CZ2012834A3 - Zpusob a zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru - Google Patents
Zpusob a zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2012834A3 CZ2012834A3 CZ20120834A CZ2012834A CZ2012834A3 CZ 2012834 A3 CZ2012834 A3 CZ 2012834A3 CZ 20120834 A CZ20120834 A CZ 20120834A CZ 2012834 A CZ2012834 A CZ 2012834A CZ 2012834 A3 CZ2012834 A3 CZ 2012834A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- electrode
- spinning
- nanofibers
- counter electrodes
- counter
- Prior art date
Links
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 131
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 236
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 7
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 claims description 3
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
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
- D01D5/0069—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
-
- 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
- D01D5/0092—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Zpusob výroby nanovláken (5) elektrostatickým zvláknováním probíhá mezi zvláknovací elektrodou (31) a protielektrodou (32), které jsou tvoreny vzájemne rovnobeznými délkove protáhlými telesy. Zvláknuje se z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na zvláknovací elektrode (31) a vytvárená nanovlákna (5) jsou pusobením elektrického pole unásena k protielektrode (32). Zvláknuje se z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na zvláknovací elektrode (31) vuci alespon jedné dvojici protielektrod (32), které jsou vzhledem ke zvláknovací elektrode (31) usporádány ve stejné vzdálenosti a úhel mezi rovinami prolozenými zvláknovací elektrodou (31) a obema protielektrodami (32) príslusné dvojice protielektrod (32) je v intervalu 40.degree. az 180.degree.. Proudy nanovláken (5) smerující kazdé z protielektrod (32) se pred dopadem na príslusnou protielektrodu (32) vychylují pusobením prídavné síly smerující napríc proudu nanovláken (5) a touto prídavnou silou jsou unásena ke sbernému místu (4) nanovláken (5). Do prostoru mezi zvláknovací elektrodu (31) a kazdou z dvojice protielektrod (32) jsou vyústeny vzduchové trysky (33) rozprostírající se rovnobezne se zvláknovací elektrodou (31) a príslusnou protielektrodou (32) po celé jejich délce. Smer vyústení vzduchovým trysek (33) protíná spojnici zvláknovací elektrody (31) a príslusné protielektrody (32) príslusné dvojice protielektrod (32) a smeruje ke sbernému místu (4) nanovláken (5).
Description
Způsob a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli tvořeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou a protielektrodou, které jsou tvořeny vzájemně rovnoběžnými délkově protáhlými tělesy, přičemž se zvlaknuje z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na zvlákňovací elektrodě a 10 vytvářená nanovlákna jsou působením elektrického pole unášena k protielektrodě.
Dále se vynález týká zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatický zvlákňováním polymeru v elektrostatickém poli o vysoké intenzitě vytvořeném mezi zvlákňovací elektrodou a protielektrodou, které jsou tvořeny rovnoběžnými 15 protáhlými tělesy, na jejichž povrchu je opakovaně nebo průběžně vytvářena vrstva roztoku nebo taveniny polymeru.
Dosavadní stav techniky
U známých elektrostatických zvlákňovacích zařízení se vytvářená 2Q nanovlákna ukládají do vrstvy nanovláken na podklad uspořádaný mezi zvlákňovací a sběrnou elektrodou, mezi nimiž je vytvořeno elektrostatické pole o vysoké intenzitě pro zvlákňování. V některých případech je požadováno, aby místo ukládání nanovláken bylo mimo prostor mezi těmito elektrodami, což je řešeno různým způsobem.
25 ZEP 1673493 je znám způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi otáčející se nabitou elektrodou a protielektrodou, ve kterém je polymerní roztok pro zvlákňování přiváděn do elektrického pole pro zvlákňování pomocí povrchu otáčející se nabité elektrody, která je částí svého povrchu
3Q ponořená do polymerního roztoku, přičemž vytvářená nanovlákna jsou působením elektrického pole unášena z otáčející se nabité elektrody
PV2012-834·
23.11.2012 ·
PS3852CZ_1 '
7.1.2013 k protielektrodě a poté jsou nanovlákna ukládána na prostředek pro ukládání nanovláken. Protielektroda může být tvořena deskou, tyčí, nebo soustavou rovnoběžných tyčí. Nanovlákna jsou vytvářena z povrchu válcové nebo čtyřboké hranolovité nebo víceboké hranolovité nabité elektrody, přičemž 5 protielektroda je umístěna proti volné části obvodu nabité elektrody a vzduch mezi nabitou elektrodou a protielektrodou je odsáván. V jednom zmožných provedení vynálezu jsou nanovlákna odsáváním vzduchu vychýlena z jejich směru směrem k protielektrodě a vedena k prostředku pro ukládání nanovláken, který je uspořádán mimo prostor mezi elektrodami a je propustný pro vzduch.
Vzhledem k tomu, že k vychylování nanovláken z dráhy mezi zvlákňovací elektrodou a protielektrodou se odsává vzduch z celého prostoru zvlákňovací komory, je tento způsob ukládání nanovláken mimo prostor mezi elektrodami energeticky velmi náročný.
JP2005264374 popisuje zařízení pro výrobu vláken podobných bavlně 15 elektrostatickým zvlákňováním polymerního roztoku, u něhož zvlákňováni probíhá ve zvlákňovací komoře mezi zvlákňovací tryskou a protielektrodou, ktere jsou uspořádány horizontálně, přičemž proud vláken je vychylován proudem vzduchu procházejícím napříč zvlákňovací komorou, přičemž vzduch je do komory přiváděn nahoře a odsáván dole přes podkladový materiál, na 20 který se vyrobená vlákna ukládají. Toto zařízení se jeví energeticky stejně náročné jako výše popisovaný způsob.
ZWO 2010/055693 je znám způsob výroby nanovláken, u něhož se nanovlákna vytvářejí prostředkem pro elektrostatické sprejování, který je tvořen zvlákňovací tryskou připojenou k jednomu pólu zdroje vysokého napětí a 25 sběrnou elektrodou připojenou k opačnému pólu zdroje vysokého napětí, pncemž kolmo k ústí trysky je přiváděn proud vzduchu směřující k ploše sběrné elektrody, který strhává roztok polymeru z ústí trysky k ploše sběrné elektrody a napomáhá vytváření nanovláken, která se ukládají na plochu sběrné elektrody.
Problémem u tohoto způsobu je zejména ucpávání zvlákňovací trysky a 30 z toho plynoucí krátkodobý provoz zařízení a nerovnoměrnost nanášené vrstvy nanovláken v důsledku sprejování úzkým proudem vzduchu.
PV 2012-834 ·
23.11.2012 ' V * · * S » 9»··®
PS3852CZ1 7.1.2013 « 3 j
WO 2012/066929 popisuje zařízení pro výrobu nanovláken, které je vytvořeno tak, že zvlákňovací tryska je vytvořena pro zvlákňování polymemího materiálu mezi otvorem zvlákňovací trysky a proti němu uspořádanou kovovou koulí, které jsou připojeny ke zdroji vysokého napětí, a mezi nimi je vytvořeno 5 elektrostatické pole o vysoké intenzitě, takže na hladině polymemího materiálu vycházejícího ze zvlákňovací trysky se vytvářejí nanovlákna, která jsou elektrostatickým polem unášena ke kovové kouli. Do prostoru mezi zvlákňovací trysku a kovovou kouli je vyústěna vysokorychlostní vzduchová tryska, jejíž proud vzduchu směřuje kolmo přes dráhu nanovláken mezi zvlákňovací tryskou 1Q a kovovou koulí. Proud vzduchu rozptyluje nanovlákna směrem ke sběracímu zařízení, jehož sběrný povrch je uzemněn a slouží ke shromažďování a sbírání nanovláken. V řadě vedle sebe je uspořádáno množství jednotek tvořených zvlákňovací tryskou, kovovou koulí a vysokorychlostní vzduchovou tryskou.
Nevýhodou tohoto zařízení je nízká produktivita bodového zvlákňování, 15 obtížné seřizování množství zvlákňovacích jednotek, aby každou žních vytvářená nanovlákna měla stejné parametry a vlastnosti, a zejména faktická nemožnost dosažení plošné homogenity výsledné vrstvy nanovláken.
EP 2173930 popisuje způsob zvlákňování kapalné polymerní matrice v elektrostatickém poli mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou a proti ní 20 uspořádanou sběrnou elektrodou, přičemž jedna z elektrod je připojena k jednomu pólu zdroje vysokého napětí a druhá elektroda je připojena k opačnému pólu zdroje vysokého napětí nebo uzemněna, při němž se zvlákňovaná kapalná polymerní matrice nachází v elektrostatickém poli na aktivní zvlákňovací zóně struny zvlákňovacího prostředku zvlákňovací 25 elektrody. Aktivní zvlákňovací zóna struny má v průběhu zvlákňování stálou polohu vůči sběrné elektrodě a kapalná matrice se na aktivní zvlákňovací zónu struny dopravuje buď nanášením na aktivní zvlákňovací zónu struny, nebo pohybem struny ve směru její délky. Tento způsob zvlákňování se osvědčil s nanášením polymeru na stacionární aktivní zónu struny, přičemž výsledná 30 struktura, kvalita a homogenita vytvářené vrstvy nanovláken předčí výše uvedené způsoby a zařízení. Zvlákňování probíhá ve zvlákňovací komoře, v níž je uspořádáno několik zvlákňovacích elektrod tvořených strunami a proti každé z nich je sběrná elektroda tvořená tyčí nebo drátem nebo je sběrná elektroda
PV 2012-834 '
23.11.2012 '
PS3852CZ_1 >
7.1.2013 tvořena deskou společnou pro všechny zvlákňovací elektrody. V rozsáhlém prostoru zvlákňovací komory je třeba neustále udržovat potřebnou pracovní atmosféru, to znamená odsávat vzduch obsahující rozpouštědla a přivádět čistý, aby koncentrace rozpouštědel nepřesáhla stanovenou hodnotu. Vzduch 5 odsátý z pracovní komory musí být následně vyčištěn od rozpouštědel a pak může být buď vypuštěn do okolní atmosféry, nebo použit znovu. Vzhledem k množství vzduchu je i tento způsob energeticky dosti náročný.
Jsou známé i další způsoby a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém 1Q poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou které jsou tvořeny protáhlými tělesy rozprostírajícími se napříč zvlákňovací komorou a vzájemně rovnoběžnými, přičemž zvlákňovaný polymer se při zvlákňování nachází na povrchu těchto těles situovaném v době zvlákňování proti sběrné elektrodě nebo se zvlákňuje z volné hladiny polymeru 15 vystupujícího ze štěrbiny protáhlého tělesa tvořícího zvlákňovací elektrodu.
Vytvářená nanovlákna jsou unášena od zvlákňovací elektrody ke sběrné elektrodě, před níž se ukládají na podkladový materiál.
Způsob zvlákňování podle EP 1673493, EP 2173930 i další způsoby, u nichž je polymer při zvlákňování na povrchu protáhlého tělesa tvořícího 20 zvlákňovací elektrodu se osvědčily jak produktivitou, tak opakovaně dosažitelnou stejnou kvalitou nanovláken a rovnoměrností vrstvy nanovláken. Produktivita, tedy množství vyrobených nanovláken za jednotku času je však fyzikálně omezena a na stávajících elektrostatických zvlákňovacích zařízeních ji v podstatě nelze zvyšovat.
Cílem vynálezu je navrhnout způsob elektrostatického zvlákňování a zařízení kjeho provádění zachovávající všechny výhody současných špičkových elektrostatických zvlákňovacích způsobů a zařízení, který by zvyšoval produktivitu výroby nanovláken a snižoval energetickou a ekologickou náročnost.
PV 2012-834
23.11.2012*
PS3852CZ1
7.1.2013 ’
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo způsobem výroby nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, jehož podstata spočívá v tom, že se zvlákňuje z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na 5( zvlákňovaci elektrodě vůči alespoň jedné dvojici protielektrod, které jsou vzhledem ke zvlákňovaci elektrodě uspořádány ve stejné vzdálenosti a úhel mezi rovinami proloženými zvlákňovaci elektrodou a oběma protielektrodami příslušné dvojice protielektrod je v intervalu 40° až 180°, pjičemž proudy nanovláken směřující každé z protielektrod se před dopadem na příslušnou 10 protielektrodu vychylují působením přídavné síly směřující napříč proudu nanovláken a touto přídavnou silou jsou unášena ke sběrnému místu nanovláken.
Dvojice protielektrod zajišťuje z jedné zvlákňovaci elektrody zvlákňování ve dvou směrech výše popsaným způsobem, a tím zvyšuje ve srovnání se 1^ stavem techniky produktivitu. Dochází k lepšímu využití roztoku nebo taveniny zpracovávaného polymeru. Pokud má zvlákňovaci elektroda kruhový průřez, zvlákňuje se až z poloviny jejího povrchu.
U provedení, u něhož se hladina roztoku nebo taveniny polymeru vytváří na celém obvodu zvlákňovaci elektrody, lze z jedné zvlákňovaci elektrody 2Ó zvlákňovat vůči dvěma dvojicím protielektrod. Tím se ještě více zvýší produktivita a dosáhne se rovnoměrnějšího spotřebovávání roztoku nebo taveniny polymeru.
Pro snížení energetické náročnosti je výhodné, když se zvlákňuje v pomocné zvlákňovaci komoře, která je uložena v hlavní zvlákňovaci komoře, 25 obklopuje zvlákňovaci elektrodu a protielektrody po celé jejich délce a je otevřená směrem ke sběrnému místu nanovláken uspořádanému v hlavní zvlákňovaci komoře. Omezením zvlákňovacího prostoru pomocnou zvlákňovaci komorou se zmenší prostor, v němž je třeba udržovat kvalitní pracovní atmosféru pro zvlákňování a nároky na kvalitu pracovní atmosféry v hlavní 30 zvlákňovaci komoře již nejsou tak vysoké.
Přitom je výhodné, vyvolává-li se přídavná síla působením alespoň jednoho proudů vzduchu vstupujících podél celé délky zvlákňovaci elektrody do > 4 f i t
PS3852CZ_1·
7.1.2013 *
PV 2012-834 *
23.11.2012’ • 6 prostoru mezi zvlákňovací elektrodou a příslušnou protielektrodou příslušné dvojice protielektrod a směřujících napříč prostorem mezi zvlákňovací elektrodou a příslušnou protielektrodou ke sběrnému místu nanovláken. Oba vzduchové proudy se po vychýlení proudů nanovláken spojují.
Přídavnou sílu lze dále vyvolávat působením elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou uspořádanou ve sběrném místě nanovláken a/nebo působením podtlaku ve sběrném místě nanovláken. Přídavné síly zajišťují dokonalý transport nanovláken z prostoru mezi zvlákňovací elektrodou a příslušnými protielektrodami ke směrnému místu 1Ó nanovláken a zabraňují jejich rozptylu zejména v prostoru hlavní zvlákňovací komory.
Ve sběrném místě nanovláken se nanovlákna buď ukládají do vrstvy na podkladový materiál, nebo ukládací prostředek, jímž jsou transportována mimo ; prostor hlavní zvlákňovací komory, nebo se odsávají do zásobníku nanovláken.
1$ Pf0 zajištění požadavků na výrobu různě upravovaných nanovláken, nanovláken obsahujících různé příměsi a/nebo nanovláken s různými vlastnostmi povrchu obsahují proudy vzduchu alespoň jedno modifikační činidlo ulpívající na povrchu nanovláken a/nebo reagující s materiálem nanovláken případně s částicemi, které jsou v materiálu nanovláken a/nebo na jejich 20 povrchu obsaženy, přičemž modifikační činidlo se volí ze skupiny obsahující alespoň antimikrobiální a/nebo antibakteriální činidla, například stříbro, T1O2, oxidy, soli, nebo činidla s hydrofilizačním nebo hydrofobizačním účinkem, například silikonové nebo chlorové skupiny.
Pro dosažení dalších vlastností nanovláken lze do pomocné zvlákňovací 25 komory přivádět doplňkové plynné médium.
Podstata zařízení podle vynálezu spočívá vtom, že zvlákňovací elektrodě je přiřazena alespoň jedna dvojice protielektrodě, které jsou vzhledem ke zvlákňovací elektrodě uspořádány ve stejné vzdálenosti a úhel mezi rovinami proloženými zvlákňovací elektrodou a každou z protielektrod příslušné 30 dvojice leží v intervalu od 40° do 180°, přičemž do prostoru mezi zvlákňovací elektrodu a každou z dvojice protielektrodě jsou vyústěny vzduchové trysky rozprostírající se rovnoběžně se zvlákňovací elektrodou a příslušnou
PS3852CZ_1
7.1.2013
PV 2012-834' 23.11.2012 ' 7 protielektrodou po celé jejich délce a směr vyústění vzduchových trysek protíná spojnici zvlákňovací elektrody a příslušné protielektrody příslušné dvojice protielektrod a směřuje ke sběrnému místu nanovláken. Zařízení podle vynálezu zajišťuje při zachování kvality nanovláken zvýšení produktivity a lepší 5 využití zvlákňovaného polymeru, neboť se zvlákňuje zvětší části hladiny polymeru na zvlákňovací elektrodě.
Pro snížení energetické náročnosti jsou zvlákňovací elektroda sjí přiřazenou alespoň jednou dvojicí protielektrod po celé své délce obklopeny pomocnou zvlákňovací komorou, která je uložena v hlavní zvlákňovací komoře 10 a otevřena směrem ke sběrnému místu nanovláken uspořádanému v hlavní zvlákňovací komoře.
Další výhody a význaky vyplývají ze zbývajících závislých nároků na zařízení.
Objasnění výkresů
Příklady provedení vynálezu jsou schematicky znázorněny na přiložených výkresech, kde značí obr. 1 řez hlavní zvlákňovací komorou zařízení v příkladném provedení pro zvlákňování směrem vzhůru, obr. 2 řez pomocnou zvlákňovací komorou a sběrným místem nanovláken obsahujícím 20 sběrnou elektrodu pro zvlákňování směrem dolů, obr. 3 řez pomocnou zvlákňovací komorou a sběrnými místy pro zvlákňování směrem nahoru i dolů obsahujícími koronové elektrody, obr. 4a řez příkladným provedením zařízení s jednou dvojicí protielektrod, u něhož úhel mezi rovinami proloženými zvlákňovací elektrodou a oběma protielektrodami příslušné dvojice protielektrod 25 je 180°, obr. 4b pohled zleva na provedení podle obr. 4a, obr. 5 uspořádání pomocné zvlákňovací komory, jíž je přiřazeno odsávací a sběrné zařízení nanovláken.
Příklady uskutečnění vynálezu
V příkladném provedení znázorněném na Obr. 1 obsahuje zařízení pro výrobu nanovláken hlavní zvlákňovací komoru 1, do níž je známým způsobem
PV 2012-834
23.11.2012 '
PS3852CZ1
7.1.2013 přiváděn podkladový materiál 2, například textilie nebo papír, sloužící k ukládání vrstvy nanovláken, který je z hlavní zvlákňovací komory £ známým způsobem odtahován, přičemž je ve zvlákňovací komoře 1 udržován v napnutém stavu. V hlavní zvlákňovací komoře 1 jsou v příkladu provedení 5 znázorněném na Obr. 1 uspořádány tři zvlákňovací jednotky, z nichž každá obsahuje pomocnou zvlákňovací komoru 3 tvořenou délkově protáhlým tělesem, rozprostírajícím se po celé šířce hlavní zvlákňovací komory 1, a sběrným místem 4 nanovláken 5, které je ve znázorněném provedení tvořeno sběrnou elektrodu 4£, která je tvořena délkově protáhlým tělesem, 10 rozprostírajícím se po celé šířce zvlákňovací komory £ a je ve směru od pomocné zvlákňovací komory 3 uspořádána za podkladovým materiálem 2. Pomocná zvlákňovací komora 3 je otevřena ve směru ke sběrné elektrodě 41
V dolní části pomocné zvlákňovací komory 3 je po celé její délce uspořádána zvlákňovací elektroda 31 tvořená délkově protáhlým tělesem, která 15 je rovnoběžná se sběrnou elektrodou 4£. Rovnoběžně sní a ve stejné vzdálenosti od ní jsou v horní části pomocné zvlákňovací komory 3 po celé její délce uspořádány dvě protielektrody 32, které jsou rovněž tvořeny délkově protáhlými tělesy a jsou uspořádány mimo spojnici zvlákňovací elektrody 31 a sběrné elektrody 4£. Úhel mezi rovinami proloženými zvlákňovací elektrodou 3£ 2Q a příslušnými protielektrodami 32 je 40Íž 180°, a výhodou 60½ 180° Zvlákňovací elektroda 3£ je připojena k jednomu pólu zdroje vysokého napětí a protielektrody 32 jsou připojeny k opačnému pólu zdroje vysokého napětí nebo uzemněny, čímž je mezi zvlákňovací elektrodou 31 a každou z protielektrod 32 vytvořeno elektrostatické pole o vysoké intenzitě, které je na výkresech 25 znázorněno čerchovanými čarami. Rovněž sběrná elektroda 41 je u tohoto provedení připojena k opačnému pólu zdroje vysokého napětí než zvlákňovací elektroda 3£, takže mezi nimi vzniká elektrostatické pole, jeho intenzita je však nižší, což je způsobeno vzdáleností mezi elektrodami, která je větší, než vzdálenost mezi zvlákňovací elektrodou 31 a protielektrodami 32, přestože 30 rozdíl napětí mezi zvlákňovací elektrodou 31 a sběrnou elektrodou 4£ je větší, než je rozdíl napětí mezi zvlákňovací elektrodou 31 a každou z protielektrod 32. Do prostoru pomocné zvlákňovací komory 3 jsou vyústěny vzduchové trysky 33, které se rozprostírají po celé délce pomocné zvlákňovací komory 3 a
PS3852CZ_1 «
7.1.2013 '
PV 2012-83423.11.2012' směřují přes spojnice zvlákňovací elektrody 31 a příslušné protielektrody 32 do prostoru mezi protielektrodami 32 a jimi vytvářené proudy vzduchu směřují po vzájemném spojení do otvoru pomocné zvlákňovací komory 3 a ke sběrné elektrodě 41.
Na zvlákňovací elektrodě 31 se některým ze známých způsobů průběžně nebo opakovaně vytváří hladina roztoku nebo taveniny polymeru, z níž se ve směru k příslušné protielektrodě 32 polymer zvlákňuje. Zvlákňovací elektroda 31 může být vytvořena libovolným známým způsobem podle stavu techniky. V současné době se však jeví nejvhodnější zvlákňovací elektroda strunová 1Q podle EP 2173930, na kterou se opakovaně nanáší roztok polymeru nanášecím zařízením pohybujícím se rovnoběžně se strunou podél její aktivní zvlákňovací zóny.
Protielektrody 32 mohou být rovněž vytvořeny libovolným známým způsobem známým ze stavu techniky, například deskou nebo tyčí nebo 15 skupinou tyčí nebo strunou nebo skupinou strun, přičemž nejvhodnější se jeví tyčová nebo strunová protielektroda. V případě použití strunových protielektrod mohou být tyto spřažený s prostředky pro jejich převíjení a/nebo čištění za účelem případného odstranění nanovláken 5, která se nepodařilo vychýlit působením přídavné síly směrem ke sběrnému místu 4 nanovláken 5, v tomto 20 případě ke sběrné elektrodě 41.
Sběrná elektroda 41 může být rovněž tvořena alespoň jednou libovolnou sběrnou elektrodou známou ze stavu techniky, přičemž v současné době se jeví nejvhodnější sběrná elektroda tyčová nebo válcová, která je v kontaktu s podkladovým materiálem 2 nebo koronová sběrná elektroda uspořádaná 25* mimo kontakt s podkladovým materiálem 2.
Podkladový materiál 2 může být u všech provedení nahrazen známým nekonečným pásem uspořádaným ve sběrném místě 4 nanovláken 5 a tvořícím zároveň sběrnou elektrodu 41, jak je znázorněno na Obr. 5. Nekonečnému pásu je přiřazena sběrná nádoba 6 nanovláken 5 nebo nanovlákenné vrstvy 51 30‘ a blíže neznázorněné prostředky pro snímání nanovláken 5 nebo nanovlákenné vrstvy 51 z nekonečného pásu.
PS3852CZ1 ·
7.1.2013»
PV 2012-834 23.11.2012.
• 10
Vzduchové trysky 33 jsou tvořeny například plochými tryskami rozprostírajícími se po celé délce pomocné zvlákňovací komory 3. Nebo mohou být tvořeny soustavou trysek uspořádaných po celé délce pomocné zvlákňovací komory 3 nebo jiným vhodným způsobem schopným po celé délce pomocné 5 zvlákňovací komory 3 vytvářet vhodný v podstatě plochý proud vzduchu směřující přes spojnici zvlákňovací elektrody 31 a příslušné proti elektrody 32 do prostoru mezi protielektrodami 32.
Při zvlákňování se na zvlákňovací elektrodě 31 průběžně nebo opakovaně vytváří hladina roztoku nebo taveniny polymeru. Na zvlákňovací IQ' elektrodu 31 se přivádí napětí Ui a na protielektrody 32 napětí U^. Rozdíl těchto napětí, jejichž polarita bývá obvykle opačná nebo je jedna z elektrod uzemněna, vytváří mezi zvlákňovací elektrodou 31 a protielektrodami 32 elektrostatické pole o vysoké intenzitě, jehož působením se z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na zvlákňovací elektrodě 31 začínají vytvářet nanovlákna 5, která jsou 15 působením elektrostatického pole unášena k příslušné protielektrodě 32, přičemž vytvářejí v podstatě rovnoměrný proud nanovláken 5 po celé délce zvlákňovací elektrody 31 a příslušné protielektrody 32.
Na proud nanovláken 5 mezi zvlákňovací elektrodou 31 a příslušnou protielektrodou 32 se působí přídavnou silou vytvářenou proudem vzduchu 2Q z příslušné vzduchové trysky 33, jímž jsou nanovlákna 5 před dopadem na protielektrodu 32 vychylována z původního směru do směru ke sběrné elektrodě 41, načež se oba proudy vzduchu spojí a nanovlákna 5 se před sběrnou elektrodou 41 ukládají na podkladový materiál 2 nebo ukládací prostředek. Pohybu nanovláken 5 směrem ke sběrné elektrodě 41 napomáhá 2Q pomocné elektrostatické pole vytvořené mezi sběrnou elektrodou 41 a zvlákňovací elektrodou TI po přivedení napětí U3 na sběrnou elektrodu 41. Pomocné elektrostatické pole má však vzhledem k velké vzdálenosti mezi sběrnou elektrodou 41 a zvlákňovací elektrodou 31 menší intenzitu než elektrostatická pole vytvořená mezi zvlákňovací elektrodou 31 a 30 protielektrodami 32, takže do zvlákňovacího procesu vytváření nanovláken na hladině roztoku nebo taveniny polymeru na zvlákňovací elektrodě 31 pomocné elektrostatické pole nezasahuje, ale napomáhá unášení nanovláken 5 ve směru
P V 2012-834
23.11.2012·
PS3852CZ_17.1.2013 I . 11 ke sběrné elektrodě 41 po jejich vychýlení proudem vzduchu a zvyšuje tak přídavnou sílu tímto proudem vzduchu vytvářenou.
Předpokládá se, že intenzitu pomocného elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou 31 a sběrnou elektrodou 41 lze nastavit tak, že v místě před dopadem proudů nanovláken 5 na protielektrody 32 je pomocné elektrostatické pole schopno působit na nanovlákna 5 přídavnou silou směrem ke sběrné elektrodě 41 a alespoň některá z nanovláken 5 vychýlit směrem ke sběrné elektrodě 41. Pro stabilitu procesu se však jeví jednodušší a/nebo výhodnější využít pomocné elektrostatické pole k podpoře přídavné síly 10 vytvářené prouděním vzduchu, jak bylo popsáno výše.
Vzhledem k tomu, že zvlákňování probíhá v pomocné zvlákňovací komoře 3, v níž je uložena jak zvlákňovací elektroda 31, tak protielektrody 32, jsou nároky na udržování potřebné pracovní atmosféry pro zvlákňování omezeny na vnitřní prostor pomocné zvlákňovací komory 3, zatímco v prostoru 15 hlavní zvlákňovací komory 1. nejsou již nároky na pracovní atmosféru tak přísné, neboť tímto prostorem jsou nanovlákna 5 pouze transportována proudem vzduchu z pomocné zvlákňovací komory 3 a ukládána na podkladovém materiálu 2. Vzduch unášející nanovlákna 5 z pomocné zvlákňovací komory 3 sice obsahuje množství rozpouštědel blížící se maximální 20 možné hodnotě, ale tento vzduch se rozptyluje do většího prostoru hlavní zvlákňovací komory 1, čímž se koncentrace rozpouštědel ve vzduchu sníží a vzduch v hlavní zvlákňovací komoře 1 lze měnit pomaleji a v menším množství, což snižuje energetické nároky na tuto výměnu i na celkový proces zvlákňování. Přitom vzduch hlavní zvlákňovací komorou 1^ proudí známým způsobem 25 vstupním otvorem 1_1 ze strany od výstupu podkladového materiálu 2 s uloženou vrstvou 51. nanovláken ke straně hlavní zvlákňovací komory 1 se vstupem podkladového materiálu 2, přičemž může být odváděn jak z prostoru pod podkladovým materiálem 2, tak z prostoru nad podkladovým materiálem 2, například výstupním otvorem 12. Vstupní otvor 11 a výstupní otvor 12 jsou 3Q tvořeny například štěrbinou po celé šířce hlavní zvlákňovací komory 1 nebo soustavou otvorů po šířce hlavní zvlákňovací komory 1. Odváděný vzduch je známým způsobem čištěn a následně buď vypouštěn do okolní atmosféry, nebo vracen zpět do stroje.
PV 2012-834 '
23.11.2012 ‘
PS3852CZ_1
7.1.2013
M2 ·
Do vzduchu přiváděného do pomocné zvlákňovací komory 3 lze přidávat vhodné modifikační činidlo ulpívající na povrchu nanovláken 5 nebo reagující s materiálem nanovláken 5 popřípadě s částicemi, které jsou v materiálu nanovláken 5 obsaženy. Modifikačními činidly mohou být činidla ze skupiny 5 antimikrobiálních a/nebo antibakteriálních činidel, například stříbro, TiO2, oxidy, soli, nebo činidla s hydrofilizačnim nebo hydrofobizačním účinkem, například silikonové nebo chlorové skupiny, čímž se na povrchu nanovláken 5 vytvoří hydrofilní nebo hydrofobní vrstva, takže vytvořená vrstva nanovláken bude mít hydrofilní nebo hydrofobní účinky. Přitom je možno v pomocné zvlákňovací 10 komoře 3 přidávat z každé vzduchové trysky jiné modifikační činidlo a toto provádět ve všech pomocných zvlákňovacích komorách 3 stejně nebo v každé pomocné zvlákňovací komoře 3. nanášet jiné modifikační činidlo podle požadavků na konečné vlastnosti nanovlákenného materiálu. Modifikační činidla mohou být přiváděna v plynné, kapalné nebo pevné formě, přičemž jsou 15 do příslušného proudu vzduchu rozptylována vhodným známým způsobem.
Pomocná zvlákňovací komora 3 může být opatřena pomocnými tryskami 34 libovolného doplňkového plynného média do pracovní atmosféry pomocné zvlákňovací komory 3, jak je znázorněno na ©br. 5, přičemž doplňkovým plynným médiem může být další vzduch, buď čistý nebo obsahující modifikační 2Q činidla, nebo CO2 nebo jiný z technologického hlediska potřebný nebo vhodný plyn, například inertní plyn, přičemž může být upravována i teplota přiváděného doplňkového plynného média. Například při přivádění stlačeného plynu do pomocné zvlákňovací komory 3 bude při jeho rozpínání docházet k ochlazování pracovní atmosféry, a tím ke změně krystalické struktury nanovláken 5.
Ve výše popsaném provedení zvlákňovací jednotky znázorněném na Obr. 1 je pomocná zvlákňovací komora 3 otevřena směrem nahoru, sběrná elektroda 41. je uspořádána nad otvorem pomocné zvlákňovací komory 3 a nad zvlákňovací elektrodou 31 a zvlákňování probíhá směrem nahoru.
Na Obr. 2 je znázorněno příkladné provedení zvlákňovací jednotky, u 30 něhož je pomocná zvlákňovací komora 3 otevřená směrem dolů, zvlákňovací elektroda 31 je uložena v horní části pomocné zvlákňovací komory 3 pod jejím horním dnem, sběrná elektroda 41 je uspořádána dole proti otvoru pomocné
PV 2012-834 ”
23.11.2012
PS3852CZ1
7.1.2013 ·
zvlákňovací komory 3 a zvlákňováni probíhá opačným směrem, než u provedení podle Obr. 1.
Příkladné provedení podle Obr. 3 představuje integraci provedení podle Qbr. 1 a 2. Pomocná zvlákňovací komora 3 je otevřena směrem nahoru i 5 směrem dolů, přičemž oba otvory jsou uspořádány proti sobě. Uprostřed pomocné pracovní komory 3 je uspořádána zvlákňovací elektroda 31 tvořená ve znázorněném provedení strunou, která je vybavena známým zařízením na nanášení tekutého polymeru na celý její obvod. Kolem zvlákňovací elektrody 31 jsou do kříže uspořádány čtyři protielektrody 32, mezi každou z nichž a 1(j protilehlou hladinou polymeru na zvlákňovací elektrodě 31 se vytvoří elektrostatické pole o vysoké intenzitě a začne probíhat zvlákňováni. Vznikající nanovlákna 5 jsou unášena k příslušné protielektrodě 32 a před dopadem na ni vychylována proudy vzduchu, které vycházejí ze vzduchových trysek 33, které jsou uloženy na stěně pomocné zvlákňovací komory 3 po celé její délce. 15 V horní části pomocné zvlákňovací komory 3 jsou nanovlákna vychylována směrem k hornímu otvoru pomocné zvlákňovací komory 3, jímž procházejí a jsou ukládána na podkladový materiál 2. Sběrné místo 4 nanovláken 5 je u tohoto provedení tvořeno koronovou elektrodou 42, která vytváří proud elektronů, který směřuje ke zvlákňovací elektrodě 31 a ukládá se na 20 podkladovém materiálu 2, který pak působí jako sběrná elektroda. Podkladový materiál 2 je u tohoto provedení mimo kontakt s koronovou elektrodou 42. Dolní část zařízení pracuje stejně jako výše uvedená horní část.
U příkladného provedení podle Obr. 4a, 4b je zvlákňovací elektrodě 31 přiřazena jedna dvojice protielektrod 32. Úhel mezi rovinami proloženými 25 zvlákňovací elektrodou 31 a oběma protielektrodami 32 je 180°. I u tohoto provedení směřují vzduchové trysky 33 šikmo proti sobě a proudy vzduchu z nich vycházející se spojují a unášejí nanovlákna 5 směrem ke sběrnému místu 4 nanovláken 5. I u tohoto provedení je výhodné, jsou-li zvlákňovací elektroda 31 i dvojice protielektrod 32 obklopeny po celé své délce pomocnou 30 zvlákňovací komorou 3, která je uložena v hlavní zvlákňovací komoře 1 a otevřena směrem ke sběrnému místu 4 nanovláken 5. Pomocná zvlákňovací komora není na Obr. 4a, 4b znázorněna.
PV 2012-834“
23.11.2012PS3852CZ_1 “
7.1.2013 * ' 14 U příkladného provedení podle Qbr. 5 je sběrné místo 4 nanovláken 5 tvořeno odsávacím a sběrným zařízením 43 nanovláken 5, které je spřaženo se zdrojem podtlaku. Jinak je zařízení ekvivalentní provedení podle 0br. 1.
Odborníkovi v oboru je zřejmé, že všechna popsaná provedení lze 5 natáčet na obě strany až o 90°, tedy až se ze zvlák ňování ve svislém směru nahoru nebo dolů stane zvlákňování ve směru horizontálním - nalevo či napravo.
Stejně tak je zřejmé, že protielektrody 32 mohou být uspořádány přestavitelné vůči zvlákňovací elektrodě 31, a to jak z hlediska vzdálenosti od IQ zvlákňovací elektrody 31, tak z hlediska úhlu mezi rovinami proloženými zvlákňovací elektrodou 31 a oběma protielektrodami 32 příslušné dvojice protielektrod 32. Nastavitelný je také směr vyústění vzduchových trysek 33.
Odborníkovi je rovněž zřejmé, že zvlákňovací elektroda může být tvořena soustavou známých zvlákňovacích trysek.
PV 2012-834’
23.11.2012*
PS3852GZ_1 7.1.2013 * * 15 *
Seznam vztahových značek hlavní zvlákňovaci komora vstupní otvor vzduchu
5, 12 výstupní otvor vzduchu podkladový materiál pomocná zvlákňovaci komora zvlákňovaci elektroda protielektroda
1Q 33 vzduchová tryska pomocná tryska sběrné místo nanovláken sběrná elektroda koronová elektroda
43 odsávací a sběrné zařízení nanovláken nanovlákna sběrná nádoba
Ui napětí na zvlákňovaci elektrodě
U2 napětí na protielektrodách
20. U3 napětí na sběrné elektrodě
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku 5 nebo taveniny polymeru v elektrickém poli o vysoké intenzitě tvořeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou (31) a protielektrodou (32), které jsou tvořeny vzájemně rovnoběžnými délkově protáhlými tělesy, přičemž se zvlákňuje z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na zvlákňovací elektrodě (31) a vytvářená nanovlákna (5) jsou působením elektrického pole unášena 1Ó k protielektrodě (32), vyznačující se tím, že se zvlákňuje z hladiny roztoku nebo taveniny polymeru na zvlákňovací elektrodě (31) vůči dvojici protielektrod, které jsou vzhledem ke zvlákňovací elektrodě (31) uspořádány ve stejné vzdálenosti a úhel mezi rovinami proloženými zvlákňovací elektrodou (31) a oběma protielektrodami (32) příslušné dvojice protielektrod (32) je v rozsahu od 15 40° do 180°, p řičemž proudy nanovláken (5) směřující ke každé z dvojice protielektrod (32) se před dopadem na příslušnou protielektrodu (32) vychylují působením přídavné síly směřující napříč proudu nanovláken (5) a touto přídavnou silou jsou nanovlákna unášena ke sběrnému místu (4) nanovláken (5).20 2- Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zvlákňuje vůči dvěma dvojicím protielektrod (32).3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se zvlákňuje v pomocné zvlákňovací komoře (3), která je uložena v hlavní zvlákňovací komoře (1), obklopuje zvlákňovací elektrodu (31) a protielektrody (32) po celé 25 jejich délce a je otevřená směrem ke sběrnému místu (4) nanovláken (5) uspořádanému v hlavní zvlákňovací komoře (1).4. Způsob podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že přídavná síla se vyvolává působením proudů vzduchu vstupujících podél celé délky zvlákňovací elektrody (31) do prostoru mezi zvlákňovací elektrodou (31) a příslušnou 30 protielektrodou (32) příslušné dvojice protielektrod (32) a směřujících napříč prostorem mezi zvlákňovací elektrodou (31) a příslušnou protielektrodou (32) ke sběrnému místu (4) nanovláken (5).’ PS3852CZ_2 7.8.2013 PV 2012-83423.11.2012 . 175. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že přídavná síla se vyvolává působením elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou (31) a sběrnou elektrodou (41) uspořádanou ve sběrném místě (4) nanovláken (5).6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že přídavná síla 5 se vyvolává působením podtlaku ve sběrném místě (4) nanovláken (5).7. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nanovlákna (5) se ukládají na podkladový materiál (2) nebo ukládací prostředek uspořádaný před sběrným místem (4) nanovláken (5), které je tvořeno sběrnou elektrodou (41) nebo kořenovou elektrodou (42) připojenou 10 k vysokému napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda (31).8. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že nanovlákna (5) se ve sběrném místě (4) odsávají sběrným zařízením (43) nanovláken (5).9. Způsob podle nároku 4 a libovolného z následujících, vyznačující se 15 tím, že proudy vzduchu obsahují alespoň jedno modifikační činidlo ulpívající na povrchu nanovláken (5) a/nebo reagující s materiálem nanovláken (5) případně s částicemi, které jsou v materiálu nanovláken (5) a/nebo na jejich povrchu obsaženy, přičemž modifikační činidlo je voleno ze skupiny obsahující alespoň antimikrobiální a/nebo antibakteriální činidla, s výhodou stříbro, TiO2, oxidy, soli, 20 nebo činidla s hydrofilizačním nebo hydrofobizačním účinkem, například silikonové nebo chlorové skupiny.10. Způsob podle nároku 3 a libovolného z následujících, vyznačující se tím, že do pomocné zvlákňovací komory (3) se přivádí doplňkové plynné médium.26 11- Zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrostatickém poli o vysoké intenzitě vytvořeném mezi zvlákňovací elektrodou (31) a protielektrodou (32), které jsou tvořeny rovnoběžnými protáhlými tělesy, na jejichž povrchu je opakovaně nebo průběžně vytvářena vrstva roztoku nebo taveniny polymeru vyznačující se tím, 3Q ze zvlákňovací elektrodě (31) je přiřazena alespoň jedna dvojice protielektrodPV 2012-834 23.11.20124PS3852CZ_27.8.2013 (32), které jsou vzhledem ke zvlákňovací elektrodě (31) uspořádány ve stejné vzdálenosti a úhel mezi rovinami proloženými zvlákňovací elektrodou (31) a každou z protielektrod (32) příslušné dvojice protielektrod (32) je v intervalu od 40° do 180° přičemž do prostoru mezi zvlákňovací elektrodu (31) a každou 5 z dvojice protielektrod (32) jsou vyústěny vzduchové trysky (33) rozprostírající se rovnoběžně se zvlákňovací elektrodou (31) a příslušnou protielektrodou (32) po celé jejich délce a směr vyústění vzduchových trysek (33) protíná spojnici zvlákňovací elektrody (31) a příslušné protielektrody (32) příslušné dvojice protielektrod (32) a směřuje ke sběrnému místu (4) nanovláken (5).10 12· Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektrodě (31) jsou přiřazeny dvě dvojice protielektrod (32).13. Zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektroda (31) sjí přiřazenou alespoň jednou dvojicí protielektrod (32) jsou po celé své délce obklopeny pomocnou zvlákňovací komorou (33), 15 která je uložena v hlavní zvlákňovací komoře (1) a otevřena směrem ke sběrnému místu (4) nanovláken (5) uspořádanému v hlavní zvlákňovací komoře d)·14. Zařízení podle nároku 11 až 13, vyznačující se tím, že protielektrody (32) jsou uloženy přestavitelně vůči zvlákňovací elektrodě (31).
- 2Q 15. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 14, vyznačující se tím, že vzduchové trysky (33) jsou uspořádány přestavitelně vzhledem ke zvlákňovací elektrodě (31) a příslušné protíelektrodě (32) příslušné dvojice protielektrod (32).16. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 15, vyznačující se tím, že 25 směr vyústění vzduchových trysek (33) je nastavitelný.17. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že sběrné místo (4) nanovláken (5) je tvořeno odsávacím a sběrným zařízením (43) nanovláken (5).18. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že30 sběrné místo je tvořeno sběrnou elektrodou (41) připojenou ke zdroji vysokéhoPV 2012-83423.11.2012 ·PS3852CZ_2
- 7.8.2013 ' napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda (31), přičemž před sběrnou elektrodou (32) je ve směru od zvlákňovací elektrody (31) uspořádán podkladový materiál (2) nebo ukládací prostředek pro nanovlákna (5).19. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že 5 sběrné místo (4) je tvořeno koronovou elektrodou (42) připojenou ke zdroji vysokého napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda (31), přičemž před koronovou elektrodou (32) je ve směru od zvlákňovací elektrody (31) uspořádán mimo kontakt s koronovou elektrodou (42) podkladový materiál (2) nebo ukládací prostředek pro nanovlákna (5).
- 10 20. Zařízení podle libovolného z nároků 13 až 19, vyznačující se tím, že v pomocné zvlákňovací komoře (3) je uspořádána alespoň jedna pomocná tryska (34) pro přivádění doplňkového plynu.21. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 20, vyznačující se tím, že sběrně místo (4) nanovláken (5) je uspořádáno nad zvlákňovací elektrodou (31) 1á a příslušnou dvojicí protielektrod (32) a vytvářená nanovlákna (5) jsou ke sběrnému místu (4) nanovláken (5) unášena směrem vzhůru.22. Zařízení podle libovolného z nároků 11 až 21, vyznačující se tím, že sběrně místo (4) nanovláken (5) je uspořádáno pod zvlákňovací elektrodou (31) a příslušnou dvojicí protielektrod (32) a vytvářená nanovlákna (5) jsou ke 20 sběrnému místu (4) nanovláken (5) unášena směrem dolů.23. Zařízení podle nároku 21 nebo 22, vyznačující se tím, že je pootočeno o úhel až 90°libovolným sm^ěrem.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120834A CZ2012834A3 (cs) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Zpusob a zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru |
| PCT/CZ2013/000147 WO2014079400A1 (en) | 2012-11-23 | 2013-11-11 | Method and device for production of nanofibers by electrostatic spinning of polymer solution or melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120834A CZ2012834A3 (cs) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Zpusob a zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ304124B6 CZ304124B6 (cs) | 2013-11-06 |
| CZ2012834A3 true CZ2012834A3 (cs) | 2013-11-06 |
Family
ID=49510628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20120834A CZ2012834A3 (cs) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Zpusob a zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2012834A3 (cs) |
| WO (1) | WO2014079400A1 (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2014418A3 (cs) * | 2014-06-18 | 2016-04-27 | Technická univerzita v Liberci | Způsob pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, a zařízení k jeho provádění |
| CZ2014674A3 (cs) | 2014-09-30 | 2016-04-13 | Nafigate Cosmetics, A.S. | Způsob aplikace kosmetického přípravku obsahujícího alespoň jednu aktivní látku na pokožku, a prostředek pro tento způsob aplikace kosmetického přípravku |
| CN104562444B (zh) * | 2014-12-29 | 2017-02-22 | 东华大学 | 一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜及其制备方法 |
| CZ2015382A3 (cs) * | 2015-06-05 | 2017-01-18 | Technická univerzita v Liberci | Lineární vlákenný útvar s pláštěm z polymerních nanovláken obalujícím nosný lineární útvar tvořící jádro, způsob a zařízení k jeho výrobě |
| EP3551789A4 (en) * | 2016-12-12 | 2020-06-10 | Nanopareil, LLC | DIES AND DIE NETWORKS FOR ELECTROSPINKING AND ELECTROSPINKING MACHINES |
| CN116446107A (zh) * | 2022-01-10 | 2023-07-18 | 北京化工大学 | 一种多级中空钛酸盐基纺丝纤维薄膜材料及其制备方法和应用 |
| CN115976660A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-18 | 佛山轻子精密测控技术有限公司 | 一种静电纺丝系统 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL193390A (cs) * | 1953-12-24 | |||
| US4904174A (en) * | 1988-09-15 | 1990-02-27 | Peter Moosmayer | Apparatus for electrically charging meltblown webs (B-001) |
| CZ294274B6 (cs) | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu |
| JP4312090B2 (ja) * | 2004-03-18 | 2009-08-12 | 日本バイリーン株式会社 | 静電紡糸法による繊維集合体の製造方法及び繊維集合体製造装置 |
| US7585451B2 (en) * | 2004-12-27 | 2009-09-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electroblowing web formation process |
| US8808608B2 (en) * | 2004-12-27 | 2014-08-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | Electroblowing web formation process |
| CZ304668B6 (cs) * | 2006-04-12 | 2014-08-27 | Elmarco S.R.O. | Zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoků nebo tavenin polymerů |
| CZ300345B6 (cs) | 2007-07-17 | 2009-04-22 | Elmarco, S. R. O. | Zpusob zvláknování kapalné matrice, zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním kapalné matrice a zvláknovací elektroda pro takové zarízení |
| CZ2007653A3 (cs) * | 2007-09-19 | 2009-04-01 | Výzkumný ústav textilních stroju Liberec, a. s. | Zpusob a zarízení k výrobe lineárního nanovlákenného útvaru |
| CZ2007729A3 (cs) * | 2007-10-18 | 2009-04-29 | Elmarco S. R. O. | Zarízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric a sberná elektroda pro takové zarízení |
| JP2010121221A (ja) | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Fyuuensu:Kk | ナノファイバー構造体およびその製造方法 |
| JP5473144B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2014-04-16 | 勝 田丸 | ナノファイバー製造方法 |
-
2012
- 2012-11-23 CZ CZ20120834A patent/CZ2012834A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-11-11 WO PCT/CZ2013/000147 patent/WO2014079400A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ304124B6 (cs) | 2013-11-06 |
| WO2014079400A1 (en) | 2014-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2012834A3 (cs) | Zpusob a zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru | |
| Varesano et al. | Multi‐jet nozzle electrospinning on textile substrates: observations on process and nanofibre mat deposition | |
| Thoppey et al. | Unconfined fluid electrospun into high quality nanofibers from a plate edge | |
| Teo et al. | Electrospun fibre bundle made of aligned nanofibres over two fixed points | |
| KR101456643B1 (ko) | 액체 매트릭스 스피닝 방법, 액체 매트릭스의 정전기 스피닝을 통해 나노섬유들을 제조하는 장치 및 이 장치용 스피닝 전극 | |
| US8282873B2 (en) | Controlled electrospinning of fibers | |
| KR101147726B1 (ko) | 나노섬유 웹의 제조방법 | |
| CZ294274B6 (cs) | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu | |
| CN103255485B (zh) | 一种尖端式无针头静电纺丝设备 | |
| KR20070047282A (ko) | 개량된 일렉트로블로잉 웹 형성 방법 | |
| KR100702866B1 (ko) | 전기방사 장치 | |
| US6706224B2 (en) | Process and device for the production of cellulosic moulded bodies | |
| WO2007054039A1 (en) | A method and device for production of nanofibres through electrostatic spinning of solutions or melts of polymers | |
| KR100436602B1 (ko) | 다중노즐을 갖는 전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유제조방법 | |
| JP7359327B1 (ja) | エレクトレットメルトブロー不織布の製造方法および製造装置 | |
| CZ2012906A3 (cs) | Zpusob a zarízení k výrobe nanovlákenné textilie, zejména pro osazování zivými organizmy | |
| CZ309078B6 (cs) | Zařízení a způsob výroby nano- a/nebo mikrovlákenných vrstev se zvýšenou tloušťkovou rovnoměrností | |
| KR101118081B1 (ko) | 나노섬유 웹의 제조방법 | |
| KR101118079B1 (ko) | 나노섬유 웹의 제조방법 | |
| Huang et al. | Needleless electrospinning of multiple nanofibers | |
| KR102241152B1 (ko) | 밀도의 분포가 균일함과 동시에 종방향과 횡방향의 인장강도가 유사한 장섬유 부직포를 제조하는 장치 및 방법 | |
| CZ2011328A3 (cs) | Zpusob vytvárení funkcní nanovlákenné vrstvy a zarízení k provádení zpusobu | |
| KR102165393B1 (ko) | 밀도의 분포가 균일함과 동시에 종방향과 횡방향의 인장강도가 유사한 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치 및 방법 | |
| CZ2008529A3 (cs) | Zarízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerní matrice | |
| KR101191388B1 (ko) | 회전형 노즐을 이용한 전기방사용 노즐블록 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20161123 |