JP2019194387A - Electrospinning device - Google Patents

Abstract

To provide an electrospinning device capable of improving productivity and space-saving.SOLUTION: In the electrospinning device relating to one embodiment, a fiber is accumulated on a collecting part or a member. This electrospinning device is assembled with a first nozzle head provided on one side of the collecting part or member and having at least one first nozzle, and a first component capable of applying an electric voltage to the first nozzle; and a second nozzle head provided on the opposite side of the first nozzle head with the collecting part or member being sandwiched therebetween and having at least one second nozzle, and a second component capable of applying on the second nozzle an electric voltage of the same polarity as the electric voltage applied to the first nozzle. When seen from a direction perpendicular to a face on which the fiber is accumulated, end parts of the first component and the second component are provided outside of the collecting part or the member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、電界紡糸装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an electrospinning apparatus.

エレクトロスピニング法（電界紡糸法、電荷誘導紡糸法などとも称される）により、微細なファイバを部材の表面に堆積させる電界紡糸装置がある。
電界紡糸装置には、原料液を排出する複数のノズルを有するノズルヘッドが設けられている。また、ノズルヘッドと、ノズルヘッドと対峙させて設けられた帯状の部材とを備えた電界紡糸装置が提案されている。帯状の部材を備えた電界紡糸装置においては、帯状の部材を移動させつつ、帯状の部材の表面にファイバを堆積させる。この様にすれば、ファイバを含む堆積体を連続的に生産することができるので、堆積体の生産性を向上させることができる。
この場合、ノズルヘッドの数を増やせば、単位時間あたり、または単位面積あたりの堆積体の生産量を増加させることができる。ところが、単に、ノズルヘッドの数を増やせば、電界紡糸装置の大型化を招くことになる。
そのため、生産性の向上と、省スペース化を図ることができる電界紡糸装置の開発が望まれていた。 There is an electrospinning apparatus that deposits fine fibers on the surface of a member by an electrospinning method (also referred to as an electrospinning method, a charge induction spinning method, or the like).
The electrospinning apparatus is provided with a nozzle head having a plurality of nozzles for discharging the raw material liquid. In addition, an electrospinning apparatus including a nozzle head and a band-shaped member provided to face the nozzle head has been proposed. In an electrospinning apparatus provided with a band-shaped member, fibers are deposited on the surface of the band-shaped member while moving the band-shaped member. In this way, since the deposit including the fibers can be continuously produced, the productivity of the deposit can be improved.
In this case, if the number of nozzle heads is increased, the production amount of deposits per unit time or per unit area can be increased. However, simply increasing the number of nozzle heads will increase the size of the electrospinning apparatus.
Therefore, it has been desired to develop an electrospinning apparatus that can improve productivity and save space.

特開２００７−９２２１３号公報JP 2007-92213 A

本発明が解決しようとする課題は、生産性の向上と、省スペース化を図ることができる電界紡糸装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an electrospinning apparatus capable of improving productivity and saving space.

実施形態に係る電界紡糸装置は、収集部または部材の上にファイバを堆積させる。この電界紡糸装置は、前記収集部または部材の一方の側に設けられ、少なくとも１つの第１のノズルと、前記第１のノズルに電圧を印加可能な第１の部品と、を有する第１のノズルヘッドと、前記収集部または部材を挟んで前記第１のノズルヘッドの反対側に設けられ、少なくとも１つの第２のノズルと、前記第２のノズルに前記第１のノズルに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加可能な第２の部品と、を有する第２のノズルヘッドと、を備えている。前記ファイバが堆積する面に垂直な方向から見た場合に、前記第１の部品、および前記第２の部品の端部は、前記収集部または前記部材の外側に設けられている。   The electrospinning apparatus according to the embodiment deposits the fiber on the collecting unit or member. The electrospinning apparatus is provided on one side of the collecting unit or member, and includes at least one first nozzle and a first component capable of applying a voltage to the first nozzle. A nozzle head, provided on the opposite side of the first nozzle head across the collection unit or member, at least one second nozzle, and a voltage applied to the first nozzle to the second nozzle; A second nozzle head having a second component to which a voltage having the same polarity can be applied. When viewed from a direction perpendicular to the surface on which the fiber is deposited, ends of the first component and the second component are provided outside the collection unit or the member.

第１の実施形態に係る電界紡糸装置１を例示するための模式図である。It is a schematic diagram for illustrating the electrospinning apparatus 1 according to the first embodiment. （ａ）〜（ｃ）は、循環する収集部５を例示するための模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram for demonstrating the collection part 5 to circulate. （ａ）〜（ｃ）は、一方向に搬送される収集部５を例示するための模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram for illustrating the collection part 5 conveyed by one direction. 収集部５の端部の近傍におけるファイバ１００同士の反発を例示するための模式図である。4 is a schematic diagram for illustrating repulsion between fibers 100 in the vicinity of the end of the collecting unit 5. FIG. 第２の実施形態に係る電界紡糸装置１ａを例示するための模式図である。It is a schematic diagram for illustrating the electrospinning apparatus 1a according to the second embodiment. （ａ）〜（ｃ）は、電界紡糸装置１ａにおける第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂの配設形態を例示するための模式平面図である。(A)-(c) is a schematic plan view for illustrating the arrangement | positioning form of the 1st nozzle head 2a and the 2nd nozzle head 2b in the electrospinning apparatus 1a. 他の実施形態に係る第１のノズルヘッド２ａ１および第２のノズルヘッド２ｂ１を例示するための模式平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view for illustrating a first nozzle head 2a1 and a second nozzle head 2b1 according to another embodiment.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、以下においては一例として、いわゆるニードル型ノズルヘッドを備えた電界紡糸装置１を例示する。ただし、ノズルヘッドに設けられるノズルの形態は針状に限定されるわけではない。
例えば、ノズルヘッドに設けられるノズルは、円錐状を呈するノズルなどであってもよい。この場合、針状のノズルとすればノズルの排出口の近傍において電界集中が生じ易くなるので、ノズルと収集部の間に形成される電界の強度が高くなる。一方、円錐状のノズルとすれば、ノズルの機械的強度を高めることができる。また、円錐状のノズルの先端を尖らせることができるので、針状のノズルと同様にノズルと収集部の間に形成される電界の強度が高くなる。
またさらに、ノズルヘッドは、いわゆるブレード型ノズルヘッドなどであってもよい。ブレード型ノズルヘッドとすれば機械的強度を高めることができるので、クリーニングなどの際にノズルヘッドが破損するのを抑制することができる。また、ノズルヘッドのクリーニングが容易となる。なお、ブレード型ノズルヘッドの形態には特に限定がなく、例えば、直方体状であったり、円弧状であったりしてもよい。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
In the following, as an example, an electrospinning apparatus 1 having a so-called needle type nozzle head is illustrated. However, the form of the nozzle provided in the nozzle head is not limited to the needle shape.
For example, the nozzle provided in the nozzle head may be a nozzle having a conical shape. In this case, if a needle-like nozzle is used, electric field concentration is likely to occur in the vicinity of the discharge port of the nozzle, so that the strength of the electric field formed between the nozzle and the collecting portion is increased. On the other hand, if a conical nozzle is used, the mechanical strength of the nozzle can be increased. In addition, since the tip of the conical nozzle can be sharpened, the strength of the electric field formed between the nozzle and the collecting portion is increased as in the case of the needle-like nozzle.
Furthermore, the nozzle head may be a so-called blade type nozzle head. Since the mechanical strength can be increased by using a blade type nozzle head, it is possible to prevent the nozzle head from being damaged during cleaning or the like. In addition, the nozzle head can be easily cleaned. The form of the blade type nozzle head is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape or an arc shape.

図１は、第１の実施形態に係る電界紡糸装置１を例示するための模式図である。
図１に示すように、電界紡糸装置１には、第１のノズルヘッド２ａ、第２のノズルヘッド２ｂ、原料液供給部３、電源４、収集部５、および制御部６が設けられている。 FIG. 1 is a schematic view for illustrating an electrospinning apparatus 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the electrospinning apparatus 1 includes a first nozzle head 2a, a second nozzle head 2b, a raw material liquid supply unit 3, a power source 4, a collection unit 5, and a control unit 6. .

第１のノズルヘッド２ａは、収集部５の一方の側に設けられている。例えば、第１のノズルヘッド２ａは、収集部５の上方に設けられている。第１のノズルヘッド２ａは、収集部５の第１の面５ａと対峙している。
第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５を挟んで第１のノズルヘッド２ａの反対側に設けられている。例えば、第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５の下方に設けられている。第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５の第１の面５ａとは反対側の第２の面５ｂと対峙している。
図１に例示をしたものの場合には、第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５を挟んで第１のノズルヘッド２ａと対峙している。すなわち、平面視において、第２のノズルヘッド２ｂは、第１のノズルヘッド２ａと重なる位置に設けられている。 The first nozzle head 2 a is provided on one side of the collecting unit 5. For example, the first nozzle head 2 a is provided above the collection unit 5. The first nozzle head 2 a faces the first surface 5 a of the collection unit 5.
The second nozzle head 2b is provided on the opposite side of the first nozzle head 2a with the collection unit 5 interposed therebetween. For example, the second nozzle head 2 b is provided below the collection unit 5. The second nozzle head 2 b faces the second surface 5 b opposite to the first surface 5 a of the collecting unit 5.
In the case of the example illustrated in FIG. 1, the second nozzle head 2 b faces the first nozzle head 2 a with the collection unit 5 interposed therebetween. That is, in plan view, the second nozzle head 2b is provided at a position overlapping the first nozzle head 2a.

第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂは、ノズル２０、接続部２１、および本体部２２を有する。
ノズル２０は、針状を呈している。ノズル２０の内部には、原料液を排出するための孔が設けられている。原料液を排出するための孔は、ノズル２０の接続部２１側の端部と、ノズル２０の収集部５側の端部（先端）との間を貫通している。原料液を排出するための孔の、収集部５側の開口が排出口２０ａとなる。 The first nozzle head 2 a and the second nozzle head 2 b have a nozzle 20, a connection part 21, and a main body part 22.
The nozzle 20 has a needle shape. Inside the nozzle 20, a hole for discharging the raw material liquid is provided. The hole for discharging the raw material liquid penetrates between the end portion of the nozzle 20 on the connection portion 21 side and the end portion (tip end) of the nozzle 20 on the collection portion 5 side. The opening on the collection unit 5 side of the hole for discharging the raw material liquid becomes the discharge port 20a.

ノズル２０の外径寸法（ノズル２０が円筒状の場合には直径寸法）には特に限定はないが、外径寸法は小さい方が好ましい。外径寸法を小さくすれば、ノズル２０の排出口２０ａの近傍において電界集中が生じ易くなる。ノズル２０の排出口２０ａの近傍において電界集中が生じれば、ノズル２０の外径寸法が大きい場合に比べてノズル２０と収集部５の間に形成される電界の強度を高めることができる。そのため、ノズル２０の外径寸法が大きい場合に比べて電源５により印加される電圧を低くすることができる。すなわち、ノズル２０の外径寸法が大きい場合に比べて駆動電圧を低減することができる。この場合、ノズル２０の外径寸法は、例えば、０．３ｍｍ〜１．３ｍｍ程度とすることができる。   There is no particular limitation on the outer diameter dimension of the nozzle 20 (diameter dimension when the nozzle 20 is cylindrical), but a smaller outer diameter dimension is preferable. If the outer diameter is reduced, electric field concentration tends to occur near the outlet 20a of the nozzle 20. If electric field concentration occurs in the vicinity of the discharge port 20a of the nozzle 20, the strength of the electric field formed between the nozzle 20 and the collecting unit 5 can be increased as compared with the case where the outer diameter of the nozzle 20 is large. Therefore, the voltage applied by the power source 5 can be lowered as compared with the case where the outer diameter of the nozzle 20 is large. That is, the driving voltage can be reduced as compared with the case where the outer diameter of the nozzle 20 is large. In this case, the outer diameter dimension of the nozzle 20 can be set to, for example, about 0.3 mm to 1.3 mm.

排出口２０ａの寸法（排出口２０ａが円形の場合には直径寸法）には特に限定はない。排出口２０ａの寸法は、形成したいファイバ１００の断面寸法に応じて適宜変更することができる。排出口２０ａの寸法（ノズル２０の内径寸法）は、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。   There is no particular limitation on the size of the discharge port 20a (diameter size when the discharge port 20a is circular). The dimension of the discharge port 20a can be appropriately changed according to the cross-sectional dimension of the fiber 100 to be formed. The dimension of the discharge port 20a (the inner diameter dimension of the nozzle 20) can be, for example, about 0.1 mm to 1 mm.

ノズル２０は、導電性材料から形成されている。ノズル２０の材料は、導電性と、後述する原料液に対する耐性を有するものとすることが好ましい。ノズル２０は、例えば、ステンレスなどから形成することができる。   The nozzle 20 is made of a conductive material. It is preferable that the material of the nozzle 20 has conductivity and resistance to a raw material liquid described later. The nozzle 20 can be formed from, for example, stainless steel.

ノズル２０の数には特に限定がなく、収集部５の大きさなどに応じて適宜変更することができる。ノズル２０は、少なくとも１つ設けられていればよい。
複数のノズル２０を設ける場合には、複数のノズル２０は、所定の間隔を空けて並べて設けられる。例えば、複数のノズル２０は、収集部５の移動方向５０と直交する方向に並べて設けることができる。また、複数のノズル２０の配設形態には特に限定はない。例えば、複数のノズル２０は、一列に並べて設けることもできるし、複数列に並べて設けることもできるし、円周上あるいは同心円上に並べて設けることもできるし、千鳥状、あるいはマトリクス状に並べて設けることもできる。 The number of the nozzles 20 is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the size of the collecting unit 5 and the like. It is sufficient that at least one nozzle 20 is provided.
When a plurality of nozzles 20 are provided, the plurality of nozzles 20 are provided side by side at a predetermined interval. For example, the plurality of nozzles 20 can be provided side by side in a direction orthogonal to the moving direction 50 of the collection unit 5. There is no particular limitation on the arrangement of the plurality of nozzles 20. For example, the plurality of nozzles 20 can be arranged in a line, arranged in a plurality of lines, arranged in a circle or concentric circles, arranged in a staggered pattern, or arranged in a matrix. You can also

接続部２１は、ノズル２０と本体部２２の間に設けられている。接続部２１の内部には、原料液を本体部２２からノズル２０に供給するための孔が設けられている。接続部２１の内部に設けられた孔は、ノズル２０の内部に設けられた孔、および、本体部２２の内部に設けられた空間と繋がっている。
接続部２１は、導電性材料から形成されている。接続部２１の材料は、導電性と原料液に対する耐性を有するものとすることが好ましい。接続部２１は、例えば、ステンレスなどから形成することができる。
なお、電圧がノズル２０に直接印加される場合には、接続部２１は、必ずしも導電性材料から形成する必要はない。 The connection portion 21 is provided between the nozzle 20 and the main body portion 22. Inside the connection portion 21, a hole for supplying the raw material liquid from the main body portion 22 to the nozzle 20 is provided. The hole provided in the connection part 21 is connected to the hole provided in the nozzle 20 and the space provided in the main body part 22.
The connection part 21 is formed from a conductive material. It is preferable that the material of the connection portion 21 has conductivity and resistance to the raw material liquid. The connection part 21 can be formed from stainless steel etc., for example.
In addition, when a voltage is directly applied to the nozzle 20, the connection part 21 does not necessarily need to be formed from a conductive material.

なお、接続部２１は、必ずしも必要ではなく、ノズル２０が本体部２２に直接設けられるようにしてもよい。
しかしながら、排出された原料液が、ノズル２０の排出口２０ａ側の端部およびその近傍に付着する場合がある。そのため、必要に応じて、あるいは定期的に、ノズル２０の排出口２０ａ側の端部およびその近傍をクリーニングすることが好ましい。 The connecting portion 21 is not always necessary, and the nozzle 20 may be provided directly on the main body portion 22.
However, the discharged raw material liquid may adhere to the end of the nozzle 20 on the discharge port 20a side and the vicinity thereof. Therefore, it is preferable to clean the end of the nozzle 20 on the outlet 20a side and the vicinity thereof as necessary or periodically.

この場合、ノズル２０の接続部２１側の端部は接続部２１に固定され、接続部２１が本体部２２に着脱自在に設けられるようにすることができる。例えば、接続部２１の本体部２２側の端部に雄ネジを設け、本体部２２の側面に雌ネジを設けるようにすることができる。また、ルアーテーパ(luer taper)（ルアーアダプタ、ルアーロック、ルアーコネクタ、ルアーフィットなどとも称される）を用いて、接続部２１を本体部２２に着脱自在に設けることもできる。例えば、接続部２１の本体部２２側にメスルアー(female luer)を設け、本体部２２の側面にオスルアー(male luer)を設けるようにすることができる。すなわち、接続部２１は、ネジまたはルアーテーパを用いて本体部２２に接続されていてもよい。   In this case, the end portion of the nozzle 20 on the connection portion 21 side is fixed to the connection portion 21, and the connection portion 21 can be detachably provided on the main body portion 22. For example, a male screw can be provided at the end of the connecting portion 21 on the main body 22 side, and a female screw can be provided on the side surface of the main body 22. Moreover, the connection part 21 can also be provided in the main-body part 22 detachably using a luer taper (it is also called a luer adapter, a luer lock, a luer connector, a luer fit etc.). For example, a female luer can be provided on the side of the main body 22 of the connecting portion 21, and a male luer can be provided on the side surface of the main body 22. That is, the connection part 21 may be connected to the main body part 22 using a screw or a luer taper.

本体部２２の内部には、原料液が収納される空間が設けられている。本体部２２の形態には特に限定はないが、複数のノズル２０が設けられる場合には、棒状を呈する本体部２２とすることができる。棒状を呈する本体部２２は、例えば、収集部５の移動方向５０と直交する方向に延びているものとすることができる。棒状を呈する本体部２２は、収集部５の第１の面５ａまたは第２の面５ｂと平行となるように設けることができる。   A space for storing the raw material liquid is provided inside the main body 22. There is no particular limitation on the form of the main body 22, but when a plurality of nozzles 20 are provided, the main body 22 can have a rod shape. The main body 22 having a rod shape can be extended in a direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, for example. The main body 22 having a rod shape can be provided so as to be parallel to the first surface 5 a or the second surface 5 b of the collecting unit 5.

また、本体部２２には、供給口２２ａが設けられている。原料液供給部３から供給された原料液は、供給口２２ａを介して本体部２２の内部に導入される。供給口２２ａの配設位置と数には、特に限定はない。供給口２２ａは、例えば、本体部２２の、ノズル２０が設けられる側とは反対側に設けることができる。
本体部２２の材料は、導電性と原料液に対する耐性を有するものとすることが好ましい。本体部２２は、例えば、ステンレスなどから形成することができる。 The main body 22 is provided with a supply port 22a. The raw material liquid supplied from the raw material liquid supply unit 3 is introduced into the main body 22 through the supply port 22a. There are no particular restrictions on the location and number of the supply ports 22a. The supply port 22a can be provided, for example, on the side of the main body 22 opposite to the side where the nozzle 20 is provided.
The material of the main body 22 is preferably conductive and resistant to the raw material liquid. The main body 22 can be formed from, for example, stainless steel.

原料液供給部３は、収納部３１、供給部３２、原料液制御部３３、および配管３４を有する。
収納部３１は、原料液を収納する。収納部３１は、原料液に対する耐性を有する材料から形成されている。収納部３１は、例えば、ステンレスなどから形成することができる。 The raw material liquid supply unit 3 includes a storage unit 31, a supply unit 32, a raw material liquid control unit 33, and a pipe 34.
The storage unit 31 stores the raw material liquid. The accommodating part 31 is formed from the material which has the tolerance with respect to a raw material liquid. The accommodating part 31 can be formed from stainless steel etc., for example.

原料液は、高分子物質を溶媒に溶解したものである。
高分子物質には特に限定がなく、形成したいファイバ１００の材質に応じて適宜変更することができる。高分子物質は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ナイロン、アラミドなどとすることができる。 The raw material liquid is obtained by dissolving a polymer substance in a solvent.
There is no particular limitation on the polymer substance, and the polymer substance can be appropriately changed according to the material of the fiber 100 to be formed. Examples of the polymer substance include polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polycarbonate, nylon, and aramid.

溶媒は、高分子物質を溶解することができるものであればよい。溶媒は、溶解させる高分子物質に応じて適宜変更することができる。溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ベンゼン、トルエンなどとすることができる。
なお、高分子物質および溶媒は、例示をしたものに限定されるわけではない。
また、原料液は、一種類の高分子物質と溶媒とから生成することもできるし、複数種類の高分子物質と溶媒とを混合して生成することもできる。
また、第１のノズルヘッド２ａに供給する原料液と第２のノズルヘッド２ｂに供給する原料液が同じ種類であってもよいし、第１のノズルヘッド２ａに供給する原料液と第２のノズルヘッド２ｂに供給する原料液が異なる種類であってもよい。 The solvent may be any solvent that can dissolve the polymer substance. The solvent can be appropriately changed according to the polymer substance to be dissolved. The solvent can be, for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, benzene, toluene, and the like.
The polymer substance and the solvent are not limited to those illustrated.
In addition, the raw material liquid can be generated from one type of polymer substance and a solvent, or can be generated by mixing a plurality of types of polymer substance and a solvent.
Further, the raw material liquid supplied to the first nozzle head 2a and the raw material liquid supplied to the second nozzle head 2b may be of the same type, or the raw material liquid supplied to the first nozzle head 2a and the second liquid Different raw material liquids may be supplied to the nozzle head 2b.

原料液は、表面張力により排出口２０ａの近傍に留まる様にされる。そのため、原料液の粘度は、排出口２０ａの寸法などに応じて適宜変更することができる。原料液の粘度は、実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。また、原料液の粘度は、溶媒と高分子物質の混合割合により制御することができる。   The raw material liquid is allowed to remain in the vicinity of the discharge port 20a due to surface tension. Therefore, the viscosity of the raw material liquid can be appropriately changed according to the size of the discharge port 20a. The viscosity of the raw material liquid can be obtained by performing experiments and simulations. The viscosity of the raw material liquid can be controlled by the mixing ratio of the solvent and the polymer material.

供給部３２は、収納部３１に収納されている原料液を本体部２２に供給する。供給部３２は、例えば、原料液に対する耐性を有するポンプなどとすることができる。また、供給部３２は、例えば、収納部３１にガスを供給し、収納部３１に収納されている原料液を圧送するものとすることもできる。   The supply unit 32 supplies the raw material liquid stored in the storage unit 31 to the main body unit 22. The supply unit 32 can be, for example, a pump having resistance to the raw material liquid. The supply unit 32 may supply gas to the storage unit 31 and pump the raw material liquid stored in the storage unit 31, for example.

原料液制御部３３は、本体部２２に供給される原料液の流量、圧力などを制御して、新しい原料液が本体部２２の内部に供給された際に、本体部２２の内部にある原料液が排出口２０ａから押し出されないようにする。すなわち、原料液が、表面張力により排出口２０ａの近傍に留まるようにする。なお、原料液制御部３３に対する制御量は、排出口２０ａの寸法や原料液の粘度などにより適宜変更することができる。原料液制御部３３に対する制御量は、実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。
また、原料液制御部３３は、原料液の供給の開始と、供給の停止を切り替えるものとすることもできる。 The raw material liquid control unit 33 controls the flow rate, pressure, and the like of the raw material liquid supplied to the main body 22, and when a new raw material liquid is supplied into the main body 22, the raw material in the main body 22 The liquid is prevented from being pushed out from the discharge port 20a. That is, the raw material liquid remains in the vicinity of the discharge port 20a due to surface tension. The control amount for the raw material liquid control unit 33 can be changed as appropriate depending on the size of the discharge port 20a, the viscosity of the raw material liquid, and the like. The control amount for the raw material liquid control unit 33 can be obtained through experiments and simulations.
Moreover, the raw material liquid control part 33 can also switch the start of supply of a raw material liquid, and the stop of supply.

なお、供給部３２および原料液制御部３３は、必ずしも必要ではない。例えば、本体部２２の位置より高い位置に収納部３１を設けるようにすれば、重力を利用して原料液を本体部２２に供給することができる。そして、収納部３１の高さ位置を適宜設定することで、新しい原料液が本体部２２の内部に供給された際に、本体部２２の内部にある原料液が排出口２０ａから押し出されないようにすることができる。この場合、収納部３１の高さ位置は、排出口２０ａの寸法や原料液の粘度などにより適宜変更することができる。収納部３１の高さ位置は、実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。   The supply unit 32 and the raw material liquid control unit 33 are not necessarily required. For example, if the storage unit 31 is provided at a position higher than the position of the main body 22, the raw material liquid can be supplied to the main body 22 using gravity. Then, by appropriately setting the height position of the storage part 31, when a new raw material liquid is supplied into the main body part 22, the raw material liquid inside the main body part 22 is not pushed out from the discharge port 20a. Can be. In this case, the height position of the storage part 31 can be appropriately changed according to the size of the discharge port 20a, the viscosity of the raw material liquid, and the like. The height position of the storage unit 31 can be obtained by performing experiments and simulations.

配管３４は、収納部３１と供給部３２との間、供給部３２と原料液制御部３３との間、原料液制御部３３と本体部２２との間に設けられている。配管３４は、原料液の流路となる。配管３４は、原料液に対する耐性を有する材料から形成されている。   The piping 34 is provided between the storage unit 31 and the supply unit 32, between the supply unit 32 and the raw material liquid control unit 33, and between the raw material liquid control unit 33 and the main body unit 22. The pipe 34 serves as a flow path for the raw material liquid. The pipe 34 is made of a material having resistance to the raw material liquid.

電源４は、本体部２２および接続部２１を介してノズル２０に電圧を印加する。なお、ノズル２０と電気的に接続された図示しない端子を設けるようにしてもよい。この場合、電源４は、図示しない端子を介してノズル２０に電圧を印加する。すなわち、電源４からノズル２０に電圧が印加できるようになっていればよい。   The power supply 4 applies a voltage to the nozzle 20 through the main body 22 and the connection part 21. A terminal (not shown) electrically connected to the nozzle 20 may be provided. In this case, the power supply 4 applies a voltage to the nozzle 20 via a terminal (not shown). That is, it is sufficient that a voltage can be applied from the power source 4 to the nozzle 20.

ノズル２０に印加する電圧（駆動電圧）の極性は、プラスとすることもできるし、マイナスとすることもできる。ただし、ノズル２０にマイナスの電圧を印加すれば、ノズル２０の先端から電子が放出されるので異常放電が発生しやすくなる。そのため、図１に示すように、ノズル２０に印加する電圧の極性はプラスとすることが好ましい。   The polarity of the voltage (driving voltage) applied to the nozzle 20 can be positive or negative. However, if a negative voltage is applied to the nozzle 20, electrons are emitted from the tip of the nozzle 20, so abnormal discharge is likely to occur. Therefore, as shown in FIG. 1, the polarity of the voltage applied to the nozzle 20 is preferably positive.

ノズル２０に印加する電圧は、原料液に含まれる高分子物質の種類、ノズル２０と収集部５との間の距離などに応じて適宜変更することができる。例えば、電源４は、ノズル２０と収集部５との間の電位差が１０ｋＶ以上となるように、ノズル２０に電圧を印加するものとすることができる。この場合、ブレード型ノズルヘッドとすれば、ノズルに印加する電圧は７０ｋＶ程度となる。一方、図１に例示をしたようなニードル型ノズルヘッドとすれば、ノズル２０に印加する電圧を５０ｋＶ以下にすることができる。そのため、駆動電圧の低減を図ることができる。
電源４は、例えば、直流高圧電源とすることができる。電源４は、例えば、１０ｋＶ以上１００ｋＶ以下の直流電圧を出力するものとすることができる。 The voltage applied to the nozzle 20 can be appropriately changed according to the type of the polymer substance contained in the raw material liquid, the distance between the nozzle 20 and the collection unit 5, and the like. For example, the power supply 4 can apply a voltage to the nozzle 20 so that the potential difference between the nozzle 20 and the collecting unit 5 is 10 kV or more. In this case, if a blade type nozzle head is used, the voltage applied to the nozzle is about 70 kV. On the other hand, if the needle type nozzle head illustrated in FIG. 1 is used, the voltage applied to the nozzle 20 can be reduced to 50 kV or less. Therefore, the drive voltage can be reduced.
The power source 4 can be a DC high voltage power source, for example. The power source 4 can output a DC voltage of 10 kV to 100 kV, for example.

なお、図１に例示をした電界紡糸装置１は、１つの原料液供給部３により第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂに原料液を供給し、１つの電源４により第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂに電圧を印加している。この様にすれば、電界紡糸装置１の構成の簡略化、省スペース化、製造コストの低減などを図ることができる。   In the electrospinning apparatus 1 illustrated in FIG. 1, the raw material liquid is supplied to the first nozzle head 2 a and the second nozzle head 2 b by one raw material liquid supply unit 3, and the first power source 4 supplies the first liquid. A voltage is applied to the nozzle head 2a and the second nozzle head 2b. In this way, it is possible to simplify the configuration of the electrospinning apparatus 1, save space, and reduce manufacturing costs.

一方、第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂのそれぞれに対して原料液供給部３および電源４を１つずつ設けることもできる。この様にすれば、第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂのそれぞれに対して原料液の供給量の制御や印加電圧の制御を行うことができる。そのため、収集部５の第１の面５ａにおけるファイバ１００に堆積量と、収集部５の第２の面５ｂにおけるファイバ１００に堆積量を変化させることができる。例えば、厚みが異なる堆積体１１０を同時に形成することが可能となる。   On the other hand, one raw material liquid supply unit 3 and one power source 4 can be provided for each of the first nozzle head 2a and the second nozzle head 2b. In this way, the supply amount of the raw material liquid and the control of the applied voltage can be controlled for each of the first nozzle head 2a and the second nozzle head 2b. Therefore, the amount of deposition on the fiber 100 on the first surface 5a of the collection unit 5 and the amount of deposition on the fiber 100 on the second surface 5b of the collection unit 5 can be changed. For example, it is possible to simultaneously form the deposits 110 having different thicknesses.

収集部５は、ノズル２０の原料液が排出される側に設けられている。収集部５は、接地されている。収集部５には、ノズル２０に印加する電圧と逆極性の電圧を印加するようにしてもよい。収集部５は、導電性材料から形成することができる。収集部５の材料は、導電性と原料液に対する耐性を有するものとすることが好ましい。収集部５の材料は、例えば、ステンレスなどとすることができる。   The collecting unit 5 is provided on the side of the nozzle 20 where the raw material liquid is discharged. The collecting unit 5 is grounded. A voltage having a polarity opposite to that applied to the nozzle 20 may be applied to the collecting unit 5. The collecting unit 5 can be formed from a conductive material. It is preferable that the material of the collecting unit 5 has conductivity and resistance to the raw material liquid. The material of the collecting unit 5 can be stainless steel, for example.

収集部５は、所定の方向に移動する。図１に例示をした収集部５は、帯状を呈している。例えば、収集部５の一方の端部は図示しない第１の回転ローラに設けられ、収集部５の他方の端部は図示しない第２の回転ローラに設けられているようにすることができる。そして、第１の回転ローラおよび第２の回転ローラには、モータなどの駆動機構が接続され、収集部５が、第１の回転ローラおよび第２の回転ローラの間を往復移動するようにすることができる。
また、収集部５は、例えば、産業用ロボットなどにより所定の方向に移動する板状体としてもよい。
また、収集部５は、例えば、所定の方向に回転するドラムとしてもよい。 The collection unit 5 moves in a predetermined direction. The collection unit 5 illustrated in FIG. 1 has a strip shape. For example, one end of the collecting unit 5 may be provided on a first rotating roller (not shown), and the other end of the collecting unit 5 may be provided on a second rotating roller (not shown). A driving mechanism such as a motor is connected to the first rotating roller and the second rotating roller so that the collecting unit 5 reciprocates between the first rotating roller and the second rotating roller. be able to.
The collection unit 5 may be a plate-like body that moves in a predetermined direction by an industrial robot or the like, for example.
The collecting unit 5 may be a drum that rotates in a predetermined direction, for example.

また、収集部５が、回転ローラ５１および回転ローラ５２の間をベルトコンベアのベルトのように循環するようにしてもよい。
図２（ａ）〜（ｃ）は、循環する収集部５を例示するための模式図である。
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、駆動ローラである回転ローラ５１および回転ローラ５２と、ガイドローラである回転ローラ５３を設け、収集部５が回転ローラ５１および回転ローラ５２の間を循環するようにすることができる。この場合、回転ローラ５３を複数設け、複数の回転ローラ５３の配置を適宜変更することで、収集部５の移動方向を任意に変更することができる。例えば、図２（ａ）に示すように、収集部５が水平方向および垂直方向に移動するようにすることができる。図２（ｂ）に示すように、収集部５が水平方向に対して傾いた方向に移動するようにすることができる。
また、循環する収集部５を複数設けることもできる。この場合、複数の収集部５は、水平方向に並べて設けることもできるし、図２（ｃ）に示すように垂直方向に並べて設けることもできる。 The collecting unit 5 may circulate between the rotating roller 51 and the rotating roller 52 like a belt of a belt conveyor.
2A to 2C are schematic diagrams for illustrating the collecting unit 5 that circulates.
As shown in FIGS. 2A to 2C, a rotating roller 51 and a rotating roller 52 that are driving rollers and a rotating roller 53 that is a guide roller are provided, and the collecting unit 5 is disposed between the rotating roller 51 and the rotating roller 52. Can be circulated. In this case, the moving direction of the collecting unit 5 can be arbitrarily changed by providing a plurality of rotating rollers 53 and appropriately changing the arrangement of the plurality of rotating rollers 53. For example, as shown in FIG. 2A, the collecting unit 5 can be moved in the horizontal direction and the vertical direction. As shown in FIG. 2B, the collecting unit 5 can be moved in a direction inclined with respect to the horizontal direction.
A plurality of collecting units 5 that circulate can also be provided. In this case, the plurality of collecting units 5 can be provided side by side in the horizontal direction, or can be provided side by side in the vertical direction as shown in FIG.

また、収集部５が、一方向に搬送されるようにしてもよい。
図３（ａ）〜（ｃ）は、一方向に搬送される収集部５を例示するための模式図である。 図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、駆動ローラである回転ローラ５１および回転ローラ５２と、ガイドローラである回転ローラ５３を設け、収集部５が回転ローラ５１から回転ローラ５２に搬送されるようにすることができる。
この場合、回転ローラ５３を複数設け、複数の回転ローラ５３の配置を適宜変更することで、収集部５の移動方向を任意に変更することができる。例えば、図３（ａ）に示すように、収集部５が水平方向および垂直方向に移動するようにすることができる。図３（ｂ）に示すように、収集部５が水平方向に対して傾いた方向に移動するようにすることができる。
また、回転ローラ５１から回転ローラ５２に搬送される収集部５を複数設けることもできる。この場合、複数の収集部５は、水平方向に並べて設けることもできるし、図３（ｃ）に示すように垂直方向に並べて設けることもできる。 Moreover, you may make it the collection part 5 convey in one direction.
3A to 3C are schematic views for illustrating the collecting unit 5 conveyed in one direction. As shown in FIGS. 3A to 3C, a rotation roller 51 and a rotation roller 52 that are drive rollers and a rotation roller 53 that is a guide roller are provided, and the collecting unit 5 conveys the rotation roller 51 to the rotation roller 52. Can be done.
In this case, the moving direction of the collecting unit 5 can be arbitrarily changed by providing a plurality of rotating rollers 53 and appropriately changing the arrangement of the plurality of rotating rollers 53. For example, as shown in FIG. 3A, the collection unit 5 can be moved in the horizontal direction and the vertical direction. As shown in FIG. 3B, the collecting unit 5 can be moved in a direction inclined with respect to the horizontal direction.
A plurality of collecting units 5 that are transported from the rotating roller 51 to the rotating roller 52 can also be provided. In this case, the plurality of collecting units 5 can be provided side by side in the horizontal direction, or can be provided side by side in the vertical direction as shown in FIG.

所定の方向に移動する収集部５とすれば、連続的な堆積作業が可能となる。そのため、ファイバ１００からなる堆積体１１０の生産効率を向上させることができる。
収集部５の上に形成された堆積体１１０は、作業者により収集部５から取り外される。堆積体１１０は、例えば、不織布やフィルタなどに用いられる。なお、堆積体１１０の用途は例示をしたものに限定されるわけではない。 If the collecting unit 5 moves in a predetermined direction, continuous deposition work is possible. Therefore, the production efficiency of the deposit 110 made of the fiber 100 can be improved.
The deposit 110 formed on the collection unit 5 is removed from the collection unit 5 by the operator. The deposit 110 is used for a nonwoven fabric, a filter, etc., for example. In addition, the use of the deposit 110 is not limited to the example illustrated.

また、収集部５は、省くこともできる。例えば、導電性を有する部材の表面に、ファイバ１００からなる堆積体１１０を直接形成することもできる。この様な場合には、導電性を有する部材を接地したり、導電性を有する部材にノズル２０に印加する電圧と逆極性の電圧を印加したりすればよい。また、コンベアや産業用ロボットなどを用いて、導電性を有する部材を所定の方向に移動すればよい。導電性を有する部材の形態には特に限定がなく、例えば、シート状であってもよいし、ブロック状であってもよいし、任意の形状を有するものであってもよい。
導電性を有する部材は、一方方向に搬送してもよいし、往復移動させてもよいし、循環させるように搬送してもよい。
なお、収集部５または部材は、移動しないものとすることもできる。 Further, the collecting unit 5 can be omitted. For example, the deposit 110 made of the fiber 100 can be directly formed on the surface of a member having conductivity. In such a case, the conductive member may be grounded, or a voltage having a polarity opposite to that applied to the nozzle 20 may be applied to the conductive member. Moreover, what is necessary is just to move the member which has electroconductivity in a predetermined direction using a conveyor, an industrial robot, etc. The form of the conductive member is not particularly limited, and may be, for example, a sheet shape, a block shape, or an arbitrary shape.
The conductive member may be transported in one direction, may be reciprocated, or may be transported so as to be circulated.
Note that the collecting unit 5 or the member may not move.

制御部６は、供給部３２、原料液制御部３３、電源４、および収集部５の動作を制御する。制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを備えたコンピュータとすることができる。   The control unit 6 controls operations of the supply unit 32, the raw material liquid control unit 33, the power supply 4, and the collection unit 5. The control unit 6 can be a computer including a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like, for example.

ここで、収集部５の第１の面５ａと第２の面５ｂに同じ極性に帯電したファイバ１００を堆積させると、収集部５の端部の近傍において、第１の面５ａに堆積させるファイバ１００と、第２の面５ｂに堆積させるファイバ１００とが反発する場合がある。
図４は、収集部５の端部の近傍におけるファイバ１００同士の反発を例示するための模式図である。
図４に示すように、収集部５の端部の近傍においてファイバ１００同士の反発が生じると、収集部５の端部の近傍にファイバ１００が堆積しにくくなる。そのため、堆積体１１０の端部の近傍における厚みが薄くなったり、堆積体１１０の幅寸法がばらついたりするおそれがある。また、原料液の利用効率が低下したり、電界紡糸装置１の内部にファイバ１００が付着して汚れが発生したりするおそれがある。 Here, when the fibers 100 charged to the same polarity are deposited on the first surface 5 a and the second surface 5 b of the collecting unit 5, the fibers deposited on the first surface 5 a in the vicinity of the end of the collecting unit 5. 100 and the fiber 100 deposited on the second surface 5b may repel each other.
FIG. 4 is a schematic diagram for illustrating the repulsion between the fibers 100 in the vicinity of the end of the collecting unit 5.
As shown in FIG. 4, when the fibers 100 are repelled in the vicinity of the end of the collecting unit 5, the fibers 100 are hardly deposited near the end of the collecting unit 5. Therefore, there is a possibility that the thickness in the vicinity of the end portion of the deposited body 110 may be reduced or the width dimension of the deposited body 110 may vary. In addition, the utilization efficiency of the raw material liquid may be reduced, or the fiber 100 may adhere to the inside of the electrospinning apparatus 1 to cause contamination.

図５は、第２の実施形態に係る電界紡糸装置１ａを例示するための模式図である。
前述した電界紡糸装置１においては、第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５を挟んで第１のノズルヘッド２ａと対峙している。すなわち、平面視において、第２のノズルヘッド２ｂは、第１のノズルヘッド２ａと重なる位置に設けられている。
これに対して、本実施の形態に係る電界紡糸装置１ａにおいては、第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５の移動方向５０において、第１のノズルヘッド２ａから離隔した位置に設けられている。例えば、第２のノズルヘッド２ｂは、第１のノズルヘッド２ａが設けられた位置から収集部５の移動方向５０にズレた位置に設けられている。すなわち、平面視において、第２のノズルヘッド２ｂは、第１のノズルヘッド２ａと重なっていない。この場合、第１のノズルヘッド２ａと第２のノズルヘッド２ｂとの間の距離Ｌは、第１のノズルヘッド２ａから排出されたファイバ１００の第１の面５ａ上における堆積領域の寸法、および、第２のノズルヘッド２ｂから排出されたファイバ１００の第２の面５ｂ上における堆積領域の寸法のうち長い方の寸法よりも長くすることができる。この様にすれば、収集部５の端部の近傍において、第１の面５ａに堆積させるファイバ１００と、第２の面５ｂに堆積させるファイバ１００とが反発するのを抑制することができる。そのため、第１の面５ａおよび第２の面５ｂの全領域に堆積体１１０を形成することができる。また、堆積体１１０の厚みや幅寸法がばらつくのを抑制することができる。また、原料液の利用効率を向上させたり、電界紡糸装置１ａの内部にファイバ１００が付着して汚れが発生したりするのを抑制することができる。
なお、距離Ｌは、平面視における第１のノズルヘッド２ａと第２のノズルヘッド２ｂとの間の距離である。 FIG. 5 is a schematic view for illustrating an electrospinning apparatus 1a according to the second embodiment.
In the electrospinning apparatus 1 described above, the second nozzle head 2b is opposed to the first nozzle head 2a with the collection unit 5 interposed therebetween. That is, in plan view, the second nozzle head 2b is provided at a position overlapping the first nozzle head 2a.
On the other hand, in the electrospinning apparatus 1a according to the present embodiment, the second nozzle head 2b is provided at a position separated from the first nozzle head 2a in the moving direction 50 of the collecting unit 5. . For example, the second nozzle head 2b is provided at a position shifted in the moving direction 50 of the collecting unit 5 from the position where the first nozzle head 2a is provided. That is, the second nozzle head 2b does not overlap the first nozzle head 2a in plan view. In this case, the distance L between the first nozzle head 2a and the second nozzle head 2b is the dimension of the deposition region on the first surface 5a of the fiber 100 discharged from the first nozzle head 2a, and The longer dimension of the dimensions of the deposition region on the second surface 5b of the fiber 100 discharged from the second nozzle head 2b can be made longer. In this way, it is possible to suppress repulsion between the fiber 100 deposited on the first surface 5a and the fiber 100 deposited on the second surface 5b in the vicinity of the end of the collecting unit 5. Therefore, the deposit 110 can be formed in the entire region of the first surface 5a and the second surface 5b. Further, variations in the thickness and width of the deposit 110 can be suppressed. Further, it is possible to improve the utilization efficiency of the raw material liquid and to prevent the fiber 100 from adhering to the inside of the electrospinning apparatus 1a and causing contamination.
The distance L is the distance between the first nozzle head 2a and the second nozzle head 2b in plan view.

図６（ａ）〜（ｃ）は、電界紡糸装置１ａにおける第１のノズルヘッド２ａおよび第２のノズルヘッド２ｂの配設形態を例示するための模式平面図である。
図６（ａ）に示すように、複数の第１のノズルヘッド２ａを収集部５の移動方向５０に並べて設けることができる。複数の第２のノズルヘッド２ｂを収集部５の移動方向５０に並べて設けることができる。この場合、複数の第１のノズルヘッド２ａをピッチ寸法が２Ｌとなるように並べ、複数の第２のノズルヘッド２ｂをピッチ寸法が２Ｌとなるように並べることができる。そして、平面視において、第１のノズルヘッド２ａと第２のノズルヘッド２ｂとの間の距離がＬとなるようにすることができる。この様にすれば、収集部５の移動方向５０における電界紡糸装置１ａの寸法を短くすることができる、すなわち、電界紡糸装置１ａの省スペース化を図ることができる。 FIGS. 6A to 6C are schematic plan views for illustrating the arrangement form of the first nozzle head 2a and the second nozzle head 2b in the electrospinning apparatus 1a.
As shown in FIG. 6A, a plurality of first nozzle heads 2 a can be provided side by side in the moving direction 50 of the collection unit 5. A plurality of second nozzle heads 2 b can be provided side by side in the moving direction 50 of the collecting unit 5. In this case, the plurality of first nozzle heads 2a can be arranged so that the pitch dimension is 2L, and the plurality of second nozzle heads 2b can be arranged so that the pitch dimension is 2L. Then, the distance between the first nozzle head 2a and the second nozzle head 2b can be set to L in plan view. In this way, the dimension of the electrospinning apparatus 1a in the moving direction 50 of the collecting unit 5 can be shortened, that is, the space saving of the electrospinning apparatus 1a can be achieved.

また、収集部５の幅寸法Ｗ（移動方向５０と直交する方向の寸法）が長い場合には、図６（ｂ）に示すように、収集部５の幅方向に複数の第１のノズルヘッド２ａを並べて設けることができる。収集部５の幅方向に複数の第２のノズルヘッド２ｂを並べて設けることができる。
この場合、収集部５の幅方向に複数の第１のノズルヘッド２ａを近接させて設けると、第１のノズルヘッド２ａ同士の間の領域で第１の面５ａに堆積させるファイバ１００同士が反発するおそれがある。収集部５の幅方向に複数の第２のノズルヘッド２ｂを近接させて設けると、第２のノズルヘッド２ｂ同士の間の領域で第２の面５ｂに堆積させるファイバ１００同士が反発するおそれがある。 If the width dimension W of the collecting unit 5 (the dimension in the direction orthogonal to the moving direction 50) is long, a plurality of first nozzle heads are arranged in the width direction of the collecting unit 5 as shown in FIG. 2a can be provided side by side. A plurality of second nozzle heads 2 b can be provided side by side in the width direction of the collecting unit 5.
In this case, when a plurality of first nozzle heads 2a are provided close to each other in the width direction of the collecting unit 5, the fibers 100 to be deposited on the first surface 5a are repelled in a region between the first nozzle heads 2a. There is a risk. If a plurality of second nozzle heads 2b are provided close to each other in the width direction of the collecting unit 5, the fibers 100 deposited on the second surface 5b may repel each other in the region between the second nozzle heads 2b. is there.

そのため、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、一の第１のノズルヘッド２ａが隣接する他の第１のノズルヘッド２ａから離隔した位置に設けられている。すなわち、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、隣接する他の第１のノズルヘッド２ａはズレた位置に設けられている。収集部５の移動方向５０に直交する方向において、一の第２のノズルヘッド２ｂが隣接する第２のノズルヘッド２ｂから離隔した位置に設けられている。すなわち、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、隣接する第２のノズルヘッド２ｂはズレた位置に設けられている。
例えば、図６（ｂ）に示すように、複数の第１のノズルヘッド２ａは、収集部５の移動方向５０に千鳥状に並べて設けることができる。複数の第２のノズルヘッド２ｂは、収集部５の移動方向５０に千鳥状に並べて設けることができる。 Therefore, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, one first nozzle head 2a is provided at a position separated from the other adjacent first nozzle head 2a. That is, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, the other adjacent first nozzle heads 2 a are provided at shifted positions. In a direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, one second nozzle head 2 b is provided at a position separated from the adjacent second nozzle head 2 b. That is, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, the adjacent second nozzle heads 2b are provided at a shifted position.
For example, as shown in FIG. 6B, the plurality of first nozzle heads 2 a can be provided in a staggered manner in the moving direction 50 of the collecting unit 5. The plurality of second nozzle heads 2 b can be provided in a staggered manner in the moving direction 50 of the collecting unit 5.

また、収集部５の端部の近傍において、第１の面５ａに堆積させるファイバ１００と、第２の面５ｂに堆積させるファイバ１００とが反発するのを抑制するために、平面視において、複数の第２のノズルヘッド２ｂは、複数の第１のノズルヘッド２ａと重ならないように設けることができる。   Further, in order to suppress the repulsion between the fiber 100 deposited on the first surface 5a and the fiber 100 deposited on the second surface 5b in the vicinity of the end portion of the collecting unit 5, a plurality of them are seen in plan view. The second nozzle head 2b can be provided so as not to overlap the plurality of first nozzle heads 2a.

また、収集部５の幅寸法Ｗが短い場合には、図６（ｃ）に示すように、第１のノズルヘッド２ａが延びる方向が収集部５の移動方向５０と平行となるようにすることができる。そして、収集部５の幅方向に複数の第１のノズルヘッド２ａを並べて設けることができる。また、第１のノズルヘッド２ａ同士の間の領域で第１の面５ａに堆積させるファイバ１００同士が反発するのを抑制するために、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、一の第１のノズルヘッド２ａが隣接する他の第１のノズルヘッド２ａから離隔した位置に設けられている。すなわち、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、隣接する他の第１のノズルヘッド２ａはズレた位置に設けられている。   Further, when the width W of the collecting unit 5 is short, the direction in which the first nozzle head 2a extends is parallel to the moving direction 50 of the collecting unit 5 as shown in FIG. Can do. A plurality of first nozzle heads 2 a can be provided side by side in the width direction of the collecting unit 5. Further, in order to prevent the fibers 100 deposited on the first surface 5a from repelling each other in the region between the first nozzle heads 2a, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, The first nozzle head 2a is provided at a position separated from the other adjacent first nozzle head 2a. That is, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, the other adjacent first nozzle heads 2 a are provided at shifted positions.

第２のノズルヘッド２ｂが延びる方向が収集部５の移動方向５０と平行となるようにすることができる。そして、収集部５の幅方向に複数の第２のノズルヘッド２ｂを並べて設けることができる。また、第２のノズルヘッド２ｂ同士の間の領域で第２の面５ｂに堆積させるファイバ１００同士が反発するのを抑制するために、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、一の第２のノズルヘッド２ｂが隣接する第２のノズルヘッド２ｂから離隔した位置に設けられている。すなわち、収集部５の移動方向５０に直交する方向において、隣接する第２のノズルヘッド２ｂはズレた位置に設けられている。   The direction in which the second nozzle head 2 b extends can be made parallel to the moving direction 50 of the collection unit 5. A plurality of second nozzle heads 2 b can be arranged side by side in the width direction of the collecting unit 5. Further, in order to suppress the fibers 100 to be deposited on the second surface 5b in the region between the second nozzle heads 2b from repelling, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, The second nozzle head 2b is provided at a position separated from the adjacent second nozzle head 2b. That is, in the direction orthogonal to the moving direction 50 of the collecting unit 5, the adjacent second nozzle heads 2b are provided at a shifted position.

図７は、他の実施形態に係る第１のノズルヘッド２ａ１および第２のノズルヘッド２ｂ１を例示するための模式平面図である。
図７に示すように、第１のノズルヘッド２ａ１が延びる方向と収集部５の移動方向５０との間の角度θａを変化させるようにすることができる。すなわち、第１のノズルヘッド２ａは、第１のノズルヘッド２ａが延びる方向と収集部５の移動方向５０との間の角度θａが可変である。
第２のノズルヘッド２ｂ１が延びる方向と収集部５の移動方向５０との間の角度θｂを変化させるようにすることができる。すなわち、第２のノズルヘッド２ｂは、第２のノズルヘッド２ｂが延びる方向と収集部５の移動方向５０との間の角度θｂが可変である。
例えば、収集部５の第１の面５ａに垂直な軸の一方の端部を第１のノズルヘッド２ａの本体部２２に設け、この軸を回転自在に保持する保持部を設けるようにすればよい。収集部５の第２の面５ｂに垂直な軸の一方の端部を第２のノズルヘッド２ｂの本体部２２に設け、この軸を回転自在に保持する保持部を設けるようにすればよい。
この様にすれば、角度θａを適宜変更することで第１の面５ａに幅寸法が異なる堆積体１１０を容易に形成することができる。角度θｂを適宜変更することで第２の面５ｂに幅寸法が異なる堆積体１１０を容易に形成することができる。
また、幅寸法Ｗが異なる収集部５にも容易に対応することができる。 FIG. 7 is a schematic plan view for illustrating the first nozzle head 2a1 and the second nozzle head 2b1 according to another embodiment.
As shown in FIG. 7, the angle θa between the direction in which the first nozzle head 2a1 extends and the moving direction 50 of the collecting unit 5 can be changed. That is, in the first nozzle head 2a, the angle θa between the direction in which the first nozzle head 2a extends and the moving direction 50 of the collecting unit 5 is variable.
The angle θb between the direction in which the second nozzle head 2b1 extends and the moving direction 50 of the collecting unit 5 can be changed. That is, in the second nozzle head 2b, the angle θb between the direction in which the second nozzle head 2b extends and the moving direction 50 of the collecting unit 5 is variable.
For example, if one end of a shaft perpendicular to the first surface 5a of the collecting portion 5 is provided in the main body portion 22 of the first nozzle head 2a, a holding portion that rotatably holds this shaft is provided. Good. One end portion of the shaft perpendicular to the second surface 5b of the collecting portion 5 may be provided in the main body portion 22 of the second nozzle head 2b, and a holding portion that rotatably holds the shaft may be provided.
In this way, it is possible to easily form the deposit 110 having a different width dimension on the first surface 5a by appropriately changing the angle θa. By appropriately changing the angle θb, it is possible to easily form the deposits 110 having different width dimensions on the second surface 5b.
Further, it is possible to easily cope with the collecting units 5 having different width dimensions W.

次に、電界紡糸装置１、１ａの作用について説明する。
原料液は、表面張力によりノズル２０の排出口２０ａの近傍に留まっている。
電源４は、ノズル２０に電圧を印加する。すると、排出口２０ａの近傍にある原料液が所定の極性に帯電する。図１および図５に例示をした電界紡糸装置１、１ａの場合には、排出口２０ａの近傍にある原料液がプラスに帯電する。 Next, the operation of the electrospinning apparatuses 1 and 1a will be described.
The raw material liquid remains in the vicinity of the discharge port 20a of the nozzle 20 due to surface tension.
The power source 4 applies a voltage to the nozzle 20. Then, the raw material liquid in the vicinity of the discharge port 20a is charged with a predetermined polarity. In the case of the electrospinning apparatuses 1 and 1a illustrated in FIGS. 1 and 5, the raw material liquid in the vicinity of the discharge port 20a is positively charged.

収集部５は、接地されているので、ノズル２０と収集部５の間に電界が形成される。そして、電気力線に沿って作用する静電力が表面張力より大きくなると、排出口２０ａの近傍にある原料液が静電力により収集部５に向けて引き出される。引き出された原料液は、引き伸ばされ、原料液に含まれる溶媒が揮発することでファイバ１００が形成される。形成されたファイバ１００が収集部５の第１の面５ａおよび第２の面５ｂに堆積することで、第１の面５ａおよび第２の面５ｂに堆積体１１０が形成される。   Since the collecting unit 5 is grounded, an electric field is formed between the nozzle 20 and the collecting unit 5. And if the electrostatic force which acts along an electric force line becomes larger than surface tension, the raw material liquid in the vicinity of the discharge port 20a will be pulled out toward the collection part 5 by an electrostatic force. The drawn raw material liquid is stretched and the fiber 100 is formed by volatilization of the solvent contained in the raw material liquid. The formed fiber 100 is deposited on the first surface 5a and the second surface 5b of the collecting unit 5, whereby a deposit 110 is formed on the first surface 5a and the second surface 5b.

また、電界紡糸装置１ａの場合には、収集部５の端部の近傍において、第１の面５ａに堆積させるファイバ１００と、第２の面５ｂに堆積させるファイバ１００とが反発するのを抑制することができる。そのため、第１の面５ａおよび第２の面５ｂの全領域に堆積体１１０を形成することができる。また、堆積体１１０の厚みや幅寸法がばらつくのを抑制することができる。また、原料液の利用効率を向上させたり、電界紡糸装置１ａの内部にファイバ１００が付着して汚れが発生したりするのを抑制することができる。   In the case of the electrospinning apparatus 1a, the fibers 100 deposited on the first surface 5a and the fibers 100 deposited on the second surface 5b are restrained from repelling in the vicinity of the end of the collecting unit 5. can do. Therefore, the deposit 110 can be formed in the entire region of the first surface 5a and the second surface 5b. Further, variations in the thickness and width of the deposit 110 can be suppressed. Further, it is possible to improve the utilization efficiency of the raw material liquid and to prevent the fiber 100 from adhering to the inside of the electrospinning apparatus 1a and causing contamination.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was illustrated, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

１ 電界紡糸装置、１ａ 電界紡糸装置、２ａ 第１のノズルヘッド、２ｂ 第２のノズルヘッド、３ 原料液供給部、４ 電源、５ 収集部、５ａ 第１の面、５ｂ 第２の面、６ 制御部、２０ ノズル、５０ 移動方向、１００ ファイバ、１１０ 堆積体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrospinning apparatus, 1a Electrospinning apparatus, 2a 1st nozzle head, 2b 2nd nozzle head, 3 Raw material liquid supply part, 4 Power supply, 5 Collection part, 5a 1st surface, 5b 2nd surface, 6 Control unit, 20 nozzles, 50 moving directions, 100 fibers, 110 deposits

Claims (10)

収集部または部材の上にファイバを堆積させる電界紡糸装置であって、
前記収集部または部材の一方の側に設けられ、少なくとも１つの第１のノズルと、前記第１のノズルに電圧を印加可能な第１の部品と、を有する第１のノズルヘッドと、
前記収集部または部材を挟んで前記第１のノズルヘッドの反対側に設けられ、少なくとも１つの第２のノズルと、前記第２のノズルに前記第１のノズルに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加可能な第２の部品と、を有する第２のノズルヘッドと、
を備え、
前記ファイバが堆積する面に垂直な方向から見た場合に、前記第１の部品、および前記第２の部品の端部は、前記収集部または前記部材の外側に設けられている電界紡糸装置。 An electrospinning apparatus for depositing fibers on a collecting part or member,
A first nozzle head provided on one side of the collecting section or member and having at least one first nozzle and a first component capable of applying a voltage to the first nozzle;
At least one second nozzle and a voltage having the same polarity as the voltage applied to the first nozzle to the second nozzle, provided on the opposite side of the first nozzle head across the collection unit or member A second part capable of applying a second nozzle head,
With
When viewed from a direction perpendicular to the surface on which the fiber is deposited, an end of the first part and the second part is an electrospinning apparatus provided outside the collecting part or the member. 前記第２の部品は、前記収集部または前記部材を挟んで前記第１の部品と対峙している請求項１記載の電界紡糸装置。   The electrospinning apparatus according to claim 1, wherein the second part is opposed to the first part with the collection unit or the member interposed therebetween. 前記第２の部品は、前記収集部または前記部材の移動方向において、前記第１の部品から離隔した位置に設けられている請求項１記載の電界紡糸装置。   2. The electrospinning apparatus according to claim 1, wherein the second part is provided at a position separated from the first part in a moving direction of the collecting unit or the member. 複数の前記第１の部品が前記収集部または前記部材の移動方向に並べて設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の電界紡糸装置。   The electrospinning apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the first parts are provided side by side in a moving direction of the collecting unit or the member. 前記収集部または前記部材の移動方向に直交する方向において、一の前記第１の部品が隣接する他の前記第１の部品から離隔した位置に設けられている請求項４記載の電界紡糸装置。   5. The electrospinning apparatus according to claim 4, wherein one of the first parts is provided at a position spaced apart from the other adjacent first parts in a direction orthogonal to a moving direction of the collecting unit or the member. 前記収集部または前記部材の移動方向に直交する方向において、一の前記第１の部品が前記収集部または前記部材の一方の端部側に設けられ、隣接する他の前記第１の部品が前記収集部または前記部材の他方の端部側に設けられている請求項４または５に記載の電界紡糸装置。   One of the first parts is provided on one end side of the collecting part or the member in a direction orthogonal to the moving direction of the collecting part or the member, and the other adjacent first part is the The electrospinning device according to claim 4 or 5, wherein the electrospinning device is provided on the other end side of the collecting unit or the member. 複数の前記第２の部品が前記収集部または前記部材の移動方向に並べて設けられている請求項１〜６のいずれか１つに記載の電界紡糸装置。   The electrospinning apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the second parts are provided side by side in a moving direction of the collecting unit or the member. 前記収集部または前記部材の移動方向に直交する方向において、一の前記第２の部品が隣接する他の前記第２の部品から離隔した位置に設けられている請求項７記載の電界紡糸装置。   The electrospinning apparatus according to claim 7, wherein one of the second parts is provided at a position spaced apart from another adjacent second part in a direction orthogonal to a moving direction of the collecting unit or the member. 前記収集部または前記部材の移動方向に直交する方向において、一の前記第２の部品が前記収集部または前記部材の一方の端部側に設けられ、隣接する他の前記第２の部品が前記収集部または前記部材の他方の端部側に設けられている請求項７または８に記載の電界紡糸装置。   In the direction orthogonal to the moving direction of the collecting part or the member, one second part is provided on one end side of the collecting part or the member, and the other second part adjacent to the collecting part or the member is the The electrospinning device according to claim 7 or 8, which is provided on the collecting unit or the other end side of the member. 前記第１の部品および前記第２の部品の少なくともいずれかは、それぞれの部品が延びる方向と前記収集部または前記部材の移動方向との間の角度が可変である請求項１〜９のいずれか１つに記載の電界紡糸装置。   The angle between the direction in which each of the first part and the second part extends and the moving direction of the collecting part or the member is variable. The electrospinning apparatus according to one.

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