CZ2007727A3 - Sberná elektroda zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric, a zarízení obsahující tuto sbernou elektrodu - Google Patents

Abstract

Sberná elektroda (5) zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric obsahuje soustavu singulárních elektrických náboju. Zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric v elektrostatickém zvláknovacím poli mezi sbernou elektrodu (5) a alespon jednou zvláknovací elektrodou (4) obsahuje sbernou elektrodu (5) obsahující soustavu singulárních elektrických náboju.

Description

Sběrná elektroda zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric, a zařízení obsahující tuto sběrnou elektrodu

Oblast techniky

Vynález se týká sběrné elektrody zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric.

Dále se vynález týká zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric v elektrostatickém poli vytvářeném rozdílem potenciálů mezi sběrnou elektrodou a alespoň jednou zvlákňovací elektrodou.

Dosavadní stav techniky

Dosud známá zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoků nebo tavenin polymerů využívají v současné době několik různých typů sběrných elektrod, z nichž každý vykazuje různě závažné výhody i nevýhody. Nejrozšířenějším typem sběrné elektrody je plošná sběrná elektroda vytvořená deskou z elektricky vodivého materiálu, neboť je konstrukčně nejjednodušší a současně vykazuje velmi výhodné vlastnosti z hlediska spoluvytváření elektrostatického zvlákňovacího pole. Kromě toho lze vliv plošné sběrné elektrody na toto pole teoreticky snadno odvodit, modelovat a předvídat. Nevýhodou plošné sběrné elektrody je však to, že po přivedení vysokého napětí dochází v blízkosti jejích ostrých hran a vrcholů, a také v blízkosti styku elektrody s prostředky pro její uložení ve zvlákňovací komoře, ke vzniku trsovitého elektrického výboje - korony, která destabilizuje elektrostatické zvlákňovací pole a snižuje jeho intenzitu, čímž negativně ovlivňuje proces elektrostatického zvlákňování a snižuje celkový výkon zařízení pro elektrostatické zvlákňování.

Pro odstranění těchto nevýhod nebo alespoň jejich snížení byla vyvinuta např. válcová sběrná elektroda dle CZ PV 2006-477, která je tvořena vodivým tenkostěnným tělesem, jejíž výhoda vůči plošné sběrné elektrodě spočívá v : :. :ps3&ficz • · · · · tom, že těleso elektrody neobsahuje na povrchu žádné ostré tvary či přechody, a místa, kde se stýkají tři různě dielektricky pevná prostředí (trojné body), jsou ukryta ve vnitřním prostoru tělesa elektrody, kde má elektrostatické zvlákňovací pole prakticky nulovou intenzitu. V konečném důsledku pak na povrchu sběrné elektrody nedochází k vytváření koron, a sběrná elektroda je díky tomu vstřícnější vůči elektrostatickému zvlákňovacímu poli. Nevýhodou je složitější konstrukce a údržba takové sběrné elektrody a také její relativně malá plocha, která se podílí na vytváření zvlákňovacího elektrostatického pole, a na procesu elektrostatického zvlákňování. Díky tomu je obvykle nutno pro ekvivalentní náhradu jedné plošné sběrné elektrody použít několik válcových sběrných elektrod uspořádaných vedle sebe a/nebo za sebou, což zvyšuje celkové náklady na pořízení a provoz zařízení pro výrobu nanovláken.

Avšak ani válcová konstrukce sběrné elektrody neodstraňuje jednu z nejpodstatnějších nevýhod, které se týkají všech dosud známých sběrných elektrod využívaných při elektrostatickém zvlákňování. Touto nevýhodou je, že nanovlákna musí být před kontaktem se sběrnou elektrodou zachycena na vhodném nosném substrátu, např. textilií, fólií apod., neboť při jejich přímém kontaktu se sběrnou elektrodou by nanovlákna na hladkém povrchu sběrné elektrody díky své konzistenci a geometrii ulpívala, a jejich odstranění mechanickými nebo chemickými prostředky by bylo nejen poměrně složité, ale také by vyžadovalo odstávku celého zařízení, případně celé výrobní linky. Navíc by v takových případech nebylo možno zaručit vytvoření použitelné, nepoškozené a soudržné vrstvy nanovláken. Výsledkem současné výroby nanovláken elektrostatickým zvlákňováním je vždy vrstva nanovláken nanesená na nosném podkladu - tedy složený vrstvený výrobek - jehož využitelnost je do značné míry vázána na mechanické či chemické vlastnostmi podkladu, a většinou neumožňuje plné využití všech výhodných vlastností samotných nanovláken, mezi které patří např. nízká váha, vysoký měrný povrch a relativně nízká tlaková ztráta. I když jsou známa zařízení pro snímání, resp. odřezávání vrstvy nanovláken z podkladu, jejich využití je díky nízké účinnosti a vysokému mechanickému poškozování nanovláken prakticky nulové.

: :. ps354icz • · · · · • · · · ·

Z některých patentových dokumentů, např. z US2005/0048274 je dále známo zařízení, které pracuje na principu elektrostatického zvlákňování polymerního roztoku nebo taveniny z hrotu kapiláry, kdy se vytvářená nanovlákna ukládají přímo na povrch určeného tělesa, nebo např. v případě zařízení podle CA 2386674 dokonce na povrch lidského těla. Zatímco zvlákňovací elektroda takovýchto zařízení je tvořena jednou nebo několika kapilárami, sběrnou elektrodu těchto zařízení představuje uzemněný předmět, na který se nanovlákna ukládají. Tato zařízení, a obecně všechna dosud známá zařízení pro zvlákňování roztoků nebo tavenin polymerů z hrotu kapiláry nebo kapilár, však vykazují velmi nízkou produktivitu, v důsledku čehož v podstatě nemají žádnou průmyslovou využitelnost. Taková zařízení navíc vyžadují téměř nepřetržitý dozor, neboť časté zasychání polymerního roztoku v kapilárách vede ke snížení intenzity procesu elektrostatického zvlákňování a postupně k jeho úplnému zastavení a odstávce celého zařízení. Také těmito zařízeními vytvořená vrstva nanovláken není využitelná samostatně, neboť je již během svého vytváření ukládána na předmětu, a je využitelná pouze v kombinaci s tímto předmětem.

Z výše uvedeného je zřejmé, že dosud neexistuje průmyslově využitelné zařízení, které by bylo schopno kontinuálně nebo alespoň diskontinuálně vyrábět samostatnou plošnou vrstvu nanovláken, či lineární nanovlákenný útvar, bez jeho uložení na nosném podkladu či předmětu. Toto omezení vyplývá zejména z konstrukce dosud známých a používaných sběrných elektrod.

Cílem vynálezu je tak vytvoření sběrné elektrody umožňující vytváření a ukládání samonosné vrstvy nanovláken nebo lineárního nanovlákennného útvaru, jehož využití není omezeno vlastnostmi podkladu, a současně sběrné elektrody, která spoluvytváří co nejvhodnější zvlákňovací elektrostatické pole, a která je díky tomu využitelná v kombinaci se všemi dosud známými typy zvlákňovacích elektrod.

: .··. . pss54icz ··· ··· ··· ····· ·· · · · · · ·

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo sběrnou elektrodou zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymemích matric, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje soustavu singulárních elektrických nábojů, která se na vytváření elektrostatického zvlákňovacího pole a procesu elektrostatického zvlákňování podílí podobným způsobem jako desková sběrná elektroda s plošným rozložením elektrického náboje.

Je známo, že elektrický náboj přivedený na tenké a rovné vodivé těleso se významnou měrou koncentruje na jeho koncích, takže pro vytvoření soustavy singulárních bodových nábojů je možno využít soustavu vhodně tvarovaných elektricky vodivých aktivních prvků umístěných na elektricky nevodivé základně. Vrcholy těchto aktivních prvků mohou být v podstatě libovolně tvarovány, aniž by negativně ovlivňovaly elektrostatické zvlákňovací pole. Jejich vrcholy tak mohou být tvořeny např. hrotem a/nebo břitem a/nebo ploškou, bez toho, aby došlo k výrazné změně v charakteristikách a chování sběrné elektrody.

Uspořádání aktivních prvků na elektricky nevodivé základně závisí do značné míry na požadavcích na vzhled a prostorové uspořádání nanovlákenného útvaru. Např. pro vytváření lineárních nanovlákenných útvarů jsou aktivní prvky umístěny v jedné linii, kterou představuje buď úsečka, kružnice, obvod n-úhelníku či libovolná křivka. Naopak pro vytváření plošných nanovlákenných struktur jsou aktivní prvky s výhodou uspořádány do plošné mřížky. Celá taková mřížka, nebo její část mohou být tvořeny aktivními prvky uspořádanými na kružnici nebo několika kružnicích, přičemž nejlepší vliv na formování nanovlákenné struktury a její homogenitu má, pokud jsou tyto kružnice soustředné. Část aktivních prvků v plošné mřížce může být mimo toho uspořádána na obvodu libovolného n-úhelníku, či několika podobných soustředných n-úhelníků. Příznivých výsledků je dosahována také při uspořádání aktivních prvků na několika kružnicích a obvodech s nimi soustředných n-úhelníků.

• ·« · · · ······ ···· · · · · ·· · : .··.. lysaswz

Požadavek co největší homogenity rozložení nanovláken v plošném nanovlákenném útvaru, a tedy i jeho konstantní plošné hmotnosti, je však nejlépe splněn při umístění aktivních prvků do ekvidistantní čtvercové mřížky.

V nejjednodušších provedení sběrných elektrod mají všechny aktivní prvky stejnou délku, avšak využitím aktivních prvků různých délek lze ovlivňovat a do značné i míry řídit prostorovou strukturu nanovlákenného útvaru, neboť ten poměrně přesně kopíruje obalovou plochu konců aktivních prvků.

Pro prostorové tvarování nanovlákenného útvaru pomocí délky aktivních prvků je pak výhodné, pokud je délka aktivních prvků nastavitelná, a je možno ji měnit např. na základně aktuálně zjišťovaných parametrů nanovlákenných útvarů.

V konstrukčně nejméně náročném příkladu provedení je základna sběrné elektrody v procesním prostoru uložena nepohyblivě, a současně je rovinná.

Pokud však nepohyblivá základna sběrné elektrody a uspořádání aktivních prvků na ní nezajišťuje dostatečně homogenitu nanovlákenného útvaru a jeho plošné hmotnosti, či jiných parametrů, je výhodné, je-li základna sběrné elektrody pohyblivá. Pohyb základny a celé sběrné elektrody totiž podstatně napomáhá homogennímu rozložení ukládaného nanovlákenného útvaru a tím i některých jeho nejpodstatnějších vlastností.

Pro kontinuální výrobu nanovlákenných útvarů bez odstávek celého zařízení určených pro jeho sejmutí z aktivních prvků, je určeno provedení sběrné elektrody, kdy je základna sběrné elektrody tvořena nekonečnou smyčkou opásanou kolem alespoň jednoho napínacího válce a alespoň jednoho hnacího válce. Pohybem takové základny je nanovlákenný útvar vynášen mimo zvlákňovací prostor, kde je kontinuálně snímán a ukládán.

Pohyblivá i nepohyblivá základna sběrné elektrody může být tvořena v podstatě libovolným geometrickým tělesem bez zvláštních požadavků na jeho tvar či geometrii. Zejména v případě pohyblivé základny se však jako nejvýhodnější jeví, pokud je tato základna tvořena geometrickým tělesem, které je osově souměrné, což usnadňuje jeho zachycení v procesní prostoru a jeho případný, zejména rotační pohyb. Takovým vhodným tělesem je například • ·· · ·· ······ ···· ·· · · ·· · : .··.. ::: .RsasAtcz ··· ··· ··· ····· ····· ·· · válec, který se uplatňuje zejména při vytváření plošných nanovlákenných útvarů, či prstenec, který je určen pro výrobu lineárních nanovlákenných útvarů.

Tato provedení sběrné elektrody mohou být dále modifikována uspořádáním sběrné elektrody v procesním prostoru. Sběrná elektroda zde může být uložena tak, že její podélná osa je vertikální, ale také takovým způsobem, že její podélná osa je horizontální.

Aktivní prvky jsou obvykle umístěny kolmo k povrchu základny, avšak nic nebrání tomu aby byly z této polohy vychýleny, takže jejích podélné osy svírají s povrchem základny ostrý úhel. Takové konstrukční opatření však nemá žádný podstatný vliv na proces elektrostatického zvlákňování či ukládání nanovláken na aktivních prvcích, či dokonce jejich kvalitu. V některých případech však usnadňuje snímání nanovlákenného útvaru z aktivních prvků.

Sběrná elektroda podle libovolné konstrukce, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje soustavu singulárních bodových nábojů je využitelná v zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním pomocí zvlákňovacího elektrostatického pole vytvořeného mezi alespoň jednou zviákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou, neboť její podíl na vytváření tohoto pole je v podstatě stejný jako vliv universální plošné sběrné elektrody.

Přehled obrázků na výkrese

Různé varianty provedení sběrné elektrody zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na přiloženém výkrese, kde Obr. 1 znázorňuje průřez zařízením pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric se statickou sběrnou elektrodou a válcovou zviákňovací elektrodou, Obr. 2 tvary ekvipotenciál elektrostatického zvlákňovacího pole v blízkosti sběrné elektrody podle vynálezu, Obr. 3 průřez zařízením pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních roztoků s jednou z možných variant pohyblivé sběrné elektrody určené pro kontinuální výrobu plošných nanovlákenných útvarů, a válcovou zviákňovací elektrodou Obr. 4 průřez zařízením pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních roztoků s jednou z možných variant statické lineární sběrné elektrody pro výrobu lineárních nanovlákenných útvarů, a válcovou zvlákňovací elektrodou, Obr. 5 průřez zařízením pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních roztoků s jednou z možných variant otočné sběrné elektrody pro kontinuální výrobu lineárních nanovlákenných útvarů, s využitím zvlákňovací elektrody tvořené kapilárou, a Obr. 6 jinou variantu sběrné elektrody pro kontinuální výrobu lineárních nanovlákenných útvarů

Příklady provedení vynálezu

Sběrná elektroda zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric podle vynálezu a její různé varianty budou vysvětleny na konkrétních, avšak pouze ilustračních příkladech provedení, které jsou schematicky znázorněny na Obr. 1 a Obr. 3 až Obr. 6. Pro zvýšení názornosti je na těchto výkresech znázorněn průřez celým zařízením pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric obsahující sběrnou elektrodu podle vynálezu, jehož zvlákňovací elektroda je tvořena podlouhlým válcovým tělesem resp. kapilárou. Nejedná se však o jediné možné konfigurace pro využití sběrné elektrody podle vynálezu, neboť tato může být díky svým elektrickým vlastnostem využita v podstatě na jakémkoliv zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, bez ohledu na tvar, konstrukci počet a uspořádání zvlákňovacích elektrod. Sběrná elektroda podle vynálezu je využitelná také pro náhradu používaných typů elektrod u již stávajících zařízení, a její postavení vůči sběrné elektrodě je v podstatě také libovolné. Níže jsou popsána pouze řešení zajišťující nejvýhodnější interakci sběrné elektrody s vybranými typy zvlákňovacích elektrod. Polymerní matrice je tvořena libovolnou elektrostaticky zvláknitelnou formou polymeru případně s různými aditivy nebo směsi polymerů, která může být rovněž doplněna různými aditivy, přičemž obvykle je elektrostaticky zvláknitelnou formou roztok nebo tavenina.

Zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric znázorněné na Obr. 1 obsahuje zvlákňovací komoru 1 • ·· · · · ······ *: :·< . : : .p^wčz vymezující procesní prostor, ve kterém probíhá proces výroby nanovláken. Ve spodní části zvlákňovací komory 1_ je uspořádána zvlákňovací elektroda 4, která je ve znázorněném příkladu provedení tvořena válcovým tělesem otočně uloženým v zásobníku 2 polymerní matrice, který je ve znázorněném příkladu provedení tvořen otevřenou nádobou. Jako polymerní matrice je použit roztok 3 polymeru. Část povrchu válcového tělesa zvlákňovací elektrody 4 zasahuje do roztoku 3 polymeru. Zvlákňovací elektroda 4 je známým způsobem spojena s jedním pólem neznázorněného zdroje vysokého napětí a současně s neznázorněným pohonem pro rotační pohyb kolem podélné osy 41.

V horní části zvlákňovací komory 1 je nad zvlákňovací elektrodou 4 uspořádána sběrná elektroda 5 podle vynálezu. Ve znázorněném příkladu provedení je sběrná elektroda 5 tvořena vodorovně uspořádanou rovinnou obdélníkovou základnou 51 z elektricky nevodivého materiálu, která je opatřena soustavou průchozích otvorů 52 uspořádaných do ekvidistantní čtvercové mřížky. V otvorech 52 jsou uloženy aktivní prvky 53 z elektricky vodivého materiálu, které zasahují na obě strany základny 51 a jsou navzájem rovnoběžné. Nad základnou 51 jsou všechny aktivní prvky 53 elektricky vodivě propojeny spojovacím vodičem 54, který je dále spojen s opačným pólem zdroje vysokého napětí než zvlákňovací elektroda 4 nebo uzemněn. V prostoru pod základnou 51 jsou aktivní prvky 53 zakončeny hroty 55, přičemž obalová plocha hrotů 55, která je v případě provedení dle Obr. 1 plochou 56 rovnoběžnou se základnou 51., představuje aktivní plochu, ve které se ukládá převážná část nanovláken, která zde vytvářejí plošný nanovlákenný útvar.

V důsledku rozdílu potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou 4 a aktivními prvky 53 sběrné elektrody 5, vzniká mezi zvlákňovací elektrodou 4 a aktivním prvky 53 sběrné elektrody 5 elektrostatické zvlákňovací pole o vysoké intenzitě. Náboj přivedený na aktivní prvky 52 se díky jejich geometrii koncentruje na vrcholech hrotů 55, v důsledku čehož vzniká v aktivní ploše 56 ekvidistantní mřížka bodových singulárních nábojů, která se na vytvoření zvlákňovacího elektrostatického pole a na procesu elektrostatického zvlákňování polymerní matrice podílí v podstatě velmi podobně jako plošná sběrná elektroda.

• · · ·· ···· • · · · · · · : : : .RS354icz • · · · · ·

Elektrostatické pole vytvořené mezi plošnou mřížkou ekvidistatně rozmístěných bodových nábojů a protilehlou nekonečnou plošnou elektrodou je popsáno potenciálem φ, který je určen např. lineární kombinací Fourierových složek. Z toho je zřejmé, že amplituda potenciálu φ klesá exponenciálně s rostoucí vzdáleností od mřížky, přičemž nejpomaleji klesající složkou potenciálu je první harmonická, jejíž průběh, v závislosti na rostoucí vzdálenosti od mřížky bodových nábojů, je znázorněn na obr. 2. Body na ose x představují jednotlivé singulární elektrické náboje. Pokles amplitudy potenciálu φ je takového charakteru, že ve vzdálenosti b/2n je potenciál téměř totožný s potenciálem generovaným nábojem s konstantní hustotou rozložení. Potenciál sběrné elektrody 5 podle vynálezu je tedy v této vzdálenosti od ní v podstatě stejný jako potenciál deskové sběrné elektrody známé ze stavu techniky. Ve vzdálenosti menší než ϋ/2π od sběrné elektrody 5 je naopak potenciál elektrostatického pole díky singulárním nábojům silně deformován, jak je patrno z průběhu ekvipotenciál znázorněných na Obr. 2. Mezi hroty 55 aktivních prvků 53 a v jejich okolí se vytváří tzv. elektrostatický polštář, charakterizovaný zejména zdeformovanými ekvipotenciálami, a úměrně tomu i zdeformovanými siločarami elektrostatické pole, které v závislosti na polaritě elektrického náboje na hrotech 55 a elektrického náboje na zvlákňovací elektrodě 4 směřují buď do vrcholů hrotů 55 aktivní prvků 53, nebo od nich. Gradient elektrostatického pole v okolí aktivní plochy směřuje v podstatě vždy k této ploše. Elektrostatický polštář díky tomu silově působí na nabitá nanovlákna, která zachycuje, a je schopen měnit rychlost a směr jejich pohybu.

Sběrná elektroda 5 podle vynálezu spolu se zvlákňovací elektrodou 4 vytváří zvlákňovací elektrostatické pole a podílí se na procesu elektrostatického zvlákňování podobným způsobem jako desková sběrná elektroda, neboť při stejných podmínkách a hodnotách rozdílu elektrických potenciálů zajistí vytvoření elektrostatického pole o intenzitě dostatečné pro inicializaci a udržení procesu elektrostatického zvlákňování. Obdobné vztahy a souvislosti platí také pro soustavu tvořenou sběrnou elektrodou 5 dle vynálezu a zvlákňovací elektrodou 4 v podstatě libovolného tvaru a typu, takže lze sběrnou elektrodu 5 • · ··· · ··*· ···· «4 · ····· ····· ·· · využívat v kombinací se zvlákňovací elektrodou 4 tvořenou válcovitým tělesem, kapilárou, resp. soustavou kapilár, či jinou známou zvlákňovací elektrodou.

Do takto vytvořeného elektrostatického zvlákňovacího pole je prostřednictvím rotačního pohybu zvlákňovací elektrody 4 vynášen elektricky nabitý roztok 3 polymeru, který je zde vystaven působení elektrických sil. Díky působení Coulombovských sil, které překonávají nejen povrchové napětí roztoku polymeru, ale také síly, vyplývající z jeho viskozity, dochází k deformování a vrásnění vrstvy roztoku 3 polymeru na povrchu zvlákňovací elektrody 4 a k vytváření tzv. Taylorových kuželů, ze kterých následně vznikají nanovlákna.

Vytvářená nanovlákna jsou elektricky nabitá a jejich náboj odpovídá polaritě náboje přivedeného na zvlákňovací elektrodu 4. Díky tomu se jednotlivá nanovlákna navzájem odpuzují, ale současně jsou všechna přitahována ke sběrné elektrodě 5, v jejíž aktivní ploše se ukládají do vrstvy, jejíž tvar kopíruje poměrně přesně právě tvar této aktivní plochy. Přímý kontakt mezi nanovlákny a aktivními prvky 53 současně umožňuje odvod elektrického náboje nanovláken, a díky tomu, že se v podstatě jedná pouze o bodový kontakt, dovoluje snadné následné sejmutí vrstvy nanovláken bez jejího poškození. Rychlost a intenzita odvodu náboje z nanovláken může být výrazně ovlivněna obsahem zbytkového rozpouštědla a také charakterem a složením vlastní zvlákňované polymerní matrice která v některých případech obsahuje dle požadavků na výslednou nanovlákennou vrstvu různá aditiva, např. soli, povrchově aktivní látky, nízkomolekulární baktericidní látky, apod. Nejpodstatněji se však elektrická vodivost nanovláken mění s obsahem elektricky vodivého rozpouštědla, přičemž vodivost samotného polymerního nanovlákna je prakticky zanedbatelná a téměř neumožňuje přenos elektrického náboje mezi opačnými konci nanovlákna. Z tohoto důvodu ztrácí částečně ztuhlé nanovlákno při prvním kontaktu s aktivním prvkem 55 obvykle jen určitý podíl neseného elektrického náboje. Dosud nabitá část nanovlákna je díky silovým poměrům v blízkosti aktivních prvků 53 a působení okolních elektricky nabitých nanovláken vychýlena k nejvýhodněji postavenému aktivnímu prvku 53, resp. jeho hrotu 55, kde nanovlákno ztrácí zbytek svého elektrického náboje • · · · · · : .··..tesfe^fcz • · · · · · ····· · · · · · · · · nebo alespoň jeho podstatnou část. Takovým aktivním prvkem 53 je buď aktivní prvek 53 na kterém je již umístěna první část nanovlákna, a nebo, dovoluje-li to délka nanovlákna, sousední aktivní prvek 53.

Na hrotech 55 aktivních prvků 53 a mezi nimi se tímto způsobem vytváří během relativně krátkého časového úseku nosná vrstva nanovláken, která představuje pro další příchozí nanovlákna fyzickou překážku, na které se tato nanovlákna zachycují a ukládají. Nosná vrstva nanovláken také v závislosti na své elektrické vodivosti umožňuje úplné nebo alespoň částečné odvedení jejich elektrického náboje. Výsledkem použití sběrné elektrody 5 podle vynálezu je tak samonosná plošná vrstva nanovláken uložená na hrotech 55 aktivních prvků 53, která má po svém sejmutí z pohledu většiny aplikací jinou užitnou hodnotu než dosud běžné výstupy podobných zařízeni, kdy je vrstva nanovláken vždy uložena na nosiči, např. textilii, fólii apod. Tato plošná vrstva tvořená výhradně nanovlákny může být využita např. pro filtraci, avšak další mechanickou úpravou zaručující její dostatečnou soudržnost zejména v tahu může být přetvořena např. na nanovlákenou přízi. Nevýhodou popisovaného řešení sběrné elektrody 5 je nutná odstávka sloužící pro sejmutí vrstvy nanovláken z hrotů 54 aktivních prvků 53. Sejmutí vrstvy nanovláken z hrotů 55 je poměrně jednoduché, neboť kontakt mezi touto vrstvou a sběrnou elektrodou 5 není plošný, ale pouze bodový.

Modifikací sběrné elektrody 5 podle vynálezu, která zajišťuje kontinuální snímání nanovlákenné vrstvy bez odstávky zařízení, je umístění několika výše popisovaných sběrných elektrod 5 na výměnné zařízení, které tyto elektrody 5 střídavě umisťuje do procesního prostoru. Po nanesení vrstvy nanovláken vynese toto zařízení danou sběrnou elektrodu 5 mimo procesní prostor, kde je z ní sejmuta vrstva nanovláken, a současně, s výhodou ještě před vynesením sběrné elektrody 5, vloží do procesního prostoru v pořadí následující sběrnou elektrodu 5 bez vrstvy nanovláken nebo s vrstvou nanovláken, jejíž parametry, např. tloušťka či plošná hmotnost nedosahují požadovaných hodnot.

Uspořádání plošné sběrné elektrody 5 v procesním prostoru se však neomezuje pouze na popsané horizontální provedení. Sběrná elektroda 5 je v • ·· · · · ··»*·· #··· ·* · · 9 * · : .··.,RS3E4.irz • · * · · · ··· «··«· »·♦ < 1 ·· · dalších neznázorněných příkladech provedení uspořádána vertikálně, avšak v tomto provedení se do procesu elektrostatického zvlákňování zapojují nejaktivněji pouze aktivní prvky 53, které jsou nejblíže zvlákňovací elektrodě 4, a vytvářený nanovlákenný útvar je v důsledku toho silně nehomogenní.

Na Obr. 3 je oproti tomu schematicky znázorněna další možná varianta provedení sběrné elektrody 5 podle vynálezu, jež umožňuje kontinuální výrobu vrstvy nanovláken a její kontinuální snímání z aktivních prvků 52 bez nutnosti odstávky zařízení, což má za následek vyšší výkonnost a užitnou hodnotu tohoto zařízení.

Základna 51 sběrné elektrody 5 je v tomto případě vytvořena z pružného, elektricky nevodivého materiálu, a je uzavřena do nekonečné smyčky opásané kolem napínacího válce 61 a hnacího válce 62. Stejně jako v předchozím příkladu provedení je základna 51 po celém svém povrchu opatřena rovnoměrně rozloženými průchozími otvory 52 uspořádanými do čtvercové ekvidistantní mřížky, ve kterých jsou uloženy aktivní prvky 53 zasahující na obě strany základny 51. Podélná osa 521 ekvidistantní čtvercové mřížky svírá v průmětu do půdorysu s podélnou osou 41 sběrné elektrody 4 pravý úhel. Na vnitřním povrchu základny 51 jsou aktivní prvky 53 vodivě zakončeny na vodiči 54 tvořeném ve znázorněném případě provedení pružnou, elektricky vodivou, např. plastovou grafitovou fólií uloženou na vnitřním povrchu základny 51. Tato fólie tak vodivě spojuje všechny aktivní prvky 53, přičemž je dále spojena s opačným pólem neznázorněného zdroje vysokého napětí než zvlákňovací elektroda 4 nebo uzemněna. Opačné konce aktivních prvků jsou pak opatřeny hroty 55.

Napínací válec 61 i hnací válec 62, jsou rovnoběžné s podélnou osou 41 zvlákňovací elektrody 4, a ve znázorněném příkladu provedení jsou umístěny mimo zvlákňovací komoru 1. Hnací válec 62 je dále spražen s neznázorněným pohonem pro rotační pohyb, kterým může být pohon pro rotační pohyb zvlákňovací elektrody 4. Díky otáčení hnacího válce 62 se základna 52 sběrné elektrody 5 a aktivní prvky 52 plynule pohybují, a jejich pohybem v procesním prostoru se dosahuje vyšší homogenity vrstvy nanovláken. Přitom je vrstva

4« » « ·« • · ·♦ r« ·>·· • · * * ·

nanovláken průběžně ukládaná na hrotech 55 aktivních prvků 53 současně vynášena mimo zvlákňovací komoru 1, kde je kontinuálně snímána a ukládána bez nutnosti přerušení provozu celého zařízení. Ve znázorněném příkladu provedení slouží pro sejmutí vrstvy nanovláken z aktivních prvků 53 např. hřeben 7, jehož zuby 71 zasahují mezi sousední řady aktivních prvků 53, a díky pohybu sběrné elektrody 5 z nich vrstvu nanovláken strhávají bez jejího porušení. Pro zvýšení přilnutí vrstvy nanovláken k hřebenu 7, a usnadnění manipulace s ní, je hřeben 7 v neznázorněném příkladu provedení doplněn o otvory a spřažen se zdrojem podtlaku. Zařízení pro snímání vrstvy nanovláken ze sběrné elektrody 5 se může v dalších příkladech provedení značně lišit, avšak vzhledem k tomu, že toto zařízení není předmětem vynálezu, nebudou jednotlivé jeho varianty popisovány, neboť se vždy jedná o zařízení jejichž funkce a konstrukce jsou zřejmé z objektivního úkolu, pro který jsou tato zařízení určena, a jejich užití či konstrukce nevyžaduje vynaložení vynálezecké činnosti.

Princip sběrné elektrody 5 podle předchozích příkladů provedení spočívá v tom, že tato elektroda obsahuje plošnou mřížku bodových singulárních nábojů, jejichž umístění, např. na hrotech 55 aktivních prvků 53 umožňuje vytváření samonosné plošné vrstvy polymemích nanovláken a její poměrně nenáročné kontinuální či diskontinuální snímání. Podstata vynálezu se nemění se změnou polarity nábojů přivedených na sběrnou elektrodu 5 a/nebo zvlákňovací elektrodu 4, případně uzemněním některé z nich. Také tvar aktivních prvků 53, případně jejich aktivních hrotů 55 se může v různých případech provedení lišit, neboť aktivní hroty 55 aktivních prvků 53 mohou být nahrazeny např. aktivními ploškami a/nebo aktivními břity apod. Libovolný je i příčný průřez aktivních prvků 53, avšak jako nejvýhodnější se jeví kruhový či jiný příčný průřez bez ostrých přechodů mezi sousedními stěnami.

Aktivní prvky 53 nemusí být ve všech aplikacích uspořádány do ekvidistatní čtvercové mřížky, ale do mřížky obecné, neboť zmenšením a/nebo zvětšením jejich vzdáleností lze poměrně snadno modelovat hustotu samonosné vrstvy nanovláken. Větší hustota aktivních prvků 53, a tedy menší vzdálenost mezi nimi, zvyšuje hustotu ukládané vrstvy nanovláken, zatímco

• · · · · · · pss54icz menší hustota aktivních prvků 53 hustotu nanovlákenné vrstvy naopak snižuje. Tohoto efektu lze snadno využít pro výrobu strukturovaných vrstev nanovláken, kdy je na relativně malých vzdálenostech možno dosáhnout velkých rozdílů v plošné hmotnosti, propustnosti, pórovitosti a dalších mechanických, ale i některých chemických vlastností této vrstvy.

Vzhledem k tomu, že vrstva nanovláken poměrně přesně kopíruje tvar aktivní plochy, která je obalovou plochou hrotů 55 aktivních prvků 53, lze vhodným prostorovým tvarováním této aktivní plochy ovlivňovat prostorou strukturu výsledné vrstvy nanovláken. Např. použitím aktivních prvků 53 různých délek lze dosáhnout zvlnění vrstvy nanovláken, či jiných prostorových efektů, apod. Vliv rozdílné délky aktivních prvků 53 lze navíc velmi snadno kombinovat s vlivem rozdílných vzdáleností mezi nimi, čímž lze dosáhnout vytvoření složitých prostorových vzorů s různým rozložením plošné hmotnosti.

Množství různých variant lze vytvořit i v samotném konstrukčním provedení sběrné elektrody 5 a jejím umístění ve zvlákňovací komoře. Např. napínací válec 61 a/nebo hnací válec 62 mohou být v dalších neznázorněných příkladech provedení umístěny ve zvlákňovací komoře 1., případně kterýkoliv z nich nahrazen soustavou dvou či více napínacích resp. hnacích válců, avšak tyto změny nemají žádný podstatný vliv na podstatu a funkčnost sběrné elektrody 5 a samy o sobě nevyžadují vynaložení vynálezecké činnosti, neboť jsou zřejmé.

Kterákoliv z výše uvedených variant sběrné elektrody 5 může být také pro vynášení vrstvy nanovláken mimo zvlákňovací komoru 1 nebo zvýšení jeho efektivity doplněna neznázorněnými pohyblivými vynášecími pásky, které se pohybují v prostoru mezi sousedními řadami a/nebo sloupci aktivních prvků 53.

Na rozdíl od uvedených příkladů provedení určených pro výrobu plošných nanovlákenných vrstev či útvarů, je provedení sběrné elektrody 5 znázorněné na Obr. 4 určeno pro výrobu lineárních nanovlákenných útvarů. Sběrná elektroda 5 obsahuje v tomto případě podobně jako v předchozím příkladu provedení základnu 51, avšak průchozí otvory 52 a aktivní prvky 53 jsou ekvidistatně uspořádány pouze v jedné řadě, která je rovnoběžná s • ·· · · · ······ ···· · · · · ·· · : .··. . ps354icz podélnou osou 41 zvlákňovací elektrody 4. Nanovlákna při použití takové sběrné elektrody vytvářejí na hrotech 55 aktivních prvků 53 a v prostoru mezi nimi lineární útvar, který lze z aktivních prvků 53 snadno sejmout, a v podstatě bez dalších technologických operací využít, např. jako filtrační složku pro jemnou filtraci, či při dostatečné soudržnosti tohoto útvaru, nebo po jejím dodatečném zvýšení např. zákrutem, jako nanovlákennou přízi, apod. Velmi podobného výsledku je dosaženo také při vzájemném střídavém vychýlení aktivních prvků 53 sběrné elektrody 5 z přímé polohy, kdy podélné osy sousedních aktivních prvků 53 spolu svírají ostrý úhel.

Také u sběrné elektrody 5 určené pro výrobu lineárních nanovlákenných útvarů lze změnou vzdáleností mezi aktivními prvky 53 a jejich délky modifikovat vlastnosti výsledného lineárního nanovlákenného útvaru a jeho prostorové uspořádání.

V dalších neznázorněných příkladech provedení mohou být v kombinaci využity dvě nebo více rovnoběžně uspořádaných sběrných elektrod 5 podle Obr. 4, pro výrobu plošných nanovlákenných vrstev, přičemž jednotlivé sběrné elektrody 5 mohou být vůči sobě různě posunuty. Rozdílná vzdálenost hrotů 55 aktivních prvků 53 nebo jejich rozdílná délka je, stejně jako v předchozích příkladech provedení, využitelná pro cílenou prostorovou modifikaci vrstvy nanovláken. Kromě toho jsou v jiných neznázorněných příkladech provedení sběrné elektrody 5 vzájemně uspořádány pod různými úhly, např. tak, že jejich aktivních prvky 53 jsou umístěny na obvodu jednoho nebo kombinace několika geometrických tvarů, např. čtverců, obdélníků, apod. U těchto provedení je výhodné, pokud jsou jednotlivé sběrné elektrody 5 spojeny např. prostřednictvím společné základny 51 do větších celků. V jiných neznázorněných příkladech provedení jsou aktivní prvky uspořádány na obvodu geometrických útvarů v rámci pouze jedné sběrné elektrody 5.

Samostatnou skupinou sběrných elektrod 5 jsou sběrné elektrody 5, jejichž aktivní prvky 53 jsou uspořádány na kružnici nebo několika soustředných kružnicích, či, např. za účelem prostorové modifikace lineárního nanovlákeného útvaru, posunutých kružnicích.

*: :·< . : řs^4icz • · · ·· ····· · · 9

Geometrické tvary do nichž jsou aktivní prvky 53 sběrných elektrod 5 uspořádány mohou být vzájemně různě kombinovány, přičemž se od sebe mohou lišit nejen velikostí aktivních prvků 53, ale také jejich počtem, resp. vzdáleností mezi sousedními aktivními prvky, či tvarem hrotů 55.

Nevýhodou statických provedení sběrných elektrod 5 je, že sejmutí vrstvy nanovláken z hrotů 55 aktivních prvků 53 vyžaduje odstávku celého zařízení, což snižuje jeho výkonnost a uplatnění statických sběrných elektrod 5 podle vynálezu. V případech, kdy to dovoluje prostorové uspořádání aktivních prvků 53, může být tato nevýhoda zmírněna či dokonce odstraněna využitím soustavy neznázorněných pohyblivých vynášecích pásů, které při svém pohybu vynáší vrstvu nanovláken z aktivního prostoru, případně i mimo zvlákňovací komoru JL

Kterýkoliv z výše uvedených typů sběrné elektrody může být také opakovaně, případně v kombinaci s jinými typy, umístěn na pohyblivém dopravním pásu, který zajistí plynulý pohyb sběrných elektrod procesním prostorem a vynášení vrstev nanovláken mimo zvlákňovací komoru 1.

Mnohem vyšší využitelnost zejména pro kontinuální výrobu nanovlákenných lineárních útvarů při současné menší konstrukční a provozní náročnosti a složitosti má však provedení sběrné elektrody 5 znázorněné na Obr. 5, kde je využito v kombinaci se zvlákňovací elektrodou 4 tvořenou kapilárou. Základna 51 sběrné elektrody je tvořena prstencem z elektricky nevodivého materiálu, který je rovnoměrně po celém svém obvodu opatřen průchozími otvory 52. V každém z otvorů 52 je uložen aktivní prvek 53 z elektricky vodivého materiálu, který přesahuje vnitřní povrch 510 i vnější povrch 5100 základny 51. Všechny aktivní prvky 53 jsou ve vnitřním prostoru základny 51 elektricky vodivě spojeny vodičem 54, který je propojen s opačným pólem vysokého napětí než sběrná elektroda 4 nebo uzemněn. Opačné konce aktivních prvků 53 jsou nad vnějším povrchem 5100 základny 51 zakončeny hroty 55. Základna 51 sběrné elektrody 5 je dále prostřednictvím hřídele spražena s neznázorněným pohonem pro rotační pohyb.

• · · · · ·

:.: ŘS3541CZ

V procesním prostoru je sběrná elektroda 5 uspořádána nad zvlákňovací elektrodou 4 a její podélná osa 50 je kolmá na podélnou osu 41 zvlákňovací elektrody 4.

Při otáčení sběrné elektrody 5 kolem podélné osy 50 se její aktivní prvky 53 postupně přibližují a vzdalují od vrcholu zvlákňovací elektrody 4, čímž se mění jejich podíl na procesu elektrostatického zvlákňování, a množství na ně ukládaných nanovláken. Aktivní prostor je v daném příkladu provedení tvořen linií vedenou vrcholy hrotů 55 aktivních prvků 53 nacházejících se na části vnějšího povrchu 5100 základny 51 přivrácené ke zvlákňovací elektrodě 4. Vliv aktivních prvků 53 mimo aktivní prostor na spoluvytváření elektrostatického zvlákňovacího pole a proces elektrostatického zvlákňování je zanedbatelný.

Stejně jako u předchozích příkladů provedení představují hroty 55 aktivních prvků 53 v aktivním prostoru linii singulárních bodových nábojů, na které se ukládá lineární nanovlákený útvar. Rotační pohyb této linie přitom napomáhá rovnoměrnému rozložení nanovláken mezi všemi aktivními prvky 53 sběrné elektrody 5 a homogenním vlastnostem nanovlákeného útvaru po celé jeho délce. Relativně malý počet aktivních prvků 53 a malé rozměry jejich hrotů 55 současně umožňují snadné kontinuální snímání tohoto nanovlákenného útvaru. K tomu slouží neznázorněné snímací zařízení, které může být v některých příkladech provedení uloženo uvnitř zvlákňovací komory 1, výhodně nad aktivním prostorem, přičemž je s výhodou vytvořeno z elektricky nevodivého materiálu. V jiných neznázorněných příkladech provedení zasahují přechodně některé aktivní prvky 53 sběrné elektrody 5 mimo zvlákňovací komoru 1_, kde je z nich uložený nanovlákenný materiál šetrně snímán.

Na stejném principu a s velmi podobnými výsledky pracuje také sběrná elektroda 5 znázorněná na Obr. 6, jejíž základna 51 je tvořena nekonečným pásem opásaným kolem napínacího válce 61 a hnacího válce 62, opatřeného po celé své délce jednou řadou aktivních prvků 53. Nekonečný pás může být v neznázorněném provedení nahrazen nekonečnou smyčkou skládající se z pevných segmentů.

ŘS354icz • · · · · • · · · ·

Neznázorněná kombinace několika pohyblivých sběrných elektrod 5, jejichž základna 51 je tvořena prstencem, válcem nebo nekonečným pásem, je v závislosti na dalších podmínkách v procesním prostoru umožněna souběžná kontinuální výroba a snímání několika samostatných lineárních nanovlákenných útvarů nebo výroba plošného nanovlákenného útvaru. Tyto sběrné elektrody 5 se od sebe navíc mohou lišit velikostí a počtem aktivních prvků 53. V jiných příkladech provedení naopak sběrné elektrody 5 obsahují stejný počet stejných aktivních prvků 53, a jejich základny s výhodou splývají do jedné.

V dalších neznázorněných příkladech provedení se dále může lišit postavení sběrné elektrody 5 vůči dalším prvkům zařízení pro výrobu nanovláken, zejména vůči zvlákňovací elektrodě 4, neboť sběrná elektroda 5 může být ve zvlákňovací komoře 1 uložena vertikálně jako u řešení na obr. 5, ale také horizontálně. Při horizontálním uložení sběrné elektrody 5, kdy je její osa 50 uspořádána vertikálně, je výhodné vyhnutí alespoň některých aktivních prvků 53 směrem ke zvlákňovací elektrodě 4, v důsledku čehož jsou hroty 55 těchto aktivních prvků 53 „atraktivnější“ pro přibližující se nanovlákna, která se na nich přednostně ukládají. Takové řešení sběrné elektrody 5 je využitelné zejména při použití několika zvlákňovacích elektrod 4, z nichž každá zvlákňuje jinou polymerní matrici. Výsledný nanovlákenný útvar díky tomu obsahuje směs polymerních nanovláken rozdílných mechanických či chemických vlastností, a pod.

Velmi podstatný vliv na vzhled u strukturu výsledného nanovlákenného útvaru má kromě prostorového uspořádání aktivních prvků 53 sběrné elektrody 5 zejména velikost jejich volné vodivé plochy. Zmenšování této velikosti má za následek zmenšování elektrických sil působících na nanovlákna, takže nanovlákna nejsou přitahována striktně k hrotům 55 aktivních prvků 53, ale postupně mezi těmito hroty 55 vytváří relativně homogenní plošný nanovlákenný útvar. Pro tento efekt může být využito např. řízené zakrytí části délky aktivních prvků 53 izolantem. Tento proces může být relativně snadno automatizován a využíván průběžně v závislosti zjišťovaných aktuálních parametrech nanovlákenného útvaru.

♦ · · ·· ···· • ···· ·· · . . RS334icz

Velmi podobného efektu je také dosaženo při pohybu sběrné elektrody 5 v procesním prostoru, přičemž tento pohyb se s výhodou vykonává v rovině sběrné elektrody 5, takže nedochází ke změně vzdáleností hrotů 55 aktivních prvků 53 vůči zvlákňovací elektrodě 4 a k odpovídající pulzaci elektrostatického 5 zvlákňovacího pole. Díky pohybu sběrné elektrody 5 se zvětšuje plocha, ke které jsou nanovlákna přitahována, a ta se na této ploše ukládají v relativně homogenním plošném útvaru.

Popsané příklady provedení sběrných elektrod 5 však nejsou jedinými možnostmi jejího konstrukčního provedení, jedná se pouze o ilustrativní 10 příklady sběrných elektrod 5 vykazující nejvýhodnější chování. V dalších neznázorněných příkladech může být základna 51 sběrné elektrody 5 tvořena libovolným geometrickým tělesem, které je opatřeno soustavou aktivních prvků 53, přičemž tato sběrná elektroda 5 může dále v procesním prostoru vykonávat v podstatě libovolný pohyb napomáhající vytváření samonosné vrstvy 15 nanovláken, její prostorové modifikaci, či rozložení plošné hmotnosti.

• · · · · ···· : RS334icz

Seznam vztahových značek zvlákňovací komora zásobník roztok zvlákňovací elektroda osa zvlákňovací elektrody sběrná elektroda podélná osa základna

510 vnitřní povrch

5100 vnější povrch otvory

521 osa soustavy otvorů aktivní prvky vodič hroty aktivních prvků plocha napínací válec hnací válec

Claims (35)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Sběrná elektroda zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric, vyznačující se tím, že obsahuje soustavu singulárních elektrických nábojů.
2. 2. Sběrná elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že soustava singulárních elektrických nábojů je tvořena vrcholy elektricky vodivých aktivních prvků (53) umístěných za základně (51), na které je přivedeno napětí.
3. 3. Sběrná elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrcholy alespoň některých aktivních prvků (53) jsou tvořeny hroty (55).
4. 4. Sběrná elektroda podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vrcholy alespoň některých aktivních prvků (53) jsou tvořeny břity.
5. 5. Sběrná elektroda podle libovolného z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vrcholy alespoň některých aktivních prvků (53) jsou tvořeny plochami.
6. 6. Sběrná elektroda libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že aktivní prvky (53) jsou na základně (51) uspořádány v jedné linii.
7. 7. Sběrná elektroda podle libovolného z předcházejících nároků vyznačující se tím, že linie je úsečka.
8. 8. Sběrná elektroda podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že linie je kružnice.
9. 9. Sběrná elektroda podle libovolného z předcházejících nároků , vyznačující se tím, že linie je obvod n-úhelníku.
10. 10. Sběrná elektroda podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že linie je křivka.
11. 11. Sběrná elektroda podle libovolného z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že aktivní prvky (53) jsou na základně (51) uspořádány do mřížky.
12. 12. Sběrná elektroda podle nároku 11, vyznačující se tím, že alespoň část mřížky je tvořena kružnicí.

    RS354icz
13. 13. Sběrná elektroda podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že alespoň část mřížky je tvořena kružnicemi.
14. 14. Sběrná elektroda podle nároku 13, vyznačující se tím, že alespoň část mřížky je tvořena soustřednými kružnicemi.
15. 15. Sběrná elektroda podle libovolného z nároků 11 až 14, vyznačující se tím, že alespoň část mřížky je tvořena obvody n-úhelníků.
16. 16. Sběrná elektroda podle nároku 15, vyznačující se tím, že alespoň část mřížky je tvořena obvody soustředných n-úhelníků.
17. 17. Sběrná elektroda podle nároku 15, vyznačující se tím, že alespoň část mřížky je tvořena soustřednými kružnicemi a s nimi soustřednými núhelníky.
18. 18. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 1, 2 a 11 vyznačující se tím, že aktivní prvky (53) jsou na základně uspořádány do ekvidistantní čtvercové mřížky.
19. 19. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že délka všech aktivních prvků (53) je stejná.
20. 20. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že délka aktivních prvků (53) je rozdílná.
21. 21. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že délka aktivních prvků (53) je nastavitelná.
22. 22. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je nepohyblivá.
23. 23. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je rovinná.
24. 24. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 1 až 21 a 23, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je pohyblivá.
25. 25. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 1 až 21, 23 a 24, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je tvořena : i?s354icz nekonečnou smyčkou opásanou kolem alespoň jednoho napínacího válce (61) a alespoň jednoho hnacího válce (62).
26. 26. Sběrná elektroda podle nároku 25, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je tvořena pásem.
27. 27. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 1 až 22 a 24, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je tvořena geometrickým tělesem.
28. 28. Sběrná elektroda podle nároku 27, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je tvořena osově souměrným geometrickým tělesem.
29. 29. Sběrná elektroda podle nároku28, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je tvořena válcem.
30. 30. Sběrná elektroda podle nároku 27, vyznačující se tím, že základna (51) sběrné elektrody (5) je tvořena prstencem.
31. 31. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 23 a 28 až 30, vyznačující se tím, že její podélná osa (50) je uspořádána vertikálně.
32. 32. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z nároků 23 a 28 až 30, vyznačující se tím, že její podélná osa (50) je uspořádána horizontálně.
33. 33. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň některé aktivní prvky (53) jsou kolmé k základně (51).
34. 34. Sběrná elektroda podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň některé aktivní prvky (53) svírají se základnou (51) úhel menší než 90°.
35. 35. Zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric v elektrostatickém poli vytvářeném rozdílem potenciálů mezi sběrnou elektrodu a alespoň jednou zviákňovací elektrodou, vyznačující se tím, že obsahuje sběrnou elektrodu (5) podle libovolného z předcházejících nároků.