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溶融エレクトロスピニングと従来のエレクトロスピニングの驚くべきコントラスト：製造プロセスがどのように違いますか？
現代の製造技術では、溶融エレクトロスピニングは、生物医学、繊維、ろ過における潜在的な用途で知られる非常に魅力的な技術に徐々に魅力的な技術になりました。従来のソリューションエレクトロスピニングテクノロジーと比較して、溶融エレクトロスピニングにはいくつかの重要な利点があり、材料科学のアプリケーションの見通しをより広くしています。
修正されたエレクトロスピニングは、ポリマー溶融物から繊維状構造を生成する処理技術です。
溶融エレクトロスピニングの特徴は、揮発性溶媒を使用しないことであるため、一部の用途、特に溶媒の毒性と蓄積に関する懸念で特に重要であることです。この技術の開発は、チャールズ・ノートンが最初に溶融エレクトロスピニングの概念を説明した1936年にさかのぼります。しかし、1981年まで、ラロンンドとマンリーが一連の論文でこの手法を詳細に議論しました。時間が経つにつれて、この技術が新しい3D印刷技術としてさらに提案された2011年まで、溶融エレクトロスピニングに関する関連研究は次々と出現しました。
溶融エレクトロスピニングの基本原則
溶融エレクトロスピニングの物理的原理は、従来のエレクトロスピニング繊維ストレッチングの物理的原理と同じです。違いは、ポリマー溶融物の物理的特性がポリマー溶液の物理的特性とは大きく異なることです。溶融ポリマーはポリマー溶液よりも粘性があり、溶融エレクトロスピニングでは、電気化学噴射のプロセスがより予測可能です。溶けるジェットは固化するために冷却が必要ですが、エレクトロスピニングは溶媒の蒸発に依存します。
プロセスパラメーター
温度
エレクトロスピニングを溶かす場合、ポリマーがノズルの先端で溶融したままであることを確認するために、特定の温度を維持する必要があります。通常、ノズルの長さは比較的短いため、プロセス時間全体を制御するために重要です。
流量
ファイバーの直径を制御する最も重要なパラメーターは、ノズルに供給するポリマーの流量です。一般的に言えば、流量が高いほど、繊維の直径が大きくなります。従来のソリューションエレクトロスピニングとは異なり、溶融エレクトロスピニングに使用されるポリマーはほぼ完全に収集されており、プロセスの効率を改善します。
分子量
ポリマーの分子量は、溶融エレクトロスピニングの成功に不可欠です。均一な線形ポリマーの場合、低分子量（例：30,000 g/mol未満）が繊維の損傷と質量損失を引き起こす可能性があります。高分子量（100,000 g/molを超えるなど）は、ノズルを通過するときに流れの困難に直面する可能性があります。溶融エレクトロスピニングでは、一般に、40,000〜80,000 g/molの間のポリマーを使用することをお勧めします。
電圧
電圧の変更方法は、結果として生じるファイバーの直径にほとんど影響しませんが、レポートでは、高品質で一貫した繊維がまだ存在するために必要な最適な電圧が存在すると述べています。溶融エレクトロスピニングに使用される電圧は、0.7kVから60kVの範囲です。
を使用したポリマー溶融エレクトロスピニングに必要なポリマーには、融点またはガラス遷移温度（TG）が必要です。これは、特定の熱硬化性ポリマー（セルロイドなど）と特定のバイオヨウ素化ポリマー（コラーゲンなど）が適切ではないことを意味します。頻繁に使用される溶融エレクトロスピンポリマーには、ポリカプロラクトン、ポリラトン酸、ポリ（乳酸グリコール酸）などが含まれます。
アプリケーションフィールド
溶融エレクトロスピニングには、従来のエレクトロスピニングと同様の潜在的なアプリケーションがありますが、毒性溶媒がないため、生物医学関連分野では特に顕著になります。組織工学の分野では、溶融溶媒の使用によって引き起こされる潜在的な害を回避するために、溶融エレクトロスピニングが生物材料の治療に使用されます。さらに、溶融エレクトロスピニングを使用して、より効率的な薬物送達のために薬物キャリアを作ることもできます。
ティソル化エンジニアリング
組織工学の分野では、溶融エレクトロスピニングを使用して生物医学材料を処理します。有毒な揮発性溶媒を回避することにより、これは関連する研究を実施するのに役立ちます。溶融エレクトロスピニングによって生成される繊維は、さまざまなサイズの組織足場を構築し、それにより細胞の浸透と外腫の生成を促進することができます。
ドラッグデリバリー
さらに、溶融エレクトロスピニング技術は、薬物送達のために薬用繊維を準備することもできます。この技術は薬局の分野で強い勢いに陥っています。なぜなら、溶媒のないものの利点を組み合わせて、薬物溶解を促進するために薬物の固相拡散または固相溶液調製を効果的に実行できるからです。
流動的なエレクトロスピニングライティング
さらに、メルトエレクトロスピニングライティングは、ポリマー繊維をコレクターに正確に堆積させることができるように、予測可能な溶融エレクトロスピニングパスを利用します。コレクターが十分な速度で移動すると、溶融エレクトロスピン繊維を積み重ねられた方法で堆積させることができます。このアプローチにより、複雑なシーケンシャル構造を製造し、3D印刷技術のカテゴリとして溶融エレクトロスピニングライティングを考慮することができます。
上記に基づいて、溶融エレクトロスピニング技術は多くの分野で大きな可能性を示しており、その適用範囲は間違いなく将来拡大し続けます。新しい材料の需要の増加に伴い、溶融エレクトロスピニングテクノロジーが製造業に革新と変化をもたらすことを期待できますか？
