JP6967035B2

JP6967035B2 - 静電噴出装置

Info

Publication number: JP6967035B2
Application number: JP2019103217A
Authority: JP
Inventors: 伸二小玉; 進藤波
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: JP2020195957A

Description

本発明は、静電噴出装置に関する。

従来、静電気力によって液体を噴出する静電噴出装置が知られている。例えば特許文献１には、使用者の手で握ることができる寸法に作られたハウジングの内部に、モータ、高電圧発生器及び電池等を備え、高電圧発生器からの高電圧により静電チャージ（静電的に帯電）された液体組成物を、ノズルから対象物に向けて噴出する静電噴霧装置が記載されている。

特表２００７−５２１９４１号公報

使用者が手で握って使用するハンドヘルドタイプの静電噴出装置では、使用者は、使用した後に静電噴出装置を平面（テーブルの上面、台の上面、箱の上面等）の上に載置する。このように静電噴出装置を平面に載置したときに、液体組成物がノズル先端から液だれしてくると、液だれした液体組成物により、静電噴出装置が汚れたり載置した平面を汚したりするという不具合が発生する可能性がある。

本発明は、液だれの発生を抑制することができる静電噴出装置に関する。

本発明は、液体を収容する液収容部及び前記液体を噴出させる噴出部を有するカートリッジと、前記カートリッジの前記液収容部を挿脱可能な静電噴出本体とを備え、前記静電噴出本体によって前記液体に電圧を印加して前記液体を噴出させる静電噴出装置であって、前記静電噴出本体は、水平面に載置された際に、前記噴出部の噴出方向に沿う噴出部軸が上向きとなるよう構成されている静電噴出装置に関する。

また本発明は、液体を収容する液収容部及び前記液体を噴出させる噴出部を有するカートリッジの前記液収容部を挿脱可能に構成された静電噴出本体を備え、該静電噴出本体により前記液体に電圧を印加して前記液体を噴出させる静電噴出装置であって、前記静電噴出本体は、水平面に載置された際に、前記噴出部の噴出方向に沿う噴出部軸が上向きとなるよう構成されている静電噴出装置に関する。

本発明に係る静電噴出装置によれば、静電噴出装置を水平面（平面）に載置したときに、液体（液体組成物）が液だれすることを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る静電噴出装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る静電噴出装置を、キャップを外した状態で示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る静電噴出装置本体を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る静電噴出装置のハウジング内に備えた構成を示すブロック構成図である。本発明の一実施形態に係る静電噴出装置を、水平面に載置した状態で示す構成図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［静電噴出装置の全体構成と動作概要］
本実施形態に係る静電噴出装置１０は、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、液体を収容するカートリッジ１００と、該カートリッジ１００を挿脱可能な静電噴出本体２００とを備えている。また、本実施形態に係る静電噴出装置１００は、静電噴出本体２００に装着されるキャップ１１を更に備えており、使用時にはキャップ１１を外し（図１Ｂ参照）、使用後にキャップ１１を装着するようになっている（図１Ａ参照）。

本実施形態に係る静電噴出装置１０は、使用者が手で握ることができる形状と大きさになっているハンドヘルドタイプの装置であり、静電スプレー法により、液体組成物（液体）を対象物に向けて噴出する。静電スプレー法とは、液体組成物（例えば、高分子化合物を揮発性の溶媒に溶解した溶液）に、高電圧（例えば、数ｋＶから数十ｋＶ）を印加して液体組成物を静電チャージし（静電的に帯電させ）、帯電した液体組成物と対象物との電位差に基づく静電気力によって、液体組成物を対象物に向けて噴出する方法である。静電スプレー法により噴出された液体組成物は、極細の糸状になって対象物に向かって送り出される。噴出された液体組成物は、噴出されてから対象物に向かって送り出されている過程、及び、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することができる。なお、本実施形態に係る静電噴出装置１０は、静電紡糸用の原料を含む溶液すなわち紡糸用液を、対象物に向けて噴出する静電紡糸装置としても使用することができる。

液体組成物として、例えば、揮発性物質と繊維形成用水不溶性ポリマーと水を含む溶液を採用した場合には、使用者が静電噴出装置１０を手で握り、この液体組成物を使用者の皮膚に向けて噴出することで、使用者の皮膚の表面に被膜を形成することができる。被膜は、繊維を含む堆積物である。

具体的には、静電紡糸装置において使用される紡糸用の液体組成物としては、例えば、繊維形成の可能な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。

水不溶性高分子化合物を用いる場合、液体組成物は、アルコール及びケトンから選ばれる揮発性液剤を５０質量％以上含有する。揮発性液剤は、液体の状態において揮発性を有する物質である。揮発性液剤はその蒸気圧が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。

揮発性液剤のうち、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種又は２種以上を用いることができる。

揮発性液剤のうち、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、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

揮発性液剤は、より好ましくはエタノール、イソプロピルアルコール及びブチルアルコールから選ばれる１種又は２種以上であり、より好ましくはエタノール及びブチルアルコールから選ばれる１種又は２種であり、形成される繊維の感触の観点から更に好ましくはエタノールを含有する揮発性液剤である。

液体組成物における揮発性液剤の含有量は、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い。液体組成物における揮発性液剤の含有量は、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い。この割合で液体組成物中に揮発性液剤を含有させることで、静電スプレー法を行うときに液体組成物を十分に揮発させることができ、皮膚又は爪の表面に繊維を含む被膜を形成することができる。

また、エタノールは、揮発性の高さと形成される繊維の感触の観点から、揮発性液剤の全量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることが更に好ましく、８０質量％以上であることが一層好ましい。また１００質量％以下であることが好ましい。エタノールは揮発性液剤の全量に対して、５０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、６５質量％以上１００質量％以下であることが更に好ましく、８０質量％以上１００質量％以下であることが一層好ましい。

また、液体組成物は、繊維形成用水不溶性ポリマーを含むことが好ましい。繊維形成用水不溶性ポリマーは、揮発性液剤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又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、揮発性物質に可溶で、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。

水不溶性である繊維形成能を有するポリマーとしては、例えば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（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、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、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、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、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。これらの水不溶性ポリマーから選ばれる１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの水不溶性ポリマーのうち、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、ポリウレタン樹脂、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）、ツエインから選ばれる１種又は２種以上を用いることが好ましい。これらの水不溶性ポリマーのうち、アルコール溶媒への分散性、繊維の感触の観点等から、部分鹸化ポリビニルアルコール、完全鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂がより好ましく、部分鹸化ポリビニルアルコール、完全鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂がさらに好ましく、皮膚又は爪の表面に繊維を含む被膜を安定して効率的に形成することができる点、被膜の耐久性、被膜の形成性、皮膚への追随性と耐久性との両立の点からポリビニルブチラール樹脂が殊更に好ましい。

液体組成物中の繊維形成用水不溶性ポリマーの含有量は、１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、５質量％以上であることが一層好ましい。また、３０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることが更に好ましい。液体組成物の繊維形成用水不溶性ポリマーの含有量は、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上２5質量％以下であることが更に好ましく、５質量％以上２０質量％以下が一層好ましい。この割合で液体組成物中に繊維形成用水不溶性ポリマーを含有させることで、繊維状の被膜を安定して効率的に形成することができる。

また、液体組成物は、水を含むことが好ましい。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、液体組成物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、外観に寄与する。これらの作用効果を得る点から、水は、液体組成物中に０．２質量％以上２５質量％以下含有することが好ましく、０．３質量％以上２０質量％以下がより好ましく、湿度の高い環境においても繊維状の被膜の形成性の観点から０．４質量％以上１０質量％以下がさらに好ましい。

液体組成物は、更に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、繊維形成用水不溶性ポリマーの可塑剤、液体組成物の導電率制御剤、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。液体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。

更に、液体組成物中にグリコールを含有することができる。グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。静電スプレー法を行うときに揮発性液剤を十分に揮発させる観点、繊維形成性の観点、形成される繊維の感触の観点から、液体組成物中に１０質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下が好ましく、実質含まないことが好ましい。

液体組成物の粘度は、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と、被膜の感触を向上する観点から、２５℃で２ｍＰａ・ｓ以上３０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上１５００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１５ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましく、１５ｍＰａ・ｓ以上８００ｍＰａ・ｓ以下がよりさらに好ましい。液体組成物の粘度は、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（ＶＩＳＣＯＮＩＣＥＭＤ）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、５００ｍＰａ・Ｓ以上の粘度は５ｒｐｍ、１５０ｍＰａ・Ｓ以上５００ｍＰａ・Ｓ未満の粘度は１０ｒｐｍ、１５０ｍＰａ・Ｓ未満の粘度は２０ｒｐｍとする。

静電噴出本体２００は、図２に示すように、ハウジング２１０と、該ハウジング２１０に装着されるカバー２５０とを備えている。ハウジング２１０は、カートリッジ１００及びカバー２５０が着脱可能となっている。

これらハウジング２１０及びカバー２５０は、絶縁性材料、すなわち、電気を通し難い性質を有する材料により形成されている。なお、ここでいう「絶縁性」又は「電気を通し難い」とは、例えば１０^１２Ωｍを超える体積抵抗率（ＡＳＴＭＤ２５７，ＪＩＳＫ６９１１）を有することをいうものとする。ハウジング２１０及びカバー２５０に用いられる絶縁性材料としては、例えば、合成樹脂等の絶縁性の有機材料、又はガラス若しくはセラミック等の絶縁性の無機材料等が例示される。絶縁性の有機材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、モノマーキャストナイロンなどを用いることができる。一方、導電性材料とは、電気を通し易い性質を有する材料、すなわち、例えば１０^-２Ωｍ以下の体積抵抗率を有する材料をいうものとする。

［カートリッジの構成］
カートリッジ１００は、液体の供給対象となる装置に交換可能に装着される使い捨て容器であり、その使用用途は特に制限されるものではないが、本実施形態では、静電紡糸装置に用いられる静電紡糸装置用カートリッジである。具体的には、図２に示すように、カートリッジ１００は、液体を収容可能な液収容袋（液収容部）１１０と、液収容袋１１０内の液体を噴出させる噴出部１２０とを有している。

液収容袋１１０は、同形同大の２枚のシート体を重ね、両者の周縁部を接合して形成した扁平な袋状の密閉容器であり、その内部に液体組成物が収容されている。

各シート体は、袋状とされた際の内面を形成する内層と、外面を形成する外層と、内層と外層との間に配されたバリア層とを備える積層体からなる。なお、これら内層と外層との間に更に任意の層、例えば、ＰＥＴフィルム等の接着層等が設けられても良い。

内層は、収容される液体組成物に耐性を有すると共に、シーラント効果（熱融着性）を有するシーラント層で形成されることが好ましい。具体的には、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ＬＤＰＥとＬＬＤＰＥのブレンド、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、メタロセンポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合フィルム（ＥＶＡ）等を用いることができる。その中でも低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ＬＤＰＥとＬＬＤＰＥのブレンドが好ましい。内層の厚さは、３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましい。また、内層の厚さは、１５０μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であることがより好ましい。

外層は、内層よりも機械的強度の優れた材料で形成される。外層の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）及び延伸ナイロン（ＯＮｙ）等が例示される。その中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。外層の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましい。また、外層の厚さは、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。外層は、バリア層との界面に印刷層を有していてもよい。印刷層は、通常、高揮発性溶剤液体組成物に溶けやすい着色剤を主成分とするインキによって形成される。

バリア層は、液収容袋１１０内の液体組成物が外層へ浸透することを抑制可能な材料で形成される。バリア層としては、例えばアルミニウムシートを用いることができる。アルミニウムシートの厚さは、５μｍ以上であることが好ましく、７μｍ以上であることがより好ましい。アルミニウムシートの厚さは、１５μｍ以下であることが好ましく、９μｍ以下であることがより好ましい。

また、バリア層としては、ＰＥＴフィルムやポリプロピレン（ＰＰ）フィルムなどの樹脂フィルムにアルミニウム、酸化アルミニウム、シリカ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は二酸化スズ（ＳｎＯ_２）等を蒸着させた蒸着フィルムを用いることもできる。樹脂フィルムの厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましい。樹脂フィルムの厚さは、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。

樹脂フィルムと蒸着層の材料とは、適宜組み合わせて蒸着フィルムを構成することができる。なかでも、樹脂フィルムとしてＰＥＴフィルムを用い、蒸着層としてアルミニウムを用いることが好ましい

バリア層は、液体組成物（揮発性液溶剤）の蒸散を抑制することができるため、液体組成物に溶解しているポリマーなどの析出を抑制することができ、効果的に内容物の安定性を向上させることができる。また、バリア層にアルミニウムシートや蒸着フィルムを用いた場合は、バリア層自身に遮光性があるために、内容物を効果的に保護することができる。さらに、印刷層に遮光性を付与する必要がないため、印刷に用いることができる色数を増やすことができる。さらに、光沢性があるために、デザイン性を向上させることができる。

液収容袋１１０は、収容している液体組成物の量に応じて変形することができる。すなわち、液体組成物が十分に収容されているときには、液収容袋１１０は外側に膨らんだ膨満形状になっているが、収容されている液体組成物が減少してくると次第に膨らみ量が減ってきて最終的には平面状になってくる。なお、液収容袋１１０の代わりに、シリンダ型の液収容部を採用することも可能である。

噴出部１２０は、装着体１２１と、接続体１２２と、ノズル１２３とを有しており、本実施形態では導電性樹脂（例えば、カーボンを含有する樹脂）により形成されている。なお、「導電性樹脂」とは、金属やカーボン等の導電性材料を含み、また、電気抵抗が低く、電気が流れ易い樹脂をいい、例えば、１０^-２Ωｍ以下の体積抵抗率を有する樹脂のことをいう。また、樹脂としては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン：polypropylene）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）、ＰＥ（ポリエチレン：polyethylene）樹脂、ＰОМ（ポリアセタール：polyacetal）樹脂など、エタノール等の溶媒に対して耐溶媒性を有する樹脂を採用可能である。

装着体１２１は、その内部に、流路、ポンプ（例えば、歯車ポンプ）及び小電極を有している。流路は、液体組成物を流通させる通路である。ポンプは、流路の途中に配置されており、駆動されることにより液体組成物を吸引して流路内を流通させる。小電極は、流路内を流通する液体組成物を付加的に静電チャージする。なお、詳細は後述するが、主な静電チャージは、ハウジング２１０内において行われる。接続体１２２は、液収容袋１１０に機械的に接続されると共に、液収容袋１１０の内部に連通しており、液収容袋１１０内の液体組成物を、装着体１２１の流路に導く。ノズル１２３は、装着体１２１と共に一体的に形成されており、先端に噴出孔１２３ａを有すると共に、噴出孔１２３ａと装着体１２１の流路とを接続する直線状のノズル流路を有している。なお、ノズル１２３は、装着体１２１と別体のものであっても良い。

詳細は後述するが、帯電した液体組成物は、ノズル１２３内に形成した直線状のノズル流路を通過した後、噴出孔１２３ａから噴出される。このようにノズル１２３から液体組成物が噴出される方向に沿う軸、すなわち、ノズル１２３内に備えた直線状のノズル通路及び噴出孔１２３ａを通る軸を、ノズル軸（噴出部軸）Ａと称する。

本実施形態では、液収容袋１１０は接続体１２２により噴出部１２０に接続されており、この接続位置は、噴出部１２０のうちノズル軸Ａが通る位置からずれている。

［ハウジングの構成及び動作］
図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すハウジング２１０は、使用者が手で握ることができる形状と大きさとなっている。具体的には、ハウジング２１０は、扁平な形状、すなわち、ノズル軸Ａに直交する断面が長軸と短軸を有する形状を有している。また、ハウジング２１０は、ノズル軸に沿う方向の長さが、例えば、３ｃｍ以上１１ｃｍ以下である。このハウジング２１０内には、カートリッジ１００の液収容袋１１０を収容可能な収容空間２２０（図２参照）が形成されると共に、液体組成物を静電チャージ（静電的に帯電）する帯電構造や、装着体１２１内に備えたポンプを駆動する駆動部等が配置されている。帯電構造や駆動部等の詳細及びハウジング２１０の面形状等については、後述する。

なお、本明細書では、ハウジング２１０の表面のうち、カバー２５０が装着される面を、「先端面Ｓ１」という。また、この先端面Ｓ１のうち、カバー２５０の後述する当接縁部２５２が接触する外周縁部を「周縁２２１」という。以下、この先端面Ｓ１に施されている構造を、図２を参照して説明する。

先端面Ｓ１は、図２に示すように、楕円状の周縁２２１により囲まれた、略楕円状の面となっている。この先端面Ｓ１には、楕円の長軸に対して略平行な状態で挿入孔２２３が形成されている。挿入孔２２３は、ハウジング２１０内の収容空間２２０に連通しており、カートリッジ１００の液収容袋１１０が、挿入孔２２３を挿通して収容空間２２０に挿脱することができる形状及び大きさになっている。本実施形態において、挿入孔２２３及び収容空間２２０は、楕円の中央位置ではなく、周縁２２１の一部分に近寄った位置に形成されている。すなわち、挿入孔２２３及び収容空間２２０は、噴出部１２０のノズル軸Ａが通る位置（ノズル１２３の配置位置）からずれた位置に形成されており、これにより、収容空間２２０に収容された液収容袋１１０は、一方の接触面Ｓ３１（又はＳ３３）側に偏倚している。本実施形態に係るハウジング２１０は、このように挿入孔２２３及び収容空間２２０が一方の接触面Ｓ３１（又はＳ３３）側に偏倚していることにより、他方の接触面Ｓ３３（又はＳ３１）側に、帯電構造や駆動部等の収容スペースを広く確保することが可能となっている。

先端面Ｓ１には、その周縁２２１に沿って第１の係合段部２２４が形成されていると共に、第１の係合段部２２４の内周側に第２の係合段部２２５が形成されている。キャップ１１は、その開口縁部１１a（図１Ｂ参照）が、第１の係合段部２２４に嵌入することで、ハウジング２１０に着脱自在に装着される。カバー２５０は、その一方の開口２５１に沿う部分である当接縁部２５２（図２参照）が、第２の係合段部２２５に嵌入することで、ハウジング２１０の周縁２２１に沿った部分に着脱自在に装着される。

先端面Ｓ１には、マウント凹部２２６が形成されている。このマウント凹部２２６は、カートリッジ１００の装着体１２１が嵌入してくると、この装着体１２１を位置合わせした状態で保持する形状になっている。このため、カートリッジ１００の液収容袋１１０が挿入孔２２３を介して収容空間２２０に挿入されてきて、装着体１２１がマウント凹部２２６に密接に嵌入して位置保持されると、カートリッジ１００が、ハウジング２１０の規定位置に正確に装着される。

図３を参照して、ハウジング２１０内に備えた帯電構造や駆動部等について説明する。ハウジング２１０には、主電源操作部２４１と作動操作部２４２が、ハウジング２１０の外部から操作しうる状態で取り付けられている。ハウジング２１０の内部には、電源部２４３、高電圧発生部２４４、電極２４５、出力端子２４６及び駆動部２４７が備えられている。

電極２４５は、２枚の導電板（金属板等）で構成されている。この２枚の導電板は、収容空間２２０を間に挟んだ状態で対向配置されている。このため、カートリッジ１００の液収容袋１１０が挿入孔２２３を介して収容空間２２０に収容され、カートリッジ１００がハウジング２１０の規定位置に正確に装着されると、液収容袋１１０は、電極２４５を構成する２枚の導電板の間の位置に占位する。なお、電極２４５を袋状の導電体で形成し、ハウジング２１０の収容空間２２０内に収容された液収容袋１１０が、袋状の電極２４５で包まれるような構成を採用することも可能である。

ここで、主電源操作部２４１と作動操作部２４２を操作することにより行われる動作を説明する。この動作の前提としては、次に示す（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の状態になっていることとする。なお、通常の使用時では（ｃ）の状態になっているが、（ｃ）の状態になっていなくても、主電源操作部２４１と作動操作部２４２による操作に基づく動作は可能である。
（ａ）カートリッジ１００の液収容袋１１０が挿入孔２２３を介して収容空間２２０に収容され、カートリッジ１００が、ハウジング２１０の規定位置に正確に装着されている。
（ｂ）上記（ａ）により、液収容袋１１０は電極２４５を構成する２枚の導電板の間の位置に占位している。
（ｃ）カバー２５０がハウジング２１０に装着されている（図１Ｂ参照）。

上記（ａ）の状態になると、出力端子２４６は、カートリッジ１００の装着体１２１内に備えた小電極に電気的に接続される。また、駆動部２４７は、カートリッジ１００の装着体１２１内に備えたポンプに機械的に連結される。

主電源操作部２４１をオフ（ＯＦＦ）にしておくと、電源部２４３から高電圧発生部２４４や駆動部２４７に給電がされることはない。このため、高電圧発生部２４４から高電圧が発生することはなく、また駆動部２４７が駆動することもない。したがって、主電源操作部２４１をＯＦＦにしておけば、使用者が間違って作動操作部２４２を操作しても、液収容袋１１０に収容した液体組成物に静電チャージがされることはなく、液体組成物が噴出されることもない。

作動操作部２４２は、例えば、オン（ＯＮ）状態とオフ（ＯＦＦ）状態とを切り替えることが可能なスイッチにより構成されている。

主電源操作部２４１がＯＮ状態になっているときに、作動操作部２４２をＯＮすると、電源部２４３から高電圧発生部２４４と駆動部２４７に給電がされる。そうすると、駆動部２４７が駆動して回転力を発生し、この回転力は、カートリッジ１００の装着体１２１内に備えたポンプに伝達され、ポンプが駆動する。ポンプの駆動により液収容袋１１０内の液体組成物が噴出部１２０側に吸引される。また、高電圧発生部２４４は正の高電圧（例えば、数ｋＶから数十ｋＶ）を発生し、発生した高電圧を電極２４５及び出力端子２４６に送る。電極２４５は高電圧が印加されることにより、液収容袋１１０内に収容された液体組成物を静電チャージする。出力端子２４６は、カートリッジ１００の装着体１２１内に備えた小電極に高電圧を送る。小電極は高電圧が印加されることにより、装着体１２１内を流通する液体組成物を追加的に静電チャージする。このようにして静電チャージされた液体組成物が、液収容袋１１０から噴出部１２０に流入し、ノズル１２３の噴出孔１２３aにまで達すると、帯電した液体組成物と対象物との電位差に基づく静電気力によって、液体組成物は対象物に向かって噴出される。その後、作動操作部２４２をＯＦＦにすると、液体組成物の噴出が停止する。

ハウジング２１０には、主電源操作部２４１及び作動操作部２４２に加え、液体組成物の噴出量を多段的（例えば大／中／小の３段階）に調整できる切り替えスイッチ（図示せず）が設けられていてもよい。

上記の例では、作動操作部２４２は、ＯＮ／ＯＦＦの２状態のみを選択するスイッチであったが、これに限定されず、例えば、押し込むことによりオン（ＯＮ）になり、押し込みをやめるとオフ（ＯＦＦ）に戻り、更にＯＮ状態において押し込み量を変化させることができるスイッチであってもよい。作動操作部２４２が、ＯＮ状態において押し込み量を変化させることができるスイッチである場合には、その押し込み量の変化により、ノズル１２３から噴出される液体組成物の噴出量を調整することが可能であっても良い。すなわち、作動操作部２４２の押し込み量を増やしていくと、電源部２４３から駆動部２４７に給電される電圧が高くなり、駆動部２４７の回転数が増加する。そうすると装着体１２１内に備えた歯車ポンプ１３３の回転数が増加し、液収容袋１１０から噴出部１２０側に吸引されてくる（流入してくる）液体組成物の量が増加し、噴出される液体組成物の噴出量も増加する。一方、作動操作部２４２の押し込み量を減らしていくと、電源部２４３から駆動部２４７に給電される電圧が低くなり、駆動部２４７の回転数が減少する。そうすると装着体１２１内に備えた歯車ポンプ１３３の回転数が減少し、液収容袋１１０から噴出部１２０側に吸引されてくる（流入してくる）液体組成物の量が減少し、噴出される液体組成物の噴出量も減少する。

［カバーの構成］
図１Ｂ及び図２を参照してカバー２５０の説明をする。カバー２５０は、一方の開口２５１と他方の開口２５３を有し、一方の開口２５１から他方の開口２５３に向かうにしたがい開口面積が絞られていく筒形状となっている。このため、一方の開口２５１は他方の開口２５３よりも広くなっている。カバー２５０のうち一方の開口２５１に沿う部分が当接縁部２５２である。この当接縁部２５２がハウジング２１０の第２の係合段部２２５に嵌合することにより、カバー２５０がハウジング２１０に装着される。カートリッジ１００が装着されたハウジング２１０にカバー２５０を装着すると、ノズル１２３がカバー２５０の他方の開口２５３を貫通し噴出孔１２３ａがカバー２５０の外側に臨む状態になる。つまり、カバー２５０は、ハウジング２１０に装着されていても、噴出部１２０からの液体組成物の噴出を許容するように構成されている。

［ハウジングの面形状等］
図１Ａ、図１Ｂ、図２及び図４を参照してハウジング２１０の面形状等について説明する。ハウジング２１０は、カートリッジ１００の液収容袋１１０が挿脱される側の面である先端面Ｓ１と、この先端面Ｓ１とは反対側の面である後端面Ｓ２と、先端面Ｓ１と後端面Ｓ２との間に配置された周面Ｓ３とを有している。

周面Ｓ３は、対向する２つの接触面Ｓ３１，Ｓ３３と、対向する２つの湾曲面Ｓ３２，Ｓ３４とを備えて構成されている。つまり、周面Ｓ３は、周方向に沿い、接触面Ｓ３１の隣に湾曲面Ｓ３２が配置され、湾曲面Ｓ３２の隣に接触面Ｓ３３が配置され、接触面Ｓ３３の隣に湾曲面Ｓ３４が配置され、湾曲面Ｓ３４の隣に接触面Ｓ３１が配置される４面の構成になっている。なお、「接触面」とは、静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置させた際に、該水平面Ｈに接触する部位を含む面のことをいう。また、「周方向」とは、ノズル軸Ａを中心とした胴回り方向のことをいう。

湾曲面Ｓ３２，Ｓ３４は、接触面Ｓ３１，Ｓ３３よりも周方向の幅が狭く、しかも、ノズル軸Ａを中心とした径方向外側に向かって大きく湾曲している。すなわち、本実施形態では、接触面Ｓ３１，Ｓ３３と湾曲面Ｓ３２，Ｓ３４とは、いずれも、ノズル軸Ａを中心とした径方向外側に向かって湾曲しており、湾曲面Ｓ３２，Ｓ３４の曲率半径は、接触面Ｓ３１，Ｓ３３の曲率半径よりも小さい。更に、本実施形態では、２つの接触面Ｓ３１，Ｓ３３は、先端面Ｓ１側から後端面Ｓ２側に向けて、両接触面Ｓ３１，Ｓ３３の間隔が徐々に狭くなる形状（尻窄まり形状）を有している。換言すると、接触面Ｓ３１，Ｓ３３は、噴出方向に向けて拡開するようノズル軸Ａに対して傾斜した傾斜面になっている。

湾曲面Ｓ３２，Ｓ３４は、接触面Ｓ３１，Ｓ３３よりも周方向の幅が狭く、しかも、外側に向かって大きく湾曲しているため、静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置すると、図４に示すように、接触面Ｓ３１，Ｓ３３のうちのいずれか一面が水平面Ｈに接触する状態で載置される。図４の例では、接触面Ｓ３３が水平面Ｈに接触する状態で静電噴出装置１０が載置されている。仮に、湾曲面Ｓ３２または湾曲面Ｓ３４を水平面Ｈに接触させた状態にして、静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置したとしても、湾曲面Ｓ３２，Ｓ３４は周方向の幅が狭く外側に向かって大きく湾曲しているため、静電噴出装置１０はノズル軸Ａの辺りを回転中心軸として回転し、接触面Ｓ３１，Ｓ３３のうちのいずれか一面が水平面Ｈに接触する状態に移行していく。

本実施形態では、接触面Ｓ３１，Ｓ３３は、先端面Ｓ１側から後端面Ｓ２側に向かうにしたがい両接触面Ｓ３１，Ｓ３３の間隔が狭まっていき、ノズル軸Ａに対して傾斜した傾斜面になっている。このため、静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置すると、静電噴出装置１０は、下記の（α）の位置姿勢（状態）となる。特に、本実施形態では、下記（β）の位置姿勢（状態）を保持した状態で、水平面Ｈ上に載置される。
（α）噴出部１２０のノズル軸Ａが、水平面Ｈから見て、上向きの状態になる。
（β）水平面Ｈと平行かつノズル軸Ａと直交する方向から見た状態（すなわち、図４に示す状態）において、ノズル軸Ａと水平面Ｈとで成す角が鋭角になる。

上記（α）の位置姿勢、好ましくは上記（α）、（β）の２つの位置姿勢を保持した状態にすることを、より確実に確保するために、ハウジング２１０内に収めた各種機器を含めてハウジング２１０の重心を、先端面Ｓ１と後端面Ｓ２との間の中央位置よりも、後端面Ｓ２側になるように構成することが効果的である。また、このような重心位置とすることにより、手に持った際に重さを感じ難いという利点も有する。

このように、静電噴出装置１０は、上記（α）の位置姿勢、好ましくは上記（α）、（β）の２つの位置姿勢を保持した状態で、水平面Ｈ上に載置されるため、静電噴出装置１０のノズル１２３の噴出孔１２３ａから、液体組成物が液だれしてくることはない。したがって、表面張力が弱い液体組成物を使用した場合であっても、液だれの発生を抑制することができる。

また、静電噴出装置１０は、いずれか一方の接触面Ｓ３１，Ｓ３３が水平面Ｈと接触するよう静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置した際に、ノズル軸Ａと水平面Ｈとで成す角（鋭角）の角度θが１度以上１０度以下、より好ましくは２度以上７以下になるように、ハウジング２１０の面形状（接触面Ｓ３１，Ｓ３３の傾斜角度）やハウジング２１０の重心位置が設定されることが好適である。このように、ノズル軸Ａと水平面Ｈとで成す角（鋭角）の角度θを上記の範囲とすることで、液だれの発生を効果的に抑制することができ、また、装置の把持性、デザイン性を保つことができる。

前述したように、カートリッジ１００の液収容袋１１０は扁平な形状である。更に、液収容袋１１０は、噴出部１２０のうちノズル軸Ａが通る位置（ノズル１２３の配置位置）からずれた位置において、噴出部１２０と接続されている。つまり、液収容袋１１０の扁平面を基準として、液収容袋１１０と、ノズル１２３の噴出孔１２３ａとの高さ位置が異なる。このため、液収容袋１１０をハウジング２１０の収容空間２２０に収容して、静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置したときには、
（ｉ）扁平な液収容袋１１０は、接触面Ｓ３１と接触面Ｓ３３の間の位置に占位して接触面Ｓ３１，Ｓ３３に面対向した状態になり、
（ii）液収容袋１１０が、ノズル１２３の噴出孔１２３ａよりも下方位置に位置したり、
（iii）液収容袋１１０が、ノズル１２３の噴出孔１２３ａよりも上方位置に位置したりする。

静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置したときに、上記（ii）の状態になったときには、液収容袋１１０が、ノズル１２３の噴出孔１２３ａよりも下方位置に位置しているため、液だれが発生する虞はほぼない。

静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置したときに、上記（iii）の状態になったときには、液収容袋１１０が、ノズル１２３の噴出孔１２３ａよりも上方位置に位置しているため、なにも工夫をしていない場合には、液だれが発生する虞がある。しかし、本実施形態では、静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置したときに、上記（α）、（β）の２つの位置姿勢を同時に保持した状態が確保できるように、ハウジング２１０の面形状やハウジング２１０の重心位置の設定をしているため、液だれの発生を抑制することができる。

［その他］
上記の実施形態では、ハウジング２１０の周面Ｓ３は、周方向に沿い接触面と湾曲面とが交互に順に配置された４面の構造になっているが、周方向に沿い接触面と湾曲面とが交互に順に配置された６面の構造のような、他の面構造になっていてもよい。

また、上記の実施形態では、ハウジング２１０の周面Ｓ３の面形状や、ハウジング２１０の重心位置を工夫することにより、液体組成物の液だれの発生を防止しているが、これに限定されず、当該構成に加えて、又はこれに代えて、接触面Ｓ３１，Ｓ３３のうち先端面Ｓ１側の部分に突起を備えることにより、上述した（α）、（β）の２つの位置姿勢を同時に保持できる構造にして、液体組成物の液だれの発生を抑制することも可能である。

さらに、上記の実施形態では、接触面Ｓ３１と接触面Ｓ３３との双方が傾斜面であるものとして説明したが、これに限定されず、例えば、上記（iii）の状態となるよう静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置した際に該水平面Ｈに接触する面（接触面Ｓ３３）のみが、上記傾斜面である構成としても良い。この場合において、上記（ii）の状態となるよう静電噴出装置１０を水平面Ｈに載置した際に該水平面Ｈに接触する面（接触面Ｓ３１）については、例えば平滑面であっても良い。

以上、本発明の好適な実施形態を例示して説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

１０：静電噴出装置
１００：カートリッジ
１１０：液収容袋（液収容部）
１２０：噴出部
１２２：接続体
１２３：ノズル
１２３ａ：噴出孔
２００：静電噴出本体
２１０：ハウジング
２２０：収容空間
Ａ：ノズル軸（噴出部軸）
Ｈ：水平面
Ｓ１：先端面
Ｓ２：後端面
Ｓ３：周面
Ｓ３１：接触面
Ｓ３２：湾曲面
Ｓ３３：接触面
Ｓ３４：湾曲面

Claims

液体を収容する液収容部及び前記液体を噴出させる噴出部を有するカートリッジと、前記カートリッジの前記液収容部を挿脱可能な静電噴出本体とを備え、前記静電噴出本体によって前記液体に電圧を印加して前記液体を噴出させる静電噴出装置であって、
前記静電噴出本体は、前記液収容部が挿脱される側の面である先端面と、前記先端面とは反対側の面である後端面と、前記先端面と前記後端面との間に配置された周面とを有し、
前記周面は、前記水平面に載置された際に該水平面に接触する部位を含む接触面と、前記接触面よりも周方向の幅が狭く外側に湾曲している湾曲面とを備えており、
前記周面は、対向する２つの前記接触面と、対向する２つの前記湾曲面とを有し、
前記２つの接触面は、前記先端面から前記後端面に向けて、前記２つの接触面の間隔が徐々に狭くなる形状を有しており、
前記２つの接触面は、それぞれ、水平面に載置された際に、前記噴出部の噴出方向に沿う噴出部軸が上向きとなるよう構成されている
静電噴出装置。
液体を収容する液収容部及び前記液体を噴出させる噴出部を有するカートリッジの前記液収容部を挿脱可能に構成された静電噴出本体を備え、該静電噴出本体により前記液体に電圧を印加して前記液体を噴出させる静電噴出装置であって、
前記静電噴出本体は、前記液収容部が挿脱される側の面である先端面と、前記先端面とは反対側の面である後端面と、前記先端面と前記後端面との間に配置された周面とを有し、
前記周面は、前記水平面に載置された際に該水平面に接触する部位を含む接触面と、前記接触面よりも周方向の幅が狭く外側に湾曲している湾曲面とを備えており、
前記周面は、対向する２つの前記接触面と、対向する２つの前記湾曲面とを有し、
前記２つの接触面は、前記先端面から前記後端面に向けて、前記２つの接触面の間隔が徐々に狭くなる形状を有しており、
前記２つの接触面は、それぞれ、水平面に載置された際に、前記噴出部の噴出方向に沿う噴出部軸が上向きとなるよう構成されている
静電噴出装置。
前記静電噴出本体は、前記水平面に載置された際に、前記噴出部軸と前記水平面とで成す角が鋭角となるよう構成されている
請求項１又は２に記載の静電噴出装置。
前記静電噴出本体は、前記噴出部軸と前記水平面とが成す角の角度が、１度以上１０度以下となるよう構成されている
請求項３に記載の静電噴出装置。
前記静電噴出本体の重心が、前記先端面と前記後端面との間の中央位置よりも、前記後端面側になるように構成されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電噴出装置。
前記カートリッジは、前記噴出部に対する前記液収容部の接続位置が、前記噴出部軸上の位置からずれている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の静電噴出装置。