CN103687984A - 由纳米纤维或微米纤维组成的具有各向异性属性材料的生产方法及实施该方法的设备 - Google Patents
由纳米纤维或微米纤维组成的具有各向异性属性材料的生产方法及实施该方法的设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103687984A CN103687984A CN201280031598.XA CN201280031598A CN103687984A CN 103687984 A CN103687984 A CN 103687984A CN 201280031598 A CN201280031598 A CN 201280031598A CN 103687984 A CN103687984 A CN 103687984A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- electrode
- electrodes
- layer
- accumulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 26
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 34
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 title description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 212
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 56
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 claims description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 8
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 241000288902 Lemur catta Species 0.000 description 1
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002344 fibroplastic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000014621 translational initiation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D7/00—Collecting the newly-spun products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
本发明涉及用于生产直径从微米纤维至纳米纤维的纤维（5）的二维或三维纤维材料的方法，其中首先纤维（5）连续从溶液（1）拉出，并且用静电场拉至n个电极（6）的旋转组（11）。组（11）的各个电极（6）以彼此之间有规则的间隔设置，并且与电极（6）的组（11）的旋转轴之间的距离相等且与该旋转轴平行。纤维（5）缠绕在电极（6）的旋转组（11）上。在形成纤维（5）的层（8）后，静电场断开且电极（6）的旋转组（11）旋转停止，并且去除在两个相邻电极（6）之间的场中形成的纤维（5）的层（8）。在后继步骤中，电极（6）的旋转组（11）转过360/n°的角度，并且将在与上一步骤中去除层（8）的场相邻的场中的两个相邻电极（6）之间形成的纤维（5）的层（8）去除。该步骤重复n次。该解决方案还涉及用于实施该方法的设备，该设备包括至少一个拉丝喷嘴（3）、电极（6）的旋转组（11）以及积聚器（7），其中拉丝喷嘴（3）连接至第一电势，电极（6）的旋转组（11）面向喷嘴，积聚器（7）用于收集处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5）。积聚器（7）设置成相对于电极（6）在电极（6）纵轴的方向上可移动，用于收集处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5），并且设置成相对于电极（6）在垂直于电极（6）纵轴的方向上可移动，用于将其带入接合以收集处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5），并且在完成收集处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5）之后带出接合。
Description
技术领域
本发明涉及用于生产微米纤维或纳米纤维的二维或三维纤维材料的方法，其中首先将纳米纤维或微米纤维连续从溶液拉出，纳米纤维或微米纤维用静电场拉至旋转的n个电极组。在该过程中，各个电极以彼此之间有规则的间隔设置，并且与电极组的旋转轴之间的距离相等且与该旋转轴平行。该电极组旋转，并且因此纳米纤维或微纤维缠绕在该电极组上。在纳米纤维或微米纤维缠绕后，静电场断开且电极组的旋转停止，并且在两个相邻电极之间的场中形成的微米纤维或纳米纤维层被去除。本发明还涉及用于生产微米纤维或纳米纤维的二维或三维纤维材料的设备。该设备包括至少一个拉丝喷嘴以及面向喷嘴的电极组，其中拉丝喷嘴附接至第一电势，电极组以彼此之间有规则的间隔设置，并且附接至第二电势。该设备还包括用于收集处于相邻电极对之间的微米纤维和纳米纤维的积聚器。
背景技术
微米纤维或纳米纤维的生产通过静电纺丝的方法实施。该方法在专业文献中表达为“静电纺丝（Electrospinning）”。在该方法中，将聚合物的熔化物或溶液形成为纤维结构是由高静电场的作用造成的。该场的力首先引起滴流喷出聚合物溶液或熔化物液滴，然后该场的力还启动该细流向相对的电极的运动。在运动过程中，发生聚合物的变细、拉伸和固化，并且固体纤维形式的聚合物落在所谓收集器的相对的电极上。该纤维在两个电极之间的整个运动是高度复杂的，并且该运动的轨迹是相当随机的。飞扬纤维字面意义上的混乱运动导致纤维随机沉积在相对的电极上，在相对的电极处形成带有纤维非纺织纤维材料，该纤维具有从10纳米至十几微米的直径。该制造方法从美国专利US2048651已知。
具有高度精细结构的纳米纤维或微米纤维材料不仅在先进医学的许多领域中找到大量应用，而且在微电子、光学和电力工程也有大量应用。在相对非常小的体积中形成巨大表面是这些材料基本优点中的一个，并且这些材料的纤维间的空间（孔）具有非常小的尺寸。具有精细内部纳米结构或微米结构的材料呈现相当新的属性，这些属性能够与相同材料的体积样品的属性显著不同。此外，可能控制这些独特的属性，并且通过受控生产使这些属性适于具体应用的要求。未来的应用依靠这种材料在先进医学的各个领域中的使用，因为这种材料为活组织中细胞的成长、运动和复制提供非常有利和自然的条件。不幸的是，这种材料的可用性仅因为其内部混乱的结构而相当受限。组织工程的应用规定其对规则三维结构的要求，三维结构随后用作软骨、骨头、以及神经的替代物，血管和心血管移植等。只是材料的内部轴向规律相当支持细胞、组织的定向生长和运动，并且还支持长神经紊乱的再生。当在诸如肌肉和结缔组织置换的应用中受压时，有序结构保证材料的所需的弹性。该材料的机械属性仅通过选择内部结构轴向有序就能够进行相当好的控制。在众多的应用中都需要具有精确内部形态的新材料，不仅仅在先进医学的领域中。例如，对于能够由本发明中公开的方法生产的纳米纤维或微米纤维提供的微电子或光学连接件，规则的结构也是很必要的。
定向纳米纤维或微米纤维的当前方法和生产技术通过以高转速驱动的旋转收集器解决。在大多数情况中，这种收集器的表面为在US4552707或US20020084178中所述的圆柱体形或者细杆形，捕捉飞扬的纤维，并且将收集器自身运动的方向上机械地携带纤维；纤维实际上是围绕旋转的圆柱体缠绕。纳米纤维或微米纤维直接沉积至圆柱体表面上或在设置在一个旋转轴上的两个旋转杆之间的间隙中形成，参见US20070269481。这种收集器的表面是电极中的一个，并且因此收集器的表面必须由导电材料制成。除非收集器直接连接至高压电源电极中的一个，参见US20090108503、US4689186，或者如果其表面用非导电衬底重叠，那么会出现生产过程效率的显著损失，因为实际上绝缘材料插入两个主电极之间，并且从而电场降低，而且其同质性被打乱。降低的效率由纤维较长的沉积指示，因为较厚的沉积层也作为不希望的绝缘材料，并且因此进一步的纤维在与收集器不同的方向上被排斥。迄今沉积纤维的区域中积累电荷，该电荷与由纤维在冲击收集器上之前携带的电荷具有相同的极性。具有相同极性的这些电荷之间斥力起作用，这些斥力对新沉积纤维的排序有负面影响。当沉积了更厚的纤维层时，该电荷的负面影响增加，因为在上层中的纤维已经随机进行沉积，并且不再像在下层中沉积的纤维那样遵守轴向有序。而且，所得到的纤维层具有部分受限的有序度，这是由捕获具有与仅垂直于旋转圆柱体表面的不同方向的飞扬纤维造成的。上述方法主要运行良好，但是，关于实现纤维材料内部结构的精确定向的结果通常不令人满意，因为在所生产的材料中还有高比例的纤维不遵守任何优选方向。
纤维材料的后继操作及纤维材料从收集器表面的受控取下是非常必要的问题，该问题不是任何当代技术解决方案的一部分。纤维层沉积在收集器上，并且为了纤维层的后继使用，纤维层必须进行转移，通常转移至很不同的垫层上或转移至另一容器等中。并且，在专利申请US20080208358A1中公开的实施方式的示例中，将这样手动逐个切出的纤维材料条装配入较厚三维结构中。这种层是高度精细的，并且用纳米纤维或微米纤维材料操作是很复杂的，因为当从所使用的收集器取下时，很容易已经产生对该层的不可逆损害。任何对具有较大面积的材料的操纵几乎是不可能的，特别是对于具有非常低的机械性能的生物聚合物纤维。目前还没有解决在保持或甚至增大层中纤维的定向度的情况下，会提供适当机械操作以及将纳米纤维或微米纤维层转移至另一纳米纤维或微米纤维层上的结构，即，任何垫层。
专利申请WO2006136817Α1描述了使用具有纵向设置成绕旋转轴的电极的旋转收集器。该收集器的几何尺寸并未提到。作者并未给出仔细地从收集器取下纤维的方法。未解决用于沉积至旋转收集器上纤维的收集机构。所描述的方法并没有解决生产过程的所有阶段，或者更确切的说，该过程由纤维沉积终止。因此，在没有操作者的干预和人工操作的情况下是不可能完成该生产过程的，这导致质量以及材料的内部结构的相当大的降低。
在卡塔（Katta）等人的公开中（Katta P.,M.Alessandro et al.NanoLetters，4（11）:2215-2218,2004），使用由纵向导电性电极作为收集器建成的旋转圆柱体，用于生成定向纤维。该公开中描述的收集器具有约40个导电电极，这些电极彼此相距10mm，并且创建直径为120mm的旋转收集器。该公开说明了在较长时间沉积的过程中单轴纤维定向的损失。该公开并未进行对操作使用重要的参数的优化和描述。作者也没有用于处理沉积在该类型收集器上的纤维层的进一步的步骤。
发明内容
通过根据本发明的生产具有微米纤维或纳米纤维直径的纤维的二维或三维纤维材料的方法在相当程度上消除了现有技术的上述缺点，在该方法中，首先，将纳米纤维或微米纤维连续地从溶液中拉出，纳米纤维或微米纤维用静电场拉至旋转的n个电极组（其中n是从1至200的自然数）。该组的各个电极以彼此之间有规则的间隔设置，并且与电极组的旋转轴之间的距离相等且与该旋转轴平行。该电极组旋转，并且从而纳米纤维或微纤维缠绕在该电极组上。在纳米纤维或微米纤维细层形成后，静电场断开且电极组的旋转停止，并且将在两个相邻电极之间的场中形成的微米纤维或纳米纤维层去除。然后旋转电极组旋转经过360/n的角度，并且将在与上一步骤中去除层的场相邻的场中的两个相邻电极之间形成的微米纤维或纳米纤维层去除。该步骤重复n次，直至从相邻电极之间所有场将微米纤维或纳米纤维层去除。
在根据本发明的方法的有利实施方式中，在将微米纤维或纳米纤维层从新的场去除之前，积聚器略微转向以达到在去除的层中微米纤维或纳米纤维的方向，该方向与上一层的微米纤维或纳米纤维的方向不同。
在根据本发明的方法的另一有利实施方式中，将微米纤维或纳米纤维的叠加层压在一起，于是通过将这些层压在一起，可能同时形成成品所需的三维形状。以这种方式形成的物品能够用另一介质嵌入，从而生成具有所需属性的复合材料。
甚至通过用于生产微米纤维或纳米纤维的二维或三维纤维材料的设备在相当程度上消除了现有技术的上述缺点，该设备包括至少一个拉丝喷嘴、n个电极的组、以及还有积聚器，其中拉丝喷嘴连接至第一电势，面向拉丝喷嘴的n个电极的组以彼此之间有规则的间隔设置，并且连接至第二电势，积聚器用于收集处于两个相邻电极之间的微米纤维和纳米纤维。该电极组在该设备中转动，并且该电极组的各个电极以彼此之间有规则的间隔设置，并且与电极组的旋转轴之间的距离相等且与该旋转轴平行。该设备还包括积聚器，积聚器设置成相对于电极在电极纵轴的方向上可移动，用于收集处于两个相邻电极之间的微米纤维或纳米纤维。而且该积聚器设置成相对于电极在垂直于电极纵轴的方向上可移动，用于将其带入接合以收集处于两个相邻电极之间的微米纤维和纳米纤维，并且在完成收集处于两个相邻电极之间的微米纤维和纳米纤维之后带出接合。
在根据本发明的设备的有利实施方式中，积聚器具有平行四边形的形状，积聚器的宽度比相邻电极对的最靠近表面之间的距离小，从而使积聚器能够插入所述相邻电极之间。
在根据本发明的设备的另一有利实施方式中，积聚器绕垂直于收集器的表面且穿过收集器表面中心的线旋转设置，使得积聚器可以略微转向以放置处于两个相邻电极之间的又一微米纤维或纳米纤维层，其中微米纤维或纳米纤维的方向与上一层微米纤维或纳米纤维的方向不同。
在根据本发明的设备的另一有利实施方式中，积聚器具有正方形形状，积聚器的边比相邻电极对的最靠近表面之间的距离小，积聚器绕垂直于收集器的表面且穿过收集器表面中心的线旋转设置，使得积聚器可以转过90°，从而放置处于两个相邻电极之间的又一微米纤维或纳米纤维层，其中微米纤维或纳米纤维的方向与上一层微米纤维或纳米纤维的方向垂直。
在根据本发明的设备的又一有利实施方式中，积聚器以盘的形式制成，用于沉积所选择的纳米纤维或微米纤维层，该设备还设有活塞，该活塞用于将纤维压缩至积聚器中，并且用于将各个收集的纳米纤维或微米纤维层压实，从而机械地增强有序的三维结构。在这种情况下，如果积聚器绕垂直于收集器的表面且穿过收集器表面中心的线旋转设置，使得积聚器可以略微转向以放置处于两个相邻电极之间的又一微米纤维或纳米纤维层，其中微米纤维或纳米纤维的方向与上一层微米纤维或纳米纤维的方向不同，那么也是有利的。
附图说明
本发明的主体将参照附图进行详细说明。
图1是根据本发明所述的解决方案的生产过程的具体阶段的流程图。
图2示出用于生产具有各向异性属性的纤维材料的设备的示例性实施方式。
带积聚器的旋转收集器的纵向电极的侧面剖视图在图3中，并且进一步的示例性实施方式在图4a中。
图4b示出旋转收集器4个和5个纵向电极的横截面，其中示出平行有序的纤维形成的主要部分。
以类似的方式，通过示例性使用旋转收集器4个和5个纵向电极，以两个步骤生产垂直纤维的主要部分在图5a和5b中示出。
来自电子显微镜的平行和垂直有序的纤维的照片在图6和7中示出。具体实施方式
本发明的目的是完成具有高度的平面（2D）和立体（3D）内部排序的纳米纤维或微米纤维材料的生产，为了控制所产生的材料的形态以及各向异性属性，内部排序能够通过改变过程参数进行控制。而且，本发明的目的还在于解决适当的机械操作以及将新材料转移至任何在下面的材料或还有包装材料上，而保持该材料内部结构的有序度。在本发明的有利实施方式中，可移动积聚器7是合适的盘，该盘允许对纤维材料的进行简单的进一步处理（例如，在复合材料的生产中）。
本发明的主题是新材料的全面生产过程，该过程分为具体的过程阶段，其示例性顺序在图1中示出。纺丝混合物在第一步骤中制备。随后，溶液或熔化物1按量配给至拉丝喷嘴3中，然后连接高电压，这导致直径从微米纤维至纳米纤维的纤维5。纤维5在静电场中在向收集器9的方向上移动。纤维5在一个优选方向上沉积至旋转收集器9上。在收集器上生成纤维5的层8后，对沉积的纤维5进行收集，并且这些纤维5的层8依次叠加，同时保持它们的有序度。其后，对纤维层8进行压缩，通过压缩就成为成品或半成品，其中成品能够包裹在包装材料中，半成品旨在用于进行进一步处理，诸如应用适当的介质，使得所生成的产品可以是复合材料并且获得所要求的属性。可能将成品包裹在具有托盘形状包装材料中，这使操纵更容易，并且还适合对纤维层8的后继处理，诸如为了获得复合材料，将另一介质嵌入纤维5的层8，从而成为成品。产品的去除和转移是最终阶段。有利地，所有这些阶段都在沉积腔室中自动执行，无需操作人员的任何干预并且不受外部环境影响，这使得能够确保过程的无菌以及成品的高质量。生产过程阶段在图1上的流程图中表现，其中重复的过程阶段也进行了表明。除非在“纤维沉积”或“叠加”阶段中溶液1储备耗尽的那一刻由积聚器7收集了足够的纤维5的层8，该过程从开始进行重复。
用于生产由纳米纤维或微米纤维组成的二维或三维纤维材料（以下称为纤维5）的设备的示例性实施方式在图2中示出。该设备包括喷射发射器2，喷射发射器2充满聚合物溶液1，并且配有拉丝喷嘴3。尽管为简单起见而仅在图2上描绘了一个喷射发射器2的事实，但是显然在实际设备中将有更多这种喷射发射器2。拉丝喷嘴3连接至第一电势，即，连接至DC电压源4的极中的一个。DC电压源4的第二极连接至面向拉丝喷嘴3的收集器9。收集器9由电极6组成，电极6以彼此之间有规则的间隔纵向设置，并且与收集器9旋转轴x之间的距离相等。积聚器7设置成在平行于收集器9旋转轴x平行的方向上相对于电极6可移动，使得积聚器7可以收集处于两个相邻电极6之间的纤维5的层8。
图3示意性地描绘了具有平面积聚器7的积聚机构的侧视图。纤维5通过静电纺丝沉积至收集器9的电极6上。然后纤维5在保持其顺序的同时沉积至积聚器7的表面上。在该示例性实施方式中，积聚器7是平面的。积聚器7相对于收集器9的电极6的棒以角度α倾斜，并且在与收集器的轴x形成角度β的方向上以平移运动移动。
图4a示意性地描绘了积聚器7和具有4个电极6的收集器9的横截面。纤维5通过静电纺丝沉积至收集器9的电极6的导电棒上。然后纤维5在保持其顺序的同时沉积至积聚器7的表面上。收集器9配有4个电极6。成正方形的积聚器7从两个上部电极之间的场中去除纤维5的层8。在右侧描绘了后继阶段，其中收集器9转过角度90°，并且积聚器7去除具有相同定向的纤维5的另一层8。
图4b示意性地描绘了积聚器7和具有5个电极6的收集器9的横截面。纤维5通过静电纺丝沉积至收集器9的电极6的导电棒上。然后纤维5在保持其顺序的同时沉积至积聚器7的表面上。在这里收集器9配有5个电极6。成正方形的积聚器7从两个上部电极之间的场中去除纤维5的层8。在右侧描绘了后继阶段，其中收集器9转过360/5的角度，即，72°，并且积聚器7去除具有相同定向的纤维5的另一层8。在积聚器7上有具有相同定向的纤维5的2个层8。
图5a示意性地描绘了积聚器7和具有4个电极6的收集器9的横截面。纤维5通过静电纺丝沉积至收集器9的电极6的导电棒上。然后纤维5在保持其顺序的同时沉积至积聚器7的表面上。收集器9配有4个电极6。成正方形的积聚器7从两个上部电极之间的场中去除纤维5的层8。在右侧描绘了后继阶段，其中收集器9和积聚器7二者都转过角度90°，并且积聚器7去除具有纤维5的另一层8。因而，在积聚器7上有纤维5的2个层8，然而第一层8的纤维5的定向垂直于第二层8的纤维5的定向。
图5b示意性地描绘了积聚器7和具有5个电极6的收集器9的横截面。纤维5通过静电纺丝沉积至收集器9的电极6的导电棒上。然后纤维5在保持其顺序的同时沉积至积聚器7的表面上。收集器9配有5个电极6。成正方形的积聚器7从两个上部电极之间的场中去除纤维5的层8。在右侧描绘了后继阶段，其中收集器9转过360/5的角度，即，72°，而积聚器7转过角度90°并且去除纤维5的另一层8。因而，在积聚器7上有纤维5的2个层8，然而第一层8的纤维5的定向垂直于第二层8的纤维5的定向。
图6是来自电子显微镜的放大5000倍的照片，其中描绘了以相同定向叠加的纤维5的若干层8。
图7是来自电子显微镜的放大1000倍的照片，其中描绘了纤维5的若干层8，而层8以这样的方式叠加，使得一个层8的纤维5的定向垂直于上一层8的纤维5的定向。
在用于生产二维或三维纤维材料的设备的操作中，将准备好的纺丝混合物给料至喷射发射器2中。然后，连接高电压，并且高电压导致溶液或熔化物开始从拉丝喷嘴3漏出，生成直径从微米纤维至纳米纤维的纤维5。纤维5在向收集器9的方向上在静电场中移动，纤维5在一个优选方向上沉积至旋转收集器9上。在收集器9上生成纤维5的层8后，高电压断开，并且纤维5停止从拉丝喷嘴3漏出。其后积聚器7收集稳定的纤维5，并且这些纤维5的层8按步骤叠加，同时保持它们的有序度。根据对所得到的材料的要求，纤维5的层8进行叠加，使得纤维5的定向可以是所有层相同，或者可能在每个后继层8将纤维5的定向转过一角度，通常转过90°。在叠加了足够数量的层8后，可能压缩纤维层8，并且从而生成能够包裹在包装材料中的成品，或者是半成品，半成品旨在用于进行进一步处理，诸如应用适当的介质，使得所导致的产品可以是复合材料和并且获得所要求的属性。
该实施方式的优点是沉积在积聚器7的表面上的纤维5具有高于处于旋转圆柱体上的表面上的纤维5的有序度，因为仅通过积聚器7的运动，就使得进行在一个方向上的纤维5的进一步矫直8。因此，内部纤维材料结构的有序度比在旋转圆柱体上的表面上形成的材料高。
当与带有平面电极的静止分段收集器相比较时，该实施方式的另一优点是有序纳米纤维的多倍长度，这使得能够生产具有良好有序内部结构的较大面积或体积的材料。在收集器9很低的转速下，首先，在收集器9的具体电极6之间横向作用的所有静电力都有助于纤维5定向。相反，在高转速时，甚至机械力，即在一个方向（即垂直于电极6）上捕捉飞扬纤维5并且将纤维5附着至收集器9的电极6的机械力，与有助于将纤维5有序沉积在收集器9上的静电力结合。这样，力的两个重要的组成部分-静电力和机械力-相加，并且因而所得到的纤维5的单轴有序度增加。该原理由长期实验和理论支持的结果证实，该结果证明，当使用分段旋转收集器9时，形成很好地定向的、直径从微米纤维至纳米纤维的纤维5，该纤维5的长度比当使用具有类似几何参数的静止分段收集器时增加更长。为了可以达到非常好的纤维5定向，在本专利申请中描述的收集器9的转速设置为比具有整个导电表面的圆柱体的最小转速低几十个百分点的值，即只因为静电引力的贡献。旋转速度的降低导致更稳定的气流，气流绕快速旋转的收集器9出现并且在不受控制的方向上拉飞扬纤维5。
又一优点是在单一闭合设备内实施所有生产循环阶段的可能，即在沉积腔室中，其中确保在没有操作员干预以及不受外部环境影响的情况下的自动生产，使得能够确保过程无菌以及生成产品的高质量。
在该设备的有利实施方式中，具有连接至第二电势的电极6的组11的旋转收集器9包括积聚器7和至少3个纵向电极6，其中通常为N个电极6，并且积聚器7总是以这样的方式在两个相邻电极6之间连续移动，使得积聚器7的运动方向通过将在收集器9的电极6的共同旋转轴x的方向上的运动、与在与轴线x形成指定角度β的方向上的运动相结合来确定。积聚器的倾斜度由角度α限定。在横向于电极6的组11的平面内限定角度γ，角度γ指定积聚器与收集器彼此的角位移。纤维5的下一收集在将收集器9的电极6相对于积聚器转过角度γ=360/N后执行。
在该设备的另一个示例性实施方式中，具有连接至第二电势的电极6的旋转收集器9包括积聚器7和至少3个纵向电极6，其中通常为N个电极6，并且积聚器7总是以这样的方式在两个相邻电极6之间连续移动，使得纤维的下一收集在将收集器9的电极6相对于积聚器7转过角度γ=90+360/N后执行。但是，在这种情况下，在纤维5的层8的两个连续的收集之间，积聚器7绕其垂直于积聚器7的表面的轴线转过角度90°，在这种情况下，积聚器7的表面是成正方形的。这样，纤维沉积在单独的层上，其中在一个层中的纤维垂直于上一层的纤维。
该设备的又一示例性实施方式包括具有4个纵向电极6的旋转收集器9、和积聚器7，积聚器7在垂直于所述电极6轴线的方向上以及在沿电极6的纵长方向上移动，其中垂直于所述电极6轴线的方向是为了使积聚器7的可倾斜板能够插入所述相邻电极6之间并且使它们能够释放。积聚器7设有4个所述可倾斜板，在可倾斜板的表面上捕捉处于两个最接近的相邻电极6之间的纤维5。在积聚器7的所述可倾斜板的表面上捕捉纤维层后，所述可倾斜板一个接一个地沿最接近收集器9的纵向轴的可倾斜板的边缘倾斜180°，并且来自可倾斜板的纤维层在垂直于收集器9的纵向轴的收集板上进行收集。因此，在从后继可倾斜板上后继捕捉各个纤维层后，生成4个彼此相铺设的纤维层，每层的纤维5垂直于相邻层。
纤维5非常有效的干燥或固化以及此外在收集器9附近未收集的溶液的有效蒸发也是具有纵向电极6的旋转收集器9的优点。这对在收集器9的电极6之间形成的纤维5的直径具有至关重要的影响。纤维5的直径能够通过设置该过程的参数而减小。
在该设备的另一有利实施方式中，收集器9包括超过3个导电电极6，导电电极6以彼此之间有规则的间隔设置，并且与电极组的共同旋转轴x之间的距离相等。积聚器7为盘形，并且设有适当的凹口，凹口使积聚器能够滑动至纵向电极6上，使得可以使积聚器能够在这些电极6的附近并且沿旋转轴x运动。在该运动过程中，以有序的方式沉积在相邻电极6之间的纤维5自然地直接置于积聚器7的表面上，新材料条纹在该表面上形成，该条纹由具有高定向度的单向有序纤维5组成。
另一有利实施方式包括由至少两个纵向电极6组成的收集器9，通常总数为N，其中N是自然数，平行设置的电极，电极的距离为0.1mm至（π.d/N）mm，其中d是电极6至共同旋转轴x的距离的两倍。在第一限制情况下，将很细的导电金属丝用作电极6，在第二限制情况下，电极6形成圆柱体的整体导电表面。在第一限制情况下，将纤维5捕获至很细的电极6上，并且所得的材料只由非常有序的纤维5组成，该纤维的直径为从微米纤维至纳米纤维。在第二限制情况下，以与上述的相同方式将纤维5擦掉，而在纤维5沉积过程中，形成由总长度为π.d的多重纤维5组成的纱线或细丝。
最后，在该设备的又一有利实施方式中，积聚器7具有用于积聚所收集的纤维5的层8的盘形。纤维5通过简单活塞运动的方式压缩入积聚盘中。各个层8在盘中压紧，并且这样，有序三维结构也进行机械加强。该盘用于对产品的进一步处理，例如，通过用另一溶液嵌入纤维5，通常用另一介质，具有所需属性的复合材料就产生了。
在下文将对根据本发明的设备的具体示例性实施方式进行描述。
实施例1：由平行纤维组成的纤维层
聚乙烯醇（PVA）的16％水性溶液1的纤维通过拉丝喷嘴3从喷射发射器2挤出，并且沉积至分段收集器9（图2）上。收集器9的电极6与拉丝喷嘴3的垂直距离12cm。收集器9设有4个纵向电极6，电极6为细线形，细线圆形横截面的直径为0.8mm。电极6彼此间的距离为25mm。通过低DC电压源，收集器9设定为以2000转/分钟纺丝，该转速相当于收集器表面线速度为3.7米/分钟。另一高压源4连接在拉丝喷嘴3和收集器9之间，并且其输出设置为28kV。静电力导致形成直径从微米纤维至纳米纤维的纤维5，该纤维依次以有序纤维5的层8的形式沉积在电极6之间。30秒后，纤维5沉积中断，并且旋转收集器停止或收集器9马达的电源以及高压源4关闭。随后，纤维5的层8由积聚器7沿收集器9的电极6的慢移动v（t）擦去，而积聚器7以角度a=75°倾斜。该布置的侧视图在图3中示出。在纤维5的第一层8已经沉积在积聚器上之后，收集器9转过角度90°。以积聚器7的连续的运动，纤维5的另一层8沉积至积聚器7的表面上。重复该过程，直至在4个纵向电极6之间的沉积的所有纤维5都被收集（图4a）。在纺丝再次启动后，重复整个过程。通过重复该过程，可能在（25×25）mm2的面积上生产几乎任何厚度的层。这种层的表面在图6中示出，图6是来自电子显微镜的放大5000倍的照片。该纺丝在实验室条件下进行-温度为24℃，而相对湿度为40％。
实施例2：由彼此垂直的纤维组成的具有规则三维结构的材料
直径从微米纤维至纳米纤维的纤维5以与实施例1中所述相同的方式沉积至带有4个纵向电极的旋转收集器9上。在停止纺丝过程和旋转收集器9之后，纤维5由积聚器7（图5a）擦去。积聚器7沿收集器9的导电棒状电极6运动，使得纤维5的第一层形成在积聚器7的表面上。然后，整个收集器9转过角度90°，并且同时尺寸为25×25mm的正方形积聚器7也转过角度90°。积聚器7设置为沿收集器9的导电棒状电极6运动，在该运动时间期间，纤维5的第二层进行沉积。第二层8中的纤维5垂直于第一或上一层8的纤维5沉积。该过程重复4次，直至将所有纤维5从收集器9擦去。其后，收集器9设置进行纺丝，并且该纺丝过程开始。由该过程生产的样本具有面积为（25×25）mm2 规则三维结构。这种材料表面的示例在图7中示出，图7是来自电子显微镜的放大1000倍的照片。
工业实用性
本发明能够用于生产宏观上来看为平面（2D）或立体（3D）的材料，并且该材料由纳米纤维或微米纤维组成，而这些材料的内部纤维结构是规则的，在一个方向上或更多方向上有序。
Claims (11)
1.一种生产直径从微米纤维至纳米纤维的纤维（5）的二维或三维纤维材料的方法，其中在步骤a）中：
-所述纤维（5）连续地从溶液（1）中拉出，并且用静电场拉至n个电极（6）的旋转组（11），其中n是自然数，所述组（11）的各个电极（6）以彼此之间有规则的间隔设置，并且与所述电极（6）的组（11）的旋转轴之间的距离相等且与该旋转轴平行，所述纤维（5）通过旋转所述电极（6）的组（11）缠绕在所述电极（6）的组（11）上，然后在步骤b）中：
-所述静电场断开且所述电极（6）的组（11）的旋转停止，并且将在两个相邻所述电极（6）之间的场中形成的纤维（5）的层（8）去除，
其特征在于，在后继步骤c）中：
-所述电极（6）的旋转组（11）旋转经过360/n的角度，将在与上一步骤b）中去除层（8）的场相邻的场中的两个相邻电极（6）之间形成的纤维（5）的层（8）去除，并且所述步骤共重复n次。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将在两个相邻所述电极（6）之间的场中形成的层（8）去除的步骤c）之前，积聚器（7）略微转向以达到与上一层（8）的纤维（5）方向不同的纤维（5）方向。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维（5）的叠加层（8）压在一起。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，成品的所需空间形状通过压缩所述纤维（5）的层（8）形成。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，由所述纤维（5）形成的物品用另一介质嵌入，从而生成具有所需属性的复合材料。
6.一种用于实施如权利要求1至5中所述的方法生产所述纤维（5）的二维或三维纤维材料的设备，包括至少一个拉丝喷嘴（3）、电极（6）的组（11）、和积聚器（7），其中所述拉丝喷嘴（3）连接至第一电势，所述电极（6）的组（11）面向所述拉丝喷嘴，以彼此之间有规则的间隔设置，并且附接至第二电势，所述积聚器（7）用于收集处于两个相邻所述电极（6）之间的纤维（5），其特征在于：
-将所述电极（6）的组（11）旋转，以及
-所述电极（6）的组（11）的各个电极（6）以彼此之间有规则的间隔设置，并且与电极（6）的组（11）的旋转轴之间的距离相等且与所述旋转轴平行，而所述积聚器（7），
-设置成相对于所述电极（6）在电极（6）的纵轴的方向上可移动，用于收集处于两个相邻所述电极（6）之间的纤维（5），以及
-设置成相对于所述电极（6）在垂直于所述电极（6）纵轴的方向上可移动，用于将其带入接合以收集处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5），并且在完成收集处于两个相邻所述电极（6）之间的纤维（5）之后带出接合。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述积聚器（7）具有平行四边形的形状，该平行四边形的宽度比相邻电极（6）对的最靠近表面之间的距离小，从而使所述积聚器能够插入所述相邻电极（6）之间。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述收集器（7）绕垂直于所述收集器（7）的表面且穿过所述收集器（7）表面中心的线旋转设置，用于以与上一所述层（8）的纤维（5）的方向不同的纤维（5）方向沉积处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5）的后继层（8）。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述收集器（7）：
-具有正方形形状，正方形的边比两个相邻电极（6）的最靠近表面之间的距离小，以及
-绕垂直于所述收集器（7）的表面且穿过所述收集器（7）表面中心的线旋转设置，用于将所述积聚器（7）转过90°，为了沉积处于两个相邻电极（6）之间的纤维（5）的后继层（8），所述纤维（5）的方向垂直于上一所述层（8）的纤维（5）的方向。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述收集器（7）为盘形，用于沉积所述纤维（5）的选择的层（8），所述设备还设有活塞，所述活塞用于将纤维（5）压缩至积聚器（7）中，并且用于为了有序三维结构的机械增强的目的压缩收集的纤维（5）的层（8）的各个层（8）。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述积聚器（7）绕垂直于所述收集器（7）的表面且穿过所述收集器（7）表面中心的线旋转设置，用于为了沉积处于两个相邻所述电极（6）之间的纤维（5）的后继层（8）将所述积聚器（7）略微转向，其中所述纤维（5）的方向与上一层（8）的纤维（5）的方向不同。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZPV2011-376 | 2011-06-27 | ||
| CZ20110376A CZ2011376A3 (cs) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Zpusob výroby materiálu s anizotropními vlastnostmi složených z nanovláken nebo mikrovláken a zarízení pro provádení tohoto zpusobu |
| PCT/CZ2012/000055 WO2013000442A1 (en) | 2011-06-27 | 2012-06-22 | A method for production of materials having anisotropic properties composed of nanofibres or microfibres and an apparatus for implementation of said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103687984A true CN103687984A (zh) | 2014-03-26 |
Family
ID=46639254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201280031598.XA Pending CN103687984A (zh) | 2011-06-27 | 2012-06-22 | 由纳米纤维或微米纤维组成的具有各向异性属性材料的生产方法及实施该方法的设备 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140284827A1 (zh) |
| EP (1) | EP2723925B1 (zh) |
| JP (1) | JP2014523492A (zh) |
| KR (1) | KR20140045515A (zh) |
| CN (1) | CN103687984A (zh) |
| BR (1) | BR112013032549A2 (zh) |
| CA (1) | CA2838281A1 (zh) |
| CZ (1) | CZ2011376A3 (zh) |
| RU (1) | RU2014102114A (zh) |
| WO (1) | WO2013000442A1 (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104774762A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-15 | 苏州睿研纳米医学科技有限公司 | 一种取向聚合物纳米纤维细胞培养板及其制备方法 |
| CN106283214A (zh) * | 2015-05-29 | 2017-01-04 | 财团法人交大思源基金会 | 电纺丝装置 |
| CN107619818A (zh) * | 2016-07-13 | 2018-01-23 | 松下知识产权经营株式会社 | 培养基以及纤维集合体的制造方法、培养基的制造装置 |
| CN109072515A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-12-21 | 株式会社东芝 | 纤维取向材料及其制造方法 |
| CN111763994A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-13 | 中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司 | 基于静电纺丝的聚乙醇酸纤维制造方法 |
| CN111945236A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-17 | 华南理工大学 | 一种纳米纤维取向和厚度可控的静电纺丝装置 |
| CN114351354A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-15 | 东华大学 | 一种具有波形结构的超弹静电纺保暖絮片及其制备方法 |
| CN114113936B (zh) * | 2021-11-19 | 2024-01-12 | 天津大学 | 一种纤维增强环氧树脂复合绝缘材料电树枝劣化实验方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11236442B2 (en) | 2013-03-14 | 2022-02-01 | Lifenet Health | Electrospinning apparatus and methods of use thereof |
| GB201316577D0 (en) * | 2013-09-18 | 2013-10-30 | Isis Innovation | Electrospun filaments |
| US9994975B2 (en) * | 2014-06-27 | 2018-06-12 | Deepthy Menon | Electrospinning apparatus and method for producing multi-dimensional structures and core-sheath yarns |
| US10196757B1 (en) * | 2015-03-23 | 2019-02-05 | Uchicago Argonne, Llc | Integrated system for nanofiber production |
| KR102462505B1 (ko) | 2016-04-22 | 2022-11-02 | 삼성전자주식회사 | 인쇄회로기판 및 반도체 패키지 |
| EP3680370A4 (en) * | 2017-09-05 | 2021-07-07 | M-Techx, Inc. | NANO FIBER COLLECTING DEVICE, NANO FIBER COLLECTING METHOD, AND NANO FIBER ACCUMULATION / FORMING DEVICE AND ACCUMULATION / FORMING METHOD FOR THEREFORE |
| JP6946130B2 (ja) * | 2017-09-20 | 2021-10-06 | 株式会社東芝 | 紡糸装置 |
| NL2019764B1 (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | Innovative Mechanical Engineering Tech B V | Electrospinning device and method |
| WO2020072717A1 (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-09 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Bypass graft |
| JP6749432B2 (ja) * | 2019-01-17 | 2020-09-02 | 株式会社東芝 | 繊維配向材の製造方法 |
| JP6929424B2 (ja) * | 2019-01-17 | 2021-09-01 | 株式会社東芝 | 繊維配向材の製造方法 |
| ES2790898B2 (es) * | 2020-01-15 | 2023-04-26 | Edunor Inversiones S L | Aparato de electrohilados sin agujas de configuracion variable, con sus correspondientes metodos electrodinamicos de trabajo, para la produccion a escala industrial de nanofibras y nanoparticulas |
| JP2022178046A (ja) * | 2021-05-19 | 2022-12-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 繊維集合体の製造装置及び製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050064168A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-03-24 | Dvorsky James E. | Electric field spraying of surgically implantable components |
| WO2006136817A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | The University Of Sheffield | Electrospinning of fibres |
| CN101363137A (zh) * | 2008-09-24 | 2009-02-11 | 重庆大学 | 一种制备定向排列纳米纤维的静电纺丝装置 |
| EP2045375A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-08 | Stem Cell Technology Company | Apparatus and method for electrospinning 2D- or 3D-structures of micro- or nano-fibrous materials |
| CN101474105A (zh) * | 2008-12-10 | 2009-07-08 | 同济大学 | 并列式静电纺丝血管支架收集器 |
| WO2010096795A1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-08-26 | Clemson University | Fabrication of nanofiber reinforced structures for tissue engineering |
| US20100327494A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-30 | University Of South Carolina | Electrospun Fibrous Three-Dimensional Scaffolds with Well-Defined Pore Geometry |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2048651A (en) | 1933-06-23 | 1936-07-21 | Massachusetts Inst Technology | Method of and apparatus for producing fibrous or filamentary material |
| GB480950A (en) * | 1936-07-28 | 1938-02-28 | Richard Schreiber Gastell | Improvements in, or relating to, the production of artificial fibres |
| EP0009941B2 (en) | 1978-10-10 | 1987-05-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Production of electrostatically spun products |
| GB2121286B (en) | 1982-06-02 | 1985-11-06 | Ethicon Inc | Improvements in synthetic vascular grafts, and methods of manufacturing such grafts |
| US20020084178A1 (en) | 2000-12-19 | 2002-07-04 | Nicast Corporation Ltd. | Method and apparatus for manufacturing polymer fiber shells via electrospinning |
| TW530710U (en) * | 2002-09-09 | 2003-05-01 | Shi-Kuan Chen | Revolving fixed angle cutting worktable for CNC cutting machine |
| EP1855618A2 (en) | 2005-03-07 | 2007-11-21 | Georgia Tech Research Corporation | Nanofilament scaffold for tissue regeneration |
| CZ300797B6 (cs) * | 2005-04-11 | 2009-08-12 | Elmarco, S. R. O. | Textilie obsahující alespon jednu vrstvu polymerních nanovláken a zpusob výroby vrstvy polymerních nanovláken z roztoku polymeru elektrostatickým zvláknováním |
| CA2640601C (en) | 2006-01-27 | 2015-12-29 | The Regents Of The University Of California | Biomimetic fibrous polymer scaffolds |
| CZ299549B6 (cs) * | 2006-09-04 | 2008-08-27 | Elmarco, S. R. O. | Rotacní zvláknovací elektroda |
| US8186987B2 (en) * | 2007-02-21 | 2012-05-29 | Panasonic Corporation | Nano-fiber manufacturing apparatus |
| US7993567B2 (en) | 2007-06-01 | 2011-08-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and system for aligning fibers during electrospinning |
| CZ2007653A3 (cs) * | 2007-09-19 | 2009-04-01 | Výzkumný ústav textilních stroju Liberec, a. s. | Zpusob a zarízení k výrobe lineárního nanovlákenného útvaru |
| CZ2007727A3 (cs) * | 2007-10-18 | 2009-04-29 | Nanopeutics S. R. O. | Sberná elektroda zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric, a zarízení obsahující tuto sbernou elektrodu |
| WO2010042651A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | Nanonerve, Inc. | Multilayer fibrous polymer scaffolds, methods of production and methods of use |
| US20110073840A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Palo Alto Research Center Incorporated | Radial contact for nanowires |
| CZ201093A3 (cs) * | 2010-02-05 | 2011-08-17 | Cpn S.R.O. | Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken |
-
2011
- 2011-06-27 CZ CZ20110376A patent/CZ2011376A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-06-22 CN CN201280031598.XA patent/CN103687984A/zh active Pending
- 2012-06-22 JP JP2014517445A patent/JP2014523492A/ja not_active Withdrawn
- 2012-06-22 EP EP12743876.0A patent/EP2723925B1/en not_active Not-in-force
- 2012-06-22 RU RU2014102114/12A patent/RU2014102114A/ru not_active Application Discontinuation
- 2012-06-22 WO PCT/CZ2012/000055 patent/WO2013000442A1/en active Application Filing
- 2012-06-22 KR KR1020147002173A patent/KR20140045515A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-06-22 BR BR112013032549A patent/BR112013032549A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-06-22 US US14/128,653 patent/US20140284827A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-22 CA CA2838281A patent/CA2838281A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050064168A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-03-24 | Dvorsky James E. | Electric field spraying of surgically implantable components |
| WO2006136817A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | The University Of Sheffield | Electrospinning of fibres |
| EP2045375A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-08 | Stem Cell Technology Company | Apparatus and method for electrospinning 2D- or 3D-structures of micro- or nano-fibrous materials |
| CN101363137A (zh) * | 2008-09-24 | 2009-02-11 | 重庆大学 | 一种制备定向排列纳米纤维的静电纺丝装置 |
| CN101474105A (zh) * | 2008-12-10 | 2009-07-08 | 同济大学 | 并列式静电纺丝血管支架收集器 |
| WO2010096795A1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-08-26 | Clemson University | Fabrication of nanofiber reinforced structures for tissue engineering |
| US20100327494A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-30 | University Of South Carolina | Electrospun Fibrous Three-Dimensional Scaffolds with Well-Defined Pore Geometry |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| M. POKORNY等: ""Collection method for extra aligned nanofibers deposited by electrospinning"", 《REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS》, vol. 82, no. 5, 20 May 2011 (2011-05-20) * |
| P. KATTA等: ""Continuous Electrospinning of Aligned Polymer Nanofibers onto a Wire Drum Collector"", 《NANO LETTERS》, vol. 4, no. 11, 28 September 2004 (2004-09-28), pages 2215 - 2218, XP002466227, DOI: doi:10.1021/nl0486158 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104774762A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-15 | 苏州睿研纳米医学科技有限公司 | 一种取向聚合物纳米纤维细胞培养板及其制备方法 |
| CN104774762B (zh) * | 2015-03-31 | 2017-07-18 | 苏州睿研纳米医学科技有限公司 | 一种取向聚合物纳米纤维细胞培养板及其制备方法 |
| CN106283214A (zh) * | 2015-05-29 | 2017-01-04 | 财团法人交大思源基金会 | 电纺丝装置 |
| CN106283214B (zh) * | 2015-05-29 | 2018-11-06 | 财团法人交大思源基金会 | 电纺丝装置 |
| CN107619818A (zh) * | 2016-07-13 | 2018-01-23 | 松下知识产权经营株式会社 | 培养基以及纤维集合体的制造方法、培养基的制造装置 |
| CN107619818B (zh) * | 2016-07-13 | 2022-10-28 | 松下知识产权经营株式会社 | 培养基的制造方法、培养基的制造装置 |
| CN109072515A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-12-21 | 株式会社东芝 | 纤维取向材料及其制造方法 |
| CN111763994A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-13 | 中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司 | 基于静电纺丝的聚乙醇酸纤维制造方法 |
| CN111945236A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-17 | 华南理工大学 | 一种纳米纤维取向和厚度可控的静电纺丝装置 |
| CN111945236B (zh) * | 2020-07-29 | 2022-07-26 | 华南理工大学 | 一种纳米纤维取向和厚度可控的静电纺丝装置 |
| CN114113936B (zh) * | 2021-11-19 | 2024-01-12 | 天津大学 | 一种纤维增强环氧树脂复合绝缘材料电树枝劣化实验方法 |
| CN114351354A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-15 | 东华大学 | 一种具有波形结构的超弹静电纺保暖絮片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2723925A1 (en) | 2014-04-30 |
| RU2014102114A (ru) | 2015-08-10 |
| WO2013000442A1 (en) | 2013-01-03 |
| KR20140045515A (ko) | 2014-04-16 |
| US20140284827A1 (en) | 2014-09-25 |
| CZ303380B6 (cs) | 2012-08-22 |
| JP2014523492A (ja) | 2014-09-11 |
| CA2838281A1 (en) | 2013-01-03 |
| CZ2011376A3 (cs) | 2012-08-22 |
| EP2723925B1 (en) | 2017-10-11 |
| BR112013032549A2 (pt) | 2017-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103687984A (zh) | 由纳米纤维或微米纤维组成的具有各向异性属性材料的生产方法及实施该方法的设备 | |
| Xue et al. | Electrospinning and electrospun nanofibers: Methods, materials, and applications | |
| CN102753738B (zh) | 用于生产微米纤维和纳米纤维的二维或三维纤维材料的设备 | |
| US20140207248A1 (en) | Hierarchical multiscale fibrous scaffold via 3-d electrostatic deposition prototyping and conventional electrospinning | |
| EP2045375B1 (en) | Apparatus and method for electrospinning 2D- or 3D-structures of micro- or nano-fibrous materials | |
| Theron et al. | Electrostatic field-assisted alignment of electrospun nanofibres | |
| CN100390332C (zh) | 一种电纺丝发生和收集的装置及方法 | |
| EP1992721A1 (en) | Fibrous structures, processes and devices for preparing the same | |
| US20190338445A1 (en) | Method and apparatus for collecting cross-aligned fiber threads | |
| TW200938667A (en) | Collecting electrode of the device for production of nanofibres through electrostatic spinning of polymer matrices, and device comprising this collecting electrode | |
| US8778380B2 (en) | Apparatus for fabricating 3D scaffold for inserting in a body to regenerate tissue | |
| CN103820943A (zh) | 大孔三维有序取向性丝素蛋白纳米纤维支架及其制备方法 | |
| Liu et al. | Simulation of electrospun nanofibre deposition on stationary and moving substrates | |
| Yousefzadeh et al. | Modeling performance of electrospun nanofibers and nanofibrous assemblies | |
| CN102108603A (zh) | 高效制备纳米纤维织物的静电纺丝装置 | |
| CN105648546A (zh) | 静电纺丝纤维的定向排布设计和制备方法 | |
| EP3882385B1 (en) | Automated manufacturing of three-dimensional cell matrices with nanofibres of controlled alignment and uniform cell distribution | |
| DE102009015791B4 (de) | Trägermaterial für die rekonstruktive Chirurgie und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| TWI508836B (zh) | 具側向移動裝置之電紡設備及使用該設備之方法 | |
| ES2961325T3 (es) | Fabricación automatizada de matrices celulares tridimensionales con nanofibras de alineación controlada y distribución celular uniforme | |
| CN113308748A (zh) | 一种三维静电纺丝的制备装置和方法 | |
| EP3507396B1 (en) | Method and apparatus for fabricating a fibre array and structure incorporating a fibre array | |
| Liu et al. | Electrospinning: Shape And Alignment Control | |
| Yousefzadeh et al. | * Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran,† National University of Singapore, Singapore, Singapore | |
| Shuakat | Electrospinning of nanofibre yarns using rotating ring collector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140326 |