CZ2008217A3 - Zpusob a zarízení pro elektrostatické zvláknování polymerní matrice - Google Patents

Abstract

Pri zpusobu zvláknování kapalné matrice (51) v elektrostatickém poli vytvoreném rozdílem elektrického potenciálu mezi zvláknovací elektrodou a sbernou elektrodou (2), se kapalná matrice (51) dopravuje do elektrostatického pole zvláknovacími prvky (781, 782) zvláknovací elektrody, které se pohybují mezi svou nanášecí polohou, ve které se na ne nanáší kapalná matrice, a svou zvláknovací polohou, ve které se nanesená kapalná matrice (51) zvláknuje. Každý zvláknovací prvek (781, 782) zvláknovací elektrody se mezi svou nanášecí polohou a svou zvláknovací polohou prestavuje v obou smerech v rovine. Zarízení pro výrobu nanovláken zvláknováním kapalné matrice (51) v elektrostatickém poli mezi sbernou elektrodou (2) a zvláknovací elektrodou obsahuje zvláknovací prvky (781, 782) prestavitelné mezi jejich nanášecí polohou a jejich zvláknovací polohou, pricemž zvláknovací prvky (781, 782) zvláknovací elektrody jsou prestavitelné v obou smerech v rovine.

Description

Způsob a zařízení pro elektrostatické zvlákňování polymemí matrice

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zvlákňování polymemí matrice v elektrostatickém poli vytvořeném rozdílem elektrického potenciálu mezi zvlákňovacl elektrodou a sběrnou elektrodou, u kterého se polymemí matrice dopravuje do elektrostatického pole zvlákňovacími prvky zvlákňovacl elektrody, které se pohybují mezi svou nanášecí polohou, ve které se na ně nanáší polymemí matrice, a svou zvlákňovacl polohou, ve které se nanesená polymemí matrice zvlákňuje.

Dosavadní stav techniky

Ze stavu techniky jsou v současné době známy konstrukce zvlákňovacích elektrod obsahujících zvlákňovacl prvky tvořené tenkými podlouhlými tělesy, jako jsou dráty či struny, které dosahují při optimálních podmínkách vyššího měrného výkonu než jiné typy zvlákňovacích elektrod, a proto jsou pro většinu průmyslových aplikaci výhodnější,

Napřiklad z DE 101 36 255 A1 je známá zvlákňovacl elektroda, tvořená soustavou zvlákňovacích drátů uspořádaných rovnoběžně mezi dvěma navzájem rovnoběžnými nekonečnými pásy. Proti části zvlákňovacl elektrody vynášející polymemí roztok ze zásobníku je uspořádána sběrná elektroda tvořena elektricky vodivým obíhajícím pásem z drátěného pletiva nebo kovové fólie, který je připojen k jednomu pólu zdroje vysokého napětí. Díky kluznému kontaktu jsou všechny nebo jen vybrané zvlákňovacl dráty zvlákňovacl elektrody připojeny k opačnému pólu zdroje vysokého napětí, v důsledku čehož se mezi mini a sběrnou elektrodou vytváří elektrostatické pole sloužící ke zvlákňování polymemího roztoku vynášeného do elektrického pole na zvlákňovacích drátech. Toto uspořádáni však vykazuje poměrně závažné nevýhody, které omezují či dokonce vylučují jeho plnohodnotné využití v průmyslovém měřítku. Nejpodstatnější nevýhodou je vzájemné ovlivňování elektrických polí jednotlivých zvlákňovacích drátů, neboť všechny zvlákňovacl • · · * « · · · · · · • » • · • ·

PS3561CZ dráty mají stejnou polaritu a napětí. Kromě toho jsou na přechodech mezi zvíákňovacími dráty a nekonečnými pásy, stejně jako na okrajích elektricky vodivého pásu nebo fólie tvořící sběrnou elektrodu, vhodné podmínky pro vytvářeni koron, které pak způsobují poruchy homogenity elektrického pole, poruchy při vytváření vláken v takovém elektrickém poli a nerovnoměrnosti transportu vláken k podkladovému materiálu.

Vedle tohoto základního provedení popisuje dále DE 101 36 255 A1 možnost použít dvě zvlákňovací elektrody, jak jsou popsány výše, uspořádané proti sobě, a mezi nimi je v místě sběrné elektrody umístěna nebo vedena textilie. Na zvlákňovací elektrody je přivedeno napětí opačné polarity, čímž je mezi nimi vytvořeno elektrostatické zvlákňovací pole, a vytvářená nanovlákna se ukládají z každé strany na jednu plochu textilie, přičemž jsou v nich stále vázány opačné náboje. Ani toto řešeni však nemůže nijak odstranit výše popsané nevýhody. Navíc každá zvlákňovací elektroda s jinou polaritou při takovém uspořádání vyžaduje oddělený zásobník polymemího roztoku, čímž se zvyšují prostorové nároky na celé zařízeni. Také vytvoření homogenního elektrického pole je v tomto případě téměř vyloučeno, a podle současných zkušeností by popsané zařízení buď nepracovalo vůbec, nebo nepravidelně a jen velmi krátkou dobu.

Poměrně složitý prostorový pohyb zvlákňovacích prvků a způsob jejich uchycení k nosným nekonečným pásům navíc ve většině případů neumožňuje účinné a zároveň šetrné odstraňování zaschlé polymerní matrice z jejich povrchu, což způsobuje postupné snižování výkonu celého zařízení.

ZCZ PV 2006-545 je dále známá rotační zvlákňovací elektroda protáhlého tvaru obsahujici dvojici čel, mezi nimiž jsou uloženy drátem tvořené zvlákňovací členy rozdělené rovnoměrně po obvodu čel a rovnoběžné s osou rotace, přičemž čela jsou vytvořena z elektricky nevodivého materiálu a všechny zvlákňovací členy jsou navzájem elektricky vodivě spojeny. Taková konstrukce sice odstraňuje většinu nevýhod předešlého typu zvlákňovací elektrody, ale to pouze ve smyslu stability elektrostatického zvlákňovacího pole, nikoliv však vzhledem k možnosti odstraňováni zaschlé polymerní matrice z povrchu jednotlivých zvlákňovacích prvků.

• · · * • ··· · ·

PS3561CZ

Cílem vynálezu je navrhnout spolehlivé a konstrukčně jednoduché zařízeni a způsob pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním polymemlch matric, které využívá známých výhod zvlákňovacích elektrod, jejichž zvlákňovací prvky jsou tvořeny podlouhlými tělesy s relativně malým příčným rozměrem, a které navíc odstraňuje nevýhody stávajících zvlákňovacích elektrod, které vyplývají zejména ze složitého pohybu zvlákňovacích prvků v prostoru a způsobu jejich upevnění na nosných prvcích.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem zvlákňovánl polymemí matrice v elektrostatickém poli vytvořeném mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou, u kterého se polymemí matrice dopravuje do elektrostatického pole zvlákňovacími prvky zvlákňovací elektrody, které se pohybují mezi svou nanášeci polohou, ve které se na ně nanáší polymemí matrice, a svou zvlákňovací polohou, ve které se nanesená polymemí matrice zvlákňuje, přičemž jeho podstata spočívá v tom, že každý zvlákňovací prvek zvlákňovací elektrody se mezi svou nanášeci polohou a svou zvlákňovací polohou přestavuje v obou směrech v rovině. Při takovém prostorové jednoduchém pohybu zvlákňovacích prvků je snadno umožněn také jejich pomocný pohyb ve směru podélné osy, který může být, při použiti odpovídajících prvků, využít pro odstraňování zaschlé polymemí matrice z povrchu zvlákňovacích prvků, nebo pro jiné procedury jejich údržby a zvyšování životnosti.

Druh pohybu, který zvlákňovací prvky mezi svojí nanášeci a svojí zvlákňovací polohou vykonávají, je omezen v podstatě pouze typem použitého pohonu a způsobem, kterým je dosaženo setrvání zvlákňovacích prvků v jejich zvlákňovací a v jejich nanášeci poloze. U některých aplikací se tak zvlákňovací prvky přestavují např. vratně po vlastní trajektorii, Či cyklicky, přičemž cyklický pohyb zvlákňovacích prvků je z hlediska pohonu a případného převodového zařízení konstrukčně nejjednodušší.

Kromě toho se zvlákňovací prvky s výhodou pohybují v navzájem rovnoběžných rovinách, takže nemůže, ani při havarijním stavu zařízení, dojít k jejich vzájemné kolizi a poškození. Navíc lze v takovém případě pro všechny

PS3561CZ zvlákňovací prvky využít společný pohon, a případně i společné převodové zařízeni.

Vzhledem ktomu, že všechny zvlákňovací prvky mají stejný tvar a velikost, takže na jejich povrchu uplívá za stejný časový okamžik přibližně stejné množství polymemí matrice, jehož zvlákněnl trvá přibližně stejnou dobu, je dále výhodné, pokud se všechny zvlákňovací prvky přestavuji se stejnou periodou, neboť tak lze pro pohyb všech zvlákňovaclch prvků využít stejný pohon i převodové zařízeni. Při takovém uspořádání však probíhá proces elektrostatického zvlákňování pouze v přerušovaných intervalech.

Pro nepřerušovanou výrobu nanovláken s vyšší produktivitou je výhodné, pokud se alespoň některé zvlákňovací prvky přestavují s opačnou fázi, než ostatní, takže se vždy alespoň část zvlákňovaclch prvků nachází ve své zvlákňovací poloze, nebo do ní směřuje.

Vzhledem ktomu, že elektrická pole blízkých shodně nabitých zvlákňovaclch prvků se navzájem negativně ovlivňují, je výhodou, pokud se zvlákňovací prvky mezi svou zvlákňovací polohou a svou nanášecí polohou přestavují jednotlivě, přičemž ve zvlákňovací poloze se vždy nachází pouze jeden zvlákňovací prvek.

Pro zvýšení produktivity zařízení pro výrobu nanovláken je naopak výhodné, pokud se zvlákňovací prvky pohybují ve skupinách, kdy je negativní vliv elektrických poli zvlákňovaclch prvků v každé skupině převážen zvýšenou produktivitou způsobenou větším množstvím kapalné matrice vnesené do elektrostatického zvlákňovacího pole. Kromě toho lze vhodným řízením pohybu jednotlivých zvlákňovaclch prvků nebo skupin zvlákňovaclch prvků dosáhnout nepřerušované výroby nanovláken, a co nejmenšlho vzájemného ovlivňování elektrických polí jednotlivých zvlákňovaclch prvků či jejich skupin.

V závislosti na druhu použitého pohonu, případně i s ohledem na některé technologické požadavky, se zvlákňovací prvky mezi svou zvlákňovací polohou a svou nanášecí polohou přestavují bucf plynule nebo krokově, avšak jejich funkce tím není nijak ovlivněna.

4 • · ΐ ; .; ;«·· ·;

• · · · * ! .· ·· ♦· *

PS3561CZ

Nejjednodušším způsobem odstranění zaschlé polymemí matrice z povrchu jednotlivých zvlákňovacích prvků, který lze využít také například k dočasné náhradě jejich mechanicky poškozených částí, je využití pomocného pohybu zvlákňovacích prvků ve směru jejich podélné osy, kdy je zaschlá polymemí matrice z povrchu zvlákňovacích prvků strhávána k tomu určenými prostředky.

Tento pomocný pohyb zvlákňovacích prvků se v každém případě odehrává před příchodem zvlákňovacích prvků do jejich nanášecí polohy.

Cíle vynálezu je kromě toho dosaženo také zařízením pro výrobu nanovláken zvlákňováním polymemí matrice v elektrostatickém poli mezi sběrnou elektrodou a zvlákňovací elektrodou, která obsahuje zvlákňovací prvky přestavitelné mezi jejich nanášecí polohou a jejich zvlákňovací polohou, jehož podstata spočívá v tom, že zvlákňovací prvky zvlákňovací elektrody jsou v obou směrech přestavitelné v rovině.

Zvlákňovací prvky zvlákňovací elektrody jsou s výhodou upevněny na čelech pohyblivých v rovině, přičemž z hlediska odstraňování zaschlé polymemí matrice z jejich povrchu je dále výhodné, pokud jsou na čelech upevněny pohyblivě v podélném směru.

Jiným, z hlediska pohonu výhodnějším způsobem, jak dosáhnout požadovaného pohybu zvlákňovacích prvků je jejich upevnění na otočně pohyblivých nosných prvcích nebo vačkách.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady zařízení pro provádění způsobu pro elektrostatické zvlákňováni kapalné polymemí matrice podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém výkresu, kde značí obr. 1 průřez zvlákňovací komorou tohoto zařízení, obr. 2 jinou variantu upevnění zvlákňovacích prvků, obr. 3 průřez zvlákňovací komorou tohoto zařízeni s další variantou upevnění a pohybu zvlákňovacích prvků, obr. 4 průřez zvlákňovací komorou zařízení pro elektrostatické zvlákňováni kapalné matrice s jinou variantou upevněni a •

PS3561CZ pohybu zvlákňovacich prvků, a obr. 5 pohled na jednu zmožných variant upevnění většího množství zvlákňovacích prvků.

Příklady provedení vynálezu

Vynález a jeho podstata budou popsány na příkladech provedení zařízení pro elektrostatické zvlákňování polymerních matric, schematicky znázorněných na obr. 1 až obr. 5, na kterých nejsou pro zvýšeni jejich přehlednosti a srozumitelnosti znázorněny některé mechanické prvky a prostředky, které nemají na podstatu vynálezu vliv, a jejich konstrukce a vzájemné uspořádání jsou zcela zřejmé každému odborníkovi v oboru.

Zařízení pro elektrostatické zvlákňování znázorněné na obr. 1 obsahuje zvlákňovací komoru 1, v jejíž horní Části je uspořádána válcová sběrná elektroda 2 známá z CZ PV 2006-477, která zaručuje vytvoření rovnoměrného elektrostatického pole bez koron. Sběrná elektroda 2 je spojena s jedním pólem zdroje 3 vysokého napětí, který je umístěn mimo zvlákňovací komoru 1. V dalších neznázoméných příkladech provedení může být dle technických požadavků či prostorových možností využita jakákoliv jiná konstrukce sběrné elektrody 2, případné několik sběrných elektrod libovolného typu, či jejich kombinace, připojených ke stejnému pólu zdroje 3 vysokého napětí.

Pod sběrnou elektrodou 2 je prostřednictvím neznázoméných prostředků veden elektricky nevodivý podklad 4, kterým je ve znázorněném příkladu provedeni textilie. Typ podkladu 4, jeho pohyb a elektrická vodivost však závisí především na typu použité sbémé elektrody 2 a výrobní technologii, přičemž v dalších neznázoméných příkladech provedení lze jako podklad 4 využít také elektricky vodivé materiály, jako např. textilii s elektrostatickou povrchovou úpravou, kovovou fólii, apod. Při použiti některých zvláštních typů sběrných elektrod 2 se podklad 4 naopak nepoužívá vůbec a nanovlákna se ukládají přímo na povrchu sběrné elektrody 2.

Ve spodní části zvlákňovací komory 1 je uspořádán zásobník 5 polymerní matrice 51, tvořený ve znázorněném příkladu provedení otevřenou nádobou obdélníkového půdorysu. Kapalnou matricí 51 může být kterýkoliv

PS3561CZ elektrostaticky zvláknitelný roztok polymeru, stejně jako kterákoliv elektrostaticky zvláknitelná tavenina polymeru. Zásobník 5 je opatřen přívodem 510 a odvodem 511 polymerní matrice 51, případně i jinými neznázoměnými prostředky pro její nucenou cirkulaci a pro zabránění jejího tuhnutí. Umístěni odvodu 511 v jiné poloze než je znázorněno na obr. 1 může v dalších neznázorněných případech sloužit také například pro regulaci výšky hladiny polymerní matrice 51 v zásobníku 5.

V blízkosti každé z kratších stěn zásobníku 5 jsou vedle sebe uspořádána dvě čela 71,72 a 81,82, která zasahují do jeho vnitřního prostoru. Mezi každou dvojicí protilehlých čel 71, 81 a 72, 82 je vodorovně upevněn zvlákňovací prvek 781, respektive 782, který je ve znázorněném příkladu provedení tvořen napnutou elektricky vodivou strunou propojenou s opačným pólem zdroje 3 vysokého napětí než sběrná elektroda 2. Dvojice Čel 71. ®1 resp. 72, 82 je nezávisle na druhé dvojici spřažena s neznázoměnými prostředky, které fixují vzájemnou polohu a vzdálenost čel 71,81 a 72,82 dané dvojice, a současně umožňují, a v některých příkladech provedení také přenášejí na danou dvojici čel 71,81 a 72, 82, respektive na zvlákňovací prvky 781 a 782, vratný pohyb v rovině.

Zvlákňovací prvek 781 je na obr. 1 znázorněn ve své nanášecí poloze dané dolní úvrati jeho vratného pohybu, ve které je celý zvlákňovací prvek 781 ponořen pod hladinou polymerní matrice 51 v zásobníku 5, čímž se na něj polymerní matrice nanáší, a tento prvek se nijak nepodílí na procesu elektrostatického zvlákňování. Oproti tomu je zvlákňovací prvek 782 znázorněn ve zvlákňovací poloze, dané homi úvrati vratného pohybu, ve které je zvlákňovací prvek 782 nad hladinou polymerní matrice 51 ve vhodném postaveni vůči sběrné elektrodě 2, takže se mezi ním a sběrnou elektrodou 2 diky rozdílu jejich elektrických potenciálů vytváří elektrostatické zvlákňovací pole o vysoké intenzitě. Toto zvlákňovací pole pak silovým působením na polymerní matrici 51, která při předchozím setrvání zvlákňovacího prvku 782 v nanášecí poloze ulpěla na jeho povrchu, tuto matrici 51 přetváří prostřednictvím Taylorových kuželů na množství štěpících se proudů polymerní matrice 51 směřujících ke sběrné elektrodě 2. Tuhnutím těchto proudů vznikají • 4 4· * · « · · · 4· 4 • ♦ · · · · ·· • 4 444 4 4 4 4··· ’··* *PS3501ČZ ^: •4♦· • ·a ♦ ♦«· •«4 • «4 ta polymerní nanovlákna, která jsou při svém pohybu zachycována na podkladu 4, případně v neznázoměných příkladech provedení na k tomu určených sběrných elektrodách 2.

Po určitém časovém okamžiku, jehož délka závisí především na intenzitě odebírání polymerní matrice 51 z povrchu zvlákňovacího prvku 782, kdy je již celé množství matrice 51 z povrchu zvlákňovacího prvku nebo alespoň jeho podstatná část spotřebována a přetvořena na polymerní nanovlákna, je zviákňovací prvek 782 prostřednictvím neznázoměného pohonu přestavěn ze své zviákňovací polohy do své nanášecí polohy.

Současně s pohybem zvlákňovacího prvku 782 je zviákňovací prvek 781 přestavován naopak ze své nanášecí polohy do své zviákňovací polohy, kde se mezi ním a sběrnou elektrodou vytváří elektrostatické pole o vysoké intenzitě, které silovým působením přetváří polymerní matrici 51 uloženou na jeho povrchu na polymerní nanovlákna. Po zpracováni celého objemu matrice 51 na povrchu zvlákňovacího prvku 781, nebo alespoň jeho podstatné části, je zviákňovací prvek 781 opět přestaven ze své zviákňovací polohy do své nanášecí polohy, a zviákňovací prvek 782 naopak ze své nanášecí polohy do své zviákňovací polohy. Tento proces se opakuje po celou dobu provozu zařízení.

Vzhledem k tomu, že zviákňovací prvky 781 a 782 se pohybují výhradně v rovině, lze konstrukčně poměrně jednoduše dosáhnout toho, aby zviákňovací prvky 781 a/nebo 782 vykonávali pomocný pohyb ve směru své délky. Tento pomocný pohyb může být v kombinaci s dalšími prostředky využit například k cyklickému odstraňováni zaschlé polymerní matrice 51 z povrchu zvlákňovacích prvků 781 a 782, případně k dočasné náhradě mechanicky poškozené části zvlákňovacích prvků 781,782.

Délka setrvání každého zvlákňovacího prvku 781 nebo 782 ve zviákňovací poloze je s výhodou nastavitelná prostřednictvím neznázoměného řídícího zařízeni, např. PC, v závislosti na experimentálně zjištěné rychlosti odebírání daného typu polymerní matrice 51 při konkrétní hodnotě intenzity elektrostatického pole a množství polymeml matrice uplývajfcí na zvlákňovacích prvcích daného tvaru a rozměru. V jiných neznázoměných příkladech provedení •a ···· ι t · « a a « a • a · a ···« • ··»··» * +*«· ** ·· a · ·* ‘PS3561CZ · lze s použitím odpovídajících prostředků či zařízení sledovat aktuální množství matrice 51 na daném zvlákňovacím prvku, a délku jeho prodlevy v aktivní poloze tomuto přizpůsobovat.

Na obr. 2 je schematicky znázorněna dvojice čel 72,82 jiné konstrukce a s jiným způsobem uchyceni zvlákňovacího prvku 782, která na rozdíl od řešeni znázorněného na obr. 1, umožňuje pomocný pohyb zvlákňovacího prvku 782 v jeho podélném směru, který je využit zejména k odstraňováni zaschlé polymerní matrice 51 z povrchu zvlákňovacího prvku 782. Zvlákňovací prvek 782 ie tvořen strunou z elektricky vodivého materiálu, která prochází otvory 721 a 821 v čelech 72, 82, a na jejich odvrácené straně je upevněna, a její část navinuta na cívkách 720 a 820 otočně připojených k Čelům 72, 82. Každá z cívek 720 a 820 je dále propojena s neznázoměným pohonem umožňujícím převíjeni struny. Čela 72 a 82 jsou kromě toho v blízkosti otvorů 721 a 821 opatřena známými pevnými stíracími prostředky 7202 resp. 8202.

Dvojice čel 72, 8^ a zvlákňovací prvek 782 vykonávají stejný vratný pohyb v rovině jako v příklade provedení znázorněném na obr. 1. V případě aktuální potřeby, či vpředen nadefinovaných a nastavených intervalech, navine neznázoměný pohon na cívku 820 délku struny odpovídající délce zvlákňovacího prvku 782 mezi čely 72 a 82, přičemž je z povrchu zvlákňovacího prvku 782 stíracím prostředky 8202 mechanicky odstraněna zaschlá polymerní matrice 51. Současně je do prostoru mezi čely 72 a 82 přiveden z cívkv 720 iinv úsek struny, který bude pro následující interval procesu výroby nanovláken vynášet polymerní matrici 51 ze zásobníku 5, a spoluvytvářet elektrostatické zvlákňovací pole, ve kterém bude polymerní matrice 51 zvlákňována. Jakmile nastane potřeba dalšího odstraněni zaschlé matrice 51, část struny je znovu stejným způsobem převinuta z cívky 720 na cívku 820. V některých příkladech provedení, kdy je využita kratší délka struny, probíhá následující převíjení v opačném směru z cívky 820 na cívku 720. Účinnost mechanických stíracích prostředků 8202, respektive 7202 lze snadno v dalších neznázoměných příkladech provedeni zvýšit dalšími neznázoměnými prostředky, které mechanicky a/nebo chemicky odstraňují zaschlou polymerní matrici 51 z povrchu zvlákňovacího prvku 782.

• · · · ··· · «9 ···· · * · · · · ·« a · »·· · f i ««Η · ·«β • · · · · · ·4 j ** **PS35eiCZ· ·· ♦·

Na obr. 3 je schematicky znázorněno další provedeni zařízení pro výrobu nanovláken, které se od provedení na obr. 1 a obr. 2 liší způsobem upevnění zvlákňovacího prvku 781, a druhem vratného pohybu, který vykonává. Zvlákňovací prvek 781 je na svých koncích upevněn prostřednictvím neznázoměných čepů k ramenům 7810 a 7811 nosných prvků 710 a 810. Nosné prvky 710 a 810 se během provozu otáčí stejným směrem, v důsledku čehož se zvlákňovací prvek 781 pohybuje mezi svou nanášecí polohou a svou zvlákňovací polohou. Pohyb zvlákňovacího prvku 781 je v tomto případě cyklický, přičemž zvlákňovací prvek 781 opisuje dráhu danou tvarem nosných prvků 710 a 810. Přitom je známým způsobem dosaženo setrvávání zvlákňovacího prvku 781 v jeho zvlákňovací poloze a v jeho nanášecí poloze po nastavenou dobu.

Z provedení znázorněného na obr. 3 zřejmým způsobem vyplývá také možnost umístění dalšího neznázoměného zvlákňovacího prvku protilehle vůči zvlákňovacímu prvku 781, což má za následek zvýšení výkonnosti celého zařízení a snížení prostojů.

Toto provedení může být dále modifikováno změnou pohybu nosných prvku 710 a 810, který je v dalších příkladech provedení kombinací otáčivého pohybu v obou směrech, takže při pohybu zvlákňovacího prvku 781 z jeho zvlákňovací polohy do jeho nanášecí polohy se nosné prvky 710 a 810 otáčí například doprava, a při pohybu zvlákňovacího prvku 781 z jeho nanášecí polohy do jeho zvlákňovací polohy doleva. Zvlákňovací prvek 781 se přitom pohybuje vratně po vlastní trajektorií.

Nosné prvky 710 a 810 mohou mít v dalších neznázoměných příkladech provedení v podstatě libovolný tvar a velikost, případně může být každý z nich vytvarován jinak, avšak pro snížení mechanického namáhání zvlákňovacího prvku 781 a pohonu nosných prvků 710 a 810, je výhodné, pokud mají oba nosné prvky 710 a 810 stejný tvar i velikost.

Další příklad provedení znázorněný na obr. 4 se od výše uvedených liší způsobem zajištění pohybu zvlákňovacího prvku 781 v rovině, a druhem tohoto pohybu.

• * «* · · a · a · a «a • · · · a a a a • « *·* · a · «<h a **PS3561CZ*

Obě kratší stěny zásobníku 5 jsou na své vrchní části opatřeny vodícími otočnými válci 61 resp. 62, po kterých je veden zvlákňovací prvek 781 tvořený elektricky vodivou strunou, jehož délka přesahuje délku zásobníku 5. Zvlákňovací prvek 781 je na svých koncích upevněn na otočných vačkách 91 a 92, jejichž vzájemné natáčení zajišťuje napínání a povolování zvlákňovacího prvku 781, a umožňuje tak jeho pohyb mezi zvlákňovací polohou a nanášecí polohou. V blízkosti vaček 91 a 92 jsou dále otočně uspořádána lomená ramena 101 a 102 opatřená na svém volném konci otočnou vodící kladkou ΤΗ respektive 112. přičemž vodící kladky 111 a 112 jsou svými drážkami uloženy na zvlákňovacím prvku 781. Ramena 101 a 102 jsou propojena s neznázoměným pohonem, zatímco vačky 91 a 92 jsou opatřeny neznázoměnými zkrutnými pružinami.

Zvlákňovací prvek 781 je na obr. 4 znázorněn v napnutém stavu ve zvlákňovací poloze, kdy dochází ke zvlákňování kapalné matrice 51 uložené na jeho povrchu. Ve chvíli, kdy je nutno nanést na něj další dávku kapalné matrice, jsou ramena 101 a 102 neznázoměným pohonem uvedena do pohybu proti zvlákňovacímu prvku 781, což má, v kombinaci s odpovídajícím pohybem vaček 91 a 92 a jejich zkrutných pružin, za následek přesunutí zvlákňovacího prvku 781 do nanášecí polohy pod hladinu kapalné matrice 51 v zásobníku 5. Přesun zvlákňovacího prvku 781 z nanášecí polohy do zvlákňovací polohy se děje v podstatě analogickým způsobem, kdy jsou, po uvolnění ramen 101 a 102, vačky 91 a 92 zkrutných pružin přestaveny do své výchozí polohy, takže zvlákňovací prvek 781 je mezi nimi napnut a tím uveden do své zvlákňovací polohy.

Příklady zařizenl znázorněné na obr. 1 až obr. 4 jsou jen nejjednoduššími zařízeními vytvořeným dle principu tohoto vynálezu, a slouží kjeho vysvětlení a uvedení základních konstrukčních variant. V dalších neznázoměných příkladech provedení může být většina jejich prvků a součástí nahrazena konstrukčně odlišnými, případně i výhodnějšími prostředky, přičemž je však vždy podstatné, aby se zvlákňovací prvky pohybovaly mezi svou zvlákňovací polohou a svou nanášecí polohou v obou směrech v rovině, a v každé z těchto poloh setrvaly po dobu danou konkrétními technologickými v · v

« • · · · · · · * · t · « * · • · *·· φ · · ··*· ••PSSSCTCZ¹ požadavky. Jiné modifikace přinášející konkrétní výhody spočívají, kromě např. částečného zakrytí volné hladiny kapalné matrice 51 v zásobníku 5, zejména ve zvýšení počtu zvlákňovacích prvků 781, které má za následek zvýšení výkonnosti a průmyslové využitelnosti celého zařízení zvýšením množství kapalné matrice vnášené do elektrostatického zvlákňovacího pole.

Na obr. 5 je znázorněn příklad možného upevněni většího množství zvlákňovacích prvků 781, 782 na pohyblivém předním Čele 7120 a pohyblivém zadním čele 7210. Přední čelo 7120. na kterém jsou upevněny zvlákňovací prvky 781, je mezi místy jejích upevnění opatřeno příčnými drážkami 7122, kterými jsou vedeny zvlákňovací prvky 782 upevněné na zadním čele 7210. Délka příčných drážek 7122 je větší než délka dráhy zvlákňovacích prvků 782 mezi jejich nanášecí polohou a zvlákňovací polohou, takže pohyb zadního čela 7210 a na něm upevněných zvlákňovacích prvků 782 mezi jejich aktivní polohou a pasivní polohou je nezávislý na pohybu předního čela 7120. U znázorněného příkladu provedení je dále využito speciální konstrukce zásobníku polymemí matrice 51, kdy je otevřená nádoba použitá v příkladech provedení znázorněných na obr. 1 až obr. 4 nahrazena soustavou menších zásobníku 512 s podstatně menší volnou hladinou polymemí matrice 51, čímž je omezeno její tuhnuti, a výrazně sníženo působení elektricky nabyté polymemí matrice 51 na elektrostatické zvlákňovací pole. Provedeni znázorněné na obr. 5 však nepředstavuje jediné možné konstrukční uspořádání předního čela 7120 a zadního čela 7210. s upevněnými zvlákňovacími prvky 781, 782, neboť tato čela 7120 a 7210 mohou být v dalších neznázoměných příkladech provedení nahrazeny konstrukčně odlišnými, avšak funkčně srovnatelnými prvky zajišťujícími pohyb zvlákňovacích prvků 781 a 782 dle podstaty vynálezu.

Další výhodnou variantou zařízení podle vynálezu je například upevnění každého zvlákňovacího prvku 781, 782 na samostatně pohyblivém nosném prvku, přičemž možnost individuálního pohybu každého zvlákňovacího prvku 781, 782, a jeho řízení dle aktuálních požadavků, lze s výhodou využít například pro výrobu strukturovaných vrstev nanovláken.

u to «

*· •· •« •· « · • · · · • · · · · ··· · » »·«·· *’PS3*5triCZ‘

Další modifikace, výše popisovaných zařízení, které však nemají v podstatě žádný vliv na jejich funkci a podstatu, spočívají zejména ve změně uspořádáni podkladu 4 a jeho pohybu vůči zvlákňovacím prvkům 781 a 782, neboť podklad 4 může být veden kolmo k nim, rovnoběžně s nimi nebo s nimi může svírat libovolný úhel. Také uspořádáni sběrné elektrody 2 není omezeno pouze na znázorněná provedení a je libovolné, stejně jako její typ, případně počet použitých sběrných elektrod 2.

Způsob upevnění zvlákňovaclch prvků 781 a 782 a jejich poměrně jednoduchý pohyb, který se u všech výše uvedených příkladů provedení odehrává v jedné rovině, umožňuje kromě hlavního pohybu zvlákňovacich prvků 781 a 782 mezi jejich nanášecí polohou a zvlákňovací polohou také pomocný pohyb zvlákňovaclch prvků 781, 782 ve směru jejich podélné osy. Tento pomocný pohyb může být kromě odstraňováni zaschlé matrice 51 z jejich povrchu využit také například k náhradě mechanický poškozených úseků zvlákňovaclch prvků 781,782 a tím k prodloužení intervalů jejich výměny.

Jiné modifikace popisovaných příkladů provedení spočívají dále zejména ve tvaru a uspořádáni prvků nesoucích zvlákňovací prvky 781, 782, avšak jednotlivé varianty vychází především z prostorových možnosti ve zvlákňovací komoře 1, a jejich odlišné konstrukční provedení nemá žádný vliv na podstatu vynálezu.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) v elektrostatickém poli mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou (2), u kterého se kapalná matrice (51) dopravuje do elektrostatického pole zvlákňovacími prvky (781, 782) zvlákňovací elektrody, které se pohybují mezi svou nanášecí polohou, ve které se na ně nanáší kapalná matrice (51), a svou zvlákňovací polohou, ve které se nanesená kapalná matrice (51) zvlákňuje, vyznačující se tím, že každý zvlákňovací prvek (781, 782) zvlákňovací elektrody se mezi svou nanášecí polohou a svou zvlákňovací polohou přestavuje v obou směrech v rovině.
2. 2. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle nároku 1, vyznačující se tim, že zvlákňovací prvky (781,782) se přestavují vratně.
3. 3. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle nároku 1, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781,782) se přestavuji cyklicky.
4. 4. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) se přestavují v navzájem rovnoběžných rovinách.
5. 5. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že všechny zvlákňovací prvky (781,782) se přestavují se stejnou periodou.
6. 6. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň některé zvlákňovací prvky (781,782) se přestavují s opačnou fází.
7. 7. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) se přestavují jednotlivě.
8. 8. Způsob zvlákňování kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781,782) se přestavují ve skupinách.

   4 4 f · *·» «Ου» • « 4 · · · · · 4 4 *« « 4 4 4 4 4 4 ·»««·«· · ..· ·

   4 4 · · · · 4 4 ο » •4 4« 44 4 44 *4

   PS3561CZ
9. 9. Způsob zvlákňováni kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) se přestavují plynule.
10. 10. Způsob zvlákňováni kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) se přestavují krokově.
11. 11. Způsob zvlákňováni kapalné matrice (51) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) vykonávají pomocný pohyb ve směru své podélné osy.
12. 12. Způsob zvlákňováni kapalné matrice (51) podle nároku 11, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) vykonávají pomocný pohyb před dosažením své nanášecí polohy.
13. 13. Zařízení pro výrobu nanovláken zvlákňováním kapalné matrice (51) v elektrostatickém poli mezí sběrnou elektrodou (2) a zvlákňovací elektrodou, která obsahuje zvlákňovací prvky (781, 782) přestavitelně mezi jejich nanášecí polohou a jejich zvlákňovací polohou, vyznačující se tím, že zvlákňovací pivky (781,782) zvlákňovací elektrody jsou v obou směrech přestavitelně v rovině.
14. 14. Zařízení pro výrobu nanovláken zvlákňováním kapalné matrice (51) podle nároku 13, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) zvlákňovací elektrody jsou upevněny na čelech (71, 72, 81, 82, 7120, 7210), která jsou vratně pohyblivá v rovině.
15. 15. Zařízení pro výrobu nanovláken zvlákňováním kapalné matrice (51) podle nároku 14, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) zvlákňovací elektrody jsou na čelech (71, 72, 81, 82, 7120, 7210) upevněny pohyblivě v podélném směru.
16. 16. Zařizení pro výrobu nanovláken zvlákňováním kapalné matrice (51) podle nároku 13, vyznačující se tím, Že zvlákňovací prvky (781, 782) zvlákňovací elektrody jsou upevněny na otočně pohyblivých nosných prvcich (710,810).

    t t * e • · ·· • * · · · • »0 · • · J ·

    PS3561CZ
17. 17. Zařízeni pro výrobu nanovláken zvlákňováním kapalné matrice (51) podle nároku 13, vyznačující se tím, že zvlákňovací prvky (781, 782) zvlákňovací elektrody jsou upevněny na otočně pohyblivých vačkách (91,92).