CZ2007728A3 - Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices - Google Patents
Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2007728A3 CZ2007728A3 CZ20070728A CZ2007728A CZ2007728A3 CZ 2007728 A3 CZ2007728 A3 CZ 2007728A3 CZ 20070728 A CZ20070728 A CZ 20070728A CZ 2007728 A CZ2007728 A CZ 2007728A CZ 2007728 A3 CZ2007728 A3 CZ 2007728A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- spinning
- electrode
- collecting electrode
- spikes
- strip
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric v elektrostatickém poli o vysoké intenzite vytváreném rozdílem potenciálu mezi zvláknovací elektrodou (2) a sbernou elektrodou (3) obsahuje nekonecný pás (31) uložený alespon na dvou napínacích hrídelích (31, 32), z nichž alespon jeden je spražen s pohonem. Mezi zvláknovací elektrodou (2) a sbernou elektrodou (3) je v blízkosti sberné elektrody (3) vytvoreno vedení podkladového materiálu (4). Vedení podkladového materiálu (4) je tvoreno pridržovacími prostredky podkladového materiálu (4), které jsou vytvoreny na nekonecném pásu (31) sberné elektrody (3) a mohou být tvoreny otvory (311) v pásu (31) spraženými se zdrojem podtlaku nebo hroty (312) vytvorenými na vnejší strane pásu (31).The device for the production of nanofibres by electrostatic spinning of polymer matrices in a high intensity electrostatic field formed by the difference of potential between the spinning electrode (2) and the collecting electrode (3) comprises an endless belt (31) placed at least on two tensioning shafts (31, 32), at least of which one is coupled with the drive. Between the spinning electrode (2) and the collecting electrode (3), a guide material (4) is provided near the collecting electrode (3). The guidance of the support material (4) is formed by retaining means of the support material (4) which are formed on the endless belt (31) of the collecting electrode (3) and may be formed by openings (311) in the belt (31) embedded with a source of vacuum or spikes ( 312) formed on the outside of the belt (31).
Description
Zařízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matricDevice for production of nanofibers layer by electrostatic spinning of polymer matrices
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká zařízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric v elektrostatickém poli o vysoké intenzitě vytvářeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou, která obsahuje nekonečný pás uložený alespoň na dvou napínacích hřídelích, z nichž alespoň jeden je spřažen s pohonem, přičemž mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou je v blízkosti sběrné elektrody vytvořeno vedení podkladového materiálu.The present invention relates to a device for producing a nanofiber layer by electrostatic spinning of polymer matrices in a high intensity electrostatic field produced by a potential difference between a spinning electrode and a collecting electrode, comprising an endless belt supported on at least two tensioning shafts of which at least one is coupled a guide of the substrate material is formed near the collecting electrode by the spinning electrode and the collecting electrode.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Zařízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric obsahuje zvlákňovací elektrodu a sběrnou elektrodu, která je obvykle tvořena tyčí nebo kovovou deskou připojenou k opačném pólu zdroje vysokého napětí než zvlákňovací elektroda nebo uzemněna.The device for production of nanofibers layer by electrostatic spinning of polymer matrices comprises spinning electrode and collecting electrode, which is usually formed by a rod or metal plate connected to the opposite pole of the high voltage source than the spinning electrode or grounded.
V EP 1059106 a v US 4.143.196 je popsáno zařízení, u něhož sběrná elektroda obsahuje elektricky vodivý hladký pás, na který se ukládá vytvářená vrstva nanovláken, jež se následně z pásu sběrné elektrody snímá a odvádí mimo zařízení. V EP 1059106 je část pásu, na kterou se ukládá vrstva nanovláken, vodorovná, zatímco v US 4.143.196 je část pásu, na kterou se ukládá vrstva nanovláken svislá. Toto zařízení neřeší ukládání vrstvy nanovláken na podkladový materiál a tedy ani transport podkladového materiálu v prostoru mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou. Pásové sběrné elektrody podle stavu techniky jsou používány pro přímé ukládání nanovláken do vrstvy nanovláken a odvádění této vrstvy nanovláken mimo prostor mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.In EP 1059106 and US 4,143,196 a device is described in which the collecting electrode comprises an electrically conductive smooth strip on which the formed layer of nanofibres is deposited, which is subsequently removed from the collecting electrode strip and discharged outside the device. In EP 1059106, the portion of the web on which the nanofiber layer is deposited is horizontal, while in US 4.143.196 the portion of the web on which the nanofiber layer is deposited is vertical. This device does not solve the deposition of nanofibers layer on the substrate material and thus neither the transport of the substrate material in the space between the spinning electrode and the collecting electrode. The prior art band collecting electrodes are used for direct deposition of nanofibres into the nanofiber layer and for taking this nanofiber layer away from the space between the spinning electrode and the collecting electrode.
Podle CZ PUV 2007-18612 je sběrná elektroda tvořená tělesem válcového tvaru v kontaktu s podkladovým materiálem, který je zvlákňovacím zařízením veden v podstatě vodorovně. Nevýhodou tohoto řešení však je • · · · · · · · · · · : .··.. psa339cz zvětšené tření podkladového materiálu o povrch sběrné elektrody, kdy zejména u jemných podkladových materiálů skládajících se z málo vzájemně fixovaných vláken, jimiž jsou například jemná rouna, dochází nebo může docházet k poškozování podkladového materiálu, zejména v případech, kdy zařízení obsahuje více zvlákňovacích jednotek a tedy i více sběrných elektrod a podkladový materiál musí být silně napínán, aby se zabránilo jeho prověšování.According to CZ PUV 2007-18612, the collecting electrode formed by a body of a cylindrical shape is in contact with the substrate material, which is guided substantially horizontally by the spinning device. The disadvantage of this solution, however, is the increased friction of the base material against the surface of the collecting electrode, especially in the case of fine base materials consisting of few mutually fixed fibers, such as fine fibers. The substrate material may be or may be damaged, especially in cases where the apparatus comprises multiple spinning units and thus multiple collecting electrodes, and the substrate material must be strongly stretched to prevent sagging.
Cílem vynálezu je snížení nebo úplné odstranění nevýhod stavu techniky.It is an object of the invention to reduce or eliminate the disadvantages of the prior art.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Cíle vynálezu je dosaženo zařízením pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že vedení podkladového materiálu je tvořeno přidržovacími prostředky podkladového materiálu, které jsou vytvořeny na nekonečném pásu sběrné elektrody.The object of the invention is achieved by a device for producing a layer of nanofibres by electrostatic spinning of polymer matrices according to the invention, which is characterized in that the guide of the base material is formed by holding means of the base material, which are formed on the endless strip of collecting electrode.
Přidržovací prostředky podkladového materiálu vytvořené na nekonečném pásu slouží k zajištění dobrého kontaktu podkladového materiálu s povrchem sběrné elektrody a rovnoměrné rychlosti pohybu podkladového materiálu zvlákňovacím prostorem. Dobrý kontakt podkladového materiálu s povrchem sběrné elektrody je základním předpokladem rovnoměrnosti ukládání nanovláken do vrstvy nanovláken na podkladovém materiálu.The retaining means of the backing material formed on the endless belt serves to ensure good contact of the backing material with the surface of the collecting electrode and a uniform speed of movement of the backing material through the spinning space. Good contact of the base material with the surface of the collecting electrode is a basic prerequisite for the uniformity of depositing nanofibres into the layer of nanofibres on the base material.
Pro zlepšení přidržování podkladového materiálu na povrchu válcového tělesa sběrné elektrody je výhodné, jsou-li přidržovací prostředky tvořeny otvory v pásu sběrné elektrody a prostor za pásem ve směru od zvlákňovací elektrody ke sběrné elektrodě je spřažen se zdrojem podtlaku.In order to improve the holding of the substrate on the surface of the collecting electrode barrel, it is advantageous if the holding means are formed by openings in the collecting electrode strip and the space behind the strip in the direction from the spinning electrode to the collecting electrode is coupled to a vacuum source.
Pro zlepšení transportu podkladového materiálu tvořeného zejména jemnými rouny poměrně velké tloušťky je výhodné, je-li nekonečný pás sběrné elektrody opatřen na své vnější straně hroty, které jsou schopny zasahovat do podkladového materiálu a zase z něho vystupovat a přesně tak určují rychlost pohybu podkladového materiálu, jeho polohu a také jeho napětí mezi sběrnými elektrodami jednotlivých za sebou uspořádaných zvlákňovacích jednotek. Hroty • · · · ··· · · · ·__ : .··.. PS3#39CZ tvoří přidržovací prostředky a jsou na pásu použity buď samostatně nebo v kombinaci s otvory a pod tlakem za pásem sběrné elektrody.In order to improve the transport of the substrate material, in particular fine nonwoven webs of relatively large thickness, it is advantageous if the endless band of the collecting electrode is provided with spikes on its outer side which are capable of penetrating and emerging from the substrate material, its position and also its voltage between the collecting electrodes of the individual spinning units arranged one after the other. The tines PS3 # 39 form the retaining means and are used on the belt either alone or in combination with holes and under pressure behind the collecting electrode belt.
Pro zlepšení zvlákňovacího efektu je výhodné, jsou-li hroty vytvořeny z elektricky vodivého materiálu a jejich délka odpovídá tloušťce podkladového materiálu. Vodivé hroty na pásu sběrné elektrody vytvářejí vytvářejí nerovnoměrnosti elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou a napomáhají tak vytváření Taylorových kuželů z roztoku polymeru na zvlákňovací elektrodě a tedy i vytváření nanovláken.To improve the spinning effect, it is advantageous if the spikes are made of an electrically conductive material and their length corresponds to the thickness of the substrate material. The conductive spikes on the collecting electrode strip create electrostatic field irregularities between the spinning electrode and the collecting electrode, thereby helping to form Taylor cones from the polymer solution on the spinning electrode and thus to form nanofibers.
Při dostatečné hustotě hrotů z elektricky vodivého materiálu je výhodné, jsou-li tyto hroty uloženy v tělese z elektricky nevodivého materiálu a alespoň v poloze proti zvlákňovací elektrodě jsou hroty připojeny ke zdroji vysokého napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda nebo uzemněny. Elektrostatické pole se v tomto případě vytváří mezi hroty a zvlákňovací elektrodou. Vytvářená nanovlákna jsou unášena od zvlákňovací elektrody směrem ke hrotům sběrné elektrody a ukládají se na podkladový materiál.With sufficient density of the electrically conductive material spikes, it is preferred that the spikes are housed in the electrically non-conductive material body and at least in a position opposite the spinning electrode, the spikes are connected to a high voltage source of opposite polarity to the spinning electrode or grounded. In this case, the electrostatic field is formed between the spikes and the spinning electrode. The formed nanofibres are entrained from the spinning electrode towards the tips of the collecting electrode and are deposited on the substrate material.
V provedení podle nároku 6 jsou hroty vytvořeny z elektricky nevodivého materiálu a jsou uloženy pásu z elektricky vodivého materiálu, který je připojen ke zdroji vysokého napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda nebo uzemněn. Toto provedení je vhodné pro podkladové materiály tvořené tenkými rouny z elektricky vodivého materiálu nebo z materiálu, u něhož byla elektrická vodivost některým ze známých způsobů zvýšena. U takových tenkých roun je postačující, když se elektrostatické pole vytváří mezi zvlákňovací elektrodou a povrchem pásu sběrné elektrody, s nímž je rouno v kontaktu.In the embodiment of claim 6, the spikes are formed of an electrically nonconductive material and are supported by a strip of electrically conductive material that is connected to a high voltage source of opposite polarity to the spinning electrode or grounded. This embodiment is suitable for substrate materials formed by thin webs of an electrically conductive material or a material in which the electrical conductivity has been increased in some known manner. In such thin webs, it is sufficient that the electrostatic field is formed between the spinning electrode and the surface of the collecting electrode strip with which the web is in contact.
Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings
Příkladné provedení zařízení podle vynálezu a sběrné elektrody podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde značí obr. 1 zvlákňovací zařízení se sběrnou elektrodou obsahující otočně uložený hladký pás s otvory, jimž je přiřazen zdroj podtlaku, obr. 2 další variantu zařízení u něhož je nekonečný pás sběrné elektrody opatřen hroty.An exemplary embodiment of a device according to the invention and a collecting electrode according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a spinning electrode having a collecting electrode comprising a rotatably laid smooth strip with holes assigned a vacuum source; endless strip of collecting electrode provided with spikes.
···· · · · · ·· ·__ : .··. . RS3539CZ···· · · · ··· __:. ··. . RS3539CZ
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příkladné provedení zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymerních matric v elektrostatickém poli o vysoké intenzitě podle vynálezu je znázorněno na obr. 1. 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. Ve zvlákňovací komoře 1 je uspořádána zvlákňovací jednotka, která obsahuje zvlákňovací elektrodu 2 a proti ní uspořádanou sběrnou elektrodu 3. Mezi zvlákňovací elektrodou 2 a sběrnou elektrodou 3 je známým způsobem vytvořeno elektrostatické pole o vysoké intenzitě. Ve zvlákňovací komoře 1 je známým blíže nepopisovaným způsobem vytvořen průchod pro podkladový materiál 4, který je odvíjen ve známém neznázorněném odvíjecím zařízení a do zvlákňovací komory 1 je přiváděn podávacími válci 51, 52. Ze zvlákňovací komory 1 je podkladový materiál 4 odváděn odtahovými válci 61, 62, za nimiž je známým neznázorněným způsobem navíjen v neznázorněném navíjecím zařízení. Zvlákňovací elektroda 2 může být vytvořena libovolným známým způsobem, přičemž ve znázorněném příkladu provedení je znázorněna rotační zvlákňovací elektroda tvořená rotujícím válcovým tělesem, jehož část povrchu zasahuje do zásobníku se zvlákňovanou polymerní matricí.An exemplary embodiment of a device for producing nanofibres by electrostatic spinning of polymer matrices in a high-intensity electrostatic field according to the invention is shown in Fig. 1. The polymer matrix is formed by any electrostatically spinning form of polymer optionally with various additives or polymer blends. typically the electrostatically spinnable form is a solution or melt. A spinning unit is provided in the spinning chamber 1, which comprises a spinning electrode 2 and a collecting electrode 3 arranged opposite it. Between the spinning electrode 2 and the collecting electrode 3, an electrostatic field of high intensity is formed in a known manner. In the spinning chamber 1, a passage for the backing material 4 is formed in a known, not described manner, which is unwound in a known unwinding device (not shown) and fed to the spinning chamber 1 by feed rollers 51, 52. 62, after which it is wound in a winding device (not shown) in a known manner (not shown). The spinning electrode 2 may be formed in any known manner, with the rotating spinning electrode formed by a rotating cylindrical body having a portion of the surface extending into the spinning polymer matrix container in the illustrated embodiment.
Sběrná elektroda 3 obsahuje nekonečný pás 31 z elektricky vodivého materiálu, který je ve zvlákňovací komoře 1 uložen na dvojici napínacích hřídelů 32, 33. V pásu 31 jsou vytvořeny otvory 311. Nekonečný pás 31 vytváří mezi napínacími hřídeli 32, 33 dvě části, vodicí část, která je ve styku s podkladovým materiálem, a vratnou část. Mezi vodicí a vratnou částí nekonečného pásu 31 a napínacími hřídeli 32, 33 je uspořádána podtlaková komora 34, jejíž vnitřní prostor je spřažen se známým neznázorněným zdrojem podtlaku, přičemž podtlaková komora 34 je umístěna za vodicí částí pásu 31 ve směru od zvlákňovací elektrody 2 ke sběrné elektrodě 3. Pás 31 sběrné elektrody 3 je známým neznázorněným způsobem připojen ke zdroji vysokého napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda 3 nebo uzemněn. Alespoň jeden z napínacích hřídelů 32, 33 sběrné elektrody je spřažen s neznázorněným • · · · ·· ······ #· · · · · » · ·· · : .··.. Rsas39cz pohonem, který zajišťuje jeho nucené otáčení ve směru odpovídajícím směru pohybu podkladového materiálu 4, přičemž rychlost otáčení je některým ze známých způsobů regulována podle rychlosti pohybu podkladového materiáluThe collecting electrode 3 comprises an endless belt 31 of electrically conductive material, which is mounted in the spinning chamber 1 on a pair of tension shafts 32, 33. Holes 31 are formed in the belt 31. The endless belt 31 forms two parts between the tension shafts 32, 33 , which is in contact with the base material, and the return part. A vacuum chamber 34 is arranged between the guide and return portion of the endless belt 31 and the tension shafts 32, 33, the interior of which is coupled to a known vacuum source (not shown), the vacuum chamber 34 being located downstream of the belt guide 31. The electrode band 3 is connected to a high voltage source of the opposite polarity to the spinning electrode 3 or grounded in a known manner (not shown). At least one of the collecting electrode tensioning shafts 32, 33 is coupled to a not shown drive (not shown) as a drive (not shown). rotating in a direction corresponding to the direction of movement of the substrate 4, wherein the speed of rotation is controlled in some known manner according to the speed of movement of the substrate
4. Podkladový materiál 4 je veden po vodicí části nekonečného pásu 31.4. The backing material 4 is guided along the guide portion of the endless belt 31.
V průběhu zvlákňovacího procesu se podkladový materiál 4 pohybuje zvlákňovací komorou 1 mezi zvlákňovací elektrodou 2 a sběrnou elektrodou 3, přičemž je v kontaktu s povrchem vodicí větve nekonečného pásu 31 sběrné elektrody. Podtlakovou komorou 34 je otvory 311 v nekonečném pásu 31 nasáván vzduch nebo jiný plyn z prostoru zvlákňovací komory 1, čímž je podkladový materiál 4 udržován v kontaktu s povrchem vodicí větve nekonečného pásu 31 a v průběhu zvlákňovacího procesu jsou na něj ukládána nanovlákna. Přisávání vzduchu nebo jiného plynu z prostoru zvlákňovací komory 1 napomáhá i ukládání vytvářených nanovláken na podkladovým materiál 4. Vytvářená vrstva 41 nanovláken je odváděna společně s podkladovým materiálem dvojicí odtahových válců 61,62.During the spinning process, the backing material 4 moves through the spinning chamber 1 between the spinning electrode 2 and the collecting electrode 3, while in contact with the surface of the guide branch of the endless belt 31 of the collecting electrode. Through the vacuum chamber 34, air or other gas from the space of the spinning chamber 1 is sucked through holes 311 in the endless belt 31, whereby the base material 4 is kept in contact with the surface of the guide branch of endless belt 31 and nanofibres are deposited during it. The suction of air or other gas from the space of the spinning chamber 1 also helps to deposit the produced nanofibres on the substrate material 4. The formed nanofiber layer 41 is discharged together with the substrate material by a pair of draw-off rollers 61, 62.
V provedení podle obr. 2 je nekonečný pás 31 sběrné elektrody opatřen na vnější straně hroty 312. Provedení hrotů 312 a pásu 31 sběrné elektrody přitom může být různé podle technologických podmínek zvlákňování, podle druhu zvlákňované polymerní matrice, podle užití vyráběné nanovlákenné vrstvy a podobně. Hroty 312 jsou určeny zejména pro zlepšení transportu podkladového materiálu 4 tvořeného zejména jemnými rouny o nízké délkové soudržnosti při relativně velké tloušťce. Při průchodu podkladového materiálu 4 kolem sběrné elektrody 3 zasahují hroty 312 do podkladového materiálu 4, alespoň z části jím prostupují a následně zase z podkladového materiálu vystupují. Tím hroty 312 přesně určují rychlost pohybu podkladového materiálu 4, jeho polohu a napětí podkladového materiálu 4 mezi sběrnými elektrodami 3 jednotlivých za sebou uspořádaných zvlákňovacích jednotek.In the embodiment of FIG. 2, the collecting electrode endless belt 31 is provided on the outside of the tip 312. The design of the tip 312 and the collecting electrode belt 31 may vary depending on the spinning process conditions, the type of spinning polymer matrix, the nanofiber layer to be produced and the like. The prongs 312 are intended, in particular, to improve the transport of the backing material 4, consisting in particular of fine webs of low length cohesion at relatively high thickness. As the substrate 4 passes around the collecting electrode 3, the spikes 312 project into the substrate 4, at least partially penetrate it, and then exit the substrate again. Thus, the prongs 312 accurately determine the speed of movement of the substrate 4, its position and the tension of the substrate 4 between the collecting electrodes 3 of the individual spinning units arranged one after the other.
V provedení podle obr. 2 je pás 31 sběrné elektrody vytvořen z elektricky vodivého materiálu stejně jako hroty 312. Délka hrotů 312 přitom odpovídá tloušťce podkladového materiálu 4 nebo je menší. Vrcholy hrotů 312 zůstávají během průchodu zvlákňovacím prostorem uvnitř podkladového materiálu 4 nebo se nacházejí v oblasti jeho povrchu, na který se ukládají nanovlákna. PřiIn the embodiment of FIG. 2, the collecting electrode band 31 is formed of an electrically conductive material in the same manner as the spikes 312. The length of the spikes 312 here corresponds to or less than the thickness of the backing material 4. The tips of the spikes 312 remain during passage through the spinning space inside the substrate material 4 or are located in the area of its surface on which nanofibres are deposited. At
í RS3539CZ • · · • · · malé hustotě hrotů 312 uspořádaných v pásu 31 se elektrostatické pole mezi zvlákňovací elektrodou 2 a sběrnou elektrodou 3 vytváří mezi činnou částí zvlákňovací elektrody 2 a proti ní se nacházející částí pásu 31 sběrné elektrody, přičemž v místě hrotů 312 se elektrostatické pole vytváří mezi vrcholem hrotu 312 a činnou částí zvlákňovací elektrody 2. Na vrcholu elektricky vodivého hrotu 312 se koncentruje přiváděný náboj do bodového singulárního náboje, který přispívá vytváření nanovláken zejména v počáteční fázi zvlákňovacího procesu. Vytvářená nanovlákna se ukládají na povrch podkladového materiálu 4. Při velké hustotě hrotů 312 se elektrostatické pole vytváří mezi činnou částí zvlákňovací elektrody 2 a vrcholy hrotů 312 nacházejícími se v daném okamžiku proti této činné části zvlákňovací elektrody 2. U tohoto uspořádání vytváří vrcholy hrotů 312 mřížku singulárních nábojů. Vznikající nanovlákna se ukládají na povrch podkladového materiálu 4.With the low density of the spikes 312 arranged in the strip 31, the electrostatic field between the spinning electrode 2 and the collecting electrode 3 is formed between the active portion of the spinning electrode 2 and the opposing portion of the collecting electrode strip 31, The electrostatic field is formed between the apex of the tip 312 and the active portion of the spinning electrode 2. At the apex of the electrically conductive tip 312, the feed charge is concentrated to a point singular charge which contributes to the formation of nanofibres especially in the initial phase of the spinning process. The formed nanofibres are deposited on the surface of the base material 4. At a high density of spikes 312, an electrostatic field is formed between the active part of the spinning electrode 2 and the apexes of the spikes 312 located at this moment against this active part of the spinning electrode. singular charges. The resulting nanofibres are deposited on the surface of the base material 4.
V neznázorněném provedení je pás 31 sběrné elektrody vytvořen z elektricky nevodivého materiálu a v něm jsou uloženy hroty 312 z elektricky vodivého materiálu, jejichž rozměry jsou stejné jako u předcházejícího provedení. Hroty 312 jsou připojeny ke zdroji vysokého napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda 2 nebo uzemněny. Elektrostatické pole se vytváří mezi vrcholy hrotů 312 a činnou částí zvlákňovací elektrody 2 a vytvářená nanovlákna se ukládají na povrch podkladového materiálu 4.In an embodiment (not shown), the collecting electrode band 31 is formed of an electrically non-conductive material and accommodates prongs 312 of an electrically conductive material the dimensions of which are the same as in the previous embodiment. The prongs 312 are connected to a high voltage source of opposite polarity to the spinning electrode 2 or grounded. The electrostatic field is formed between the tips of the spikes 312 and the active part of the spinning electrode 2 and the formed nanofibres are deposited on the surface of the base material 4.
Ve výhodném provedení sběrné elektrody 3 tvořené nekonečným pásem 31 elektricky nevodivého materiálu s hroty 312 z elektricky vodivého materiálu jsou ke zdroji vysokého napětí připojeny pouze hroty, jejichž vrcholy se nacházejí proti zvlákňovací elektrodě 2. U tohoto provedení mohou být napínací hřídele 31, 32 nekonečného pásu 31 uloženy mimo zvlákňovací komoru 1. Také vratná část nekonečného pásu může procházet mimo zvlákňovací komoru 1..In a preferred embodiment of the collecting electrode 3 formed by an endless belt 31 of electrically non-conductive material with spikes 312 of electrically conductive material, only the spikes whose peaks are opposite the spinning electrode 2 are connected to the high voltage source. 31 are also located outside the spinning chamber 1. Also, the return portion of the endless belt may extend outside the spinning chamber 1. As shown in FIG.
V neznázorněném provedení je pás 31 sběrné elektrody z elektricky vodivého materiálu a v něm jsou upevněny hroty 312 z elektricky nevodivého materiálu. V případě instalace takové sběrné elektrody 3 do zvlákňovací jednotky zařízení podle vynálezu se elektrostatické pole vytváří mezi činnou částí zvlákňovací elektrody 2 a proti ní se nacházející částí pásu 312 sběrné elektrody, přičemž hroty 312 mají pouze funkci transportu a udržování polohy : .··.. RS3339CZ ··· ··· ··· ··· ·· ··· ·· ·· · podkladového materiálu 5 a mohou být delší než je tloušťka podkladového materiálu 4.In the embodiment (not shown), the collecting electrode band 31 is of an electrically conductive material and in which the spikes 312 of an electrically non-conductive material are mounted. When such a collecting electrode 3 is installed in the spinning unit of the device according to the invention, an electrostatic field is generated between the active portion of the spinning electrode 2 and the opposing portion of the collecting electrode strip 312, the prongs 312 having only the transport and positioning function:. RS3339C substrate material 5 and may be longer than the thickness of substrate material 4.
Všechna provedení nekonečného pásu 31 sběrné elektrody opatřeného hroty 312 mohou být opatřena otvory 311 v pásu 31, přičemž zadní straně pásu 5 je přiřazena podtlaková komora. Otvory 311 jsou vytvořeny mezi hroty 312 a slouží k přisávání podkladového materiálu 4 k pásu 31 sběrné elektrody.All embodiments of the endless belt 31 of the collecting electrode provided with the spikes 312 can be provided with holes 311 in the belt 31, with a vacuum chamber assigned to the back of the belt 5. The apertures 311 are formed between the prongs 312 and serve to suck the backing material 4 to the collecting electrode band 31.
• ·· · ·· ······ ·· · · ···· · · · : .··.. :::.: RS3539CZ ··· ··· ··· ·· · ·· ··· · · ·· ·• •·· ···············································································Pelect: RS3539CZ ·· · · ·· ·
Seznam vztahových značek zvlákňovací komora zvlákňovací elektrodaList of reference marks spinning chamber spinning electrode
311311
312312
32, 33 sběrná elektroda nekonečný pás otvory v pásu hroty napínací hřídele podtlaková komora podkladový materiál vrstva nanovláken32, 33 collecting electrode endless belt holes in the belt spikes tensioning shafts vacuum chamber base material nanofiber layer
51, 52 podávači válce51, 52 of the feed roller
61,62 odtahové válce61.62 exhaust cylinders
Claims (6)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070728A CZ2007728A3 (en) | 2007-10-18 | 2007-10-18 | Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices |
| TW097139314A TW200938666A (en) | 2007-10-18 | 2008-10-14 | Device for production of layer of nanofibres through electrostatic spinning of polymer matrices |
| PCT/CZ2008/000122 WO2009049563A2 (en) | 2007-10-18 | 2008-10-15 | Device for production of layer of nanofibres through electrostatic spinning of polymer matrices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070728A CZ2007728A3 (en) | 2007-10-18 | 2007-10-18 | Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2007728A3 true CZ2007728A3 (en) | 2009-04-29 |
Family
ID=40567832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20070728A CZ2007728A3 (en) | 2007-10-18 | 2007-10-18 | Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2007728A3 (en) |
| TW (1) | TW200938666A (en) |
| WO (1) | WO2009049563A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306923B6 (en) * | 2016-10-06 | 2017-09-13 | Nafigate Corporation, A.S. | A method of depositing a layer of polymeric nanofibres prepared by electrostatic spinning of a polymer solution or melt into electrically non-conductive materials, and a multilayer composite comprising at least one layer of polymeric nanofibres prepared this way |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2007727A3 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-29 | Nanopeutics S. R. O. | Collecting electrode of a device for producing nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices and device comprising such collecting electrode |
| US9065122B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-06-23 | Applied Materials, Inc. | Electrospinning for integrated separator for lithium-ion batteries |
| EP2458042A1 (en) | 2010-11-24 | 2012-05-30 | SpinPlant GmbH | Sheet material, method for producing the same and device for carrying out the method |
| WO2016038528A1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-03-17 | Fanavaran Nano- Meghyas Company (Ltd.) | Needleless electrospinning apparatus |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL132945A0 (en) * | 1999-06-07 | 2001-03-19 | Nicast Ltd | Filtering material and device and method of its manufacture |
| DE10105843A1 (en) * | 2001-01-16 | 2002-07-18 | Fleissner Gerold | Method and device for transporting a fleece between two rollers arranged at a distance from one another |
| CZ294274B6 (en) * | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Process for producing nanofibers from polymeric solution by electrostatic spinning and apparatus for making the same |
| JP4276962B2 (en) * | 2004-01-28 | 2009-06-10 | 日本バイリーン株式会社 | Method for producing laminated fiber assembly |
| US20090189319A1 (en) * | 2004-02-02 | 2009-07-30 | Kim Hak-Yong | Process of preparing continuous filament composed of nanofibers |
| US20060012084A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-19 | Armantrout Jack E | Electroblowing web formation process |
| US7887311B2 (en) * | 2004-09-09 | 2011-02-15 | The Research Foundation Of State University Of New York | Apparatus and method for electro-blowing or blowing-assisted electro-spinning technology |
| US8522520B2 (en) * | 2006-11-20 | 2013-09-03 | Stellenbosch University | Yarn and a process for manufacture thereof |
| CZ2007108A3 (en) * | 2007-02-12 | 2008-08-20 | Elmarco, S. R. O. | Method of and apparatus for producing a layer of nano particles or a layer of nano fibers from solutions or melts of polymers |
-
2007
- 2007-10-18 CZ CZ20070728A patent/CZ2007728A3/en unknown
-
2008
- 2008-10-14 TW TW097139314A patent/TW200938666A/en unknown
- 2008-10-15 WO PCT/CZ2008/000122 patent/WO2009049563A2/en active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306923B6 (en) * | 2016-10-06 | 2017-09-13 | Nafigate Corporation, A.S. | A method of depositing a layer of polymeric nanofibres prepared by electrostatic spinning of a polymer solution or melt into electrically non-conductive materials, and a multilayer composite comprising at least one layer of polymeric nanofibres prepared this way |
| WO2018064992A1 (en) | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Nafigate Corporation, A.S. | Method for depositing a layer of polymeric nanofibers prepared by electrostatic spinning of a polymer solution or melt on electrically nonconductive materials, and a multilayer composite thus prepared containing at least one layer of polymeric nanofibers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009049563A2 (en) | 2009-04-23 |
| WO2009049563A3 (en) | 2009-10-29 |
| TW200938666A (en) | 2009-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2007729A3 (en) | Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices and collecting electrode for such an apparatus | |
| JP5111525B2 (en) | Method and apparatus for producing nanoparticle layers or nanofiber layers from polymer solutions or melts | |
| CZ2007728A3 (en) | Apparatus for producing a layer of nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices | |
| Teo et al. | Electrospun fibre bundle made of aligned nanofibres over two fixed points | |
| CZ20032421A3 (en) | Process for producing nanofibers of polymer solution by electrostatic spinning and apparatus for making the same | |
| CZ2007727A3 (en) | Collecting electrode of a device for producing nanofibers by electrostatic spinning of polymer matrices and device comprising such collecting electrode | |
| JP5178927B1 (en) | Nano-fiber manufacturing equipment | |
| CZ2009525A3 (en) | Rotary spinning electrode | |
| Amariei et al. | Electrospinning polyaniline for sensors | |
| JP2013091869A (en) | Method of producing nanofiber laminate | |
| US6880366B2 (en) | Textile machine with at least one dust removal device | |
| JP6757641B2 (en) | Equipment for manufacturing sheet-shaped fiber deposits and method for manufacturing the fiber deposits | |
| CZ2010648A3 (en) | Device for producing nanofibers | |
| CZ309078B6 (en) | Device and method of producing nano- and / or microfibrous layers with increased thickness uniformity | |
| CZ2008529A3 (en) | Device to produce nanofiber layer by electrostatic spinning of polymeric matrix | |
| EP2325355B1 (en) | System for electrospinning fibres | |
| JP7074433B2 (en) | Fiber sheet manufacturing equipment and fiber sheet manufacturing method | |
| CN1789534B (en) | Method and device for the transport of nonwovens | |
| CN216006103U (en) | Electrostatic spinning device and collecting mechanism thereof | |
| JPH07161451A (en) | Earth electrode for corona discharge generating device | |
| CZ303024B6 (en) | Process for producing nanofibers by electrostatic spinning of polymeric solution and apparatus for making the same | |
| EP4225982B1 (en) | Method of spinning a polymer solution or melt using alternating electric voltage and a device for performing the method | |
| JP2012122147A (en) | Electrospinning apparatus and nanofiber production apparatus | |
| JP2007092257A (en) | Method for producing fiber aggregate and apparatus for producing the same | |
| CZ2009238A3 (en) | Process for producing nanofibers and spinning elements for making the same |