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公開番号2025169344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2025134950,2021546730
出願日2025-08-14,2020-02-14
発明の名称繊維生成のための交流電界電極システムおよび方法
出願人ザユーエイビーリサーチファウンデイション
代理人弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
主分類D01D 5/04 20060101AFI20251105BHJP(天然または人造の糸または繊維;紡績)
要約【課題】AC電界紡糸プロセスにおいて使用するための電極システムを提供する。
【解決手段】電極システムは、帯電コンポーネント電極と、AC電界減衰コンポーネントおよび前駆体液体減衰コンポーネントのうちの少なくとも一方とを含む。帯電コンポーネント電極は、AC源に電気的に結合されており、このAC源は、帯電コンポーネント電極に所定のAC電圧を印加する。電極システムがAC電界減衰コンポーネントを含む場合は、AC電界減衰コンポーネントは、帯電コンポーネント電極によって生成されたAC電界を減衰させて、繊維フローの方向をより良好に成形および制御する。電極システムが前駆体液体減衰コンポーネントを含む場合は、前駆体液体減衰コンポーネントは、液体前駆体の上面が理想的な形状ではないか、または帯電コンポーネント電極上に液体を含有するリザーバのリムまたはリップより低い場合であっても、繊維生成を増加させる役割を果たす。
【選択図】図12A
特許請求の範囲【請求項１】
交流（ＡＣ）電界紡糸システムで使用するための電極システムであって、
帯電コンポーネント電極であって、前記帯電コンポーネント電極がＡＣ源に電気的に結合され、前記ＡＣ源は、前記帯電コンポーネント電極にＡＣ信号を送達し、前記帯電コンポーネント電極に所定のＡＣ電圧を印加する、帯電コンポーネント電極と、
ＡＣ電界減衰コンポーネントおよび前駆体液体減衰コンポーネントのうちの少なくとも一方と、を備えている、電極システム。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記電極システムが、前記ＡＣ電界減衰コンポーネントを備えるが、前記前駆体液体減衰コンポーネントを備えず、前記所定のＡＣ電圧が前記ＡＣ電界減衰コンポーネントにも印加され、前記ＡＣ電界減衰コンポーネントは、前記所定のＡＣ電圧を前記帯電コンポーネント電極に前記印加することによって作り出されるＡＣ電界を減衰させる、請求項１に記載の電極システム。
【請求項３】
前記帯電コンポーネント電極がドーナツ形状である、請求項２に記載の電極システム。
【請求項４】
前記帯電コンポーネント電極が円盤形状である、請求項２に記載の電極システム。
【請求項５】
前記帯電コンポーネント電極が、上面およびリムまたはリップを有し、これらが一緒になって、前駆体液体を保持するためのリザーバを画定し、前記帯電コンポーネント電極の前記上面が前記リザーバの底部として機能するようになっている、請求項２に記載の電極システム。
【請求項６】
前記ＡＣ電界減衰コンポーネントがリングである、請求項２に記載の電極システム。
【請求項７】
前記リングが円形である、請求項６に記載の電極システム。
【請求項８】
前記リングが矩形である、請求項６に記載の電極システム。
【請求項９】
前記帯電コンポーネント電極に対する前記ＡＣ電界減衰コンポーネントの位置、配向、および傾斜のうちの少なくとも１つが、調整可能である、請求項６に記載の電極システム。
【請求項１０】
前記電極システムが、前記前駆体液体減衰コンポーネントを備えるが、前記ＡＣ電界減衰コンポーネントを備えず、前記帯電コンポーネント電極は、上面およびリムまたはリップを有し、これらが一緒になって、前駆体液体を保持するためのリザーバを画定し、前記帯電コンポーネント電極の前記上面が前記リザーバの底部として機能するようになっており、前記前駆体液体減衰コンポーネントは、前記帯電コンポーネント電極上の前記前駆体液体の水面が前記帯電コンポーネント電極の前記リップまたはリムより低い場合であっても、繊維生成を促進する、請求項１に記載の電極システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維生成に関し、より詳細には、電界紡糸によって繊維を生成する際に使用するための交流電界電極システムおよび方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電界紡糸は、マイクロファイバーとナノファイバーを作製するために使用されるプロセスである。電界紡糸では、繊維は、通常、伝搬ポリマージェットを形成するために、電界（ＤＣまたはＡＣ）を印加しながら、ポリマーベースの溶融物もしくは溶液をキャピラリーニードルから押し出すことによって作製されるか、または電極表面上の液体前駆体の層の表面から作製される。高電圧は、溶液にコーンを形成させ、このコーンの先端から流体ジェットが噴出され、コレクターに向かって加速される。伸縮ジェットは、溶媒が蒸発するにつれて細くなり、連続した固体繊維となる。次いで、繊維はコレクターに収集される。
【０００３】
非キャピラリー（ニードルなし、自由表面、スリット、ワイヤ、シリンダ）繊維生成電極の利用は、複数のジェットの同時生成によってプロセス生産性を向上させるが、プロセスに必要とされるより高い電圧を犠牲にする。一般的な静電界（ＤＣ電界紡糸）の代わりに、周期的な交流電界（ＡＣ電界紡糸）を印加することにより、生成された繊維を効率的に運び去る「コロナ」または「イオン」風現象の効果が増加するため、繊維生成の条件が改善される。ＡＣ電界紡糸は、ＤＣ電界紡糸と比較して、電極面積当たりの繊維生成速度が高く、プロセス生産性が高く、繊維の取り扱いが容易である。しかしながら、ＡＣ電界紡糸の周期的性質は、より強い磁場が繊維生成電極に限定され、前駆体の特性が変化することに起因して、多くの前駆体溶液の紡糸特性を強く制限することがある。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、ＡＣ電界紡糸システムおよびＡＣ電界紡糸法において使用するための電極システムに関する。電極システムは、帯電コンポーネント電極と、ＡＣ電界減衰コンポーネントおよび前駆体液体減衰コンポーネントのうちの少なくとも一方とを備える。帯電コンポーネント電極は、ＡＣ源に電気的に結合されており、このＡＣ源は、帯電コンポーネント電極にＡＣ信号を送達し、帯電コンポーネント電極に所定のＡＣ電圧を印加する。
【０００５】
一つの実施形態によれば、電極システムは、ＡＣ電界減衰コンポーネントを備えるが、前駆体液体減衰コンポーネントは備えず、所定のＡＣ電圧は、ＡＣ電界減衰コンポーネントにも印加される。ＡＣ電界減衰コンポーネントは、帯電コンポーネント電極に所定のＡＣ電圧を印加することによって作り出されるＡＣ電界を減衰させる。
【０００６】
一つの実施形態によれば、帯電コンポーネント電極は、ドーナツ形状である。別の実施形態によれば、帯電コンポーネント電極は、円盤形状である。
【０００７】
一つの実施形態によれば、帯電コンポーネント電極は、上面およびリムまたはリップを有し、これらが一緒になって、前駆体液体を保持するためのリザーバを画定し、帯電コンポーネント電極の上面がリザーバの底部として機能するようになっている。
【０００８】
一つの実施形態によれば、ＡＣ電界減衰コンポーネントは、リングである。一つの実施形態によれば、リングは円形である。一つの実施形態によれば、リングは矩形である。
【０００９】
一つの実施形態によれば、帯電コンポーネント電極に対するＡＣ電界減衰コンポーネン
トの位置、配向、および傾斜のうちの少なくとも１つが、調整可能である。
【００１０】
一つの実施形態によれば、電極システムは、前駆体液体減衰コンポーネントを備えるが、ＡＣ電界減衰コンポーネントを備えず、帯電コンポーネント電極は、上面およびリムまたはリップを有し、これらが一緒になって、前駆体液体を保持するためのリザーバを画定し、帯電コンポーネント電極の上面がリザーバの底部として機能するようになっている。前駆体液体減衰コンポーネントは、帯電コンポーネント電極上の前駆体液体の水面が帯電コンポーネント電極のリップまたはリムより低い場合でも、繊維生成を促進する。
（【００１１】以降は省略されています）

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