が保持する電界紡糸用溶液に接触した後、電界紡糸用溶液から離反する接触部３０を構成している。
【００４１】
この図８の実施形態では、各円盤２８（回転体２７）が回転運動して各円盤２８（回転体２７）の表面が貯留槽２０内の電界紡糸用溶液に浸漬すると、各円盤２８（回転体２７）の表面に電界紡糸用溶液が供給されるが、このとき、各円盤２８（回転体２７）の表面の複数の凹部２６内に電界紡糸用溶液が保持される。そして、各円盤２８（回転体２７）の凹部２６が電極部材３の下端部に近づくと、各円盤２８（回転体２７）の表面の凹部２６に保持された電界紡糸用溶液が、電極部材３の下端部と接触する。これにより、電極部材３の下端部に電界紡糸用溶液が付着する。その後、各円盤２８（回転体２７）の回転運動により、図９に示すように、電極部材３の下端部は、各円盤２８（回転体２７）の表面の凹部２６から離反し、この際に、電極部材３の下端部に付着した電界紡糸用溶液は凹部２６から引き上げられて、細く引き延ばされた状態となる。これにより、電極部材３と各円盤２８（回転体２７）との間に小さな電界紡糸用溶液の突起が生成されることから、この電界紡糸用溶液の小さな突起がコレクター５との間に形成された電界場の作用により、多数の細いファイバーとなってコレクター５に向けて飛散する。そして、飛散したファイバーがコレクター５の板面に付着することで、電界紡糸法により多数の細いファイバーが生じ、コレクター５に捕集される。よって、この図８の実施形態においても、電極部材３の目詰まりなどを起こすことなく、好適にナノサイズのファイバーを量産することができるうえ、電極部材３のメンテナンスも容易である。なお、図９では、凹部２６が１つしか図示していないが、実際には、円盤２８の周方向に沿って複数設けられている。
【００４２】
図８の実施形態では、電極部材３に電源４が接続されているが、回転体２７に電源４が接続されていてもよい。この場合には、回転体２７が導電性材料により形成され、電極部材３が非導電性（絶縁性）材料により形成される。
【００４３】
また、図８の実施形態では、回転体２７を複数の円盤２８により構成しているが、図６の実施形態に示すような、厚み方向に沿って延びる（回転軸と平行な方向に延びる）凹部２６が周方向に所定の間隔をあけて複数形成されたロール２５により回転体２７を構成してもよい。回転体２７をロール２５で構成する場合も、電極部材３は先端部（下端部）が所定の回転角度位置でロール２５に付着した電界紡糸溶液の液面と当接するように、ロール２５の近傍に配置されており、回転体２７を複数の円盤２８により構成した場合と同様の作用・効果を奏する。
【符号の説明】
【００４４】
１    電界紡糸装置
２    保持手段
３    電極部材
５    コレクター
２０  貯留槽
２４  ロール
２５  凹部
２７  回転体
３１  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015132028.tif 000006
【図５】
2015132028.tif 000007
【図６】
2015132028.tif 000008
【図７】
2015132028.tif 000009
【図８】
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【図９】
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