研究開発用ナノファイバー電界紡糸装置 NANON
株式会社メック
NANONは研究開発用のナノファイバー電界紡糸装置のスタンダードモデルです。
スピナレット、コレクタなどのシステムパーツを組み合わせ、紡糸条件を設定することにより、さまざまな材料をナノファイバーに紡糸することができ多くのお客様にご利用いただいています。
概要
この度、ナノファイバー電界紡糸装置 「NANON」 は、国内外の納入実績300台を突破しました。
特長
- 高均一性、高品質のナノファイバー作成が可能
- ドアのインターロックや強化ガラス、高電圧の遮断などの安全対策を徹底
- テンキーによる簡単プログラミング、自動クリーニング機能など作業者の負担を低減
- 着脱可能なシステムパーツ (スピナレット・コレクタ) で希望の形状の作成をサポート
ナノファーバー電界紡糸装置の概要
特長
①比表面積効果
- 空隙が極めて小さく微粒子を通さない
- 比表面積が大きい事で吸着能力が大きい
②ナノサイズ効果
- 光の波長より小さい繊維径により乱反射しにくく、透明性が高い
- 表面プラズモン効果などの特性
③分子配列効果
- 繊維径が細いことで、高強度・高電気導電性・高熱伝導性など高い効果が得られます。
比表面積効果やナノサイズ効果等による機能性を活かしたフィルタや繊維などの実用化が進み、その機能性からライフサイエンスや環境分野等での活用に向けた研究、実用化がおこなわれています。
電界紡糸法 (エレクトロスピニング法) について
ナノファイバーの製造方法
- 電解紡糸法 (高電圧を印加して溶液を吐出することで容易に作成)
- 気相成長法 (金属触媒を用い高温の炉が必要：カーボンナノチューブ等)
- 物理的粉砕法 (物理的にナノレベルまで分解で時間がかかる：セルロース等)
があり、電解紡糸法は簡単にナノファイバーの作成が可能で、またさまざまな原料が使用できるためユーザーメリットが非常に高い製造方法です。
ここ数年では、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタン酸ジルコン酸鉛等のセラミックスナノファイバーの作製例が、盛んに報告されております。
通常、電解紡糸法では、溶媒に材料を溶解した溶液を紡糸材料として用います。
電界防止法の原理
原理は、右図に示すように、高圧電源、ポリマー溶液・貯蔵タンク、紡糸口、および、アースされたコレクターからなります。
ポリマー溶液はタンクから紡糸口まで一定の速度で押し出され紡糸口では、10～50 kV の電圧が印加されており、電気引力がポリマー溶液の表面張力を越える時、ポリマー溶液のジェットがコレクターに向けて噴射されます。この時、ジェット中の溶媒は徐々に揮発し、コレクターに到達する際には、ジェットサイズがナノレベルまで減少します。
ナノファイバーの技術動向
ナノファイバーの医療向け事例
電界紡糸法 (エレクトロスピニング法) で、最近特に注目されているのが医療向けの分野です。
国内外の化学・製薬・医療機器・繊維などの企業、大学の研究室により技術、製品の研究・開発が進められており、海外では、すでに製品化・商業化に成功した事例もあるようです。
医療の視点で見たナノファイバーの特長
| 細胞接着性 | 細胞増殖の足場となりやすい |
|---|---|
| 生体吸収性・生分解性 | 一定の時間をかけて体内に吸収・分解される |
| 多孔質性・膨大な表面積 | 繊維間に薬剤が入り込める細かな隙間がある 水分保持力が高い 接触する生体組織に影響を与えやすい |
| 物理性・力学強度 | 強度や弾性が調整可能 |
ナノファイバーの特長を利用した製品開発例
| 生体細胞培養、増殖の足場 (スキャホールド) |
再生医療用足場材料 (iPS細胞の培養、分離に適する研究結果あり。) |
|---|---|
| 薬剤徐放・薬剤伝達システム (DDS) |
薬剤放出カプセル 経皮吸収剤 薬剤徐放人工皮膚、創傷被覆剤 など |
| 生体機能補助・代行 | 人工血管 カバードステント 人工角膜 人工皮膚 人工骨等補填剤 |
| 創傷、治療用途 | 神経・臓器貼付剤 創傷被覆・保護剤 (ドレッシング材、絆創膏) 透析膜 医療用ガーゼ 外科用接着シート、癒着防止材 |
その他、近年ではナノファイバーと粒子を複合した材料での研究が盛んに行われ、双方の特徴を活かして医療分野のみならず電極材料や分離膜材料、導電膜材料、センシング材料、機能性食品材料、機能性衣服材料、機能性塗料材料等さまざまな分野での応用が検討されています。
仕様
| 用途 | 研究開発 |
|---|---|
| 主な製作物 | 不織布、配向膜、芯鞘ファイバー、ナノワイヤー、チューブ状ファイバー |
| 標準コレクタ | プレート |
| オプションコレクタ | ドラム Φ100w200、ドラム Φ200w200、 ドラム Φ200w30、ディスク 、マンドレル (ｗ200)、ロールtoロール、 Y軸可動 (コントローラが必要) |
| 標準スピナレット | クリップスピナレット |
| オプションスピナレット | 縦型クリップ、 チューブレス、 芯鞘 (シリンジポンプ(外付け))、 マルチジェット 4穴 |
| 高電圧電源 | 電圧： 0.5 kV - 30.0 kV 、電流： 0 - 50 μA |
| トラバース速度 | ０～300㎜/sec |
| コレクタ回転数 | ドラム：100 rpm - 3000 rpm、ディスク：100 rpm - 3000 rpm、マンドレル：50 rpm - 100 rpm |
| 紡糸距離 | 50 - 150 mm |
| 制御パラメータ | 高電圧値、ポンプ溶液送り出し量 (フィードレート) 、コレクタ回転速度 、スライダー上下移動量 (半自動) 、クリーニング頻度および間隔、トラバース速度および距離 |
| ファン吸排気量 | 12 m3/hr 以上 |
| フィードレート | 0.1 - 100 mL/hr |
| シリンジ容量 | 2.0 / 5.0 / 10.0 (mL) |
| 安全装置 | 高電圧インターロック、高電圧出力の高速遮断 (電源オフ後) 、非常停止ボタン、高圧表示灯、強化ガラス、ドアロック (オプション) |
| 環境条件 | 温度：20℃ - 30℃ 、湿度：30％ - 70％ (結露のないこと) |
| 定格電源 | AC85V - 125 V, 170V - 250 V 50Hz/60Hz (出荷時選択) |
| 消費電力 | 1 kVA以下 |
| 外形寸法 | 830W x 615D x 875H (mm) |
| チャンバー内寸法 | 550W x 400D x 580H (mm) |
| 重量 | 110 kg以下 |
システムパーツ (搭載可能なコンポーネンツ)
コレクタ
プレートコレクタ
不織布の紡糸に最適
ドラムコレクタ
φ100W200、φ200W200、Φ200W30から選択。回転数変更で不織布や配向性ナノファイバーを作成可能
マンドレルコレクタ
チューブ状のナノファイバー構造体を作製
ディスクコレクタ
配向したナノファイバーの束 (バンドル) を作製
Y軸可動コレクタ (+コントローラ)
プレートコレクタをY軸方向に可動 (ストローク：±25 mm)
ロール・トゥ・ロールコレクタ
ナノファイバーシートを作成
(基材にアルミホイル使用可能)
スピナレット / シリンジポンプ
クリップスピナレット
短時間で多種の溶液の紡糸が可能な標準スピナレット
縦型クリップスピナレット
ノズルの配列を縦型にしたもので 洗浄、交換などの取り扱いが簡単
芯鞘スピナレット
中空ファイバー、芯鞘構造ファイバーを紡糸可能
チューブレススピナレット
注射器を直接取り付け、少量の溶液で紡糸可能
マルチジェットスピナレット
標準ノズルの10倍 - 20倍の効率で紡糸可能
高耐電圧シリンジポンプ
絶縁不良などにより放電が発生しても故障しない外付けポンプ
価格表
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