(57)【要約】  高強度の静電界内でポリマーの溶液又は溶融物から、ナノパーティクルの堆積物又は層、もしくはナノファイバー層を製造する方法、それも製造中、製造されたナノパーティクル又は製造されたナノファイバーを、活動電極の配置された活動チャンバ１を通過する基板３に堆積させる方法である。ナノパーティクルの製造・搬送・堆積又はナノファイバーの製造・搬送・堆積のための前記静電界は、活動電極２と基板３との間に誘起され、該基板には、活動電極２の極性とは逆の電荷が、基板の移動方向で活動電極２の前方及び／又は反対側で非接触式に印加され、他方、基板３に印加された電荷は、移動する基板３へのナノパーティクル又はナノファイバーの堆積により一部又は全部が消費される。また、製造装置では、高圧電源に接続された活動電極２と、前進運動の起動手段に結合された基板３とが互いに対向位置を占めている。基板３は、何らかの帯電手段及び／又は接地手段と接触することなしに活動チャンバ１内を通過する一方、活動電極２と基板３との間に高強度の静電界を誘起するのに十分な電荷量を含んでいる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度の静電界内でポリマーの溶液又は溶融物から、ナノパーティクルの堆積物又は層、又はナノファイバー層を製造する方法であって、製造中、製造されたナノパーティクル又は製造されたナノファイバーが、活動電極（２）の配置された活動チャンバ（１）を通過する基板（３）に堆積する形式のものにおいて、
ナノパーティクルの製造、搬送、堆積、又はナノファイバーの製造、搬送、堆積のための静電界が、活動電極（２）と基板（３）との間に誘起され、該基板には、基板の移動方向で活動電極（２）の前方及び／又は反対側から非接触式に活動電極（２）の極性とは逆の電荷が印加され、他方、基板（３）に印加された電荷が、移動する基板（３）へのナノパーティクル又はナノファイバーの堆積により一部又は全部が消費されることを特徴とする、高強度の静電界内でポリマーの溶液又は溶融物から、ナノパーティクルの堆積物又は層、又はナノファイバー層を製造する方法。
【請求項２】
前記電荷がコロナ・エミッタ（４）によって基板（３）に印加されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ナノパーティクル又はナノファイバーが基板（３）に堆積した後、残留する可能性のある電荷が基板（３）から少なくとも部分的に除去されることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
ポリマーの溶液又は溶融物から、ナノパーティクルの堆積物又は層、もしくはナノファイバー層を製造するための、活動チャンバを含む装置であって、該チャンバ内に、高圧電源に接続された活動電極と、前進運動の起動手段と結合された基板とが互いに対向的に位置する形式のものにおいて、
活動チャンバ（１）内に位置する基板（３）が、何らかの帯電手段及び／又は接地手段と接触することなしに、活動電極（２）と基板（３）との間に高強度の静電界を誘起するのに十分な、活動電極（２）とは逆の極性の電荷量を含むことを特徴とする、ポリマーの溶液又は溶融物から、ナノパーティクルの堆積物又は層、又はナノファイバー層を製造する、活動チャンバを含む装置。
【請求項５】
活動チャンバ（１）内には、活動電極（２）に対向して基板（３）の後方に、活動電極（２）とは逆の極性のコロナ・エミッタ（４）が配置され、他方、基板（３）の移動経路がコロナ・エミッタ（４）の放射域を通ることを特徴とする、請求項４記載の装置。
【請求項６】
基板（３）の移動方向で活動チャンバ（１）の前方に、それも基板（３）の一方の側に、活動電極（２）とは逆の極性を有するコロナ・エミッタ（４１）が配置されている一方、基板（３）の他方の側には、コロナ・エミッタ（４１）に対して、活動電極（２）と等しい極性の起動電極（６）が配置され、基板（３）の移動経路がコロナ・エミッタ（４１）の放射域を通ることを特徴とする、請求項４又は請求項５記載の装置。
【請求項７】
活動チャンバ（１）の前方の前記コロナ・エミッタ（４１）が、活動電極（２）の配置されている基板（３）側と同じ基板側に配置されていることを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項８】
活動チャンバ（１）の前方の前記コロナ・エミッタ（４１）が、活動電極（２）の配置されている基板（３）側とは反対の基板側に配置されていることを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項９】
前記コロナ・エミッタ（４，４１）が、円形直径を有する少なくとも１つの細長体によって形成されていることを特徴とする、請求項５から請求項８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記コロナ・エミッタ（４，４１）がコードによって形成されていることを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記コロナ・エミッタ（４，４１）が、活動電極（２）の長手軸線と平行な基板（３）運動方向に対して直角に配置されていることを特徴とする、請求項５から請求項１０までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度の静電界内でポリマーの溶液又は溶融物からナノパーティクル層又はナノファイバー層を製造する方法、それも、製造の間に、製造されたナノパーティクル又は製造されたナノファイバーが、活動電極が配置された活動チャンバを通過する基板に堆積する形式のものに関する。
本発明は、またポリマーの溶液又は溶融物からナノパーティクル層又はナノファイバー層を製造するための装置、それも、活動チャンバを含み、該チャンバ内には、高電圧源に接続された活動電極と、前進運動を起動する手段に接続された基板とが互いに対向位置となる形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーの溶液及び溶融物からのナノファイバー製造に使用可能な静電界を発生させるために現在使用されている捕集電極（板）は、まず何よりも、簡単な薄板金、金属板として設計されている。この種の電極は電界形成の条件を満たしてはいるが、それは量の点でだけである。実験室規模より大きい規模での静電紡糸の方法によりナノファイバーを製造処理する場合には、電界が具体的な質的パラメータをも満足させることが重要である。
【０００３】
ＤＥ  １０１  ３６  ２５５  Ａ１によれば、紡糸電極は、互いに平行な２個のエンドレス・ベルト間に平行配置された紡糸ワイヤのシステムによって形成される。該エンドレス・ベルトは、互いに上下に配置された上下のシリンダ間を案内される。下方区間の紡糸ワイヤは、ポリマー溶液の溜め内へ延びている。ポリマー溶液を溜めから搬出する紡糸電極の一区間に対向して、金網製又は金属箔製の導電性循環ベルトで形成された捕集電極が配置されている。紡糸電極に隣接する捕集電極表面は、紡糸電極の各表面より大である。紡糸電極と捕集電極とは、高圧電源の逆の極に接続されている結果、両電極間に静電界が誘起され、この静電界が、紡糸ワイヤ上の電界内へ送られたポリマー溶液の紡糸に役立つ。
【０００４】
製造された繊維は、捕集電極の表面上を案内される基布に堆積される。この装置の場合、電界は、紡糸電極の個々の紡糸ワイヤと捕集電極表面との間に誘起され、他方、紡糸ワイヤは、ポリマー溶液溜めから上方へ移動し、各紡糸ワイヤの電界も、それと一緒に移動する。この場合、欠点は、特に、すべての紡糸ワイヤが等しい極性と電圧を有するために、個々の紡糸ワイヤの電界が相互作用することである。捕集電極を形成する導電性ベルト又は箔の縁部に、いわゆる３重点（ｔｒｉｐｌｅ  ｐｏｉｎｔｓ）が形成され、コロナが発生し、その結果、紡糸電極と捕集電極との間の電界が均一性を欠くことになり、電界内での繊維形成が阻害され、捕集電極の全表面上の基板への繊維の搬送が不均一になる。
【０００５】
ＤＥ  １０１  ３６  ２５５  Ａ１には、更に請求項８及びパラグラフ１６に、既述のように、互いに対向配置された２つの紡糸電極を使用する可能性が開示され、捕集電極の位置にある該２つの電極間に、基布が配置又は案内される。２つの紡糸電極は逆の極性を有し、紡糸電極上に形成される繊維は、繊維に結合したままの逆の電荷を有する基布面に各側から堆積する。静電紡糸用の電界は２つの紡糸電極間に誘起され、繊維は、逆の電荷のために互いに引き付け合い、基布の両側に堆積することは明らかである。この実施例では、均一の電界を誘起するのは不可能に近く、これまでの経験によれば、既述の装置は、全く作業しないか、不規則に作業するか、きわめて短期間だけ作業するかである。
【０００６】
ＥＰ１  ０５９  １０６  Ａ１に開示されたポリマー溶液の静電紡糸装置の場合には、紡糸電極が、ノズル・システム又はディスク・システムによって形成され、捕集電極は、導電性の接地被駆動エンドレス・ベルトによって形成されている。この実施例の場合、電界は、紡糸電極と、対応紡糸電極と対向する位置に来る導電性エンドレス・ベルト区間との間に誘起される。この実施例の欠点は、既述のＤＥ  １０１  ３６  ２５５  Ａ１の場合のベルト式捕集電極の欠点と同じである。
【０００７】
特許ＣＺ  ２９４  ２７４には、細長円筒状の回転式紡糸電極が開示されている。紡糸電極の円周部の一区間にわたり有孔薄板金製の部分円筒状捕集電極が配置されており、捕集電極の内周には基板が案内され、該基板が、捕集電極の背後空間内の負圧により捕集電極内面に押し付けられる。この構成は、機能の点から見て複雑で、基板の移動中に、基板が捕集電極の内面から離れる恐れが大きく、このため、基板表面への繊維の堆積が不均一となる。同時に、この種の捕集電極は、かなり不導性の基板又は担体が使用される場合には、障害が生じる。円筒状紡糸電極と部分円筒状の捕集電極間に誘起される電界は、均一ではない。なぜなら、円筒状紡糸電極の中間部では、電界が縁部より低強度となり、他方、不均一性は、更に、捕集電極の縁部に、また十中八九は捕集電極の薄板金を通過する空気用の穴の縁部にも、いわゆる３重点が発生することで高められよう。
【０００８】
これに続いて、ＣＺ  ２９４  ２７４には、プレート状電極とロッド状電極とが開示されているが、これらの両電極は、紡糸電極のために、基板背後に配置され、基板は、それらの両電極表面には接触しない。電界は、円筒形紡糸電極と捕集電極を形成する個別のロッドとの間に誘起される。結果として生じる電界は、均一ではなく、時間が経過する間に不安定となる可能性がある。このことは、工程の進行中、ナノファイバー層上に作業成績の不規則度が増減することに現われる。
これらの欠点を克服するために、ＰＶ  ２００６−４７７により設計された捕集電極は、導電性薄壁の電極体を含み、該電極体には少なくとも１つの開口が形成され、該開口の周部にはへりが設けられ、他方、電極体の内部空間には、紡糸チャンバ内に固定された少なくとも１つのブレースと結合された電極の少なくとも１つのホールダが配置されているが、この電極のホールダは、開口のへりの背後に配置され、不導性である。
【０００９】
捕集電極のこのような構成の利点は、高い曲率の単数又は複数の鋭角の形状を含まない点であり、かつまた誘電性の異なる３つの固体環境（３重点）が接触する箇所が電極体内に隠れ、そこでは電界強度が零となる点である。したがって、その結果、電極はコロナを発生せず、したがって、他の電気素子と一緒に誘起される電界は、電極の幾何形状に影響されるだけである。このことは、電界が、より良く調節、制御できるのに著しく貢献する。
従来技術による捕集電極の欠点は、何よりも、きわめて不導性の基板、例えば静電非改質疎水性ポリプロピレンの不織材及び溶融ブロー成形品（ｍｅｌｔｂｌｏｗｎｓ）等が用いられる場合、ポリマーの溶液及び溶融物からナノファイバー及びナノパーティクルを製造及び堆積する方法に問題があることである。これらの電極の材料及び製造の相対的な複雑さも、同様に指摘せねばならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術によるナノパーティクル層又はナノファイバー層の製造方法の欠点を克服し、それによって、ポリマーの溶液又は溶融物からナノパーティクルを製造する工程又はポリマーの溶液又は溶融物からの紡糸工程を起動・進行させる分野で、所要強度の安定的な規定電界を処理電極上に確実に発生させるように貢献することである。本発明は、この課題を、特に、極端に不導性の基板を使用することで解決した。なぜなら、該基板上に静電紡糸中にナノパーティクル又はナノファイバーを堆積させ得るからである。
本発明の目的は、また簡単で特に長期的に信頼のおけるような、前記製造方法用の装置を構成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、本発明によりナノパーティクル又はナノファイバーの堆積物又は層を製造するための次のような原理の方法によって達成された。すなわち、この方法の原理は、ナノパーティクルの製造、移送、堆積、又はナノファイバーの製造、移送、堆積のための静電界が、活動電極と基板との間に誘起され、基板には、その移動方向で活動電極の前方で及び／又は対向して、非接触式に、活動電極の極性とは逆の極性の電荷が印加される一方、基板に印加された電荷は、その一部又は全部が、移動する基板にナノパーティクル又はナノファイバーが堆積することで消費される。
この方法の利点は、特に、かなり不導性の基板又は担体材料さえも使用できる点にある。
請求項２によれば、電荷は、コロナ・エミッタを用いて基板に印加される。
【００１２】
逆の極性の起動電極に対向配置されたコロナ・エミッタは、全長にわたってその近接域に相応に帯電した粒子流を起電電極へ向かって発生させる。したがって、コロナ・エミッタから一定の距離を保ちつつ、このエミッタの近接域内を、それもエミッタと起動電極との間を、基板が案内されることによって、均一量の電荷が基板の全長にわたって堆積され、その結果、基板と起動電極間に均一の電界が確実に誘起される。コロナ・エミッタが活動電極に対向配置される場合、活動電極が起動電極に相当する。均一の電界の結果、ナノパーティクルの堆積物又は層、又はナノファイバー層も、高度又は低度の導電性を有する繊維ベース上の基板に幅と長さにわたって均一に製造される。
帯電した繊維材料の放電のための標準的な技術手段によって、必要とあれば、残留している可能性のある電荷を除去できる。
【００１３】
本発明によるナノパーティクルの堆積物又は層、又はナノファイバー層の製造装置の原理は、活動チャンバ内の基板が、帯電手段及び／又は接地手段と接触することなく活動電極と基板間に高強度の静電界を誘起するのに十分な量の、活動電極とは逆極性の電荷を含んでいることである。
既に別の言い方で述べたように、ナノパーティクル又はナノファイバーの衝突後、基板上では、基板の電荷が、帯電した加工材料によって、したがってナノファイバー又はナノパーティクルによってもたらされた電荷により、全部又は一部が補償されるのが好ましい。
同時に、請求項５の記載により、活動チャンバ内で活動電極に対向する基板の背方に、活動電極とは逆の極性のコロナ・エミッタが配置され、他方、基板の移動経路がコロナ・エミッタの放射域を通るのが好ましい。
【００１４】
請求項６の記載により、活動電極とは逆の極性のコロナ・エミッタが、活動チャンバの手前に、それも基板の一方の側に配置される一方、基板の他方の側にはコロナ・エミッタに対して、活動電極と等しい極性の起動電極が配置され、かつまた基板の移動経路がコロナ・エミッタの放射域を通るのが好ましい。
同時に、活動チャンバの手前の基板に向けてコロナ・エミッタを配置した場合、静電界に対し等方向又は逆方向の静電界が、活動電極と基板との間に誘起されるのが好ましい。
基板は活動電極と逆の極性の電荷で均一に帯電するのが好ましく、それが、結果として、ナノファイバー又はナノパーティクルの均一の堆積層を形成するのに役立つ。
【００１５】
活動チャンバ内の静電界は、コロナ・エミッタと、基板の反対側の活動電極、この場合は同時に起動電極でもあるが、との間に誘起される一方、基板は、コロナ・エミッタの放射域を通って案内されるのが、言い換えると、エミッタの近接域をエミッタに接触することなく案内されるのが好ましい。
この変化形の場合、基板自体にナノファイバー層又はナノパーティクル層を堆積させ、かつ基板を帯電させる工程のため、静電界の諸機能を組み合わせるのが好ましい。
また、活動チャンバの手前のこの静電界は、基板の一方の側に配置されたコロナ・エミッタにより誘起されるようにすることも好ましい。基板の反対側、つまり基板の他方の側には、コロナ非発生の起動電極が配置される一方、基板はコロナ・エミッタの放射域を、すなわちエミッタの近接域を通って案内されるが、エミッタに接触することはない。
【００１６】
コロナ・エミッタは、常に、ポリマーの溶液又は溶融物からナノパーティクル又はナノファイバーの製造を起動する活動電極の極性とは逆の極性の電荷を発生させねばならない。
コロナ・エミッタは、活動チャンバへの入口の手前に配置される場合、装置に対する構造上及び／又は技術上の要求により、活動電極に対して基板の同じ側又は基板の反対側に配置できる。しかし、その反対側には、常に起動電極が配置されねばならない。
紡糸装置又はナノパーティクル製造装置の構成が多様であること、また、この多様性の結果、技術的、経済的に最適な構成が可能になることが好ましい。
【００１７】
コロナ・エミッタは、コロナ・エミッタの基準に合致せねばならない。言い換えると、高い曲率を有する素子を包含していなければならない。円形の直径を有する極めて細長のユニット、つまりワイヤ又はコードを使用できるのが好ましい。
このコロナ・エミッタは安価で技術的に簡単であることが好ましい。
また、このコロナ・エミッタは、活動電極の縦軸線と対称平行な基板の移動方向と直角に取り付けられるのが好ましい。
この構成により、確実に基板に電荷が均一に印加でき、その結果、また静電界の均一性と堆積ナノパーティクル層又は堆積ナノファイバー層の均一性も保証される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面には、ポリマーの溶液又は溶融物からナノパーティクル層又はナノファイバー層を製造するための、本発明による装置が略示されている。
【図１】活動／紡糸電極とコロナ・エミッタとを含む活動／紡糸チャンバの基本実施例を示す図。（実施例１）
【図２】より多くのコロナ・エミッタを有する図１に示した実施例の図。
【図３】同じ活動／紡糸チャンバと、それに予め設けられていた補助チャンバとを含む実施例を示す図。補助チャンバ内のコロナ・エミッタは、活動／紡糸チャンバのコロナ・エミッタと基板の同じ側に配置されている。
【図４】同じ活動／紡糸チャンバと、それに予め設けられていた補助チャンバとを含む実施例を示す図。補助チャンバ内のコロナ・エミッタは、基板の反対側に配置されている。
【図５】同じ活動／紡糸チャンバと、それに予め設けられていた補助チャンバとを含む実施例を示す図。補助チャンバ内のコロナ・エミッタは、活動／紡糸チャンバのコロナ・エミッタと基板の同じ側に配置され、活動／紡糸チャンバ内に活動／紡糸電極が配置されていない。（実施例２）
【図６】同じ活動／紡糸チャンバと、それに予め設けられていた補助チャンバとを含む実施例を示す図。補助チャンバ内のコロナ・エミッタは、基板の反対側に配置され、活動／紡糸チャンバ内に活動／紡糸電極が配置されていない。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下で、本発明を、ポリマー溶液からナノファイバー層を製造する装置の実施例について説明する。同時に、当業者には明らかなことだが、高強度の静電界内でナノファイバー又はナノパーティクルを製造する装置の活動電極と捕集電極との間には、静電界を誘起かつ機能させる場合と同じ条件が存在するので、ともかくも、前記装置は、活動電極の反対側かつ基板の背後に活動電極に対して配置される捕集電極に代わって、活動電極とは逆の極性の十分な電荷量を有する基板を使用することができる。
【実施例１】
【００２０】
図１は、ポリマー溶液の静電紡糸装置の断面を示している。この装置は、ＣＺ  ２９４２７４により製造された紡糸チャンバ１を含み、該チャンバ内には紡糸電極２が配置されている。紡糸電極２は細長の円筒体で形成されており、この円筒体が、回転可能にポリマー溶液２２の溜め２１内に取り付けられ、円周の一部がポリマー溶液内に浸漬されている。紡糸電極２から適当な距離のところに、紡糸チャンバ１を通過する基板３を案内する送り装置が配置されている。基板３の背方には、紡糸電極２に対してコロナ・エミッタが配置され、コロナ・エミッタは、図示の実施例の場合、コード又はワイヤ又は他の小直径円筒体によって形成され、基板３の全幅にわたって基板３の移動方向に対して直角の、紡糸電極２の回転軸線と平行に配置されている。
【００２１】
紡糸電極２は、公知の形式で、例えば＋２０〜＋８０ｋＶの高電圧源の一方の極に接続され、他方の極にはコロナ・エミッタが接続されている。コロナ・エミッタ４は、また接地させることができる。コロナ・エミッタ４は、基板３から適当な距離を置いて取り付けられ、コロナ・エミッタ４と基板３との接触は完全に防止されている。コロナ・エミッタ４の長さは、紡糸電極の長さに対応する。基板３は、公知の形式で、例えば給送ローラ又は送出ローラ（図示せず）によって、紡糸チャンバ１内を搬送される。紡糸電極２は、何らかの別の公知形式により、例えばＣＺ  ＰＶ  ２００５−３６０又はＣＺ  ＰＶ  ２００５−５４５による回転紡糸電極により、又はＷＯ  ０３／０８０９０５  Ａ１によるノズル電極により形成することもできる。同じ形式で、コロナ・エミッタは、他の公知コロナ・エミッタにより、例えばチップ（ｔｉｐｓ）を有するロッド等により形成できる。
【００２２】
作業中、コロナ・エミッタ４と紡糸電極２との間には電界が誘起され、その電界の作用により、コロナ・エミッタ４は、その全長にわたってエミッタ近接域に放射域、いわゆるコロナを発生させる。コロナは、紡糸電極とは逆の極性を有する相応に帯電した粒子流によって形成される一方、これらの粒子は紡糸電極４に向けられ、基板３に衝突する。基板３は、紡糸チャンバ１を通過する間に、コロナ・エミッタ４の放射域を通り、該エミッタから全幅にわたり等距離のところに位置することにより、基板には、紡糸電極とは逆極性の均一な電荷量が基板の全幅にわたって堆積する。この電荷は、基板表面で、更に基板の移動方向にも逆方向にも分配される。紡糸用の静電界は、紡糸電極２と、基板３ないしは高強度の静電界を誘起するのに十分な電荷量を含む基板部分との間に誘起される。
【００２３】
この結果、基板３と紡糸電極２との間には、高強度の均一な静電界が誘起され、これによって、基板には、その全幅にわたって均一のナノファイバー層が確実に堆積し、また同時に、堆積ナノファイバー層の長さにわたる均一性も保証される。基板３に印加される電荷は、移動する基板にナノファイバーが堆積することで一部又は全部が消費される。
【００２４】
製造されるナノファイバーの量を増すには、紡糸区域の長さにわたり前後に数個の紡糸電極２を配置する一方、それらの電極に対してコロナ・エミッタ４を配置するのが好ましい。
基板３に十分な量の電荷を与えるには、紡糸区域の長さに沿って前後に数個のコロナ・エミッタ４を配置した図２に示す実施例が好ましい。
【００２５】
基板３の電荷量を増す別の方法は、図３及び図４に示されている。これらの場合、基板３の移動方向で紡糸チャンバ１の手前に補助チャンバ５を配置し、この補助チャンバには、コロナ・エミッタ４１と、基板３の反対側に該エミッタに対して配置された起動電極６とが含まれている。基板は、補助チャンバ５内でコロナ・エミッタ４１の近接域を案内され、したがって該エミッタの放射域を通過する。コロナ・エミッタ４１は、既述の実施例の場合同様、適当などのようなコロナ・エミッタで形成してもよい。起動電極６は、コロナの無い十分な長さのどのような電極でもよい。
【実施例２】
【００２６】
図３の実施例では、コロナ・エミッタ４１は、補助チャンバ５内で、基板３に対してコロナ・エミッタ４と同じ側に配置され、紡糸チャンバ１内のコロナ・エミッタ４と等しい電位に接続されている。他方、起動電極６は、基板３に対して紡糸電極２と同じ側に配置され、紡糸電極２と等しい電位に接続されている。補助チャンバ５内のコロナ・エミッタ４１の放射域は、紡糸チャンバ１内のコロナ・エミッタ４の放射域と等しい極性の電荷を有しており、したがって、基板３の電荷量が増加する。
【実施例３】
【００２７】
図４に示す実施例の場合、コロナ・エミッタ４１は、補助チャンバ５内で基板３に対し紡糸電極２と等しい側に配置され、起動電極６は、基板３に対し反対側に配置されている。同時に、補助チャンバ内のコロナ・エミッタ４１は、紡糸電極２とは逆の極性の高圧電源に接続され、起動電極６は、紡糸電極２と等しい極性を有している。
作業中、電界は、補助チャンバ５内のコロナ・エミッタ４１間に誘起され、該電界の作用により、コロナ・エミッタ４１は、その近接域に、紡糸電極２と逆の極性を有する相応に帯電した粒子流により形成される放射域を発生させ、他方、これらの粒子は起動電極６に向けられ、基板３に衝突する。紡糸チャンバ１に入る前の基板３は、紡糸電極２とは逆の極性のかなりの電荷量を含むと同時に、なお紡糸チャンバ１内では、コロナ・エミッタ４からの別の電荷量を受け取る。
【００２８】
図５及び図６には、本発明による装置の別の実施例が示されているが、これらは、図３及び図４による既述の実施例を基礎にした変化形である。これらの変化形では、紡糸チャンバ１内にはコロナ・エミッタも捕集電極も配置されていない。紡糸チャンバ１内には、紡糸電極２と基板３のみが見られる。コロナ・エミッタ４１は、補助チャンバ５内にのみ配置され、補助チャンバ内には、また対応する起動電極６も配置されている。図５の変化形の場合、補助チャンバ内のコロナ・エミッタ４１と起動電極６とは、図３の実施例と同じ形式で配置されている。図６の変化形の場合、補助チャンバ５内のコロナ・エミッタ４１と起動電極６とは、図４の実施例と等しい形式で配置されている。また、それらの機能も図３及び図４の実施例の場合と変わらない。この変化形では、基板３が、紡糸電極２と基板３との間に高強度の電界を発生させるのに十分な量の、紡糸電極２とは逆の極性の電荷をもって紡糸チャンバ１内へ進入する。
【００２９】
既述のように、高強度の静電界内でナノファイバー又はナノパーティクルを製造する装置は、どの装置も同じ形式で構成できる一方、どの紡糸電極、又はポリマーの溶液もしくは溶融物により形成される紡糸材料の搬送に役立つ他の活動電極を用いるかは重要ではない。以下の本文では、したがって、紡糸チャンバとナノパーティクルの製造用のチャンバに対しては、活動チャンバという集合名を用い、紡糸電極とナノパーティクル製造用の電極に対しては、活動電極という集合名を用い、紡糸空間とナノパーティクル製造用の区域に対しては、活動区域という集合名を用いる。
大ていの場合、基板にナノファイバー又はナノパーティクルが堆積して、ナノパーティクル又はナノファイバーの堆積層又は堆積物を有する基板が送出された後、電荷は、ナノファイバー又はナノパーティクルにより活動電極から基板３へ放出される電荷により消費されるのが好ましい。しかし、実際には、消費されない余剰電荷を基板３が帯電したままとなり、このことは、基板３が不良導体の場合、基板３がその後も残留電荷を帯電したままとなることを意味する。
【００３０】
ナノファイバー又はナノパーティクルが、本発明により不導性基板３、例えば疎水性の非変性ポリプロピレン不織材及び溶融ブロー成形品に堆積される場合、残留電荷を基板３から除去するのが好ましい。したがって、活動チャンバ後方に接地電極（図示せず）を配置して、活動チャンバから出てくる基板と接触するようにするのが好ましい。この接地電極によって、余剰電荷は基板３から除去される。
本発明による、ポリマーの溶液又は溶融物からナノパーティクルの堆積物又は層もしくはナノファイバー層を製造する方法及び装置の利点は、それらを事実上不導性の基板３に静電的に堆積できることである。比較的安価なコロナ・エミッタ４，４１を用いることで、基板３に電荷を均一に分配することができ、その結果、均一のナノファイバー層、又はナノパーティクルの均一の堆積物又は層を製造することができる。静電界の配置を変え得ることによって、送入半製品の特性や最終製品に対する要求に応じて、装置を最適適応させることができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月2日(2009.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度の静電界内でポリマーの溶液又は溶融物からナノファイバー層を製造する方法であって、製造中、製造されたナノファイバーが、活動電極（２）の配置された活動チャンバ（１）を通過する基板（３）に堆積する形式のものにおいて、
ナノファイバーの製造、搬送、堆積のための静電界が、活動電極（２）と基板（３）との間に誘起され、該基板に、活動電極（２）の極性とは逆の電荷が、活動電極（２）とは反対の側から少なくとも１つのコロナ・エミッタ（４）によって非接触式に印加され、他方、基板（３）に印加された電荷が、移動する基板（３）へのナノファイバーの堆積により一部又は全部が消費されることを特徴とする、高強度の静電界内でポリマーの溶液又は溶融物からナノファイバー層を製造する方法。
【請求項２】
ナノファイバーが基板（３）に堆積した後、残留する可能性のある電荷が、基板（３）から少なくとも部分的に除去されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ポリマーの溶液又は溶融物からナノファイバー層を製造するための、活動チャンバを含む装置であって、該チャンバ内に、高圧電源に接続された活動電極と、前進運動を起動する手段と結合された基板とが互いに対向的に位置する形式のものにおいて、
前記活動チャンバ（１）内には、活動電極と対向して基板（３）の後方に、活動電極（２）とは逆の極性を有する少なくとも１つのコロナ・エミッタ（４）が配置され、他方、基板（３）の移動経路が、コロナ・エミッタ（４）の放射域を通ることを特徴とする、ポリマーの溶液又は溶融物からナノファイバー層を製造するための、活動チャンバを含む装置。
【請求項４】
前記コロナ・エミッタ（４，４１）が、円形直径を有する少なくとも１つの細長体によって形成されていることを特徴とする、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記コロナ・エミッタ（４，４１）がコードによって形成されていることを特徴とする、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記コロナ・エミッタ（４，４１）が、活動電極（２）の長手軸線と平行な基板（３）の運動方向に対して直角に配置されていることを特徴とする、請求項４又は請求項５記載の装置。
【国際調査報告】
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