JP4975327B2 - 口金およびこれを用いたナノ繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
導電材料により構成されたブロックと、
前記ブロックに設けられた流体の噴出部と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通する第一流路と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通し、前記第一流路と同軸上に配置されるとともに前記第一流路の側面外周を取り囲むように設けられた環状の第二流路と、
を有し、
前記第一流路の流路壁と前記第二流路の流路壁とが、前記ブロックの壁面の一部により構成されており、前記第一流路と前記第二流路とが、前記ブロックの一部をなす隔壁により隔離されており、前記第一流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第二流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第一流路の先端が、前記第二流路の先端よりも前記ブロックの外側に突出しており、エレクトロスピニング法に用いられる口金が提供される。
導電材料により構成されたブロックと、
前記ブロックに設けられた流体の噴出部と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通する第一流路と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通し、前記第一流路と同軸上に配置されるとともに前記第一流路の側面外周を取り囲むように設けられた環状の第二流路と、
を有し、
前記ブロックの表面から前記ブロックを穴あけ加工することにより前記第一流路および前記第二流路が形成されており、前記第一流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第二流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第一流路の先端が、前記第二流路の先端よりも前記ブロックの外側に突出しており、エレクトロスピニング法に用いられる口金が提供される。
本発明において、ナノ粒子とは、ナノメートルオーダーの粒子径を有する粒子をいう。ここで、粒子径は、たとえば数平均粒子径とする。本発明において、ナノ粒子の数平均粒子径は、たとえば5nm以上950nm以下とすることができる。
本実施形態では、口金の構成について説明する。
図2は、本実施形態の口金の構成を示す斜視図である。図3は、図2のA−A’断面図である。図4(a)および図4(b)は、図3の噴出口113近傍を模式的に拡大して示す図である。図4(b)および図5は、図4(a)のB−B’断面図である。
口金100においては、同軸上に複数の流路が設けられている。これらの複数の流路の流路壁は、ブロック102の壁面の一部により構成されている。また、これらの流路が、ブロック102の一部をなす隔壁により隔離されている。このため、使用時等の後工程で、キャピラリー同士を同軸上に軸あわせする必要がない。また、流路が微細である場合にも流路壁の強度に優れている。このため、液体を加圧した状態で各流路に供給する際にも、各キャピラリーの軸ぶれを抑制することができる。よって、口金100によれば、加圧された多種類の流体を所定の領域から制御性よく噴出させることができる。
第一の実施形態において、口金の構成は、以下の構成とすることもできる。
図11(a)および図11(b)は、口金の別の構成を示す図である。図11(a)は、口金を側面から見た図である。図11(b)は、図11(a)の突出部115の近傍を拡大して示す図である。
図1は、本実施形態のナノ繊維の構成を示す斜視図である。このナノ繊維110は、エレクトロスピニング法により得られる、異相構造(コア131およびシェル層133)を有する繊維である。異相構造は、繊維の中心軸に沿って延在する第一の相(コア131)と、コア131の延在方向に対する垂直断面において、コア131の外側に配置された第二の相(シェル層133)と、を含む。シェル層133は、コア131に接して設けられ、コア131の側面外周を被覆する被覆層である。
また、シェル層133は、コア131に接して設けられ、コア131の側面外周を被覆する領域である。コア131とシェル層133とは、同軸上に配置されている。また、コア131とシェル層133とは、同一工程により同時に形成される。シェル層133は、コア131と異なる第二材料により構成される。
また、コア131とシェル層133との材料の組み合わせとしては、たとえば、コア131またはシェル層133の一方をシリカ等の無機材料とし、他方が有機高分子材料とする組み合わせが挙げられる。また、コア131とシェル層133とが、異なる有機高分子材料からなる構成としてもよい。
第一キャピラリー106の内径:100μm
第二キャピラリー121の内径:500μm
突出部115の第一キャピラリー106の延在方向の突出長さ:100μm
流体A:ポリカーボネイトの10質量%ダイクロロメチレン溶液または融液
流体B:シリカゾルゲル液
印加電圧:5.0kV
第三の実施形態においては、多層構造を有するナノ繊維について説明したが、コア131部分は中空領域であってもよい。
得られたナノ繊維120は、たとえば、生体高分子の単一分子検出用流路等に応用することができる。
第三の実施形態では、コア131の外側にシェル層133が設けられたナノ繊維110を例示したが、コア131に配置された領域は、シェル層状の領域には限られず、たとえば、複数のナノ粒子に構成される領域とすることもできる。本実施形態では、こうした構成のナノ繊維について説明する。
第一の相であるコア141は、第一材料により構成された領域である。また、第二の相は、コア141に付着した微粒子(ナノ粒子145)から構成された領域である。
101 第一供給部
102 ブロック
103 第一接続部
105 第一流路
106 第一キャピラリー
107 第二供給部
109 第二接続部
110 ナノ繊維
111 第二流路
112 第一噴出口
113 噴出口
114 第二噴出口
115 突出部
117 液溜
119 前端面
120 ナノ繊維
121 第二キャピラリー
123 後端面
125 側面
127 ニードルアダプタ
129 ルアーアダプタ
130 ナノ繊維
131 コア
133 シェル層
135 中空部
140 ナノ繊維
141 コア
143 被覆層
145 ナノ粒子
151 第二チューブ
153 第二シリンジポンプ
155 第一チューブ
157 第一シリンジポンプ
Claims (7)
- 導電材料により構成されたブロックと、
前記ブロックに設けられた流体の噴出部と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通する第一流路と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通し、前記第一流路と同軸上に配置されるとともに前記第一流路の側面外周を取り囲むように設けられた環状の第二流路と、
を有し、
前記第一流路の流路壁と前記第二流路の流路壁とが、前記ブロックの壁面の一部により構成されており、前記第一流路と前記第二流路とが、前記ブロックの一部をなす隔壁により隔離されており、前記第一流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第二流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第一流路の先端が、前記第二流路の先端よりも前記ブロックの外側に突出しており、エレクトロスピニング法に用いられる口金。 - 導電材料により構成されたブロックと、
前記ブロックに設けられた流体の噴出部と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通する第一流路と、
前記ブロックの内部に設けられるとともに前記噴出部に連通し、前記第一流路と同軸上に配置されるとともに前記第一流路の側面外周を取り囲むように設けられた環状の第二流路と、
を有し、
前記ブロックの表面から前記ブロックを穴あけ加工することにより前記第一流路および前記第二流路が形成されており、前記第一流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第二流路の先端が、前記ブロックの表面よりも前記ブロックの外側に突出しており、前記第一流路の先端が、前記第二流路の先端よりも前記ブロックの外側に突出しており、エレクトロスピニング法に用いられる口金。 - 請求項1または2に記載の口金において、
前記第一流路に第一流体を供給するとともに前記第二流路に第二流体を供給しつつ、前記ブロックに所定の電圧を印加して、前記第一流体および前記第二流体を前記噴出部から噴出させて用いられる口金。 - 請求項3に記載の口金において、
前記第一流路および前記第二流路に、それぞれ異なる供給口から前記第一流体および前記第二流体が供給される口金。 - 請求項1乃至4いずれかに記載の口金において、
前記噴出部の近傍において、前記第二流路の側方に、液溜が設けられ、
前記液溜が、前記ブロックに設けられるとともに前記ブロックの所定の領域を除去することにより形成された凹部である口金。 - 請求項1乃至5いずれかに記載の口金において、
前記第二流路から供給される第二流体は固体または液体のいずれかである口金。 - 請求項1乃至6いずれかに記載の口金を用いたナノ繊維の製造方法であって、
前記第一流路に第一流体を供給するとともに、前記第二流路に第二流体を供給し、前記口金に所定の電圧を印加して、前記第一流体および前記第二流体を前記噴出部から噴出させる工程を含むナノ繊維の製造方法。
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