CZ2013379A3

CZ2013379A3 - Způsob a zařízení pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, a kolektor tohoto zařízení pro ukládání vláken

Info

Publication number: CZ2013379A3
Application number: CZ2013-379A
Authority: CZ
Inventors: Lukáš Beran
Original assignee: Malm S.R.O.
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-08-20
Also published as: CZ304660B6

Abstract

Při způsobu výroby vrstvy s vlákny (20) orientovanými v jednom směru se vlákna (20) vytvářejí elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli vytvořeném mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou (2) a alespoň jednou sběrnou elektrodou (3) a ukládají se do vrstvy na povrchu sběrných prvků (52) kolektoru (5) uzavřeného do nekonečné smyčky, které jsou odděleny vzduchovými mezerami. Vlákna (20) se orientují ve směru kolmo ke sběrným prvkům (52) kolektoru (5). Po uložení vrstvy vláken (20) na povrchu sběrných prvků (52) kolektoru (5) se tato vrstva pohybem kolektoru (5) přivede ke sběrači (70) obsahujícímu dva proti sobě pohyblivě uložené střižné díly (71, 72) s broušeným boky/břity (710, 720), kterými se z ní v prostoru mezi sousedními sběrnými prvky (52) vystřihne alespoň jedna část předem dané velikosti a tvaru, která se uloží v jednom střižném dílu (710, 720) sběrače (70). Vynález se týká zařízení (1) pro výrobu vrstvy vláken (20) a kolektoru (5) pro ukládání vláken (20).

Description

pv 'ToXi-y/P

Způsob a zařízení pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, a kolektor tohoto zařízení pro ukládání vláken

X Oblast techniky

Vynález se týká způsobu pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru.

Vynález se týká také zařízení pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom ió směru, a kolektoru tohoto zařízeni pro ukládání vláken.

Dosavadní stav techniky

Až doposud byla navržena celá řada způsobů pro výrobu mikrovláken (vláken s průměrem nad jeden mikrometr) a nanovláken (vláken s průměrem do jednoho mikrometru) nebo jejich směsí, založených na různých fyzikálních či chemických principech. Patří mezi ně například tzv. „forcespinning“ a „rotary jet spinning“ (zvlákňování s využitím odstředivé síly), „islands-in-a-sea“ (zvlákňování dvousložkových vláken), „meltblowing“ a „gas jet spinning“ (rozfukováni taveniny), atd. V průmyslovém měřítku se pak jako nejpoužitelnější jeví tzv. elektrostatické zvlákňování popsané např. v US ^)4^651, u kterého se vlákna, zejména nanovlákna, připravují silovým působením elektrického pole o vysoké intenzitě vytvořeného mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou a alespoň jednou sběrnou elektrodou, které může být případně podpořeno také působením proudu vzduchu nebo plynu, na kapalný roztok nebo taveninu 2^ polymeru. Takto vytvořená vlákna jsou současně silovým působením elektrického pole a/nebo proudu vzduchu nesena směrem ke sběrné elektrodě, přičemž se ukládají buď přímo na povrch sběrné elektrody, do prostoru mezi její prvky, nebo na povrch před ní nebo vedle ní uloženého podkladového materiálu, např. textilie, papíru, apod. Během svého vývinu a pohybu v 3Ú elektrostatickém poli prochází vlákno mnoha morfologickými změnami, které způsobují jeho postupné zužování, a v kombinaci s dalšími vlivy také změny

PV-2€rtS»3W

22.5.2013<

PS3895CZ7 .14ž20Ť4f jeho pohybu, který je ve výsledku chaotický. Pokud přitom není učiněno žádné opatření, nelze dopředu nijak odhadovat místo dopadu, úhel dopadu, ani tvar jaký vlákno zaujme po dopadu na sběrnou elektrodu nebo podkladový materiál. Na sběrné elektrodě nebo podkladovém materiálu se tak obvykle vytváří 5 neuspořádaná vrstva zvlněných vláken různých průměrů a délek uložených v náhodných směrech s četnými zalomeními.

Při elektrostatickém zvlákňování se používají různé typy zvlákňovacích elektrod, přičemž nejznámější a nejjednodušší je jedna prostá tryska, případně skupina trysek uspořádaných do vhodného celku - např. linie, plochy nebo jjó kruhu, apod. V některých variantách je tryska/trysky vytvořena jako koaxiální, takže umožňuje vytváření dutých nebo dvousložkových vláken. Pro průmyslové využití jsou však díky podstatně vyššímu výkonu a spolehlivosti výhodnější ys.

beztryskové nebo tzv. hladinové zvlákňovací elektrody tvořené např. štěrbinou - viz např. US 2012/Cj013^)47, nebo častěji tělesem smáčeným v roztoku nebo tavenině polymeru, jako např. válcem - viz CZ 274^294 nebo analogická WO 2005/024/101, válcem strny či výstupky - viz CZ 2005-360 nebo analogická WO 20061*131.081, statickou nebo ve směru své délky pohyblivou strunou - viz ' ⁴ < Ϋ

CZ 2007-485 nebo analogická WO 200^01(^)20, nebo strunou pohybující se po kruhové dráze - viz CZ 2009-525 nebo analogická WO 201^)15^61, apod.

V kombinaci s těmito zvlákňovacími elektrodami se používá řada různých variant sběrných elektrod. Nejjednodušší z nich je přitom obdélníková, čtvercová nebo kruhová deska z elektricky vodivého materiálu, např. nerezového plechu, sběrná elektroda tvořená tyčí či soustavou tyčí nebo pásů, případně válcová sběrná elektroda - viz CZ 2006-477 nebo analogická WO 200^)11^40, jejíž konstrukce brání koncentraci elektrického náboje a vytváření elektrických výbojů - koron.

Pro vytváření vrstev vláken orientovaných v jednom směru, resp. pro ovlivnění směru a způsobu ukládání jednotlivých vláken pak bylo navrženo několik variant dělených statických sběrných elektrod, které obsahují navzájem rovnoběžně uspořádané elektricky vodivé prvky, jako např. dráty, pásky či lamely, vzájemně oddělené vzduchovou mezerou nebo elektricky nevodivým materiálem, uchycené na okrajích do pevného rámu, nebo jsou tyto elektrody ve formě desky z elektricky nevodivého materiálu s nanesenými proužky

Ρ\Λ2βτ3-379/

22:5:20731

PS3895CZ7 / 14:2:2014 z elektricky vodivého materiálu či naopak desky z elektricky vodivého materiálu překryté vhodně volenými plochami z elektricky nevodivého materiálu, apod. viz např. US 2008122142. Princip těchto sběrných elektrod je založen na jevu popsaném v článku Dan Li, Yuliang Wang, a Younan Xia: „Electrospinning of Polymeric and Ceramic Nanofibers as Uniaxially Aligned Arrays“, ΝΑΝΟ LETTERS 2003, Vol. 3, No. 8, str. 1167 - 1171, při kterém se jednotlivá elektricky nabitá vlákna díky elektrickým interakcím v elektrickém poli ukládají svými opačnými konci nebo různými úseky střídavě na dva oddělené elektricky vodivé prvky, přičemž v mezeře mezi těmito prvky vytváří vrstvu s převládající orientací v jednom směru. Na stejném principu byly navrženy také rotační dělené sběrné elektrody, u kterých orientaci ukládaných vláken dále napomáhá také rotace sběrné elektrody - viz např. článek P. Katta, M. Alessandro, R. D. Ramsier, a G. G. Chase: „Continuous Electrospinning of Aligned Polymer Nanofibers onto a Wire Drum Collector“, ΝΑΝΟ LETTERS 2004, Vol. 4, No. 11, tK str. 2215 - 2218. Nevýhodou těchto variant je, že díky uložení vrstvy vláken na povrchu sběrné elektrody v celé své ploše nebo její podstatné části neumožňují sejmutí této vrstvy bez jejího mechanického poškození.

Tuto nevýhodu částečně řeší sběrná elektroda, která je tvořena nekonečným pásem s pravidelně uspořádanými elektricky vodivými prvky ve tvaru drátů oddělenými volnou mezerou - viz např. WO :64, u které se podstatná část vrstvy vláken volně ukládá mezi sousední dráty. Tento spis však nijak neřeší snímání vrstvy vláken, ani způsob uložení drátů na nosných pásech, který by umožňoval rotaci a vzájemný posun každého z nich při přechodu přes vodicí válce.

Jiným typem sběrné elektrody, který má vést k orientaci vláken vytvářené vrstvy vláken v jednom směru je pak těleso (např. tyč, válec nebo pás) opatřené různými výstupky, nejčastěji hroty, na kterých se koncentruje elektrické pole viz CZ 2007-727 nebo analogická WO 200^)49564. Toto řešení dovoluje díky bodovému kontaktu vytvořené vrstvy vláken a povrchu sběrné elektrody, a tedy

30. vlivem poměrně malé adheze mezi nimi, kontinuální snímání vrstvy vláken s jejím jen minimálním poškozením. Jeho nevýhodami je, že v praxi se při použití této sběrné elektrody dosahuje díky koncentraci elektrického pole do několika bodů jen nízké účinnosti elektrostatického zvlákňování a také to, že i

Ρ\Α2ΟΤ3-3794 ‘ ‘ . ·· psaggseZV

22.5-.20U) 14A20141 malé mechanické poškození vrstvy vláken, ke kterému při jejím snímání z hrotů dochází, je pro řadu aplikací (zejména medicína, tkáňové inženýrství, filtrace, apod.) neakceptovatelné.

Ve všech dosud publikovaných spisech je téměř opomíjeným problémem způsob snímání vrstev vláken uložených na sběrných elektrodách nebo podkladovém materiálu, a jejich následné skládání do složitějších trojrozměrných struktur. Tato část je však velmi zásadní. Vyrobit dostatečně silnou vrstvu nanovláken nebo mikrovláken nebo jejich směsi orientovaných v jednom směru bez skládání více vrstev na sebe, je totiž poměrně komplikované. Při delší depozici vláken na elektricky vodivé prvky dělené sběrné elektrody dochází v elektrostatickém poli postupně k vytváření izolační bariéry. Tuto bariéru představuje paradoxně právě samotná vrstva vláken nanesená na elektricky vodivých prvcích. Přitom navíc dochází k elektrostatickým silovým interakcím mezi již nanesenými vlákny a vlákny nově ýé nanášenými. Tato nově nanášená vlákna pak ztrácejí tendenci se orientovat ve směru kolmém na elektricky vodivé prvky sběrné elektrody a k jejich orientaci dochází už jen mechanickými silami, vlivem rotace, případně jiného pohybu sběrné elektrody. Celkově se tak postupně snižuje stupeň orientace vláken. Vytváření silnějších vrstev orientovaných mikrovláken nebo nanovláken nebo jejich směsí a prostorových struktur složených z těchto orientovaných vláken je však velmi zásadní pro mnoho oborů, jako např. optiku, mikroelektroniku a medicínu. Konkrétně v tkáňovém inženýrství mohou hrát důležitou roli při vývoji tzv. „scaffoldů“ - tj. podkladů umožňujících růst buněk, a biologických náhrad při implantacích tkání či orgánů, a začínají se uplatňovat i při obnově svalových 2$ a kostních buněk. Nanovlákenné materiály obecné, ať již složené z orientovaných či neorientovaných nanovláken, začínají hrát klíčovou úlohu v úrazových a popáleninových centrech při obnově kůže a zacelování ran, kdy jako speciální gázy zamezují díky svým vynikajícím filtračním vlastnostem průniku mikroorganizmů do rány a díky velkému specifickému povrchu a 3Q porozitě účinně a výrazně lépe než běžné materiály regulují odvod vody a tepla.

Při hojení ran vytvářejí fyzickou bariéru nečistotám, ale umožňují prostup vlhkosti a okysličování. V případě nanovlákenných materiálů složených např. z vrstev zvlákněné kyseliny hyaluronové, pak k léčbě či regeneraci přispívá také

PV2013=379/

22:5:20131 ' PS3895GZH

14τ22944/ / -J samotný materiál nanovláken. Kromě toho je např. z US 2008/0208858 znám i „scaffolď složený z několika vrstev orientovaných nanovláken ze syntetického polymeru proložených vrstvou hydrogelu tloušťky 50/(250 mikronu. Potřeba nových materiálů s precizní vnitřní strukturou je však vyžadována nejen v $ medicíně, ale i v mnoha jiných aplikacích, např. při vývoji rostlinných explantátů, apod.

Z řady prací a patentových spisů je známé vytváření prostorových struktur z vrstev orientovaných vláken, které probíhá buď při zachování orientace vláken ve všech vrstvách, nebo je orientace vláken jednotlivých vrstev odlišná. Nejčastěji jde o skládání vrstev s pootočením o 90° v sudých vrstvách vůči lichým, tedy střídavě kolmo na sebe (viz např. US2007/0^69^I81 konkrétně obr. 38, nebo US 2011/0^6^47 - konkrétně obr. 10). V těchto pracích však chybí informace, jak se s vrstvami vláken manipuluje a také praktické a průmyslově využitelné řešení jejich vrstvení. Ve všech případech tak 1jf jde pouze o laboratorní proces s laboratorními pomůckami, který je díky velké náročnosti a/nebo nízké efektivitě zcela nevhodný pro průmyslové využití.

Vzhledem k výše uvedenému je cílem vynálezu navrhnout způsob pro výrobu vrstvy s orientovanými vlákny (nanovlákny, mikrovlákny nebo jejích směsí), který by umožňoval co nejjednodušší snímání vytvořené vrstvy ze sběrné elektrody a současně dosahoval výkonu dostatečného pro průmyslové využití.

Kromě toho je cílem vynálezu také navrhnout způsob snímání a následného skládání vrstev orientovaných vláken do vrstvy požadované tloušťky, a současně i zařízení k provádění tohoto způsobu, a kolektor vláken pro toto zařízení.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu se dosáhne způsobem pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, u kterého se vlákna vytvářejí elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli vytvořeném mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou a alespoň jednou sběrnou elektrodou a ukládají se do v ·

PV 2013-379/

22.5:20137

Ρ&3Θ95ΟΖ4 ,14.2-.2014^ vrstvy na povrchu sběrných prvků kolektoru uzavřeného do nekonečné smyčky, které jsou odděleny vzduchovými mezerami, přičemž se tato vlákna orientují ve směru kolmo ke sběrným prvkům kolektoru, jehož podstata spočívá v tom, že po uložení vrstvy vláken na povrchu sběrných prvků kolektoru se tato vrstva 5 pohybem kolektoru přivede ke sběrači obsahujícímu dva proti sobě pohyblivě uložené střižné díly z nichž alespoň jeden je opatřen broušenými boky/břity. Ten zní pak v prostoru mezi sousedními sběrnými prvky vystřihne alespoň jednu část předem dané velikosti a tvaru, která se uloží v jednom střižném dílu sběrače.

W Postup vystřižení části vrstvy je s výhodou takový, že první střižný díl sběrače se nejprve přivede do kontaktu s vrstvou vláken, kterou nadlehčí, a následně se na ni z opačné strany přitlačí druhý střižný díl sběrače, čímž dojde k vystřižení její části. Tato část se poté proudem vzduchu z jednoho střižného dílu sběrače z tohoto dílu sejme a uloží se na dno druhého střižného dílu 14 sběrače.

Vzhledem k tomu, že vrstva vláken se dostává do kontaktu se sběračem pouze na velmi krátký časový interval a jen v místech jeho břitů, nedochází k jejímu mechanickému poškození a i po sejmutí z kolektoru si zachovává svoji výchozí strukturu a vlastnosti.

Pro vytvoření prostorového útvaru s různou orientací vláken v jeho struktuře se po vystřižení části vrstvy vláken sběrač pootočí o úhel 0 až 180° takže následně vystřižená část vrstvy vláken má vůči vláknům předchozí vystřižené části vlákna orientovaná v jiném směru.

Vystřižené díly vrstvy vláken s požadovanou orientací se pak ukládají na dně jednoho střižného dílu sběrače a po dosažení požadované tloušťky a/nebo počtu částí se z tohoto dílu přenesou pohybem jeho dna na jiný manipulační prvek nebo na podklad.

Dle konstrukčního provedení sběrače a uspořádání sběrných prvků kolektoru se z vrstvy vláken uložené na dvou sběrných prvcích vystřihne jedna

301 část, nebo postupně alespoň dvě části vedle sebe, nebo se při jednom zdvihu sběrače vystřihnou alespoň dvě části z jedné mezery mezi dvěma sousedními

PV· 2013--^79/

22^.20-13^

P&3895CZ1 , 14τ2γ2Θ14~| sběrnými prvky kolektoru a/nebo alespoň po jedné části z alespoň dvou mezer mezi sběrnými prvky kolektoru.

Ve dvou základních variantách mohou být sběrné prvky kolektoru vytvořeny z elektricky vodivého materiálu, přičemž se alespoň na některé z nich 3 přivádí vysoké napětí, takže slouží nebo se podílejí na vytváření elektrického pole, ve kterém probíhá elektrostatické zvlákňování, a tvoří tak sběrnou elektrodu, nebo jsou naopak vytvořeny z elektricky nevodivého materiálu a/nebo se na ně nepřivádí žádné elektrické napětí, takže pouze mechanicky zachytávají vlákna.

Pro dosažení požadované struktury výsledného materiálu se na sběrné prvky kolektoru ukládají alespoň dva typy vláken odlišující se průměrem a/nebo délkou a/nebo materiálem a/nebo plošnou hmotností a/nebo obsahem příměsi/příměsí v materiálu vláken, přičemž se ukládají buď na sebe, nebo odděleně vedle sebe.

Kolektor se přitom při nanášení vláken, před snímáním jejích částí, dle potřeby buď pohybuje rovnoměrně nebo krokově a/nebo vratně, nebo se nepohybuje.

Aby při nanášení další vrstvy vláken nedošlo k jejímu narušení zbytky předchozí sejmuté vrstvy, je vhodné, pokud se po sejmutí předem daného množství částí předchozí vrstvy vláken ze sběrných prvků kolektoru odstraní zbytek této vrstvy. K tomuto účelu lze použít například proud vzduchu, mechanický prvek nebo čisticí roztok.

Cíle vynálezu se dále dosáhne také zařízením pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými 25 v jednom směru, elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli vytvořeném mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou a alespoň jednou sběrnou elektrodou, které obsahuje pohyblivý kolektor uzavřený do nekonečné smyčky, který zasahuje do tohoto elektrického pole, a který je vedený alespoň na dvou vodicích prvcích, z nich je alespoň 30 jeden spřažený s pohonem pro rotační pohyb, jehož podstata spočívá v tom, že kolektor obsahuje sběrné prvky oddělené vzduchovými mezerami, přičemž na jeho dráze je uspořádán sběrač, který obsahuje dva střižné díly uložené

PV-2Útr-3794

22-.&r2GtiTi , PS3895eZX 1A2.2&Ý4 posuvně vůči sobě, z nichž je alespoň jeden opatřen na přivráceném povrchu broušenými boky/břity uspořádanými do požadovaného tvaru, jehož rozměry jsou stejné nebo menší než rozměry mezery mezi dvěma sousedními sběrnými prvky kolektoru. Kromě toho jsou oba díly sběrače opatřeny perforovaným 3 dnem, přičemž dno jednoho z nich je pohyblivé ve směru kolmo k jeho rovině a slouží pro přenesení uložené vrstvy/vrstev vláken na jiný manipulační prvek nebo podklad.

V jedné variantě provedení, kdy se kolektor, resp. jeho sběrné prvky podílí na vytváření elektrického pole, ve kterém probíhá elektrostatické

ÍÓ zvlákňování, jsou tyto prvky vytvořeny z elektricky vodivého materiálu a jsou propojeny s opačným pólem zdroje vysokého stejnosměrného napětí než zvlákňovací elektroda (elektrody).

V druhé variantě jsou naopak vytvořeny z elektricky nevodivého materiálu.

Kromě toho se cíle vynálezu dosáhne také kolektorem tohoto zařízení, který obsahuje vedle sebe rovnoběžně uspořádané sběrné prvky oddělené vzduchovými mezerami uložené mezi dvěma řemeny uzavřenými do nekonečné smyčky a vedenými přes alespoň dva vodicí prvky, jehož podstata spočívá v tom, že sběrné prvky jsou alespoň po dvojicích spojeny spojovacími 2Ď díly do unašečů, které jsou připojeny křemenům v jednom místě s možností pootočení a v druhém místě s možností pootočení a posunu. Toto uložení se s výhodou vytvoří tak, že alespoň dva sběrné prvky každého unašeče prochází přes jeho spojovací díly a jejich konce zasahují do otvorů v přivrácených čelech spojovacích klipů uložených na povrchu řemenů, přičemž oba konce jednoho 25 sběrného prvku zasahují do kruhové díry vytvořené v přivrácených čelech spojovacích klipů a oba konce druhého sběrného prvku zasahují do drážky vytvořené v přivrácených čelech jiných spojovacích klipů.

Dle potřeby jsou sběrné prvky vytvořeny z elektricky vodivého materiálu a případně i všechny elektricky vodivě propojeny, nebo jsou naopak vytvořeny ŠC z elektricky nevodivého materiálu.

PV~2013R37«f ’ * * - · · ' ’ PS3895ež-f

22ϊ5τ2θτθ| ,14τ&2&Μ d'?.hk<J bbrazkd na

ObjasněnívykresíH

Na přiložených výkresech je na obr. 1a schematicky znázorněno zařízení pro výrobu vrstvy vláken s vlákny orientovanými v jednom směru podle vynálezu v jedné variantě provedení, na obr. 1b toto zařízení v jiné variantě provedení, na obr. 2 výhodná varianta provedení kolektoru tohoto zařízení pro ukládání vláken, na obr. 3 stahovací klip pro připojení unašeče křemenům kolektoru pro ukládání vláken pro variantu kolektoru dle obr. 2, na obr. 4 další provedení kolektoru zařízení podle vynálezu pro ukládání vláken, na obr. 5a provedení sběrače pro snímání vrstvy nanovláken z kolektoru, na obr. 5b průřez 10 tímto sběračem, na obr. 6 jedna varianta postupu vystřihování čtvercových částí vrstvy vláken, a na obr, 7 jedna varianta postupu vystřihování šestiúhelníkových částí vrstvy vláken.

prMúde.ní'

Příklady iiekuteěněn? vynálezu

Ťí5 Princip vynálezu bude vysvětlen na příkladném provedení zařízení pro výrobu vláken (nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí) podle vynálezu, jehož dvě základní varianty jsou schematicky znázorněny na obr. 1a a 1b, a na jejich funkci.

Ve variantě znázorněné na obr. 1a obsahuje toto zařízení 1. zvlákňovací 20 elektrodu 2 a proti ní uspořádanou sběrnou elektrodu 3, které jsou propojeny s opačnými póly zdroje 4 vysokého stejnosměrného napětí, případně je jedna z nich uzemněna, přičemž do zvlákňovacího prostoru mezi nimi zasahuje elektricky neaktivní (tj. bez přivedeného elektrického napětí a/nebo z elektricky nevodivého materiálu), pohyblivý kolektor 5 pro ukládání vláken. Tento kolektor 25 5 (obr. 2) obsahuje ve výhodné variantě provedení dva řemeny 51 z elektricky nevodivého materiálu uzavřené do nekonečné smyčky a vedené na dvou rovnoběžně uspořádaných párech otočně uložených řemenic 510, z nichž je alespoň jeden pár spřažený s neznázorněným pohonem pro rotační pohyb. Tento pohyb přitom může být rovnoměrný, přerušovaný a/nebo vratný, nebo 30 libovolný jiný dle potřeby. Řemenice 510 každého z párů jsou navzájem propojeny hřídelem 511. čímž je synchronizován jejich pohyb a také obou na nich vedených řemenů 51. K řemenům 51 jsou pak připojeny sběrné prvky 52

PV-2Q13-37GT ” ' ’ PS3895€Zf

22^204-3/ 14.2r2(M<

situované mezi řemeny 51 a tvořené stejnými rovnoběžně uspořádanými dráty z elektricky vodivého materiálu, které jsou v rámci kolektoru 5 uspořádány dle potřeby, s výhodou však rovnoměrně - tj. se stejnou roztečí, resp. vzduchovou mezerou. Ve znázorněném příkladu provedení jsou sběrné prvky 52 uspořádány ve dvojicích s různou roztečí mezi sběrnými prvky 52 jedné dvojice a sběrnými prvky 52 sousedních dvojic.

Jako zvlákňovací elektroda 2, která je v provedení na obr. 1 a a 1 b znázorněna obecně jako tryska, přitom může být použita libovolná známá zvlákňovací elektroda 2 tvořená tryskou (kapilárou), soustavou trysek (kapilár) 10 uspořádaných do požadovaného tvaru, nebo libovolná beztrysková, resp. hladinová zvlákňovací elektroda tvořená např. štěrbinou nebo tělesem smáčeným v roztoku nebo tavenině polymeru, jako např. válcem, válcem s trny či výstupky, statickou nebo ve směru své délky pohyblivou strunou, strunou pohybující se po kruhové dráze, atd., případně kombinace několika 15 zvlákňovacích elektrod stejného nebo různých typů. Jako sběrná elektroda 3 (elektrody) pak může být použita libovolná známá sběrná elektroda 3 tvořená např. deskou z elektricky vodivého materiálu, tyčí či soustavou tyči nebo pásů, případně válcová sběrná elektroda, nebo kombinace několika sběrných elektrod 3 stejného nebo různých typů.

2Q Při elektrostatickém zvlákňování, ke kterému dochází v elektrickém poli vytvořeném mezi zvlákňovací elektrodou 2 a sběrnou elektrodou 3, se vytvořená vlákna 20 pohybují směrem ke sběrné elektrodě 3, přičemž se zachytávají na sběrných prvcích 52 kolektoru 5 a zejména díky jeho pohybu překrývají mezery mezi nimi a orientují se ve směru kolmo k nim, resp. ve 35 směru pohybu kolektoru 5.

Ve variantě zařízení 1 podle vynálezu znázorněné na obr. 1b slouží kolektor 5 současně jako sběrná elektroda 2. Jeho konstrukce je stejná jako ve výše popsané variantě stím rozdílem, že jeho sběrné prvky 52 vytvořené z elektricky vodivého materiálu jsou propojeny s opačným pólem zdroje 4 vysokého stejnosměrného napětí než zvlákňovací elektroda 2, nebo jsou v neznázorněné variantě uzemněny. Elektrické pole, ve kterém se vytváří vlákna 20, se tak vytváří mezi zvlákňovací elektrodou 2 a sběrnými prvky 52 kolektoru 5, přičemž vytvořená vlákna 20 se při svém pohybu zachytávají na *

PV-2G43-3Z^

PS9695Cžť

14^2.204$ těchto sběrných prvcích 52 a opět překrývají vzduchovou mezery mezi nimi a orientují se ve směru kolmo k nim, resp. ve směru pohybu kolektoru 5. Jejich orientace je však přitom dána nejen pohybem kolektoru 5, ale zejména elektrickými poměry v blízkosti jeho sběrných prvků 52 a elektrickými interakcemi, ke kterým dochází při kombinaci elektrického nápoje vlákna 20 s elektrickým nábojem sběrných prvků 52 kolektoru 5 po uložení prvního konce nebo úseku daného vlákna 20 na jeden z nich.

Pro modifikaci, resp. úpravu a/nebo zvýšení intenzity elektrického pole/polí vytvořeného/vytvořených mezi zvlákňovací elektrodou 2 (elektrodami) a sběrnými prvky 52 kolektoru 5 je možné v neznázorněném příkladu provedení uložit ve směru pohybu vláken 20 za bližší větev kolektoru 5 alespoň jednu sběrnou elektrodu 3 propojenou se stejným pólem zdroje 4 vysokého stejnosměrného napětí s jakým jsou propojeny sběrné prvky 52 kolektoru 5, případně s pólem jiného neznázorněného zdroje vysokého stejnosměrného jX napětí se stejnou polaritou, ale odlišnou hodnotou napětí.

V obou variantách dochází k ukládání vláken 20 na kolektoru 5, resp. jeho sběrných prvcích 52, při jeho pohybu, a u druhé varianty i v okamžiku, kdy se kolektor 5 nepohybuje, resp. stojí, přičemž dochází k využití jeho plochy po částech.

2Ó. Na obr. 2 je pak schematicky znázorněna nejvhodnější varianta provedení kolektoru 5, u které jsou jeho sběrné prvky 52 uloženy na řemenech 51 rovnoběžně s osou otáčení vodicích řemenic 510 prostřednictvím unašečů 520. Každý z unašečů 520 je přitom tvořen dvojicí stejných rovnoběžně uspořádaných sběrných prvků 52, které jsou v blízkosti svých konců spojeny 2$ spojovacími díly 521 uspořádanými rovnoběžně s řemeny 51, a které jsou na dvou místech v blízkosti svých konců nebo přímo prostřednictvím průchozích sběrných prvků 52 připojeny k řemenům 51 s možností rotace, resp. pootočení a případně i posunu. Při tomto způsobu uložení je neustále přesně vymezena a po celou dobu pohybu kolektoru 5 zabezpečena neměnná vzdálenost mezi sběrnými prvky 52 každého unašeče 520, neboť při přechodu přes řemenice 510 dochází pouze ke vzájemnému pootočení a/nebo posunu sousedních unašečů 520 jako celku. Unašeče 520 nemusí být po obvodu kolektoru 5 uloženy bezprostředně jeden za druhým, jak je tomu u variant znázorněných na

PV-2ŮŤ3--379/

22v5r2W-3—I

PS3895eZf

1472r2044<

obr. 2 a 4, ale mohou být rozloženy diskrétně, se vzájemnými odstupy. Tato varianta je vhodná především při využití plochy kolektoru 5 po částech, kdy zvlákňovací proces probíhá při nepohybujícím se kolektoru 5 pouze v místě unašeče 520.

Z hlediska vedení řemenů 51 je pak výhodná zejména varianta, u které jsou řemeny 51 tvořeny polyuretanovými synchronizačními samostředícími ozubenými řemeny s aramidovým kordem. Při použití těchto nebo jiných podobných řemenů 51 je možné zabezpečit napájení sběrných prvků 52, resp. jejich propojení se zdrojem 4 vysokého stejnosměrného napětí např. EFT JO technologií, kdy se při výrobě ozubených řemenů vytvoří některé jejich zuby z elektricky vodivého materiálu, např. z hliníkové slitiny EN AW-7075. Tyto zuby se pak během pohybu dostanou do kontaktu s řemenicemi 510 propojenými se zdrojem 4 vysokého napětí a převedou tak na sběrné prvky 52 nebo unašeče 520 příslušné elektrické napětí. Přitom je však výhodně napájena jen část 15 sběrných prvků 52 v blízkosti řemenic 510, kde probíhá elektrostatické zvlákňování. V případě potřeby je však možné vzájemně vodivě propojit všechny sběrné prvky 52 kolektoru 5. Kromě elektricky vodivých zubů řemenů je možné řešit napájení sběrných prvků 52 kolektoru 5 také jinými způsoby, jako např. přídavným napájecím kolem či věncem, což dává možnost situovat ,20. zvlákňovací proces do kteréhokoliv místa kolektoru 5 dle potřeby.

V dalších neznázorněných variantách mohou být unašeče 520 tvořeny, resp. mohou obsahovat dle potřeby více než dva sběrné prvky 52, přičemž všechny sběrné prvky 52 mohou být v rámci unašeče 520 uloženy se stejnou nebo lišící se vzduchovou mezerou.

Pro připojení sběrných prvků 52 k řemenům 51 se s výhodou použije stahovací klip 53 (obr. 3). Ten má v tomto případě v jedné své čelní stěně vytvořenou kruhovou díru 530, jejíž průměr odpovídá průměru sběrného prvku kolektoru 5, a v druhé čelní stěně vytvořenou drážku 531, jejíž výška odpovídá průměru sběrného prvku 52. Tyto klipy 53 jsou pak po obvodu

30, řemenů 51 rozmístěny střídavě, takže při bočním pohledu je v jednom klipu 53 vidět kruhová díra 530 a ve vedlejším drážka 531. Každý unašeč 520 je pak na jedné své straně jedním svým sběrným prvkem 52, který prochází přes jeho spojovací díly 521 a zasahuje do kruhové díry 530, připojen prostřednictvím

PV-2OT3--379/

22.5=2013-(

P&38956ŽY

Λ4Α2Θ44/ dvou klipů 53 k oběma řemenům 51 s možností pootočení, a na druhé své straně druhým svým sběrným prvkem 52, který prochází přes jeho spojovací díly 521 a zasahuje do drážky 531, připojen prostřednictvím jiných dvou klipů 53 k oběma řemenům 51 s možností pootočení a zároveň i posuvu ve směru tečny na spojnici daného bodu uložení a středu otáčení (řemenice 510). Přitom je nasnadě, že v neznázorněné variantě provedení lze použít dva typy klipů 53, kdy klipy 53 jednoho typu mají na svých čelech pouze kruhové díry 530 a klipy druhého typu pouze drážky 531. V jiné neznázorněné variantě provedení mohou být unašeče 520 připojeny k řemenům 51 přímo prostřednictvím svých Id spojovacích dílů 521, takže jejich sběrné prvky 52 nemusí být od sebe vzdáleny v násobcích roztečných prvků řemenů 51. Stahovací klipy 53 vodivě propojují zuby řemenu 51 vytvořené z elektricky vodivého materiálu se sběrnými prvky 52 kolektoru 5.

V neznázorněné variantě provedení je připojeni unašečů 520 k řemenům

1$ 51 vytvořeno konstrukčně opačně - spojovací klipy 53 mají na svých čelech vytvořené trny, které zasahují do děr a drážek v bočních stranách unašečů 520, např. jejich spojovacích dílů 521. Kromě toho lze v dalších variantách na povrchu řemenů 51 pro připojení sběrných prvků 52 a/nebo unašečů 520 vytvořit nebo uložit jiné vhodně tvarované výstupky opatřené otvorem nebo M drážkou nebo trnem.

^z %

Vzhledem k pohybu unašečů 520 je výhodné, pokud jsou k řemenům 51 připojeny v blízkosti konců spojovacích dílů 521, např. prostřednictvím svých krajních sběrných prvků 52, avšak v případě, kdy unašeč 520 obsahuje více než dva sběrné prvky 52, může být k řemenům 51 připojen prostřednictvím 25 libovolných dvou z nich.

V dalších neznázorněných variantách provedení lze namísto řemenů 51 použít řetězy. V takovém případě dochází při uložení sběrných prvků 52 v úrovni pinů řetězových článků a tedy na úrovni roztečných kružnic vodicích řetězových kol jen k minimálním změnám vzdálenosti jednotlivých sběrných ,30 prvků 52, které jsou navíc kompenzovány i jejich poloměrem. Například při průměru řetězových kol kolem cca 500 mm je již trajektorie, po které se sběrné prvky 52 pohybují, velmi plynulá, a jejich vzájemná rotace je malá a poměrná prodloužení/zkrácení vrstvy vláken 20 uložené na sběrných prvcích 52 jsou

PV2043-379f

225r2013-j

PS3895CZ1

1472.2014“* minimální. Pokud přitom slouží kolektor 5, resp. jeho sběrné prvky 52 současně jako sběrná elektroda 2, je výhodné použití válečkového řetězu s jednostranně prodlouženými piny opatřenými závitem. Sběrné prvky 52 se pak k těmto pinům připojují přes izolátory 6 a jejich napájení zajišťuje napájecí věnec/věnce S připevněný/připevněné k přídavným diskům 61 z elektricky nevodivého materiálu (např. polyetylénu), které z vnitřní strany izolují vodicí řetězová kola 50 (obr. 4).

Kromě výše popsaného mohou být v dalších neznázorněných variantách sběrné prvky 52 kolektoru 5 vytvořeny a/nebo uspořádány dle potřeby jinak, například mohou být tvořeny lamelami, hranoly, tyčinkami a/nebo mají různé průměry (velikosti) a/nebo jsou vytvořeny z různých materiálů, případně jsou v rámci kolektoru 5 uspořádány nerovnoměrně, např. pro zvýšení nebo naopak snížení hustoty ukládaných vláken 20 v určitých úsecích, apod. Kromě toho mohou být na řemenech 51/řetězech uloženy tak, že s osami otáčení řemenic ^5 510/řetězovvch kol 50 svírají libovolný úhel jiný než 90°, který svírají ve znázorněných variantách provedení. Kromě vedení přes dvě dvojice řemenic 510 nebo řetězových kol 50 může být kolektor 5 veden přes jiné alespoň dva vodicí prvky, např. rovnoběžné vodicí válce. Dva páry řemenic 510/řetězovvch kol 50 jsou však výhodnější zejména z hlediska možnosti instalace sběrné elektrody 3 (elektrod), případně jiných zařízení či prvků, do prostoru mezi ně a také z hlediska pohybu kolektoru 5 přes ně. Kromě toho může být kolektor 5 na své dráze podepírán nebo napínán neznázorněnými napínacími řemenicemi/retězovými koly a/nebo vodícími válci/vodicími lištami, apod.

U různých variant provedení zařízení 1. podle vynálezu může být dále na různých místech dráhy kolektoru 5 uspořádáno několik stejných kombinací zvlákňovacích elektrod 2 a sběrných elektrod 3, nebo naopak odlišných kombinací s různými typy zvlákňovacích elektrod 2 a/nebo sběrných elektrod 3 pro vytváření více vrstev vláken 20 a jejich ukládání na sebe nebo pro vytváření vláken 20 z různých materiálů a/nebo s různými průměry a/nebo délkami a/nebo plošnými hmotnostmi, případně jinými parametry a/nebo obsahem vhodné příměsi/příměsí v materiálu vláken, atd. a jejich ukládání na sebe, nebo odděleně na různé sběrné prvky 52 kolektoru 5. Kromě toho lze např. ve smyslu

CZ 30^901 nebo analogické EP 253CÍ189 vnášet mezi a/nebo na jednotlivé

PV-2013-3791

22.5-.29Ť3<

PS3895eZf ,14τ2τ2θ44^ vrstvy vláken 20 částice alespoň jedné vhodné látky, která upravuje vlastnosti vláken 20 a/nebo jim poskytuje nové vlastnosti, přičemž tyto částice lze nanášet zejména v kapalném a/nebo pevném stavu.

Typické zvlákňování směrem nahoru, u kterého je sběrná elektroda 3 ξ uspořádána nad zvlákňovací elektrodou 2 znázorněné ve variantě zařízení 1 podle vynálezu na obr. 1a a 1b může být dle uspořádání zvlákňovací elektrody 2 (elektrod) a sběrné elektrody 3 (elektrod) nahrazeno nebo doplněno zvlákňováním směrem dolů, zvlákňováním do boku, zvlákňováním šikmo do boku, atd. Zvlákňování je přitom nejvhodnější provádět v místě řemenic 1CT 510/řetězovvch kol 50. kde jsou unašeče 520 od sebe nejvíce vzdálené, neboť ^z X při jejich přiblížení v přímé části kolektoru 5 jsou vlákna 20 uložená v místě úzké mezery mezi jejich sousedními sběrnými prvky 52 stlačována. V opačném případě by při přechodu přes řemenice 510/řetězová kola 50 byla namáhána tahem a vzhledem k jejich malé délce a velkému prodloužení by docházelo k 15 jejich trhání.

Zařízení 1 podle vynálezu může být orientováno vertikálně, jak je znázorněno v jeho variantách na obr. 1a a 1b, případně horizontálně, či v podstatě libovolně šikmo, případně může být jeho kolektor 5 veden na více řemenicích 510/řetězovvch kolech 50/vodících válcích v libovolném tvaru/délce.

Výše popsaným způsobem se na vnějším povrchu sběrných prvků 52 kolektoru 5 ukládá alespoň jedna vrstva vláken 20 (nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsi), jejíž vlákna 20 jsou orientována ve směru pohybu kolektoru

5.

Snímání této vrstvy vláken 20 z kolektoru 5 pak probíhá vystříháváním 25 jejích částí v místě vzduchové mezery mezi dvěma sousedními sběrnými prvky jednoho unašeče 520 prostřednictvím sběrače 70, který je součástí sběrného modulu 7, a jehož jedna varianta je znázorněna na obr. 5a a v řezu pak na obr. 5b. Tento konkrétní typ sběrače 70 je vytvořen s čtvercovou podstavou a je tak určen pro vystřihování čtvercových dílů vrstvy vláken 20, 30 avšak v dalších neznázorněných variantách provedení může mít v podstatě libovolný smysluplný a konstrukčně řešitelný tvar. Sběrač 70 obsahuje horní střižný díl 71 a spodní střižný díl 72, které jsou uloženy posuvně vůči sobě ve vertikálním směru (šipka A) a s výhodou i otočně okolo své vertikální osy (šipka *

» ·

PV-2O43-379Y

22.57204-3-f pS3895€z-v

B) v neznázorněných ramenech sběrného modulu 7, která jsou výškově stavitelná. Oba střižné díly 71, 72 jsou opatřeny přesně broušenými boky/břity 710, 720 uspořádanými do čtverce a jsou vedeny trny 711, 721 tak, že broušené boky/břity 710 horního dílu 71 přesně zapadají do broušených ,Κ, boků/břitů 720 spodního dílu 72, případně naopak, takže jsou ve spolupráci schopny vystřihnout z vrstvy vláken 20 část požadovaného tvaru. Oba střižné díly 71, 72 jsou současně opatřeny perforovaným dnem 712, 722. Dno 722 spodního střižného dílu 72 je navíc vytvořeno jako pohyblivé ve směru kolmém ke své rovině (v dané variantě provedení ve směru vertikálním) a slouží jako id tzv. vyhazovač pro přenesení uložené části/částí vrstvy vláken 20 do místa určení, např. do finalizačního modulu 8, kde dochází kjejí další manipulaci a/nebo zpracování a/nebo úpravě. Pro vyjmutí části/částí vrstvy vláken 20 se kromě pohybu dna 722 střižného dílu 72 sběrače 70 s výhodou použije i proud vzduchu. V neznázorněné variantě provedení jsou broušené boky/břity 710, 720 fó dílů 71, 72 sběrače 70 uspořádány tak, že v jednom kroku vystřihují vedle sebe dvě nebo více částí vrstvy vláken 20 a to buď v jedné, nebo ve více vzduchových mezerách mezi sběrnými prvky 52 kolektoru 5, případně jsou vedle sebe a/nebo za sebou uspořádány alespoň dva sběrače 70.

V dalších neznázorněných variantách provedení s jiným vedením kolektoru 5 mohou být díly 71, 72 sběrače 70 uspořádány horizontálně nebo šikmo, přičemž pro ukládání alespoň jedné vystřižené části vrstvy vláken 20 může sloužit libovolný z nich.

Sběrač 70, resp. jeho střižné díly 71, 72 jsou vytvořeny v šířce odpovídající vzdálenosti mezi řemeny 51/řetězy kolektoru 5 a/nebo je uložen 25 pohyblivě ve směru rovnoběžném s osami sběrných prvků 52 kolektoru 5, takže je schopen vystřihovat jednotlivé části vrstvy vláken 20 vedle sebe.

V neznázorněné variantě provedení je sběrač 70 vytvořen tak, že broušeným bokem/břitem 710, 720 je opatřen pouze jeden jeho díl 71, 72, s výhodou spodní díl 72 a jeho druhý díl je proti nim opatřen vhodnou rovnou

M nebo tvarovou plochou.

Během zvlákňování, kdy se kolektor 5 pohybuje, jsou oba střižné díly 71, 72 sběrače 70 zasunuty do ramen, která jsou mírně rozevřena, aby sběrač 70 netvořil bariéru proudícímu vzduchu. Při vystříhávání a odebírání vrstvy vláken

PY2043-379/ ’ ‘ PS3895CZ

22^2(413-/' 14.2.2014 se pak obě ramena přiblíží a horní stižný díl 71 i spodní střižný díl 72 sběrače 70 se přesunou do blízkosti kolektoru 5, resp. na jeho sběrných prvcích uložené vrstvy vláken 20. Spodní střižný díl 71 se nejprve vysune do kontaktu s vrstvou vláken 20 a mírně ji nadzvedne, následně dojde vysunutím horního dílu 72 z ramene k prostřižení této vrstvy a přitlačení vystřižené části směrem ke dnu 722 spodního střižného dílu 72. Při tomto synchronizovaném pohybu se těsně po prostřižení vrstvy vláken 20 přepustí z horního dílu 71 do spodního dílu 72 přes jejich perforovaná dna 712, 722 filtrovaný vzduch. Jeho dynamickým působením dojde k sejmutí vrstvy vláken 20 z horní střižné části 1Ó 71 sběrače 70 resp. jejích broušených boků/břitů 710 a jejímu uložení na dně

722 jeho spodního střižného dílu 72. V jiných variantách lze k sejmutí vrstvy vláken 20 z horního dílu 71 sběrače 70 použít pohyb neznázorněného mechanického prvku/prvků uloženého v a/nebo na tomto dílu 71, jako např. pístku apod. Po vystřižení první částí vrstvy vláken 20 se sběrač 70 může díky $ svému uložení v ramenu sběrného modulu 7 dle potřeby pootočit o úhel 0 až

180°, u zobrazeného typu naplň o 90°, takže následn ě vystřižená a uložená část vrstvy vláken 20 má v případě potřeby vlákna 20 orientovaná v jiném směru (obr. 6) než předchozí část. Tyto části vrstvy vláken 20 se přitom vystřihují postupně vedle sebe z vrstvy vláken 20 mezi dvěma sběrnými prvky 52, nebo postupně za sebou mezi různými dvěma sběrnými prvky 52. Tímto způsobem lze vytvářet z vrstev vláken 20 prostorové útvary libovolné celkové tloušťky s libovolnou orientací vláken, a při vhodném tvaru dílů sběrače 70, resp. uspořádání jejich břitů, i vrstvy libovolného tvaru. Na obr. 7 jsou pro ilustraci znázorněny kroky postupného vystřihování vrstev vláken 20 ve tvaru ^5 šestiúhelníku a jejich ukládání s orientací vláken těchto vrstev vzájemně ' ' <X pootočených o 60° pjři vystříhávání postupně vedle sebe z vrstvy vláken 20 mezi dvěma sběrnými prvky 52.

V dalších variantách provedení sběrače 7 fungují jeho horní díl 72 a spodní díl 71 opačné, než jak je popsáno výše.

V případě, že sběrné prvky 52 kolektoru 5 svírají s osami řemenů/řetězů úhel jiný než 90°, lze celý střižný modul 7 a/nebo jeho sběrač 70 uspořádat, resp. natočit či vytvořit tvarově dle uspořádání těchto sběrných prvků 52, aby

ΡΧΛ2(ΗΤ379-/

PS3895CZ

14.2.2014 docházelo k prostříhávání části/částí vrstvy vláken 20 s požadovanou orientací vláken 20.

Po každém odebrání části vrstvy vláken 20 nebo po odebrání požadovaného množství částí vrstev vláken 20 a vytvoření prostorové vlákenné 5 struktury ve spodním střižném dílu 72 sběrače 70, je tento materiál předán do finalizačního modulu 8 (obr. 1a a 1b), přičemž dojde pomocí pohyblivého perforovaného dna 722 k jeho vyjmutí ze sběrače 70, resp. jeho spodní části 72 a jeho uložení na vhodném podkladu nebo dalším manipulačním prvku a k jeho dalšímu zpracování. Snímání vrstev vláken 20 sběračem/či 70 umístěným/i ve 1^ střižném sběrném modulu 7 a předáváni obsahu sběrače/ů 70 do finalizačního modulu 8 se opakuje dle požadavku a dokud jsou na kolektoru 5 k dispozici použitelné vrstvy vláken 20. Kolektor 5 se přitom pohybuje krokově, aby mohl sběrač 70 vystřihnout části vrstvy vláken 20 z celého jeho obvodu

Celý proces je ukončen očištěním sběrných prvků 52 kolektoru 5 v 1Š čistícím modulu 9, který je s výhodou situován na opačné větvi kolektoru 5 než střižný modul 7. K očištění se použije např. proud vzduchu, který zbytky vrstvy vláken 20 ze sběrných prvků 52 strhne. Případně se může jednat o proud předehřátého vzduchu. Dále, nebo v dalších variantách se k očištění sběrných prvků 52 kolektoru 5 použije vhodně tvarovaný prvek/prvky, jako např. kartáč/kartáče, který/které se pohybuje/pohybují po jejich povrchu a/nebo čistící roztok. U poslední varianty je výhodné, pokud se sběrné prvky 52 před nanesením dalších vláken 20 osuší.

Celé zařízení 1 je s výhodou rozděleno alespoň jednou přepážkou 10 na část H, kde probíhá zvlákňovací proces, a na část 12, kde probíhá snímání vrstvy/vrstev vláken 20 a případně její další zpracování. Toto rozdělení má nejen bezpečnostní ale zejména technologickou funkci - nedochází k ovlivňování prvků v jednotlivých částech, zejména elektrickým polem vytvořeným mezi zvlákňovací elektrodou 2 (elektrodami) a sběrnou elektrodou 3 (elektrodami), případně zanášení útržků vrstvy vláken 20 do zvlákňovacího .30 prostoru, atd.

PV-2013=379<

22τ5:2Μ3-γ

PS3895CZ/

14^:2ůt47

Seznam vztahových značek

510 ' ' 511

520

521 lé 53 ‘ 530

531

7

710

711

712

720

721

722 0tí 8 ' 9 aé a

B zařízení zvlákňovací elektroda sběrná elektroda zdroj stejnosměrného vysokého napětí kolektor řetězová kola řemen řemenice hřídel sběrné prvky unašeč spojovací díl unašeče stahovací klip kruhová díra drážka izolátor přídavný disk střižný modul sběrač horní střižný díl sběrače broušený bok/břit trn perforované dno spodní střižný díl sběrače broušený bok/břit trn perforované dno finalizační modul čistící modul přepážka část zařízení, kde probíhá zvlákňovací proces část zařízení, kde probíhá snímání vrstvy/vrstev vláken šipka - vertikální pohyb šipka - otočný pohyb

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob pro výrobu vrstvy vláken (20), zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny (20) orientovanými v jednom směru, u

3 kterého se vlákna (20) vytvářejí elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli vytvořeném mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou (2) a alespoň jednou sběrnou elektrodou (3) a ukládají se do vrstvy na povrchu sběrných prvků (52) kolektoru (5) uzavřeného do nekonečné smyčky, které jsou odděleny vzduchovými mezerami, přičemž se

14 tato vlákna (20) orientují ve směru kolmo ke sběrným prvkům (52) kolektoru (5), vyznačující se tím, že po uložení vrstvy vláken (20) na povrchu sběrných prvků (52) kolektoru (5) se tato vrstva pohybem kolektoru (5) přivede ke sběrači (70) obsahujícímu dva proti sobě pohyblivě uložené střižné díly (71, 72) z nichž alespoň jeden je opatřen broušenými boky/břity (710, 720), kterými se z vrstvy

15 vláken (20) v prostoru mezi sousedními sběrnými prvky (52) vystřihne alespoň jedna část odpovídající tvarem a velikostí tvaru střižného dílu (71, 72), která se uloží v jednom střižném dílu (71, 72) sběrače (70).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že první střižný díl (71, 72) sběrače (70) se nejprve přivede do kontaktu s vrstvou vláken (20), kterou nadlehčí, a následně na ní druhý střižný díl (71, 72) sběrače (70) přitlačí z opačné strany, čímž dojde k vystřižení její části, která se poté proudem vzduchu z jednoho střižného dílu (71, 72) sběrače (70) z tohoto dílu sejme a uloží se na dno (712, 722) druhého střižného dílu (71,72) sběrače (70).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že po vystřižení 26 části vrstvy vláken (20) se sběrač (70) pootočí o úhel 0 až 180° takže vlákna (20) následně vystřižené části vrstvy vláken (20) jsou vůči vláknům (20) předchozí vystřižené části vrstvy vláken (20) orientovaná v jiném směru.
4. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že, vystřižené části vrstvy vláken (20) se ukládají na dně (712,

3& 722) jednoho střižného dílu (71, 72) sběrače (70) až do dosažení požadované tloušťky a/nebo počtu částí vrstvy vláken (20), a poté se z tohoto dílu (71, 72) přenesou pohybem jeho dna (712, 722) na manipulační prvek nebo na podklad.

PV 2043-37922:5-.20-137

PS3895GZ7 14:2:2014/
5. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že z vrstvy vláken (20) uložené na dvou sběrných prvcích (52) se v prostrou mezi těmito sběrnými prvky (52) vystřihne jedna část.
6. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že z vrstvy vláken (20) uložené na dvou sběrných prvcích (52) se v prostoru mezi těmito sběrnými prvky (52) postupně vystřihnou alespoň dvě části vedle sebe.
7. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že z vrstvy vláken (20) uložené na sběrných prvcích (52) se při jednom zdvihu sběrače (70) vystřihnou alespoň dvě části vrstvy vláken (20) z prostoru

10 mezi dvěma sousedními sběrnými prvky (52) kolektoru (5) a/nebo se vystřihne alespoň po jedné části vrstvy vláken (20) z alespoň dvou prostorů mezi sběrnými prvky (52) kolektoru (5).
8. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že sběrné prvky (52) kolektoru (5) jsou vytvořeny z elektricky vodivého

ÁŘ materiálu a alespoň na některé z nich se přivádí vysoké napětí, takže slouží nebo se podílejí na vytváření elektrického pole, ve kterém probíhá elektrostatické zvlákňování, a tvoří tak sběrnou elektrodu (3).
9. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že sběrné prvky (52) kolektoru (5) jsou vytvořeny z elektricky nevodivého materiálu

20 a/nebo se na ně nepřivádí žádné elektrické napětí.
10. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že na sběrné prvky (52) kolektoru (5) se na sebe ukládají alespoň dva typy vláken odlišující se průměrem a/nebo délkou a/nebo materiálem a/nebo plošnou hmotností a/nebo obsahem příměsi/příměsí v materiálu vláken (20).

25
11. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že na sběrné prvky (52) kolektoru (5) se odděleně ukládají alespoň dva typy vláken (20) lišící se průměrem a/nebo délkou a/nebo materiálem a/nebo plošnou hmotností a/nebo obsahem příměsi/příměsí v materiálu vláken (20).
12. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se fy tím, že kolektor (5) se při nanášení vláken (20), před snímáním částí vrstvy vláken (20), pohybuje rovnoměrně nebo krokově a/nebo vratně.

PV 2013=379-/

22.5.20Τ3-Ϊ

-PS3895GZ-/

14A2044/
13. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kolektor (5) se při nanášení vláken (20), před snímáním částí vrstvy vláken (20), nepohybuje.
14. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se 5 tím, že po sejmutí části/částí vrstvy vláken (20) se ze sběrných prvků (52) * \ kolektoru odstraní zbytek vrstvy vláken (20), který na nich po sejmutí části/částí vrstvy vláken (20) zůstal, proudem vzduchu, mechanickým prvkem nebo čistícím roztokem.
15. Zařízení (1) pro výrobu vrstvy vláken (20), zejména nanovláken,

1Ó mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli vytvořeném mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou (2) a alespoň jednou sběrnou elektrodou (3), které obsahuje pohyblivý kolektor (5) uzavřený do nekonečné smyčky, který zasahuje do tohoto elektrického pole, a který je M vedený alespoň na dvou vodících prvcích, z nichž je alespoň jeden spřažený s pohonem pro rotační pohyb, vyznačující se tím, že kolektor (5) obsahuje sběrné prvky (52) oddělené vzduchovými mezerami, přičemž na jeho dráze je uspořádán sběrač (70), který obsahuje dva střižné díly (71, 72) uložené posuvně vůči sobě, přičemž alespoň jeden z nich je na přivráceném povrchu J2Ó opatřen broušenými boky/břity (710, 720) uspořádanými do tvaru, jehož rozměry jsou stejné nebo menší než rozměry mezery mezi dvěma sousedními sběrnými prvky (52) kolektoru (5), přičemž broušené boky/břity (710, 720) jednoho střižného dílu (71, 72) sběrače (70) zapadají do broušených boků/břitů (710, 720) druhého střižného dílu (71, 72) sběrače (70), a oba střižné díly (71, 72) sběrače (70) jsou opatřeny perforovaným dnem (712, 722), přičemž dno (712, 722) jednoho střižného dílu (71, 72) je pohyblivé ve směru kolmém k rovině tohoto dna (712, 722).
16. Zařízení (1) podle nároku 15, vyznačující se tím, že sběrné prvky (52) kolektoru (5) jsou vytvořeny z elektricky vodivého materiálu a alespoň jQf některé z nich jsou propojeny s opačným pólem zdroje (4) vysokého stejnosměrného napětí než zvlákňovací elektroda/elektrody (2).

PY20T3=379Y

22.5:207323 , PS3895GZ-7

14Α2Θ44/
17. Zařízení (1) podle nároku 15, vyznačující se tím, že sběrné prvky (52) kolektoru (5) jsou vytvořeny z elektricky nevodivého materiálu.
18. Kolektor (5) zařízení (1) pro výrobu vrstvy vláken (20), zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom $ směru, který obsahuje vedle sebe rovnoběžně uspořádané sběrné prvky (52) oddělené vzduchovými mezerami uložené mezi dvěma řemeny (51) uzavřenými do nekonečné smyčky a vedenými přes alespoň dva vodicí prvky, vyznačující se tím, že sběrné prvky (52) jsou alespoň po dvojicích spojeny spojovacími díly (521) do unašečů (520), které jsou připojeny k řemenům (51) v jednom místě s možností pootočení a v druhém místě s možností pootočení a posunu.