JP2019500513A - 高分子溶液または融液のエレクトロスピニングによって高分子ナノファイバーを製造する方法、方法を実行するための紡糸電極、および少なくとも1つのこのような紡糸電極を備えた高分子ナノファイバーを製造する装置 - Google Patents
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Claims (20)
- その上面(3)で終端する高分子溶液または高分子融液の入口パイプ(2)を含む、前記高分子溶液または融液のエレクトロスピニングによって高分子ナノファイバーを製造するための紡糸電極(1)であって、
前記紡糸電極の前記上面の前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の口部(20)の少なくとも一部の周りには、前記口部(20)の下方で下向きに丸みを帯びた紡糸面(4)が形成され、これにより、前記紡糸面(4)は、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の外面に形成された下向き配向の捕集面(6)として続くことを特徴とする、紡糸電極(1)。 - 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の壁は前記入口パイプ(2)の前記口部(20)に向かって外向きに延在し、これにより、前記紡糸電極(1)の前記壁の延長部にある前記口部(20)の少なくとも一部の周りには、前記口部(20)の下方で下向きに丸みを帯びた紡糸面(4)が形成され、これにより、前記紡糸面(4)は、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の外面に形成された下向き配向の捕集面(6)として続くことを特徴とする、請求項1に記載の紡糸電極(1)。
- 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記口部(20)と前記紡糸面(4)との間には、前記口部(20)の上方で上向きにまたは前記口部(20)の下方で下向きに配向された、平坦な、傾斜した、丸みを帯びた、または尖頭状の搬送面(5)が形成され、これにより、前記搬送面(5)は前記紡糸面(4)として続くことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の紡糸電極(1)。
- 前記紡糸面(4)の下方の前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の少なくとも一部は、その全周に沿ってカバー(7)によって覆われており、これにより、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の外面と前記カバー(7)の内面との間には、前記高分子溶液または融液を捕集および回収するための間隙(72)が形成されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の紡糸電極(1)。
- 前記紡糸電極(1)は、前記高分子溶液または融液の少なくとも2つの互いに分離した入口パイプ(2、22)を含み、これにより、その各々の口部(20、202)の少なくとも一部の周りには個別の紡糸面(4、44)が配置され、これは前記口部(20、202)の下方で下向きに丸みを帯びていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の紡糸電極(1)。
- 前記個別の紡糸面(4、44)は互いの下方に配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の紡糸電極(1)。
- 前記個別の紡糸面(4、44)は同軸であることを特徴とする、請求項5に記載の紡糸電極(1)。
- 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の外面上の前記捕集面(6)は第2の搬送面(52)として続き、これによりさらに、前記第2の搬送面(52)は丸みを帯びた第2の紡糸面(42)として続き、これは、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記口部(20)の前記外周の一部に少なくとも沿って配置された、前記紡糸面(4)よりも大きい外径上に配置され、前記紡糸面(4)よりも小さい丸みの半径(RZ)を有し、これにより、前記第2の紡糸面(42)は第2の捕集面(62)として続くことを特徴とする、請求項2に記載の紡糸電極。
- 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記壁の前記延長部上の前記紡糸面(4)は、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記口部(20)のすぐ近くから始まり、これにより、互いに隣接してその丸みの半径(RZD1、RZD2)が前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記口部(20)から離れる方向へ徐々に減少する、少なくとも2つの丸みを帯びた紡糸副表面(41、42)で構成されることを特徴とする、請求項2に記載の紡糸電極。
- 前記紡糸面(4)の表面曲線は、スプライン曲線によって、すなわち間隔を空けて定義された多項式関数に対応する曲線によって形成されることを特徴とする、請求項9に記載の紡糸電極。
- 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記壁の前記延長部は、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の一体部分であることを特徴とする、請求項2または請求項9に記載の紡糸電極(1)。
- 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記壁の前記延長部は、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)に実装され、またはこれに接続された個別本体で構成されることを特徴とする、請求項2または請求項9に記載の紡糸電極(1)。
- 前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の前記壁の前記延長部は、その高さの少なくとも一部に一定の外径を有することを特徴とする、請求項2、請求項9、請求項11、請求項12のいずれかに記載の紡糸電極(1)。
- 導電性材料で作られることを特徴とする、請求項1から請求項13のいずれかに記載の紡糸電極(1)。
- 非導電性材料で作られることを特徴とする、請求項1から請求項14のいずれかに記載の紡糸電極(1)。
- 高分子溶液または融液のエレクトロスピニングによってナノファイバーを製造するための装置であって、
前記装置は、請求項1から請求項15のいずれかに記載の少なくとも1つの紡糸電極(1)を備え、これにより、前記紡糸電極(1)の前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2、22)は前記高分子溶液または融液の源に接続され、前記紡糸電極(1)および/または前記高分子溶液または融液の源および/またはそれらの間をつなぐ前記高分子溶液または融液のパイプは、交流電流源に接続され、または前記交流電流源に接続する手段を備えることを特徴とする、装置。 - 高分子溶液または融液が紡糸電極(1)の上面で終端する前記高分子溶液または融液の入口パイプ(2)を通じて供給され、これにより、交流電圧が前記紡糸電極(1)におよび/または前記高分子溶液または融液に供給される、前記高分子溶液または融液のエレクトロスピニングによってナノファイバーを製造する方法であって、
重力によって、前記高分子溶液または融液は、前記紡糸電極(1)の前記上面上を流れ、前記高分子溶液または融液の口部(20)の少なくとも一部の周りに配置された紡糸面(4)から紡糸され、前記紡糸面(4)は、前記口部(20)の下方で下向きに丸みを帯びており、これにより、過剰な高分子溶液または融液は、この紡糸面に供給され、紡糸されなかった高分子溶液または融液は、前記紡糸電極の前記紡糸面(4)を洗い流し、そこから重力によって、捕集面(6)上でいかなる紡糸プロセスも行うことなく、前記高分子溶液または融液の前記入口パイプ(2)の外面上の隣接する前記捕集面(6)まで流れ落ちることを特徴とする、方法。 - 前記高分子溶液または融液は、前記捕集面(6)から重力によって、丸みを帯びた、傾斜した、水平な、または尖頭状の第2の搬送面(55)まで移動し、その後、丸みを帯びて下向きに配向された第2の紡糸面(44)まで移動することを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 前記紡糸電極(1)の前記紡糸面(4)からの前記高分子溶液または融液の紡糸の間、異なる高分子溶液または融液が、前記紡糸面(4)の上方に配置された第2の紡糸面(44)から前記紡糸面(4)に供給され、この結果として二成分ナノファイバーの組成物を生じることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 同じまたは異なる高分子溶液または融液が、前記高分子溶液または融液の2つの個別の入口パイプ(2、22)から前記紡糸電極(1)の2つの互いに分離した、丸みを帯びた、下向き配向の紡糸面(4、44)に供給され、前記高分子溶液または融液は、前記紡糸面(4、44)の各々の上で紡糸され、これにより、異なる高分子溶液または融液の使用は、2種類のナノファイバーの混合物の組成物を生じ、前記2種類のナノファイバーは、材料および/または直径および/またはファイバの材料中の1つもしくは複数の活性物質の可能な含有量および/またはその他のパラメータにおいて互いに異なっていることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
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