(57)【要約】  本発明は、その上面（３）で終端する高分子溶液または融液の入口パイプ（２）を含む、高分子溶液または高分子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、これにより、高分子溶液または融液の入口パイプ（２）の上面上の口部（２０）の少なくとも一部の周りには、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、紡糸面（４）は高分子溶液または融液の入口パイプ（２）の外面上の捕集面（６）として続く、紡糸電極（１）に関する。本発明はまた、本発明による少なくとも１つの紡糸電極（１）を備えた、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装置にも関する。加えて、本発明は、本発明による紡糸電極の使用に基づく、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に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）。
【請求項２】
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）。
【請求項３】
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）。
【請求項４】
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）。
【請求項５】
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）。
【請求項６】
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）。
【請求項７】
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）。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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）。
【請求項１２】
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）。
【請求項１３】
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）。
【請求項１４】
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）。
【請求項１５】
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）。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【０００２】
本発明はまた、少なくとも１つのこのような紡糸電極を備えた、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装置に関する。
【０００３】
加えて、本発明はまた、高分子溶液または融液のエレクトロスピニングを通じてナノファイバーを製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
現在、高分子溶液または融液の静電（すなわち、高ＤＣ電圧を用いる）紡糸によって高分子ナノファイバー（すなわち、直径１０００ｎｍ未満の繊維）を製造するために、２つの基本タイプの紡糸電極が使用される。１つ目は運動体―ほとんどの場合、円筒形表面上にねじ溝がある、回転する円筒またはらせんであり、運動体は、高分子溶液または融液に少なくとも部分的に浸漬されており、適切な容器に入れられている。同時に、高分子溶液または融液は、運動体の表面上で静電界に入る（たとえば、特許文献１参照）。第２のタイプの紡糸電極は、管、またはより具体的にはノズルまたは毛細管であり、静電界の中に位置するその先端には、その空洞を通じて高分子溶液または融液が供給される（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
加えて、これらの紡糸電極は、高分子ナノファイバーの製造に、１つまたは複数の紡糸電極のみに供給される交流電圧が使用される、特許文献３による方法を用いる、いわゆる「エレクトロスピニング」（または「ＡＣエレクトロスピニング」）の間にも使用可能である。ナノファイバーの製造用の電界は、紡糸電極と逆帯電した空気イオンおよび／または気体イオンとの間に形成されるが、これらのイオンは、周囲の空気または気体のイオン化によってその近傍に生成され、および／またはイオン源から、および／または直前に形成された逆帯電したナノファイバーから、その近傍に供給される。
【０００６】
これまでに知られているロッド、管、またはノズルから構成される紡糸電極の欠点は、これらに供給される電圧が、特にその上面とケーシングとの間の遷移領域において、鋭い縁の上で電界の強度を略集中され、これにより、すでに制限された（通常は１ｍｍ未満の直径を有する）その作用表面を十分に使用できるようにせず、したがってこれらの電極には非常に低い紡糸出力しかないということである。
【０００７】
また、エレクトロスピニングの間、先に形成されたナノファイバーの一部が電気的引力によって紡糸電極の表面に戻り、これらが堆積して、花に似た堆積物を形成し、これにより、電極の紡糸出力を徐々に低下させ、これについては図１１を参照されたく、比較的短い時間の後、紡糸プロセスを完全に中断させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００５／０２４１０１号
【特許文献２】国際公開第２００５／０４２８１３号
【特許文献３】チェコ共和国特許第３０４１３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、管またはノズルから構成される既存の電極の欠点を排除する、すなわちその現在の紡糸出力を増加させるのみならず、同時に連続エレクトロスピニングの持続時間も延長させることが可能な、紡糸電極を提案することである。
【００１０】
加えて、本発明の目的は、本発明による紡糸電極を使用することによって、周知の電極を使用するときのエレクトロスピニングの不都合をなくす、ナノファイバーを製造する装置および高分子溶液または融液のエレクトロスピニングの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、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であって、これによって電極は、紡糸電極の上面に開口している高分子溶液または融液の入口パイプを含み、これによって紡糸電極の上面の高分子溶液または融液の入口パイプの口部の少なくとも一部の周りに紡糸面が形成され、紡糸面は口部の下方で下向きに丸みを帯びている、紡糸電極によって実現される。下向き配向の捕集面は、高分子溶液または融液の入口パイプの外面上の紡糸面に隣接して形成される。紡糸電極のこの構造は、ほとんどの高分子ナノファイバーを同一条件下で、すなわち電界の同じ部分および同じ強度で、あるいはより具体的には高分子溶液または融液上の場の同程度の力作用で、形成できるようにする。その結果として、これらのナノファイバーは非常によく似たパラメータ、特に直径を有し、言い換えるとこれらのパラメータにはわずかなばらつきしかなく、加えて、そこから紡糸が行われる表面積を増加させることができ、これにより形成されるナノファイバーの量を増加させることができる。
【００１２】
実施形態の好適な変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプの壁は入口パイプの口部に向かって外向きに延在し、これによって紡糸面は、紡糸電極の延在する上面上の口部の少なくとも一部の周りに形成され、紡糸面は口部の下方で下向きに丸みを帯び、これによって紡糸面は、高分子溶液または融液の入口パイプの外面上に配置された下向き配向の捕集面として続く。この変形例の利点は、捕集面の少なくとも一部が、高分子溶液または融液の入口パイプの壁の延長部の下の電界の強度が低い電気的な影の中に配置されるという事実であり、これにより、この表面からの溶液または融液の望ましくない紡糸の危険性を著しく低減する。
【００１３】
本発明による紡糸電極のほとんどの変形例では、高分子溶液または融液の入口パイプの口部と紡糸面との間に、上向きまたは下向きに配向された、平坦な、丸みを帯びた、または尖頭状の搬送面が形成される。この搬送面は紡糸面として続く。搬送面は主に、高分子溶液または融液の入口パイプから紡糸電極の紡糸面まで高分子溶液または融液を搬送するように意図されている。
【００１４】
紡糸電極の捕集面からの高分子溶液または融液の偶発的な紡糸を防止するために、高分子溶液または融液の入口パイプの少なくとも一部は、その全周に沿って、紡糸面の下のカバーで覆われている。加えて、高分子溶液または融液の入口パイプの外面とカバーの内面との間には、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が形成されている。
【００１５】
たとえば、ナノファイバーまたは二成分ナノファイバーの混合物を形成するために、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を含む紡糸電極が設計され、これにより、入口パイプの各々の口部の少なくとも一部の周りには、任意の口部の下方で下向きに丸みを帯びた、別の紡糸面が配置される。したがって、異なる高分子溶液または融液を用いてこれらの分離した紡糸面の各々からの紡糸を実行することが可能であり、これによりナノファイバーの混合物を形成するが、これは材料および／または直径および／またはその他のパラメータ、たとえば１つまたは複数の活性物質の含有量が異なっており、あるいはそこから同じナノファイバーが紡糸されることが可能であり、これによりこれらの製造を増加させる。
【００１６】
好ましくは、個別の紡糸面は互いの下に配置され、同軸に配向される。
【００１７】
紡糸電極がより分離した紡糸面を有する実施形態の別の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプの外面上の捕集面は第２搬送面として続いており、これは第２の丸みを帯びた紡糸面としてさらに続き、高分子溶液または融液の入口パイプの口部の外周の少なくとも一部に沿って配置された紡糸面よりも大きい外径上に配置されており、第２紡糸面は、紡糸面よりも小さい丸みの半径を有している。第２紡糸面は、第２捕集面として続く。
【００１８】
適切な形状の場合、たとえば紡糸電極の紡糸面が、溶液または融液の入口パイプの口部から離れる方へ丸みを帯びた、少なくとも２つの紡糸副表面からなるときであって、これにより、これらの丸みを帯びた紡糸副表面の間には滑らかな推移があり、これにより、これら副表面の丸みの半径は、高分子溶液または融液の入口パイプの口部から離れる方向へ徐々に減少するとき、あるいはその表面曲線が適切なスプライン曲線、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から構成されるとき、この場合には高分子溶液または融液が入口パイプを出た直後に紡糸が開始されるので、高分子溶液または融液の入口パイプの口部と紡糸電極の紡糸面との間の搬送面を省略することができる。
【００１９】
高分子溶液または融液の入口パイプの壁の延長部は、高分子溶液または融液の入口パイプの一体部分であってもよく、あるいはこれは、高分子溶液または融液の入口パイプに実装または接続された個別本体によって形成されてもよい。
【００２０】
高分子溶液または融液の入口パイプの壁の延長部の少なくとも一部は、その高さの少なくとも一部に一定の外径を有してもよい。すなわち、紡糸電極の円形断面を考慮すると、これは円筒によって形成されてもよい。
【００２１】
本発明による紡糸電極は、導電性材料で作られてもよいが、非導電性材料で作られてもよい。第２の変形例では、紡糸されている高分子溶液または融液に、交流電圧が直接印加される。
【００２２】
本発明の目的はまた、高分子溶液または融液のエレクトロスピニングによるナノファイバーの製造のための装置によっても実現されるが、その原理は、本発明による少なくとも１つの紡糸電極を装着することにある。
【００２３】
さらに、本発明の目的は、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によって実現されるが、この方法では、高分子溶液または融液は、紡糸電極の上面で終端する高分子溶液または融液の入口パイプを通じて供給され、これにより交流電圧が、紡糸電極および／または高分子溶液または融液に供給される。本発明による方法の原理は、高分子溶液または融液は、重力によって紡糸電極の上面上を流れ、高分子溶液または融液の口部の少なくとも一部の周りに配置された紡糸面から紡糸されることにあり、紡糸面は、口部の下方で下向きに丸みを帯びている。同時に、過剰な高分子溶液または融液がこの紡糸面に供給され、紡糸されない高分子溶液または融液は紡糸電極の紡糸面を洗い流すが、これはその際に、重力によってそこから高分子溶液または融液の入口パイプの外面上の隣接する捕集面まで流れ落ちる。
【００２４】
紡糸電極がより多くの紡糸面を有する場合、高分子溶液または融液は重力によって捕集面から、丸みを帯びた、傾斜した、水平な、または尖頭状の第２搬送面まで、かつそこから丸みを帯びて下向き配向の第２紡糸面まで誘導されることが可能であり、もしくは同じかまたは異なる高分子溶液または融液が、高分子溶液または融液の入口パイプを通じて紡糸電極の各紡糸面に供給され、各紡糸面上で紡糸される。異なる高分子溶液または融液を使用した結果、２種類のナノファイバーの混合物を形成するが、これらは材料および／または直径および／または繊維材料中の１つまた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。
【００２５】
別の変形例では、紡糸電極の紡糸面からの高分子溶液または融液の紡糸のプロセスの間、この紡糸面にはその上に配置された第２紡糸面から異なる高分子溶液または融液が供給され、その結果、二成分ナノファイバーが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による紡糸電極の実施形態の第１の変形例の概略的な縦断面図である。
【図２】本発明による紡糸電極の実施形態の第２の変形例の縦断面図である。
【図３ａ】本発明による紡糸電極の実施形態の第３の変形例の概略的な縦断面図である。
【図３ｂ】図３ａによる紡糸電極の近傍の一連の電界強度を示す等位面を可視化した図である。
【図４】本発明による紡糸電極の実施形態の第４の変形例の縦断面図である。
【図５】本発明による紡糸電極の実施形態の第５の変形例の縦断面図である。
【図６】図３に示される実施形態に基づく、本発明による紡糸電極の実施形態の第６の変形例の縦断面図である。
【図７】２つの紡糸面を有する、本発明による紡糸電極の実施形態の第７の変形例の縦断面図である。
【図８】２つの紡糸面を有する、本発明による紡糸電極の実施形態の第８の変形例の縦断面図である。
【図９】３つの紡糸面を有する、本発明による紡糸電極の実施形態の第９の変形例の縦断面図である。
【図１０】１つの紡糸面を有する、本発明による紡糸電極の実施形態の第１０の変形例の縦断面図である。
【図１１】最後に、その上縁に望ましくないナノファイバーの堆積を有する、従来技術による方法を用いたエレクトロスピニングの間の紡糸電極の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による紡糸電極１は、その上面３上で終端する高分子溶液または融液の入口パイプ２を含み、これによってその口部２０の少なくとも一部の周りに、下向きに丸みを帯びた紡糸面４が配置され、これは主に高分子溶液または融液を紡糸するように意図されており、その上に載置されている。紡糸面４の丸みの半径ＲＺは、任意の条件下で高分子ナノファイバーの製造のための紡糸電極の紡糸面４上でより大きい電界強度が得られるように、またはより具体的には、その間に特定の高分子溶液または融液の紡糸が行われる電界の臨界最小強度が得られるかまたは超過されるが、同時にこの強度における絶縁破壊がないように、設計されている。
【００２８】
紡糸電極の実施形態の好適な変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁は外向き方向でその口部２０に向かって延在し、すると紡糸面４は紡糸電極１の延長上面上に配置され、この延長部は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の一体部分であるか、または高分子溶液または融液の入口パイプ２に実装または接続された個別本体から構成される。好ましくは、これは漸進的な延長部であるが、これとは別に、段階的な延長部があってもよく、これにより、この延長部は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の長さの少なくとも一部に一定の外径を有することができ、すなわち紡糸電極１の円形断面を考慮すると、延長部は少なくとも部分的に円筒によって形成されてもよい（たとえば、図２参照）。
【００２９】
高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０と紡糸電極の上面３上の紡糸面４との間には、必要であれば、平坦な、および／または傾斜した、および／または尖頭状の、および／または丸みを帯びた搬送面５が形成されており、これは高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０と紡糸電極１の紡糸面４とを接続し、主に高分子溶液または融液を重力下で紡糸面４まで搬送するように意図されている。搬送面５が丸みを帯びている場合、その丸みの半径ＲＴは、紡糸面４の丸みの半径ＲＺよりも大きい。傾斜した、尖頭状の、または丸みを帯びた搬送面５は、上向きまたは下向きに配向されてもよい。
【００３０】
図１は、本発明による紡糸電極１の実施形態の第１の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１は、中空管によって形成された高分子溶液または融液の入口パイプ２を含み、これにより、紡糸電極１の上面３上のその口部２０はアニュラスの形状の搬送面５に接続されており、これは図示される実施形態の変形例では水平に設計されている。この搬送面５は、口部２０の下方で下向きに配向されたアニュラスの形状の丸みを帯びた紡糸面４として続く。この紡糸面４は捕集面６として続くが、これは高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面により形成され、主に紡糸面４から紡糸されなかった過剰な高分子溶液または融液を捕集および回収するのに役立つ。
【００３１】
電界は、紡糸電極１の紡糸面４の領域内で紡糸中に集中する。たとえば、紡糸電極１の近傍の一連の電界強度を示す等位面を可視化した図を表す、図３ｂを参照されたい。その結果、電界はこの時点で最高強度に達し、これにより、ここでは特定の瞬間にこの紡糸面４上に位置している高分子溶液または融液は、エレクトロスピニングを受ける。このため、大部分のナノファイバーは、同一条件下で、すなわち電界の同じ部分で、電界力が高分子溶液または融液に作用する同じ強度または程度で形成され、したがってこれらは非常によく似たパラメータ、特に直径を実現し、あるいはより具体的には、これらパラメータのばらつきがより小さくなる。したがって、こうして用意された高分子ナノファイバー、または高分子ナノファイバーの層またはクラスタは、かなり均一であり、結果的に実際の使用にさらに適している。
【００３２】
図１による紡糸電極１の実施形態の別の図示されない変形例では、その搬送面５は、丸みを帯びた、傾斜した、または尖頭状の表面として形成されてもよく、これにより、これは上向きまたは下向きに配向されてもよい。
【００３３】
図２は、本発明による紡糸電極１の実施形態の第２の例示的な変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１は、中空管から構成される高分子溶液または融液の入口パイプ２を含み、その壁は、紡糸電極１の上面３上のその口部２０に向かって外向きに急峻に延在し、これにより、高分子溶液または融液の入口パイプ２０の壁の延長部は、その高さの少なくとも一部に一定の外径を有し、これは円筒によって形成される。紡糸電極１の延長上面３上の高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０の間には、滑らかな推移、すなわちアニュラスの形状の搬送面５があり、これは図示される実施形態の変形例において水平面として形成されている。この搬送面５は、口部２０の下方で丸みを帯びて下向きに配向された、アニュラスの形状の紡糸面４として続く。この紡糸面４は捕集面６としてさらに続くが、これは主に紡糸面４から紡糸されなかった過剰な量の高分子溶液または融液を捕集および回収するのに役立つ。捕集面６は、図示される実施形態の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面によって形成されており、これにより、その急峻な延長部のため、尖頭状になっている。加えて、その大部分は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁の延長部の下電界の強度が低い電気的な「影」に配置されている。
【００３４】
電界は、紡糸の間、紡糸電極１の紡糸面４の領域に集中する。その結果、電界はこの時点で最高強度に達し、これにより、ここでは特定の瞬間にこの紡糸面４上にある高分子溶液または融液は、エレクトロスピニングを受ける。大部分のナノファイバーはこのため、同一条件下で、すなわち電界の同じ部分で、電界力が高分子溶液または融液に作用する同じ強度または程度で形成され、これにより、非常によく似たパラメータ、特に直径を実現し、あるいはより具体的には、これらパラメータのばらつきがより小さくなる。したがって、こうして用意された高分子ナノファイバー、または高分子ナノファイバーの層またはクラスタは、かなり均一であり、結果的に実際の使用にさらに適している。
【００３５】
図１による紡糸電極１の実施形態の別の図示されない変形例では、その搬送面５は、丸みを帯びて、傾斜して、または尖頭状として形成されてもよく、これにより、これは上向きまたは下向きに配向されてもよい。高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁の延長部は、急峻な延長部の代わりというわけではないが、漸進的であってもよく、つまり捕集面６は少なくとも部分的に、傾斜した、または丸みを帯びた表面から構成されてもよい。
【００３６】
図３ａは、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第３の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１は、中空管から構成される高分子溶液または融液の入口パイプ２を含み、その壁は、紡糸電極１の上面３上のその口部２０に向かって外向きに連続的に延在する。紡糸電極１の延長上面３上の口部２０はアニュラスの形状の搬送面５として続くが、これは下向きに丸みを帯びた図示される実施形態の変形例に示されている。この搬送面５は、アニュラスの形状の紡糸面４として続くが、これは丸みを帯びて同じように配向され、これにより、その丸みの半径ＲＺは、搬送面５の丸みの半径ＲＴよりも小さい。紡糸面４は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁の最大外径の点に配置される。紡糸面４は捕集面６として続くが、これは主に紡糸面４から紡糸されなかった過剰な量の高分子溶液または融液を捕集および回収するのに役立つ。捕集面６は、図示される実施形態の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面によって形成されており、これにより、その延長部のため、これは尖頭状になっている。その大部分は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁の延長部の下電界の強度が低い電気的な「影」に配置されている（図３ｂ参照）。
【００３７】
したがって、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０は、この実施形態の変形例において、紡糸電極１の上面３の最も高い部分である。
【００３８】
電界は、紡糸電極１の紡糸面４の領域内で紡糸中に集中する。たとえば、図３ａによる実施形態における紡糸電極１の近傍の一連の電界強度を示す等位面を可視化した図を表す、図３ｂを参照されたい。その結果、電界は、この時点で最高強度に達し、これにより、ここでは特定の瞬間にこの紡糸面４上に位置している高分子溶液または融液は、エレクトロスピニングを受ける。その結果、大部分のナノファイバーは、同一条件下で、すなわち電界の同じ部分で、電界力が高分子溶液または融液に作用する同じ強度または程度で形成され、これにより、非常によく似たパラメータ、特に直径を実現し、あるいは言い換えるとこれらパラメータのばらつきがより小さくなる。したがって、こうして用意された高分子ナノファイバー、または高分子ナノファイバーの層またはクラスタは、実質的により均一であり、結果的に実際の使用にさらに適している。
【００３９】
図３ａによる紡糸電極１の実施形態の別の図示されない変形例では、その搬送面５は、平坦にまたは傾斜して、あるいは場合により尖頭状として形成されることが可能である。捕集面６は丸みを帯びて設計されてもよい。
【００４０】
図４は、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第４の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１は、設計上は図３ａに示される紡糸電極１とほぼ同一であるが、この変形例では紡糸電極の上面３上の搬送面５が、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０を有する平面内に配向された平坦な表面として設計されている点が異なっている。図示される実施形態の変形例では、これは水平に配向されている。
【００４１】
図５は、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第５の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１の設計は、図３に示される紡糸電極１とほぼ同一であるが、この変形例では紡糸電極１の上面３上の搬送面５が丸みを帯びて形成されており、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０の上方で、上向きに配向されている点のみが異なっている。
【００４２】
図示されない実施形態の変形例において、搬送面５は傾斜または尖頭状であってもよい。
【００４３】
図６は、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第６の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１の構造は、図３ａに示される紡糸電極１とほぼ同一であるが、図示される実施形態の変形例では、その壁の延長部の下の高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面の一部、あるいは捕集面６の一部が管状カバー７で覆われている点が異なっており、これにより紡糸電極１の表面のこの場所からの高分子溶液または融液の望ましくない紡糸を防止する。この管状カバー７は、好ましくはプラスチックなどの非導電性材料で作られている。カバー７と高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面との間には、紡糸されなかった高分子溶液または融液の円滑な捕集および回収のために十分な間隙７２が形成されている。
【００４４】
選択的に、上記または下記の紡糸電極１の変形例のいずれかにおいて、同じまたは類似の管状カバー７が使用されることも可能である。
【００４５】
図７は、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第５の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１は、本発明による２つの紡糸電極の本体から構成され、これにより、これは図４に示される紡糸電極１に基づいており、これはその基本体を構成し、これは類似設計の第２の紡糸電極１１の本体で補完されており、これは、図４による紡糸電極１の基本体の高分子溶液または融液の入口パイプ２の空洞内の高分子溶液または融液のその入口パイプ２２の一部が実装された、図示される実施形態の変形例である。第２の紡糸電極１１は、中空管によって形成された高分子溶液または融液の入口パイプ２２を含み、その壁は、紡糸電極１の基本体の搬送面５の上方で外向きに、その末端において急峻に延在し、ディスク本体８を形成し、これにより、高分子溶液または融液の入口パイプ２２はその外面上で終端する。入口パイプ２２の口部２０２の間には滑らかな推移、すなわちアニュラスの形状の搬送面５５があり、これは口部２０２の下方で下向きに丸みを帯びている。さらに、搬送面５５は、アニュラスの形状の、同じように配向されて丸みを帯びた紡糸面４４として続くが、その丸みの半径ＲＺＺは図示される実施形態の変形例では搬送面５５の丸みの半径ＲＴＴよりも小さく示されており、ディスク本体８の最大外径の点に配置される。紡糸電極１の基本体の高分子溶液または融液の入口パイプ２の内面と紡糸電極１１の高分子溶液または融液の入口パイプ２２の外面との間では、入口パイプ２２は紡糸電極１の基本体の入口パイプ２内に実装されているが、十分な間隙２２２が形成されており、これにより、紡糸電極１の基本体の搬送面５への高分子溶液または融液の円滑な供給を可能にする。
【００４６】
この紡糸電極１の使用中、高分子溶液または融液は、それぞれの搬送面５、５５の上の高分子溶液または融液の入口パイプ２、２２の各々を通じてそれぞれの紡糸面４、４４に供給され、紡糸面４、４４から紡糸される。加えて、２つの異なる高分子溶液または融液（または溶液および融液）を組み合わせて２種類のナノファイバーの混合物を形成することが可能であり、これらは材料および／または直径および／または繊維材料中の１つまた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が互いに異なっており、あるいは１種類のナノファイバーの製造を増加させる。こうして形成されたナノファイバーの混合物の組成は、適切であれば、たとえば高分子溶液／融液のうちの１つの入口を制限または閉鎖することによって、および／またはこれらのもう一方の供給を増加させることによって、影響を受ける可能性がある。高分子溶液または融液が第２の紡糸電極１１の紡糸面４４から搬送面５まで、またはより好ましくは紡糸電極１の基本体の紡糸面４まで流れる場合、紡糸電極１の紡糸面４上の２つの異なる高分子溶液または融液の重複層から二成分ナノファイバーを紡糸することが可能であり、これにより二成分ナノファイバーは、両方の高分子を含む。電界および紡糸条件の適切な設定により、紡糸芯鞘タイプの二成分ナノファイバーを得ることが可能であり、その鞘は高分子によって形成され、その溶液または融液は第２の紡糸電極１１の入口パイプ２２を通じて供給される。
【００４７】
このタイプの紡糸電極１の実施形態の図示されない変形例において、紡糸電極１の上記変形例のいずれもその基本体１として使用可能である。そして第２の紡糸電極１１は、たとえば水平または傾斜または尖頭状の搬送面５５、あるいは場合により、高分子溶液または融液の入口パイプ２２の口部２０２の上方で上向きに配向された、丸みを帯び、傾斜した、または尖頭状の搬送面５５を含んでもよい。
【００４８】
図７に示される実施形態の変形例において、第２の紡糸電極１１の紡糸面４４の丸みの半径ＲＺＺは、紡糸電極１の基本体の紡糸面４の丸みの半径ＲＺよりも小さい。しかしながら、別の図示されない変形例において、これは別のやり方で丸みを帯びていてもよく、あるいは丸みの半径ＲＺ、ＲＺＺの両方が同じである。
【００４９】
図８は、本発明による紡糸電極１の実施形態の第６の変形例の縦断面図を示す。この紡糸電極１は、本発明による２つの紡糸電極の本体の組成によっても形成され、これにより、これは図４に示される紡糸電極１に基づいており、これは紡糸電極１の基本体を構成し、これは類似設計の第２の紡糸電極１１で補完されており、これはその管状カバー７の周りに配置されている。第２の紡糸電極１１は、中空管から構成される高分子溶液または融液の入口パイプ２２を含み、その壁、および図示される実施形態の変形例ではその内部空洞も（必要ではないが）、その末端に向かって延在している。紡糸電極の基本体の管状カバー７の外面と第２の紡糸電極１１の高分子溶液または融液の入口パイプ２２の内面との間には、高分子溶液または融液の問題のない供給のために十分な間隙２２２が形成されている。第２の紡糸電極の高分子溶液または融液の入口パイプ２２の口部２０２とアニュラスの形状の傾斜した搬送面５５との間には滑らかな推移があり、これは下向きに配向されている。この搬送面５５は、下向き方向に丸みを帯びた紡糸面４４として続き、これにより、その丸みの半径ＲＺＺ紡糸電極１の基本体の紡糸面４の丸みの半径ＲＺよりも小さく、紡糸面４４は、第２の紡糸電極１１の高分子溶液または融液の入口パイプ２２の最大外径の点に配置される。この紡糸面４４は捕集面６６として滑らかに続き、これは主に紡糸面４４から紡糸されなかった過剰な量の高分子溶液または融液を捕集および回収するのに役立つ。捕集面６６は、図示される実施形態の変形例において、第２の紡糸電極１１の高分子溶液または融液の入口パイプ２２の外面によって形成され、これにより、その延長部のため尖頭状になっている。その大部分は、高分子溶液または融液の入口パイプ２２の壁の延長部の下方の、電界の強度が低い電気的な「影」に配置されている。好ましくは、高分子溶液または融液の入口パイプ２２の外面の一部は、図示されない管状カバーで覆われている。
【００５０】
この紡糸電極１を使用するとき、高分子溶液または融液は、紡糸面４、４４から紡糸されるために、それぞれの搬送面５、５５の上の高分子溶液または融液の入口パイプ２、２２の各々を通じてそれぞれの紡糸面４、４４に供給される。加えて、２つの異なる高分子の溶液または融液（または溶液または融液）を組み合わせて２種類のナノファイバーの混合物を形成することが可能であり、これらは材料および／または直径および／または繊維材料中の１つまた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が互いに異なっている。こうして形成されたナノファイバーの混合物の組成は、適切であれば、たとえば高分子溶液／融液のうちの１つの入口パイプを制限または閉鎖することによって、および／またはこれらのもう一方の供給を増加させることによって、影響を受ける可能性がある。実施形態の別の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２、２２の両方を通じて同じ高分子溶液または融液を供給すること、ならびに同じ材料からより多くのナノファイバーを形成するために２つの個別の紡糸面４、４４を有する紡糸電極１の構造を使用することが、可能である。
【００５１】
このタイプの紡糸電極１の図示されない代替実施形態において、このタイプの紡糸電極１の上記または下記の変形例のいずれも、その基本体１として使用されることが可能である。そして第２の紡糸電極は、たとえば水平の、傾斜した、または尖頭状の搬送面５５、あるいは選択的に、傾斜した、または尖頭状の上向きに配向された搬送面５５を含んでもよい。
【００５２】
図６に示される実施形態において、第２の紡糸電極１１の紡糸面４４の丸みの半径ＲＺＺは、紡糸電極１の基本体の紡糸面４の丸みの半径ＲＺよりも小さい。しかしながら、別の図示されない変形例において、これは逆であってもよく、あるいは丸みの半径ＲＺ、ＲＺＺは同一であってもよい。
【００５３】
図９は、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第７の変形例の断面図を示す。この紡糸電極１は、図３ａに示される紡糸電極１に基づいており（しかし他の図示されない実施形態の変形例では、これは上記のタイプの紡糸電極１のいずれに基づいてもよい）、これにより、捕集面６は第２搬送面５２として続き、図示される変形例では、高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁の延長部の外側に形成されたアニュラスの形状の、傾斜して下向きには移行された搬送面５２として続く。さらに、第２搬送面５２は第２の丸みを帯びた紡糸面４２として続き、これは紡糸電極１の延長上面上の紡糸面４よりも大きい外径上に配置されるが、丸みの半径ＲＺはより小さい。第２紡糸面４２は第２捕集面６２として続くが、これは主に第２の紡糸電極４２から紡糸されなかった過剰な高分子溶液または融液を捕集および回収するのに役立つ。第２捕集面６２は、図示される実施形態の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面によって形成されており、これにより、その延長部のため、これは尖頭状になっている。したがって、その大部分は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の外径が第２紡糸面４２よりも小さい点で、電界の強度が低い電気的な「影」に配置されている。さらに、第２捕集面６２は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の壁の延長部の外側に形成された第３搬送面５３として、図示される変形例では、アニュラスの形状の傾斜した下向き配向の搬送面５３として、続く。第３搬送面５３は、第３の丸みを帯びた紡糸面４３として続くが、これは第２紡糸面４２よりも大きい外径上に配置され、より小さい丸みの半径ＲＺで設計されている。第３紡糸面４３は第３捕集面６３として続くが、これは主に第３紡糸面４３から紡糸されなかった過剰な高分子溶液または融液を捕集および回収するのに役立つ。第３捕集面６３は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の外面によって形成された実施形態の図示される変形例に示されており、これにより、その延長部のため、これは尖頭状であり、したがってその大部分は、延長部の下方で、電界の強度が低い電気的な「影」に配置されている。
【００５４】
このように、この紡糸電極１は、３つの同心に配置された紡糸面４、４２、４３を含み、これは形成されるナノファイバーの量を著しく増加させることを可能にし、これにより、これらの紡糸面４、４２、４３の丸みの減少する半径ＲＺのため、これらの各々の近傍で類似または同じ強度の電界を得ることが可能であり、結果的に、形成されるナノファイバーの直径のばらつきが非常に小さくなり得る。
【００５５】
同じようにして、２つの同心に配置された紡糸面４、４２、４３、または選択的に４つ以上の同心に配置された紡糸面４、４２、４３を含む紡糸電極１を形成することも可能である。加えて、搬送面５、５２、５３の各々は、上向きまたは下向きに配向された、水平または傾斜した、丸みを帯びるかまたは尖頭状の表面として形成されることが可能である。
【００５６】
図示されない実施形態の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２は、少なくとも１つの開口部を通って搬送面５２、５３の各々の近傍まで、またはこれらのうちの１つに、直接つながっている。
【００５７】
図１０は、本発明による紡糸電極１の例示的な実施形態の第８の変形例を通る断面図を示す。紡糸電極１は、中空管によって形成された高分子溶液または融液の入口パイプ２を含み、その壁は、その末端に向かって外向きに徐々に広がってその後再び狭くなり、これにより、入口パイプ２の外面に、４つの丸みを帯びた紡糸副表面４１から４４からなる組み合わせ紡糸面４を構成し、これらは、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０から離れる方向へ、その間に滑らかな推移を呈しながら、互いに隣り合って配置されている。紡糸副表面４１から４４の丸みの半径ＲＺＤ１からＲＺＤ４は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０から離れる方向へ徐々に減少するが、同時にこれらの外径は徐々に大きくなる。丸みを帯びた紡糸副表面４４は、尖頭状の捕集面６として続く。その丸みの半径ＲＺＤ１からＲＺＤ４は高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０から離れる方向へ徐々に減少するが同時にその外径は継続的に増加する、少なくとも２つの隣接する丸みを帯びた紡糸副表面４１、４２によって形成される紡糸面４の形状は、紡糸面４の全表面上で、電界が一定のまたは略一定の強度を有することを保証するが、これは特に高分子溶液または融液のエレクトロスピニングを開始するのに十分な強度である。重力により、高分子溶液または融液は、こうして形成された紡糸面４全体にわたって流れ、これによりエレクトロスピニングは紡糸面４全体で、またはその大部分で、徐々に開始される。電界の一定または略一定の強度により、形成されるナノファイバーは、同じかまたは非常によく似たパラメータ、特に直径を有する。
【００５８】
このように設計された紡糸面４は、少なくとも２つの丸みを帯びた紡糸副表面４１、４２からなってもよく、これらは高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０から互いに隣接して形成され、その間には滑らかな推移がある。紡糸副表面４１、４２の丸みの半径ＲＺＤ１およびＲＺＤ２は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０から離れる方向へ、徐々に減少する。
【００５９】
実施形態の別の変形例において、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０の続きである紡糸面４は、適切な表面の「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、これは半径の連続的な変化のため、紡糸面４全体に沿って同じかまたは同等な電界の強度を保証する。
【００６０】
本発明による紡糸電極１は、実施形態の上記変形例において、導電性材料および非導電性材料の両方で作られてもよく、これにより、後者の場合には紡糸中に電圧が紡糸のために高分子溶液または融液に直接もたらされ、溶液または融液と周囲のイオンとの間、あるいは溶液または融液と紡糸電極１の上方に配置された少なくとも１つの集電極との間に電界が形成される。上記変形例の全てにおいて、紡糸電極１の形状のおかげで、高分子溶液または融液は重力によってその上面または表面の上を移動するので、紡糸面４上で先に行われた紡糸プロセスの間に紡糸されなかった高分子溶液または融液あるいは形成されたナノファイバーの望ましくない付着はなく、結果的に紡糸の漸進的な弱まりは起こらない。
【００６１】
実施形態の上記変形例の全てにおいて、紡糸電極１およびその構成要素の全ては円形断面を有する。しかしながらこれとは別に、他の変形例では、その断面は、たとえば楕円形、三角形、または多角形など、規則的または不規則な、その他の形状であってもよい。特定の変形例では、断面は矩形であってもよく、これにより高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０は、矩形スロット（好ましくはコーナーが丸みを帯びている）によって形成され、もしくは互いに隣接して配置されたいずれかの形状の口部２０の群であってもよい。
【００６２】
紡糸電極１の上記変形例の全てにおいて、内縁は、高分子溶液または融液の入口パイプ２の口部２０と、傾斜してまたは丸みを帯びて形成された搬送面５または紡糸面４との間の推移領域内にあってもよい。
【００６３】
本発明による紡糸電極１は、エレクトロスピニングまたは交流エレクトロスピニングで使用するように意図されており、いわゆる「仮想捕集器」が対電極の役割を果たす。これは、先に行われた交流エレクトロスピニングのプロセスの間に用意された、逆極性のイオンおよびナノファイバー部分から構成される。この仮想捕集器は、紡糸電極１の表面の形状をたどり、すなわち紡糸電極１を包囲し、またはより正確には、数センチメートルの特定距離でその１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４を包囲し、これにより、高く均一に分布する電極の強度に著しく貢献する。しかしながら、結果的な均一性は、紡糸電極１の１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４の形状によって特に影響を受ける。新たに形成されたナノファイバーは、仮想対電極の周りにすでに形成されているものと部分的に再結合する。このプロセスは、印加される交流の高電圧の性質のため、絶えず繰り返される。次々と高速で続く逆極性の放出からの逆極性のナノファイバーの束は、互いに惹きつけ合って組成物、すなわちナノファイバーの羽毛を形成する。この羽毛は、紡糸電極によって形成された、電気的に再結合したナノファイバーの房を含み、紡糸電極からその軸に沿って離れていく。羽毛のこの動きは、紡糸電極によって発生するいわゆる「電気風」の効果によって生じる。紡糸電極１の表面から（紡糸の条件に応じて）およそ５センチメートルの距離では、羽毛の中のナノファイバー材料は、ナノファイバーを再編成させることもなく内部で動かない。
【００６４】
特許文献３の意味における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装置は、いずれかの上記構造の少なくとも１つの紡糸電極１を含み、その高分子溶液または融液の入口パイプ２は高分子溶液または融液の源に接続されている。紡糸電極１および／または高分子溶液または融液は、交流電流源に接続されているかまたは接続されるようになっている。実施形態の好適な変形例では、イオン発生器あるいは空気またはその他のガスの別のイオン源が、紡糸電極１の上方の空間内に向かって開放している。さらに、製造されたナノファイバーを捕集するため、あるいは空気またはガスのストリームによってナノファイバーを取り除くための静止または静電捕集器（電気的に活性または非活性）が、紡糸電極１の上方の空間に実装されれば、必須ではないが有利である。
【００６５】
本発明による紡糸電極を使用して高分子溶液または融液のエレクトロスピニングを通じて高分子ナノファイバーを製造する好適な方法を適用するとき、より大量の高分子溶液または融液が、高分子溶液または融液の入口パイプ２を通じてポンプ（図示せず）によって紡糸電極１の１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４に供給されるが、より多い高分子溶液または融液の量とは、任意の条件下でナノファイバーに変換されることが可能な量である。重力によって紡糸されなかった過剰な高分子溶液または融液は、１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４の上を流れ、捕集面６によって、図示されない捕集容器または廃棄槽に排出される。この高分子溶液または融液は、捕集容器から高分子溶液または融液の入口パイプ２内に、あるいは新しい溶液または融液を有する高分子溶液または融液のリザーバに、およびそこから高分子溶液または融液の入口パイプ２に、再導入されてもよい。必要であれば、入口パイプ２内に再導入する前に、たとえば溶液を加えることによって、またはさらに加熱することなどによって、高分子溶液または融液を再循環させることが可能である。
【００６６】
この１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４に沿った電界の均一な分布と組み合わせて、紡糸電極１の１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４に供給される過剰な高分子溶液または融液は、同じタイプのナノファイバーが紡糸面全体で、または紡糸面４、４４、４４４の全てで形成できるようにし、これにより、実現される紡糸出力を著しく強化する。この手順の間、紡糸電極１の１つまたは複数の紡糸面４、４４、４４４は、紡糸されなかった過剰な量の高分子溶液または融液によって同時に絶えず洗い流され、したがってそこには固化した高分子溶液およびナノファイバーまたは高分子融液の望ましくない付着はなく、これにより、この自己洗浄効果は、実質的に無制限の時間にわたって同じかまたは実質的に変化しない強度で紡糸が行われ得ることを保証する。
【００６７】
図７に示される紡糸電極１の使用中、第２の紡糸電極１１の紡糸面４４に供給される高分子溶液または融液がこの紡糸面から紡糸されず、搬送面５まで、またはより好ましくは紡糸電極１の基本体の紡糸面４までこの表面を流れ落ちれば有利であり、これにより、この紡糸面４から芯鞘ナノファイバーが紡糸され、この鞘は高分子で形成されており、この溶液または融液は、第２の紡糸電極の紡糸面４４の上に供給され、紡糸面４上に高分子溶液の二重層を形成する。その結果、これらの箇所に鞘心二成分ナノファイバーが形成される。これらの鞘は上層の高分子からなり、芯は下層の高分子からなり、これはプロセスの自然流体力学によって高分子ノズル内に引き込まれる。
【図１】
2019500513.tif 000002
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
2019500513.tif 000007
【図６】
2019500513.tif 000008
【図７】
2019500513.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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