KR20200109248A

KR20200109248A - 헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치

Info

Publication number: KR20200109248A
Application number: KR1020200022672A
Authority: KR
Inventors: 시즈오 기노시타; 히로아키 고바야시; 겐야 우치다; 모리히로 마치다
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2020-09-22
Also published as: KR102287674B1; US20200291544A1; CN111690992B; JP2020147863A; CN111690992A; JP7242353B2

Abstract

본 발명의 실시 형태는 헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치에 관한 것이다.
구성 및 제어계의 복잡화, 제조 비용의 증가, 및 생산성의 저하가 억제됨과 함께, 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 적절히 형성하는 헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치를 제공한다.
실시 형태에 따르면, 전계 방사 헤드는 복수의 헤드 유닛 및 연결 구조를 구비하고, 복수의 헤드 유닛은 연결 구조에 의하여 서로에 대하여 연결된다. 복수의 헤드 유닛의 각각은 유닛 본체 및 노즐을 구비한다. 유닛 본체의 내부에는, 원료액을 수납하는 공동이 긴 변 축을 따라 형성된다. 노즐은 도전 재료로 형성됨과 함께, 유닛 본체의 외주면에 마련된다. 노즐은, 유닛 본체의 공동을 통하여 공급되는 원료액을 분출한다. 연결 구조는, 유닛 본체의 공동이 서로에 대하여 연통되는 상태에서 복수의 헤드 유닛을 연결한다.

Description

헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치{HEAD UNIT, ELECTROSPINNING HEAD, AND ELECTROSPINNING APPARATUS}

본 발명의 실시 형태는, 헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치에 관한 것이다.

일렉트로스피닝법(전계 방사법 및 전하 유도 방사법 등이라고도 칭해지는 경우도 있음)에 의하여 미세한 파이버를 수집체 또는 기재의 표면에 퇴적시켜 파이버의 막을 형성하는 전계 방사 장치가 있다. 전계 방사 장치에는, 헤드 본체 및 노즐을 구비하는 전계 방사 헤드가 마련된다. 전계 방사 헤드에서는, 헤드 본체의 내부에, 원료액을 수납하는 공동(헤드 유로)이 마련되고, 헤드 본체의 외주면에 노즐이 마련된다. 그리고 전계 방사 헤드와 수집체 또는 기재 사이에 전압을 인가함으로써, 노즐의 분출구로부터 원료액을 수집체 또는 기재의 표면을 향하여 분출시켜 파이버를 수집체 또는 기재의 표면에 퇴적시킨다.

전술한 바와 같은 전계 방사 장치에서는, 폭 방향의 치수가 큰 기재의 표면에 파이버를 퇴적시키는 경우 등, 일렉트로스피닝법에 의하여 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 형성하는 경우가 있다. 전계 방사 장치에서는, 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 형성하는 경우에도 기재의 표면 등에 적절히 파이버를 퇴적시켜 파이버의 막이 적절히 형성될 것이 요구된다. 또한 전계 방사 장치에서는, 구성 및 제어계의 복잡화가 억제될 것이 요구됨과 함께, 전계 방사 헤드의 제조 비용의 증가, 및 생산성의 저하의 각각이 억제될 것이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구성 및 제어계의 복잡화, 제조 비용의 증가, 및 생산성의 저하가 억제됨과 함께, 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 적절히 형성하는 헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치를 제공하는 데에 있다.

실시 형태에 따르면, 헤드 유닛은 유닛 본체와 노즐을 구비한다. 유닛 본체의 내부에는, 원료액을 수납하는 공동이 긴 변 축을 따라 형성된다. 노즐은 도전 재료로 형성됨과 함께, 유닛 본체의 외주면에 마련된다. 노즐은, 유닛 본체의 공동을 통하여 공급되는 원료액을 분출한다. 헤드 유닛은 연결 구조를 구비하고, 헤드 유닛에는, 연결 구조에 의하여, 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여 적어도 일방측에 다른 헤드 유닛을 연결 가능하다. 연결 구조는, 유닛 본체의 공동이 다른 헤드 유닛의 유닛 본체의 공동에 대하여 연통되는 상태에서 유닛 본체에 다른 헤드 유닛의 유닛 본체를 연결한다. 그리고 유닛 본체의 공동, 및 그 공동에 대하여 연통되는 다른 헤드 유닛의 공동에 의하여, 긴 변 축을 따라 헤드 유로가 형성된다.

실시 형태에 따르면, 전계 방사 헤드는 복수의 헤드 유닛 및 연결 구조를 구비하고, 복수의 헤드 유닛은 긴 변 축을 따라 배열된다. 복수의 헤드 유닛은 연결 구조에 의하여 서로에 대하여 연결된다. 복수의 헤드 유닛의 각각은 유닛 본체 및 노즐을 구비한다. 유닛 본체의 내부에는, 원료액을 수납하는 공동이 긴 변 축을 따라 형성된다. 노즐은 도전 재료로 형성됨과 함께, 유닛 본체의 외주면에 마련된다. 노즐은, 유닛 본체의 공동을 통하여 공급되는 원료액을 분출한다. 연결 구조는, 유닛 본체의 공동이 서로에 대하여 연통되는 상태에서 복수의 헤드 유닛을 연결한다. 그리고 서로에 대하여 연통되는 공동에 의하여 긴 변 축을 따라 헤드 유로가 형성된다.

또한 실시 형태에 따르면, 전계 방사 장치는, 전술한 전계 방사 헤드와, 공급원과, 전원을 구비한다. 공급원은 전계 방사 헤드의 헤드 유로에 원료액을 공급한다. 전원은 전계 방사 헤드에 전압을 인가한다.

상기 헤드 유닛, 전계 방사 헤드, 및 전계 방사 장치에 따르면, 구성 및 제어계의 복잡화, 제조 비용의 증가, 및 생산성의 저하가 억제됨과 함께, 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 적절히 형성할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 전계 방사 장치의 일례를 도시하는 개략도.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 전계 방사 헤드를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 교차하는 어느 방향에서 본 상태에서 도시하는 개략도.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 평행 또는 대략 평행인 단면으로 개략적으로 도시하는 단면도.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 수직 또는 대략 수직인 단면으로 개략적으로 도시하는 단면도.
도 6은 제1 변형예에 따른 전계 방사 헤드를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 7은 제1 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 교차하는 어느 방향에서 본 상태에서 도시하는 개략도.
도 8은 제1 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 평행 또는 대략 평행인 단면으로 개략적으로 도시하는 단면도.
도 9는 제1 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 수직 또는 대략 수직인 단면으로 개략적으로 도시하는 단면도.
도 10은 제2 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 헤드 유닛을 서로에 대하여 분리한 상태에서 도시하는 개략도.
도 11은 제2 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 평행 또는 대략 평행인 단면으로 개략적으로 도시하는 단면도.
도 12는 제3 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축에 대하여 교차하는 어느 방향에서 본 상태에서 도시하는 개략도.
도 13은 제3 변형예에 따른 전계 방사 헤드를, 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여 일방측에서 본 상태에서 도시하는 개략도.
도 14는 제4 변형예에 따른 전계 방사 헤드를 도시하는 개략도.

이하, 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 전계 방사 장치(1)의 일례를 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이 전계 방사 장치(1)는 전계 방사 헤드(2), 원료액의 공급원(공급부)(3), 전원(4), 수집체(5) 및 제어부(6)를 구비한다.

도 2 내지 도 5는 전계 방사 헤드(2)의 구성을 도시한다. 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 전계 방사 헤드(2)는 중심축으로서 긴 변 축 C를 가지며, 긴 변 축 C를 따라 연장 설치된다. 전계 방사 헤드(2)는 헤드 본체(11)와 복수의 (본 실시 형태에서는 4개) 노즐(12)을 구비한다. 또한 전계 방사 헤드(2)에는, 접속부(13)가 노즐(12)과 동일한 수만큼 마련되며, 노즐(12)의 각각은, 접속부(13) 중 대응하는 하나를 통하여 헤드 본체(11)에 접속된다. 본 실시 형태에서는, 헤드 본체(11), 노즐(12) 및 접속부(13)의 각각은 도전 재료로 형성된다.

또한 노즐(12)의 수는 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한 접속부(13)는 반드시 마련될 필요는 없으며, 노즐(12)의 각각이 직접적으로 헤드 본체(11)에 접속되어도 된다. 또한 헤드 본체(11), 노즐(12) 및 접속부(13)의 각각은, 후술하는 원료액에 대하여 내성을 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 스테인리스로 형성된다. 여기서, 도 2는 사시도이고, 도 3은, 긴 변 축 C에 대하여 교차하는(수직 또는 대략 수직인) 어느 방향에서 본 상태를 도시한다. 또한 도 4는, 긴 변 축 C에 대하여 평행 또는 대략 평행인 단면을 도시하고, 도 5는, 긴 변 축 C에 대하여 수직 또는 대략 수직인 단면을 도시한다.

노즐(12)의 각각은 헤드 본체(11)의 외주면에 마련된다. 헤드 본체(11)의 외주면은 긴 변 축 C의 축 둘레를 따라 연장 설치되어, 헤드 본체(11)의 외표면의 일부를 형성한다. 그리고 헤드 본체(11)의 외주면은, 긴 변 축 C에 대하여 교차하는 방향에 대하여 긴 변 축 C로부터 멀어지는 측을 향한다. 또한 본 실시 형태에서는, 복수의 노즐(12)은 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 각도 위치에 배치된다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 복수의 노즐(12)은 긴 변 축 C를 따라 배열되어 노즐 열(15)을 형성한다. 또한 노즐(12)의 각각은 헤드 본체(11)의 외주면에 있어서, 외주측으로 돌출한다.

헤드 본체(11)의 내부에는, 긴 변 축 C를 따라 헤드 유로(16)가 형성된다. 본 실시 형태에서는, 헤드 유로(16)는 헤드 본체(11)와 동축 또는 대략 동축으로 형성되고, 헤드 유로(16)의 중심축은 긴 변 축 C와 동축 또는 대략 동축으로 형성된다. 또한 헤드 유로(16)는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여, 헤드 본체(11)의 전체 또는 대부분에 걸쳐 형성된다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 헤드 본체(11)는, 헤드 유로(16)를 내부 공동으로 하는 통 형상으로 형성된다.

또한 전계 방사 헤드(2)에는, 노즐(12)과 동일한 수만큼 노즐 유로(17)가 형성되고, 노즐(12)의 각각의 내부에는, 노즐 유로(17) 중 대응하는 하나가 형성된다. 노즐 유로(17)의 각각은 헤드 유로(16)와 연통되어, 헤드 유로(16)로부터 헤드 본체(11)의 외주측을 향하여 연장 설치된다. 그리고 노즐 유로(17)의 각각은 분출구(18)에서 외부에 대하여 개구된다. 노즐(12)의 각각에서는, 헤드 본체(11)로부터의 돌출 단부에 분출구(18)가 형성된다.

노즐(12)의 각각은, 예를 들어 니들형 노즐이다. 노즐(12)의 각각의 외경 치수는 특별히 한정되지 않지만, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 노즐(12)의 각각의 외경 치수를 작게 함으로써, 후술하는 바와 같이 전계 방사 헤드(2)와 수집체(5) 사이에 전압을 인가했을 때, 노즐(12)의 각각의 분출구(18)의 근방에 있어서 전계 집중이 생기기 쉬워진다. 노즐(12)의 각각의 분출구(18)의 근방에 전계 집중이 생김으로써, 전계 방사 헤드(2)와 수집체(5) 사이에 인가되는 전압을 낮게 하더라도 노즐(12)의 각각과 수집체(5) 사이의 전계 강도가 높게 확보된다. 어느 일례에서는, 노즐(12)의 각각의 외경 치수는, 예를 들어 0.3㎜ 이상 1.3㎜ 이하 정도로 된다.

분출구(18)의 각각의 개구 직경 치수는, 노즐(12)의 각각의 외경 치수보다 작은 범위이면 특별히 한정되지 않는다. 분출구(18)의 각각의 개구 직경 치수는, 수집체(5)의 표면에 퇴적시키는 파이버(100)의 종류 등에 대응시켜 적당히 설정된다. 어느 일례에서는, 분출구(18)의 각각의 개구 직경 치수는, 예를 들어 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하 정도로 된다.

원료액의 공급원(3)은 수납부(31), 공급 구동부(32), 공급 조정부(33) 및 공급 배관(35)을 구비한다. 수납부(31), 공급 구동부(32), 공급 조정부(33) 및 공급 배관(35)의 각각은 원료액에 내성을 가지며, 어느 일례에서는, 수납부(31) 및 공급 배관(35)의 각각은 불소 수지 등의 절연재로 형성된다.

수납부(31)는, 원료액을 수납하는 탱크 등이다. 원료액은, 고분자 재료를 용매에 용해시킨 것이다. 원료액에 포함되는 고분자, 및 고분자를 용해시키는 용매는, 수집체(5)의 표면에 퇴적시키는 파이버(100)의 종류 등에 대응시켜 적당히 결정된다. 공급 배관(35)은 수납부(31)와 전계 방사 헤드(2)의 헤드 본체(11) 사이를 접속한다. 공급 배관(35)의 내부에는 원료액의 유로가 형성된다.

헤드 본체(11)의 헤드 유로(16)의 일 단부에는 유입구(22)가 형성된다. 공급 배관(35)은 유입구(22)에서 헤드 본체(11)에 접속되고, 헤드 유로(16)는 유입구(22)에서 공급 배관(35)의 내부와 연통된다. 본 실시 형태에서는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 본체(11)의 일방측의 단부면에 유입구(22)가 형성된다. 또한 헤드 유로(16)의 타 단부, 즉, 헤드 유로(16)에 있어서 유입구(22)와는 반대측의 단부는 헤드 본체(11)의 외부에 대하여 폐구(閉口)된다. 어느 일례에서는, 헤드 본체(11) 자체에 의하여 헤드 유로(16)의 타 단부가 폐구되고, 다른 어느 일례에서는, 헤드 본체(11)에 장착되는 덮개 부재 등에 의하여 헤드 유로(16)의 타 단부가 폐구된다.

공급 구동부(32)는, 구동되거나 함으로써 수납부(31)로부터 공급 배관(35)을 통하여 원료액을 헤드 본체(11)의 헤드 유로(16)에 공급한다. 어느 일례에서는, 공급 구동부(32)는 펌프이다. 또한 다른 어느 일례에서는, 공급 구동부(32)는 수납부(31)에 가스를 공급함으로써 수납부(31)로부터 헤드 유로(16)로 원료액을 압송한다.

공급 조정부(33)는, 헤드 유로(16)에 공급되는 원료액의 유량 및 압력 등을 조정한다. 어느 일례에서는, 공급 조정부(33)는, 원료액의 유량 및 압력 등을 제어 가능한 제어 밸브이다. 공급 조정부(33)는, 원료액의 유량 및 압력 등을 조정함으로써 노즐(12)의 각각의 분출구(18)로부터의 원료액의 분출을 억제한다. 그리고 공급 조정부(33)는, 원료액의 점도 및 분출구(18)의 각각의 치수 등에 기초하여 원료액을 적당한 유량 및 압력 등으로 조정한다. 또한 어느 일례에서는, 공급 조정부(33)는, 수납부(31)로부터 헤드 유로(16)로의 원료액의 공급 및 공급 정지를 전환 가능하다. 이 경우, 공급 조정부(33)는, 예를 들어 전환 밸브이다.

또한 공급 구동부(32) 및 공급 조정부(33)는, 반드시 마련할 필요는 없다. 어느 일례에서는, 헤드 본체(11)에 대하여 연직 상측에 수납부(31)가 마련되며, 중력을 이용하여 수납부(31)로부터 헤드 유로(16)에 원료액을 공급한다. 이 경우, 헤드 본체(11)에 대한 수납부(31)의 높이의 차를 조정함으로써, 전계 방사 헤드(2)와 수집체(5) 사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서, 노즐(12)의 각각의 분출구(18)로부터의 원료액의 분출을 억제한다.

전원(4)은 전계 방사 헤드(2)와 수집체(5) 사이에 전압을 인가한다. 이때, 전계 방사 헤드(2)에서는, 헤드 본체(11), 및 접속부(13) 중 대응하는 하나를 통하여 소정의 극성의 전압이 노즐(12)의 각각에 인가된다. 또한 어느 일례에서는, 노즐(12)의 각각에 전기적으로 접속되는 단자(도시 생략)가 마련되며, 단자를 통하여 노즐(12)의 각각에 전압이 인가된다. 단자가 마련되는 구성에서는, 헤드 본체(11) 및 접속부(13)을 도전 재료로 형성할 필요가 없게 된다. 전술한 바와 같이 전원(4)은, 노즐(12)의 각각에 전압을 인가하는 구성이면 된다.

또한 노즐(12)은 서로에 대하여 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 노즐(12)의 각각에 전압이 인가된 상태에서는, 노즐(12)은 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 전위로 된다. 노즐(12)의 각각에 인가되는 전압의 극성은 플러스여도 되고 마이너스여도 된다. 도 1의 일례에서는, 전원(4)은 직류 전원이며 노즐(12)의 각각에 플러스의 전압을 인가한다.

수집체(5)는 도전 재료로 형성된다. 또한 수집체(5)는 원료액에 대하여 내성을 가지며, 어느 일례에서는 스테인리스로 형성된다. 수집체(5)는, 전계 방사 헤드(2)에 대하여, 분출구(18)의 각각이 개구되는 측에 배치된다. 따라서 수집체(5)는, 전계 방사 헤드(2)에 대하여, 분출구(18)로부터 원료액이 분출되는 측에 배치된다.

도 1의 일례에서는, 수집체(5)는 접지된다. 이 때문에, 노즐(12)의 각각에 플러스의 전압이 인가된 상태에 있어서, 수집체(5)의 대지 전압은 0V 또는 대략 0V로 된다. 다른 어느 일례에서는, 수집체(5)가 접지되어 있지 않다. 그리고 전원(4)은, 노즐(12)의 각각과는 반대의 극성의 전압을 수집체(5)에 인가한다.

공급원(3)에 의하여 전계 방사 헤드(2)에 원료액이 공급된 상태에서는, 전원(4)에 의하여 노즐(12)의 각각과 수집체(5) 사이에 전술한 바와 같이 전압을 인가함으로써, 노즐(12)의 각각의 분출구(18)로부터 수집체(5)를 향하여 원료액이 분출된다. 즉, 노즐(12)의 각각과 수집체(5) 사이의 전위차에 의하여 원료액이 수집체(5)를 향하여 분출된다. 노즐(12)의 각각의 분출구(18)로부터 원료액이 수집체(5)를 향하여 분출됨으로써 파이버(100)가 수집체(5)의 표면에 퇴적되고, 퇴적된 파이버(100)에 의하여 파이버(100)의 막이 형성된다. 즉, 일렉트로스피닝법(전계 방사법 및 전하 유도 방사법 등이라고도 칭해지는 경우도 있음)에 의하여 파이버(100)의 막이 형성된다.

또한 전계 방사 헤드(2)와 수집체(5) 사이에 인가되는 전압, 즉, 노즐(12)의 각각과 수집체(5) 사이의 전위차는, 원료액에 포함되는 고분자의 종류, 및 노즐(12)의 각각의 수집체(5)에 대한 거리 등에 대응시켜, 적당한 크기로 조정된다. 어느 일례에서는, 노즐(12)의 각각과 수집체(5) 사이에 10㎸ 이상 100㎸ 이하의 직류 전압이 인가된다. 또한 어느 일례에서는, 전계 방사 헤드(2)의 긴 변 축 C를 따르는 방향이 수집체(5)의 폭 방향과 일치 또한 대략 일치한다. 그리고 형성되는 파이버(100)의 막의 폭 방향이, 전계 방사 헤드(2)의 긴 변 축 C를 따르는 방향과 일치 또는 대략 일치한다.

수집체(5)는, 예를 들어 판 형상 또는 시트 형상으로 형성된다. 수집체(5)가 시트 형상으로 형성되는 경우, 롤 등의 외주면에 감긴 수집체(5)에 파이버(100)를 퇴적시켜도 된다. 또한 수집체(5)는 이동 가능해도 된다.

어느 일례에서는, 1쌍의 회전 드럼, 및 회전 드럼을 구동시키는 구동원이 마련된다. 구동원에 의하여 회전 드럼이 구동됨으로써, 벨트 컨베이어와 마찬가지로 하여 1쌍의 회전 드럼 사이를 수집체(5)가 이동한다. 이때, 예를 들어 수집체(5)의 이동 방향(반송 방향)은 수집체(5)의 폭 방향에 대하여 교차한다(수직 또는 대략 수직으로 됨). 수집체(5)가 이동함으로써(반송됨으로써), 수집체(5)의 표면에 있어서 파이버(100)가 퇴적되는 영역을 경시적으로 변화시키는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 경시적으로 연속하여 수집체(5)에 파이버(100)를 퇴적시키는 것이 가능해져, 파이버(100)의 퇴적체인 파이버(100)의 막이 효율적으로 제조된다.

수집체(5)의 표면에 형성된 파이버(100)의 막은 수집체(5)로부터 떼어내진다. 파이버(100)의 막은, 이들에 한정되지 않지만, 예를 들어 부직포 및 필터 등에 이용된다.

또한 어느 일례에서는 수집체(5)가 마련되지 않는다. 이 경우, 도전 재료로 형성되는 기재가 이용되며, 노즐(12)의 각각과 기재 사이에 전압을 인가함으로써 노즐(12)의 각각의 분출구(18)로부터 기재를 향하여 원료액이 분출된다. 그리고 기재의 표면에 파이버(100)를 퇴적시킴으로써 기재의 표면에 파이버(100)의 막이 형성된다. 이 경우, 기재는 접지되어 있어도 되고, 전원(4)에 의하여 노즐(12)의 각각과는 반대의 극성의 전압이 기재에 인가되어도 된다.

또한 다른 어느 일례에서는, 수집체(5) 상에 기재가 설치되며, 전술한 바와 같이 노즐(12)의 각각과 수집체(5) 사이에 전압을 인가한다. 그리고 수집체(5) 상에 설치되는 기재의 표면에 파이버(100)를 퇴적시켜 기재의 표면에 파이버(100)의 막을 형성한다. 이 경우, 기재가 전기적 절연성을 갖는 경우에도 기재의 표면에 파이버(100)의 막을 형성 가능하게 된다.

또한 수집체(5) 상에 기재가 설치되는 경우, 기재는 수집체(5) 상을 이동 가능해도 된다. 어느 일례에서는, 시트 형상의 기재가 감긴 회전 드럼과, 표면에 파이버(100)의 막이 형성된 기재를 권취하는 회전 드럼이 마련된다. 그리고 회전 드럼의 각각을 회전시킴으로써 수집체(5) 상을 기재가 이동한다. 이때, 예를 들어 기재의 이동 방향(반송 방향)은 기재의 폭 방향에 대하여 교차한다(수직 또는 대략 수직으로 됨). 기재가 이동함으로써(반송됨으로써), 기재의 표면에 있어서 파이버(100)가 퇴적되는 영역을 경시적으로 변화시키는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 경시적으로 연속하여 기재에 파이버(100)를 퇴적시키는 것이 가능해져, 파이버(100)의 퇴적체인 파이버(100)의 막이 효율적으로 제조된다.

기재의 표면 상에 파이버(100)의 막을 형성하는 예로서는, 이에 한정되지 않지만, 예를 들어 전지의 세퍼레이터 일체형 전극의 제조를 들 수 있다. 이 경우, 전극 군의 부극 및 정극 중 한쪽이 기재로서 이용된다. 그리고 기재의 표면에 형성되는 파이버(100)의 막이, 부극 또는 정극과 일체의 세퍼레이터로 된다.

제어부(컨트롤러)(6)는, 예를 들어 컴퓨터 등이다. 제어부(6)는, CPU(Central Processing Unit), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 포함하는 프로세서 또는 집적 회로(제어 회로), 및 메모리 등의 기억 매체를 구비한다. 제어부(6)는 집적 회로 등을 하나만 구비해도 되고 집적 회로 등을 복수 구비해도 된다. 제어부(6)는, 기억 매체 등에 기억되는 프로그램 등을 실행함으로써 처리를 행한다. 제어부(6)는 공급 구동부(32)의 구동, 공급 조정부(33)의 작동, 및 전원(4)으로부터의 출력 등을 제어한다.

도 2 내지 도 5 등에 도시한 바와 같이 전계 방사 헤드(2)는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 헤드 유닛(21A, 21B)을 구비한다. 헤드 유닛(21A, 21B)은 긴 변 축 C를 따라 배열된다. 또한 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 연결된다. 본 실시 형태에서는, 2개의 헤드 유닛(21A, 21B)이 연결됨으로써 전계 방사 헤드(2)가 형성된다. 그리고 헤드 유닛(21A)에는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 일방측에 다른 헤드 유닛(21B)이 연결된다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)은, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여, 서로에 대하여 인접한다.

헤드 유닛(21A, 21B)의 각각은 유닛 본체(23)를 구비한다. 유닛 본체(23)의 각각은 긴 변 축 C를 중심축으로 하여 연장 설치된다. 전계 방사 헤드(2)에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)로부터 헤드 본체(11)가 형성된다. 그리고 헤드 본체(11)의 외주면은 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)의 외주면으로부터 형성된다. 또한 헤드 유닛(21A, 21B)은, 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)가 서로에 대하여 동축 또는 대략 동축으로 되는 상태에서 연결된다.

헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 유닛 본체(23)의 내부에 긴 변 축 C를 따라 공동(25)이 형성된다. 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 공동(25)은 유닛 본체(23)과 동축 또는 대략 동축으로 형성되고, 공동(25)의 중심축은 긴 변 축 C와 동축 또는 대략 동축으로 형성된다. 전계 방사 헤드(2)에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)의 공동(25)이 서로에 대하여 연통되는 상태에서 헤드 유닛(21A, 21B)이 연결된다. 그리고 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)의 공동(25)에 의하여, 전술한 헤드 유로(16)가 긴 변 축 C를 따라 형성된다.

또한 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 유닛 본체(23)의 외주면에, 전술한 노즐(12)이 배치된다. 도 2 등의 일례에서는, 2개의 노즐(12)이 헤드 유닛(21A)에 마련되고 2개의 노즐(12)이 헤드 유닛(21B)에 마련된다. 또한 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에 마련되는 노즐(12)의 수는 특별히 한정되지 않으며, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)에는 하나 이상의 노즐(12)이 접속되어 있으면 된다.

또한 도 2 등의 일례에서는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 본체(11)의 일방측의 단부면이 헤드 유닛(21A)의 유닛 본체(23)로부터 형성되고, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 본체(11)의 타방측의 단부면이 헤드 유닛(21B)의 유닛 본체(23)로부터 형성지난다. 그리고 헤드 유로(16)의 유입구(22)는 헤드 유닛(21A)에 형성된다.

또한 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여, 서로에 대하여 인접하는 헤드 유닛(21A, 21B) 사이에는 시일 부재(20)가 마련된다. 따라서 시일 부재(20)는, 서로에 대하여 인접하는 헤드 유닛(21A, 21B)의 연결면 P에 배치된다. 시일 부재(20)는, 예를 들어 와셔 또는 링 등이며, 시일 부재(20)를 형성하는 재료로서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등을 들 수 있다. 시일 부재(20)는 연결면 P에 있어서, 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23) 사이를 액밀하게 유지한다. 이것에 의하여 연결면 P에 있어서, 헤드 유로(16)로부터 헤드 본체(11)의 외부로의 원료액의 유출이 방지된다.

또한 연결면 P는, 노즐(12) 중 어느 것으로부터도 이격된 위치를 통과한다. 또한 본 실시 형태에서는, 연결면 P는 긴 변 축 C에 대하여 수직 또는 대략 수직으로 된다. 그리고 연결면 P의 법선 방향(화살표 N1 및 화살표 N2로 나타내는 방향)은, 긴 변 축 C를 따르는 방향과 일치 또는 대략 일치하고, 긴 변 축 C에 대하여 평행 또는 대략 평행으로 된다.

여기서, 헤드 유닛(21A, 21B)을 서로에 대하여 연결하는 연결 구조(커플링)에 대하여 설명한다. 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)에는, 긴 변 축 C를 따라 구멍(26)이 하나 이상 형성된다. 본 실시 형태에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에 3개의 구멍(26)이 형성된다. 그리고 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 구멍(26)의 각각은, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 유닛 본체(23)를 관통한다. 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 구멍(26)의 각각은, 유닛 본체(23)의 외주면 및 노즐(12)에 대하여 내주측에 형성되고, 유닛 본체(23)의 직경 방향에 대하여 공동(25)과 유닛 본체(23)의 외주면 사이에 형성된다.

또한 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 구멍(26)은, 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여 서로에 대하여 이격되어 배치되며, 어느 일례에서는, 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여 등간격 또는 대략 등간격으로 배치된다. 또한 헤드 유닛(21A)의 구멍(26)의 각각은, 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 헤드 유닛(21B)의 구멍(26) 중 대응하는 하나와 동일 또는 대략 동일한 각도 위치에 배치된다.

또한 본 실시 형태에서는, 시일 부재(20)에는, 헤드 유닛(21A)에 형성되는 구멍(26)과 동일한 수, 즉, 헤드 유닛(21B)에 형성되는 구멍(26)과 동일한 수만큼 구멍(27)이 형성된다. 구멍(27)의 각각은, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 시일 부재(20)를 관통한다. 구멍(27)의 각각은, 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 헤드 유닛(21A)의 구멍(26) 중 대응하는 하나, 및 헤드 유닛(21B)의 구멍(26) 중 대응하는 하나와 동일 또는 대략 동일한 각도 위치에 배치된다. 헤드 본체(11)에서는, 헤드 유닛(21A)의 구멍(26)의 각각은, 시일 부재(20)의 구멍(27) 중 대응하는 하나를 통하여 헤드 유닛(21B)의 구멍(26) 중 대응하는 하나와 연통된다.

또한 헤드 본체(11)에는, 체결 부재인 볼트(28)가, 헤드 유닛(21A)에 형성되는 구멍(26)과 동일한 수, 즉, 헤드 유닛(21B)에 형성되는 구멍(26)과 동일한 수만큼 장착된다. 볼트(28)의 각각은, 헤드 유닛(21A)의 구멍(26) 중 대응하는 하나, 시일 부재(20)의 구멍(27) 중 대응하는 하나, 및 헤드 유닛(21B)의 구멍(26) 중 대응하는 하나에 삽입된다. 또한 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 본체(11)의 일방측의 단부면에는 볼트(28)의 각각의 헤드부가 맞닿는다. 그리고 볼트(28)의 각각에서는, 헤드부와는 반대측의 단부에, 너트(29) 중 대응하는 하나가 나사 결합 등에 의하여 체결된다. 너트(29)의 각각은, 볼트(28)의 헤드부가 맞닿는 단부면과는 반대측의 단부면에서 헤드 본체(11)에 맞닿는다.

전술한 바와 같이, 볼트(28) 및 너트(29)가 헤드 본체(11)에 장착됨으로써, 볼트(28) 및 너트(29)에 의하여, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 본체(11)가 죄어진다. 즉, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여, 볼트(28)의 헤드부와 너트(29) 사이에서 헤드 본체(11)가 압축된다. 볼트(28) 및 너트(29)에 의한 조임에 의하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 연결된다.

또한 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 볼트(28) 및 너트(29)가 헤드 본체(11)에 장착되기 때문에, 볼트(28) 및 너트(29)는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)의 외주면 및 노즐(12)에 대하여 내주측에 마련된다. 그리고 볼트(28) 및 너트(29)는, 헤드 본체(11)의 직경 방향에 대하여 헤드 유로(16)(공동(25))와 헤드 본체(11)의 외주면 사이에 형성된다. 따라서 본 실시 형태에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)을 서로에 대하여 연결하는 연결 구조는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)의 외주면 및 노즐(12)에 대하여 내주측에 마련된다. 즉, 연결 구조(커플링)는, 노즐(12)이 배치되는 유닛 본체(23)의 외주면에 형성되지 않는다.

볼트(28) 및 너트(29)는 도전 재료로 형성된다. 또한 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 볼트(28)의 헤드부는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 본체(11)의 일방측의 단부면에 맞닿는다. 그리고 너트(29)는, 볼트(28)의 헤드부가 맞닿는 단부면과는 반대측의 단부면에서 헤드 본체(11)에 맞닿는다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 볼트(28) 및 너트(29)를 통하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 전기적으로 접속된다. 또한 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 유닛 본체(23)는 노즐(12)에 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 전술한 바와 같이 전원(4)에 의하여 전계 방사 헤드(2)에 전압이 인가되면, 헤드 유닛(21A)의 노즐(12) 및 헤드 유닛(21B)의 노즐(12)은 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 전위로 된다.

본 실시 형태에서는, 복수의 헤드 유닛(21A, 21B)이 긴 변 축 C를 따라 배열되어, 헤드 유닛(21A, 21B)이 서로에 대하여 연결된다. 이 때문에, 헤드 본체(11)의 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대한 치수를 크게 하는 것이 가능해진다. 그리고 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대한 치수가 큰 헤드 본체(11)에 있어서, 복수의 노즐(12)이 긴 변 축 C를 따라 배열된다. 헤드 본체(11)를 전술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 헤드 본체(11)의 긴 변 축 C를 따르는 방향의 치수가 큰 파이버(100)의 막이 적절히 형성된다. 즉, 폭 방향의 치수가 큰 파이버(100)의 막이 적절히 형성된다.

또한 본 실시 형태에서는, 복수의 노즐(12)이 전술한 바와 같이 배열되기 때문에, 노즐(12)로부터의 원료액의 분출에 의하여 전술한 바와 같이 파이버(100)의 막을 형성할 때, 예를 들어 파이버(100)의 막의 폭 방향에 대하여 노즐(12)을 왕복 이동시킬 필요는 없다. 이 때문에, 노즐(12)을 이동시키는 구동계를 전계 방사 장치(1)에 마련할 필요는 없다. 이 때문에, 전계 방사 장치(1)에 있어서 구성 및 제어계 등이 복잡화되지 않는다.

또한 본 실시 형태에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)의 공동(25)이 서로에 대하여 연통되는 상태에서 헤드 유닛(21A, 21B)이 연결된다. 그리고 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)의 공동(25)에 의하여 헤드 유로(16)가 긴 변 축 C를 따라 형성된다. 전술한 바와 같이 헤드 유로(16)가 형성되기 때문에, 본 실시 형태에서는, 헤드 본체(11)의 형성에 있어서, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대한 치수가 큰 구멍(공동)을 단일 부재에 형성할 필요가 없다. 이 때문에, 헤드 본체(11) 및 전계 방사 헤드(2)의 제조 비용이 억제됨과 함께, 헤드 본체(11) 및 전계 방사 헤드(2)의 생산성이 향상된다.

또한 본 실시 형태에서는, 시일 부재(20)에 의하여 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23) 사이가 액밀하게 유지된다. 그리고 시일 부재(20)에 의하여, 연결면 P에 있어서, 헤드 유로(16)로부터 헤드 본체(11)의 외부로의 원료액의 유출이 방지된다. 이 때문에, 헤드 유닛(21A, 21B)의 유닛 본체(23)의 공동(25)을 연통함으로써 헤드 유로(16)를 형성하는 구성이더라도 헤드 유로(16)로부터의 원료액의 유출이 유효하게 방지된다.

또한 본 실시 형태에서는, 볼트(28) 및 너트(29)를 통하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 전기적으로 접속된다. 그리고 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 유닛 본체(23)가 노즐(12)에 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 헤드 유닛(21A, 21B) 중 한쪽의 유닛 본체(23)를 전원(4)에 접속함으로써 전원(4)으로부터 전압이 인가되면, 헤드 유닛(21A, 21B)의 모든 노즐(12)이 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 전위로 된다. 이것에 의하여, 전계 방사 헤드(2)에 전압을 인가하는 급전계의 구성이 복잡화되지 않는다.

또한 본 실시 형태에서는, 볼트(28) 및 너트(29) 등은, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)의 외주면 및 노즐(12)에 대하여 내주측에 마련된다. 이 때문에, 헤드 유닛(21A, 21B)을 연결하는 연결 구조를 마련하더라도, 헤드 본체(11)의 외주면에 있어서 노즐(12)의 근방에서는, 노즐(12) 이외의 돌출 부분은 형성되지 않는다. 이 때문에, 헤드 유닛(21A, 21B)의 연결 구조를 마련하더라도, 노즐(12)의 근방에서의, 전계에 대한 연결 구조의 영향이 억제된다.

(변형예)

또한 도 6 내지 도 9에 도시하는 제1 변형예에서는, 노즐(12)로서 노즐(12A, 12B)이 헤드 본체(11)의 외주면에 마련된다. 본 변형예에서는, 노즐(12A, 12B)의 각각은 복수씩 마련된다. 또한 본 변형예에서는, 복수의 노즐(제1 노즐)(12A)은 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 각도 위치에 배치되고, 복수의 노즐(제2 노즐)(12B)은 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 각도 위치에 배치되고. 이 때문에 본 변형예에서는, 복수의 노즐(12A)은 긴 변 축 C를 따라 배열되어 노즐 열(제1 노즐 열)(15A)을 형성한다. 또한 복수의 노즐(12B)은 긴 변 축 C를 따라 배열되어 노즐 열(제2 노즐 열)(15B)을 형성한다. 여기서, 도 6은 사시도이고, 도 7은, 긴 변 축 C에 대하여 교차하는(수직 또는 대략 수직인) 어느 방향에서 본 상태를 도시한다. 또한 도 8은, 긴 변 축 C에 대하여 평행 또는 대략 평행인 단면을 도시하고, 도 9는, 긴 변 축 C에 대하여 수직 또는 대략 수직인 단면을 도시한다.

노즐(12B)은 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 노즐(12A)에 대하여 어긋나게 마련된다. 이 때문에 노즐 열(15B)은 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 노즐 열(15A)에 대하여 어긋나게 형성된다. 단, 본 변형예에서는, 노즐(12A, 12B) 모두가 긴 변 축 C에 대하여, 수집체(5)가 위치하는 측에 배치된다. 예를 들어 노즐(12A)은 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 노즐(12B)에 대하여 60° 정도 어긋나게 배치된다. 도 6 등의 일례에서는, 노즐(12A, 12B)의 각각이 2개씩 헤드 유닛(21A)에 마련되고 노즐(12A, 12B)의 각각이 2개씩 헤드 유닛(21B)에 마련된다. 이 때문에 헤드 본체(11)에는 노즐(12A, 12B)의 각각이 4개씩 마련된다. 또한 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에 마련되는 노즐(12A)의 수 및 노즐(12B)의 수는 특별히 한정되지 않으며, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)에는 하나 이상의 노즐(12A) 및 하나 이상의 노즐(12B)이 접속되어 있으면 된다.

또한 전계 방사 헤드(2)에서는, 노즐(12A)의 각각에 노즐 유로(17A)가 형성되고 노즐(12B)의 각각에 노즐 유로(17B)가 형성된다. 노즐 유로(17A, 17B)의 각각은 헤드 유로(16)와 연통되어, 헤드 유로(16)로부터 헤드 본체(11)의 외주측을 향하여 연장 설치된다. 그리고 노즐 유로(17A)의 각각은 분출구(18A)에서 외부에 대하여 개구되고, 노즐 유로(17B)의 각각은 분출구(18B)에서 외부에 대하여 개구된다. 노즐(12A)의 각각에서는, 헤드 본체(11)로부터의 돌출 단부에 분출구(18A)가 형성된다. 그리고 노즐(12B)의 각각에서는, 헤드 본체(11)로부터의 돌출 단부에 분출구(18B)가 형성된다.

헤드 본체(11)의 외주면에서는, 노즐(12A, 12B)은 지그재그 형상으로 배치된다. 그리고 노즐(12A) 및 노즐(12B)은, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 교대로 배치된다. 이 때문에, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 인접하는 노즐(제1 노즐)(12A) 사이에는, 노즐(제2 노즐)(12B) 중 대응하는 하나가 배치된다.

본 변형예에서도, 서로에 대하여 인접하는 헤드 유닛(21A, 21B)의 연결면 P에 시일 부재(20)가 배치된다. 그리고 연결면 P는, 노즐(12A, 12B) 중 어느 것으로부터도 이격된 위치를 통과한다. 단, 본 변형예에서는, 전술한 바와 같이 노즐(12A, 12B)은 지그재그 형상으로 배치된다. 이 때문에 연결면 P는, 긴 변 축 C에 대하여 경사진다. 그리고 연결면 P의 법선 방향(화살표 N1 및 화살표 N2로 나타내는 방향)은 긴 변 축 C에 대하여 경사진다.

본 변형예에서는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 인접하는 노즐(12A) 사이에 노즐(12B)이 배치된다. 이 때문에 수집체(5) 또는 기재에서는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 인접하는 노즐(12A) 사이의 영역에 있어서도 노즐(12B)에 의하여 파이버(100)가 퇴적된다. 이것에 의하여, 수집체(5) 또는 기재에 있어서 파이버(100)가 국소적으로 퇴적되는 것이 유효하게 방지된다. 따라서 형성되는 파이버(100)의 막의 두께가 불균일해지는 것이 유효하게 방지된다.

또한 연결면 P는 긴 변 축 C에 대하여 경사진다. 이 때문에, 전술한 바와 같이 노즐(12A, 12B)을 지그재그 형상으로 배치하더라도, 노즐(12A, 12B) 중 어느 것으로부터도 이격된 위치를 통과하는 연결면 P에서 헤드 유닛(21A, 21B)을 연결 가능하게 된다.

또한 헤드 유닛(21A, 21B)을 연결하는 연결 구조는, 볼트(체결 부재)(28) 및 너트(29)를 이용한 전술한 연결 구조에 한하는 것은 아니다. 예를 들어 도 10 및 도 11에 도시하는 제2 변형예에서는, 헤드 유닛(21A)의 유닛 본체(23)에 수나사부(41)가 형성된다. 그리고 헤드 유닛(21B)의 유닛 본체(23)에 암나사부(42)가 형성된다. 본 변형예에서는, 수나사부(41)가 암나사부(42)에 나사 결합됨으로써 헤드 유닛(21A, 21B)이 서로에 대하여 연결된다. 따라서 수나사부(41) 및 암나사부(42)에 의하여 헤드 유닛(21A, 21B)을 연결하는 연결 구조(커플링)가 형성된다. 여기서, 도 10은, 긴 변 축 C에 대하여 교차하는(수직 또는 대략 수직인) 어느 방향에서 본 상태를 도시하며, 헤드 유닛(21A, 21B)을 서로에 대하여 분리한 상태를 도시한다. 또한 도 11은, 긴 변 축 C에 대하여 평행 또는 대략 평행인 단면을 도시한다.

본 변형예에서도, 수나사부(41) 및 암나사부(42)로 형성되는 연결 구조는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)의 외주면 및 노즐(12)에 대하여 내주측에 마련된다. 그리고 연결 구조는, 헤드 본체(11)의 직경 방향에 대하여 헤드 유로(16)(공동(25))와 헤드 본체(11)의 외주면 사이에 형성된다. 따라서 본 변형예에서도, 헤드 유닛(21A, 21B)을 서로에 대하여 연결하는 연결 구조는, 노즐(12)이 배치되는 유닛 본체(23)의 외주면에 형성되지 않는다. 이 때문에, 노즐(12)의 근방에서의, 전계에 대한 연결 구조의 영향이 억제된다.

또한 본 변형예에서도, 헤드 유닛(21A, 21B)의 연결면 P에 시일 부재(20)가 배치된다. 본 변형예에서는, 연결면 P에 있어서, 헤드 유닛(21A)의 수나사부(41)의 외주측에 시일 부재(20)가 배치된다. 또한 본 변형예에서는, 수나사부(41) 및 암나사부(42)를 통하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 전기적으로 접속되고, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 유닛 본체(23)가 노즐(12)에 전기적으로 접속된다. 전술한 바와 같은 구성이기 때문에, 본 변형예에서도 제1 실시 형태 등과 마찬가지의 작용 및 효과를 발휘한다.

또한 어느 변형예에서는, 헤드 유닛(21B)에 수나사부가 형성되고, 헤드 유닛(21A)에, 수나사부와 나사 결합하는 암나사부가 형성된다.

또한 도 12 및 도 13에 도시하는 제3 변형예에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)에 플랜지부(45)가 형성된다. 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 플랜지부(45)는 유닛 본체(23) 외주면에 있어서 외주측으로 돌출한다. 단, 플랜지부(45)는 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 노즐(12)로부터 이격되어 마련된다. 또한 플랜지부(45)는 긴 변 축 C에 대하여, 노즐(12)이 위치하는 측과는 반대측에 마련되는 것이 바람직하다. 어느 일례에서는, 플랜지부(45)는 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 노즐(12)에 대하여 180° 정도 이격되어 배치된다. 여기서, 도 12는, 긴 변 축 C에 대하여 교차하는(수직 또는 대략 수직인) 어느 방향에서 본 상태를 도시한다. 또한 도 13은, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 일방측(유입구(22)가 위치하는 측)에서 본 상태를 도시한다.

헤드 유닛(21A)에서는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 유닛(21B)이 위치하는 측의 단부에 플랜지부(45)가 형성된다. 그리고 헤드 유닛(21B)에서는, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 헤드 유닛(21A)이 위치하는 측의 단부에 플랜지부(45)가 형성된다. 본 변형예에서는, 헤드 유닛(21A, 21B)의 플랜지부(45)끼리는 서로에 대하여 맞닿는다. 그리고 헤드 유닛(21A, 21B)의 플랜지부(45)는 볼트(46) 및 너트(47)에 의하여, 긴 변 축 C를 따르는 방향에 대하여 죄어진다. 볼트(46) 및 너트(47)에 의한 헤드 유닛(21A, 21B)의 플랜지부(45)의 조임에 의하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 연결된다. 따라서 본 변형예에서는, 플랜지부(45), 볼트(46) 및 너트(47)에 의하여 헤드 유닛(21A, 21B)을 연결하는 연결 구조(커플링)가 형성된다.

본 변형예에서는, 연결 구조는 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각의 유닛 본체(23)의 외주면에 마련된다. 단, 플랜지부(45)를 포함하는 연결 구조는 긴 변 축 C의 축 둘레에 대하여, 노즐(12)로부터 이격되어 마련된다. 이 때문에, 전술한 실시 형태 등과 마찬가지로, 헤드 본체(11)의 외주면에 있어서 노즐(12)의 근방에서는, 노즐(12) 이외의 돌출 부분은 형성되지 않는다. 이 때문에 본 변형예에서도, 노즐(12)의 근방에서의, 전계에 대한 연결 구조의 영향이 억제된다.

또한 본 변형예에서도, 헤드 유닛(21A, 21B)의 연결면 P에 시일 부재(20)가 배치된다. 본 변형예에서는, 연결면 P에 있어서, 헤드 유닛(21A)의 플랜지부(45)의 내주측에 시일 부재(20)가 배치된다. 또한 본 변형예에서는, 플랜지부(45)를 통하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 전기적으로 접속되고, 헤드 유닛(21A, 21B)의 각각에서는, 유닛 본체(23)가 노즐(12)에 전기적으로 접속된다. 전술한 바와 같은 구성이기 때문에, 본 변형예에서도 제1 실시 형태 등과 마찬가지의 작용 및 효과를 발휘한다.

또한 어느 변형예에서는, 시일 부재(20)가 도전 고무 등으로 형성되어 도전성을 갖는다. 이 경우, 시일 부재(20)를 통하여 헤드 유닛(21A, 21B)은 서로에 대하여 전기적으로 접속된다.

또한 전술한 실시 형태 등에서는, 2개의 헤드 유닛(21A, 21B)으로부터 전계 방사 헤드(2)가 형성되지만, 이에 한하는 것은 아니다. 도 14에 도시하는 제4 변형예에서는, 3개의 헤드 유닛(21A 내지 21C)으로부터 전계 방사 헤드(2)가 형성된다. 본 변형예에서도, 헤드 유닛(21A 내지 21C)은 긴 변 축 C를 따라 배열되어, 서로에 대하여 연결된다. 또한 헤드 유닛(21A 내지 21C)의 유닛 본체(23)의 공동(25)은 서로에 대하여 연통되해, 헤드 유닛(21A 내지 21C)의 유닛 본체(23)의 공동(25)에 의하여, 헤드 유로(16)가 긴 변 축 C를 따라 형성된다.

본 변형예에서는, 전술한 실시 형태 등의 어느 것과 마찬가지로 하여 헤드 유닛(21A, 21B)이 서로에 대하여 연결된다. 그리고 전술한 실시 형태 등의 어느 것과 마찬가지로 하여 헤드 유닛(21B, 21C)이 서로에 대하여 연결된다. 또한 전원(4)에 의하여 전계 방사 헤드(2)에 전압이 인가되면, 헤드 유닛(21A 내지 21C)의 노즐(12)은 서로에 대하여 동일 또는 대략 동일한 전위로 된다. 또한 본 변형예에서는, 서로에 대하여 인접하는 헤드 유닛(21A, 21B)의 연결면에 시일 부재(20)가 배치되고, 서로에 대하여 인접하는 헤드 유닛(21B, 21C)의 연결면에 시일 부재(20)가 배치된다. 본 변형예에서도, 전술한 실시 형태 등과 마찬가지의 작용 및 효과를 발휘한다.

또한 어느 변형예에서는, 4개 이상의 헤드 유닛(21)을 서로에 대하여 연결함으로써 전계 방사 헤드(2)가 형성된다. 이 경우에도, 전술한 실시 형태 등의 어느 것과 마찬가지로 하여 헤드 유닛(21)이 서로에 대하여 연결되어 헤드 유로(16)가 형성된다.

이들 중 적어도 하나의 실시 형태 또는 실시예에 따르면, 헤드 유닛에는, 연결 구조에 의하여, 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여 적어도 일방측에 다른 헤드 유닛을 연결 가능하다. 연결 구조는, 유닛 본체의 공동이 다른 헤드 유닛의 유닛 본체의 공동에 대하여 연통되는 상태에서 유닛 본체에 다른 헤드 유닛의 유닛 본체를 연결한다. 이것에 의하여, 구성 및 제어계의 복잡화, 제조 비용의 증가, 및 생산성의 저하가 억제됨과 함께, 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 적절히 형성하는 헤드 유닛을 제공할 수 있다.

또한 이들 적어도 하나의 실시 형태 또는 실시예에 따르면, 복수의 헤드 유닛은 연결 구조에 의하여 서로에 대하여 연결된다. 연결 구조는, 유닛 본체의 공동이 서로에 대하여 연통되는 상태에서 복수의 헤드 유닛을 연결한다. 이것에 의하여, 구성 및 제어계의 복잡화, 제조 비용의 증가, 및 생산성의 저하가 억제됨과 함께, 폭 방향의 치수가 큰 파이버의 막을 적절히 형성하는 전계 방사 헤드를 제공할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시 형태를 설명하였지만 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는 기타 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

Claims

원료액을 수납하는 공동이 내부에 긴 변 축을 따라 형성되는 유닛 본체와,
도전 재료로 형성됨과 함께, 상기 유닛 본체의 외주면에 마련되는 노즐이자, 상기 유닛 본체의 상기 공동을 통하여 공급되는 상기 원료액을 분출하는 노즐
을 구비하는 헤드 유닛이며,
상기 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여 적어도 일방측에 다른 헤드 유닛을 연결 가능한 연결 구조를 더 구비하고,
상기 연결 구조는, 상기 유닛 본체의 상기 공동이 상기 다른 헤드 유닛의 유닛 본체의 공동에 대하여 연통되는 상태에서 상기 유닛 본체에 상기 다른 헤드 유닛의 상기 유닛 본체를 연결하여, 상기 공동 및 상기 공동에 대하여 연통되는 상기 다른 헤드 유닛의 상기 공동에 의하여 상기 긴 변 축을 따라 헤드 유로를 형성하는,
헤드 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐을 복수 구비하고,
복수의 상기 노즐은, 제1 노즐과, 상기 긴 변 축의 축 둘레에 대하여, 상기 제1 노즐에 대하여 어긋나게 마련되는 제2 노즐을 구비하는,
헤드 유닛.
긴 변 축을 따라 배열되는 복수의 헤드 유닛과,
상기 복수의 헤드 유닛을 서로에 대하여 연결하는 연결 구조
를 구비하고,
상기 복수의 헤드 유닛의 각각은,
원료액을 수납하는 공동이 내부에 상기 긴 변 축을 따라 형성되는 유닛 본체와,
도전 재료로 형성됨과 함께, 상기 유닛 본체의 외주면에 마련되는 노즐이자, 상기 유닛 본체의 상기 공동을 통하여 공급되는 상기 원료액을 분출하는 노즐
을 구비하고,
상기 연결 구조는, 상기 유닛 본체의 상기 공동이 서로에 대하여 연통되는 상태에서 상기 복수의 헤드 유닛을 연결하여, 서로에 대하여 연통되는 상기 공동에 의하여 상기 긴 변 축을 따라 헤드 유로를 형성하는,
전계 방사 헤드.
제3항에 있어서,
상기 복수의 헤드 유닛의 상기 노즐은 서로에 대하여 전기적으로 접속되고,
상기 복수의 헤드 유닛의 상기 노즐은 전압의 인가에 의하여 서로에 대하여 동일한 전위로 되는,
전계 방사 헤드.
제3항에 있어서,
상기 연결 구조는, 상기 복수의 헤드 유닛의 각각의 상기 유닛 본체의 상기 외주면 및 상기 노즐에 대하여, 내주측에 마련되는, 전계 방사 헤드.
제5항에 있어서,
상기 복수의 헤드 유닛의 각각의 상기 유닛 본체에서는, 상기 외주면에 대하여 내주측에 상기 긴 변 축을 따라 구멍이 형성되고,
상기 연결 구조는, 상기 구멍에 삽입되는 체결 부재를 구비하고,
상기 복수의 헤드 유닛은, 상기 체결 부재에 의한 조임에 의하여 서로에 대하여 연결되는,
전계 방사 헤드.
제3항에 있어서,
상기 연결 구조는, 상기 복수의 헤드 유닛의 각각의 상기 노즐에 대하여, 상기 긴 변 축의 축 둘레에 대하여 이격되어 마련되는, 전계 방사 헤드.
제3항에 있어서,
상기 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여, 서로에 대하여 인접하는 상기 헤드 유닛 사이에 마련되어, 서로에 대하여 인접하는 상기 헤드 유닛 사이를 액밀하게 유지함으로써, 서로에 대하여 인접하는 상기 헤드 유닛의 연결면에 있어서 상기 헤드 유로로부터의 상기 원료액의 유출을 방지하는 시일 부재를 더 구비하는, 전계 방사 헤드.
제3항에 있어서,
상기 복수의 헤드 유닛의 각각은 상기 노즐을 복수 구비하고,
상기 복수의 헤드 유닛의 각각에서는, 복수의 상기 노즐은, 제1 노즐과, 상기 긴 변 축의 축 둘레에 대하여, 상기 제1 노즐에 대하여 어긋나게 마련되는 제2 노즐을 구비하고,
상기 복수의 헤드 유닛의 상기 제1 노즐은, 상기 제1 노즐이 상기 긴 변 축을 따라 배열되는 제1 노즐 열을 형성하고,
상기 복수의 헤드 유닛의 상기 제2 노즐은, 상기 제2 노즐이 상기 긴 변 축을 따라 배열되는 제2 노즐 열을 상기 긴 변 축의 축 둘레에 대하여, 제1 노즐 열에 대하여 어긋난 위치에 형성하는,
전계 방사 헤드.
제9항에 있어서,
상기 제1 노즐 열의 복수의 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐 열의 복수의 상기 제2 노즐은 지그재그 형상으로 배치되고,
상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐은, 상기 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여 교대로 배치되고,
상기 긴 변 축을 따르는 방향에 대하여, 서로에 대하여 인접하는 상기 헤드 유닛의 연결면 및 상기 연결면의 법선 방향의 각각은 상기 긴 변 축에 대하여 경사지는,
전계 방사 헤드.
제3항에 기재된 전계 방사 헤드와,
상기 전계 방사 헤드의 상기 헤드 유로에 상기 원료액을 공급하는 공급원과,
상기 전계 방사 헤드에 전압을 인가하는 전원
을 구비하는, 전계 방사 장치.