WO2020241526A1 - 静電スプレー装置、カートリッジおよびカバー - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electrostatic spray device.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-521941 shows a liquid composition in which a high voltage is applied by an emitter electrode connected to a high voltage generator, which is an electrostatic spray device made to a size that can be held by the user's hand.
- a device for applying an object from a nozzle to the user's skin is described.
- the emitter electrode includes a central antenna. The central antenna extends into the nozzle passage and charges the liquid composition.
- the present invention is a handheld type having a shape or size that can be held by the user by hand, and is an electrostatic spray device that injects a charged liquid.
- a voltage source and a voltage are applied from the voltage source.
- a base electrode having a linear tip portion for charging the liquid, an additional electrode to which a voltage is applied from the voltage source, and the base electrode and the additional electrode are electrically separated from each other.
- An electrostatic spray device comprising a conductor arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and at least a part of the conductor overlaps with the additional electrode in a direction orthogonal to the liquid injection direction. Regarding.
- the present invention is a handheld type having a shape or size that can be held by the user by hand, and is a cartridge of an electrostatic spray device that injects a charged liquid, and a voltage is applied from a voltage source.
- a base electrode having a linear tip for charging the liquid, an additional electrode to which a voltage can be applied from a voltage source, and electricity from the base electrode and the additional electrode.
- the conductor is provided with a conductor arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and at least a part of the conductor is added in a direction orthogonal to the liquid injection direction.
- the present invention is a handheld type having a shape or size that can be held by the user, and is a cover of an electrostatic spray device that injects a charged liquid
- the main body of the electrostatic spray device is The present invention includes a voltage source, a base electrode to which a voltage is applied from the voltage source and has a linear tip portion for charging the liquid, and an additional electrode to which a voltage is applied from the voltage source.
- the cover is removable from the main body, includes a conductor, and in a state where the cover is attached to the main body, the conductor is arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and the base electrode is provided. And the cover, which is electrically disconnected from the additional electrode and where at least a portion of the conductor overlaps the additional electrode in a direction orthogonal to the injection direction of the liquid.
- the liquid used, the object to be sprayed, or the environment in which it is used vary, and the voltage that can be used.
- the height of is also limited. Therefore, it has been desired to improve the straightness of the injected liquid or its contents (hereinafter referred to as liquid or the like). That is, the charged liquid or the like heads toward the object along the trajectory corresponding to the electric field formed between the electrostatic spray device and the object. From the viewpoint of injecting the liquid to the desired position aimed at by the user, or from the viewpoint of efficiently injecting the liquid, the liquid etc. injected from the device does not disperse and travels in a straight orbit toward the object. Is preferable.
- the liquid ejected from the device it may be difficult for the liquid ejected from the device to proceed straight. Further, since the height of the voltage forming the electric field is limited, the speed of the liquid or the like toward the object is also limited, so that it is not easy to move the liquid or the like straight.
- the emitter electrode includes a cylinder.
- the cylinder is provided coaxially with the central antenna and surrounds the nozzle passage to avoid corona discharge that is unnecessary for proper electrostatic spraying.
- the straightness of the liquid composition is sufficiently taken into consideration. For example, in an environment of high humidity, it is not easy to allow the liquid composition to travel straight in a stable manner.
- the present invention relates to a handheld type electrostatic spray device capable of improving the straightness of the injected liquid or the like.
- the present invention is a handheld type having a shape or size that can be held by the user by hand, and is an electrostatic spray device that injects a charged liquid, and a voltage is applied from a voltage source and the voltage source. It has a linear tip and is electrically separated from the base electrode for charging the liquid, the additional electrode to which a voltage is applied from the voltage source, and the base electrode and the additional electrode. , A conductor arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and at least a part of the conductor overlaps the additional electrode in a direction orthogonal to the liquid injection direction. Regarding the spray device.
- the present invention is a handheld type having a shape or size that can be held by the user by hand, and is a cartridge of an electrostatic spray device that injects a charged liquid, and a voltage is applied from a voltage source.
- a base electrode having a linear tip for charging the liquid, an additional electrode to which a voltage can be applied from a voltage source, and electricity from the base electrode and the additional electrode.
- the conductor is provided with a conductor arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and at least a part of the conductor is added in a direction orthogonal to the liquid injection direction.
- the present invention is a handheld type having a shape or size that can be held by the user, and is a cover of an electrostatic spray device that injects a charged liquid
- the main body of the electrostatic spray device is The present invention includes a voltage source, a base electrode to which a voltage is applied from the voltage source and has a linear tip portion for charging the liquid, and an additional electrode to which a voltage is applied from the voltage source.
- the cover is removable from the main body, includes a conductor, and in a state where the cover is attached to the main body, the conductor is arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and the base electrode is provided. And the cover, which is electrically disconnected from the additional electrode and where at least a portion of the conductor overlaps the additional electrode in a direction orthogonal to the injection direction of the liquid.
- the straightness of the injected liquid or the like can be improved.
- the electrostatic spray device 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is a handheld type, and has, for example, a shape, size, and weight that can be held and used by a user in one hand.
- the electrostatic spray device 1 employs an electrostatic spray method.
- the electrostatic spray method is a method in which a high positive or negative voltage is applied to a liquid to charge the liquid, and the charged liquid is sprayed toward an object.
- the liquid may be a composition containing a plurality of components.
- the sprayed liquid can spread in space while repeating miniaturization by the Coulomb repulsive force, and can form a thin film on the surface of the object.
- the electrostatic spray device 1 can be used, for example, for the purpose of performing a treatment by hand or for the personal use of the user, and applies a charged liquid to an object, for example, the skin or nail of the user or another person. It can be sprayed toward.
- the liquid may be a liquid to which a high voltage is applied, that is, a liquid for spinning (liquid composition), which contains a raw material for electrostatic spinning. That is, the electrostatic spray device 1 may be an electrostatic spinning device that forms a deposit of fibers on the surface of an object by an electrostatic spray method.
- the deposit formed on the surface of the object is preferably a fibrous coating.
- the liquid (liquid composition) used in the electrostatic spray device 1 will be described in detail below.
- a polymer compound capable of forming fibers particularly a solution in which a polymer compound having a film-forming ability is dissolved in a solvent
- a polymer compound either a water-soluble polymer compound or a water-insoluble polymer compound can be used.
- the solvent water, alcohol and ketone can be used.
- the liquid composition used in the present invention contains the following components (a), (b) and (c), and the mass ratio (b / c) of the component (b) to the component (c) is 0.4 or more and 50.
- the following is preferable.
- the component (b) is a polymer compound selected from a water-soluble polymer and a water-insoluble polymer, and is preferably a polymer compound containing a water-insoluble polymer.
- the "water-soluble polymer compound” means that a polymer compound is immersed in water having a mass 10 times or more that of the polymer compound in an environment of 1 atm and normal temperature (20 ° C. ⁇ 15 ° C.). However, it refers to a polymer compound having a property of being soluble in water to such an extent that 50% by mass or more of the immersed polymer compound is dissolved when a sufficient time (for example, 24 hours or more) has elapsed.
- the "water-insoluble polymer compound” means that a polymer compound is immersed in water having a mass 10 times or more that of the polymer compound in an environment of 1 atm and normal temperature (20 ° C. ⁇ 15 ° C.).
- water-soluble polymer compound examples include purulan, hyaluronic acid, chondroitin sulfate, poly- ⁇ -glutamic acid, modified corn starch, ⁇ -glucan, glucooligosaccharide, heparin, mucopolysaccharide such as keratosulfate, cellulose, pectin, xylan, and lignin.
- pullulan and synthetic polymers such as partially saponified polyvinyl alcohol, low saponified polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and polyethylene oxide are preferably used from the viewpoint of easy formation of a film.
- examples of the water-insoluble polymer compound include fully saponified polyvinyl alcohol that can be insolubilized after film formation or fiber formation, partially saponified polyvinyl alcohol that can be crosslinked after fiber formation when used in combination with a cross-linking agent, and poly (N-propanoylethylene).
- water-insoluble polymers Preferably, among these water-insoluble polymers, completely saponified polyvinyl alcohol that can be insolubilized after film formation, partially saponified polyvinyl alcohol that can be crosslinked after film formation by using in combination with a cross-linking agent, polyvinyl butyral resin, polymethacrylic acid resin and the like.
- the component (b) is preferably a water-insoluble polymer compound from the viewpoint of dissolving or dispersing in the component (a) and forming fibers on the skin, nails and the like, and the liquid composition functions as a spinning liquid.
- the dissolution or dispersion of the component (b) means a state in which the dispersed state is visually uniform, preferably a state in which the component (b) is visually transparent or translucent.
- the volatile substance of component (a) is a substance that is volatile in the liquid state.
- the component (a) is liquid when the liquid composition placed in the electric field is sufficiently charged and then discharged from the tip of the nozzle toward the skin and the component (a) evaporates.
- the charge density of the composition becomes excessive, and the component (a) further evaporates while being further refined by Coulomb repulsion, and is finally blended for the purpose of forming a film containing dry fibers.
- the vapor pressure of the volatile substance is preferably 0.01 kPa or more and 106.66 kPa or less, more preferably 0.13 kPa or more and 66.66 kPa or less at 20 ° C. It is more preferably 67 kPa or more and 40.00 kPa or less, and even more preferably 1.33 kPa or more and 40.00 kPa or less.
- a monovalent chain aliphatic alcohol, a monovalent cyclic aliphatic alcohol, and a monovalent aromatic alcohol are preferably used as the alcohol.
- the monohydric chain fatty alcohol include C1-C6 alcohol
- examples of the monovalent cyclic alcohol include C4-C6 cyclic alcohol
- examples of the monovalent aromatic alcohol include benzyl alcohol and phenylethyl alcohol. Specific examples thereof include ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, phenylethyl alcohol, n-propanol, n-pentanol and the like. As these alcohols, one kind or two or more kinds selected from these can be used.
- examples of the ketone include diC1-C4 alkyl ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. These ketones can be used alone or in combination of two or more.
- the volatile substance of the component (a) is more preferably one or more selected from ethanol, isopropyl alcohol and butyl alcohol, and more preferably one or two selected from ethanol and butyl alcohol. More preferably, it is ethanol.
- the content of the component (a) in the liquid composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, further preferably 60% by mass or more, and 65% by mass or more. It is more preferable to have. Further, it is preferably 95% by mass or less, more preferably 94% by mass or less, further preferably 93% by mass or less, and further preferably 92% by mass or less.
- the content of the component (a) in the liquid composition is preferably 50% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 55% by mass or more and 94% by mass or less, and 60% by mass or more and 93% by mass or less. It is more preferably 65% by mass or more and 92% by mass or less.
- the component (a) in the liquid composition can be sufficiently volatilized when the electrostatic spray method is performed, and the component (a) can be sufficiently volatilized on the surface of the skin or nails.
- a film containing fibers containing the component (b) as a main component can be formed.
- the polymer compound of the component (b) is preferably a water-insoluble polymer from the viewpoint of fiber-forming property, and is a substance that can be dissolved in the volatile substance of the component (a).
- dissolving means that the substance is in a dispersed state at 20 ° C., and the dispersed state is visually uniform, preferably visually transparent or translucent.
- water-insoluble polymer for fiber formation an appropriate polymer is used depending on the properties of the volatile substance of the component (a). Specifically, it is a polymer that is soluble in component (a) and preferably insoluble in water.
- water-soluble polymer refers to 0. Of the soaked polymer after weighing 1 g of the polymer in an environment of 1 atm and 23 ° C. and then immersing it in 10 g of ion-exchanged water. A polymer having the property of dissolving 5 g or more in water.
- water-insoluble polymer refers to a polymer obtained by weighing 1 g of the polymer in an environment of 1 atm and 23 ° C., immersing it in 10 g of ion-exchanged water, and after 24 hours have passed. Those having a property that 0.5 g or more does not dissolve, in other words, those having a property that the amount of dissolution is less than 0.5 g.
- the content of the component (b) in the liquid composition is preferably 4% by mass or more, more preferably 6% by mass or more, and further preferably 8% by mass or more from the viewpoint of film forming property. preferable. Further, the content of the component (b) is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less from the viewpoint of electrostatic sprayability. The content of the component (b) in the liquid composition is preferably 4% by mass or more and 35% by mass or less, more preferably 6% by mass or more and 30% by mass or less, and 8% by mass or more and 25% by mass or less. The following is more preferable. When forming a film which is a deposit of fibers, the film which is a deposit of fibers can be stably and efficiently formed by containing the component (b) in this ratio in the liquid composition.
- the component (c) Since the water of the component (c) is ionized and charged as compared with a non-ionizing solvent such as ethanol, conductivity can be imparted to the liquid composition. Therefore, a fibrous film is stably formed on the surface of the skin and nails by electrostatic spraying. In addition, water contributes to the improvement of adhesion of the film formed by the electrostatic spray to the skin and nails and the improvement of durability. From the viewpoint of obtaining these effects, the component (c) is contained in the liquid composition in an amount of 0.2% by mass or more and 25% by mass or less.
- the content of the component (c) in the liquid composition is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.35% by mass or more, and further preferably 0.4% by mass or more.
- the content of the component (c) in the liquid composition is preferably 20% by mass or less, more preferably 19% by mass or less, and further preferably 18% by mass or less.
- the content of the component (c) in the liquid composition is 0.2% by mass or more and 25% by mass or less, preferably 0.3% by mass or more and 20% by mass or less, and 0.35% by mass or more and 19% by mass or less. Is more preferable, and 0.4% by mass or more and 18% by mass or less is further preferable.
- the mass ratio (b / c) of the component (b) to the component (c) is 0.4 or more and 50 or less.
- the mass ratio (b / c) is preferably 0.5 or more, more preferably 0.6 or more.
- the mass ratio (b / c) is preferably 45 or less, more preferably 40 or less.
- the range of the mass ratio (b / c) is 0.4 or more and 50 or less, preferably 0.5 or more and 45 or less, more preferably 0.55 or more and 40 or less, and further preferably 0.6 or more and 40 or less.
- the mass ratio (a / c) of the component (a) to the component (c) is preferably 3 or more and 300 or less.
- the mass ratio (a / c) is more preferably 3.5 or more, and even more preferably 4 or more.
- the mass ratio (a / c) is more preferably 250 or less, and even more preferably 210 or less.
- the range of the mass ratio (a / c) is more preferably 3.5 or more and 250 or less, and further preferably 4 or more and 210 or less.
- the mass ratio (b / a) of the component (b) to the component (a) is preferably 0 from the viewpoint of the dispersibility of the component (b) in the liquid composition, the formability of the film, and the durability of the film. It is 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, further preferably 0.04 or more, and even more preferably 0.07 or more.
- the mass ratio (b / a) is preferably 0.55 or less, more preferably 0.50 or less, still more preferably 0.30 or less, still more preferably 0.25 or less.
- the liquid composition may contain only the above-mentioned components (a) to (c), or may contain other components in addition to the components (a) to (c).
- other components include polyols, liquid oils, plasticizers for polymers of component (b), conductivity control agents in liquid compositions, water-soluble polymers other than component (b), coloring pigments, and powders such as extender pigments.
- examples include bodies, dyes, fragrances, repellents, antioxidants, stabilizers, preservatives, various vitamins and the like.
- the content ratio of the other components is preferably 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 20% by mass or less. Is even more preferable.
- the liquid composition may contain powders such as coloring pigments and extender pigments, but the content of the powder having a particle size of 0.1 ⁇ m or more at 20 ° C. is a uniform film forming property and film. From the viewpoint of durability and adhesion, the content is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, still more preferably 0.01% by mass or less, and inevitably mixed. It is preferable that it is not contained except.
- the viscosity of the liquid composition determines the ease of electrostatic spraying, the stable formation of a fibrous coating, the viewpoint of spinnability during electrostatic spraying, the viewpoint of improving the durability of the coating, and the feel of the coating. From the viewpoint of improvement, 2 to 3000 mPa ⁇ s at 25 ° C. is preferable.
- the viscosity is preferably 10 mPa ⁇ s or more, more preferably 20 mPa ⁇ s or more, and even more preferably 30 mPa ⁇ s or more.
- the viscosity is preferably 1500 mPa ⁇ s or less, more preferably 1000 mPa ⁇ s or less, and even more preferably 800 mPa ⁇ s or less.
- the range of viscosity is preferably 2 mPa ⁇ s or more and 3000 mPa ⁇ s or less, more preferably 20 mPa ⁇ s or more and 1500 mPa ⁇ s or less, further preferably 30 mPa ⁇ s or more and 1000 mPa ⁇ s or less, and further preferably 30 mPa ⁇ s or more and 800 mPa ⁇ s or less. preferable.
- the viscosity in the liquid composition is measured at 25 ° C. using an E-type viscometer.
- an E-type viscometer for example, an E-type viscometer (VISCONIC EMD) manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. can be used.
- the measurement conditions were 25 ° C., and the rotor number of the cone plate. 43.
- the appropriate rotation speed is selected according to the viscosity.
- the viscosity of 1300 mPa ⁇ S or more is 5 rpm
- the viscosity of 250 mPa ⁇ S or more and less than 1300 mPa ⁇ S is 10 rpm
- the viscosity of 25 mPa ⁇ S or more and less than 250 mPa ⁇ S is.
- the viscosity at 50 rpm and less than 25 mPa ⁇ S is 100 rpm.
- the electrostatic spray device 1 (hereinafter, simply referred to as device 1) has a main body side housing 11, a cover 10, and a cartridge 2.
- the main body side housing 11 is made of an insulating material and houses a battery, a motor, a high voltage generator, a control device, and an operation switch 12.
- the insulating material refers to a non-conductive substance having a volume resistivity of 10 14 [ ⁇ ⁇ cm] or more, preferably 10 16 [ ⁇ ⁇ cm] or more.
- an organic material such as synthetic resin or an inorganic material such as glass or ceramic can be used.
- the main body side housing 11 has a grip portion 110.
- the grip portion 110 is a cylindrical portion that is planned to be gripped by the user.
- the operation switch 12 is arranged on the grip portion 110. Specifically, the operation switch 12 is arranged at a position where the user's fingers come into contact with the grip portion 110 when the user grips the grip portion 110 for use of the device 1. It is more preferable that the following actuating switch 12, which the user's fingers come into contact with when using the device 1, is made of a conductive material. Examples of the conductive material include a mixed material of metal and resin in addition to metal.
- the cartridge 2 is detachably attached to the housing 11 on the main body side.
- the cartridge 2 has a mounting portion 2A, a nozzle 2B, a container 2C, and a first conductor 6.
- the mounting portion 2A mounts the cartridge 2 on the housing 11 on the main body side, and constitutes the container 2C for containing the liquid as the cartridge 2.
- the first conductor 6 is not shown in FIG.
- the cross section of the cartridge 2 in FIG. 3 shows a schematic cross section substantially corresponding to the III-III visual cross section of FIG.
- the container 2C is mounted on the mounting portion 2A.
- the container 2C has a flat bag shape made of a sheet such as a thin layer film formed of an insulating material, and contains a liquid and is deformable.
- the mounting portion 2A is detachably mounted on the mounted portion of the main body side housing 11.
- the container 2C is housed inside the main body side housing 11 with the mounting portion 2A mounted on the mounted portion of the main body side housing 11.
- the mounting portion 2A has a cartridge-side housing 20.
- the cartridge-side housing 20 is formed of an insulating material, and a housing recess 200 is formed inside the cartridge-side housing 20.
- the first electrode member 5, the second electrode member 3, the pump cover 4, and the pump 8 are housed in the housing recess 200. Note that the pump 8 is not shown in FIG.
- the nozzle 2B of the cartridge 2 projects from the outer surface of the housing 11 on the main body side.
- the nozzle 2B is integrally formed with the cartridge side housing 20 by the same material as the cartridge side housing 20.
- An injection port 240 opens at the tip 24 of the nozzle 2B.
- the pump 8 is, for example, a gear pump, which sucks the liquid from the container 2C and discharges it toward the nozzle 2B.
- the first electrode member 5 is a conductor provided in a passage from the container 2C to the nozzle 2B, and charges the liquid flowing through the passage to charge the liquid.
- the cover 10 is made of an insulating material and is installed in the main body side housing 11 so as to cover the cartridge 2 mounted on the device 1.
- the mounting portion 2A is held between the cover 10 and the main body side housing 11.
- the cover 10 has a hole 100 through which the nozzle 2B of the cartridge 2 mounted on the device 1 is penetrated, whereby the cover 10 penetrates the hole 100 provided in the cover 10 in a state where the cartridge 2 is mounted on the device 1.
- the nozzle 2B protrudes.
- the cover 10 covers the periphery of the nozzle 2B on the outer surface of the cartridge-side housing 20.
- the mounting portion 2A of the cartridge 2 can be pressed toward the main body side housing 11 by the portion around the hole 100 on the inner surface 102 of the cover 10.
- the inner surface 102 of the cover 10 is a surface facing the cartridge side housing 20 side.
- the battery functions as a power source that can supply power to the motor and high voltage generator.
- the motor is an electric motor for driving the pump 8.
- the output shaft of the motor is connected to the drive shaft of the pump 8 via a joint.
- the high voltage generator has, for example, a transformer.
- the output terminal of the high voltage generator is separably connected to the terminal 55 of the first electrode member 5 of the cartridge 2.
- the high voltage generator functions as a voltage source capable of generating a high DC voltage by receiving a DC voltage supplied from a battery and applying the high voltage to the first electrode member 5 via the output terminal and the terminal 55. ..
- the voltage applied by the high voltage generator may be a positive voltage or a negative voltage.
- the ground electrode may be provided on the grip portion 110 to expose the ground electrode so as to come into contact with the user's hand.
- the control device controls the operating state of the motor and the high voltage generator.
- the operation switch 12 is provided so that the electrical connection and disconnection between the battery and the high voltage generator and the motor can be switched according to the operation of the user. That is, the operation switch 12 functions as a switch for operating the device 1. For example, when the actuation switch 12 is pressed, power is supplied from the battery to the motor, the high voltage generator, and the control device. As a result, as shown by the arrow of the alternate long and short dash line in FIG. 3, the liquid is sucked from the container 2C and supplied to the nozzle 2B, and a high voltage is applied to the liquid via the first electrode member 5. The charged liquid is ejected from the injection port 240 of the nozzle 2B toward the object due to the potential difference between the first electrode member 5 and the object. From the viewpoint of operability of the injection operation, it is preferable that one operation switch 12 is provided.
- the voltage applied to the electrode of the electrostatic spray device 1 (spinning voltage: corresponds to the potential difference between the electrode and the object) is in the liquid composition. From the viewpoint of sufficiently charging, 2 kV or more is preferable, 5 kV or more is more preferable, 8 kV or more is more preferable, and 10 kV or more is further preferable.
- the spinning voltage is preferably 30 kV or less, more preferably 25 kV or less, and even more preferably 20 kV or less, from the viewpoint of preventing discharge between the electrode and the object. From the above viewpoint, the spinning voltage is preferably 5 kV or more and 30 kV or less, and more preferably 10 kV or more and 25 kV or less.
- the cross-sectional shape of the fiber is preferably circular or elliptical.
- the thickness of the fiber may be a diameter when the cross-sectional shape of the fiber is circular, and a major axis when the cross-sectional shape of the fiber is elliptical.
- the thickness of the fiber is preferably 10 nm or more, and more preferably 50 nm or more when expressed in terms of the diameter equivalent to a circle. Further, it is preferably 3000 nm or less, and more preferably 1000 nm or less.
- the thickness of the fiber can be measured by, for example, the following method.
- the fibers are observed at a magnification of 10000 times with a scanning electron microscope (SEM), and defects (fiber lumps, fiber intersections, droplets) are removed from the two-dimensional image.
- SEM scanning electron microscope
- defects fiber lumps, fiber intersections, droplets
- the thickness of the fiber can be measured by arbitrarily selecting 10 fibers from the fibers, drawing a line orthogonal to the longitudinal direction of the fiber, and directly reading the fiber diameter.
- the length of the fiber forming the film is infinite in principle of production, but in reality, it is preferable to have a length of at least 100 times or more the thickness of the fiber.
- the film to be formed preferably contains fibers having a length of 10 ⁇ m or more, more preferably 50 ⁇ m or more, and even more preferably 100 ⁇ m or more.
- the nozzle 2B has an outer shell portion 22, a passage portion 23, and a tip portion 24.
- the outer surface 220 of the outer shell portion 22 is connected to the flat portion 201 on the nozzle 2B side of the outer surface of the cartridge side housing 20.
- the tip portion 24 supports the passage portion 23.
- the passage portion 23 is a tubular portion inside the nozzle 2B.
- a straight passage 230 is provided on the inner circumference of the passage portion 23.
- An injection port 240 opens at the tip portion 24.
- the injection port 240 is connected to the passage 230.
- the shaft 9 of the nozzle 2B extends along the passage 230.
- the direction along the axis 9 of the nozzle 2B can be regarded as the direction in which the liquid is ejected from the nozzle 2B, that is, the injection direction of the liquid.
- the passage 230 has a tapered shape in which the diameter gradually decreases toward the tip portion 24. Therefore, as the flow path is narrowed toward the tip portion 24, the injection speed of the liquid from the injection port 240 increases, and the liquid or the like reaches the object more intensively.
- the outer surface 220 of the outer shell portion 22 has a tapered shape whose diameter decreases toward the tip portion 24.
- the first electrode member 5 is made of a conductive material and functions as an electrode to which a voltage can be applied from a high voltage generator.
- the conductive material the volume resistivity of, for example, 10 4 [ ⁇ ⁇ cm] or less, preferably refers to 10 2 [ ⁇ ⁇ cm] following materials.
- a conductive resin containing carbon or a metal material can be used as the conductive material.
- the first electrode member 5 has a first bottom portion 51, a first wall portion 52, a needle-shaped electrode 53, a container connecting portion 54, and a terminal 55.
- the needle-shaped electrode 53 functions as a base electrode.
- the first bottom portion 51 has a plate shape extending in a direction orthogonal to the axis 9 of the nozzle 2B.
- the first wall portion 52 has a plate shape and projects from the outer peripheral side of the first bottom portion 51 toward the nozzle 2B side.
- the needle-shaped electrode 53 is needle-shaped or pin-shaped, and protrudes from the first bottom portion 51 toward the nozzle 2B side.
- the needle-shaped electrode 53 extends in a direction along the axis 9 of the nozzle 2B, that is, in a direction along the passage 230 inside the nozzle 2B.
- the axis of the needle-shaped electrode 53 coincides with or overlaps the axis 9 of the nozzle 2B.
- the needle-shaped electrode 53 has a tapered shape, and its diameter decreases toward the nozzle 2B side.
- the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 faces the object to be jetted.
- the tip of the needle-shaped electrode 53 including the tip 530 is linear and is installed inside the passage 230.
- the container connecting portion 54 has a cylindrical shape and projects from the first bottom portion 51 toward the side opposite to the nozzle 2B.
- the mouth of the container is connected to the container connecting portion 54.
- a passage 540 is provided on the inner circumference of the container connecting portion 54.
- the passage 540 connects to the inside of the container.
- the terminal 55 has a needle shape or a pin shape, and projects from the first bottom portion 51 toward the side opposite to the nozzle 2B.
- the second electrode member 3 is made of a conductive material and functions as an electrode to which a voltage can be applied from a high voltage generator.
- the second electrode member 3 has a second wall portion 31, a second bottom portion 32, and a tubular electrode 33.
- the second bottom portion 32 has a plate shape extending in a direction orthogonal to the axis 9 of the nozzle 2B, and functions as an additional electrode.
- the second wall portion 31 has a plate shape and projects from the outer peripheral side of the second bottom portion 32 toward the side opposite to the nozzle 2B.
- the first wall portion 52 of the first electrode member 5 is fitted to the inner circumference of the second wall portion 31. As a result, the first electrode member 5 and the second electrode member 3 come into contact with each other and are electrically connected to each other.
- the tubular electrode 33 has a cylindrical shape or a cylinder shape, and protrudes from the second bottom portion 32 toward the nozzle 2B side.
- the axis of the tubular electrode 33 coincides with or overlaps the axis 9 of the nozzle 2B.
- the tubular electrode 33 has an inner portion 331 and an outer portion 332.
- An end portion of the passage portion 23 of the nozzle 2B on the side opposite to the side supported by the tip portion 24 is fitted to the inner circumference of the inner portion 331.
- the outer portion 332 fits into the cylindrical portion connected to the inner peripheral surface of the outer shell portion 22 of the nozzle 2B in the accommodating recess 200.
- the needle-shaped electrode 53 of the first electrode member 5 is arranged so as to extend along the axis of the tubular electrode 33.
- the needle-shaped electrode 53 is arranged closer to the second bottom portion 32 of the second electrode member 3 than the tip portion 24 of the nozzle 2B, and more specifically, to the side of the first bottom portion 51 of the first electrode member 5. Further, the needle-shaped electrode 53 projects toward the injection port 240 with respect to the second bottom portion 32.
- the tip of the needle-shaped electrode 53 continuous with the tip 530 is on the inner peripheral side of the inner portion 331 of the tubular electrode 33.
- the end of the tip 530 and the inner portion 331 on the nozzle 2B side, and the end of the outer portion 332 on the nozzle 2B side are at substantially the same height as the second bottom portion 32.
- the pump 8 has a pump cover 4, a drive gear 81 and a driven gear 82 (see FIG. 6).
- the pump cover 4 is formed of an insulating material and has a plate-shaped main body portion and a tubular portion 40 projecting from the main body portion toward the nozzle 2B.
- a passage 400 is provided on the inner circumference of the tubular portion 40.
- the pump cover 4 is installed on the second bottom portion 32 of the second electrode member 3.
- the outer peripheral side of the pump cover 4 is sandwiched and held between the second bottom portion 32 and the first wall portion 52 of the first electrode member 5.
- the passage 400 connects to the passage 230 of the nozzle 2B and functions as a part of the passage 230.
- the needle-shaped electrode 53 penetrates the passage 400.
- the pump accommodating chamber 80 is formed by being surrounded by the pump cover 4, the first bottom portion 51 and the first wall portion 52 of the first electrode member 5.
- the pump accommodating chamber 80 has a gear accommodating portion 800, a suction passage 801 and a discharge passage 802.
- One end of the suction passage 801 is connected to the passage 540 of the container connecting portion 54, and the other end of the suction passage 801 is connected to the gear accommodating portion 800.
- One end of the discharge passage 802 is connected to the gear accommodating portion 800, and the other end of the discharge passage 802 is connected to the passage 400 (see FIG. 3).
- the drive gear 81 and the driven gear 82 are rotatably accommodated in the gear accommodating portion 800 and mesh with each other. As both gears 81 and 82 rotate, the liquid is sucked from the passage 540 and discharged toward the passage 400 as shown by the arrow of the alternate long and short dash line in FIG.
- the first conductor 6 is a thin-film member formed of a conductive material, and is arranged around a nozzle 2B on the outer surface of the cartridge-side housing 20.
- the portion 201 surrounding the nozzle 2B on the outer surface of the cartridge-side housing 20 has a planar shape orthogonal to the axis 9 of the nozzle 2B.
- the first conductor 6 covers the portion 201.
- the first conductor 6 has a surface extending along the radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9.
- the first conductor 6 extends in the direction around the axis 9 of the nozzle 2B.
- the first conductor 6 is an annular shape connected in the entire range in the circumferential direction of the shaft 9.
- the first conductor 6 may be an annular shape in which at least a part thereof is arranged along the circumference of the shaft 9 and a part thereof is interrupted.
- Examples of the conductive material forming the first conductor 6 include metals such as aluminum and stainless steel, and mixed materials of metal and synthetic resin.
- the thickness of the first conductor 6 is preferably 0.1 mm or more and 5 mm or less.
- the inner edge of the first conductor 6 is circular. As shown in FIG. 3, the inner edge of the first conductor 6 is located at a position away from the outer portion 332 of the tubular electrode 33 in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9. As is clear from FIGS. 4 and 5, the inner edge of the first conductor 6 extends in the direction along the outer peripheral surface of the outer portion 332. At least a part 60 (see FIG. 4) of the first conductor 6 (conductor) is in the radial direction (direction orthogonal to the liquid injection direction) of the nozzle 2B with respect to the axis 9, in other words, in the direction along the axis 9.
- the entire first conductor 6 may be configured to overlap the second bottom portion 32 of the second electrode member 3 in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the shaft 9.
- the first conductor 6 is sandwiched between a portion 201 on the outer surface of the cartridge-side housing 20 and a portion around the hole 100 on the inner surface 102 of the cover 10.
- the first conductor 6 is supported by a cartridge-side housing 20 which is an insulator, and is electrically separated from the electrode members 3 and 5, that is, the side of the high voltage generator inside the cartridge-side housing 20.
- the first conductor 6 is on the side of the nozzle 2B or the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 with respect to the second bottom 32 of the second electrode member 3, and is a needle-shaped electrode in a direction along the axis 9 of the nozzle 2B. It is located slightly closer to the second bottom 32 than the tip 530 of the 53.
- the first conductor 6 may be arranged at a position overlapping the tip 530 in the direction along the shaft 9, in other words, in the radial direction with respect to the shaft 9.
- the first conductor 6 is arranged slightly closer to the second bottom portion 32 than the tip end of the outer portion 332 of the tubular electrode 33 of the second electrode member 3 in the direction along the shaft 9.
- the first conductor 6 may be arranged at a position overlapping the tip of the outer portion 332 in the direction along the axis 9.
- a positive high voltage is applied to the needle-shaped electrode 53 of the first electrode member 5 and the tubular electrode 33 of the second electrode member 3 from the high voltage generator via the terminal 55 or the like.
- An electric field with a high potential difference can be generated between the needle-shaped electrode 53 and the tubular electrode 33 (positive potential) and an object such as skin (ground potential) facing them.
- a positively charged liquid advances along the lines of electric force orthogonal to the equipotential surface in this electric field.
- the fibrous solute proceeds in the direction along the electric lines of force.
- the needle-shaped electrode 53 comes into contact with the liquid passing through the passages 400 and 230 toward the injection port 240 of the nozzle 2B, and functions as an electrode for applying an electric charge to the liquid to charge the liquid.
- the needle-shaped electrode 53 is installed so as to extend in the direction along the liquid passage 230 inside the nozzle 2B. Therefore, the liquid can be efficiently charged by contacting the outer peripheral surface of the needle-shaped electrode 53 with the liquid.
- the needle-shaped electrode 53 corresponds to the base electrode described in the claims.
- the base electrode may have a linear tip portion to which a voltage is applied from a voltage source and have a function of charging a liquid, and its shape or dimension is limited to the shape or dimension of the needle-shaped electrode 53. I can't.
- the tip of the needle-shaped electrode 53 is on the inner side of the passage 230 with respect to the injection port 240 of the nozzle 2B. Therefore, it is possible to prevent the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 from coming into contact with the user, and to ensure the protection of the user. Further, since the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 is inside the passage 230, the surface area of the liquid that rises from the injection port 240 to the object side due to Coulomb force or surface tension becomes small, and the electric charge concentrates on the raised portion. .. Therefore, the straightness of the injected liquid or fibrous solute (hereinafter referred to as liquid or the like) is improved.
- the tubular electrode 33 is arranged along the axis 9 of the nozzle 2B, and a voltage is applied from the high voltage generator.
- the tubular electrode 33 adjusts the state of the electric field in the vicinity of the tip 530 of the needle-shaped electrode 53, and functions as an electrode for suppressing, for example, corona discharge.
- the sign (positive) of the electric charge carried by the tubular electrode 33 is the same as the sign (positive) of the electric charge carried by the needle-shaped electrode 53. Therefore, in the vicinity of the tip 530 of the needle-shaped electrode 53, specifically, at the injection port 240 of the nozzle 2B, it is suppressed that the liquid to be injected spreads and disperses radially outward with respect to the axis 9 of the nozzle 2B.
- the tubular electrode 33 has a tubular shape that surrounds the tip of the needle-shaped electrode 53. Therefore, the state of the electric field in the vicinity of the tip 530 can be adjusted more effectively.
- the tubular electrode 33 is not limited to a cylindrical shape, and the cross section orthogonal to the axis thereof may be an ellipse, a polygon, or the like.
- the first bottom portion 51 of the first electrode member 5 constitutes the pump accommodating chamber 80. Therefore, the number of parts can be reduced and the device 1 can be made compact.
- the container connecting portion 54 and the first bottom portion 51 of the first electrode member 5 form a passage of the liquid from the container to the needle-shaped electrode 53, and come into contact with the liquid flowing through the passage to charge the liquid. Functions as an electrode. As a result, electric charges can be efficiently stored in the liquid, and the generation of an electric current in the liquid can be suppressed.
- the first bottom portion 51 is electrically connected to the second wall portion 31 of the second electrode member 3, and can also be used as a conductor for supplying a voltage from the terminal 55 side to the second electrode member 3 side. Function.
- the second wall portion 31 and the second bottom portion 32 of the second electrode member 3 are electrically connected to the tubular electrode 33, and function as a conductor for supplying a voltage from the terminal 55 side to the tubular electrode 33.
- the second bottom portion 32 corresponds to the additional electrode described in the claims.
- the additional electrode may be any one to which a voltage is applied from a voltage source, and its shape or size is not limited to the shape or size of the second bottom portion 32.
- the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 is arranged on the liquid injection side, that is, on the object side, rather than the second bottom 32 of the second electrode member 3. Therefore, since the influence of the electric field by the second bottom portion 32 is suppressed on the side of the tip 530, it is easy for the needle-shaped electrode 53 to apply the electric charge to the liquid more intensively.
- the first conductor 6 is arranged on the liquid injection side, that is, on the object side of the second electrode member 3 from the second bottom 32 (additional electrode). Therefore, the straightness of the injected liquid or the like can be improved.
- the first conductor 6 is adjacent to the second bottom portion 32. Since the second bottom portion 32 is charged, the surface of the first conductor 6 is charged by electrostatic induction, which can have a relatively high potential. For example, in the first conductor 6, the surface of the portion adjacent to the second bottom portion 32 is charged by an electric charge having a sign (for example, negative) opposite to that of the second bottom portion 32, and the surface opposite to the second bottom portion 32 is the second. It is charged by the same sign (positive) as the bottom 32.
- the first conductor 6 is closer to the liquid injection side, that is, the object side than the second bottom portion 32.
- the sign (positive) of the electric charge induced on the surface of the first conductor 6 facing the object has the same sign (positive) as the electric charge carried by the second bottom 32, that is, the needle-shaped electrode facing the object. It becomes the same as the sign (positive) of the electric charge carried by 53.
- the liquid to be injected is suppressed from spreading and dispersing in the radial direction outward with respect to the axis 9 of the nozzle 2B.
- the straightness of liquids is improved. It is especially effective in a high humidity environment.
- the electric field from the needle-shaped electrode 53 to the object is ordered as a whole, and the electric lines of force are concentrated in a narrower range of the object. Will be. This also improves the straightness of the liquid or the like.
- the device 1 By improving the straightness and narrowing the spreading range of the liquid or the like in this way, when the distance from the device 1 to the object is short, the injection range in the object becomes small and the density becomes high.
- the device 1 is an electrostatic spinning device, the adhesion or uniformity of the formed coating film is improved.
- the liquid or the like can reach farther.
- the device 1 is an electrostatic spinning device, the formed fibers efficiently reach the object.
- At least a part 60 of the first conductor 6 overlaps with the second bottom portion 32 (additional electrode) in a direction orthogonal to the liquid injection direction, for example, a radial direction with respect to the axis of the nozzle 2B.
- a part 60 of the first conductor 6 and the second bottom portion 32 are arranged so as to overlap each other when viewed from the side of the tip 530 of the needle-shaped electrode 53. Therefore, the electric charge can be efficiently induced by the second bottom portion 32 on the surfaces on both sides of the first conductor 6 in the liquid injection direction. Therefore, the above-mentioned advantage of the first conductor 6 can be effectively obtained.
- At least a part of the second bottom portion 32 of the second electrode member 3 has a surface extending along a direction orthogonal to the liquid injection direction, for example, a radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9. Therefore, the second electrode member 3 can easily form the pump accommodating chamber 80 together with the first electrode member 5. Further, in the direction orthogonal to the liquid injection direction, in other words, when viewed in the direction along the liquid injection direction, it becomes easy to increase the region where the second bottom portion 32 overlaps with the first conductor 6, and the second bottom portion 32 Therefore, the electric charge can be efficiently induced in the first conductor 6. Therefore, the above-mentioned advantage of the first conductor 6 can be effectively obtained.
- At least a part of the first conductor 6 has a surface extending along a direction orthogonal to the liquid injection direction, for example, a radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9. Therefore, since the area of the surface of the first conductor 6 that is charged and faces the object can be increased, the above-mentioned function of the first conductor 6 that regulates the electric field from the needle-shaped electrode 53 to the object as a whole is improved. it can.
- At least a part of the first conductor 6 is arranged around the tip of the needle-shaped electrode 53 (base electrode), for example, around the axis 9 of the nozzle 2B. Therefore, the range of the charged first conductor 6 in the circumferential direction of the tip portion, in other words, the range of the first conductor 6 facing the tip portion of the needle-shaped electrode 53 can be increased. Therefore, the above-mentioned function of the first conductor 6 of suppressing the jetted liquid from spreading radially outward with respect to the axis 9 of the nozzle 2B and ordering the electric field from the needle-shaped electrode 53 to the object is improved. it can.
- the first conductor 6 is arranged in a range of 180 degrees or more in the circumferential direction of the tip end portion of the needle-shaped electrode 53.
- the first conductor 6 of the present embodiment is an annular shape surrounding the tip of the needle-shaped electrode 53. More specifically, the first conductor 6 is an annular shape connected in the entire range around the tip of the needle-shaped electrode 53. Therefore, since the electric charge of the first conductor 6 is distributed over the entire range surrounding the tip portion, the function of the first conductor 6 can be further improved. For example, the electric field from the device 1 to the object can be more ordered to make the injection range of the object more concentrated.
- the device 1 is a handheld type, and one device 1 has one nozzle 2B. Therefore, there is no other nozzle adjacent to the nozzle 2B in the direction along the outer surface 101 on which the nozzle 2B in the device 1 protrudes. In other words, in the direction orthogonal to the axis 9 of the nozzle 2B, there is no other first conductor 6 adjacent to the first conductor 6 provided corresponding to the nozzle 2B. Therefore, it is possible to prevent the electric fields formed by the plurality of first conductors 6 from interfering with each other.
- the first conductor 6 is arranged on the side of the second bottom 32 of the second electrode member 3 from the tip 24 of the nozzle 2B, in other words, on the side opposite to the object. Therefore, it is possible to prevent the liquid or the like ejected from the nozzle 2B from interfering with the first conductor 6. Further, it is suppressed that the distance between the first conductor 6 and the second bottom portion 32 increases in the liquid injection direction, for example, in the direction along the axis 9 of the nozzle 2B. Therefore, the electric charge can be efficiently induced on the surface of the first conductor 6 by the second bottom portion 32.
- the first conductor 6 is located at a position overlapping the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 in the liquid injection direction, for example, in the direction along the axis 9 of the nozzle 2B, or the second bottom 32 than the tip 530. May be placed on the side of.
- the second bottom portion 32 causes the surface of the first conductor 6 to be charged more. It can be guided efficiently.
- the first conductor 6 is on the side farther from the second bottom 32, that is, the nozzle 2B, to some extent from the tip 530 of the needle-shaped electrode 53. It may be arranged on the side of the tip portion 24.
- the first conductor 6 is arranged along the circumference of the tubular electrode 33. Therefore, the tubular electrode 33 can promote the induction of electric charge on the surface of the first conductor 6.
- the inner edge of the first conductor 6 is outside the outer portion 332 of the tubular electrode 33 in the radial direction with respect to the axis 9 of the nozzle 2B.
- the first conductor 6 is arranged so as not to overlap the tip of the tubular electrode 33 when viewed from the tip side of the tubular electrode 33. Therefore, it is possible to prevent the above-mentioned function of the first conductor 6 and the above-mentioned function of the tubular electrode 33 from interfering with each other and being weakened.
- the first conductor 6 may be arranged at a position overlapping the tip of the tubular electrode 33 or closer to the second bottom portion 32 than the tip of the tubular electrode 33 in the direction along the axis of the tubular electrode 33.
- the tubular electrode 33 can more effectively promote the induction of electric charges on the surface of the first conductor 6.
- the first conductor 6 is electrically separated from the second electrode member 3 and the first electrode member 5, specifically, the second bottom portion 32 (additional electrode) and the needle-shaped electrode 53 (base electrode), and is static. It is charged by electric induction. Therefore, the first conductor 6 does not have an excessively high voltage, and even if a person touches it, a current does not continuously flow from the first conductor 6 to the person, which is more advantageous.
- the device 1 since the device 1 is a handheld type and it is difficult to ground it, it is an advantage that the insulation property for the user can be improved.
- the first conductor 6 is supported by an insulator by being arranged in a cartridge-side housing 20 or the like formed of an insulating material. Therefore, since the electrical connection between the first conductor 6 and the electrode members 3 and 5 can be suppressed by the insulator, it is easy to more reliably electrically disconnect the first conductor 6 from the electrode members 3 and 5. .. From such a viewpoint, a part or all of the first conductor 6 may be embedded in the insulator by, for example, insert molding.
- the insulator is the cartridge side housing 20.
- the first conductor 6 is provided on the portion 201 on the outer surface of the cartridge-side housing 20. Therefore, by interposing the cartridge-side housing 20 between the first conductor 6 and the electrode members 3 and 5, it is possible to suppress the electrical connection between the first conductor 6 and the electrode members 3 and 5. From such a viewpoint, a part or all of the first conductor 6 may be embedded inside the cartridge side housing 20.
- the cartridge 2 of this embodiment is not provided with the first conductor 6.
- the device 1 of the present embodiment has the second conductor 7 on the outer surface 101 of the cover 10.
- the second conductor 7 is a thin-film member formed of a conductive material, and is installed in a portion around the hole 100 on the outer surface 101 of the cover 10.
- the second conductor 7 has a surface extending along the radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9. This surface, together with the nozzle 2B, faces the object of injection.
- the second conductor 7 extends in the direction around the axis 9 of the nozzle 2B and surrounds the hole 100.
- the second conductor 7 is an annular shape connected in the entire range in the circumferential direction of the shaft 9. It should be noted that at least a part of the second conductor 7 may be arranged along the circumference of the shaft 9, and may be an annular shape in which a part is interrupted.
- both the inner edge and the outer edge of the second conductor 7 are circular.
- the inner edge of the second conductor 7 is located at a position away from the outer portion 332 of the tubular electrode 33 in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9.
- the inner edge of the second conductor 7 extends in a direction along the outer peripheral surface of the outer portion 332.
- At least a part of the second conductor 7 (conductor) is the second electrode when viewed in the radial direction (direction orthogonal to the liquid injection direction) of the nozzle 2B with respect to the axis 9, in other words, in the direction along the axis 9.
- the second conductor 7 is arranged closer to the tip 24 of the nozzle 2B than the tip 530 of the needle-shaped electrode 53 and the tip of the tubular electrode 33 in the direction along the shaft 9.
- the entire second conductor 7 may be configured to overlap the second bottom portion 32 of the second electrode member 3 in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the shaft 9.
- the second conductor 7 is arranged on the liquid injection side, that is, on the object side of the second bottom portion 32. Therefore, as with the first conductor 6, the surface of the second conductor 7 is charged by electrostatic induction.
- the sign (positive) of the electric charge induced on the surface of the second conductor 7 facing the object is the same sign (positive) as the electric charge carried by the second bottom 32, that is, the needle-shaped electrode 53 facing the object. It becomes the same as the sign (positive) of the charged charge. Thereby, the straightness of the injected liquid or the like can be improved.
- the second conductor 7 is supported by a cover 10 which is an insulator, and is electrically separated from the electrode members 3 and 5, that is, the side of the high voltage generator inside the cartridge side housing 20.
- the second conductor 7 is provided on the outer surface 101 of the cover 10. Therefore, by interposing the cover 10 between the second conductor 7 and the electrode members 3 and 5, it is possible to suppress the electrical connection between the second conductor 7 and the electrode members 3 and 5.
- a part or all of the second conductor 7 may be embedded inside the cover 10. In this case, if the second conductor 7 is embedded so as not to be exposed on the outer surface 101 of the cover 10, it is possible to prevent the user's hand from coming into contact with the second conductor 7. Therefore, it is possible to prevent the electric charge of the second conductor 7 from leaking to the user's hand and deteriorating the function of the second conductor 7.
- the surface of the second conductor 7 facing the object may be covered with an insulator other than the cover 10.
- the second conductor 7 Since the second conductor 7 is provided on the cover 10, the degree of freedom in the size and shape of the surface of the second conductor 7 is high. As a result, the electric field from the device 1 to the object can be adjusted more finely.
- the second conductor 7 can be provided from the outer edge of the cartridge-side housing 20 in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the shaft 9.
- the configuration of the second conductor 7 similar to that of the first conductor 6 provides the same advantages as those of the first conductor 6.
- the first conductor 6 of this embodiment is placed on the inner surface 102 of the cover 10. That is, the first conductor 6 is supported by the cover 10 which is an insulator. The first conductor 6 is installed in a portion around the hole 100 on the inner surface 102 of the cover 10.
- the cartridge side housing 20 which is an insulator is interposed between the first conductor 6 and the electrode members 3 and 5. Therefore, it is possible to suppress the electrical connection between the first conductor 6 and the electrode members 3 and 5. From such a viewpoint, a part or all of the first conductor 6 may be embedded inside the cover 10.
- the degree of freedom in the size and shape of the surface of the first conductor 6 is high.
- the device 1 of the present embodiment has a first conductor 6 and a second conductor 7.
- the second conductor 7 is installed on the outer surface 101 of the cover 10 as in the second embodiment.
- the first conductor 6 is installed in the portion 201 on the outer surface of the cartridge side housing 20 as in the first embodiment. Therefore, the first conductor 6 is located on the inner surface side and the second conductor 7 is located on the outer surface side with respect to the cover 10.
- the second conductor 7 is arranged closer to the tip portion 24 of the nozzle 2B than the first conductor 6. A part of the second conductor 7 overlaps with the first conductor 6 in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9.
- the outer diameter of the second conductor 7 is formed to be larger than the outer diameter of the first conductor 6. Further, the inner diameter (d1) of the inner edge of the first conductor 6 is formed to be smaller than the inner diameter (d2) of the inner edge of the second conductor 7.
- the second conductor 7 is adjacent to the first conductor 6. Similar to the first embodiment, the surface of the first conductor 6 is charged by electrostatic induction. Therefore, the surface of the second conductor 7 is also charged by electrostatic induction in a chain reaction. For example, in the second conductor 7, the surface of the portion adjacent to the first conductor 6 is charged by an electric charge having a sign (negative) opposite to the surface of the adjacent first conductor 6, and the side opposite to the portion. The surface of the first conductor 6 is charged by the same sign (positive) as the surface of the adjacent first conductor 6. The second conductor 7 is closer to the liquid injection side, that is, the object side than the first conductor 6.
- the sign (positive) of the electric charge induced on the surface of the second conductor 7 facing the object is the same as the sign (positive) of the electric charge carried by the needle-shaped electrode 53 facing the object. Therefore, the advantages of the first conductor 6 in the first embodiment and the advantages of the second conductor 7 in the second embodiment can be obtained by superimposing them.
- the number of conductors is not limited to 2, and may be 3 or more. Since the outermost conductor is located closest to the object, it is possible to effectively exert the above functions such as ordering the electric field from the needle-shaped electrode 53 to the object.
- the conductor located between the outermost conductor and the second bottom 32 relays the above-mentioned chain of electrostatic induction, so that the electric charge on the surface of the outermost conductor is induced. Will be done. Therefore, it is possible to more efficiently induce a large amount of electric charge to the surface of the outermost conductor as compared with the case where there is no such relay conductor.
- the degree of freedom in layout of the outermost conductor is high, or the configuration of the device 1 can be simplified.
- the first conductor 6 and the second conductor 7 overlap each other in a direction orthogonal to the liquid injection direction, for example, in the radial direction of the nozzle 2B with respect to the axis 9.
- the conductors 6 and 7 are arranged so as to overlap each other at least partially. Therefore, the electric charge can be efficiently guided by the first conductor 6 to the surfaces on both sides of the second conductor 7 in the liquid injection direction, for example, the direction along the axis 9 of the nozzle 2B.
- a cover 10 which is an insulator is interposed between the first conductor 6 and the second conductor 7, and the conductors 6 and 7 are electrically separated from each other. Therefore, electrostatic induction in both conductors 6 and 7 can be smoothly realized, and electric charges can be effectively induced on the surfaces of both conductors 6 and 7.
- the first conductor 6 of the present embodiment is installed on the inner surface 102 of the cover 10 as in the third embodiment.
- the first conductor 6 of this embodiment is installed on the inner surface 102 of the cover 10.
- the first conductor 6 is provided with four protrusions 61. These protrusions 61 are arranged at equal intervals with each other in the circumferential direction of the first conductor 6.
- the cross section of the cover 10 including the first conductor 6 shows a cross section passing through the portion of the protrusion 61 in FIG.
- Each protrusion 61 has a dome shape that is convex with respect to the surface of the first conductor 6, and projects from the inner surface 102 side of the cover 10 toward the cartridge side housing 20 side.
- the protrusion 61 is formed of a conductive material integrally with the first conductor 6. When the first conductor 6 is formed of a metal piece, the protrusion 61 may be formed by, for example, press working.
- the protrusion 61 abuts on the flat portion 201 of the outer surface of the cartridge side housing 20 and presses the mounting portion 2A of the cartridge 2 toward the main body side housing 11.
- the cover 10 is mounted on the main body side housing 11
- at least a part of the plurality of protrusions 61 can press the mounting portion 2A toward the main body side housing 11 even if there is some play. Therefore, the terminal 55 of the cartridge 2 can be more reliably connected to the output terminal of the high voltage generator, or the drive shaft of the pump 8 can be connected to the output shaft of the motor.
- the protrusion 61 of the first conductor 6 is arranged close to the second bottom portion 32, the electric charge can be more reliably guided to the first conductor 6 through the protrusion 61. Therefore, the above-mentioned advantage of the first conductor 6 can be stably obtained.
- the number or arrangement of the protrusions 61 can be changed as appropriate.
- the device 1 of the present embodiment does not have the tubular electrode 33.
- the second bottom portion 32 of the second electrode member 3 does not have a function of supplying a voltage to the tubular electrode 33, but has a function of inducing an electric charge exclusively on the surface of the first conductor 6. Therefore, the second bottom 32 can more efficiently induce charges on the surface of the first conductor 6.
- the first conductor 6 may be installed on the inner surface 102 of the cover 10. Further, in the device 1 of the first to sixth embodiments, the tubular electrode 33 may be omitted as in the present embodiment.
- a comparative example is an apparatus having the same configuration as that of the first embodiment except that the first conductor 6 is not provided.
- the range of the coating formed by the injected fibers covering the object was measured.
- the shape of the coating film was regarded as an ellipse, and the area S (mm 2 ) of the coating film was determined by its semi-major axis ⁇ short radius ⁇ pi.
- the diameter of the inner edge of the first conductor 6 is defined as an inner diameter d1 (mm).
- the diameter of the inner edge of the second conductor 7 is defined as an inner diameter d2 (mm).
- an aluminum tape having a thickness of 0.5 mm was used.
- the liquid for spinning is a mixture of 87.6% by mass of ethanol, 12.0% by mass of polyvinyl butyral (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: trade name S-LEC BM-1), and 0.4% by mass of ion-exchanged water. The solution was used.
- the area S of the comparative example was 3829.
- the area S did not change in 3318.
- the area S of the comparative example was 2649.
- the area S became 2355.
- the area S was 1766.
- the area S of the comparative example was 3297, and the deposition state on the back of the hand was uneven.
- the apparatus of the fourth embodiment FIG. 9
- the area S was 1570 and the deposition state on the back of the hand was It was uniform.
- the device 1 of each embodiment generally has a smaller area S than the comparative example, in other words, the injection range of the object is smaller and the density is higher. Therefore, when the device 1 includes the first conductor 6 or the second conductor 7, the straightness of the fiber is improved, whereby the fiber efficiently reaches the object, and the adhesion or uniformity of the formed film is uniform. It can be seen that the sex is improved.
- the area S of the device 1 (FIG. 3) of the first embodiment can be made smaller than that of the device 1 (FIG. 7) of the second embodiment.
- the distance between the conductor and the second bottom 32 is small because the electric charge can be more efficiently induced on the surface of the conductor.
- the electric field forming action of the needle-shaped electrode 53 causes the electric charge of the conductor. It is suggested that it is advantageous because it cannot be weakened by.
- the device 1 (FIG. 9) of the fourth embodiment has a larger area S than the device 1 (FIG. 3) of the first embodiment and the device 1 (FIG. 7) of the second embodiment. It turns out that it can be made smaller. From Experiment 2, it can be seen that the area S of the device 1 (FIG. 9) of the fifth embodiment can be made smaller than that of the device 1 (FIG. 7) of the second embodiment. From these facts, it is suggested that providing a plurality of conductors is advantageous because a large amount of electric charges can be more efficiently guided to the surface of the outermost conductor.
- an insulator such as a housing or a cover is not interposed between a conductor and an electrode member, or between a plurality of conductors, but a gap (air) is merely interposed to electrically separate them. It may be separated.
- a handheld type that has a shape or size that can be held by the user, and is an electrostatic spray device that injects a charged liquid.
- a voltage source and a linear tip to which voltage is applied from the voltage source.
- a base electrode for charging the liquid, an additional electrode to which a voltage is applied from the voltage source, and the base electrode and the additional electrode are electrically separated from each other and are more than the additional electrode.
- An electrostatic spray device comprising a conductor arranged on the injection side of the liquid, wherein at least a part of the conductor overlaps with the additional electrode in a direction orthogonal to the injection direction of the liquid.
- ⁇ 2> The electrostatic spray device according to ⁇ 1>, wherein the conductor is arranged around the tip of the base electrode.
- ⁇ 3> The electrostatic spray device according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein at least a part of the conductor has a surface extending along a direction orthogonal to the injection direction of the liquid.
- the electrostatic spray device according to ⁇ 4>, wherein the cartridge further has a nozzle, and the conductor is arranged along the periphery of the nozzle on the additional electrode side of the tip of the nozzle. .. ⁇ 6>
- the conductor further includes a main body side housing for accommodating a voltage source, a nozzle protruding from the outer surface of the main body side housing, and a cover which is an insulator covering the periphery of the nozzle on the outer surface of the main body side housing.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, which is provided on the outer surface or the inner surface of the cover.
- Electrostatic spray device ⁇ 8> ⁇ 1> to ⁇ 7, wherein a voltage is applied from the voltage source, a tubular electrode surrounding the tip of the base electrode is further provided, and the conductor is arranged along the circumference of the tubular electrode. > The electrostatic spray device according to any one of the items.
- ⁇ 9> The electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein the liquid is a solution in which a polymer compound capable of forming fibers is dissolved in a solvent.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9> wherein a deposit of fibers is formed on the surface of an object by an electrostatic spray method.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> which has a main body side housing, a cover, and a cartridge, and the main body side housing is formed of an insulating material.
- ⁇ 12> The electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, wherein the base electrode is provided in a passage from a container containing a liquid to a nozzle.
- the base electrode is provided in a passage from a container containing a liquid to a nozzle.
- ⁇ 14> The electrostatic spray according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, wherein at least a part of the additional electrode (second bottom portion) has a surface extending along a direction orthogonal to the injection direction of the liquid. apparatus.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>, further comprising a tubular electrode protruding from the additional electrode (second bottom) toward the nozzle side.
- It has a second electrode member formed of a conductive material, the second electrode member has a second wall portion, a second bottom portion and a tubular electrode, and the second bottom portion functions as the additional electrode.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15>.
- ⁇ 17> The electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 16>, wherein the conductor is a thin film-like member formed of a conductive material.
- ⁇ 18> The electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 17>, wherein the conductor is formed in an annular shape in the direction around the axis of the nozzle.
- the conductor is arranged in a range of 180 degrees or more in the direction around the tip of the base electrode.
- the conductor is located at a position overlapping the tip of the base electrode in a direction along the injection direction of the liquid, or is arranged closer to the additional electrode than the tip, either of the above ⁇ 1> to ⁇ 19>.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 20>, wherein the conductor is supported by an insulator.
- the conductor has a first conductor and a second conductor arranged on the tip end side of the nozzle with respect to the first conductor, and the outer diameter of the second conductor is the first.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 21>, which is formed to be larger than the outer diameter of the conductor.
- the conductor has a first conductor and a second conductor arranged on the tip end side of the nozzle with respect to the first conductor, and the inner diameter of the inner edge of the first conductor is the first. 2.
- the electrostatic spray device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 22>, which is formed to be smaller than the inner diameter of the inner edge of the conductor.
- a handheld type having a shape or size that can be held by the user, a cartridge of an electrostatic spray device that injects a charged liquid, and a voltage can be applied from a voltage source.
- a base electrode having a shaped tip for charging the liquid, an additional electrode to which a voltage can be applied from a voltage source, and the base electrode and the additional electrode are electrically separated from each other.
- a cartridge comprising a conductor arranged on the liquid injection side of the additional electrode, and at least a part of the conductor overlapping the additional electrode in a direction orthogonal to the liquid injection direction.
- the cartridge according to ⁇ 24> above which has a mounting portion, a nozzle, and a container for containing a liquid.
- the cartridge according to ⁇ 24> or ⁇ 25> which has a cartridge-side housing that is an insulator that houses the base electrode and the additional electrode, and the conductor is provided on the outer surface of the cartridge-side housing.
- the main body of the electrostatic spray device is a voltage source and the voltage.
- a base electrode to which a voltage is applied from a source and has a linear tip portion for charging the liquid, and an additional electrode to which a voltage is applied from the voltage source are provided, and the cover is attached to the main body. Detachable, with a conductor, and with the cover attached to the body, the conductor is placed closer to the liquid injection side than the additional electrode, and electricity is supplied from the base electrode and the additional electrode.
- the cover according to ⁇ 27> which is made of an insulating material.
- the cover according to ⁇ 29>, wherein the conductor is installed around the hole.
- Electrostatic spray device 10 Cover 101 Outer surface 102 Inner surface 11 Main body side housing 2 Cartridge 2B Nozzle 20 Cartridge side housing 32 Second bottom (additional electrode) 33 Cylindrical electrode 53 Needle electrode (base electrode) 6 1st conductor 7 2nd conductor
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Abstract
帯電した液体を噴射するハンドヘルドタイプの静電スプレー装置(1)であって、電圧源と、電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、液体を帯電させるための針状電極(53:ベース電極)と、電圧源から電圧が印加される第2電極部材(3)の第2底部(32:付加電極)と、第2底部(32)および針状電極(53)から電気的に切り離されており、第2底部(32)よりも液体の噴射側に配置された導電体(6)と、を備え、導電体(6)の少なくとも一部が、液体の噴射方向に対し直交する方向において第2底部(32)と重なる、静電スプレー装置(1)が提供される。
Description
本発明は、静電スプレー装置に関する。
従来、帯電した液体を対象物に向けて噴射する静電スプレー装置が知られている。例えば特表2007-521941号公報には、利用者の手で握られる寸法に作られた静電噴霧装置であって、高電圧発生器に接続されるエミッタ電極により高電圧が印加された液体組成物を、ノズルから利用者の膚へ向けて付与する装置が記載されている。エミッタ電極は、中央アンテナを含む。中央アンテナは、ノズル通路内に延び、液体組成物をチャージする。
本発明は、使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置であって、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、静電スプレー装置に関する。
また、本発明は、使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカートリッジであって、電圧源から電圧が印加されることが可能であり、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、電圧源から電圧が印加されることが可能な付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カートリッジに関する。
さらに、本発明は、使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカバーであって、前記静電スプレー装置の本体は、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、を備え、前記カバーは、前記本体に着脱可能であり、導電体を備え、前記カバーが前記本体に装着された状態で、前記導電体が、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置され、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カバーに関する。
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプの静電スプレー装置にあっては、使用される液体、噴射の対象物、または使用される環境が様々であり、使用可能な電圧の高さも限られている。よって、噴射される液体またはその内容物(以下、液体等という。)の直進性を向上することが希求されていた。すなわち、帯電した液体等は、静電スプレー装置と対象物との間に形成される電場に応じた軌道に沿って対象物へ向かう。使用者が狙った所望の位置へ噴射するという観点、または液体を効率的に噴射するという観点からは、装置から噴射された液体等が分散せず対象物に向かって真っ直ぐな軌道上を進行することが好ましい。しかし、使用される液体、対象物または環境によっては、装置から噴射された液体等が真っ直ぐに進行し難い場合がある。また、電場を形成する電圧の高さが限られていることで、対象物へ向かう液体等の速度も限られるため、液体等を直進させることは容易でない。
上記特表2007-521941号公報に記載の静電噴霧装置では、エミッタ電極が、シリンダを含む。シリンダは、適切な静電噴霧にとって不要なコロナ放電を避けるために、中央アンテナと同軸にノズル通路を取り囲んで設けられている。しかし、この装置においても、液体組成物の直進性が十分に考慮されているとは言い難く、例えば高湿度の環境下では、液体組成物を安定して直進させることは容易でなかった。
そこで、本発明は、噴射される液体等の直進性を向上できるハンドヘルドタイプの静電スプレー装置に関する。
すなわち、本発明は、使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置であって、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、静電スプレー装置に関する。
また、本発明は、使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカートリッジであって、電圧源から電圧が印加されることが可能であり、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、電圧源から電圧が印加されることが可能な付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カートリッジに関する。
さらに、本発明は、使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカバーであって、前記静電スプレー装置の本体は、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、を備え、前記カバーは、前記本体に着脱可能であり、導電体を備え、前記カバーが前記本体に装着された状態で、前記導電体が、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置され、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カバーに関する。
本発明の静電スプレー装置、カートリッジおよびカバーによれば、噴射される液体等の直進性を向上できる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<第1の実施形態>
図1に示す第1の実施形態に係る静電スプレー装置1は、ハンドヘルドタイプであり、例えば、使用者が片手に持って使用することが可能な形状、大きさおよび重量を有する。静電スプレー装置1は、静電スプレー法を採用している。静電スプレー法は、液体に正または負の高電圧を印加して該液体を帯電させ、帯電した該液体を対象物に向けて噴霧する方法である。液体は、複数の成分を含む組成物であってよい。噴霧された液体はクーロン反発力によって微細化を繰り返しながら空間に広がり、対象物の表面に薄膜を形成しうる。静電スプレーする液体の溶媒として揮発性物質を含む場合は、静電スプレーして吐出されている過程で、または対象物に付着した後に、揮発性物質である溶媒が乾燥することで、対象物の表面に被膜を形成しうる。静電スプレー装置1は、例えば人が手で施術を行う用途や使用者の個人的な用途等に使用可能であり、帯電させた液体を対象物、例えば使用者自身または他人の皮膚または爪に向けて噴射可能である。液体は、静電紡糸用の原料を含み、高電圧を印加される液体、すなわち紡糸用液(液状組成物)であってもよい。すなわち、静電スプレー装置1は、静電スプレー法によって対象物の表面に繊維の堆積物を形成する、静電紡糸装置であってよい。対象物の表面に形成される堆積物は、繊維状の被膜であることが好ましい。
図1に示す第1の実施形態に係る静電スプレー装置1は、ハンドヘルドタイプであり、例えば、使用者が片手に持って使用することが可能な形状、大きさおよび重量を有する。静電スプレー装置1は、静電スプレー法を採用している。静電スプレー法は、液体に正または負の高電圧を印加して該液体を帯電させ、帯電した該液体を対象物に向けて噴霧する方法である。液体は、複数の成分を含む組成物であってよい。噴霧された液体はクーロン反発力によって微細化を繰り返しながら空間に広がり、対象物の表面に薄膜を形成しうる。静電スプレーする液体の溶媒として揮発性物質を含む場合は、静電スプレーして吐出されている過程で、または対象物に付着した後に、揮発性物質である溶媒が乾燥することで、対象物の表面に被膜を形成しうる。静電スプレー装置1は、例えば人が手で施術を行う用途や使用者の個人的な用途等に使用可能であり、帯電させた液体を対象物、例えば使用者自身または他人の皮膚または爪に向けて噴射可能である。液体は、静電紡糸用の原料を含み、高電圧を印加される液体、すなわち紡糸用液(液状組成物)であってもよい。すなわち、静電スプレー装置1は、静電スプレー法によって対象物の表面に繊維の堆積物を形成する、静電紡糸装置であってよい。対象物の表面に形成される堆積物は、繊維状の被膜であることが好ましい。
以下、静電スプレー装置1に用いる液体(液状組成物)について詳述する。液状組成物としては、例えば、繊維形成の可能な高分子化合物、特に、被膜形成能を有する高分子化合物が溶媒に溶解した溶液を用いることができる。そのような高分子化合物としては、水溶性高分子化合物または水不溶性高分子化合物のいずれも用いることができる。溶媒としては、水、アルコール、ケトンを用いることができる。
本発明に用いる液状組成物は、次の成分(a)、(b)および(c)を含有し、成分(b)と成分(c)の質量比(b/c)が0.4以上50以下であることが好ましい。
(a)アルコールおよびケトンから選ばれる1種または2種以上の揮発性物質
(b)被膜形成能を有する高分子化合物
(c)水
(a)アルコールおよびケトンから選ばれる1種または2種以上の揮発性物質
(b)被膜形成能を有する高分子化合物
(c)水
本明細書において成分(b)は、水溶性高分子、水不溶性高分子から選ばれる高分子化合物であり、水不溶性高分子を含む高分子化合物であることが好ましい。ここで、「水溶性高分子化合物」とは、1気圧・常温(20℃±15℃)の環境下において、高分子化合物を、該高分子化合物に対して10倍以上の質量の水に浸漬し、十分な時間(例えば24時間以上)が経過したときに、浸漬した高分子化合物の50質量%以上が溶解する程度に水に溶解可能な性質を有する高分子化合物をいう。一方、「水不溶性高分子化合物」とは、1気圧・常温(20℃±15℃)の環境下において、高分子化合物を、該高分子化合物に対して10倍以上の質量の水に浸漬し、十分な時間(例えば24時間以上)が経過したときに、浸漬した高分子化合物の80質量%以上が溶解しない程度に水に溶解しづらい性質を有する高分子化合物をいう。
水溶性高分子化合物としては、例えば、プルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ-γ-グルタミン酸、変性コーンスターチ、β-グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、変性コーンスターチ、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天(アガロース)、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の天然高分子、部分鹸化ポリビニルアルコール(架橋剤と併用しない場合)、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム等の合成高分子などが挙げられる。これらの水溶性高分子化合物は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの水溶性高分子化合物のうち、被膜の形成が容易である観点から、プルラン、ならびに部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよびポリエチレンオキサイド等の合成高分子を用いることが好ましい。
一方、水不溶性高分子化合物としては、例えば、被膜または繊維形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで繊維形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリ(N-プロパノイルエチレンイミン)グラフト-ジメチルシロキサン/γ-アミノプロピルメチルシロキサン共重合体等のオキサゾリン変性シリコーン、ツエイン(とうもろこし蛋白質の主要成分)、ポリエステル、ポリ乳酸(PLA)、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメタクリル酸樹脂等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエチレンテフタレート樹脂、ポリブチレンテフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。これらの水不溶性高分子化合物は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましくは、これらの水不溶性高分子のうち、被膜形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで被膜形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメタクリル酸樹脂等のアクリル樹脂、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ポリ(N-プロパノイルエチレンイミン)グラフト-ジメチルシロキサン/γ-アミノプロピルメチルシロキサン共重合体等のオキサゾリン変性シリコーン、ポリ乳酸(PLA)、ツエイン、ポリウレタンから選ばれる1種または2種以上を用いることが好ましい。
成分(b)は、成分(a)に溶解または分散し、皮膚や爪などに繊維を形成する観点から水不溶性高分子化合物が好ましく、液状組成物は紡糸用液として機能する。成分(b)が溶解または分散とは、その分散状態が目視で均一な状態、好ましくは目視で透明または半透明な状態をいう。
成分(b)は、成分(a)に溶解または分散し、皮膚や爪などに繊維を形成する観点から水不溶性高分子化合物が好ましく、液状組成物は紡糸用液として機能する。成分(b)が溶解または分散とは、その分散状態が目視で均一な状態、好ましくは目視で透明または半透明な状態をいう。
成分(a)の揮発性物質は、液体の状態において揮発性を有する物質である。液状組成物において成分(a)は、電界内に置かれた該液状組成物を十分に帯電させた後、ノズル先端から皮膚に向かって吐出され、成分(a)が蒸発していくと、液状組成物の電荷密度が過剰となり、クーロン反発によって更に微細化しながら成分(a)が更に蒸発していき、最終的に乾いた繊維を含む被膜を形成させる目的で配合される。この目的のために、揮発性物質はその蒸気圧が20℃において0.01kPa以上、106.66kPa以下であることが好ましく、0.13kPa以上、66.66kPa以下であることがより好ましく、0.67kPa以上、40.00kPa以下であることが更に好ましく、1.33kPa以上、40.00kPa以下であることがより一層好ましい。
成分(a)の揮発性物質のうち、アルコールとしては例えば一価の鎖式脂肪族アルコール、一価の環式脂肪族アルコール、一価の芳香族アルコールが好適に用いられる。一価の鎖式脂肪族アルコールとしてはC1-C6アルコール、一価の環式アルコールとしてはC4-C6環式アルコール、一価の芳香族アルコールとしてはベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール等がそれぞれ挙げられる。それらの具体例としては、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、フェニルエチルアルコール、n-プロパノール、n-ペンタノールなどが挙げられる。これらのアルコールは、これらから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。
成分(a)の揮発性物質のうち、ケトンとしてはジC1-C4アルキルケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。これらのケトンは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
成分(a)の揮発性物質は、より好ましくはエタノール、イソプロピルアルコールおよびブチルアルコールから選ばれる1種または2種以上であり、より好ましくはエタノールおよびブチルアルコールから選ばれる1種または2種であり、更に好ましくはエタノールである。
液状組成物における成分(a)の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、65質量%以上であることが一層好ましい。また95質量%以下であることが好ましく、94質量%以下であることがより好ましく、93質量%以下であることが更に好ましく、92質量%以下であることが一層好ましい。液状組成物中における成分(a)の含有量は、50質量%以上95質量%以下であることが好ましく、55質量%以上94質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上93質量%以下であることが更に好ましく、65質量%以上92質量%以下であることが一層好ましい。この割合で液状組成物中に成分(a)を含有させることで、静電スプレー法を行うときに液状組成物中の成分(a)を十分に揮発させることができ、皮膚または爪の表面に成分(b)を主要成分とする繊維を含む被膜を形成することができる。
成分(b)の高分子化合物は、繊維形成性の観点から水不溶性ポリマーであることが好ましく、成分(a)の揮発性物質に溶解することが可能な物質である。ここで、溶解するとは20℃において分散状態にあり、その分散状態が目視で均一な状態、好ましくは目視で透明または半透明な状態であることをいう。
繊維形成用水不溶性ポリマーとしては、成分(a)の揮発性物質の性質に応じて適切なものが用いられる。具体的には、成分(a)に可溶で、好ましくは水に対して不溶なポリマーである。本明細書において「水溶性ポリマー」とは、1気圧・23℃の環境下において、ポリマー1gを秤量したのちに、10gのイオン交換水に浸漬し、24時間経過後、浸漬したポリマーの0.5g以上が水に溶解する性質を有するものをいう。一方、本明細書において「水不溶性ポリマー」とは、1気圧・23℃の環境下において、ポリマー1gを秤量したのちに、10gのイオン交換水に浸漬し、24時間経過後、浸漬したポリマーの0.5g以上が溶解しない性質を有するもの、言い換えれば溶解量が0.5g未満の性質を有するものをいう。
液状組成物中の成分(b)の含有量は、被膜形成性の観点から4質量%以上であることが好ましく、6質量%以上であることがより好ましく、8質量%以上であることが更に好ましい。また、成分(b)の含有量は、静電スプレー性の観点から40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。液状組成物中の成分(b)の含有量は、4質量%以上35質量%以下であることが好ましく、6質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上25質量%以下であることが更に好ましい。繊維の堆積物である被膜を形成する場合、液状組成物中に成分(b)をこの割合で含有させることで、繊維の堆積物である被膜を安定して効率的に形成することができる。
成分(c)の水は、エタノール等の電離しない溶媒に比べて電離し荷電するため、液状組成物中に導電性を付与することができる。そのため、静電スプレーにより皮膚や爪の表面上に繊維状の被膜が安定して形成される。また、水は、静電スプレーにより形成される被膜の皮膚や爪への密着性の向上、耐久性の向上に寄与する。これらの作用効果を得る観点から、成分(c)は、液状組成物中に0.2質量%以上25質量%以下含有される。液状組成物中の成分(c)の含有量は、好ましくは0.3質量%以上であり、より好ましくは0.35質量%以上であり、さらに好ましくは0.4質量%以上である。また、液状組成物中の成分(c)の含有量は、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは19質量%以下であり、さらに好ましくは18質量%以下である。液状組成物中の成分(c)の含有量は、0.2質量%以上25質量%以下であり、0.3質量%以上20質量%以下が好ましく、0.35質量%以上19質量%以下がより好ましく、0.4質量%以上18質量%以下がさらに好ましい。
また、皮膚等の対象物の表面への被膜形成性の観点、繊維を形成する場合の繊維状の被膜を形成性の観点、該対象物への被膜の密着性を向上する観点、被膜の耐久性を向上する観点から、成分(b)と成分(c)の質量比(b/c)は、0.4以上50以下である。該質量比(b/c)は、0.5以上が好ましく、0.6以上がより好ましい。また該質量比(b/c)は45以下が好ましく、40以下がより好ましい。該質量比(b/c)の範囲は、0.4以上50以下であり、0.5以上45以下が好ましく、0.55以上40以下がより好ましく、0.6以上40以下がさらに好ましい。
また、皮膚等の対象物の表面への被膜形成性の観点、液状組成物を対象物に直接静電スプレーにより安定して繊維状の被膜を得る観点、得られる被膜の密着性を向上する観点、被膜の耐久性を向上する観点等から、成分(a)と成分(c)の質量比(a/c)は、3以上300以下であるのが好ましい。該質量比(a/c)は3.5以上がより好ましく、4以上がさらに好ましい。該質量比(a/c)は250以下がより好ましく、210以下がさらに好ましい。該質量比(a/c)の範囲は、3.5以上250以下がより好ましく、4以上210以下がさらに好ましい。
液状組成物における成分(b)の分散性の観点、被膜の形成性と被膜の耐久性の観点から、成分(b)と成分(a)との質量比(b/a)は、好ましくは0.01以上であり、より好ましくは0.02以上であり、さらに好ましくは0.04以上であり、よりさらに好ましくは0.07以上である。該質量比(b/a)は、好ましくは0.55以下であり、より好ましくは0.50以下であり、さらに好ましくは0.30以下であり、よりさらに好ましくは0.25以下である。
液状組成物中には、上述した成分(a)~(c)のみが含まれていてもよく、あるいは成分(a)~(c)に加えて他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、例えばポリオール、液状油、成分(b)のポリマーの可塑剤、液状組成物中の導電率制御剤、成分(b)以外の水溶性ポリマー、着色顔料、体質顔料等の粉体、染料、香料、忌避剤、酸化防止剤、安定剤、防腐剤、各種ビタミン等が挙げられる。液状組成物中に他の成分が含まれる場合、当該他の成分の含有割合は、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましい。
液状組成物中には、着色顔料、体質顔料等の粉体を含有してもよいが、20℃で粒径が0.1μm以上の粉体の含有量は、均一な被膜の形成性、被膜の耐久性や密着性の観点から、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以下であり、さらに好ましくは0.01質量%以下であり、不可避的に混入する場合を除き含有していないことが好ましい。
液状組成物の粘度は、静電スプレーのしやすさ、繊維状の被膜を安定して形成する点、静電スプレー時の紡糸性の観点、被膜の耐久性を向上する観点、被膜の感触を向上する観点から、25℃で2~3000mPa・sが好ましい。当該粘度は、10mPa・s以上が好ましく、20mPa・s以上がより好ましく、30mPa・s以上がさらに好ましい。また、当該粘度は1500mPa・s以下が好ましく、1000mPa・s以下がより好ましく、800mPa・s以下がさらに好ましい。粘度の範囲は、2mPa・s以上3000mPa・s以下が好ましく、20mPa・s以上1500mPa・s以下がより好ましく、30mPa・s以上1000mPa・s以下がさらに好ましく、30mPa・s以上800mPa・s以下がさらに好ましい。液状組成物中の粘度は、E型粘度計を用いて25℃で測定される。E型粘度計としては例えば東京計器株式会社製のE型粘度計(VISCONIC EMD)を用いることができる。その場合の測定条件は、25℃、コーンプレートのローターNO.43、回転数は粘度に応じた適切な回転数が選択され、1300mPa・S以上の粘度は5rpm、250mPa・S以上1300mPa・S未満の粘度は10rpm、25mPa・S以上250mPa・S未満の粘度は50rpm、25mPa・S未満の粘度は100rpmとする。
次に、図1~5を参照して、本実施形態に係る静電スプレー装置1の構成の概略について説明する。図1に示すように、静電スプレー装置1(以下、単に装置1と記載する。)は、本体側ハウジング11、カバー10およびカートリッジ2を有する。本体側ハウジング11は、絶縁性材料により形成されており、電池、モータ、高電圧発生器、制御装置および作動スイッチ12を収容する。本明細書において、絶縁性材料とは、体積固有抵抗率が例えば1014[Ω・cm]以上、好ましくは1016[Ω・cm]以上である非導電性の物質を指す。絶縁性材料として、合成樹脂等の有機材料、またはガラスもしくはセラミック等の無機材料を用いることができる。本体側ハウジング11は、把持部110を有する。把持部110は、使用者により把持されることが予定された円筒状の部分である。作動スイッチ12は、把持部110に配置されている。具体的には、作動スイッチ12は、装置1の使用のために使用者が把持部110を把持した際に、使用者の手指が接触する位置に配置されている。装置1の使用時に使用者の手指が接触することになる下記の作動スイッチ12が、導電性材料で形成されていることが、より好ましい。導電性材料としては、金属のほか、金属と樹脂の混合材料等が挙げられる。
カートリッジ2は、本体側ハウジング11に取り外し自在に装着される。図2~6に示すように、カートリッジ2は、装着部2A、ノズル2B、容器2Cおよび第1導電体6を有する。装着部2Aは、カートリッジ2を本体側ハウジング11に装着するものであり、また液体を収容する容器2Cをカートリッジ2として構成させるものである。なお、図2において第1導電体6の図示を省略している。図3におけるカートリッジ2の断面は、図4のIII-III視断面にほぼ相当する模式的な断面を示す。図2に示すように、容器2Cは、装着部2Aに装着される。容器2Cは、絶縁性材料により形成された薄層フィルム等のシートからなる扁平な袋状であり、液体を収容し、変形自在である。装着部2Aは、本体側ハウジング11の被装着部に取り外し自在に装着される。装着部2Aが本体側ハウジング11の被装着部に装着された状態で、容器2Cは、本体側ハウジング11の内部に収容される。装着部2Aは、カートリッジ側ハウジング20を有する。カートリッジ側ハウジング20は、絶縁性材料により形成されており、その内部には、収容凹部200が形成されている。収容凹部200に、第1電極部材5、第2電極部材3、ポンプカバー4およびポンプ8が収容される。なお、図3においてポンプ8の図示を省略している。
カートリッジ2のノズル2Bは、本体側ハウジング11の外面から突出する。ノズル2Bは、カートリッジ側ハウジング20と同じ材料によりカートリッジ側ハウジング20と一体的に形成されている。ノズル2Bの先端部24には、噴射口240が開口する。ポンプ8は、例えばギアポンプであり、容器2Cから液体を吸入し、ノズル2Bに向けて吐出する。第1電極部材5は、容器2Cからノズル2Bへ至る通路内に設けられた導電体であり、この通路を流れる液体に電荷を付与し、帯電させる。
カバー10は、絶縁性材料により形成されており、装置1に装着されたカートリッジ2を覆うように、本体側ハウジング11に設置される。カバー10と本体側ハウジング11との間に装着部2Aが保持される。カバー10は、装置1に装着されたカートリッジ2のノズル2Bを貫通させる孔100を有し、これにより、装置1にカートリッジ2を装着させた状態において、カバー10に設けられた孔100を貫通してノズル2Bが突出する。カバー10は、カートリッジ側ハウジング20の外面におけるノズル2Bの周囲を覆う。カバー10の内面102における孔100の周囲の部分により、カートリッジ2の装着部2Aが本体側ハウジング11に向けて押圧されうる。カバー10の内面102は、カートリッジ側ハウジング20側に向けられる面である。
電池は、モータおよび高電圧発生器に給電可能な電源として機能する。モータは、ポンプ8を駆動するため電動機である。モータの出力軸は、継手を介してポンプ8の駆動軸に接続される。高電圧発生器は、例えばトランスを有する。高電圧発生器の出力端子は、カートリッジ2の第1電極部材5の端子55と分離可能に接続される。高電圧発生器は、電池から直流電圧の供給を受けて直流の高電圧を発生し、上記出力端子および端子55を介して第1電極部材5に上記高電圧を印加可能な電圧源として機能する。高電圧発生器が印加する電圧は正電圧であってもよいし、負電圧であってもよい。把持部110にアース電極を設け、使用者の手に接触するようにアース電極を露出させてもよい。制御装置は、モータおよび高電圧発生器の作動状態を制御する。
作動スイッチ12は、電池と、高電圧発生器およびモータとの間の電気的な接続および遮断を、使用者の操作に応じて切り替えることが可能に設けられている。すなわち、作動スイッチ12は、装置1を作動させるためのスイッチとして機能する。例えば、作動スイッチ12が押されると、電池からモータ、高電圧発生器および制御装置へ給電される。これにより、図3において一点鎖線の矢印で示すように、液体が容器2Cから吸入され、ノズル2Bに供給されるとともに、第1電極部材5を介して液体に高電圧が印加される。帯電した液体は、第1電極部材5と対象物との間の電位差により、ノズル2Bの噴射口240から対象物へ向けて噴射される。噴射動作の操作性の観点から、作動スイッチ12は1つ備えられていることが好ましい。
静電スプレー法によって繊維の堆積物を形成する場合、静電スプレー装置1の電極に印加される電圧(紡糸電圧:電極と対象物との間の電位差に相当する。)は、液状組成物中を十分に帯電させる観点から、2kV以上であることが好ましく、5kV以上であること更に好ましく、8kV以上であることがより好ましく、10kV以上であることが一層好ましい。また、紡糸電圧は、電極と対象物との間の放電を防止する等の観点から、30kV以下であることが好ましく、25kV以下であることが更に好ましく、20kV以下であることがより好ましい。以上の観点から、紡糸電圧は、5kV以上30kV以下であることが好ましく、10kV以上25kV以下がより好ましい。
静電スプレー法によって繊維の堆積物を形成する場合、該繊維の断面形状は、好ましくは円形、または楕円形である。繊維の太さは、繊維の断面形状が円形の場合は直径、楕円形の場合は長径の長さであってよい。繊維の太さは、円相当直径で表した場合、10nm以上であることが好ましく、50nm以上であることが更に好ましい。また3000nm以下であることが好ましく、1000nm以下であることが更に好ましい。繊維の太さは、例えば以下の方法で測定することができる。すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM)によって、繊維を10000倍に拡大して観察し、その二次元画像から欠陥(繊維の塊、繊維の交差部分、液滴)を除く。その中から繊維を任意に10本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引き、繊維径を直接読み取ることで、繊維の太さを測定することができる。
また、被膜を形成する上記繊維の長さは、製造の原理上は無限長となるが、実際には、少なくとも繊維の太さの100倍以上の長さを有することが好ましい。例えば、形成される被膜は、好ましくは10μm以上の長さ、より好ましくは50μm以上の長さ、さらに好ましくは100μm以上の長さの繊維を含有することが好ましい。
次に、ノズル2Bについて説明する。図3に示すように、ノズル2Bは、外殻部22、通路部23および先端部24を有する。外殻部22の外面220は、カートリッジ側ハウジング20の外面のうちノズル2Bの側における平面状の部分201に接続する。ノズル2Bの内面の側で、先端部24は、通路部23を支持する。通路部23は、ノズル2Bの内部にある筒状部分である。通路部23の内周には、直線状の通路230が設けられている。先端部24には、噴射口240が開口する。噴射口240は、通路230に接続する。ノズル2Bの軸9は、通路230に沿って延びる。ノズル2Bの軸9に沿う方向を、ノズル2Bから液体が噴射される方向、すなわち液体の噴射方向とみなすことができる。
通路230は、先端部24へ向かうにつれて徐々に径が小さくなる先細り形状である。よって、先端部24へ向かうにつれて流路が絞られることで、噴射口240からの液体の噴射速度が大きくなり、より集中的に対象物に液体等が届くようになる。外殻部22の外面220は、先端部24へ向かうにつれて径が小さくなる先細り形状である。
次に、第1電極部材5について説明する。第1電極部材5は、導電性材料により形成されており、高電圧発生器から電圧が印加されることが可能な電極として機能する。本明細書において、導電性材料とは、体積固有抵抗率が例えば104[Ω・cm]以下、好ましくは102[Ω・cm]以下の物質を指す。導電性材料として、例えば、カーボンが配合された導電性の樹脂、または金属材料を用いることができる。第1電極部材5は、第1底部51、第1壁部52、針状電極53、容器接続部54および端子55を有する。針状電極53は、ベース電極として機能する。第1底部51は、ノズル2Bの軸9に対して直交する方向に広がる板状である。第1壁部52は、板状であり、第1底部51の外周側から、ノズル2Bの側に向かって突出する。
針状電極53は、針状またはピン状であり、第1底部51からノズル2Bの側に向かって突出する。針状電極53は、ノズル2Bの軸9に沿う方向、すなわちノズル2Bの内部の通路230に沿う方向に延びている。針状電極53の軸は、ノズル2Bの軸9と一致するかまたは重なる。針状電極53は、先細り形状であり、ノズル2Bの側に向かうにつれて径が小さくなる。針状電極53の先端530は、噴射の対象物に対向する。先端530を含む針状電極53の先端部は、線状であり、通路230の内部に設置される。
容器接続部54は、円筒状であり、第1底部51からノズル2Bと反対の側に向かって突出する。容器接続部54には、容器の口が接続される。容器接続部54の内周には、通路540が設けられている。通路540は、容器の内部に接続する。端子55は、針状またはピン状であり、第1底部51からノズル2Bと反対の側に向かって突出する。
次に、第2電極部材3について説明する。第2電極部材3は、導電性材料により形成されており、高電圧発生器から電圧が印加されることが可能な電極として機能する。第2電極部材3は、第2壁部31、第2底部32および筒状電極33を有する。第2底部32は、ノズル2Bの軸9に対して直交する方向に広がる板状であり、付加電極として機能する。第2壁部31は、板状であり、第2底部32の外周側から、ノズル2Bと反対の側に向かって突出する。第2壁部31の内周には、第1電極部材5の第1壁部52が嵌合する。これにより、第1電極部材5と第2電極部材3とが、互いに接触し、電気的に接続される。
筒状電極33は、円筒状またはシリンダ状であり、第2底部32から、ノズル2Bの側に向かって突出する。筒状電極33の軸は、ノズル2Bの軸9と一致するかまたは重なる。筒状電極33は、内側部分331および外側部分332を有する。内側部分331の内周には、ノズル2Bの通路部23のうち先端部24により支持される側と反対側の端部が嵌合する。外側部分332は、収容凹部200においてノズル2Bの外殻部22の内周面と接続する円筒状の部分に嵌合する。
次に、各部の位置関係について説明する。第1電極部材5の針状電極53は、筒状電極33の軸に沿って延びるように配置されている。針状電極53は、ノズル2Bの先端部24よりも第2電極部材3の第2底部32の側、より具体的には第1電極部材5の第1底部51の側に配置されている。また、針状電極53は、第2底部32に対して噴射口240の側に突出している。先端530に連続する針状電極53の先端部は、筒状電極33の内側部分331の内周側にある。先端530、内側部分331のうちノズル2Bの側の端、外側部分332のうちノズル2Bの側の端は、互いに、第2底部32に対して略同じ高さにある。
次に、ポンプ8について説明する。ポンプ8は、ポンプカバー4、駆動ギア81および従動ギア82(図6参照)を有する。図3に示すように、ポンプカバー4は、絶縁性材料により形成されており、板状の本体部と、この本体部からノズル2Bの側に突出する筒状部40とを有する。筒状部40の内周に通路400が設けられている。ポンプカバー4は、第2電極部材3の第2底部32に設置される。ポンプカバー4の外周側は、第2底部32と第1電極部材5の第1壁部52との間に挟まれ、保持される。通路400は、ノズル2Bの通路230に接続し、通路230の一部として機能する。針状電極53は、通路400を貫通する。
ポンプカバー4、第1電極部材5の第1底部51および第1壁部52により囲まれて、ポンプ収容室80が形成される。図6に示すように、ポンプ収容室80は、ギア収容部800、吸入通路801および吐出通路802を有する。吸入通路801の一端は容器接続部54の通路540に接続し、吸入通路801の他端はギア収容部800に接続する。吐出通路802の一端はギア収容部800に接続し、吐出通路802の他端は通路400(図3参照)に接続する。駆動ギア81および従動ギア82は、ギア収容部800に回転自在に収容され、互いに噛み合う。両ギア81,82の回転に伴い、図6において一点鎖線の矢印で示すように、液体が通路540から吸入され、通路400に向けて吐出される。
次に、第1導電体6について説明する。第1導電体6は、導電性材料により形成された薄膜状の部材であり、カートリッジ側ハウジング20の外面におけるノズル2Bの周りに配置されている。カートリッジ側ハウジング20の外面においてノズル2Bを囲む部分201は、ノズル2Bの軸9に対して直交する平面状である。第1導電体6は、部分201を覆う。第1導電体6は、ノズル2Bの軸9に対する径方向に沿って広がる面を有する。第1導電体6は、ノズル2Bの軸9の周り方向に延びる。第1導電体6は、軸9の周り方向における全範囲でつながった環状である。なお、第1導電体6は、その少なくとも一部が、軸9の周りに沿って配置されていればよく、一部が途切れた環状であってもよい。
第1導電体6を形成する導電性材料としては、アルミニウム、ステンレス等の金属や、金属と合成樹脂の混合材料等が挙げられる。第1導電体6の厚みは、0.1mm以上5mm以下であることが好ましい。
具体的には、図4に示すように、第1導電体6の内縁は円形である。図3に示すように、ノズル2Bの軸9に対する径方向において、第1導電体6の内縁は、筒状電極33の外側部分332から離れた位置にある。図4,5から明らかなように、第1導電体6の内縁は、外側部分332の外周面に沿う方向に延びる。第1導電体6(導電体)の少なくとも一部60(図4参照)は、ノズル2Bの軸9に対する径方向(液体の噴射方向に対し直交する方向)において、言い換えると軸9に沿う方向で見て、第2電極部材3の第2底部32(付加電極)と重なる。なお、第1導電体6の全部が、ノズル2Bの軸9に対する径方向において、第2電極部材3の第2底部32と重なる構成であっても良い。
図3に示すように、第1導電体6は、カートリッジ側ハウジング20の外面における部分201と、カバー10の内面102における孔100の周囲の部分との間に挟まれる。第1導電体6は、絶縁体であるカートリッジ側ハウジング20に支持されており、カートリッジ側ハウジング20の内部における電極部材3,5すなわち高電圧発生器の側と電気的に切り離されている。
第1導電体6は、第2電極部材3の第2底部32よりもノズル2Bの側または針状電極53の先端530の側であって、ノズル2Bの軸9に沿う方向において、針状電極53の先端530よりもわずかに第2底部32の側に配置されている。なお、第1導電体6は、軸9に沿う方向において、言い換えると軸9に対する径方向で見て、先端530と重なる位置に配置されてもよい。第1導電体6は、軸9に沿う方向において、第2電極部材3の筒状電極33のうち外側部分332の先端よりも、わずかに第2底部32の側に配置されている。なお、第1導電体6は、軸9に沿う方向において、外側部分332の先端と重なる位置に配置されてもよい。
次に、本実施形態に係る装置1の動作または利点について説明する。第1電極部材5の針状電極53および第2電極部材3の筒状電極33には、端子55等を介して、高電圧発生器から例えば正の高電圧が印加される。針状電極53および筒状電極33(正の電位)と、これらに対向する肌等の対象物(接地電位)との間には、高電位差の電場が生じうる。この電場における等電位面に対し直交する電気力線に沿って、例えば正に帯電した液体が進むと考えることができる。上記液体が液状組成物である場合には、繊維状になった溶質が上記電気力線に沿った方向に進むと考えることができる。
針状電極53は、通路400,230を通ってノズル2Bの噴射口240へ向かう液体に接触し、当該液体に電荷を付与して帯電させるための電極として機能する。針状電極53は、ノズル2Bの内部における液体の通路230に沿う方向に延びるように設置されている。よって、針状電極53の外周面が液体に接触することにより、液体を効率的に帯電させることができる。なお、針状電極53は、特許請求の範囲に記載されたベース電極に相当する。ベース電極は、電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、液体を帯電させる機能を有していればよく、その形状または寸法は、針状電極53の形状または寸法に限られない。
針状電極53の先端部は、ノズル2Bの噴射口240に対して通路230の内部の側にある。よって、針状電極53の先端530が使用者に接触することを防止し、使用者の保護の万全を図ることができる。また、針状電極53の先端530が通路230の内部にあることで、クーロン力または表面張力により噴射口240から対象物の側に盛り上がる液体の表面積が小さくなり、当該盛り上がる部分に電荷が集中する。よって、噴射される液体または繊維状の溶質(以下、液体等という。)の直進性が向上する。
筒状電極33は、ノズル2Bの軸9の周りに沿って配置されており、高電圧発生器から電圧が印加される。筒状電極33は、針状電極53の先端530の近傍における電場の状態を調整し、例えばコロナ放電を抑制するための電極として機能する。また、筒状電極33が帯びる電荷の符号(正)は、針状電極53が帯びる電荷の符号(正)と同じである。よって、針状電極53の先端530の近傍、具体的にはノズル2Bの噴射口240において、噴射される液体が、ノズル2Bの軸9に対する径方向外側へ広がり分散することが抑制される。よって、液体等の直進性が向上する。これにより、対象物における液体等の噴射範囲をより集中させることができる。筒状電極33は、針状電極53の先端部を囲む筒状である。よって、先端530の近傍における電場の状態をより効果的に調整できる。なお、筒状電極33は、円筒状に限らず、その軸に対し直交する断面が楕円または多角形等であってもよい。
第1電極部材5における第1底部51の少なくとも一部は、ポンプ収容室80を構成する。よって、部品点数を削減し、装置1のコンパクト化を図ることができる。第1電極部材5の容器接続部54および第1底部51は、容器から針状電極53へ至る液体の通路を構成しており、この通路を流れる液体に接触し、当該液体を帯電させるための電極として機能する。これにより、液体に電荷を効率よく蓄えることができ、また、液体中の電流の発生を抑制できる。また、第1底部51は、第2電極部材3の第2壁部31と電気的に接続されており、端子55の側から第2電極部材3の側へ電圧を供給するための導体としても機能する。
第2電極部材3の第2壁部31および第2底部32は、筒状電極33と電気的に接続されており、端子55の側から筒状電極33へ電圧を供給するための導体として機能する。なお、第2底部32は、特許請求の範囲に記載された付加電極に相当する。付加電極は、電圧源から電圧が印加されるものであればよく、その形状または寸法は、第2底部32の形状または寸法に限られない。
針状電極53の先端530は、第2電極部材3の第2底部32よりも液体の噴射側、すなわち対象物の側に配置されている。よって、先端530の側において第2底部32による電場の影響が抑制されるため、針状電極53が、より集中的に電荷を液体に付与することが容易である。
第2電極部材3の第2底部32(付加電極)よりも液体の噴射側、すなわち対象物の側に、第1導電体6が配置されている。よって、噴射される液体等の直進性を向上することができる。
すなわち、第1導電体6は、第2底部32に隣接する。第2底部32が帯電しているため、第1導電体6の表面が、静電誘導により帯電し、これにより比較的高い電位を持ちうる。例えば、第1導電体6において、第2底部32に隣接する部分の表面が、第2底部32と反対の符号(例えば負)の電荷によって帯電し、上記部分と反対側の表面が、第2底部32と同じ符号(正)の電荷によって帯電する。第1導電体6は、第2底部32よりも液体の噴射側、すなわち対象物の側にある。よって、対象物に対向する第1導電体6の表面に誘導される電荷の符号(正)が、第2底部32が帯びる電荷と同じ符号(正)、すなわち上記対象物に対向する針状電極53が帯びる電荷の符号(正)と同じになる。
よって、針状電極53の先端530の近傍、具体的にはノズル2Bの噴射口240において、噴射される液体が、ノズル2Bの軸9に対する径方向外側へ広がり分散することが抑制されるため、液体等の直進性が向上する。特に高湿度の環境下において有効である。また、対象物に対向する第1導電体6の表面が帯電することで、針状電極53から対象物までの電場が全体として整序され、電気力線が対象物のより狭い範囲に集中するようになる。これによっても、液体等の直進性が向上する。このように直進性が向上し、液体等の広がる範囲が絞られることで、装置1から対象物までの距離が短いときは、対象物における噴射範囲が小さくなり、密度が高くなる。装置1が静電紡糸装置である場合には、形成される被膜の密着性または均一性が向上する。上記距離が長いときは、より遠くまで液体等が届くようになる。装置1が静電紡糸装置である場合には、形成される繊維が対象物まで効率よく届く。
第1導電体6(導電体)の少なくとも一部60は、液体の噴射方向に対し直交する方向、例えばノズル2Bの軸に対する径方向において、第2底部32(付加電極)と重なる。言い換えると、針状電極53の先端530の側から見て、第1導電体6の一部60と、第2底部32とは、互いに重なるように配置されている。よって、液体の噴射方向における第1導電体6の両側の表面に、第2底部32によって電荷を効率よく誘導することができる。このため、第1導電体6による上記利点を効果的に得ることができる。
第2電極部材3の第2底部32の少なくとも一部は、液体の噴射方向に対し直交する方向、例えばノズル2Bの軸9に対する径方向に沿って広がる面を有する。よって、第2電極部材3が、第1電極部材5とともに、ポンプ収容室80を形成しやすい。また、液体の噴射方向に対し直交する方向において、言い換えると液体の噴射方向に沿う方向で見て、第2底部32が第1導電体6と重なる領域を増やすことが容易となり、第2底部32によって第1導電体6に電荷を効率よく誘導することができる。このため、第1導電体6による上記利点を効果的に得ることができる。
第1導電体6の少なくとも一部は、液体の噴射方向に対し直交する方向、例えばノズル2Bの軸9に対する径方向に沿って広がる面を有する。よって、帯電して対象物に対向する第1導電体6の表面の面積を大きくできるため、針状電極53から対象物までの電場を全体として整序する第1導電体6の上記機能を向上できる。
第1導電体6の少なくとも一部は、針状電極53(ベース電極)の先端部の周り、例えばノズル2Bの軸9の周りに沿って配置されている。よって、帯電した第1導電体6のうち上記先端部の周り方向における範囲、言い換えると針状電極53の先端部に対向する第1導電体6の範囲を大きくできる。このため、噴射される液体がノズル2Bの軸9に対する径方向外側へ広がることを抑制し、針状電極53から対象物までの電場を整序する、という第1導電体6の上記機能を向上できる。このような観点からは、第1導電体6が、針状電極53の先端部の周り方向における180度以上の範囲に配置されていることが好ましい。本実施形態の第1導電体6は、針状電極53の先端部を囲む環状である。より詳細には、第1導電体6は、針状電極53の先端部の周り方向における全範囲でつながった環状である。よって、上記先端部を囲む全範囲に第1導電体6の電荷が分布するため、第1導電体6の上記機能をより向上できる。例えば、装置1から対象物までの電場をより整序して、対象物における噴射範囲をより集中させることが容易となる。
装置1は、ハンドヘルドタイプであり、1つの装置1がノズル2Bを1つ有する。よって、装置1におけるノズル2Bが突出する外面101に沿う方向で、当該ノズル2Bに隣接する他のノズルが存在しない。言い換えると、ノズル2Bの軸9に対して直交する方向において、当該ノズル2Bに対応して設けられた第1導電体6に隣接する他の第1導電体6が存在しない。よって、複数の第1導電体6によりそれぞれ形成される電場同士が干渉することを回避できる。
第1導電体6は、ノズル2Bの先端部24よりも、第2電極部材3の第2底部32の側に、言い換えると対象物と反対の側に配置されている。よって、ノズル2Bから噴射される液体等が第1導電体6と干渉することを抑制できる。また、液体の噴射方向、例えばノズル2Bの軸9に沿う方向において、第1導電体6と第2底部32との間の距離が増大することが抑制される。このため、第2底部32によって第1導電体6の表面に電荷を効率よく誘導することができる。
より具体的には、第1導電体6は、液体の噴射方向、例えばノズル2Bの軸9に沿う方向において、針状電極53の先端530と重なる位置か、または先端530よりも第2底部32の側に配置されてよい。これにより、針状電極53による電場の形成作用が、第1導電体6の電荷によって弱められることを抑制できる。また、液体の噴射方向において、第1導電体6と第2底部32との間の距離が増大することがより抑制されるため、第2底部32によって第1導電体6の表面に電荷をより効率よく誘導することができる。なお、針状電極53による電場の形成作用が有意に弱められない限り、第1導電体6が、針状電極53の先端530よりも、ある程度、第2底部32から遠い側、すなわちノズル2Bの先端部24の側に配置されてもよい。
第1導電体6は、筒状電極33の周りに沿って配置されている。よって、筒状電極33により、第1導電体6の表面における電荷の誘導を促進することが可能である。第1導電体6の内縁は、筒状電極33の外側部分332よりも、ノズル2Bの軸9に対する径方向における外側にある。言い換えると、筒状電極33の先端側から見て、第1導電体6は、筒状電極33の先端と重ならないように配置されている。よって、第1導電体6の上記機能と、筒状電極33の上記機能とが、互いに干渉して弱められることを抑制できる。第1導電体6は、筒状電極33の軸に沿う方向において、筒状電極33の先端と重なる位置か、または筒状電極33の先端よりも第2底部32の側に配置されてよい。これにより、筒状電極33によって、第1導電体6の表面における電荷の誘導をより効果的に促進可能である。
第1導電体6は、第2電極部材3および第1電極部材5、具体的には第2底部32(付加電極)および針状電極53(ベース電極)から電気的に切り離されており、静電誘導によって帯電する。よって、第1導電体6が過度に高電圧とならず、また、仮に人が触れても第1導電体6から人に継続的に電流が流れないため、より有利である。特に、装置1は、ハンドヘルドタイプであり、アースをとりにくいため、使用者に対する絶縁性を向上できることは利点となる。また、第1導電体6の表面を帯電させるために第1導電体6と電極部材3,5とを接続する導体を別途設ける必要がない。このため、第1導電体6のレイアウト自由度が高く、または、装置1の構成を簡素化することができる。
第1導電体6は、絶縁性材料により形成されたカートリッジ側ハウジング20等に配置されることで、絶縁体によって支持されている。よって、第1導電体6と電極部材3,5との電気的接続を絶縁体により抑制できるため、第1導電体6をより確実に電極部材3,5から電気的に切り離すことが容易である。なお、このような観点からは、第1導電体6の一部または全部が、例えばインサート成型により、絶縁体に埋め込まれていてもよい。
本実施形態において、上記絶縁体は、カートリッジ側ハウジング20である。具体的には、第1導電体6は、カートリッジ側ハウジング20の外面における部分201に設けられている。よって、第1導電体6と電極部材3,5との間にカートリッジ側ハウジング20が介在することで、第1導電体6と電極部材3,5との電気的接続を抑制することができる。なお、このような観点からは、第1導電体6の一部または全部が、カートリッジ側ハウジング20の内部に埋め込まれていてもよい。
<第2の実施形態>
次に、図7,8を参照して、第2の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、図7,8を参照して、第2の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態のカートリッジ2には第1導電体6が設けられていない。本実施形態の装置1は、カバー10の外面101に第2導電体7を有する。第2導電体7は、導電性材料により形成された薄膜状の部材であり、カバー10の外面101における孔100の周囲の部分に設置されている。第2導電体7は、ノズル2Bの軸9に対する径方向に沿って広がる面を有する。この面は、ノズル2Bとともに、噴射の対象物に対向する。第2導電体7は、ノズル2Bの軸9の周り方向に延び、孔100の周囲を取り囲む。第2導電体7は、軸9の周り方向における全範囲でつながった環状である。なお、第2導電体7は、その少なくとも一部が、軸9の周りに沿って配置されていればよく、一部が途切れた環状であってもよい。
具体的には、図8に示すように、第2導電体7の内縁および外縁はともに円形である。図7に示すように、ノズル2Bの軸9に対する径方向において、第2導電体7の内縁は、筒状電極33の外側部分332から離れた位置にある。第2導電体7の内縁は、外側部分332の外周面に沿う方向に延びる。第2導電体7(導電体)の少なくとも一部は、ノズル2Bの軸9に対する径方向(液体の噴射方向に対し直交する方向)において、言い換えると軸9に沿う方向で見て、第2電極部材3の第2底部32(付加電極)と重なる。第2導電体7は、軸9に沿う方向において、針状電極53の先端530および筒状電極33の先端によりもノズル2Bの先端部24の側に配置されている。なお、第2導電体7の全部が、ノズル2Bの軸9に対する径方向において、第2電極部材3の第2底部32と重なる構成であっても良い。
このように、第2底部32よりも液体の噴射側、すなわち対象物の側に、第2導電体7が配置されている。よって、第1導電体6と同様、静電誘導により第2導電体7の表面が帯電する。対象物に対向する第2導電体7の表面に誘導される電荷の符号(正)が、第2底部32が帯びる電荷と同じ符号(正)、すなわち上記対象物に対向する針状電極53が帯びる電荷の符号(正)と同じになる。これにより、噴射される液体等の直進性を向上することができる。
第2導電体7は、絶縁体であるカバー10に支持されており、カートリッジ側ハウジング20の内部における電極部材3,5すなわち高電圧発生器の側と電気的に切り離されている。具体的には、第2導電体7は、カバー10の外面101に設けられている。よって、第2導電体7と電極部材3,5との間にカバー10が介在することで、第2導電体7と電極部材3,5との電気的接続を抑制することができる。なお、このような観点からは、第2導電体7の一部または全部が、カバー10の内部に埋め込まれていてもよい。この場合、第2導電体7がカバー10の外面101に露出しないように埋め込まれていれば、使用者の手が第2導電体7に接触することも抑制しうる。よって、第2導電体7の電荷が使用者の手にリークして第2導電体7の機能が低下することを防止できる。なお、対象物に対向する第2導電体7の表面をカバー10以外の絶縁体で覆ってもよい。
第2導電体7は、カバー10に設けられているため、第2導電体7の面の大きさや形状の自由度が高い。これにより、装置1から対象物までの電場をより細かく調整可能である。例えば、ノズル2Bの軸9に対する径方向において、カートリッジ側ハウジング20の外縁よりも外側まで第2導電体7を設けることができる。
その他、第1導電体6と同様の第2導電体7の構成により、第1導電体6による利点と同様の利点が得られる。
<第3の実施形態>
次に、図3を参照して、第3の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、図3を参照して、第3の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の第1導電体6は、カバー10の内面102に載置されている。つまり、第1導電体6は、絶縁体であるカバー10に支持されている。第1導電体6は、カバー10の内面102における孔100の周囲の部分に設置されている。
第1の実施形態と同じく、第1導電体6と電極部材3,5との間に、絶縁体であるカートリッジ側ハウジング20が介在する。よって、第1導電体6と電極部材3,5との電気的接続を抑制することができる。なお、このような観点からは、第1導電体6の一部または全部が、カバー10の内部に埋め込まれていてもよい。
第2の実施形態と同じく、第1導電体6は、カバー10に設けられているため、第1導電体6の面の大きさや形状の自由度が高い。例えば、ノズル2Bの軸9に対する径方向において、カートリッジ側ハウジング20の外縁よりも外側まで第1導電体6を設けることも可能である。
<第4の実施形態>
次に、図9を参照して、第4の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、図9を参照して、第4の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の装置1は、第1導電体6および第2導電体7を有する。第2導電体7は、第2の実施形態と同じく、カバー10の外面101に設置されている。第1導電体6は、第1の実施形態と同じく、カートリッジ側ハウジング20の外面における部分201に設置されている。したがって、カバー10に対して、第1導電体6は内面側に、第2導電体7は外面側に位置している。第2導電体7は、第1導電体6よりもノズル2Bの先端部24の側に配置されている。第2導電体7の一部は、ノズル2Bの軸9に対する径方向において第1導電体6と重なる。第2導電体7の外径は、第1導電体6の外径よりも大きく形成されている。また、第1導電体6の内縁の内径(d1)は、第2導電体7の内縁の内径(d2)よりも小さく形成されている。
このように、第2導電体7は、第1導電体6に隣接する。第1の実施形態と同じく、静電誘導により第1導電体6の表面が帯電する。このため、第2導電体7の表面も連鎖的に静電誘導により帯電する。例えば、第2導電体7において、第1導電体6に隣接する部分の表面が、当該隣接する第1導電体6の表面と反対の符号(負)の電荷によって帯電し、上記部分と反対側の表面が、上記隣接する第1導電体6の表面と同じ符号(正)の電荷によって帯電する。第2導電体7は、第1導電体6よりも液体の噴射側、すなわち対象物の側にある。よって、対象物に対向する第2導電体7の表面に誘導される電荷の符号(正)が、上記対象物に対向する針状電極53が帯びる電荷の符号(正)と同じになる。したがって、第1の実施形態における第1導電体6による利点と、第2の実施形態における第2導電体7による利点とを、重畳して得ることができる。
なお、このような観点からは、導電体の数は2に限らず、3以上であってもよい。一番外側にある導電体は、対象物に最も近い位置にあるため、針状電極53から対象物までの電場を整序する等の上記機能を効果的に発揮可能である。一番外側の導電体と第2底部32とに挟まれた位置にある導電体が、上記のような静電誘導の連鎖を中継することで、一番外側の導電体の表面における電荷が誘導される。よって、このような中継をする導電体がない場合に比べ、より効率的に多くの電荷を、一番外側の導電体の表面に誘導可能である。また、一番外側の導電体の表面を帯電させるために当該導電体と他の導電体とを接続する導体を別途設ける必要がない。このため、一番外側の導電体のレイアウト自由度が高く、または、装置1の構成を簡素化することができる。
第1導電体6と第2導電体7とは、液体の噴射方向に対し直交する方向、例えばノズル2Bの軸9に対する径方向において互いに重なる。言い換えると、針状電極53の先端530の側から見て、両導電体6,7は、少なくとも部分的に、互いに重なるように配置されている。よって、液体の噴射方向、例えばノズル2Bの軸9に沿う方向における第2導電体7の両側の表面に、第1導電体6によって電荷を効率よく誘導することができる。
第1導電体6と第2導電体7との間に、絶縁体であるカバー10が介在しており、導電体6,7は、互いに電気的に切り離されている。よって、両導電体6,7における静電誘導を円滑に実現し、両導電体6,7の表面に電荷を効果的に誘導することができる。
<第5の実施形態>
次に、図9を参照して、第5の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第4の実施形態と共通する構成については、第4の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、図9を参照して、第5の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第4の実施形態と共通する構成については、第4の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の第1導電体6は、第3の実施形態と同じく、カバー10の内面102に設置されている。
<第6の実施形態>
次に、図10,11を参照して、第6の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第5の実施形態と共通する構成については、第5の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、図10,11を参照して、第6の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第5の実施形態と共通する構成については、第5の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の第1導電体6は、カバー10の内面102に設置されている。第1導電体6には、4つの突起61が設けられている。これらの突起61は、第1導電体6の周方向で互いに等間隔に配置されている。なお、図10において、第1導電体6を含むカバー10の断面については、図11の突起61の部位を通る断面を示す。各突起61は、第1導電体6の面に対して凸のドーム状であり、カバー10の内面102の側からカートリッジ側ハウジング20の側に向かって突出している。突起61は、第1導電体6と一体に、導電性材料によって形成されている。第1導電体6が金属片から形成されている場合、突起61は、例えばプレス加工により形成されてよい。
突起61は、カートリッジ側ハウジング20の外面のうち平面状の部分201に当接し、カートリッジ2の装着部2Aを本体側ハウジング11に向けて押圧する。カバー10が本体側ハウジング11に装着されると、多少のガタがある場合であっても、複数の突起61のうち少なくとも一部が、装着部2Aを本体側ハウジング11に向けて押圧しうる。このため、より確実に、カートリッジ2の端子55を高電圧発生器の出力端子に接続し、または、ポンプ8の駆動軸をモータの出力軸に接続することができる。また、第1導電体6のうち突起61が第2底部32に近づいて配置されるため、突起61を介して、第1導電体6に電荷をより確実に誘導することができる。このため、第1導電体6による上記利点を安定的に得ることができる。なお、突起61の数または配置は、適宜変更可能である。
<第7の実施形態>
次に、図12を参照して、第7の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第4の実施形態と共通する構成については、第4の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、図12を参照して、第7の実施形態に係る静電スプレー装置1について説明する。第4の実施形態と共通する構成については、第4の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の装置1は、筒状電極33を有しない。第2電極部材3の第2底部32は、筒状電極33へ電圧を供給する機能を有しておらず、専ら第1導電体6の表面に電荷を誘導する機能を有する。このため、第2底部32によって、より効率的に、第1導電体6の表面に電荷が誘導されうる。なお、第5の実施形態と同様、第1導電体6がカバー10の内面102に設置されていてもよい。また、第1~第6の実施形態の装置1において、本実施形態と同様、筒状電極33を省略してもよい。
<比較実験>
本発明者は、比較例、および上記実施形態の静電スプレー装置1としての静電紡糸装置を用いて、噴射される繊維の直進性についての比較実験を行った。比較例は、第1導電体6を備えない点を除き、第1の実施形態と同じ構成を備えた装置である。各実験では、噴射される繊維が対象物を覆うことで形成される被膜の範囲を計測した。被膜の形状を楕円とみなし、その長半径×短半径×円周率により被膜の面積S(mm2)を求めた。以下、第1導電体6の内縁の直径を内径d1(mm)とする。第2導電体7の内縁の直径を内径d2(mm)とする。各導電体は、厚み0.5mmのアルミテープを用いた。紡糸用の液体は、エタノール87.6質量%、ポリビニルブチラール(積水化学工業(株)社製:商品名S-LEC BM-1)12.0質量%、イオン交換水0.4質量%の混合溶液を用いた。
本発明者は、比較例、および上記実施形態の静電スプレー装置1としての静電紡糸装置を用いて、噴射される繊維の直進性についての比較実験を行った。比較例は、第1導電体6を備えない点を除き、第1の実施形態と同じ構成を備えた装置である。各実験では、噴射される繊維が対象物を覆うことで形成される被膜の範囲を計測した。被膜の形状を楕円とみなし、その長半径×短半径×円周率により被膜の面積S(mm2)を求めた。以下、第1導電体6の内縁の直径を内径d1(mm)とする。第2導電体7の内縁の直径を内径d2(mm)とする。各導電体は、厚み0.5mmのアルミテープを用いた。紡糸用の液体は、エタノール87.6質量%、ポリビニルブチラール(積水化学工業(株)社製:商品名S-LEC BM-1)12.0質量%、イオン交換水0.4質量%の混合溶液を用いた。
[実験1]
対象物:アルミ箔
対象物までの距離:100mm
環境の温度:24℃
環境の相対湿度:40%RH
電圧:14.5kV
液状組成物の流量(吐出量):0.05ml/min
噴射時間:1min
対象物:アルミ箔
対象物までの距離:100mm
環境の温度:24℃
環境の相対湿度:40%RH
電圧:14.5kV
液状組成物の流量(吐出量):0.05ml/min
噴射時間:1min
比較例の面積Sは3829だった。第1の実施形態の装置1(図3)において、内径d1を14~18の範囲で変えたところ、d1=14~16では面積Sは2376で変わらず、d1=18では面積Sは3572となった。第2の実施形態の装置1(図7)において、内径d2を16~20の範囲で変えたところ、面積Sは3318で変わらなかった。第4の実施形態の装置1(図9)において、内径d2を16とし、内径d1を14~18の範囲で変えたところ、d1=14~16では面積Sは2376で変わらず、d1=18では面積Sは1964となった。内径d2を20とし、内径d1を14~18の範囲で変えたところ、d1=14およびd1=18では面積Sは1964となり、d1=16では面積Sは2828となった。
[実験2]
対象物:アルミ箔
対象物までの距離:120mm
環境の温度:30℃
環境の相対湿度:85%RH
電圧:14.5kV
液状組成物の流量(吐出量):0.05ml/min
噴射時間:1min
対象物:アルミ箔
対象物までの距離:120mm
環境の温度:30℃
環境の相対湿度:85%RH
電圧:14.5kV
液状組成物の流量(吐出量):0.05ml/min
噴射時間:1min
比較例の面積Sは2649だった。第2の実施形態の装置(図7)において、内径d2が20の第2導電体7を用いたところ、面積Sは2355となった。第5の実施形態の装置(図9)において、内径d1が14の第1導電体6、および内径d2が20の第2導電体7を用いたところ、面積Sは1766となった。
[実験3]
対象物:人の手の甲
対象物までの距離:120mm
環境の温度:30℃
環境の相対湿度:85%RH
電圧:14.5kV
液状組成物の流量(吐出量):0.05ml/min
噴射時間:1min
対象物:人の手の甲
対象物までの距離:120mm
環境の温度:30℃
環境の相対湿度:85%RH
電圧:14.5kV
液状組成物の流量(吐出量):0.05ml/min
噴射時間:1min
比較例の面積Sは3297、手の甲における堆積状態は不均一であった。第4の実施形態の装置(図9)において、内径d1が14の第1導電体6、および内径d2が20の第2導電体7を用いたところ、面積Sは1570、手の甲における堆積状態は均一であった。
[考察]
上記の実験1~3から、各実施形態の装置1のほうが、比較例よりも、総じて面積Sが小さいこと、言い換えると、対象物における噴射範囲が小さく、密度が高いことがわかる。よって、装置1が第1導電体6または第2導電体7を備えることで、繊維の直進性が向上すること、これにより繊維が対象物まで効率よく届き、形成される被膜の密着性または均一性が向上することがわかる。
上記の実験1~3から、各実施形態の装置1のほうが、比較例よりも、総じて面積Sが小さいこと、言い換えると、対象物における噴射範囲が小さく、密度が高いことがわかる。よって、装置1が第1導電体6または第2導電体7を備えることで、繊維の直進性が向上すること、これにより繊維が対象物まで効率よく届き、形成される被膜の密着性または均一性が向上することがわかる。
実験1から、第1の実施形態の装置1(図3)のほうが、第2の実施形態の装置1(図7)よりも、面積Sを小さくできる場合があることがわかる。このことから、導電体と第2底部32との間の距離が小さいほうが、導電体の表面に電荷をより効率よく誘導することができるため有利である、ということが示唆される。または、導電体が、針状電極53の先端530と重なる位置か、もしくは先端530よりも第2底部32の側に配置されているほうが、針状電極53による電場の形成作用が導電体の電荷によって弱められないため有利である、ということが示唆される。
実験1から、第4の実施形態の装置1(図9)のほうが、第1の実施形態の装置1(図3)および第2の実施形態の装置1(図7)よりも、面積Sを小さくできる場合があることがわかる。実験2から、第5の実施形態の装置1(図9)のほうが、第2の実施形態の装置1(図7)よりも、面積Sを小さくできる場合があることがわかる。これらのことから、複数の導電体を備えることで、より効率的に多くの電荷を一番外側の導電体の表面に誘導できるため有利である、ということが示唆される。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、導電体と電極部材との間、または複数の導電体同士の間に、ハウジングまたはカバー等の絶縁体が介在せず、単に隙間(空気)が介在することで、これらが電気的に切り離され、分離されていてもよい。
上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の静電スプレー装置、カートリッジおよびカバーを開示する。
<1>
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置であって、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、静電スプレー装置。
<2>
前記導電体が、前記ベース電極の前記先端部の周りに沿って配置された、前記<1>に記載の静電スプレー装置。
<3>
前記導電体の少なくとも一部は、前記液体の噴射方向に対し直交する方向に沿って広がる面を有する、前記<1>または<2>に記載の静電スプレー装置。
<4>
カートリッジをさらに備え、前記カートリッジは、前記ベース電極および前記付加電極を収容する絶縁体であるカートリッジ側ハウジングを有し、前記導電体が、前記カートリッジ側ハウジングの外面に設けられた、前記<1>~<3>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<5>
前記カートリッジが、ノズルをさらに有し、前記導電体が、前記ノズルの先端部よりも前記付加電極側に、前記ノズルの周りに沿って配置された、前記<4>に記載の静電スプレー装置。
<6>
電圧源を収容する本体側ハウジングと、前記本体側ハウジングの外面から突出するノズルと、前記本体側ハウジングの外面における前記ノズルの周囲を覆う絶縁体であるカバーと、をさらに備え、前記導電体が、前記カバーの外面または内面に設けられた、前記<1>~<5>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<7>
2以上の前記導電体が、互いに電気的に切り離され、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において互いに重なるように配置された、前記<1>~<6>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<8>
前記電圧源から電圧が印加され、前記ベース電極の前記先端部を囲む筒状電極をさらに備え、前記導電体が、前記筒状電極の周りに沿って配置された、前記<1>~<7>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<1>
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置であって、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、静電スプレー装置。
<2>
前記導電体が、前記ベース電極の前記先端部の周りに沿って配置された、前記<1>に記載の静電スプレー装置。
<3>
前記導電体の少なくとも一部は、前記液体の噴射方向に対し直交する方向に沿って広がる面を有する、前記<1>または<2>に記載の静電スプレー装置。
<4>
カートリッジをさらに備え、前記カートリッジは、前記ベース電極および前記付加電極を収容する絶縁体であるカートリッジ側ハウジングを有し、前記導電体が、前記カートリッジ側ハウジングの外面に設けられた、前記<1>~<3>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<5>
前記カートリッジが、ノズルをさらに有し、前記導電体が、前記ノズルの先端部よりも前記付加電極側に、前記ノズルの周りに沿って配置された、前記<4>に記載の静電スプレー装置。
<6>
電圧源を収容する本体側ハウジングと、前記本体側ハウジングの外面から突出するノズルと、前記本体側ハウジングの外面における前記ノズルの周囲を覆う絶縁体であるカバーと、をさらに備え、前記導電体が、前記カバーの外面または内面に設けられた、前記<1>~<5>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<7>
2以上の前記導電体が、互いに電気的に切り離され、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において互いに重なるように配置された、前記<1>~<6>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<8>
前記電圧源から電圧が印加され、前記ベース電極の前記先端部を囲む筒状電極をさらに備え、前記導電体が、前記筒状電極の周りに沿って配置された、前記<1>~<7>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<9>
前記液体は、繊維形成の可能な高分子化合物が溶媒に溶解した溶液である、前記<1>~<8>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<10>
静電スプレー法によって対象物の表面に繊維の堆積物を形成する、前記<1>~<9>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<11>
本体側ハウジング、カバーおよびカートリッジを有し、前記本体側ハウジングは、絶縁性材料により形成されている、前記<1>~<10>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<12>
前記ベース電極は、液体を収容する容器からノズルへ至る通路内に設けられている、前記<1>~<11>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<13>
第1底部、第1壁部、針状電極、容器接続部および端子を有する第1電極部材を備え、前記針状電極は、前記ベース電極として機能する、前記<1>~<12>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<14>
前記付加電極(第2底部)の少なくとも一部は、液体の噴射方向に対し直交する方向に沿って広がる面を有する、前記<1>~<13>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<15>
前記付加電極(第2底部)から、ノズルの側に向かって突出する筒状電極を備える、前記<1>~<14>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<16>
導電性材料により形成された第2電極部材を有し、前記第2電極部材は、第2壁部、第2底部および筒状電極を有し、前記第2底部は、前記付加電極として機能する、前記<1>~<15>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<17>
前記導電体は、導電性材料により形成された薄膜状の部材である、前記<1>~<16>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<18>
前記導電体は、ノズルの軸の周り方向に環状に形成されている、前記<1>~<17>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<19>
前記導電体は、前記ベース電極の前記先端部の周り方向における180度以上の範囲に配置されている、前記<1>~<18>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<20>
前記導電体は、液体の噴射方向に沿う方向において、前記ベース電極の先端と重なる位置か、または該先端よりも前記付加電極側に配置されている、前記<1>~<19>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<21>
前記導電体は、絶縁体によって支持されている、前記<1>~<20>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<22>
前記導電体は、第1導電体と、前記第1導電体よりもノズルの先端部側に配置されている第2導電体とを有し、前記第2導電体の外径は、前記第1導電体の外径よりも大きく形成されている、前記<1>~<21>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<23>
前記導電体は、第1導電体と、前記第1導電体よりもノズルの先端部側に配置されている第2導電体とを有し、前記第1導電体の内縁の内径は、前記第2導電体の内縁の内径よりも小さく形成されている、前記<1>~<22>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
前記液体は、繊維形成の可能な高分子化合物が溶媒に溶解した溶液である、前記<1>~<8>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<10>
静電スプレー法によって対象物の表面に繊維の堆積物を形成する、前記<1>~<9>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<11>
本体側ハウジング、カバーおよびカートリッジを有し、前記本体側ハウジングは、絶縁性材料により形成されている、前記<1>~<10>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<12>
前記ベース電極は、液体を収容する容器からノズルへ至る通路内に設けられている、前記<1>~<11>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<13>
第1底部、第1壁部、針状電極、容器接続部および端子を有する第1電極部材を備え、前記針状電極は、前記ベース電極として機能する、前記<1>~<12>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<14>
前記付加電極(第2底部)の少なくとも一部は、液体の噴射方向に対し直交する方向に沿って広がる面を有する、前記<1>~<13>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<15>
前記付加電極(第2底部)から、ノズルの側に向かって突出する筒状電極を備える、前記<1>~<14>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<16>
導電性材料により形成された第2電極部材を有し、前記第2電極部材は、第2壁部、第2底部および筒状電極を有し、前記第2底部は、前記付加電極として機能する、前記<1>~<15>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<17>
前記導電体は、導電性材料により形成された薄膜状の部材である、前記<1>~<16>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<18>
前記導電体は、ノズルの軸の周り方向に環状に形成されている、前記<1>~<17>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<19>
前記導電体は、前記ベース電極の前記先端部の周り方向における180度以上の範囲に配置されている、前記<1>~<18>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<20>
前記導電体は、液体の噴射方向に沿う方向において、前記ベース電極の先端と重なる位置か、または該先端よりも前記付加電極側に配置されている、前記<1>~<19>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<21>
前記導電体は、絶縁体によって支持されている、前記<1>~<20>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<22>
前記導電体は、第1導電体と、前記第1導電体よりもノズルの先端部側に配置されている第2導電体とを有し、前記第2導電体の外径は、前記第1導電体の外径よりも大きく形成されている、前記<1>~<21>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<23>
前記導電体は、第1導電体と、前記第1導電体よりもノズルの先端部側に配置されている第2導電体とを有し、前記第1導電体の内縁の内径は、前記第2導電体の内縁の内径よりも小さく形成されている、前記<1>~<22>のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
<24>
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカートリッジであって、電圧源から電圧が印加されることが可能であり、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、電圧源から電圧が印加されることが可能な付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カートリッジ。
<25>
装着部、ノズルおよび液体を収容する容器を有する、前記<24>に記載のカートリッジ。
<26>
前記ベース電極および前記付加電極を収容する絶縁体であるカートリッジ側ハウジングを有し、前記導電体が、前記カートリッジ側ハウジングの外面に設けられた、前記<24>又は<25>に記載のカートリッジ。
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカートリッジであって、電圧源から電圧が印加されることが可能であり、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、電圧源から電圧が印加されることが可能な付加電極と、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、を備え、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カートリッジ。
<25>
装着部、ノズルおよび液体を収容する容器を有する、前記<24>に記載のカートリッジ。
<26>
前記ベース電極および前記付加電極を収容する絶縁体であるカートリッジ側ハウジングを有し、前記導電体が、前記カートリッジ側ハウジングの外面に設けられた、前記<24>又は<25>に記載のカートリッジ。
<27>
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカバーであって、前記静電スプレー装置の本体は、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、を備え、前記カバーは、前記本体に着脱可能であり、導電体を備え、前記カバーが前記本体に装着された状態で、前記導電体が、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置され、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カバー。
<28>
絶縁性材料により形成されている、前記<27>に記載のカバー。
<29>
前記静電スプレー装置に装着されたカートリッジのノズルを貫通させる孔を有する、前記<27>又は<28>に記載のカバー。
<30>
前記導電体は、前記孔の周囲に設置されている、前記<29>に記載のカバー。
<31>
前記導電体は、カバーの外面に設置されている、前記<27>~<30>のいずれか1項に記載のカバー。
<32>
前記導電体は、カバーの内面に設置されている、前記<27>~<31>のいずれか1項に記載のカバー。
使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカバーであって、前記静電スプレー装置の本体は、電圧源と、前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、を備え、前記カバーは、前記本体に着脱可能であり、導電体を備え、前記カバーが前記本体に装着された状態で、前記導電体が、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置され、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カバー。
<28>
絶縁性材料により形成されている、前記<27>に記載のカバー。
<29>
前記静電スプレー装置に装着されたカートリッジのノズルを貫通させる孔を有する、前記<27>又は<28>に記載のカバー。
<30>
前記導電体は、前記孔の周囲に設置されている、前記<29>に記載のカバー。
<31>
前記導電体は、カバーの外面に設置されている、前記<27>~<30>のいずれか1項に記載のカバー。
<32>
前記導電体は、カバーの内面に設置されている、前記<27>~<31>のいずれか1項に記載のカバー。
1 静電スプレー装置
10 カバー
101 外面
102 内面
11 本体側ハウジング
2 カートリッジ
2B ノズル
20 カートリッジ側ハウジング
32 第2底部(付加電極)
33 筒状電極
53 針状電極(ベース電極)
6 第1導電体
7 第2導電体
10 カバー
101 外面
102 内面
11 本体側ハウジング
2 カートリッジ
2B ノズル
20 カートリッジ側ハウジング
32 第2底部(付加電極)
33 筒状電極
53 針状電極(ベース電極)
6 第1導電体
7 第2導電体
Claims (10)
- 使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置であって、
電圧源と、
前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、
前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、
前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、
を備え、
前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、静電スプレー装置。 - 前記導電体が、前記ベース電極の前記先端部の周りに沿って配置された、請求項1に記載の静電スプレー装置。
- 前記導電体の少なくとも一部は、前記液体の噴射方向に対し直交する方向に沿って広がる面を有する、請求項1または2に記載の静電スプレー装置。
- カートリッジをさらに備え、
前記カートリッジは、前記ベース電極および前記付加電極を収容する絶縁体であるカートリッジ側ハウジングを有し、
前記導電体が、前記カートリッジ側ハウジングの外面に設けられた、請求項1~3のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。 - 前記カートリッジが、ノズルをさらに有し、
前記導電体が、前記ノズルの先端部よりも前記付加電極側に、前記ノズルの周りに沿って配置された、請求項4に記載の静電スプレー装置。 - 電圧源を収容する本体側ハウジングと、
前記本体側ハウジングの外面から突出するノズルと、
前記本体側ハウジングの外面における前記ノズルの周囲を覆う絶縁体であるカバーと、
をさらに備え、
前記導電体が、前記カバーの外面または内面に設けられた、請求項1~5のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。 - 2以上の前記導電体が、互いに電気的に切り離され、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において互いに重なるように配置された、請求項1~6のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。
- 前記電圧源から電圧が印加され、前記ベース電極の前記先端部を囲む筒状電極をさらに備え、
前記導電体が、前記筒状電極の周りに沿って配置された、請求項1~7のいずれか1項に記載の静電スプレー装置。 - 使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカートリッジであって、
電圧源から電圧が印加されることが可能であり、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、
電圧源から電圧が印加されることが可能な付加電極と、
前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置された導電体と、
を備え、
前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カートリッジ。 - 使用者が手で保持しうる形状または大きさを有するハンドヘルドタイプであり、帯電した液体を噴射する静電スプレー装置のカバーであって、
前記静電スプレー装置の本体は、
電圧源と、
前記電圧源から電圧が印加され、線状の先端部を有し、前記液体を帯電させるためのベース電極と、
前記電圧源から電圧が印加される付加電極と、
を備え、
前記カバーは、
前記本体に着脱可能であり、
導電体を備え、
前記カバーが前記本体に装着された状態で、前記導電体が、前記付加電極よりも前記液体の噴射側に配置され、前記ベース電極および前記付加電極から電気的に切り離されており、前記導電体の少なくとも一部が、前記液体の噴射方向に対し直交する方向において前記付加電極と重なる、カバー。
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