BRPI1010699B1

BRPI1010699B1 - Bocal de injeção para eletrofiação e dispositivo de eletrofiação usando o mesmo

Info

Publication number: BRPI1010699B1
Application number: BRPI1010699-5A
Authority: BR
Inventors: Inyong Seo; Byunggwang Jo; Sangchul Suh; Chan Kim; Cheolhyeon Kim; Seunghoon Lee; Jaehwan Kim
Original assignee: Amogreentech Co., Ltd.; AMOLIFESCIENCE Co., Ltd
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2020-08-04
Also published as: US8550798B2; RU2012100756A; BRPI1010699A2; EP2441862A4; EP2441862A2; JP2012529575A; KR20100133524A; JP5281197B2; WO2010143916A3; EP2441862B1; CN102803584B; US20120088003A1; KR101060224B1; RU2493298C1; CN102803584A; WO2010143916A2

Abstract

bocal de injeção para eletrofiação e dispositivo de eletrofiação usando o mesmo a presente invenção refere-se a um bocal de injeção para eletrofiação incluindo um corpo de bocal e um membro de camisa de ar removivelmente acoplado um ao outro, e membros de agulha acoplados à superfície de fundo do corpo de bocal por meio de furos de injeção do membro de camisa de ar. o dispositivo de eletrofiação basicamente realiza eletrofiação por jato de ar para injetar uma solução de fibra juntamente com ar enquanto descarrega a solução de fibra através dos membros de agulha, e os membros de agulha são expostos nas extremidades do mesmo por um comprimento longo o suficiente para realizar eletrofiação pura livre de erro sem injeção de ar se o membro de camisa de ar é separado. portanto, eletrofiação pura ou eletrofiação por jato de ar podem ser seletivamente realizadas.

Description

Campo Técnico

A presente invenção refere-se, em geral, a um bocal de injeção para eletrofiação e um dispositivo de eletrofiação usando o bocal e, mais particularmente, a uma técnica inventada para seletivamente realizar eletrofiação pura ou eletrofiação por jato de ar.

Fundamento da Arte

Geralmente, a eletrofiação é usada para produzir uma fibra de diâmetro diminuto extrudando uma solução de fibra carregada com uma tensão.

A eletrofiação traça suas raízes para pulverização eletrostática, em que uma gota de água formando-se na ponta de um tubo capilar devido à tensão de superfície de água é carregada com uma alta tensão, de modo que um filamento de diâmetro diminuto emerge da superfície da gota.

A eletrofiação é baseada no fenômeno em que quando uma força eletrostática é aplicada a uma solução de polímero ou um fundido de polímero tendo uma viscosidade suficientemente alta, a solução ou o fundido forma uma fibra. Devido ao fato de que a eletrofiação pode produzir fibras de diâmetro diminuto a partir de uma solução de fibra, a eletrofiação está sendo usada nos últimos anos para produzir nanofibras cujos diâmetros são na escala de muitos nanômetros até muitas centenas de nanômetros.

Comparadas a fibras superfinas convencionais, as nanofibras intrinsicamente têm uma alta relação superficie/volume e uma variedade de características de superfície e estrutural e, portanto, as nanofibras são usadas como materiais essenciais para indústrias de alta tecnologia, tais como as indústrias elétrica, eletrônica, ambiental e de biotecnologia, e a aplicação das nanofibras é expandida para incluir seu uso como fibras na indústria de meio ambiente, materiais para as indústrias elétrica e eletrônica, biomateriais médicos, etc.

As nanofibras não tipicamente produzidas usando um bocal de injeção de eletrofiação que extruda uma solução de fibra usando ar.

O bocal de injeção inclui: uma unidade de extrusão de solução, que é formada em um corpo de fieira e que extruda a solução de fibra; e uma unidade de bocal de ar formada em torno da unidade de extrusão de solução no corpo de fieira e tendo um furo de injeção de ar estendendo-se a partir do contorno exterior da unidade de extrusão de solução, em que a solução de fibra extrudada a partir da unidade de extrusão de solução é injetada juntamente com ar comprimido que foi alimentado para baixo a partir do contorno exterior da unidade de extrusão de solução através do furo de injeção de ar.

Um dispositivo de eletrofiação também inclui um coletor que coleta a fibra conduzida do bocal de injeção de eletrofiação.

Em um dispositivo de eletrofiação, o bocal de injeção de eletrofiação é conectado ao polo positivo, e o coletor é conectado ao polo negativo, de modo que uma diferença de tensão é criada entre o bocal e o coletor, que torna possível a eletrofiação.

O bocal de eletrofiação pode produzir nanofibras que têm um diâmetro na escala de muitos nanômetros a muitas centenas de nanômetros, injetando a solução de fibra juntamente com ar comprimido.

No bocal de eletrofiação convencional, para realizar injeção efetiva, a extremidade da unidade de extrusão de solução é posta em recesso no furo de injeção de ar.

No entanto, quando o bocal de eletrofiação convencional é usado para realizar eletrofiação geral, em que apenas a solução de fibra é injetada, a fibra formada injetando-se a solução de fibra pode ser capturada pelo furo de injeção de ar e pode obstruir o furo de injeção de ar. Portanto, o bocal de eletrofiação convencional é problemático no sentido de que sua edição é limitada a produzir apenas nanofibras com diâmetros variando de muitos a muitas centenas de nanômetros injetando-se ar altamente comprimido.

Ademais, outro bocal de eletrofiação em que a extremidade da unidade de extrusão de solução projetase para fora do furo de injeção de ar foi proposto.

No entanto, neste bocal de eletrofiação, para realizar eletrofiação livre de erro, o comprimento projetante da unidade de extrusão de solução é limitado a 1~3 mm. Devido ao comprimento projetante limitado, este bocal de eletrofiação não pode realizar eletrofiação pura, em que apenas a solução de fibra é injetada sem injetar ar.

Em outras palavras, na arte relacionada, um bocal de eletrofiação pura que realiza eletrofiação pura injetando apenas solução de fibra, e um bocal de eletrofiação por jato de ar que realiza eletrofiação por jato de ar alimentando ar foram separadamente produzidos e separadamente usados.

Por conseguinte, quando o dispositivo de eletrofiação é usado para produzir um produto tendo uma variedade de camadas estruturais de fibras de diferentes diâmetros usando tanto o bocal de eletrofiação pura realizando a eletrofiação pura injetandose apenas a solução de fibra como o bocal de eletrofiação que realiza eletrofiação por jato de ar alimentando com ar, é necessário usar separadamente dois tipos de bocais de eletrofiação, e isto aumenta o custo de instalações e requer que o bocal seja frequentemente trocado entre os dois tipos de bocais de eletrofiação durante um processo de eletrofiação.

Além disso, no bocal de eletrofiação convencional, um eletrodo é diretamente conectado ao corpo de fieira o que permite que uma corrente elétrica circule na solução de fibra alimentada para a unidade de extrusão de solução, de modo que o campo magnético pode vazar do corpo de fieira para o exterior. Por conseguinte, o bocal de eletrofiação convencional é problemático no que se refere ao fato de que o bocal não pode realizar eletrofiação estável ou efetiva, e é exigido aplicar uma alta tensão de modo a compensar o vazamento do campo magnético.

Outro problema do bocal de eletrofiação convencional reside no fato de que para realizar uma conexão direta do eletrodo, é exigido usar um material de metal que é um material condutivo para fazer o bocal, e, por conseguinte, o bocal é pesado e o custo de produção aumenta.

Divulgação Problema Técnico

Desse modo, a presente invenção foi concebida tendo em mente os problemas acima que ocorrem na arte anterior, e um objeto da presente invenção é prover um bocal de injeção de eletrofiação e um dispositivo de eletrofiação usando o bocal, que podem formar nanofibras tendo diâmetros diminutos, e que pode ser seletivamente realizado ou eletrofiação geral (eletrofiação pura), em que apenas uma solução de fibra é injetada, ou eletrofiação por jato de ar, em que a solução de fibra é injetada juntamente com ar altamente comprimento.

Solução Técnica

A fim de realizar o objeto acima, a presente invenção provê um bocal de injeção para eletrofiação incluindo: um corpo de bocal provido em uma superfície inferior do mesmo com um furo de preensão de agulha, e provido na mesma com uma passagem de ar para receber e descarregar ar e com uma passagem de alimentação de solução comunicando-se com o furo de preensão de agulha; um membro de camisa de ar montado removivelmente em uma parte inferior do corpo de bocal e definindo uma passagem de descarga de ar, distanciada da superfície inferior do corpo de bocal, e tendo um furo de injeção que se encontra em uma parte inferior do membro de camisa de ar e se comunica com o furo de preensão de agulha e a passagem de descarga de ar; e um membro de agulha passando através do furo de injeção e travado no furo de preensão de agulha.

Além disso, a presente invenção provê um dispositivo de eletrofiação, incluindo: um corpo de bocal provido com um furo de preensão de agulha, e provido no mesmo com uma passagem de alimentação de solução comunicando-se com o furo de preensão de agulha, e uma passagem de ar recebendo e descarregando ar; um membro de camisa de ar removivelmente montado em uma extremidade inferior do corpo de bocal e definindo uma passagem de descarga de ar, distanciada de uma superfície inferior do corpo de bocal, e tendo um furo de injeção que se encontra em uma parte inferior do membro de camisa de ar e que se comunica com o furo de preensão de agulha e a passagem de descarga de ar; um membro de agulha passando através do furo de injeção e sendo travado no furo de preensão de agulha; uma unidade de aplicação de tensão conectada à passagem de alimentação de solução do corpo de bocal e armazenando uma solução de fibra na mesma e aplicando uma tensão na solução de fibra armazenada na mesma; uma unidade de alimentação de solução para alimentar com a solução de fibra a unidade de alimentação de tensão; uma unidade de alimentação de ar para alimentar com ar a passagem de ar do corpo de bocal; e um coletor para coletar uma rede de fibra injetada a partir dos membros de agulha.

Efeitos Vantajosos

Como descrito acima, a presente invenção pode seletivamente realizar eletrofiação geral (eletrofiação pura) ou eletrofiação por jato de ar, e, através disso, controlar livremente o estilo de fiação de acordo tanto com a estrutura de nanorede como o tipo de produtos.

Ademais, a presente invenção é vantajosa pelo fato de que diferentes estilos de fiação podem ser seletivamente usados em um processo de uma linha, de modo que a invenção pode ser usada para produzir um produto em que uma variedade de camadas estruturais são laminadas.

Ademais, a presente invenção é vantajosa pelo fato de que uma tensão é aplicada à solução de fibra, de modo que pode ser realizada uma eletrofiação livre de erro usando uma baixa tensão.

Descrição de Desenhos

A fig. 1 e fig. 2 são vista secionais longitudinais de uma bocal de injeção de eletrofiação de acordo com a presente invenção.

A fig. 3 é uma vista transversal do bocal de injeção de eletrofiação de acordo com a presente invenção.

A fig. 4 é uma vista secional ilustrando a operação de um modo de realização do bocal de injeção de eletrofiação de acordo com a presente invenção.

A fig. 5 é uma vista esquemática ilustrando um dispositivo de eletrofiação de acordo com a presente invenção.

Melhor Modo de Realização da Invenção

Como mostrado na fig. 1 e fig. 2, um corpo de bocal 20 da presente invenção é provido na superfície inferior do mesmo com um furo de preensão de agulha 21 no qual um membro de agulha 10 que será descrito posteriromente é travado.

Para formar o furo de preensão de agulha 21, uma pluralidade de furos de preensão de agulha são formados na superfície inferior do corpo de bocal 20, de uma tal maneira que os furos ficam distanciados entre si, e uma pluralidade de membros de agulha 10 podem ser travados nos respectivos furos de preensão de agulha e, consequentemente, é possível projetar de modo variável os furos de preensão de agulha para adaptarse a largura da fibra a ser produzida.

Ademais, no corpo de bocal 20, uma passagem de alimentação de solução 22 co- municandose com a pluralidade de furos de preensão de agulha 21 é formada, e uma passagem de ar 23 para receber e descarregar ar é formada.

A passagem de ar 23 descarrega ar através de uma passagem de descarga de ar formada por um membro de camisa de ar 30, que será descrito posteriormente.

O membro de camisa de ar 30 é removivelmente montado na extremidade inferior do corpo de bocal 20.

Na junção entre a superfície inferior do corpo de bocal 20 e o membro de camisa de ar 30, a passagem de descarga de ar 35 comunicandose com a passagem de ar 23 é formada. A passagem de descarga de ar descarrega ar proveniente da passagem de ar.

No membro de camisa de ar 30, furos de injeção 31 comunicandose verticalmente com os seus respectivos furos de preensão de agulha 21 são formados.

Os furos de injeção 31 comunicamse com a passagem de descarga de ar 35 e injetam ar para baixo a partir da passagem de descarga de ar 35.

Em cada um dos membros de agulha 10, um furo de descarga de solução é axialmente formado, de modo que os membros de agulha podem descarregar a solução de fibra através dos respectivos furos de descarga de solução. Os membros de agulha são travados na pluralidade de furos de preensão de agulha 21, respectivamente.

Os membros de agulha 10 são feitos de um material condutivo capaz de realizar eletrofiação efetiva.

Ademais, os membros de agulha 10 são removivelmente montados nos respectivos furos de preensão de agulha 21 após passarem através dos respectivos furos de injeção 31 do membro de camisa de ar 30.

No modo de realização, os membros de agulha 10 são montados nos furos de preensão de agulha 21 por encaixe. No entanto, observase que a montagem dos membros de agulha nos furos de preensão de agulha pode ser realizada por uma variedade de métodos além da montagem.

Aqui, os membros de agulha 10 são montados nos respectivos furos de preensão de agulha 21 por encaixe após passagem através dos respectivos furos de injeção 31, de tal modo que ar pode passar através de folgas definidas fora das superfícies circunferenciais externas dos membros de agulha.

Ademais, uma câmara de inserto de bloco 30a é definida no membro de camisa de ar 30. Aqui, a extremidade de topo da câmara de inserto de bloco é aberta.

O corpo de bocal 20 inclui: um bloco de bocal 20a, com os furos de preensão de agulha 21 formados na superfície inferior do bloco de bocal e prendendo os respectivos membros de agulha 10, e com a passagem de alimentação de solução 22 definida dentro do bloco de bocal e alimentando com a solução de fibra os furos de descarga de solução dos membros de agulha 10 travados os furos de preensão de agulha 21; e um corpo de cobertura 20b, que é encaixado sobre a extremidade superior do bloco de bocal 20a e é removivelmente montado na extremidade superior do membro de camisa de ar 30.

O bloco de bocal 20a é inserido na câmara de inserto de bloco 30a do membro de camisa de ar 30, com a passagem de descarga de ar 35 definida entre o bloco de bocal 20a e o membro de camisa de ar 30. A passagem de ar 23 para descarregar ar para a passagem de descarga de ar 35 é formada no bloco de bocal.

Ademais, uma folga comunicandose com a passagem de ar 23 é definida entre a superfície inferior do bloco de bocal 20a e a superfície de fundo da câmara de inserto de bloco 30a, formando, desse modo, a passagem de descarga de ar 35.

A presente invenção inclui ainda um membro de anel tipo O 40 que veda o contorno exterior dos furos de injeção 31 e, desse modo, veda a passagem de descarga de ar 35 na junção entre a superfície inferior do bloco de bocal 20a e a superfície de fundo da câmara de inserto de bloco 30a.

O corpo de bocal 20 inclui o bloco de bocal 20a, ao qual os membros de agulha 10 são travados por encaixe, e o corpo de cobertura 20b, que é montado no bloco de bocal 20a e é removivelmente montado no membro de camisa de ar 30, de modo que o bloco de bocal 20a e o corpo de cobertura 20b podem ser de diferentes materiais.

Em outras palavras, o bloco de bocal 20a pode ser feito de Teflon, que permite aos membros de agulha 10 serem travados nos respectivos furos de preensão de agulha 21 por encaixe.

Ademais, o corpo de cobertura 20b ou o membro de camisa de ar 30 pode ser feito de PEEK (Polieteretercetona), acetal (POM; Polioximetileno) ou náilon MC (Náilon Fundido Mono).

O PEEK (Polieteretercetona), acetal (POM; Polioximetileno) e náilon MC (Náilon Fundido Mono) são excelentes no que se refere a desempenho mecânico, tais como resistência térmica, resistência química e durabilidade, de modo que é possível realizar a força desejada do corpo de cobertura 20b ou do membro de camisa de ar 30 que são instalados em um estado montado.

A passagem de ar 23 do bloco de bocal 20a inclui: uma primeira passagem de ar 23b que é verticalmente formada através das partes laterais opostas do bloco de bocal 20a, e em que as extremidades abertas opostas da primeira passagem de ar são fechadas por segundos tampões; uma passagem de ar principal 23a que é formada através do bloco de bocal 20a para cima a partir do centro da primeira passagem de ar 23b; e uma segunda passagem de ar 23c que é formada na parte inferior do bloco de bocal 20a, de tal modo que a segunda passagem de ar comunicase com as extremidades inferiores das partes opostas da primeira passagem de ar 23b divididas a partir da passagem de ar principal 23a e que alimenta com ar a passagem de descarga de ar 35.

Ademais, a passagem de ar principal 23a comunicase com um segundo acoplamento de tubulação 27, que é encaixado no corpo de cobertura 20b e é conectado à unidade de alimentação de ar 70, de modo que a passagem de ar principal recebe ar altamente comprimido.

Aqui, tanto um primeiro acoplamento de tubulação 26 para alimentar com a solução de fibra a passagem de alimentação de solução 22, e o segundo acoplamento de tubulação 27 para alimentar com ar a passagem de ar 23 são encaixados no corpo de cobertura 20b.

O bloco de bocal 20a e o corpo de cobertura 20b são providos com uma unidade de parafuso que é presa ascendentemente ao bloco de bocal 20a na extremidade do primeiro acoplamento de tubulação 26 ou do segundo acoplamento de tubulação 27, de modo que o bloco de bocal 20a e o corpo de cobertura 20b são integrados em um único corpo pela unidade de parafuso.

Ademais, nas superficies laterais opostas do membro de camisa de ar 30, partes de montagem respectivas 32 são formadas nas direções longitudinais projetandose para fora, e são removivelmente montadas na superfície inferior do corpo de cobertura 20b.

Aqui, o corpo de cobertura 20b e o membro de camisa de ar 30 são removivelmente montados um no outro por membros de parafuso 33, que passam através do corpo de cobertura 20b e são apertados às respectivas porcas 34 inseridas nas partes de montagem 32.

Ademais, a passagem de alimentação de solução 22 do bloco de bocal 20a inclui uma passagem de alimentação principal 22a, que é axialmente formada através do bloco de bocal e que se comunica com os furos de preensão de agulha 21, e em que as extremidades abertas opostas da mesma são fechadas por primeiros tampões 24, e uma passagem de alimentação vertical 22b que se estende verticalmente da passagem de alimentação principal 22a para a superfície superior do bloco de bocal 20a.

A passagem de alimentação vertical 22b comunicase com o primeiro acoplamento de tubulação 26 que é encaixado no corpo de cobertura 20b.

Ademais, como mostrado na fig. 3, a pluralidades de membros de agulha 10 pode ser montada de tal forma que eles passam através dos respectivos furos de preensão de agulha 21, e as extremidades superiores dos mesmos projetamse para a passagem de alimentação de solução 22 ou para a passagem de alimentação principal 22a a um comprimento predeterminado.

Aqui, os membros de agulha 10 são encaixados nos furos de preensão de agulha 21 usando um bastidor de encaixe de agulha (não mostrado) capaz de reter os membros de agulha 10, de tal forma que as extremidades superiores dos membros de agulha projetamse para a passagem de alimentação principal 22a ao comprimento predeterminado.

Quando o bastidor de encaixe de agulha é usado para montar os membros de agulha 10 por encaixe, a parte de retenção do bastidor que retém os membros de agulha 10 é capturada pela parte inferior do membro de camisa de ar 30, e as extremidades superiores dos membros de agulha 10 projetam-se para a passagem de alimentação principal 22a ao comprimento predeterminado.

Aqui, o comprimento projetante dos membros de agulha 10 podem ser alterados dependendo da viscosidade da solução de fibra e, na presente invenção, o comprimento projetante dos membros de agulha pode ser fixado em 3 ~ 5 mm ou menos.

Quando os membros de agulha 10 se projetam se irregularmente para a passagem de alimentação de solução 22, a solução de fibra alimentada através da passagem de alimentação vertical 22b é sequencialmente injetada através dos membros de agulha 10 na ordem dos comprimentos projetantes, do curto para o longo.

Portanto, um desvio pode permanecer indesejavelmente na camada de fibra que foi eletrofiada da pluralidade de membros de agulha 10 e coletada no coletor.

Quando as extremidades superiores dos membros de agulha 10 são montadas de tal forma que as extremidades superiores são niveladas com a superfície de fundo da passagem de alimentação de solução 22, a solução de fibra é alimentada nos membros de agulha 10 na ordem da extensão pela qual as extremidades superiores dos membros de agulha se aproximam da superfície de fundo da passagem de alimentação vertical 22b, de modo que a solução de fibra não pode ser eletrofiada de forma síncrona da pluralidade de membros de agulha 10, mas é diferentemente eletrofiada e é diferentemente coletada, e, desse modo, um desvio permanece na camada de fibra coletada.

No entanto, quando a solução de fibra é alimentada na passagem de alimentação de solução 22 em um estado em que as extremidades superiores dos membros de agulha 10 projetam-se para a passagem de alimentação de solução 22 a uma altura predeterminada, a solução de fibra gradualmente preenche a passagem de alimentação de solução 22 a partir da superfície de fundo da passagem de alimentação de solução 22 e é, posteriormente, introduzida de forma síncrona na pluralidade de membros de agulha 10 na altura das extremidades superiores dos membros de agulha 10 projetando-se da superfície de fundo da passagem de alimentação de solução 22.

Portanto, a solução de fibra é injetada de forma síncrona e eletrofiadas a partir da pluralidade de membros de agulha 10, de modo que não exista desvio na camada de fibra eletrofiada e coletada.

Para realizar eletrofiação livre de erro por jato de ar a partir de membros de agulha 10 em um estado em que o membro de camisa de ar 30 é montado no corpo de bocal 20, os membros de agulha 10 podem ficar em recesso nos furos de injeção 31 do membro de camisa de ar 30.

Altemativamente, os membros de agulha 10 podem ser dispostos de tal forma que eles se projetem descendentemente a partir da extremidade inferior do membro de camisa de ar 30 por um comprimento predeterminado de 1 ~ 4 mm.

Descrito detalhadamente, no bocal de injeção de eletrofiação de acordo com a presente invenção, em que o membro de camisa de ar 30 é montado no corpo de bocal 20, a solução de fibra é alimentada nos membros de agulha 10 através da passagem de alimentação de solução 22 e é injetada a partir da mesma, e ar altamente comprimido é alimentado nos furos de injeção 31 através da passagem de ar 23, de modo que a eletrofiação por jato de ar, em que a solução de fibra é injetada juntamente com ar pode ser realizada.

A eletrofiação por jato de ar pode produzir nanofibras tendo diâmetros diminutos.

Ademais, quando o membro de camisa de ar 30 é separado do corpo de bocal 20 no bocal de injeção de eletrofiação da presente invenção, como mostrado na fig. 4, os membros de agulha 10 podem ser expostos por um comprimento capaz de realizar eletrofiação geral livre de erro, em que os membros de agulha injetam apenas a solução de fibra sem injetar ar.

Desse modo, separando o membro de camisa de ar 30 do corpo de bocal, o bocal de injeção de eletrofiação da presente invenção pode realizar estavelmente eletrofiação geral, em que a solução de fibra é injetada a partir dos membros de agulha 10 sem injetar ar.

Ademais, como mostrado na fig. 5, um dispositivo de eletrofiação usando o bocal de eletrofiação da presente invenção inclui: o corpo de bocal 20 tendo os furos de preensão de agulha 21 na superfície inferior do mesmo, com a passagem de alimentação de solução 22 comunicando-se com os furos de preensão de agulha 21 e a passagem de ar 23 recebendo e descarregando ar; o membro de camisa de ar 30 removivelmente montado na extremidade inferior do corpo de bocal 20, com a passagem de descarga de ar 35, distanciada da superfície inferior do corpo de bocal 20, e com os furos de injeção 31 comunicando-se tanto com os furos de preensão de agulha 21 como com a passagem de descarga de ar 35; os membros de agulha 10 passando através dos furos de injeção 31 e sendo travados nos furos de preensão de agulha na parte inferior do membro de camisa de ar; uma unidade de alimentação de tensão 50 conectada à passagem de alimentação de solução 22 do corpo de bocal 20 e temporariamente armazenando a solução de fibra na mesma e aplicando uma tensão à solução de fibra armazenada na mesma; uma unidade de alimentação de solução 60 para alimentar com solução de fibra a unidade de alimentação de tensão 50; a unidade de alimentação de ar 70 para alimentar com ar a passagem de ar 23 do corpo de bocal 20; e um coletor 80 para coletar uma rede de fibras fiadas provenientes dos membros de agulha 10.

O dispositivo de eletrofiação da presente invenção inclui ainda uma unidade de alimentação de tensão 90, em que um eletrodo para alimentar uma tensão é conectado à solução de fibra armazenada na unidade de alimentação de tensão 50 e o outro eletrodo é aterrado, de modo que uma diferença de tensão pode ser gerada.

A unidade de alimentação de solução 60 inclui um tanque de armazenamento de solução 61 para armazenar a solução de fibra, uma primeira mangueira 62 estendendose do tanque de armazenamento de solução 61 para a unidade de alimentação de tensão 50, e uma segunda mangueira 63 estendendose da unidade de alimentação de tensão 50 para a passagem de alimentação de solução 22. A unidade de alimentação de solução 60 alimenta com a solução de fibra a primeira passagem de ar 23b através da unidade de alimentação de tensão 50.

Ademais, é preferível que uma válvula de controle de fluxo para controlar a quantidade de solução de fibra alimentada seja montada na primeira mangueira 62 ou na segunda mangueira 63, controlando, desse modo, a quantidade de solução de fibra alimentada na passagem de alimentação de solução 22.

A segunda mangueira 63 é conectada ao primeiro acoplamento de tubulação 26 que é montado na passagem de alimentação de solução 22 presente na superfície superior do corpo de bocal 20. A segunda mangueira 63 alimenta com a solução de fibra, em que uma corrente elétrica circula, a passagem de alimentação de solução 22.

Como descrito acima, no dispositivo de eletrofiação da presente invenção, a solução de fibra alimentada do tanque de armazenamento de solução 61 é temporariamente armazenada na unidade de alimentação de tensão 50, e uma tensão é aplicada à solução de fibra armazenada.

Na unidade de alimentação de tensão 90, um eletrodo é conectado à solução de fibra armazenada na unidade de alimentação de tensão 50 e o outro eletrodo é aterrado, que modo que uma diferença de tensão capaz de realizar eletrofiação pode ser gerada entre os membros de agulha 10 e o coletor 80 que coleta a rede de fibra eletrofiada dos membros de agulha 10.

O coletor 80 inclui: um primeiro carretel 81, em torno do qual uma folha coletora de fibra 81a, tal como uma folha de papel velino, uma folha de tecido não tecido, ou uma folha de filme, para coletar a fibra eletrofiada é enrolada; um segundo carretel 82, que é colocado em um local distanciado do primeiro carretel 81 e ao qual a extremidade da folha coletora de fibra 81a enrolada sobre o primeiro carretel 81 é conectada e que prende a rede de fibra eletrofiada; uma pluralidade de rolos de guiamento 83 colocada entre o primeiro carretel 81 e o segundo carretel 82 de tal forma que os rolos de guiamento são distanciados entre si por distâncias predeterminadas e guiando o movimento da folha coletora de fibra 81a alimentada do primeiro carretel 81 para o segundo carretel 82; e um terceiro carretel 84 colocado em um local próximo ao segundo carretel 82 e ro- tacionado por um motor e prendendo a fibra eletrofiadas coletada na folha coletora de fibra 81a.

Na presente invenção, a eletrofiação é realizada pela aplicação de tensão à solução de fibra, de modo que a presente invenção pode impedir a eletrofiação de ser variável ou ineficiente como pode resultar se o campo magnético vaza para o exterior tanto do corpo de bocal 20 como do membro de camisa de ar 30, e, além disso, pode realizar eletrofiação livre de erro mesmo quando a diferença de tensão entre os membros de agulha e o coletor 80 é pequena.

Ademais, a fibra eletrofiadas dos membros de agulha 10 é coletado na forma de uma rede na superfície da folha coletora de fibra 81a e é movida juntamente com a folha coletora de fibra 81a, e é presa em torno do terceiro carretel 84.

Aqui, a folha coletora de fibra 81a presa pelo segundo carretel 82 pode ser removida do segundo carretel, e pode ser instalada no primeiro carretel 81 de modo a ser reutilizado.

Ademais, o membro de camisa de ar 30 pode ser montado com ou removido do corpo de bocal 20, de modo que a presente invenção pode seletivamente realizar eletrofiação geral (eletrofiação pura) ou eletrofiação por jato de ar.

Ademais, o corpo de bocal 20, o membro de camisa de ar 30 e os membros de agulha 10 incluídos no dispositivo de eletrofiação da presente invenção permanecem os mesmos que aqueles descritos na descrição acima, de modo que a explicação a seguir dos elementos é omitida para evitar explicação repetida.

A unidade de fornecimento de ar 70 inclui: um tanque de armazenamento de ar 71 armazenando ar no mesmo; uma tubulação de alimentação de ar 72 estendendo-se do tanque de armazenamento de ar 71 para a primeira passagem de ar 23b; uma válvula de controle de ar 73 montada na tubulação de alimentação de ar 72 e abrindo e fechando a tubulação de alimentação de ar 72; um sensor 74 provido na junção entre o corpo de bocal 20 e o membro de camisa de ar 30 e captando o estado travado e separado do membro de camisa de ar 30; e uma unidade de controle de válvula 75 cooperando tanto com o sensor 74 como com a válvula de controle de ar 73 e abrindo e fechando a válvula de controle de ar 73 em resposta a um sinal transmitido do sensor 74.

A unidade de controle de válvula 75 também coopera com as válvulas de controle de fluxo tanto da primeira mangueira 62 como da segunda mangueira 63, desse modo, abrindo e fechando as válvulas de controle de fluxo e, desse modo, controlando e abrindo vazões de válvulas de controle de fluxo.

Ademais, o sensor 74 usa um sensor de contato, que é montado na superfície inferior do corpo de bocal 20 que é a superfície inferior do corpo de cobertura 20b, de tal forma que o sensor entra em contato com a superfície superior do membro de camisa de ar 30.

O sensor 74 basicamente funciona para detectar o estado travado ou separado do membro de camisa de ar 30 em relação à superfície inferior do corpo de bocal 20, e o sensor 74 pode ser variavelmente modificado usando sensores convencionais.

Quando um sinal indicativo de um estado separado do membro de camisa de ar 30 é transmitido do sensor 74 para a unidade de controle de válvula 75, a válvula de controle de ar 73 fecha a tubulação de alimentação de ar 72.

Desse modo, quando o membro de camisa de ar 30 é separado do corpo de bocal 20, ar não é alimentado nos membros de agulha 10, mas apenas a solução de fibra é injetada a partir dos membros de agulha 10, de modo que eletrofiação pura pode ser realizada.

No entanto, quando o membro de camisa de ar 30 é travado no corpo de bocal, o sensor 74 detecta o estado travado do membro de camisa de ar e transmite um sinal indicativo do estado travado para a unidade de controle de válvula 75.

Em resposta ao sinal de entrada, a unidade de controle de válvula 75 aciona a válvula de controle de ar 73 e abre a tubulação de alimentação de ar 72.

Por conseguinte, quando o membro de camisa de ar 30 é travado no corpo de bocal 20, ar ou ar quente é alimentado nos membros de agulha 10 de modo que os membros de agulha injetam a solução de fibra juntamente com ar ou ar quente, realizando, desse modo, eletrofiação por jato de ar ou eletrofiação por jato de ar quente.

O dispositivo de eletrofiação da presente invenção pode controlar a alimentação de ar detectando automaticamente o estado travado ou separado do membro de camisa de ar 30, de modo que a presente invenção pode seletivamente realizar eletrofiação pura livre de erro ou eletrofiação por jato de ar sem ter que controlar adicionalmente a alimentação de ar.

Embora os modos de realização preferidos da presente invenção tenham sido divulgados com finalidades ilustrativas, aqueles que são versados na arte apreciarão que várias modificações, adições e substituições são possíveis, sem se afastar do escopo e espírito da invenção como divulgada nas reivindicações anexas.

Claims

1. Bocal de injeção para eletrofiação, compreendendo uma unidade de extrusão de solução formada em um corpo de fieira e uma unidade de bocal de ar formada em torno da unidade de extrusão de solução no corpo de fieira, CARACTERIZADO pelo fato compreender adicionalmente: um corpo de bocal (20) provido em uma superfície inferior do mesmo com um furo de preensão de agulha (21) e provido no mesmo com uma passagem de ar (23) para receber e descarregar ar e com uma passagem de alimentação de solução (22) comunicando-se com o furo de preensão de agulha (21); um membro de camisa de ar (30) montado removivelmente em uma parte inferior do corpo de bocal (20) e definindo uma passagem de descarga de ar, distanciada da superfície inferior do corpo de bocal (20), e tendo um furo de injeção (31) que se encontra em uma parte inferior do membro de camisa de ar (30) e que se comunica com o furo de preensão de agulha (21) e a passagem de descarga de ar; e um membro de agulha (10) passando através do furo de injeção (31) e sendo travado no furo de preensão de agulha (21), o corpo de bocal (20) é provido com uma pluralidade de furos de preensão de agulha (21) espaçados entre si, a passagem de alimentação de solução (22) inclui uma passagem de alimentação principal (22a) comunicando-se com a pluralidade de furos de preensão de agulha (21), e a pluralidade de membros de agulha (10) é travada nos respectivos furos de preensão de agulha (21), de tal forma que extremidades dos membros de agulha (10) projetam-se para a passagem de alimentação principal (22a) até um comprimento predeterminado.

2. Bocal de injeção para eletrofiação de acordo com reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de agulha (10) é travado no furo de preensão de agulha (21) por encaixe.

3. Bocal de injeção para eletrofiação de acordo com reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de bocal (20) inclui: um bloco de bocal (20a), com o furo de preensão de agulha (21) formado em uma superfície inferior do bloco de bocal (20a) e travando o membro de agulha (10), e com a passagem de alimentação de solução (22) definida dentro do bloco de bocal (20a) e alimentando uma solução de fibra para um furo de descarga de solução do membro de agulha (10) travado no furo de preensão de agulha (21); e um corpo de cobertura (20b) montado em uma extremidade superior do bloco de bocal (20a) e montado removivelmente em uma extremidade superior do membro de camisa de ar (30), em que o bloco de bocal (20a) é inserido em uma câmara de inserto de bloco (30a) do membro de camisa de ar (30), o bloco de bocal (20a) tendo uma passagem de descarga de ar definida entre o bloco de bocal (20a) e o membro de camisa de ar (30), e tendo no mesmo a passagem de ar (23) para descarregar ar para a passagem de descarga de ar.

4. Bocal de injeção para eletrofiação de acordo com reivindicação 3, CARACTERIZADO por compreender ainda: um membro de anel tipo O (40) colocado entre a superfície inferior do bloco de bocal (20a) e uma superfície de fundo da câmara de inserto (30a) de bloco e vedando a passagem de descarga de ar.

5. Bocal de injeção para eletrofiação de acordo com reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o bloco de bocal (20a) é feito de um material Teflon, e o corpo de cobertura (20b) ou o membro de camisa de ar (30) é feito de qualquer um de PEEK (Polieteretercetona), acetal (POM; Polioximetileno) e náilon MC (Náilon Fundido Mono).

6. Bocal de injeção para eletrofiação de acordo com reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a passagem de ar (23) do bloco de bocal (20a) inclui: uma primeira passagem de ar (23b) que é formada através de partes laterais opostas do bloco de bocal (20a) e em que extremidades abertas opostas da primeira passagem de ar (23b) são fechadas por segundos tampões; uma passagem de ar principal (23a) formada através do bloco de bocal (20a) para cima a partir de um centro da primeira passagem de ar (23b); e uma segunda passagem de ar (23c) que é formada em uma parte inferior do bloco de bocal (20a), de tal forma que a segunda passagem de ar (23c) se comunica com extremidades inferiores de partes opostas da primeira passagem de ar (23b) divididas a partir da passagem principal de ar (23a), e que alimenta com ar a passagem de descarga de ar.

7. Bocal de injeção para eletrofiação de acordo com reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um sensor (74) é colocado entre o corpo de bocal (20) e o membro de camisa de ar (30) e capta um estado separado ou travado do membro de camisa de ar (30).

8. Dispositivo de eletrofiação com um bocal de injeção, conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo uma unidade de extrusão de solução formada em um corpo de fieira e uma unidade de bocal de ar formada em torno da unidade de extrusão de solução no corpo de fieira, CARACTERIZADO por compreender adicionalmente: um corpo de bocal (20) provido com um furo de preensão de agulha (21), e provido no mesmo com uma passagem de alimentação de solução (22) comunicando-se com o furo de preensão de agulha (21), e uma passagem de ar (23) recebendo e descarregando ar; um membro de camisa de ar (30) removivelmente montado em uma extremidade in- ferior do corpo de bocal (20) e definindo uma passagem de descarga de ar, distanciada de uma superfície inferior do corpo de bocal (20), e tendo um furo de injeção (31) que se encontra em uma parte inferior do membro de camisa de ar (30) e se comunica com o furo de preensão de agulha (21) e a passagem de descarga de ar; um membro de agulha (10) passando através do furo de injeção (31) e sendo travado no furo de preensão de agulha (21); uma unidade de aplicação de tensão (50) conectada à passagem de alimentação de solução (22) do corpo de bocal (20) e armazenando uma solução de fibra na mesma, e aplicando uma tensão à solução de fibra armazenada na mesma; uma unidade de alimentação de solução (60) para fornecer a solução de fibra para a unidade de aplicação de tensão (50); uma unidade de fornecimento de ar (70) para fornecer ar para a passagem de ar (23) do corpo de bocal (20); e um coletor (80) para coletar uma rede de fibra injetada a partir dos membros de agulha (10), o corpo de bocal (20) é provido com uma pluralidade de furos de preensão de agulha (21) espaçados entre si, a passagem de alimentação de solução (22) inclui uma passagem de alimentação principal (22a) comunicando-se com a pluralidade de furos de preensão de agulha (21), e a pluralidade de membros de agulha (10) é travada nos respectivos furos de preensão de agulha (21), de tal forma que extremidades dos membros de agulha (10) projetam-se para a passagem de alimentação principal (22a) até um comprimento predeterminado.

9. Dispositivo de eletrofiação de acordo com reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que: a unidade de fornecimento de ar (70) inclui: um tanque de armazenamento de ar (71) armazenando ar no mesmo; uma tubulação de alimentação de ar (72) estendendo-se do tanque de armazenamento de ar (71) para uma primeira passagem de ar (23b); uma válvula de controle de ar (73) montada na tubulação de alimentação de ar (72) e abrindo ou fechando a tubulação de alimentação de ar (72); um sensor (74) provido em uma junção entre o corpo de bocal (20) e o membro de camisa de ar (30), e captando um estado travado ou separado do membro de camisa de ar (30); e uma unidade de controle de válvula (75) cooperando com o sensor (74) e com a válvula de controle de ar (73), e abrindo e fechando a válvula de controle de ar (73) em resposta a um sinal transmitido do sensor (74).