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JP7374672B2 - Electrospinning head and electrospinning device - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、電界紡糸ヘッド及び電界紡糸装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to electrospinning heads and electrospinning apparatus.

エレクトロスピニング法(電界紡糸法及び電荷誘導紡糸法等とも称されることもある)により、微細なファイバーを収集体又は基材の表面に堆積させ、ファイバーの膜を形成する電界紡糸装置がある。電界紡糸装置には、電界紡糸ヘッドが設けられ、電界紡糸ヘッドは、ヘッド本体と、ヘッド本体の外周面から突出するノズルと、を備える。電界紡糸ヘッドでは、ヘッド本体の内部に原料液を収納可能な収納空洞が形成される。また、ノズルの内部には、収納空洞と連通する流路(ノズル流路)が形成され、ノズルにおいてヘッド本体からの突出端には、流路の噴出口が形成される。ノズル(電界紡糸ヘッド)と収集体又は基材との間に電圧を印加することにより、流路の噴出口から原料液を収集体又は基材の表面に向かって噴出させ、ファイバーを収集体又は基材の表面に堆積させる。 There is an electrospinning device that deposits fine fibers on the surface of a collector or a substrate to form a film of fibers by an electrospinning method (sometimes also referred to as an electrospinning method or a charge-induced spinning method, etc.). The electrospinning apparatus is provided with an electrospinning head, and the electrospinning head includes a head main body and a nozzle protruding from the outer peripheral surface of the head main body. In the electrospinning head, a storage cavity capable of storing a raw material liquid is formed inside the head body. Further, a flow path (nozzle flow path) communicating with the storage cavity is formed inside the nozzle, and an ejection port of the flow path is formed at the end of the nozzle that projects from the head main body. By applying a voltage between the nozzle (electrospinning head) and the collector or the base material, the raw material liquid is jetted from the outlet of the channel toward the surface of the collector or the base material, and the fibers are spun into the collector or the base material. Deposit on the surface of the substrate.

前述のような電界紡糸装置では、ノズルの流路において、噴出口から噴出される直前の原料液の電荷密度が高く確保され、噴出口から収集体及び基材に向かって原料液が適切に噴出されることが、求められている。また、ノズルの突出端の近傍の空間において電界強度が過度に高くならず、ノズルの突出端及びその近傍へのファイバーの付着が有効に防止されることが、求められている。 In the above-mentioned electrospinning apparatus, the charge density of the raw material liquid immediately before being ejected from the jetting port is ensured in the flow path of the nozzle to be high, and the raw material liquid is appropriately jetted from the jetting port toward the collector and the base material. What is required is to be done. It is also required that the electric field strength not become excessively high in the space near the protruding end of the nozzle, and that fibers be effectively prevented from adhering to the protruding end of the nozzle and its vicinity.

特開2018-90924号公報JP2018-90924A 国際公開2012/032777号公報International Publication No. 2012/032777 特開2015-28228号公報JP2015-28228A

本発明が解決しようとする課題は、噴出口から収集体及び基材に向かって原料液を適切に噴出させることができる電界紡糸ヘッド及び電界紡糸装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an electrospinning head and an electrospinning apparatus that can appropriately jet a raw material liquid from a spout toward a collector and a base material.

実施形態によれば、ヘッド本体及びノズルを備える電界紡糸ヘッドが提供される。ヘッド本体では、原料液を収納可能な収納空洞が内部に形成される。ノズルは、導電材料から形成され、ヘッド本体の外周面から突出する。ノズルでは、収納空洞と連通する流路が内部に形成され、ヘッド本体からの突出端に流路の噴出口が形成される。ノズルは、第1の延設部及び第2の延設部を備える。第1の延設部は、ヘッド本体の外周面へのノズルの接続部分を形成し、第1の延設部では、ノズルの突出端に近づくほど、外径が減少する。第1の延設部の流路を除く部分は、第1の体積になる。第2の延設部は、第1の延設部からノズルの突出方向へさらに突出し、ノズルの突出端を形成する。第2の延設部の流路を除く部分は、第1の体積より小さい第2の体積になり、第2の延設部では、突出方向に沿う寸法が、第1の延設部より小さい。第2の延設部では、外径が均一になるとともに、第2の延設部の外径は、第1の延設部において第2の延設部への接続部分以外の部分の外径より、小さい。流路の延設方向に垂直な断面積は、ヘッド本体の外周面へのノズルの接続部分からノズルの突出端まで、均一になる。第1の延設部では、流路からノズルの外周面までの肉厚が、第2の延設部への接続部分に近づくほど減少する。 According to embodiments, an electrospinning head is provided that includes a head body and a nozzle. In the head body, a storage cavity capable of storing the raw material liquid is formed inside. The nozzle is made of a conductive material and protrudes from the outer peripheral surface of the head body. In the nozzle, a flow path communicating with the storage cavity is formed inside, and an ejection port of the flow path is formed at the end protruding from the head body. The nozzle includes a first extension part and a second extension part. The first extending portion forms a connection portion of the nozzle to the outer circumferential surface of the head main body , and the outer diameter of the first extending portion decreases as it approaches the protruding end of the nozzle. A portion of the first extended portion excluding the flow path becomes the first volume. The second extending portion further projects from the first extending portion in the direction in which the nozzle projects, and forms a projecting end of the nozzle. The part of the second extension part excluding the flow path has a second volume smaller than the first volume, and the second extension part has a smaller dimension along the protruding direction than the first extension part. . The second extension part has a uniform outer diameter, and the outer diameter of the second extension part is the outer diameter of the part of the first extension part other than the connection part to the second extension part. smaller than. The cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path is uniform from the connection portion of the nozzle to the outer peripheral surface of the head body to the protruding end of the nozzle. In the first extension part, the wall thickness from the flow path to the outer circumferential surface of the nozzle decreases as it approaches the connection part to the second extension part.

実施形態によれば、前述の電界紡糸ヘッドと、電源と、を備える電界紡糸装置が提供される。電源は、電界紡糸ヘッドのノズルに電圧を印加する。 According to an embodiment, an electrospinning device is provided that includes the above-described electrospinning head and a power source. A power supply applies voltage to the nozzle of the electrospinning head.

図1は、第1の実施形態に係る電界紡糸装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an electrospinning apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る電界紡糸ヘッドを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrospinning head according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る電界紡糸ヘッドを、長手軸に対して垂直又は略垂直で、かつ、ノズルの1つを通る断面で概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view schematically showing an electrospinning head according to a first embodiment in a section perpendicular or substantially perpendicular to the longitudinal axis and through one of the nozzles. 図4は、第1の変形例に係る電界紡糸ヘッドを、長手軸に対して垂直又は略垂直で、かつ、ノズルの1つを通る断面で概略的に示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view schematically showing an electrospinning head according to a first variant in a section perpendicular or substantially perpendicular to the longitudinal axis and passing through one of the nozzles. 図5は、第2の変形例に係る電界紡糸ヘッドを、長手軸に対して垂直又は略垂直で、かつ、ノズルの1つを通る断面で概略的に示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an electrospinning head according to a second variant in a section perpendicular or substantially perpendicular to the longitudinal axis and passing through one of the nozzles. 図6は、第3の変形例に係る電界紡糸ヘッドを示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an electrospinning head according to a third modification.

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電界紡糸装置1の一例を示す。図1に示すように、電界紡糸装置1は、電界紡糸ヘッド2、原料液の供給源(供給部)3、電源4、収集体5、及び、制御部6を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example of an electrospinning apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the electrospinning apparatus 1 includes an electrospinning head 2, a supply source (supply section) 3 of a raw material liquid, a power source 4, a collector 5, and a control section 6.

図2及び図3は、電界紡糸ヘッド2の構成を示す。図1乃至図3に示すように、電界紡糸ヘッド2は、ヘッド本体11と、複数の(本実施形態では4つ)ノズル12と、を備える。ヘッド本体11(電界紡糸ヘッド2)は、中心軸として長手軸Cを有し、長手軸Cに沿って延設される。本実施形態では、ヘッド本体11及びノズル12のそれぞれは、導電材料から形成される。 2 and 3 show the structure of the electrospinning head 2. FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the electrospinning head 2 includes a head main body 11 and a plurality of (four in this embodiment) nozzles 12. The head main body 11 (electrospinning head 2) has a longitudinal axis C as a central axis, and extends along the longitudinal axis C. In this embodiment, each of the head body 11 and the nozzle 12 is formed from a conductive material.

なお、ノズル12の数は、特に限定されるものではなく、ノズル12は、1つ以上設けられていればよい。また、ヘッド本体11及びノズル12のそれぞれは、後述する原料液に対して耐性を有する材料から形成されることが好ましく、例えば、ステンレスから形成される。ここで、図2は、長手軸Cに対して交差する(垂直又は略垂直な)ある方向から視た状態を示す。また、図3は、長手軸Cに対して垂直又は略垂直で、かつ、ノズル12の1つを通る断面を示す。 Note that the number of nozzles 12 is not particularly limited, and one or more nozzles 12 may be provided. Further, each of the head main body 11 and the nozzle 12 is preferably made of a material that is resistant to the raw material liquid described below, and is made of stainless steel, for example. Here, FIG. 2 shows a state viewed from a certain direction (perpendicular or substantially perpendicular) intersecting the longitudinal axis C. FIG. 3 also shows a cross section perpendicular or substantially perpendicular to the longitudinal axis C and through one of the nozzles 12.

ノズル12のそれぞれは、ヘッド本体11の外周面に設けられる。ヘッド本体11の外周面は、長手軸Cの軸回りに沿って延設され、ヘッド本体11の外表面の一部を形成する。そして、ヘッド本体11の外周面は、長手軸Cに対して交差する(垂直又は略垂直な)方向について長手軸Cから離れる側を向く。また、本実施形態では、複数のノズル12は、長手軸Cの軸回りについて、互いに対して同一又は略同一の角度位置に配置される。このため、本実施形態では、複数のノズル12は、長手軸Cに沿って配列され、ノズル列13を形成する。また、ノズル12のそれぞれは、ヘッド本体11の外周面から、外周側へ、すなわち、長手軸Cから離れる側へ、突出する。 Each of the nozzles 12 is provided on the outer peripheral surface of the head main body 11. The outer circumferential surface of the head body 11 extends around the longitudinal axis C and forms a part of the outer surface of the head body 11 . The outer circumferential surface of the head body 11 faces away from the longitudinal axis C in a direction intersecting (perpendicular or substantially perpendicular to) the longitudinal axis C. Further, in this embodiment, the plurality of nozzles 12 are arranged at the same or substantially the same angular position with respect to each other about the longitudinal axis C. Therefore, in this embodiment, the plurality of nozzles 12 are arranged along the longitudinal axis C to form a nozzle row 13. Further, each of the nozzles 12 protrudes from the outer circumferential surface of the head main body 11 toward the outer circumference, that is, toward the side away from the longitudinal axis C.

ヘッド本体11の内部には、長手軸Cに沿って収納空洞15が形成される。本実施形態では、収納空洞15は、ヘッド本体11と同軸又は略同軸に形成され、収納空洞15の中心軸は、長手軸Cと同軸又は略同軸に形成される。また、収納空洞15は、長手軸Cに沿う方向について、ヘッド本体11の全体又は大部分に渡って形成される。このため、本実施形態では、ヘッド本体11は、収納空洞15を内部空洞とする筒状に形成される。 A storage cavity 15 is formed inside the head body 11 along the longitudinal axis C. In this embodiment, the storage cavity 15 is formed coaxially or approximately coaxially with the head main body 11, and the central axis of the storage cavity 15 is formed coaxially or approximately coaxially with the longitudinal axis C. Further, the storage cavity 15 is formed over the entire head body 11 or most of the head body 11 in the direction along the longitudinal axis C. Therefore, in this embodiment, the head main body 11 is formed into a cylindrical shape with the storage cavity 15 as an internal cavity.

また、電界紡糸ヘッド2には、ノズル12と同一の数だけ流路(ノズル流路)17が形成され、ノズル12のそれぞれの内部には、流路17の対応する1つが形成される。流路17のそれぞれの一端は、収納空洞15と連通し、収納空洞15からヘッド本体11の外周側に向かって延設される。そして、流路17のそれぞれには、収納空洞15とは反対側の端に噴出口18が形成され、流路17のそれぞれは、噴出口18で外部に対して開口する。ノズル12のそれぞれでは、ヘッド本体11の外周面からの突出端E2に、流路17の対応する1つの噴出口18が形成される。 Further, the same number of channels (nozzle channels) 17 as the number of nozzles 12 are formed in the electrospinning head 2, and a corresponding one of the channels 17 is formed inside each nozzle 12. One end of each channel 17 communicates with the storage cavity 15 and extends from the storage cavity 15 toward the outer circumferential side of the head body 11 . A spout 18 is formed in each of the channels 17 at an end opposite to the storage cavity 15, and each of the channels 17 opens to the outside at the spout 18. In each of the nozzles 12, one ejection port 18 corresponding to the flow path 17 is formed at a protruding end E2 from the outer circumferential surface of the head main body 11.

原料液の供給源3は、収納部31、供給駆動部32、供給調整部33及び供給配管35を備える。収納部31、供給駆動部32、供給調整部33及び供給配管35のそれぞれは、原料液に耐性を有し、ある一例では、収納部31及び供給配管35のそれぞれは、フッ素樹脂等の絶縁材から形成される。 The raw material liquid supply source 3 includes a storage section 31 , a supply drive section 32 , a supply adjustment section 33 , and a supply pipe 35 . Each of the storage section 31, the supply drive section 32, the supply adjustment section 33, and the supply piping 35 has resistance to the raw material liquid, and in one example, each of the storage section 31 and the supply piping 35 is made of an insulating material such as fluororesin. formed from.

収納部31は、原料液を収納するタンク等である。原料液は、高分子材料を溶媒に溶解したものである。原料液に含まれる高分子、及び、高分子を溶解させる溶媒は、収集体5の表面に堆積させるファイバー100の種類等に対応させて、適宜に決定される。供給配管35は、収納部31と電界紡糸ヘッド2のヘッド本体11との間を接続する。供給配管35の内部には、原料液の流路が形成される。 The storage section 31 is a tank or the like that stores the raw material liquid. The raw material liquid is a polymer material dissolved in a solvent. The polymer contained in the raw material liquid and the solvent for dissolving the polymer are appropriately determined depending on the type of fibers 100 to be deposited on the surface of the collecting body 5 and the like. The supply pipe 35 connects the storage section 31 and the head main body 11 of the electrospinning head 2 . A flow path for the raw material liquid is formed inside the supply pipe 35 .

ヘッド本体11の収納空洞15の一端には、開口16が形成される。供給配管35は、開口16で、ヘッド本体11に接続され、収納空洞15は、開口16で供給配管35の内部と連通する。本実施形態では、長手軸Cに沿う方向についてヘッド本体11の一方側の端面に、開口16が形成される。また、収納空洞15の他端、すなわち、収納空洞15において開口16とは反対側の端は、ヘッド本体11の外部に対して閉口される。ある一例では、ヘッド本体11自体によって収納空洞15の他端が閉口され、別のある一例では、ヘッド本体11に取付けられる蓋部材等によって収納空洞15の他端が閉口される。 An opening 16 is formed at one end of the storage cavity 15 of the head body 11 . The supply pipe 35 is connected to the head body 11 through the opening 16 , and the storage cavity 15 communicates with the interior of the supply pipe 35 through the opening 16 . In this embodiment, an opening 16 is formed in one end surface of the head body 11 in the direction along the longitudinal axis C. Further, the other end of the storage cavity 15, that is, the end of the storage cavity 15 on the opposite side from the opening 16, is closed to the outside of the head body 11. In one example, the other end of the storage cavity 15 is closed by the head body 11 itself, and in another example, the other end of the storage cavity 15 is closed by a lid member or the like attached to the head body 11.

供給駆動部32は、駆動等されることにより、収納部31から供給配管35を通して原料液をヘッド本体11の収納空洞15に供給する。ある一例では、供給駆動部32は、ポンプである。また、別のある一例では、供給駆動部32は、収納部31にガスを供給することにより、収納部31から収納空洞15に原料液を圧送する。収納空洞15は、供給配管35を通して供給された原料液を収納可能である。 The supply drive section 32 supplies the raw material liquid from the storage section 31 to the storage cavity 15 of the head main body 11 through the supply pipe 35 by being driven or the like. In one example, supply drive 32 is a pump. In another example, the supply drive section 32 feeds the raw material liquid under pressure from the storage section 31 to the storage cavity 15 by supplying gas to the storage section 31 . The storage cavity 15 can store the raw material liquid supplied through the supply pipe 35.

供給調整部33は、収納空洞15に供給される原料液の流量及び圧力等を調整する。ある一例では、供給調整部33は、原料液の流量及び圧力等を制御可能な制御弁である。供給調整部33は、原料液の流量及び圧力等を調整することにより、電界紡糸ヘッド2と収集体5との間に電圧が印加されていない状態において、ノズル12のそれぞれの噴出口18からの原料液の噴出を抑制する。そして、供給調整部33は、原料液の粘度及び噴出口18のそれぞれの寸法等に基づいて、原料液を適宜の流量及び圧力等に調整する。また、ある一例では、供給調整部33は、収納部31から収納空洞15への原料液の供給及び供給停止を切替え可能である。この場合、供給調整部33は、例えば、切替え弁である。 The supply adjustment unit 33 adjusts the flow rate, pressure, etc. of the raw material liquid supplied to the storage cavity 15. In one example, the supply adjustment unit 33 is a control valve that can control the flow rate, pressure, etc. of the raw material liquid. The supply adjustment unit 33 adjusts the flow rate, pressure, etc. of the raw material liquid to control the amount of water from each spout 18 of the nozzle 12 in a state where no voltage is applied between the electrospinning head 2 and the collector 5. Suppresses spouting of raw material liquid. Then, the supply adjustment section 33 adjusts the raw material liquid to an appropriate flow rate, pressure, etc. based on the viscosity of the raw material liquid and the dimensions of each of the jet ports 18 . In one example, the supply adjustment section 33 can switch between supplying and stopping the supply of the raw material liquid from the storage section 31 to the storage cavity 15. In this case, the supply adjustment section 33 is, for example, a switching valve.

なお、供給駆動部32及び供給調整部33は、必ずしも設ける必要はない。ある一例では、ヘッド本体11に対して鉛直上側に収納部31が設けられ、重力を利用して収納部31から収納空洞15に原料液を供給する。この場合、ヘッド本体11に対する収納部31の高さの差を調整することにより、電界紡糸ヘッド2と収集体5との間に電圧が印加されていない状態において、ノズル12のそれぞれの噴出口18からの原料液の噴出を抑制する。 Note that the supply drive section 32 and the supply adjustment section 33 do not necessarily need to be provided. In one example, a storage section 31 is provided vertically above the head body 11, and the raw material liquid is supplied from the storage section 31 to the storage cavity 15 using gravity. In this case, by adjusting the height difference of the housing part 31 with respect to the head main body 11, each spout 18 of the nozzle 12 can be Suppresses spouting of raw material liquid from.

電源4は、電界紡糸ヘッド2と収集体5との間に電圧を印加する。この際、電界紡糸ヘッド2では、ヘッド本体11を介して、所定の極性の電圧が、ノズル12のそれぞれに印加される。なお、ある一例では、ノズル12のそれぞれに電気的に接続される端子(図示しない)が設けられ、端子を介してノズル12のそれぞれに電圧が印加される。端子が設けられる構成では、ヘッド本体11を導電材料から形成する必要がなくなる。前述のように、電源4は、ノズル12のそれぞれに電圧を印加する構成であればよい。 A power source 4 applies a voltage between the electrospinning head 2 and the collector 5 . At this time, in the electrospinning head 2, a voltage of a predetermined polarity is applied to each nozzle 12 via the head main body 11. In one example, a terminal (not shown) electrically connected to each of the nozzles 12 is provided, and a voltage is applied to each of the nozzles 12 via the terminal. In the configuration in which terminals are provided, it is not necessary to form the head main body 11 from a conductive material. As described above, the power source 4 may be configured to apply a voltage to each of the nozzles 12.

また、ノズル12は、互いに対して電気的に接続される。このため、ノズル12のそれぞれに電圧が印加された状態では、ノズル12は、互いに対して同一又は略同一の電位になる。ノズル12のそれぞれに印加される電圧の極性は、プラスであってもよく、マイナスであってもよい。図1の一例では、電源4は、直流電源であり、ノズル12のそれぞれにプラスの電圧を印加する。 Further, the nozzles 12 are electrically connected to each other. Therefore, when a voltage is applied to each nozzle 12, the nozzles 12 have the same or substantially the same potential with respect to each other. The polarity of the voltage applied to each nozzle 12 may be positive or negative. In the example of FIG. 1, the power supply 4 is a DC power supply and applies a positive voltage to each of the nozzles 12.

収集体5は、導電材料から形成される。また、収集体5は、原料液に対して耐性を有し、ある一例では、ステンレスから形成される。収集体5は、電界紡糸ヘッド2に対して、噴出口18のそれぞれが開口する側に配置される。したがって、収集体5は、電界紡糸ヘッド2に対して、噴出口18から原料液が噴出される側に配置される。 The collector 5 is formed from an electrically conductive material. In addition, the collector 5 has resistance to the raw material liquid, and in one example is made of stainless steel. The collector 5 is arranged on the side of the electrospinning head 2 where each of the jet ports 18 opens. Therefore, the collector 5 is arranged on the side of the electrospinning head 2 from which the raw material liquid is jetted from the spout 18 .

図1の一例では、収集体5は、接地される。このため、ノズル12のそれぞれにプラスの電圧が印加された状態において、収集体5の対地電圧は、0V又は略0Vになる。別のある一例では、収集体5が接地されていない。そして、電源4は、ノズル12のそれぞれとは反対の極性の電圧を収集体5に印加する。 In the example of FIG. 1, the collector 5 is grounded. Therefore, in a state where a positive voltage is applied to each of the nozzles 12, the ground voltage of the collector 5 becomes 0V or approximately 0V. In another example, the collector 5 is not grounded. The power source 4 then applies a voltage of opposite polarity to the collector 5 to each of the nozzles 12 .

供給源3によって電界紡糸ヘッド2に原料液が供給された状態では、電源4によってノズル12のそれぞれと収集体5との間に前述のように電圧を印加することにより、ノズル12のそれぞれの噴出口18から収集体5に向かって原料液が噴出される。すなわち、ノズル12のそれぞれと収集体5との間の電位差によって、原料液が収集体5に向かって噴出される。ノズル12のそれぞれの噴出口18から原料液が収集体5に向かって噴出されることにより、ファイバー100が収集体5の表面に堆積され、堆積されたファイバー100によってファイバー100の膜が形成される。すなわち、エレクトロスピニング法(電界紡糸法及び電荷誘導紡糸法等とも称されることもある)によって、ファイバー100の膜が形成される。 With the raw material liquid being supplied to the electrospinning head 2 by the supply source 3, the power source 4 applies a voltage between each of the nozzles 12 and the collecting body 5 as described above, thereby causing each of the nozzles 12 to eject. The raw material liquid is ejected from the outlet 18 toward the collector 5 . That is, the raw material liquid is ejected toward the collector 5 due to the potential difference between each of the nozzles 12 and the collector 5 . The raw material liquid is ejected from each spout 18 of the nozzle 12 toward the collector 5, so that the fibers 100 are deposited on the surface of the collector 5, and the deposited fibers 100 form a film of fibers 100. . That is, the membrane of the fiber 100 is formed by an electrospinning method (sometimes also referred to as an electrospinning method, a charge-induced spinning method, etc.).

なお、電界紡糸ヘッド2と収集体5との間に印加される電圧、すなわち、ノズル12のそれぞれと収集体5との間の電位差は、原料液に含まれる高分子の種類及びノズル12のそれぞれの収集体5に対する距離等に対応させて、適宜の大きさに調整される。ある一例では、ノズル12のそれぞれと収集体5との間に、10kV以上100kV以下のいずれかの大きさの直流電圧が印加される。 Note that the voltage applied between the electrospinning head 2 and the collector 5, that is, the potential difference between each of the nozzles 12 and the collector 5, depends on the type of polymer contained in the raw material liquid and each of the nozzles 12. The size is adjusted to an appropriate size depending on the distance to the collecting body 5, etc. In one example, a DC voltage having a magnitude of 10 kV or more and 100 kV or less is applied between each of the nozzles 12 and the collector 5.

収集体5は、例えば、板状又はシート状に形成される。収集体5がシート状に形成される場合、ロール等の外周面に巻かれた収集体5にファイバー100を堆積させてもよい。また、収集体5は、移動可能であってもよい。 The collector 5 is formed, for example, in the shape of a plate or a sheet. When the collector 5 is formed in the form of a sheet, the fibers 100 may be deposited on the collector 5 wound around the outer circumferential surface of a roll or the like. Further, the collector 5 may be movable.

ある一例では、一対の回転ドラム、及び、回転ドラムを駆動させる駆動源が設けられる。駆動源によって回転ドラムが駆動されることにより、ベルトコンベヤーと同様にして、一対の回転ドラムの間を収集体5が移動する。収集体5が移動する(搬送される)ことにより、収集体5の表面においてファイバー100が堆積される領域を経時的に変化させることが、可能になる。これにより、経時的に連続して収集体5にファイバー100を堆積させることが可能になり、ファイバー100の堆積体であるファイバー100の膜が効率的に製造される。 In one example, a pair of rotating drums and a drive source for driving the rotating drums are provided. By driving the rotating drums by the drive source, the collector 5 moves between the pair of rotating drums in the same manner as a belt conveyor. By moving (transporting) the collector 5, it is possible to change over time the area on the surface of the collector 5 where the fibers 100 are deposited. This makes it possible to continuously deposit the fibers 100 on the collecting body 5 over time, and a film of the fibers 100, which is a deposit of the fibers 100, is efficiently produced.

収集体5の表面に形成されたファイバー100の膜は、収集体5から取外される。ファイバー100の膜は、これらに限定されないが、例えば、不織布及びフィルタ等に用いられる。 The membrane of fibers 100 formed on the surface of the collector 5 is removed from the collector 5. The membrane of the fiber 100 can be used for, for example, but not limited to, nonwoven fabrics, filters, and the like.

また、ある一例では、収集体5が設けられない。この場合、導電材料から形成される基材が用いられ、ノズル12のそれぞれと基材との間に電圧を印加することにより、ノズル12のそれぞれの噴出口18から基材に向かって原料液が噴出される。そして、基材の表面にファイバー100を堆積させることにより、基材の表面にファイバー100の膜が形成される。この場合、基材は、接地されていてもよく、電源4によってノズル12のそれぞれとは反対の極性の電圧が基材に印加されてもよい。 Furthermore, in one example, the collector 5 is not provided. In this case, a base material made of a conductive material is used, and by applying a voltage between each of the nozzles 12 and the base material, the raw material liquid is directed from each spout 18 of the nozzle 12 toward the base material. It is squirted. Then, by depositing the fibers 100 on the surface of the base material, a film of the fibers 100 is formed on the surface of the base material. In this case, the substrate may be grounded and a voltage of opposite polarity to each of the nozzles 12 may be applied to the substrate by the power source 4.

また、別のある一例では、収集体5上に基材が設置され、前述のようにノズル12のそれぞれと収集体5との間に電圧を印加する。そして、収集体5上に設置される基材の表面にファイバー100を堆積させ、基材の表面にファイバー100の膜を形成する。この場合、基材が電気的絶縁性を有する場合でも、基材の表面にファイバー100の膜を形成可能になる。 In another example, a substrate is placed on the collector 5 and a voltage is applied between each of the nozzles 12 and the collector 5 as described above. Then, the fibers 100 are deposited on the surface of the base material placed on the collector 5 to form a film of the fibers 100 on the surface of the base material. In this case, even if the base material has electrical insulation properties, it is possible to form a film of fibers 100 on the surface of the base material.

また、収集体5上に基材が設置される場合、基材は、収集体5上を移動可能であってもよい。ある一例では、シート状の基材が巻かれた回転ドラムと、表面にファイバー100の膜が形成された基材を巻き取る回転ドラムと、が設けられる。そして、回転ドラムのそれぞれを回転することにより、収集体5上を基材が移動する。基材が移動する(搬送される)ことにより、基材の表面においてファイバー100が堆積される領域を経時的に変化させることが、可能になる。これにより、経時的に連続して基材にファイバー100を堆積させることが可能になり、ファイバー100の堆積体であるファイバー100の膜が効率的に製造される。 Moreover, when a base material is installed on the collection body 5, the base material may be movable on the collection body 5. In one example, a rotating drum around which a sheet-like base material is wound, and a rotating drum that winds up the base material on which a film of fibers 100 is formed are provided. Then, by rotating each of the rotating drums, the base material moves on the collection body 5. By moving (transporting) the substrate, it is possible to change over time the area on the surface of the substrate where the fibers 100 are deposited. This allows the fibers 100 to be deposited continuously on the substrate over time, and a film of the fibers 100, which is a deposit of the fibers 100, is efficiently manufactured.

基材の表面上にファイバー100の膜を形成する例としては、これに限定されないが、例えば、電池のセパレータ一体型電極の製造が挙げられる。この場合、電極群の負極及び正極の一方が基材として用いられる。そして、基材の表面に形成されるファイバー100の膜が、負極又は正極と一体のセパレータとなる。 An example of forming a film of fibers 100 on the surface of a substrate includes, but is not limited to, the production of a separator-integrated electrode for a battery. In this case, one of the negative electrode and the positive electrode of the electrode group is used as the base material. Then, the film of fibers 100 formed on the surface of the base material becomes a separator integrated with the negative electrode or the positive electrode.

制御部(コントローラ)6は、例えば、コンピュータ等である。制御部6は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等を含むプロセッサ又は集積回路(制御回路)、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。制御部6は、集積回路等を1つのみ備えてもよく、集積回路等を複数備えてもよい。制御部6は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。制御部6は、供給駆動部32の駆動、供給調整部33の作動、及び、電源4からの出力等を制御する。 The control unit (controller) 6 is, for example, a computer. The control unit 6 includes a processor or integrated circuit (control circuit) including a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field Programmable Gate Array), and a storage medium such as a memory. The control unit 6 may include only one integrated circuit or the like, or may include a plurality of integrated circuits or the like. The control unit 6 performs processing by executing a program or the like stored in a storage medium or the like. The control unit 6 controls the drive of the supply drive unit 32, the operation of the supply adjustment unit 33, the output from the power source 4, and the like.

ノズル12のそれぞれは、例えば、ニードル型のノズルであり、中心軸として延設軸Pを有する。ノズル12のそれぞれでは、延設軸Pに沿う方向(矢印X1及び矢印X2で示す方向)の一方側が、ヘッド本体11の外周面からの突出方向と、一致又は略一致する。流路(ノズル流路)17のそれぞれは、ノズル12の対応する1つと同軸又は略同軸に形成され、流路17のそれぞれの中心軸は、ノズル12の対応する1つの延設軸Pと同軸又は略同軸に形成される。流路17のそれぞれ、ノズル12の対応する1つの延設軸Pに沿って形成される。そして、流路17のそれぞれは、ノズル12の対応する1つにおいて、延設軸Pに沿う方向の全寸法に渡って形成される。このため、本実施形態では、ノズル12のそれぞれは、流路17の対応する1つを内部空洞とする筒状に形成される。 Each of the nozzles 12 is, for example, a needle-type nozzle, and has an extension axis P as a central axis. In each of the nozzles 12, one side in the direction along the extension axis P (directions indicated by arrows X1 and X2) coincides or substantially coincides with the direction of protrusion from the outer peripheral surface of the head body 11. Each of the flow passages (nozzle flow passages) 17 is formed coaxially or approximately coaxially with a corresponding one of the nozzles 12, and the center axis of each of the flow passages 17 is coaxial with the extending axis P of the corresponding one of the nozzles 12. Or formed substantially coaxially. Each of the channels 17 is formed along a corresponding extension axis P of the nozzle 12 . Each of the flow paths 17 is formed over the entire dimension in the direction along the extension axis P in a corresponding one of the nozzles 12. Therefore, in this embodiment, each of the nozzles 12 is formed into a cylindrical shape with a corresponding one of the flow paths 17 serving as an internal cavity.

ノズル12のそれぞれは、延設部21,22を備える。ノズル12のそれぞれでは、延設部(第1の延設部)21によって、ヘッド本体11の外周面への接続部分E1が形成される。したがって、ノズル12のそれぞれでは、延設部21によって、ヘッド本体11からの突出部分の根元が形成される。また、ノズル12のそれぞれでは、延設部(第2の延設部)22は、延設部21から突出方向(矢印X1で示す方向)へさらに突出し、延設部22によって、ヘッド本体11からの突出部分の突出端E2が形成される。したがって、ノズル12のそれぞれでは、延設部22の突出端(先端)に、噴出口18の1つが形成される。 Each of the nozzles 12 includes extensions 21 and 22. In each of the nozzles 12, an extension portion (first extension portion) 21 forms a connection portion E1 to the outer circumferential surface of the head main body 11. Therefore, in each of the nozzles 12, the extension portion 21 forms the root of the portion protruding from the head body 11. Further, in each of the nozzles 12, the extension part (second extension part) 22 further protrudes from the extension part 21 in the projecting direction (direction indicated by arrow X1), and the extension part 22 extends from the head main body 11. A protruding end E2 of the protruding portion is formed. Therefore, in each of the nozzles 12, one of the ejection ports 18 is formed at the protruding end (tip) of the extension portion 22.

また、ノズル12のそれぞれには、延設部21,22の接続部分E3が形成される。ノズル12のそれぞれでは、延設部(第2の延設部)22は、接続部分E3において、延設部(第1の延設部)21に対して突出端E2が位置する側に、接続される。また、ノズルの12のそれぞれでは、流路17の対応する1つが、延設部21の内部、及び、延設部22の内部を順に通って、収納空洞15から噴出口18(突出端E2)まで延設される。前述のような構成であるため、ノズル12のそれぞれでは、延設部22が、突出端E2が形成されるノズル先端部となり、延設部21がヘッド本体11と延設部22との間を中継するノズル中継部となる。 Further, a connecting portion E3 of the extension portions 21 and 22 is formed in each of the nozzles 12. In each of the nozzles 12, the extending portion (second extending portion) 22 is connected to the connecting portion E3 on the side where the protruding end E2 is located with respect to the extending portion (first extending portion) 21. be done. Further, in each of the 12 nozzles, a corresponding one of the flow paths 17 sequentially passes through the interior of the extension portion 21 and the interior of the extension portion 22, and from the storage cavity 15 to the spout 18 (projection end E2). It will be extended until Because of the above-described configuration, in each of the nozzles 12, the extending portion 22 becomes the nozzle tip where the protruding end E2 is formed, and the extending portion 21 extends between the head main body 11 and the extending portion 22. It becomes a nozzle relay section for relaying.

ノズル12のそれぞれでは、流路17の対応する1つの延設軸Pに垂直な断面積が、ヘッド本体11への接続部分E1から突出端E2まで、均一になる。すなわち、流路17のそれぞれの延設方向に垂直な断面積は、ノズル12の対応する1つにおいて、ヘッド本体11への接続部分E1から突出端E2まで、一定又は略一定になる。したがって、ノズル12のそれぞれでは、流路17の対応する1つの延設方向に垂直な断面積が、接続部分E1と突出端E2の間において、変化しない、又は、変化していないとみなせる程度で微小に変動する。ある一例では、ノズル12の突出端E2での外径が0.5mmに、流路17の径(内径)が0.3mmに、設計される。この場合、接続部分E1と突出端E2の間において流路17の径が0.3mm±数ミクロンの範囲内であれば、接続部分E1から突出端E2まで流路17の断面積が均一(一定又は略一定)であるとみなす。 In each of the nozzles 12, the cross-sectional area perpendicular to the corresponding extension axis P of the flow path 17 is uniform from the connecting portion E1 to the head body 11 to the protruding end E2. That is, the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of each of the flow channels 17 is constant or approximately constant in a corresponding one of the nozzles 12 from the connecting portion E1 to the head body 11 to the protruding end E2. Therefore, in each of the nozzles 12, the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the corresponding one of the flow channels 17 does not change between the connecting portion E1 and the protruding end E2, or is to such an extent that it can be considered that it does not change. It fluctuates minutely. In one example, the outer diameter at the protruding end E2 of the nozzle 12 is designed to be 0.5 mm, and the diameter (inner diameter) of the flow path 17 is designed to be 0.3 mm. In this case, if the diameter of the channel 17 between the connecting portion E1 and the protruding end E2 is within the range of 0.3 mm ± several microns, the cross-sectional area of the channel 17 from the connecting portion E1 to the protruding end E2 is uniform (constant). or approximately constant).

また、本実施形態のノズル12のそれぞれでは、延設部(第1の延設部)21の外径に比べて、延設部(第2の延設部)22の外径が小さい。すなわち、延設軸Pから延設部22の外周面までの距離は、延設軸Pから延設部21の外周面までの距離に比べて、小さい。また、ノズル12のそれぞれでは、延設部21の外径は、ヘッド本体11への接続部分E1から延設部22への接続部分E3(延設部21の突出端)まで、均一(一定又は略一定)になる。そして、ノズル12のそれぞれでは、延設部22の外径は、延設部21への接続部分E3(延設部22の根元)から突出端E2まで、均一(一定又は略一定)になる。ある一例では、延設部22の外径、すなわち、ノズル12の突出端E2での外径が0.5mmに設計される。この場合、接続部分E3と突出端E2の間において延設部22の外径が0.5mm±数ミクロンの範囲内であれば、接続部分E3から突出端E2まで延設部22の外径が均一であるとみなし、接続部分E3と突出端E2との間において延設軸Pから延設部22の外周面までの距離が均一であるとみなす。 Further, in each of the nozzles 12 of the present embodiment, the outer diameter of the extending portion (second extending portion) 22 is smaller than the outer diameter of the extending portion (first extending portion) 21. That is, the distance from the extension axis P to the outer peripheral surface of the extension part 22 is smaller than the distance from the extension axis P to the outer peripheral surface of the extension part 21. Further, in each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion 21 is uniform (constant or approximately constant). In each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion 22 is uniform (constant or substantially constant) from the connecting portion E3 to the extending portion 21 (root of the extending portion 22) to the protruding end E2. In one example, the outer diameter of the extending portion 22, that is, the outer diameter at the protruding end E2 of the nozzle 12 is designed to be 0.5 mm. In this case, if the outer diameter of the extending portion 22 between the connecting portion E3 and the protruding end E2 is within the range of 0.5 mm ± several microns, the outer diameter of the extending portion 22 from the connecting portion E3 to the protruding end E2 is within the range of 0.5 mm ± several microns. It is assumed that the distance from the extension axis P to the outer circumferential surface of the extension portion 22 is uniform between the connection portion E3 and the protruding end E2.

また、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部(第2の延設部)22の外径、すなわち、突出端E2での外径は、可能な限り小さいことが好ましい。ノズル12のそれぞれの延設部22の外径を小さくすることにより、ノズル12のそれぞれの突出端E2(噴出口18)の近傍において電界集中が生じ易くなる。ある一例では、ノズル12のそれぞれの延設部22の外径は、例えば、0.3mm以上1.3mm以下のいずれかの大きさになる。 Further, in each of the nozzles 12, it is preferable that the outer diameter of the extending portion (second extending portion) 22, that is, the outer diameter at the protruding end E2, be as small as possible. By reducing the outer diameter of each extending portion 22 of the nozzle 12, electric field concentration tends to occur near each protruding end E2 (spout port 18) of the nozzle 12. In one example, the outer diameter of each extending portion 22 of the nozzle 12 is, for example, between 0.3 mm and 1.3 mm.

また、流路17のそれぞれの径(内径)、すなわち、噴出口18のそれぞれの開口径は、ノズル12の対応する1つの延設部22の外径より小さい範囲であれば、特に限定されない。流路17のそれぞれの径は、収集体5の表面に堆積させるファイバー100の種類等に対応させて、適宜に設定される。ある一例では、流路17のそれぞれの径は、例えば、0.1mm以上1mm以下のいずれかの大きさになる。 Further, the diameter (inner diameter) of each of the flow paths 17, that is, the opening diameter of each of the jet ports 18, is not particularly limited as long as it is smaller than the outer diameter of one corresponding extension portion 22 of the nozzle 12. The diameter of each of the flow channels 17 is appropriately set in accordance with the type of fibers 100 to be deposited on the surface of the collecting body 5. In one example, the diameter of each of the channels 17 is, for example, between 0.1 mm and 1 mm.

延設部21,22の外径が前述のように形成されるため、延設部21,22の接続部分E3では、延設部21から延設部22に向かって、ノズル12の外径が減少する。このため、ノズル12のそれぞれでは、延設部21,22の接続部分E3に、径方向についての段差が形成される。また、延設部21,22の外径及び流路17の径が前述のように形成されるため、ノズル12のそれぞれでは、延設部22での流路17から外周面までの肉厚は、延設部21での流路17から外周面までの肉厚よりも、小さい。すなわち、流路17から延設部(第2の延設部)22の外周面までの肉厚は、流路17から延設部(第1の延設部)21の外周面までの肉厚よりも、小さい。 Since the outer diameters of the extending portions 21 and 22 are formed as described above, at the connecting portion E3 of the extending portions 21 and 22, the outer diameter of the nozzle 12 increases from the extending portion 21 toward the extending portion 22. Decrease. Therefore, in each of the nozzles 12, a step in the radial direction is formed at the connecting portion E3 of the extension portions 21 and 22. In addition, since the outer diameters of the extending portions 21 and 22 and the diameter of the flow path 17 are formed as described above, in each of the nozzles 12, the wall thickness from the flow path 17 to the outer peripheral surface of the extending portion 22 is , is smaller than the wall thickness of the extending portion 21 from the flow path 17 to the outer peripheral surface. That is, the wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface of the extension portion (second extension portion) 22 is equal to the wall thickness from the flow path 17 to the outer circumference surface of the extension portion (first extension portion) 21. smaller than.

また、ノズル12のそれぞれの延設部21では、流路17から外周面までの肉厚は、ヘッド本体11への接続部分E1から延設部22への接続部分E3(延設部21の突出端)まで、均一(一定又は略一定)になる。したがって、ヘッド本体11への接続部分(接続位置)E1での流路17から外周面までの肉厚T1を規定すると、ノズル12のそれぞれの延設部21では、接続部分E1と接続部分E3との間のいずれの部位においても、流路17から外周面までの肉厚は、肉厚T1と同一又は略同一になる。また、ノズル12のそれぞれの延設部22では、流路17から外周面までの肉厚は、延設部21への接続部分E3(延設部22の根元)から突出端E2まで、均一(一定又は略一定)になる。したがって、突出端E2での流路17から外周面までの肉厚T2を規定すると、ノズル12のそれぞれの延設部22では、接続部分E3と突出端E2との間のいずれの部位においても、流路17から外周面までの肉厚は、肉厚T2と同一又は略同一になる。ある一例では、延設部22の肉厚T2、すなわち、ノズル12の突出端E2での流路17と外周面との間の肉厚が、0.2mmに設計される。この場合、接続部分E3と突出端E2の間において延設部22の肉厚が0.2mm±数ミクロンの範囲内であれば、接続部分E3から突出端E2まで延設部22の肉厚が均一であるとみなす。 Further, in each of the extending portions 21 of the nozzle 12, the wall thickness from the flow path 17 to the outer peripheral surface is the same as that from the connecting portion E1 to the head main body 11 to the connecting portion E3 to the extending portion 22 (the protruding portion of the extending portion 21). It becomes uniform (constant or almost constant) until the end). Therefore, if the wall thickness T1 from the flow path 17 to the outer circumferential surface at the connection part (connection position) E1 to the head main body 11 is defined, in each extension part 21 of the nozzle 12, the connection part E1 and the connection part E3 are defined. The wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface is the same or approximately the same as the wall thickness T1 at any location between the two. Further, in each of the extending portions 22 of the nozzle 12, the wall thickness from the flow path 17 to the outer peripheral surface is uniform ( (constant or nearly constant). Therefore, when defining the wall thickness T2 from the flow path 17 to the outer circumferential surface at the protruding end E2, in each extending portion 22 of the nozzle 12, at any location between the connecting portion E3 and the protruding end E2, The wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface is the same or approximately the same as the wall thickness T2. In one example, the wall thickness T2 of the extension portion 22, that is, the wall thickness between the flow path 17 and the outer peripheral surface at the protruding end E2 of the nozzle 12, is designed to be 0.2 mm. In this case, if the wall thickness of the extending portion 22 between the connecting portion E3 and the projecting end E2 is within the range of 0.2 mm ± several microns, the wall thickness of the extending portion 22 from the connecting portion E3 to the projecting end E2 is within the range of 0.2 mm ± several microns. Considered to be uniform.

本実施形態では、前述のように、延設部22の肉厚は、延設部21の肉厚よりも、小さい。したがって、延設軸Pに垂直な断面での延設部22の流路17を除く部分の断面積は、延設軸Pに垂直な断面での延設部21の流路17を除く部分の断面積より、小さい。すなわち、ノズル12のそれぞれでは、延設軸Pに沿う方向(突出方向)の単位長さ当たりに占める体積は、延設部(第1の延設部)21の流路を除く部位に比べて、延設部(第2の延設部)22の流路を除く部位で、小さくなる。 In this embodiment, the wall thickness of the extending portion 22 is smaller than the wall thickness of the extending portion 21, as described above. Therefore, the cross-sectional area of the portion of the extension section 22 excluding the flow path 17 in the cross section perpendicular to the extension axis P is the same as the cross-sectional area of the portion of the extension portion 21 excluding the flow path 17 in the cross section perpendicular to the extension axis P. smaller than the cross-sectional area. That is, in each nozzle 12, the volume occupied per unit length in the direction along the extension axis P (projection direction) is smaller than that of the extension part (first extension part) 21 excluding the flow path. , becomes smaller in the extended portion (second extended portion) 22 except for the flow path.

また、ノズル12のそれぞれでは、延設軸Pに沿う方向についての延設部21の寸法L1に比べて、延設軸Pに沿う方向についての延設部22の寸法L2は、小さい。すなわち、ノズル12のそれぞれでは、延設部21の突出方向に沿う寸法L1に比べて、延設部22の突出方向に沿う寸法L2は、小さい。また、ノズル12のそれぞれでは、ヘッド本体11への接続部分E1から突出端E2までの流路17の延設長は、寸法L1及び寸法L2の合計値(L1+L2)と同一又は略同一の大きさになる。 Furthermore, in each of the nozzles 12, a dimension L2 of the extending portion 22 in the direction along the extending axis P is smaller than a dimension L1 of the extending portion 21 in the direction along the extending axis P. That is, in each of the nozzles 12, the dimension L2 of the extending portion 22 along the protruding direction is smaller than the dimension L1 of the extending portion 21 along the protruding direction. Furthermore, in each of the nozzles 12, the extension length of the flow path 17 from the connecting portion E1 to the head body 11 to the protruding end E2 is the same or approximately the same as the total value (L1+L2) of the dimension L1 and the dimension L2. become.

ここで、延設部(第1の延設部)21の流路17を除く部分の体積(第1の体積)V1、及び、延設部(第2の延設部)22の流路17を除く部分の体積(第2の体積)V2を、規定する。本実施形態では、延設部21において断面積及び寸法L1が前述のようになり、延設部22において断面積及び寸法L2が前述のようになる。このため、ノズル12のそれぞれでは、体積V2は、体積V1に比べて小さい。 Here, the volume (first volume) V1 of the portion of the extension portion (first extension portion) 21 excluding the flow path 17, and the flow path 17 of the extension portion (second extension portion) 22. A volume (second volume) V2 of a portion excluding . In this embodiment, the cross-sectional area and dimension L1 of the extension part 21 are as described above, and the cross-sectional area and dimension L2 of the extension part 22 are as described above. Therefore, in each nozzle 12, the volume V2 is smaller than the volume V1.

本実施形態では、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部(第1の延設部)21の流路17を除く部分の体積(第1の体積)V1に比べ、延設部(第2の延設部)22の流路17を除く部分の体積(第2の体積)V2が小さい。そして、ノズル12のそれぞれでは、延設部21の突出方向に沿う寸法L1に比べて、延設部22の突出方向に沿う寸法L2は、小さい。このため、ノズル12のそれぞれにおいて、突出端E2(噴出口18)が設けられる延設部22の突出長さが、小さくなる。ノズル12のそれぞれにおいて延設部22の延設部21から突出長さが小さくなることにより、ノズル12と収集体5等との間に電圧が印加されても、ノズル12のそれぞれの突出端E2の近傍の空間において、電界強度が過度に高くならない。これにより、噴出口18のそれぞれから原料液が噴出されている状態において、ノズル12のそれぞれの突出端E2及びその近傍へのファイバー(原料液)100の付着が、有効に防止される。 In the present embodiment, in each of the nozzles 12, the volume (first volume) of the portion of the extension portion (first extension portion) 21 excluding the flow path 17 is larger than the volume (first volume) V1 of the extension portion (second extension portion). The volume (second volume) V2 of the portion of the installation portion 22 excluding the flow path 17 is small. In each of the nozzles 12, a dimension L2 of the extending portion 22 along the protruding direction is smaller than a dimension L1 of the extending portion 21 along the protruding direction. Therefore, in each of the nozzles 12, the protruding length of the extending portion 22 in which the protruding end E2 (spout port 18) is provided becomes small. Since the length of the extension portion 22 protruding from the extension portion 21 in each of the nozzles 12 is reduced, even if a voltage is applied between the nozzle 12 and the collecting body 5, etc., each of the protrusion ends E2 of the nozzle 12 The electric field strength does not become excessively high in the space near . This effectively prevents the fibers (raw material liquid) 100 from adhering to each protruding end E2 of the nozzle 12 and its vicinity while the raw material liquid is being ejected from each of the spout ports 18.

また、本実施形態では、延設部22の肉厚は、延設部21の肉厚より、小さい。このため、延設部22の突出方向に沿う寸法L2を、延設部21の突出方向に沿う寸法L1より小さくする等して、延設部22の流路17を除く部分の体積V2が延設部21の流路17を除く部分の体積V1より小さくなる構成が、容易に実現される。 Further, in this embodiment, the wall thickness of the extending portion 22 is smaller than the wall thickness of the extending portion 21. Therefore, by making the dimension L2 of the extending portion 22 along the protruding direction smaller than the dimension L1 of the extending portion 21 along the protruding direction, the volume V2 of the portion of the extending portion 22 excluding the flow path 17 is reduced. A configuration in which the volume of the portion of the installation portion 21 excluding the flow path 17 is smaller than V1 can be easily realized.

また、本実施形態では、ノズル12のそれぞれにおいて、流路17は、延設部21,22を通って延設され、ヘッド本体11への接続部分(突出部分の根元)E1から突出端E2まで延設される。このため、ノズル12のそれぞれでは、流路17の延設長は、寸法L1及び寸法L2の合計値(L1+L2)と同一又は略同一の大きさになり、大きくなる。ノズル12のそれぞれにおける流路17の延設長が大きくなることにより、ノズル12それぞれの内周面(流路17の周面)への流路17を流れる原料液の接触頻度が高くなる。ノズル12のそれぞれにおいて内周面への原料液の接触頻度が高くなることにより、ノズル12と収集体5等との間に電圧が印加された状態において、ノズル12のそれぞれから原料液に電荷が移動し易くなる。これにより、流路17のそれぞれにおいて、噴出口18から噴出される直前の原料液の電荷密度が高く確保される。流路17のそれぞれにおいて噴出口18から噴出される直前の原料液の電荷密度が高くなることにより、噴出口18のそれぞれから収集体及び基材等に向かって原料液が適切に噴出される。 Further, in the present embodiment, in each of the nozzles 12, the flow path 17 extends through the extension portions 21 and 22, and extends from the connection portion (root of the protruding portion) E1 to the head body 11 to the protruding end E2. It will be extended. Therefore, in each of the nozzles 12, the extended length of the flow path 17 is the same or approximately the same as the total value (L1+L2) of the dimension L1 and the dimension L2, and becomes larger. By increasing the extension length of the channel 17 in each nozzle 12, the frequency of contact of the raw material liquid flowing through the channel 17 with the inner circumferential surface of each nozzle 12 (the circumferential surface of the channel 17) increases. As the frequency of contact of the raw material liquid with the inner peripheral surface of each of the nozzles 12 increases, electric charges are applied to the raw material liquid from each of the nozzles 12 when a voltage is applied between the nozzle 12 and the collector 5, etc. It becomes easier to move. Thereby, in each of the channels 17, the charge density of the raw material liquid immediately before being ejected from the ejection port 18 is ensured to be high. By increasing the charge density of the raw material liquid immediately before being ejected from the ejection ports 18 in each of the flow paths 17, the raw material liquid is appropriately ejected from each of the ejection ports 18 toward the collector, the substrate, and the like.

また、本実施形態では、ノズル12のそれぞれにおいて、ヘッド本体11への接続部分(接続位置)E1から突出端E2まで、流路17の断面積(径)が均一になる。このため、ノズル12のそれぞれの流路17では、突出端E2及びその近傍に加えて、ヘッド本体11への接続部分E1及びその近傍でも、延設軸Pに垂直な断面積が小さくなる。このため、ヘッド本体11への接続部分E1及びその近傍においても、ノズル12のそれぞれの内周面への原料液の接触頻度が高くなる。ノズル12のそれぞれから原料液に電荷がさらに移動し易くなり、流路17のそれぞれにおいて、噴出口18から噴出される直前の原料液の電荷密度がさらに高くなる。 Further, in the present embodiment, in each of the nozzles 12, the cross-sectional area (diameter) of the flow path 17 is uniform from the connection portion (connection position) E1 to the head main body 11 to the protruding end E2. Therefore, in each flow path 17 of the nozzle 12, the cross-sectional area perpendicular to the extension axis P becomes small not only at the protruding end E2 and its vicinity, but also at the connection portion E1 to the head body 11 and its vicinity. Therefore, the frequency of contact of the raw material liquid with the inner circumferential surface of each nozzle 12 also increases in the connection portion E1 to the head body 11 and in the vicinity thereof. The charge is more easily transferred from each of the nozzles 12 to the raw material liquid, and the charge density of the raw material liquid immediately before being ejected from the ejection port 18 in each of the channels 17 is further increased.

(変形例)
なお、図4に示す第1の変形例では、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部21の外径は、ヘッド本体11への接続部分E1と延設部22への接続部分E3との間において、均一にならない。本変形例では、ノズル12のそれぞれの延設部(第1の延設部)21において、外径は、延設部22への接続部分E3に向かうほど減少する。したがって、ノズル12のそれぞれの延設部21は、突出端E2に近づくほど外径が減少するテーパ状に形成される。ただし、本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部22の外径は、延設部21への接続部分E3から突出端E2まで均一(一定又は略一定)になる。そして、ノズル12のそれぞれでは、延設部(第1の延設部)21において接続部分(接続位置)E3以外の部分での外径よりも、延設部(第2の延設部)22の外径が小さい。本変形例では、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部21,22の接続部分E3での外径が、突出端E2での外径と、同一又は略同一となる。そして、前述の実施形態等とは異なり、ノズル12のそれぞれでは、延設部21,22の接続部分E3に、径方向についての段差が形成されない。
(Modified example)
Note that in the first modification shown in FIG. 4, in each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion 21 is equal to the diameter between the connecting portion E1 to the head body 11 and the connecting portion E3 to the extending portion 22 , not uniform. In this modification, the outer diameter of each extending portion (first extending portion) 21 of the nozzle 12 decreases toward the connecting portion E3 to the extending portion 22. Therefore, each extending portion 21 of the nozzle 12 is formed into a tapered shape whose outer diameter decreases as it approaches the protruding end E2. However, in this modification as well, in each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion 22 is uniform (constant or substantially constant) from the connecting portion E3 to the extending portion 21 to the protruding end E2. In each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion (second extending portion) 22 of the extending portion (first extending portion) 21 is larger than that of the connecting portion (connecting position) E3. The outer diameter of is small. In this modification, in each of the nozzles 12, the outer diameter at the connecting portion E3 of the extension portions 21 and 22 is the same or approximately the same as the outer diameter at the protruding end E2. Further, unlike the embodiments described above, in each of the nozzles 12, a step in the radial direction is not formed in the connecting portion E3 of the extension portions 21 and 22.

本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、流路17の延設方向に垂直な断面積は、ヘッド本体11への接続部分E1から突出端E2まで、均一(一定又は略一定)になる。このため、本変形例でも、ノズル12のそれぞれの延設部(第2の延設部)22において、流路17から外周面までの肉厚は、延設部21への接続部分E3(延設部22の根元)から突出端E2まで、均一(一定又は略一定)になる。すなわち、突出端E2での流路17から外周面までの肉厚T2を規定すると、ノズル12のそれぞれの延設部22では、接続部分E3と突出端E2との間のいずれの部位においても、流路17から外周面までの肉厚は、肉厚T2と同一又は略同一になる。 Also in this modification, in each of the nozzles 12, the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path 17 is uniform (constant or substantially constant) from the connection portion E1 to the head body 11 to the protruding end E2. Therefore, in this modification as well, in each extension part (second extension part) 22 of the nozzle 12, the wall thickness from the flow path 17 to the outer peripheral surface is the same as that of the connection part E3 (extension part) to the extension part 21. It is uniform (constant or substantially constant) from the base of the provided portion 22 to the protruding end E2. That is, when defining the wall thickness T2 from the flow path 17 to the outer circumferential surface at the protruding end E2, in each extending portion 22 of the nozzle 12, at any location between the connecting portion E3 and the protruding end E2, The wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface is the same or approximately the same as the wall thickness T2.

ただし、本変形例では、ノズル12のそれぞれの延設部(第1の延設部)21において、流路17から外周面までの肉厚は、延設部22への接続部分E3に向かうほど減少する。したがって、ノズル12のそれぞれの延設部21は、突出端E2に近づくほど、肉厚が減少する。また、ノズル12のそれぞれでは、延設部(第1の延設部)21において接続部分E3以外の部分での肉厚よりも、延設部(第2の延設部)22の肉厚が小さい。そして、本変形例では、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部21,22の接続部分E3での肉厚が、突出端E2での肉厚と、同一又は略同一となる。 However, in this modification, in each extension part (first extension part) 21 of the nozzle 12, the wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface increases as it goes toward the connection part E3 to the extension part 22. Decrease. Therefore, the wall thickness of each extending portion 21 of the nozzle 12 decreases as it approaches the protruding end E2. Further, in each of the nozzles 12, the wall thickness of the extending portion (second extending portion) 22 is greater than the wall thickness of the extending portion (first extending portion) 21 at a portion other than the connecting portion E3. small. In this modification, in each of the nozzles 12, the wall thickness at the connecting portion E3 of the extension portions 21 and 22 is the same or approximately the same as the wall thickness at the protruding end E2.

前述のような構成であるため、本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、延設軸Pに垂直な断面での延設部22の流路17を除く部分の断面積は、延設軸Pに垂直な断面での延設部21の流路17を除く部分の断面積より、小さい。また、本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、延設軸Pに沿う方向についての延設部21の寸法L1に比べて、延設軸Pに沿う方向についての延設部22の寸法L2は、小さい。このため、本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部(第1の延設部)21の流路17を除く部分の体積(第1の体積)V1に比べ、延設部(第2の延設部)22の流路17を除く部分の体積(第2の体積)V2が小さい。したがって、本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。 Since the configuration is as described above, in each of the nozzles 12, the cross-sectional area of the portion of the extending portion 22 excluding the flow path 17 in the cross section perpendicular to the extending axis P is equal to the extending axis P. The cross-sectional area of the extending portion 21 excluding the flow path 17 is smaller than the cross-sectional area of the extending portion 21 in a cross section perpendicular to . Also in this modification, in each of the nozzles 12, the dimension L2 of the extension part 22 in the direction along the extension axis P is smaller than the dimension L1 of the extension part 21 in the direction along the extension axis P. ,small. Therefore, in this modification as well, in each of the nozzles 12, the volume (first volume) of the portion of the extension portion (first extension portion) 21 excluding the flow path 17 is smaller than the volume (first volume) V1 of the extension portion (first extension portion) 21. The volume (second volume) V2 of the portion of the extended portion 22 excluding the flow path 17 is small. Therefore, this modification also has the same functions and effects as the above-described embodiments.

また、図5に示す第2の変形例でも、図4の変形例と同様に、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部21の外径は、延設部22への接続部分E3に向かうほど減少する。そして、ノズル12のそれぞれでは、延設部22の外径は、延設部21への接続部分E3から突出端E2まで均一(一定又は略一定)になる。そして、ノズル12のそれぞれでは、延設部(第1の延設部)21において接続部分E3以外の部分での外径よりも、延設部(第2の延設部)22の外径が小さい。 Also, in the second modification shown in FIG. 5, similarly to the modification shown in FIG. do. In each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion 22 is uniform (constant or substantially constant) from the connecting portion E3 to the extending portion 21 to the protruding end E2. In each of the nozzles 12, the outer diameter of the extending portion (second extending portion) 22 is greater than the outer diameter of the extending portion (first extending portion) 21 at a portion other than the connecting portion E3. small.

ただし、本変形例では、ノズル12のそれぞれにおいて、流路17の延設方向に垂直な断面積は、ヘッド本体11への接続部分E1と延設部21,22の接続部分E3との間において、均一にならない。そして、本変形例では、ノズル12のそれぞれの流路17は、ヘッド本体11への接続部分E1から延設部21,22の接続部分E3までに渡って形成される断面積変化部25と、延設部21,22の接続部分E3から突出端E2(噴出口18)までに渡って形成される断面積均一部26と、を備える。断面積変化部25では、接続部分E3に近づくほど、すなわち、突出端E2に近づくほど、流路17の延設方向に垂直な断面積が減少する。また、断面積均一部26では、接続部分E3から突出端E2まで、流路17の延設方向に垂直な断面積が均一(一定又は略一定)になる。 However, in this modification, in each of the nozzles 12, the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path 17 is between the connecting portion E1 to the head main body 11 and the connecting portion E3 of the extending portions 21 and 22. , not uniform. In this modification, each flow path 17 of the nozzle 12 includes a cross-sectional area changing portion 25 formed from a connecting portion E1 to the head main body 11 to a connecting portion E3 of the extension portions 21 and 22; A uniform cross-sectional area portion 26 is provided extending from the connecting portion E3 of the extending portions 21 and 22 to the protruding end E2 (the spout 18). In the cross-sectional area changing portion 25, the closer to the connecting portion E3, that is, the closer to the protruding end E2, the smaller the cross-sectional area perpendicular to the direction in which the flow path 17 extends. Further, in the uniform cross-sectional area portion 26, the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path 17 is uniform (constant or substantially constant) from the connecting portion E3 to the protruding end E2.

本変形例でも、ノズル12のそれぞれの延設部(第2の延設部)22において、流路17から外周面までの肉厚は、延設部21への接続部分E3(延設部22の根元)から突出端E2まで、均一(一定又は略一定)になる。すなわち、突出端E2での流路17から外周面までの肉厚T2を規定すると、ノズル12のそれぞれの延設部22では、接続部分E3と突出端E2との間のいずれの部位においても、流路17から外周面までの肉厚は、肉厚T2と同一又は略同一になる。 Also in this modification, the wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface of each extension part (second extension part) 22 of the nozzle 12 is the same as the connection part E3 to the extension part 21 (the extension part 22 It is uniform (constant or substantially constant) from the root of E2 to the protruding end E2. That is, when defining the wall thickness T2 from the flow path 17 to the outer circumferential surface at the protruding end E2, in each extending portion 22 of the nozzle 12, at any location between the connecting portion E3 and the protruding end E2, The wall thickness from the flow path 17 to the outer circumferential surface is the same or approximately the same as the wall thickness T2.

また、本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、延設軸Pに沿う方向についての延設部21の寸法L1に比べて、延設軸Pに沿う方向についての延設部22の寸法L2は、小さい。そして、本変形例でも、ノズル12のそれぞれにおいて、延設部(第1の延設部)21の流路17を除く部分の体積(第1の体積)V1に比べ、延設部(第2の延設部)22の流路17を除く部分の体積(第2の体積)V2が小さい。したがって、本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。 Also in this modification, in each of the nozzles 12, the dimension L2 of the extension part 22 in the direction along the extension axis P is smaller than the dimension L1 of the extension part 21 in the direction along the extension axis P. ,small. Also in this modification, in each of the nozzles 12, compared to the volume (first volume) V1 of the portion of the extension part (first extension part) 21 excluding the flow path 17, the extension part (second volume) is The volume (second volume) V2 of the portion (extending portion) 22 excluding the flow path 17 is small. Therefore, this modification also has the same functions and effects as the above-described embodiments.

また、前述したように、電界紡糸ヘッド2に設けられるノズル12の数は、1つ以上であればよい。また、前述の実施形態等では、複数のノズル12によって1つのノズル列13が形成されるが、電界紡糸ヘッド2において、ノズル列13と同様のノズル列が複数形成されてもよい。 Further, as described above, the number of nozzles 12 provided in the electrospinning head 2 may be one or more. Further, in the above-described embodiments, one nozzle row 13 is formed by the plurality of nozzles 12, but in the electrospinning head 2, a plurality of nozzle rows similar to the nozzle row 13 may be formed.

図6に示す第3の変形例では、ノズル12として、ノズル12A,12Bが、ヘッド本体11の外周面に設けられる。本変形例では、ノズル12A,12Bのそれぞれは、複数ずつ設けられる。また、本変形例では、複数のノズル(第1のノズル)12Aは、長手軸Cの軸回りについて、互いに対して同一又は略同一の角度位置に配置され、複数のノズル(第2のノズル)12Bは、長手軸Cの軸回りについて、互いに対して同一又は略同一の角度位置に配置され。このため、本変形例では、複数のノズル12Aは、長手軸Cに沿って配列され、ノズル列(第1のノズル列)13Aを形成する。また、複数のノズル12Bは、長手軸Cに沿って配列され、ノズル列(第2のノズル列)13Bを形成する。 In a third modification shown in FIG. 6, nozzles 12A and 12B are provided on the outer circumferential surface of the head body 11 as the nozzle 12. As shown in FIG. In this modification, a plurality of nozzles 12A and 12B are provided. Further, in this modification, the plurality of nozzles (first nozzles) 12A are arranged at the same or substantially the same angular position with respect to each other about the longitudinal axis C, and the plurality of nozzles (second nozzles) 12B are arranged at the same or substantially the same angular position with respect to each other about the longitudinal axis C. Therefore, in this modification, the plurality of nozzles 12A are arranged along the longitudinal axis C to form a nozzle row (first nozzle row) 13A. Further, the plurality of nozzles 12B are arranged along the longitudinal axis C to form a nozzle row (second nozzle row) 13B.

ノズル12Bは、長手軸Cの軸回りについて、ノズル12Aに対してずれて設けられる。このため、ノズル列13Bは、長手軸Cの軸回りについて、ノズル列13Aに対してずれて形成される。ただし、本変形例では、ノズル12A,12Bのいずれもが、長手軸Cに対して、収集体5が位置する側に配置される。例えば、ノズル12Aは、長手軸Cの軸回りについて、ノズル12Bに対して60°程度ずれて配置される。 The nozzle 12B is provided offset from the nozzle 12A about the longitudinal axis C. Therefore, the nozzle row 13B is formed to be shifted from the nozzle row 13A around the longitudinal axis C. However, in this modification, both nozzles 12A and 12B are arranged on the side where the collector 5 is located with respect to the longitudinal axis C. For example, the nozzle 12A is disposed about the longitudinal axis C with a deviation of about 60° from the nozzle 12B.

ヘッド本体11の外周面では、ノズル12A,12Bは、ジグザグ状に配置される。そして、ノズル12A及びノズル12Bは、長手軸Cに沿う方向について交互に配置される。このため、長手軸Cに沿う方向について隣り合うノズル(第1のノズル)12Aの間には、ノズル(第2のノズル)12Bの対応する1つが、配置される。 On the outer peripheral surface of the head main body 11, the nozzles 12A and 12B are arranged in a zigzag pattern. The nozzles 12A and the nozzles 12B are arranged alternately in the direction along the longitudinal axis C. Therefore, a corresponding one of the nozzles (second nozzles) 12B is arranged between adjacent nozzles (first nozzles) 12A in the direction along the longitudinal axis C.

本変形例では、長手軸Cに沿う方向について隣り合うノズル12Aの間に、ノズル12Bが配置される。このため、収集体5又は基材では、長手軸Cに沿う方向について隣り合うノズル12Aの間の領域においても、ノズル12Bによってファイバー100が堆積される。これにより、収集体5又は基材においてファイバー100が局所的に堆積されることが、有効に防止される。 In this modification, the nozzle 12B is arranged between the nozzles 12A adjacent to each other in the direction along the longitudinal axis C. Therefore, in the collecting body 5 or the base material, the fibers 100 are deposited by the nozzles 12B also in the region between the adjacent nozzles 12A in the direction along the longitudinal axis C. This effectively prevents the fibers 100 from being locally deposited on the collector 5 or the substrate.

本変形例でも、ノズル12A,12Bのそれぞれでは、前述の実施形態等のノズル12のいずれかと同様にして、延設部21,22が形成される。そして、ノズル12A,12Bのそれぞれでは、前述の実施形態等のノズル12のいずれかと同様にして、流路17及び噴出口18が形成される。たがって、本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。 Also in this modification, the extending portions 21 and 22 are formed in each of the nozzles 12A and 12B in the same manner as in any of the nozzles 12 in the embodiments described above. In each of the nozzles 12A and 12B, a flow path 17 and an ejection port 18 are formed in the same manner as in any of the nozzles 12 in the embodiments described above. Therefore, this modification also provides the same functions and effects as the above-described embodiments.

これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、電界紡糸ヘッドのノズルにおいて、第1の延設部から第2の延設部がノズルの突出方向へさらに突出し、第2の延設部が、ノズルの突出端を形成する。そして、第1の延設部の流路を除く部分の第1の体積に比べ、第2の延設部の流路を除く部分の第2の体積は、小さく、第2の延設部では、突出方向に沿う寸法が、第1の延設部より小さい。これにより、噴出口から収集体及び基材に向かって原料液を適切に噴出させることができる電界紡糸ヘッド及び電界紡糸装置を提供することができる。 According to at least one of these embodiments or examples, in the nozzle of the electrospinning head, the second extending part further protrudes from the first extending part in the protruding direction of the nozzle, and the second extending part further protrudes from the first extending part in the projecting direction of the nozzle. , forming the protruding end of the nozzle. The second volume of the part of the second extension part excluding the flow path is smaller than the first volume of the part of the first extension part excluding the flow path. , the dimension along the protruding direction is smaller than that of the first extending portion. Thereby, it is possible to provide an electrospinning head and an electrospinning apparatus that can appropriately eject the raw material liquid from the ejection port toward the collector and the base material.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、付記を記載する。
[1]原料液を収納可能な収納空洞が内部に形成されるヘッド本体と、
導電材料から形成されるとともに、前記ヘッド本体の外周面から突出するノズルであって、前記収納空洞と連通する流路が内部に形成されるとともに、前記ヘッド本体からの突出端に前記流路の噴出口が形成されるノズルと、
を具備し、
前記ノズルは、
前記ヘッド本体の前記外周面への接続部分を形成するとともに、前記流路を除く部分が第1の体積になる第1の延設部と、
前記第1の延設部から前記ノズルの突出方向へさらに突出するとともに、前記ノズルの前記突出端を形成する第2の延設部であって、前記流路を除く部分が前記第1の体積より小さい第2の体積になるとともに、前記突出方向に沿う寸法が前記第1の延設部より小さい第2の延設部と、
を備える、電界紡糸ヘッド。
[2]前記流路の延設方向に垂直な断面積は、前記ヘッド本体の前記外周面への前記ノズルの前記接続部分から前記ノズルの前記突出端まで、均一になる、[1]の電界紡糸ヘッド。
[3]前記第2の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記第1の延設部よりも、小さい、[1]又は[2]の電界紡糸ヘッド。
[4]前記第2の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記ノズルの前記突出端まで均一になる、[3]の電界紡糸ヘッド。
[5]前記第1の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記第2の延設部への接続部分まで均一になる、[4]の電界紡糸ヘッド。
[6]前記第1の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記第2の延設部への接続部分に近づくほど減少する、[4]の電界紡糸ヘッド。
[7][1]乃至[6]のいずれか1項の電界紡糸ヘッドと、
前記電界紡糸ヘッドの前記ノズルに電圧を印加する電源と、
を具備する電界紡糸装置。
Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
Additional notes are listed below.
[1] A head body in which a storage cavity capable of storing the raw material liquid is formed;
A nozzle is formed of a conductive material and protrudes from the outer circumferential surface of the head main body, and has a flow path communicating with the storage cavity formed therein, and has a flow path formed at an end protruding from the head main body. a nozzle in which a spout is formed;
Equipped with
The nozzle is
a first extending portion that forms a connection portion to the outer circumferential surface of the head main body, and a portion excluding the flow path has a first volume;
A second extending part that further projects from the first extending part in the protruding direction of the nozzle and forms the protruding end of the nozzle, and a portion excluding the flow path has the first volume. a second extension part that has a smaller second volume and a dimension along the protrusion direction that is smaller than the first extension part;
An electrospinning head comprising:
[2] The electric field of [1], wherein the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path is uniform from the connecting portion of the nozzle to the outer peripheral surface of the head main body to the protruding end of the nozzle. spinning head.
[3] The electrospinning head of [1] or [2], wherein the second extending portion has a wall thickness from the flow path to the outer peripheral surface of the nozzle that is smaller than that of the first extending portion. .
[4] The electrospinning head according to [3], wherein in the second extending portion, the wall thickness from the flow path to the outer peripheral surface of the nozzle is uniform up to the protruding end of the nozzle.
[5] The electrospinning head according to [4], wherein in the first extension part, the wall thickness from the flow path to the outer peripheral surface of the nozzle is uniform up to the connection part to the second extension part. .
[6] The electrospinning according to [4], wherein in the first extension part, the wall thickness from the flow path to the outer peripheral surface of the nozzle decreases as it approaches the connecting part to the second extension part. head.
[7] The electrospinning head according to any one of [1] to [6],
a power source that applies voltage to the nozzle of the electrospinning head;
An electrospinning device comprising:

1…電界紡糸装置、2…電界紡糸ヘッド、3…供給源、4…電源、5…収集体、6…制御部、11…ヘッド本体、12,12A,12B…ノズル、17…流路、18…噴出口、21…延設部(第1の延設部)、22…延設部(第2の延設部)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electrospinning device, 2... Electrospinning head, 3... Supply source, 4... Power source, 5... Collection body, 6... Control part, 11... Head main body, 12, 12A, 12B... Nozzle, 17... Channel, 18 ...Ejection port, 21... Extension part (first extension part), 22... Extension part (second extension part).

Claims (5)

原料液を収納可能な収納空洞が内部に形成されるヘッド本体と、
導電材料から形成されるとともに、前記ヘッド本体の外周面から突出するノズルであって、前記収納空洞と連通する流路が内部に形成されるとともに、前記ヘッド本体からの突出端に前記流路の噴出口が形成されるノズルと、
を具備し、
前記ノズルは、
前記ヘッド本体の前記外周面への接続部分を形成するとともに、前記ノズルの前記突出端に近づくほど外径が減少する第1の延設部であって、前記流路を除く部分が第1の体積になる第1の延設部と、
前記第1の延設部から前記ノズルの突出方向へさらに突出するとともに、前記ノズルの前記突出端を形成する第2の延設部であって、前記流路を除く部分が前記第1の体積より小さい第2の体積になるとともに、前記突出方向に沿う寸法が前記第1の延設部より小さい第2の延設部と、
を備え、
前記第2の延設部では、外径が均一になるとともに、前記第2の延設部の外径は、前記第1の延設部において前記第2の延設部への接続部分以外の部分の外径より、小さく、
前記流路の延設方向に垂直な断面積は、前記ヘッド本体の前記外周面への前記ノズルの前記接続部分から前記ノズルの前記突出端まで、均一になり、
前記第1の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記第2の延設部への前記接続部分に近づくほど減少する、
電界紡糸ヘッド。
a head body in which a storage cavity capable of storing raw material liquid is formed;
A nozzle is formed of a conductive material and protrudes from the outer circumferential surface of the head main body, and has a flow path communicating with the storage cavity formed therein, and has a flow path formed at an end protruding from the head main body. a nozzle in which a spout is formed;
Equipped with
The nozzle is
A first extending portion that forms a connecting portion to the outer circumferential surface of the head main body and has an outer diameter that decreases as it approaches the protruding end of the nozzle, and a portion excluding the flow path is a first extending portion. a first extension having a volume;
A second extending part that further projects from the first extending part in the protruding direction of the nozzle and forms the protruding end of the nozzle, and a portion excluding the flow path has the first volume. a second extension part that has a smaller second volume and a dimension along the protrusion direction that is smaller than the first extension part;
Equipped with
The second extending portion has a uniform outer diameter, and the outer diameter of the second extending portion is equal to that of the portion of the first extending portion other than the connecting portion to the second extending portion. smaller than the outer diameter of the part,
A cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path is uniform from the connecting portion of the nozzle to the outer circumferential surface of the head main body to the protruding end of the nozzle,
In the first extension part, the wall thickness from the flow path to the outer peripheral surface of the nozzle decreases as it approaches the connection part to the second extension part.
Electrospinning head.
原料液を収納可能な収納空洞が内部に形成されるヘッド本体と、a head body in which a storage cavity capable of storing raw material liquid is formed;
導電材料から形成されるとともに、前記ヘッド本体の外周面から突出するノズルであって、前記収納空洞と連通する流路が内部に形成されるとともに、前記ヘッド本体からの突出端に前記流路の噴出口が形成されるノズルと、 A nozzle is formed of a conductive material and protrudes from the outer circumferential surface of the head main body, and has a flow path communicating with the storage cavity formed therein, and has a flow path formed at an end protruding from the head main body. a nozzle in which a spout is formed;
を具備し、 Equipped with
前記ノズルは、 The nozzle is
前記ヘッド本体の前記外周面への接続部分を形成するとともに、外径が均一になる第1の延設部であって、前記流路を除く部分が第1の体積になる第1の延設部と、 A first extension part that forms a connection part to the outer circumferential surface of the head main body and has a uniform outer diameter, the first extension part having a first volume except for the flow path. Department and
前記第1の延設部から前記ノズルの突出方向へさらに突出するとともに、前記ノズルの前記突出端を形成する第2の延設部であって、前記流路を除く部分が前記第1の体積より小さい第2の体積になるとともに、前記突出方向に沿う寸法が前記第1の延設部より小さい第2の延設部と、 A second extending part that further projects from the first extending part in the protruding direction of the nozzle and forms the protruding end of the nozzle, and a portion excluding the flow path has the first volume. a second extension part that has a smaller second volume and a dimension along the protrusion direction that is smaller than the first extension part;
を備え、 Equipped with
前記第2の延設部では、外径が均一になるとともに、前記第2の延設部の外径は、前記第1の延設部の前記外径に比べて、小さく、 The second extending portion has a uniform outer diameter, and the outer diameter of the second extending portion is smaller than the outer diameter of the first extending portion.
前記流路の延設方向に垂直な断面積は、前記ヘッド本体の前記外周面への前記ノズルの前記接続部分から前記ノズルの前記突出端まで、均一になり、 A cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the flow path is uniform from the connecting portion of the nozzle to the outer circumferential surface of the head main body to the protruding end of the nozzle,
前記第1の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記第2の延設部への接続部分まで均一になる、 In the first extension part, the wall thickness from the flow path to the outer circumferential surface of the nozzle is uniform up to the connection part to the second extension part.
電界紡糸ヘッド。 Electrospinning head.
前記第2の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記第1の延設部よりも、小さい、請求項1又は2の電界紡糸ヘッド。 The electrospinning head according to claim 1 or 2, wherein the second extending portion has a wall thickness from the flow path to the outer circumferential surface of the nozzle that is smaller than that of the first extending portion. 前記第2の延設部では、前記流路から前記ノズルの外周面までの肉厚が、前記ノズルの前記突出端まで均一になる、請求項3の電界紡糸ヘッド。 4. The electrospinning head according to claim 3, wherein the second extending portion has a uniform wall thickness from the flow path to the outer peripheral surface of the nozzle up to the protruding end of the nozzle. 請求項1乃至4のいずれか1項の電界紡糸ヘッドと、
前記電界紡糸ヘッドの前記ノズルに電圧を印加する電源と、
を具備する電界紡糸装置。
An electrospinning head according to any one of claims 1 to 4 ,
a power source that applies voltage to the nozzle of the electrospinning head;
An electrospinning device comprising:
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