CN1774321A - 用来静电处理聚合物制剂的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
提供对于连续静电处理聚合物制剂有用的设备和方法。该设备包括：一个进给级，其可操作以连续地喷射静电处理材料；一个收集级，在该收集级处收集所述喷射的材料。该设备包括一个用来从收集级连续地除去淀积的静电处理材料的装置。该设备能选择性地包括一个拾取级，该拾取级可操作，以缠绕除去的静电处理材料。能提供一个处理级，以把物质涂敷到静电处理材料上而改变材料的特征，和/或物理地处理材料，如通过滚压或加热。所述静电处理材料能具有微米级或纳米级尺寸。
Description
背景技术
静电处理技术使用静电力把充电聚合物制剂(formulation)从一个源抽吸到一个收集器。静电场作用以加速从源到收集器的液体，在该收集器上收集静电处理的材料。
发明内容
提供用来静电处理聚合物制剂的设备和方法。该设备和方法能提供静电处理材料的连续生产。
一种用来静电处理聚合物制剂的设备的优选实施例包括：一个进给级，可操作以连续地喷射包括聚合物制剂的静电处理材料；一个收集级，与进给级隔开；一个电源，可操作以产生一个电场，该电场使从进给级喷射的静电处理材料淀积到收集级上；及一个拾取级，包括一个除去装置，该除去装置布置成从收集级连续地除去静电处理材料。
使用设备和方法的优选实施例能静电处理的聚合物制剂包括聚合物溶液、分散液、悬浮液、乳状液、其混合物、及聚合物熔化物。静电处理材料能具有各种形式，包括纤维、液滴、小珠、膜、干燥多孔膜、板条、垫及/或其组合。静电处理材料优选地具有至少一个微米级或纳米级尺寸。
设备的另一个优选实施例包括一个处理级，该处理级是可操作的，以处理在收集级处的和/或从收集级除去之后的静电处理材料。例如，材料能被加热、熟化、滚压、切削、伸展、及/或处理，以改变其表面化学结构。处理级也能操作，以把一种或多种物质涂敷到静电处理材料上。
设备的另一个优选实施例包括至少一个用来探测静电处理材料的厚度和/或其下垂量的厚度传感器和/或下垂度传感器。设备能包括一个控制器，该控制器是可操作的，以从传感器接收信号和把收集级和/或拾取级调节为适当的，以保持希望的厚度和/或下垂量。
用来静电处理聚合物制剂的方法的优选实施例包括：产生一个电场；把聚合物制剂供给到进给级；把来自进给级的静电处理材料连续地喷射过电场；在收集级处收集静电处理材料；及从收集级连续地除去静电处理材料。
附图说明
图1表明用于静电处理的一种设备的一个优选实施例。
图2表明包括多个喷嘴的设备的一个进给装置的一个优选实施例。
图3表明包括双流动通道和多个喷嘴的进给装置的另一个优选实施例。
图4表明包括一个刷子的进给装置的一个优选实施例。
图5表明包括一个刷子构造的进给装置的另一个优选实施例。
图6表明包括喷嘴和喷嘴清洗结构的进给装置的另一个优选实施例。
图7表明设备的一个优选实施例，该设备包括一个收集级、一个后收集级及用来监视静电处理材料的传感器。
图8表明包括一个后收集处理级的设备的一个优选实施例。
图9表明包括一个滚压架的设备的另一个优选实施例。
图10表明包括一个释放片涂敷辊的设备的另一个优选实施例。
图11表明包括在图5中表示的进给装置的设备的一个优选实施例。
图12表明包括在图6中表示的进给装置的设备的另一个优选实施例。
图13表明包括在液体中转动的靶的设备的另一个优选实施例。
图14表明包括一个漏斗形靶的设备的另一个优选实施例。
具体实施方式
用来静电处理聚合物制剂的设备和方法的优选实施例能提供静电处理材料的连续生产。静电处理材料能处于各种形式，包括但不限于纤维、液滴、小珠、膜、干燥多孔膜、板条、垫及/或其组合。
静电处理材料能是微米级或纳米级材料。如这里使用的那样，术语“微米级”和“纳米级”分别指示具有至少一个微米级尺寸、或至少一个纳米级尺寸的材料。该尺寸能是例如直径、最大横向尺寸、长度、宽度及/或高度。静电处理材料也能具有通过开始材料和/或处理条件的选择而改变的组成、结构及性质。
如这里使用的那样，术语“静电处理”指示静电纺纱(电纺)和静电喷涂(电喷)技术。电纺生产纤维，并且电喷生产液滴或液滴串。这样的纤维连续地收集在收集级上，同时液滴或液滴串以单个液滴收集在收集级上。
通过电纺或电喷聚合物制剂，通过操纵聚合物系的成分和/或改变各种工艺参数，如施加的电压、从进给级到收集级的距离、体积流速等，能形成静电处理材料。另外，聚合物制剂是电纺还是电喷能通过改变聚合物制剂的物理特性来控制，如浓度、溶剂选择、聚合物分子重量、聚合物支化等的变化。
用来静电处理聚合物制剂的一种设备20的一个优选实施例描绘在图1中。设备20包括一个进给级30和一个收集级40。设备20优选地也包括拾取级，如下面描述的那样。设备20能选择性地包括后收集处理级，如也在下面描述的那样。
进给级30是可操作的，以连续地喷射被静电处理的聚合物制剂45。如下面描述的那样，进给级30能包括一个进给装置、或可选择地多个进给装置。静电处理材料72淀积在收集级40上，并且优选地从收集级40连续地除去。聚合物制剂能是聚合物溶液、分散液、悬浮液、乳状液、其混合物、及聚合物熔化物。聚合物制剂能包括一相或两相系。典型的聚合物制剂包括但不限于纤维素醋酸酯、聚(乙烯-共-醋酸乙烯酯)、聚(乳酯)、和其混合物、聚(丙烯腈)、聚苯胺-磺化苯乙烯、聚苯胺、聚酯、聚(对苯二酸乙二醇)、聚(丙烯)、聚(乙烯)及其混合物。用于聚合物制剂的典型适用溶剂包括但不限于用于含水溶剂基聚合物制剂的水、和用于有机溶剂基聚合物制剂的有机溶剂，如丙酮和醇。
聚合物熔化物能通过对于本领域的技术人员已知的技术而制备，并且被静电处理。制备技术可以包括预混合和熔化聚合物的成分，如通过在加热挤出设备中熔化混合。静电处理技术例如是在Larrondo，L.和S.John Manley，J的文章“Electrostatic Fiber Spinning fromPolymer Melts(由聚合物熔体旋制静电纤维)，I.ExperimentalObservations on Fiber Formation and Properties(关于纤维结构和性质的试验观察)”中描述的，它们刊登在Journal of Polymer Science(聚合物科学杂志)和Polymer Physics Ed.(聚合物物理学工程设计)，vol.19，(1981)909-920中，并整体包括在此以作参考。
在该实施例中，进给级30被电气连接到一个电源50上，电源50对进给级施加一个电压。电源50能是直流或交流电源。在该实施例中，收集级40处于地电位。通过对进给级30施加足够高的电压，借助于处于地电位的收集级40，在进给级与收集级之间的空间中能产生一个电场。进给级30和收集级40足够地靠近在一起，以产生对于足以启动聚合物制剂的静电处理够的电场强度。进给级30是可操作的，以把聚合物制剂45引入到电场中。电场产生一个静电力，该静电力把聚合物制剂通过空间从进给级30抽吸到收集级40，在该处聚合物制剂淀积以形成纤维、液滴、及/或包括纤维和/或液滴的结构，特别是当在聚合物制剂的处理期间发生从电喷到电纺的转换时。依据聚合物制剂，当增加在聚合物制剂中聚合物的浓度时，电喷到电纺的转换可能发生或不发生。
进给级30的一个优选实施例描绘在图2中。进给级30包括一个进给装置130，进给装置130包括一条与一个歧管134流体连通的流动通道132。歧管134能包括单个喷嘴、或者优选地多个喷嘴136，如表示的那样。喷嘴136能如描绘的那样彼此平行地布置，或者可选择地能具有其它希望的取向。喷嘴136能如描绘的那样定位在水平平面内，或者可选择地能相对于水平以不同角度定位，以改变静电处理材料在收集级40上的撞击方向。
在歧管134中喷嘴136的数量能基于不同的因素而选择，如来自进给装置130的纤维的希望通过量、或其上淀积聚合物的收集级的收集表面的尺寸。在歧管134中喷嘴136的数量和/或包括喷嘴136的歧管134的数量在设备中能增加，以增加静电处理材料的通过量。
另外，歧管134的喷嘴136开口的尺寸能彼此相同，或者两个或多个喷嘴能具有不同尺寸的开口。喷嘴136能具有适当的喷嘴开口尺寸和长度，以产生具有希望特性的聚合物制剂的喷射或喷涂。
聚合物制剂从与流动通道132流体连通的一个源138供给到进给装置130的流动通道132。源138优选地具有足够大容量的聚合物制剂，以通过设备的操作连续地生产希望量的静电处理材料。
进给级30优选地在源138与流动通道132之间包括至少一个泵137。泵137是可操作的，以便优选地以受控速率把聚合物制剂供给到歧管134，由此控制来自喷嘴136的聚合物制剂的喷射速率。泵137能用来供给单个歧管，或者可选择地两个或多个歧管。
在另一个优选实施例中，聚合物制剂使用各种可选择的进给技术通过歧管134的一个或多个喷嘴136进给，这些进给技术包括例如重力、压缩空气、活塞运动等。
图3描绘根据另一个优选实施例的一种进给装置230。进给装置230包括：一条第一流动路径233，它与聚合物制剂、溶剂、至少一种选择性活性成分、或溶剂和至少一种选择性活性成分的混合物的一个第一源238流体连通；和一条第二流动路径235，它与聚合物制剂、溶剂、至少一种选择性活性成分、或溶剂和至少一种选择性活性成分的混合物的一个第二源239流体连通。第一和第二聚合物制剂是相同或不同的制剂。活性成分能是例如至少一种交联剂、光引发剂、热引发剂等。
第一流动路径233和第二流动路径235与流动通道232流体连通。进给装置230是可操作的，以由单聚合物制剂或由两成分聚合物制剂生产静电处理材料。具体地说，相同不同的聚合物制剂能经第一流动路径233和第二流动路径235引入到流动通道232中，在该处聚合物制剂结合在一起，以形成从喷嘴236喷射的混合聚合物制剂。可选择的是，聚合物制剂能从第一源238或第二源239供给，并且溶剂或活性成分能从第一源238或第二源239的另一个供给，以改变聚合物制剂组成而影响聚合物制剂的组成和/或处理特性。
在该实施例中，进给装置230优选地包括在第一源238与流动通道232之间的一个第一泵237和一个第一阀241、和在第二源239与流动通道232之间的一个第二泵240和一个第二阀243，以便优选地以受控速率把第一源238和第二源239的内装物供给到歧管234，由此控制来自进给装置230的一个或多个喷嘴236的聚合物制剂的喷射速率。
溶剂单独能从第一源238或第二源239流到歧管234以清洗喷嘴，如希望的那样。
在一个优选实施例中，一个在线混合器244能沿流动通道232提供，以促进聚合物制剂在从喷嘴236喷射之前的混合。
图4描绘根据另一个优选实施例的一种进给装置330。进给装置330包括一个包含聚合物制剂的开放容器332、和一个刷子340。进给装置330也包括一个聚合物制剂供给系统344，如在图3中表示的那样，以便当聚合物制剂在静电处理期间被消耗时补充在容器332中的聚合物制剂。
刷子340包括由诸如金属或金属合金之类的导电材料制成的多束硬毛342。刷子340能连接到一个适当驱动源345上，如连接到变速马达上，该驱动源345是可操作的，以如箭头A指示的那样按希望速度转动刷子340。一个电源346能电气连接到刷子340上，如连接到轴347上。电源346能是直流或交流电源。在刷子340的转动期间，硬毛342接触在容器332中的聚合物制剂并且由其湿润，把聚合物制剂45喷射到电场中。
图5表明根据另一个优选实施例的一种进给装置430。进给装置430包括一个可选择的刷子440、和一个包含聚合物制剂45的容器432。刷子440包括一个刷体442和从刷体442向外延伸的刷状延伸物444。刷子440由导电金属或金属合金制成。在如由箭头B表示的刷子440的转动期间，延伸物444接触在容器432中的聚合物制剂45并且由其湿润，使聚合物制剂45喷射到电场中和吸向收集级。
根据另一个优选实施例的一种进给装置530描绘在图6中。进给装置530包括一个聚合物制剂流动通道560、一个清洗液体流动通道570、及从表面552向外延伸的多个喷嘴581-588。进给装置530的喷嘴数量能改变，以产生希望的喷射图案和聚合物制剂的通过量。聚合物制剂从聚合物制剂的源供给到聚合物制剂流动通道560。清洗液体从清洗液体的源供给到清洗液体流动通道570。
进给装置530可如由箭头C表示的那样转动，从而喷嘴581-588依次与包含聚合物制剂的聚合物制剂流动通道560流体连通。如表示的那样，当进给装置530处于特定倾斜方位时，一个喷嘴，如喷嘴581，与聚合物制剂流动通道560流体连通，从而聚合物制剂能从这个喷嘴喷射。
进给装置530包括具有一个开口591的一个固定障板590。障板590提供成当喷嘴581-588转过障板590时，覆盖喷嘴581-588的进口端。在进给装置530的表明位置中，障板590覆盖喷嘴582-588的进口端，防止清洗液体进入这些喷嘴中的流动。当喷嘴转过开口591的位置时，开口591把清洗液体供给到该喷嘴。在进给装置530的表明位置中，清洗液体能流入与在障板590中的开口591连通的喷嘴585中。因而，当喷嘴581-588以这种顺序转过障板590时，清洗液体能顺序供给到喷嘴581-588。
清洗液体能是对于除去聚合物材料有效的任何适当液体，在进给装置530的操作期间，该聚合物材料可能淀积在喷嘴581-588的流动通道中。例如，清洗液体对于水基聚合物制剂能是水，或者对于溶剂基聚合物制剂能是丙酮、醇、或其它有机溶剂。清洗液体优选地以高压流经喷嘴581-588，以增强从喷嘴的流动通道除去淀积的聚合物材料。因而，在进给装置530的操作期间能清洗喷嘴581-588，以实现从喷嘴更一致和均匀地喷射聚合物制剂。
进给级30能包括一个或多个进给装置，如上述的进给装置130、230、330、430及530，以能够生产包括不同聚合物材料的静电处理材料结构，如垫或板条，或者以生产具有不同组成和/或密度特性的结构。进给级30的不同进给装置的相对空间位置能彼此地和相对于收集级40被选择，以生产具有不同密度、组织、或其它特性的纤维结构。
根据各种优选布置，在进给装置30与收集级40之间能产生电场。例如，聚合物制剂进给装置能包括一个电气连接到电源的极上的导电部分。导电部分可以分别是例如进给装置130和230的歧管134(图2)和234(图3)，或者分别是进给装置330和430的刷子340(图4)和440(图5)。可选择的是，通过把一个电极放置在进给装置530的聚合物制剂流动通道560中，能给聚合物制剂充电。
然而，本领域的技术人员将理解，收集级40能可选择地被充电，使进给级30接地，以便在进给级与收集级之间产生电场。
设备100的一个优选实施例表示在图7中。设备100包括：一个进给装置，如上述进给装置230；一个收集级40；及在收集级40下游的一个后收集级60。如表示的那样，聚合物制剂45从进给装置230喷射到收集级40的靶70上，静电处理材料72形成在靶70的外表面74上，及静电处理材料收集在拾取级60处。
靶70包括一个靶体76，靶体76能具有各种形状和尺寸。如描绘的那样，靶体76能是具有圆柱形外表面74的圆柱形辊。可选择的是，靶体76的外表面74能具有其它形状，如椭圆等。外表面74能包括一个或多个平的部分和/或轮廓相符部分(例如，包括突起、以及凹陷、槽、沟道等)。外表面74的形状和/或表面构造能基于诸如淀积聚合物材料的希望形状之类的因素选择。
靶70的靶体76能是实心的，或者可选择地能是空心的以减小靶70的重量。靶体76能包括适当的导电材料，如铝、铝合金、或类似金属。靶70能全部由导电材料制成，或者可选择地能包括形成在靶体76上并且包括外表面74的外部，如导电涂层。
靶70的另一个实施例能由非导电材料制成。在这样的实施例中，靶70被定位得足够地靠近由导电材料制成的部件，并且被连接到是直流或交流电源的一个电源的一个极上，或者可选择地接地使电压施加到进给级上，以便产生电场。聚合物制剂从进给级30喷射，被吸向导电部件并且淀积在靶70上。
设备100能包括一个进给级和一个靶70，或者可选择地能包括一个或多个进给级和两个或多个靶。通过包括多于一个靶，设备100能产生不同的静电处理材料结构，在不同的靶上具有相同或不同的聚合组成和/或结构。不同的结构能按任何希望顺序产生在不同的靶上，如同时或顺序地产生。
靶70优选地选择性地可转动(如由箭头D表示的那样)，并且/或者可在x、y及/或z方向上移动，以在设备100的操作期间改变聚合物制剂撞击的靶的位置。为了提供转动能力，靶70能安装在轴78上，轴78可操作地连接到一个马达80(优选地一个变速马达)上，马达80可操作以在设备100的建立和/或操作期间在一个方向上、或以摇摆转动使靶70转动，从而控制静电处理材料在靶70上的形成。例如，靶70优选地选择性地通过完全和/或部分反向转动而可转动。
为了提供移动能力，靶70能安装在一个可移动靶支撑上，该靶支撑能在x、y及/或z方向上移动。
靶70优选地在静电处理期间以不同速度可转动和/或可移动，以控制淀积在靶上的静电处理材料的厚度。
设备100的拾取级60是可操作的，以从靶70除去静电处理材料72。拾取级60优选地是可操作地，以从靶70连续地除去静电处理材料72，以便能够通过设备100的操作实现连续生产。拾取级60优选地也收集除去的静电处理材料72。收集的静电处理材料72能经受一种或多种后加工处理，以改变其结构和/或性质。
拾取级60包括用来从靶除去静电处理材料72的一个适当装置。例如，拾取级60能包括相对于靶70定位的一个或多个刮刀62，以与靶70可操作地相互作用而从靶表面74除去静电处理材料72。可选择的是，拾取级能包括机械、真空、或气体助力装置，以把除去的静电处理材料72从靶70移动到希望位置。
拾取级60能包括一个辊，如辊64，或者可选择地包括两个或多个辊。辊64如由箭头E表示的那样被转动，以把从靶70除去的静电处理材料72缠绕到辊上。辊64优选地可操作地连接到一个马达68上，马达68可操作以在设备100的操作期间使辊64转动，从而控制静电处理材料72到辊上的卷绕。另外，辊64依据靶70的转动速率优选地可以以不同速度转动。
在包括多个辊的拾取级60的优选实施例中，辊能竖直地叠置，例如以在处理期间提供不中断的转换。
辊64优选地也可移动，以跟随靶70的平动运动。例如，靶70和辊能安装在公共可移动支撑上。
在辊64上除去的静电处理材料72的拾取速率与静电处理材料72淀积在靶70上的速率相同或不同。在包括多个辊的拾取级60的优选实施例中，辊优选地能以彼此不同的速度被操作，以处理除去的静电处理材料72而改变其特性，如其密度和/或组织。
设备100优选地包括至少一个厚度传感器110，该厚度传感器110定位成探测在靶70上的静电处理材料72的厚度。厚度传感器110能是例如一个把光发射到材料上的反射式激光传感器。这样的厚度传感器110基于光112碰撞在静电处理材料72上和反射回厚度传感器110所需的时间量，确定在靶70上的静电处理材料72的厚度。其它类型的传感器，如光传感器等，能可选择地用在设备100中，以确定在靶70上的静电处理材料72的厚度。
设备100优选地包括一个控制器115，该控制器115是可操作的，以从厚度传感器110接收信号和确定静电处理材料72的厚度。如果控制器确定静电处理材料72的厚度高于或低于一个希望厚度，则控制器115能向马达80发送一个信号，引起靶70的转动和/或移动速度的调节，从而增大或减小靶70的淀积表面在淀积区中的滞留时间。因而，设备100能控制在靶70上的静电处理材料72的厚度。靶70的转动和/或移动速度因而能由设备调节，以控制静电处理材料72的生产速率。
设备100优选地也能包括至少一个下垂度传感器120，该下垂度传感器120定位成确定在靶70与辊64之间的一个或多个选择位置处静电处理材料72的下垂量。下垂度传感器120也能是一个诸如上述之类的反射式激光传感器，该传感器基于光122碰撞在静电处理材料72上并且反射回下垂度传感器120所需要的时间量，确定静电处理材料的下垂量。
下垂度传感器120也电气连接到控制器115上。下垂度传感器10向控制器115发送信号，控制器115然后确定静电处理材料72的下垂量。如果下垂量与一个希望值不同，则控制器115向马达68发送一个信号，依据靶70的转动和/或移动速度，引起辊64的转动和/或移动速度的调节，以便保持静电处理材料72的希望下垂值。
从靶70除去的静电处理材料72或者通过空气、或者可选择地通过另一种流体介质能转移到拾取级60。例如，除去的静电处理材料能通过一种或多种流体转移以处理聚合物材料。例如，流体是一种粘合剂制剂(例如，PVA胶、聚丙烯酸酯胶、等)、或一种对于在静电处理材料72中形成纤维间接合有效的溶剂。
如图8中所示，根据另一个优选实施例的一种设备200包括位于收集级40与拾取级60之间的一个后收集处理级125。处理级125是可操作的，以给予聚合物材料希望的物理、化学和/或电气性能。例如，静电处理材料能被加热、熟化、或经受电晕处理。
例如，处理级125能包括一个可操作以把材料加热到希望温度的辐射发射装置。辐射发射装置能是例如诸如传统加热器或红外加热器之类的加热器、或加热炉。加热器能把材料加热到一个适当高的温度，以例如干燥或熟化静电处理材料72。如果如上述那样静电处理材料72已经通过液体转移，则能进行干燥。处理级125能包括一个紫外(UV)光或电子束源，该紫外光或电子束源能用来熟化某些聚合物制剂。如果希望实现对于静电处理材料的化学结构的变化，则处理级125能包括一个可操作以使静电处理材料经受电晕处理的电晕处理装置，以创建表面官能团。
处理级125也能，或者可选择地，是可操作的，以把一种或多种希望物质淀积到静电处理材料上。例如，处理级125能包括一种或多种掺杂剂和/或催化剂的一个源，掺杂剂和/或催化剂能涂敷到静电处理材料上。可选择的是，处理级125能包括一种或多种药品或活性成分的一个源，药品或活性成分能涂敷到材料上。
可选择的是，处理级能把一个或多个涂层涂敷到除去的聚合物材料上。例如，一个具有希望化学和/或物理性质的涂层能淀积到除去的静电处理材料上。
一种或多种物质、或涂层能在处理级125处使用一种适当的涂敷器装置，通过适当的涂敷过程，如喷涂、浸渍、滚压、刷涂、淀积过程等，涂敷到静电处理材料上。
图9描绘根据另一个优选实施例的一种设备300。设备300包括一个滚压架，该滚压架包括辊65，静电处理材料72通过辊65被转移。辊64能把静电处理材料72的厚度减小到希望厚度。另外，通过改变辊64和辊65的转动速率，静电处理材料能被延展，以给予材料的定向应力。
图10描绘根据另一个优选实施例的一种设备400。设备400包括一个涂敷器，如释放层69的辊67，该涂敷器在收集级处把释放层涂敷到静电处理材料72上，以防止阻塞和允许卷绕材料的更容易分离。
根据另一个优选实施例，静电处理材料72在它从靶70除去之后能被切削。例如，一个切削级能布置成把除去的静电处理材料72切成希望长度的垫，作为把静电处理材料72的连续长度卷绕到辊64上的一种选择。
图11表明根据另一个优选实施例的一种设备500。设备500包括在图5中表示的进给装置430。如表示的那样，设备500能包括一个处理级225，处理级225布置成静电处理材料72在靶70上的同时处理它。例如，一种或多种物质能在处理级125处相对地或附加地涂敷在靶70处的静电处理材料72上，如以上描述的那样。
图12表明根据另一个优选实施例的一种设备600，设备600包括在图6中表示的进给装置530。
图13表明根据另外优选实施例的一种设备700。设备700包括一个进给级30和一个收集级40。进给级30能包括多喷嘴进给装置，如描绘的那样。然而，进给级30可选择地能包括例如上述的进给装置330、430或530。
收集级40包括一个靶70、和一种液体92的一个容器90。当靶70被转动时，靶70的一部分与液体92相接触，并且由其湿润。液体92的一个源91与容器90流体连通，以补充在处理期间消耗的液体。
在一个可选择的优选实施例中，设备700能包括一个串级液体源，以把液体涂敷到淀积在靶70上的静电处理材料上。
当靶70被转动时，在靶上的静电处理材料与液体相接触。液体92优选地具有这样的组成，以有效地给予静电处理材料希望的性能、特性和/或组织；或促进静电处理材料的结合，如纤维间结合。例如，液体92能是一种引起静电处理材料的相分离的相分离-产生溶液，生成不同的纤维组织、或液体吸收。液体92能可选择地是在静电处理材料中吸收的活性剂，如交联剂、催化剂等。作为另一个例子，液体92能是对于由在靶70上淀积的静电处理材料产生的结合结构，如板条或垫，有效的粘合剂。
图14表明根据另一个优选实施例的一种设备800。设备800包括一个进给级30和一个收集级40。进给级30能包括多喷嘴进给装置，如描绘的那样。可选择的是，进给级30能包括例如上述的进给装置330、430或530。
收集级40包括一个漏斗形靶95，漏斗形靶95可以是固定的或可移动的。靶95包括一个圆锥形状部分96和一条延伸过靶的通道97。如描绘的那样，聚合物制剂45从进给装置30喷射，并且静电处理材料72被收集在靶95的圆锥形部分96的内表面上。使用适当的气体发射装置98，如气枪等，能从圆锥形部分96除去收集的静电处理材料72。由真空系统在通道97中创建真空，以通过通道拉制作为连续线99的纤维。线99可以收集在线轴等上。
以上是实现本发明的典型模式，并且不打算是限制性的。对本领域的技术人员显然，不脱离在附属权利要求书中叙述的本发明的精神和范围能对本发明进行修改。
Claims (55)
1.一种用来静电处理聚合物制剂的设备，包括：
进给级，其可操作以连续地喷射包括聚合物制剂的静电处理材料；收集级，其与进给级隔开；
电源，其可操作以产生一个电场，该电场使从进给级喷射的静电处理材料淀积到收集级上；及
拾取级，其包括一个除去装置，该除去装置布置成从收集级连续地除去静电处理材料。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，进给级包括聚合物制剂的一个源，聚合物制剂从包括聚合物溶液、分散液、悬浮液、乳状液、其混合物、及聚合物熔化物的组中选择。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，设备是可操作的，以连续地处理包括纤维、液滴、小珠、膜、干燥多孔膜、板条、垫及/或其组合的静电处理材料。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，设备是可操作的，以连续地处理具有至少一个微米级或纳米级尺寸的静电处理材料。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，进给级包括：
一个歧管，其包括至少一个喷嘴，聚合物制剂通过该喷嘴喷射；和
聚合物制剂的一个源，其与歧管流体连通。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，进给级包括：
歧管，包括至少一个喷嘴，聚合物制剂通过该喷嘴喷射；
第一物质的第一源，第一物质从包括第一聚合物制剂、第一溶剂、至少一种可选择第一活性成分、及第一溶剂和至少一种可选择第一活性成分的混合物的组中选择，第一源经由第一流动路径与歧管流体连通；
第一阀，其沿第一路径布置，第一阀是可操作的，以控制从第一源到歧管的第一物质的流动；
第一泵，沿第一流动路径布置，以把第一物质从第一源抽向歧管；
第二物质的第二源，第二物质从包括第二聚合物制剂、第二溶剂、至少一种可选择第二活性成分、及第二溶剂和至少一种可选择第二活性成分的混合物的组中选择，第二源经由第二流动路径与歧管流体连通；
第二阀，其沿第二流动路径布置，第二阀是可操作的，以控制从第二源到歧管的第二物质的流动；及
第二泵，其沿第二流动路径布置，以把第二物质从第二源抽向歧管。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括一个混合器，该混合器布置成混合在歧管上游的、供给到第一流动路径的第一物质和供给到第二流动路径的第二物质。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，进给装置包括：
刷子；
容器，其包含聚合物制剂；及
聚合物制剂的一个源，其与容器流体连通；
其中，刷子可相对于容器转动，以接触聚合物制剂并由其湿润，由此喷射来自容器的聚合物制剂。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，刷子包括由导电材料制成的硬毛，并且电源电气连接到刷子上。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，进给装置包括：
聚合物制剂流动通道，聚合物制剂通过其流动；
清洗液体流动通道，清洗液体通过其流动；
喷嘴，包括一个进口；及
固定障板，包括一个开口；
其中，喷嘴可相对于障板和聚合物制剂流动通道转动，以把喷嘴的进口定位成：(i)与聚合物制剂流动通道流体连通；和(ii)随后与清洗液体流动通道流体连通。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，收集级包括：
至少一个靶，在其上淀积静电处理材料；和
第一机构，其可操作地连接到所述至少一个靶上，用来相对于进给级转动和/或移动所述至少一个靶，第一机构选择性地包括一个用来转动所述至少一个靶的第一变速马达。
12。根据权利要求11所述的设备，其中，所述至少一个靶包括至少一个圆柱形辊。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述至少一个靶包括：(i)一个导电外部，其具有一个其上淀积静电处理材料的外表面；或(ii)一个导电体，其具有一个其上淀积静电处理材料的外表面。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，收集级包括：
漏斗形靶，其包括一个圆锥形部分和一条穿过靶延伸的流动通道，该圆锥形部分具有一个内表面，在该内表面上淀积喷射的静电处理材料；
气体发射源，其布置成发射气体，从而从圆锥形部分的内表面除去静电处理材料；及
真空系统，其布置成通过流动通道把除去的静电处理材料拉制成线。
15.根据权利要求1所述的设备，其中，收集级包括：
靶，其具有一个外表面；
容器；
源，用来把液体供给到容器中，液体从包括一种相分离产生液体、一种活性剂、一种粘合剂、及它们的混合物的组中选择；及
驱动源，用来相对于容器转动靶，从而靶的外表面接触液体并由其湿润。
16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述除去装置包括至少一个刮刀。
17.根据权利要求1所述的设备，其中，拾取级包括：
至少一个辊，其上卷绕有除去的静电处理材料；和
第二机构，其可操作地连接到所述至少一个辊上，用来相对于收集级转动和/或移动所述至少一个辊，第二机构选择性地包括一个用来转动所述至少一个辊的第二变速马达。
18.根据权利要求17所述的设备，还包括一个释放层涂敷器，该释放层涂敷器可操作，以在拾取级处把一个释放层涂敷到静电处理材料上。
19.根据权利要求1所述的设备，还包括至少一个辐射发射装置，该辐射发射装置从包括加热器、加热炉、紫外光源、及电子束源的组中选择，所述至少一个辐射发射装置布置在收集级与拾取级之间，并且是可操作的，以干燥和/或熟化静电处理材料。
20.根据权利要求1所述的设备，还包括一个电晕处理装置，该电晕处理装置布置成使静电处理材料经受电晕处理。
21.根据权利要求1所述的设备，还包括至少一个涂敷器装置，该涂敷器装置布置成：(i)在收集级处、或(ii)在收集级的下游把至少一种物质涂敷到静电处理材料上，其中所述至少一种物质从包括掺杂剂、催化剂、药品、及活性成分的组中选择。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述至少一个涂敷器装置把包括所述至少一种物质的至少一个涂层涂敷到所述静电处理材料上。
23.根据权利要求1所述的设备，还包括一个滚压架，该滚压架布置在收集级与拾取级之间。
24.根据权利要求1所述的设备，还包括以下的至少一种：(i)可操作以探测淀积在收集级上的静电处理材料的厚度的至少一个厚度传感器、和(ii)可操作以探测在收集级与拾取级之间的除去静电处理材料的下垂量的至少一个下垂度传感器。
25.根据权利要求1所述的设备，其中：
(i)收集级包括：
至少一个靶，其上淀积静电处理材料；和
一个第一机构，其可操作地连接到所述至少一个靶上，用来相对于进给级转动和/或移动所述至少一个靶；并且
(ii)拾取级包括：
至少一个辊，其上卷绕有除去的静电处理材料；和
第二机构，其可操作地连接到所述至少一个辊上，用来相对于收集级转动和/或移动所述至少一个辊；并且
(iii)设备还包括：
至少一个厚度传感器，其可操作以探测淀积在所述至少一个靶上的静电处理材料的厚度；
至少一个下垂度传感器，其可操作以探测在所述至少一个靶与所述至少一个辊之间的除去静电处理材料的下垂量；及
控制器，其电气连接到第一机构、第二机构、至少一个厚度传感器及至少一个下垂度传感器上，该控制器是可操作的，以从所述至少一个厚度传感器和所述至少一个下垂度传感器接收信号并基于接收的信号控制第一机构和第二机构的操作。
26.一种用来静电处理聚合物制剂的方法，包括：
在一种设备的一个进给级与一个收集级之间产生一个电场；
把聚合物制剂供给到进给级；
连续地喷射来自进给级的静电处理材料；
在收集级处收集静电处理材料；及
从收集级连续地除去静电处理材料。
27.根据权利要求26所述的方法，其中；
所述聚合物制剂从包括聚合物溶液、分散液、悬浮液、乳状液、以上的混合物、及聚合物熔化物的组中选择；并且
所述静电处理材料包括纤维、液滴、小珠、膜、干燥多孔膜、板条、垫及/或其组合。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述静电处理材料具有至少一个微米级或纳米级尺寸。
29.根据权利要求26所述的方法，其中，所述静电处理材料通过进给级的至少一个喷嘴连续地喷射。
30.根据权利要求26所述的方法，其中，聚合物制剂包括至少两种不同的聚合物制剂。
31.根据权利要求26所述的方法，其中，所述聚合物制剂包括第一聚合物制剂，该方法还包括把在进给级处的第一聚合物制剂与从包括第二聚合物制剂、溶剂、至少一种可选择活性成分、及该溶剂和所述至少一种选择性活性成分的混合物的组中选择的至少一种物质相混合。
32.根据权利要求26所述的方法，其中：
进给级包括一个可转动的刷子，该刷子包括一种导电材料；并且该方法还包括：
把电压施加到所述导电材料上；
通过转动刷子在进给级处连续地喷射静电处理材料，从而刷子接触聚合物制剂并由其湿润；及
经电场从刷子除去聚合物制剂。
33.根据权利要求32所述的方法，其中：
聚合物制剂包含在一个开放容器中；并且
该方法还包括在聚合物制剂的静电处理期间补充在容器中的聚合物制剂。
34.根据权利要求26所述的方法，其中：
进给级包括一个第一喷嘴和一个第二喷嘴；并且
该方法还包括：
从第一喷嘴喷射静电处理材料；和
把来自清洗液体源的清洗液体供给到第二喷嘴中。
35.根据权利要求26所述的方法，其中：
收集级包括至少一个靶，在该靶上淀积静电处理材料；并且
该方法还包括：
在聚合物制剂的静电处理期间，相对于进给级转动和/或移动所述至少一个靶；和
在聚合物制剂的静电处理期间，选择性地改变靶的转动速度。
36.根据权利要求35所述的方法，其中：
所述至少一个靶包括一个导电外部，该导电外部具有一个外表面；并且
该方法还包括在外表面上收集静电处理材料。
37.根据权利要求26所述的方法，其中，通过向进给级或向导电材料施加电压产生电场，该导电材料可选择地与收集级隔开。
38.根据权利要求26所述的方法，其中：
收集级包括一个漏斗形靶，该漏斗形靶包括一个圆锥形部分和一条穿过靶延伸的流动通道，该圆锥形部分具有一个内表面，在该内表面上淀积喷射的静电处理材料；并且
该方法还包括：
发射一种气体，以从圆锥形部分的内表面除去静电处理材料；和
在流动通道中抽真空，以通过流动通道把除去的静电处理材料拉制成线。
39.根据权利要求26所述的方法，其中：
收集级包括：
靶，其具有一个外表面；
容器，其包含从包括相分离产生液体、活性剂及粘合剂的组中选择的一种液体；并且
该方法还包括相对于容器转动靶，从而靶接触液体并由其湿润。
40.根据权利要求26所述的方法，其中，使用至少一个刮刀，从收集级除去静电处理材料。
41.根据权利要求26所述的方法，还包括在一个拾取级处卷绕从收集级除去的静电处理材料。
42.根据权利要求41所述的方法，其中：
拾取级包括至少一个辊，在该辊上卷绕除去的静电处理材料；并且
该方法还包括在聚合物制剂的静电处理期间相对于收集级转动和/或移动所述至少一个辊。
43.根据权利要求26所述的方法，其中：
收集级包括至少一个靶，在该靶上收集静电处理材料，该至少一个靶是可转动和/或可移动的；
拾取级包括至少一个辊，在该辊上卷绕除去的静电处理材料，该至少一个辊是可转动和/或可移动的；并且
该方法还包括在聚合物制剂的静电处理期间调节所述至少一个靶和/或所述至少一个辊的转动和/或移动所述至少一个靶和/或所述至少一个辊。
44.根据权利要求43所述的方法，还包括：
确定收集在所述至少一个靶上的静电处理材料的厚度；和
在聚合物制剂的静电处理期间，当确定厚度与一个选择厚度不同时，调节所述至少一个靶和/或所述至少一个辊的转动速率和/或移动所述至少一个靶和/或所述至少一个辊。
45.根据权利要求43所述的方法，还包括：
确定在所述至少一个靶与所述至少一个辊之间的一个或多个位置处静电处理材料的下垂量；和
在聚合物制剂的静电处理期间，当所述确定下垂量与一个选择下垂量不同时，调节所述至少一个靶和/或所述至少一个辊的转动速率和/或移动所述至少一个靶和/或所述至少一个辊。
46.根据权利要求26所述的方法，还包括把一个释放层涂敷到从收集级除去的静电处理材料上。
47.根据权利要求26所述的方法，还包括使用从包括加热器、加热炉、紫外光源、及电子束源的组中选择的至少一个辐射发射装置，熟化和/或干燥从收集级除去的静电处理材料。
48.根据权利要求26所述的方法，还包括使从收集级除去的静电处理材料经受一种电晕处理。
49.根据权利要求26所述的方法，还包括(i)在收集级处、或(ii)在从收集级除去之后把至少一种物质涂敷到静电处理材料上，该至少一种物质从包括掺杂剂、催化剂、药品、及活性成分的组中选择。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述至少一种物质是至少一个涂层，该至少一个涂层包括涂敷到静电处理材料上的所述至少一种物质。
51.根据权利要求26所述的方法，还包括把从收集级除去的静电处理材料压实到一个希望厚度和/或延展静电处理材料。
52.根据权利要求26所述的方法，还包括使用至少一个厚度传感器探测淀积在收集级上的静电处理材料的厚度。
53.根据权利要求41所述的方法，还包括使用至少一个下垂度传感器探测在收集级与拾取级之间的除去静电处理材料的下垂量。
54.根据权利要求41所述的方法，其中：
(i)收集级包括：
至少一个靶，其上淀积静电处理材料；和
第一机构，其可操作地连接到所述至少一个靶上，用来相对于进给级转动和/或移动所述至少一个靶；并且
(ii)拾取级包括：
至少一个辊，其上卷绕除去的静电处理材料；和
第二机构，其可操作地连接到所述至少一个辊上，用来相对于收集级转动和/或移动所述至少一个辊；并且
(iii)该方法还包括：
用至少一个厚度传感器，探测淀积在所述至少一个靶上的静电处理材料的厚度；
用至少一个下垂度传感器，探测在所述至少一个靶与所述至少一个辊之间的除去静电处理材料的下垂量；及
使用一个控制器控制第一机构和第二机构的操作，该控制器从所述至少一个厚度传感器和所述至少一个下垂度传感器接收信号并基于所接收的信号控制第一机构和第二机构的操作。
55.根据权利要求26所述的方法，其中，所述静电处理材料被(i)静电纺纱，或(ii)被静电喷涂。
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