CZ2015928A3 - Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou - Google Patents

Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou Download PDF

Info

Publication number
CZ2015928A3
CZ2015928A3 CZ2015-928A CZ2015928A CZ2015928A3 CZ 2015928 A3 CZ2015928 A3 CZ 2015928A3 CZ 2015928 A CZ2015928 A CZ 2015928A CZ 2015928 A3 CZ2015928 A3 CZ 2015928A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
spinning
melt
polymer solution
electrode
spinning electrode
Prior art date
Application number
CZ2015-928A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306772B6 (cs
Inventor
Jaroslav Beran
Jan Valtera
Martin BĂ­lek
Josef Skřivánek
Ondřej Baťka
David Lukáš
Pavel Pokorný
Tomáš Kalous
Julie Soukupová
Eva Košťáková
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ2015-928A priority Critical patent/CZ306772B6/cs
Priority to US16/064,704 priority patent/US10808334B2/en
Priority to PCT/CZ2016/050045 priority patent/WO2017108012A1/en
Priority to RU2018122292A priority patent/RU2726726C2/ru
Priority to ES16829059T priority patent/ES2796366T3/es
Priority to EP16829059.1A priority patent/EP3394328B1/en
Priority to JP2018550643A priority patent/JP6886479B2/ja
Priority to CN201680074892.7A priority patent/CN108603308B/zh
Publication of CZ2015928A3 publication Critical patent/CZ2015928A3/cs
Publication of CZ306772B6 publication Critical patent/CZ306772B6/cs

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0069—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
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/0023—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer melt
    • 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
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Abstract

Zvlákňovací elektrody (1) pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, obsahuje přívod (2) roztoku nebo taveniny polymeru, který je vyústěné na jejím čele (3). Kolem alespoň části ústí (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru je vytvořena zvlákňovací plocha (4) zaoblená směrem dolů, pod ústí (20). Na tuto zvlákňovací plochu (4) plynule navazuje odváděcí plocha (6) na vnějším povrchu přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru. Zařízení pro výrobu nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru je osazené alespoň jednou zvlákňovací elektrodou (1) podle vynálezu. Způsob výroby nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru je založen na použití zvlákňovací elektrody (1) podle vynálezu. Při způsobu výroby se roztok nebo tavenina polymeru působením gravitace roztéká po čele zvlákňovací elektrody (1) a zvlákňuje se ze zvlákňovací plochy (4). Na tuto zvlákňovací plochu (4) se přivádí nadbytek roztoku nebo taveniny polymeru, a nezvlákněný roztok nebo tavenina polymeru omývá zvlákňovací plochu (4) zvlákňovací elektrody (1), načež z ní působením gravitace stéká na navazující odváděcí plochu (6) na vnějším povrchu přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru, aniž by na této odváděcí ploše (6) docházelo k dalšímu zvlákňování.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká zvlákňovací elektrody pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru.
Vynález se dále týká také zařízení pro výrobu nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru osazeným alespoň jednou takovou zvlákňovací elektrodou.
Kromě toho se vynález týká také způsobu výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru.
Dosavadní stav techniky
Pro výrobu polymerních nanovláken (tj. vláken s průměrem do 1000 nm) elektrostatickým (tj. za použití vysokého stejnosměrného elektrického napětí) zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru se v současné době používají dva základní typy zvlákňovacích elektrod. Prvním z nich je pohybující se těleso - nejčastěji otáčející se válec nebo spirála, jejíž závity leží na válcové ploše, které se brodí v roztoku nebo tavenině polymeru, umístěném ve vhodné nádobě. Přitom tento roztok nebo taveninu polymeru vynáší do elektrostatického pole na svém povrchu (viz např. WO 2005024101). Druhým typem zvlákňovací elektrody je pak trubička, resp. tryska neboli kapilára, na jejíž hrot umístěný v elektrostatickém poli se roztok nebo tavenina polymeru přivádí její dutinou (viz např. WO 2005042813).
Tyto zvlákňovací elektrody lze současné použít i při tzv. „elektrickém zvlákňování“ (neboli „střídavém eklektickém zvlákňování“) způsobem dle CZ patentu 304137, u kterého se pro výrobu polymerních nanovláken využívá střídavé elektrické napětí, které se přivádí pouze na zvlákňovací elektrodu/elektrody. Elektrické pole pro výrobu nanovláken se přitom vytváří ~PV~2015-926- ; ; , ; <··ρ84663£Ζζ1~
'..‘ . J.'.,' -4.10-,2046- 2 mezi touto zvlákňovací elektrodou a opačně nabitými ionty vzduchu a/nebo plynu, které v její blízkosti vznikají ionizací okolního vzduchu nebo jiného plynu a/nebo se do její blízkosti přivádí z iontového zdroje, a/nebo opačně nabitými nanovlákny vytvořenými v předchozím okamžiku.
Nedostatkem dosud známých zvlákňovacích elektrod tvořených tyčinkou, trubičkou, resp. tryskou je to, že elektrické napětí, které se na ně přivádí, koncentruje velmi výrazně intenzitu elektrického pole na jejích ostrých hranách - zejména na přechodu mezi jejich čelem a pláštěm, což neumožňuje využít naplno jejich již tak malou pracovní plochu (jejich průměr je obvykle pod 1 mm), díky čemuž tyto elektrody dosahují jen velmi malého zvlákňovacího výkonu.
Při elektrickém zvlákňování se navíc malá část již vytvořených nanovláken díky elektrickým přitažlivým silám vrací zpět na povrch zvlákňovací elektrody, kde se ukládají a vytváří květu podobný nálet, který postupně snižuje zvlákňovací výkon elektrody, viz např. obr. 11, a po poměrně krátké době zcela přeruší zvlákňovací proces.
Cílem vynálezu je navrhnout zvlákňovací elektrodu pro elektrické zvlákňování, která by odstranila nedostatky stávajících elektrod tvořených trubičkou nebo tryskou, tj. umožnila by nejen zvýšit jejich aktuální zvlákňovací výkon, ale současně by umožnila protáhnout dobu nepřetržitého elektrického zvlákňování.
Kromě toho je cílem vynálezu navrhnout zařízení pro výrobu nanovláken a způsob elektrického zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru, který by odstranil nevýhody elektrického zvlákňování při použití dosud známých elektrod a využil k tomu zvlákňovací elektrodu podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu se dosáhne zvlákňovací elektrodou pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž tato elektroda obsahuje přívod roztoku nebo taveniny polymeru, který je vyústěn na jejím čele, přičemž kolem alespoň části ústí přívodu roztoku nebo taveniny polymeru je na čele zvlákňovací elektrody vytvořena zvlákňovací plocha zaoblená směrem dolů, pod ústí, přičemž na tuto ' · i > · i í i !
zPV~2015-92θ~~ J . ’Ji j ‘«^4063CZ_1
-2Jt12.20ť5- ' J../' .'. ‘. J ^4.10-.-2046- 3 zvlákňovací plochu plynule navazuje dolu orientovaná odváděči plocha vytvořená na vnějším povrchu přívodu roztoku nebo taveniny polymeru. Tato konstrukce zvlákňovací elektrody umožňuje vytvářet většinu polymemích nanovláken za shodných podmínek - ve stejné části elektrického pole a při stejné intenzitě, resp. míře silového působení tohoto pole na roztok nebo taveninu polymeru, díky čemuž tato nanovlákna dosahují velmi podobných parametrů, zejména průměru, resp. menšího rozptylu těchto parametrů, a současně zvětšit plochu, ze které se zvlákňuje, a tím i množství vytvářených nanovláken.
Ve výhodné variantě provedení se přitom stěna přívodu roztoku nebo taveniny polymeru směrem k ústí tohoto přívodu rozšiřuje směrem vně, přičemž kolem alespoň části ústí je na rozšířeném čele zvlákňovací elektrody vytvořena zvlákňovací plocha zaoblená směrem dolů, pod ústí, přičemž na tuto zvlákňovací plochu plynule navazuje dolů orientovaná odváděči plocha uspořádaná na vnějším povrchu přívodu roztoku nebo taveniny polymeru. Výhodou této varianty je, že alespoň část odváděči plochy je uspořádaná v elektrickém stínu s nízkou intenzitou elektrického pole pod rozšířením stěny přívodu roztoku nebo taveniny polymeru, což značně snižuje nebezpečí nežádoucí zvlákňování roztoku nebo taveniny z této plochy.
Ve většině variant zvlákňovací elektrody podle vynálezu je mezi ústím přívodu roztoku nebo taveniny polymeru a zvlákňovací plochou vytvořena rovinná, šikmá, zaoblená nebo lomená transportní plocha orientovaná směrem nahoru nebo dolů, na kterou zvlákňovací plocha plynule navazuje. Tato transportní plocha je primárně určena pro transport roztoku nebo taveniny polymeru z přívodu roztoku nebo taveniny polymeru na zvlákňovací plochu zvlákňovací elektrody.
Pro zabránění náhodného zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru z odváděči plochy zvlákňovací elektrody je alespoň část přívodu roztoku nebo taveniny polymeru pod zvlákňovací plochou po celém svém obvodu překrytá krytem. Mezi vnějším povrchem přívodu roztoku nebo taveniny polymeru a vnitřním povrchem tohoto krytu je přitom vytvořena mezera pro odvod roztoku nebo taveniny polymeru.
í '·' í * ·. ř t
Ρν-2θ45-92β- ; ’; ; , ’ < <«Ρβ4ϋ63ΟΖ2Τ
24+12:2015— J. %. L-4.10.2016- 4Např. pro vytváření směsi nanovláken nebo bikomponentních nanovláken je pak určena zvlákňovací elektroda, která obsahuje alespoň dva vzájemně oddělené přívody roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž kolem alespoň části ústí každého z nich je uspořádaná samostatná zvlákňovací plocha zaoblená směrem dolů, pod toto ústí. Z každé z těchto oddělených zvlákňovacích ploch je tak možné zvlákňovat odlišný roztok nebo taveninu polymeru a vytvářet tak směs nanovláken, které se liší svým materiálem a/nebo průměrem a/nebo jiným parametrem, např. obsahem aktivní látky/látek, nebo z nich lze zvlákňovat stejná nanovlákna a zvýšit tak jejich produkci.
Oddělené zvlákňovací plochy jsou s výhodou uspořádané pod sebou a orientovány souose.
V jiné variantě provedení zvlákňovací elektrody s více oddělenými zvlákňovacími plochami na odváděči plochu na vnějším povrchu přívodu roztoku nebo taveniny polymeru plynule navazuje druhá transportní plocha, na kterou dále plynule navazuje druhá zaoblená zvlákňovací plocha, která je uspořádaná na větším vnějším průměru než zvlákňovací plocha upořádaná alespoň po části obvodu ústí přívodu roztoku nebo taveniny polymeru, a je vytvořená s menším poloměrem zaoblení, než tato zvlákňovací plocha, přičemž na druhou zvlákňovací plochu plynule navazuje druhá odváděči plocha.
V případě vhodného tvarování, např. když je zvlákňovací plocha zvlákňovací elektrody tvořená alespoň dvěma směrem od ústí přívodu roztoku nebo taveniny polymeru na sebe plynule navazujícími dílčími zaoblenými zvlákňovacími plochami, jejichž poloměry zaoblení se směrem od ústí přívodu roztoku nebo taveniny polymeru postupně zmenšují, nebo když je její tvořící křivka tvořená vhodnou spline křivkou, tj. křivkou, která odpovídá polynomické funkci definované po intervalech, je možné vynechat mezi ústím přívodu roztoku nebo taveniny polymeru a zvlákňovací plochou zvlákňovací elektrody transportní plochu, neboť v takovém případě dochází k iniciaci zvlákňování v podstatě ihned po výstupu roztoku nebo taveniny polymeru z přívodu.
Rozšíření stěny přívodu roztoku nebo taveniny polymeru může být integrální součástí přívodu roztoku nebo taveniny polymeru, nebo může být tvořené samostatným tělesem uloženým na nebo spojeným s přívodem roztoku nebo taveniny polymeru.
-RA2er-5-92e- : : : ps^eesezrť
24τ+2τ2Φ+5 =, · \ , \, —4.10.2Θ4&- 5 Alespoň část rozšíření stěny přívodu roztoku nebo taveniny polymeru může mít na alespoň části své výšky konstantní vnější průměr - tj. při uvažovaném kruhovém příčném průřezu zvlákňovací elektrody může být tvořená válcem.
Zvlákňovací elektroda podle vynálezu může být vytvořena z elektricky vodivého, ale i elektricky nevodivého materiálu. V druhé variantě se přitom střídavé elektrické napětí přivádí přímo do zvlákňovaného roztoku nebo taveniny polymeru.
Cíle vynálezu se dále dosáhne zařízení pro výrobu nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, jehož podstata spočívá vtom, že je osazeno alespoň jednou zvlákňovací elektrodou podle vynálezu.
Kromě toho se cíle vynálezu dosáhne také způsobem výroby nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, při kterém se roztok nebo tavenina polymeru přivádí přívodem roztoku nebo taveniny polymeru vyústěném na čele zvlákňovací elektrody na čelo zvlákňovací elektrody, přičemž se na zvlákňovací elektrodu a/nebo do roztoku nebo taveniny polymeru přivádí střídavé elektrické napětí, jehož podstata spočívá v tom, že roztok nebo tavenina polymeru se působením gravitace roztěká po čele zvlákňovací elektrody a zvlákňuje se ze zvlákňovací plochy uspořádané kolem alespoň části ústí roztoku nebo taveniny polymeru, která je zaoblená směrem dolů, pod toto ústí. Přitom se na tuto zvlákňovací plochu přivádí nadbytek roztoku nebo taveniny polymeru, a nezvlákněný roztok nebo tavenina polymeru omývá zvlákňovací plochu zvlákňovací elektrody, načež z ní působením gravitace stéká na navazující odváděči plochu na vnějším povrchu přívodu roztoku nebo taveniny polymeru.
V případě, že má zvlákňovací elektroda více zvlákňovacích ploch, může se roztok nebo tavenina polymeru z odváděči plochy působením gravitace vést na zaoblenou, šikmou, vodorovnou nebo lomenou druhou transportní plochu a z ní pak na druhou zvlákňovací plochu, která je zaoblená a orientovaná směrem dolů, nebo se na každou zvlákňovací plochu zvlákňovací elektrody přívodem roztoku nebo taveniny polymeru přivádí stejný nebo odlišný roztok nebo tavenina polymeru, který/která se na každé ze zvlákňovacích ploch zvlákňuje,
- 6v důsledku čehož se při použití odlišných roztoků nebo tavenin polymeru vytváří směs nanovláken dvou typů, které se navzájem liší materiálem a/nebo průměrem a/nebo případným obsahem aktivní látky/látek v materiálu vláken a/nebo jiným parametrem.
V jiné variantě se během zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru ze zvlákňovací plochy zvlákňovací elektrody na tuto zvlákňovací plochu přivádí z druhé zvlákňovací plochy uspořádané nad ní jiný roztok nebo tavenina polymeru, v důsledku čehož se vytváří bikomponentní nanovlákna.
Objasnění výkresů
Na přiloženém výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněn podélný řez první variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu, na obr. 2 podélný řez druhou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu, na obr. 3a schematicky znázorněn podélný řez třetí variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu, na obr. 3b vizualizace isoploch zobrazujících průběh intenzity elektrického pole v blízkosti zvlákňovací elektrody dle obr. 3a, na obr. 4 podélný řez čtvrtou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu, na obr. 5 podélný řez pátou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu, na obr. 6 podélný řez šestou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu vycházející z varianty provedení znázorněné na obr. 3, na obr. 7 podélný řez sedmou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu se dvěma zvlákňovacími plochami, na obr. 8 podélný řez osmou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu se dvěma zvlákňovacími plochami, na obr. 9 podélný řez devátou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu se třemi zvlákňovacími plochami, na obr. 10 podélný řez desátou variantou provedení zvlákňovací elektrody podle vynálezu s jednou zvlákňovací plochou, a na obr. 11 fotografie zvlákňovací elektrody při elektrickém zvlákňování způsobem dle stavu techniky s nežádoucím náletem nanovláken na jejím horním okraji.
J ; : ’ J j : 'll. <^8406302^4'2Ε42τ2θ4€ J...’ 443τ2θΤ6· η —
Příklady uskutečnění vynálezu
Zvlákňovací elektroda 1 podle vynálezu obsahuje přívod 2 roztoku nebo taveniny polymeru, které je vyústěné na jejím čele 3, přičemž kolem alespoň části jeho ústí 20 je uspořádaná zvlákňovací plocha 4 zaoblená směrem dolů, která je primárně určená pro zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru, který/která se na ní nachází. Poloměr R? zaoblení zvlákňovací plochy 4 je přitom navrhnut tak, aby se na zvlákňovací ploše 4 zvlákňovací elektrody za daných podmínek dosáhlo největší intenzity elektrického pole pro výrobu polymerních nanovláken, resp. aby se dosáhla nebo přesáhla kritická minimální intenzita elektrického pole, při kterém dochází ke zvlákňování daného roztoku nebo taveniny polymeru, avšak současně tak, aby při této intenzitě nedocházelo k elektrickým průrazům.
Ve výhodných variantách provedení zvlákňovací elektrody se přitom stěna přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru směrem kjeho ústí 20 rozšiřuje směrem vně, a zvlákňovací plocha 4 je pak uspořádaná na rozšířeném čele zvlákňovací elektrody 1. Toto rozšíření je přitom integrální součástí přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, nebo je tvořeno samostatným tělesem uloženým na nebo spojeným s přívodem 2 roztoku nebo taveniny polymeru. S výhodou se jedná o postupné rozšíření, avšak kromě toho se může jednat i o skokové rozšíření, přičemž toto rozšíření může mít alespoň na části délky přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru konstantní vnější průměr - tj. při uvažovaném kruhovém příčného průřezu zvlákňovací elektrody 1 je alespoň částečně tvořené válcem - viz např. obr. 2.
Mezi ústím 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru a zvlákňovací plochou 4 je v případě potřeby na čele 3 zvlákňovací elektrody vytvořena rovinná a/nebo šikmá a/nebo lomená a/nebo zaoblená transportní plocha 5, která spojuje ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru a zvlákňovací plochu 4 zvlákňovací elektrody 1, a která je primárně určená pro transport roztoku nebo taveniny polymeru působením tíhové síly na zvlákňovací plochu 4. V případě, kdy je tato transportní plocha 5 vytvořena jako zaoblená, je poloměr Rt jejího zaoblení větší, než poloměr zaoblení zvlákňovací plochy 4. Šikmá, lomená nebo zaoblená transportní plocha 5 přitom může být orientovaná směrem nahoru nebo dolů.
: PS4063CZ_1\ -4-10.2016- 8 —
Na obr. 1 je znázorněn podélný řez první příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 obsahuje přívod 2 roztoku nebo taveniny polymeru tvořené dutou trubičkou, přičemž na jeho ústí 20 na čele 3 zvlákňovací elektrody 1 navazuje transportní plocha 5 ve tvaru mezikruží, která je ve znázorněné variantě provedení vytvořená jako vodorovná. Na tuto transportní plochu 5 pak plynule navazuje zaoblená, směrem dolů, pod ústí 20 orientovaná zvlákňovací plocha 4 ve tvaru mezikruží. Na tuto zvlákňovací plochu 4 dále plynule navazuje odváděči plocha 6, která je tvořená vnějším povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, a která slouží primárně pro odvod nezvlákněného přebytku roztoku nebo taveniny polymeru ze zvlákňovací plochy 4.
Elektrické pole se při zvlákňování koncentruje v oblasti zvlákňovací plochy 4 zvlákňovací elektrody 1 - viz např. obr. 3b, na kterém je znázorněna vizualizace isoploch zobrazujících průběh intenzity elektrického pole v blízkosti zvlákňovací elektrody 1. Díky tomu dosahuje elektrické pole v tomto místě nejvyšší intenzity, přičemž zde dochází k elektrickému zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru, který/která se vdaném okamžiku nachází na této zvlákňovací ploše 4. Drtivá většina nanovláken se díky tomu vytváří za shodných podmínek - ve stejné části elektrického pole a při stejné intenzitě, resp. míře silového působení tohoto pole na roztok nebo taveninu polymeru, takže dosahují velmi podobných parametrů, zejména průměru, resp. menšího rozptylu těchto parametrů. Takto připravená polymerní nanovlákna, resp. vrstvy nebo shluky polymerních nanovláken jsou tak podstatně rovnoměrnější, a díky tomu i vhodnější pro reálné využití.
V dalších neznázorněných variantách provedení zvlákňovací elektrody 1. podle obr. 1 může být její transportní plocha 5 vytvořená jako zaoblená, šikmá nebo lomená, přičemž může být orientovaná směrem nahoru nebo dolů.
Na obr. 2 je pak znázorněn podélný řez druhou příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 obsahuje přívod 2 roztoku nebo taveniny polymeru tvořené dutou trubičkou, jehož stěna se směrem kjeho ústí 20 na čele 3 zvlákňovací elektrody 1, skokově rozšiřuje směrem vně, přičemž rozšíření stěny přívodu 20 roztoku nebo taveniny polymeru má na alespoň části své výšky konstantní vnější
FV-2G45-326- i : . PS4663GZ=421 .-42-.2045 ·,. : ' ^4τ4Οτ2546- 9 průměr - je tvořeno válcem. Na ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru pak na rozšířeném čele 3 zvlákňovací elektrody 1 navazuje transportní plocha 5 ve tvaru mezikruží, která je ve znázorněné variantě provedení vytvořena jako vodorovná plocha. Na tuto transportní plochu 5 plynule navazuje zaoblená, směrem dolů, pod ústí 20 orientovaná zvlákňovací plocha 4 ve tvaru mezikruží. Na tuto zvlákňovací plochu 4 dále plynule navazuje odváděči plocha 6, která slouží primárně pro odvod nezvlákněného přebytku roztoku nebo taveniny polymeru ze zvlákňovací plochy 4. Tato odváděči plocha 6 je ve znázorněné variantě provedení tvořená vnějším povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž je díky jeho skokovému rozšíření lomená. Její podstatná část je přitom uspořádána v elektrickém „stínu“ s nízkou intenzitou elektrického pole pod rozšířením stěny přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru.
Elektrické pole se přitom při zvlákňování koncentruje v oblasti zvlákňovací plochy 4 zvlákňovací elektrody 1, díky čemuž dosahuje v tomto místě nejvyšší intenzity, přičemž zde dochází k elektrickému zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru, který/která se v daném okamžiku nachází na této zvlákňovací ploše 4. Drtivá většina nanovláken se díky tomu vytváří za shodných podmínek - ve stejné části elektrického pole a při stejné intenzitě, resp. míře silového působení tohoto pole na roztok nebo taveninu polymeru, takže dosahují velmi podobných parametrů, zejména průměru, resp. menšího rozptylu těchto parametrů. Takto připravená polymerní nanovlákna, resp. vrstvy nebo shluky polymemích nanovláken jsou tak podstatně rovnoměrnější, a díky tomu i vhodnější pro reálné využití.
V dalších neznázorněných variantách provedení zvlákňovací elektrody 1 podle obr. 1 může být její transportní plocha 5 vytvořená jako zaoblená, šikmá nebo lomená, přičemž může být orientovaná směrem nahoru nebo dolů. Rozšíření stěny přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru přitom může být postupné, namísto skokového, takže odváděči plocha 6 pak může být alespoň částečně tvořená šikmou nebo zaoblenou plochou.
Na obr. 3a je znázorněn podélný řez třetí příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1. podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 obsahuje přívod 2 roztoku nebo taveniny polymeru tvořený dutou trubičkou, jehož stěna
2X4-2^046 4.1fr201G '
- lose směrem k jeho ústí 20 na čele 3 zvlákňovací elektrody 1 plynule rozšiřuje směrem vně. Na jeho ústí 20 pak na rozšířeném čele 3 zvlákňovací elektrody 1 navazuje transportní plocha 5 ve tvaru mezikruží, která je ve znázorněné variantě provedení zaoblená směrem dolů. Na tuto transportní plochu 5 plynule navazuje stejně orientovaná zaoblená zvlákňovací plocha 4 ve tvaru mezikruží, jejíž poloměr Rz zaoblení je menší než poloměr Rj zaoblení transportní plochy 5, a která je uspořádaná v místě největšího vnějšího průměru stěny přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru. Na tuto zvlákňovací plochu 4 pak plynule navazuje odváděči plocha 6, která slouží primárně pro odvod nezvlákněného přebytku roztoku nebo taveniny polymeru ze zvlákňovací plochy 4. Tato odváděči plocha 6 je ve znázorněné variantě provedení tvořená vnějším povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž je díky jeho rozšíření lomená. Její podstatná část je přitom uspořádána v elektrickém „stínu“ s nízkou intenzitou elektrického pole, pod rozšířením stěny přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru (viz obr. 3b).
Ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru je tak v této variantě provedení nejvyšší částí čela 3 zvlákňovací elektrody Γ
Elektrické pole se při zvlákňování koncentruje v oblasti zvlákňovací plochy 4 zvlákňovací elektrody 1 - viz např. obr. 3b, na kterém je znázorněna vizualizace isoploch zobrazujících průběh intenzity elektrického pole v blízkosti zvlákňovací elektrody 1 v provedení dle obr. 3a. Díky tomu dosahuje elektrické pole v tomto místě nejvyšší intenzity, přičemž zde dochází k elektrickému zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru, který/která se v daném okamžiku nachází na této zvlákňovací ploše 4. Drtivá většina nanovláken se díky tomu vytváří za shodných podmínek - ve stejné části elektrického pole a při stejné intenzitě, resp. míře silového působení tohoto pole na roztok nebo taveninu polymeru, takže dosahují velmi podobných parametrů, zejména průměru, resp. menšího rozptylu těchto parametrů. Takto připravená polymemí nanovlákna, resp. vrstvy nebo shluky polymemích nanovláken jsou tak podstatně rovnoměrnější, a díky tomu i vhodnější pro reálné využití.
V dalších neznázorněných variantách provedení zvlákňovací elektrody 1 podle obr. 3a může být její transportní plocha 5 vytvořená jako rovinná nebo šikmá, případně lomená. Odváděči plocha 6 může být vytvořená jako zaoblená.
-W20Ť5=928- ; ’ Ρ84θ63θζττ“
- 2L42.2Ú4&- '., ‘ .:, :; 44&2G4611 Na obr. 4 je znázorněn podélný řez čtvrtou příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1. je konstrukčně téměř shodná se zvlákňovací elektrodou 1 znázorněnou na obr. 3a, stím rozdílem, že v této variantě je transportní plocha 5 na čele 3 zvlákňovací elektrody vytvořená jako rovinná a je orientovaná v rovině s ústím 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru - ve znázorněné variantě provedení vodorovně.
Na obr. 5 je znázorněn podélný řez pátou příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 je konstrukčně téměř shodná se zvlákňovací elektrodou 1 znázorněnou na obr. 3, s tím rozdílem, že v této variantě je transportní plocha 5 na čele 3 zvlákňovací elektrody 1 vytvořená jako zaoblená a je orientovaná směrem nahoru - nad ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru.
V neznázorněné variantě provedení může být transportní plocha 5 vytvořená jako šikmá, nebo lomená.
Na obr. 6 je znázorněn podélný řez šestou příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 je konstrukčně shodná se zvlákňovací elektrodou 1 znázorněnou na obr. 3a, stím rozdílem, že část vnějšího povrchu přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, ve znázorněné variantě provedení pod rozšířením jeho stěny, resp. část odváděči plochy 6, je překrytá trubkovým krytem 7, který brání nežádoucímu zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru z tohoto místa povrchu zvlákňovací elektrody 1. Tento trubkový kryt 7 je s výhodu vytvořen z elektricky nevodivého materiálu, např. plastu. Mezi krytem 7 a vnějším povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru je přitom vytvořena dostatečná mezera 72 pro bezproblémový odvod nezvlákněného roztoku nebo taveniny polymeru.
Stejný nebo podobný trubkový kryt 7 lze v případě potřeby použít i u kterékoliv z výše i níže popsaných variant zvlákňovací elektrody 1.
Na obr. 7 je znázorněn podélný řez pátou příkladnou variantou provedení zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 je tvořena složením těles dvou zvlákňovacích elektrod založených na principu vynálezu,
Ρν-2ϋ15=92β -24τ4^2θτ5 < Η . . : ; , · Ρβ406β6Ζ-_1
'..' . / .:. . · -4tW^6Ť6^
- 12 — přičemž vychází ze zvlákňovací elektrody 1 znázorněné na obr. 4, která tvoří její základní těleso, které je doplněné tělesem druhé zvlákňovací elektrody 11 obdobné konstrukce, které je ve znázorněné variantě provedení uložené částí svého přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru v dutině přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru základního tělesa zvlákňovací elektrody 1 dle obr. 4. Druhá zvlákňovací elektroda 11 přitom obsahuje přívod 22 roztoku nebo taveniny polymeru tvořený dutou trubičkou, jehož stěna se na jeho konci nad transportní plochou 5 základního tělesa zvlákňovací elektrody 1 skokově rozšiřuje směrem vně a vytváří diskové těleso 8, přičemž přívod 22 roztoku nebo taveniny polymeru je vyústěn na jeho vnějším povrchu. Na ústí 202 tohoto přívodu 22 pak na tomto povrchu navazuje transportní plocha 55 ve tvaru mezikruží, která je zaoblená směrem dolů pod toto ústí 202, na kterou pak plynule navazuje stejně orientovaná zabolená zvlákňovací plocha 44 ve tvaru mezikruží, jejíž poloměr R?z zaoblení je ve znázorněné variantě provedení menší než poloměr Rtt zaoblení transportní plochy 55, a která je uspořádaná v místě největšího vnějšího průměru diskového tělesa 8. Mezi vnitřním povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru základního tělesa zvlákňovací elektrody 1 a vnějším povrchem v něm uloženého přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru druhé zvlákňovací elektrody 11 je přitom vytvořena dostatečná mezera 222, která umožňuje bezproblémový přívod roztoku nebo taveniny polymeru na transportní plochu 5 základního tělesa zvlákňovací elektrody 1.
Při použití této zvlákňovací elektrody 1 se každým z přívodů 2, 22 roztoku nebo taveniny polymeru přivádí přes příslušnou transportní plochu 5, 55 na příslušnou zvlákňovací plochu 4, 44 roztok nebo tavenina polymeru, který/která se z této zvlákňovací plochy 4, 44 zvlákňuje. Přitom je možné kombinovat dva různé roztoky nebo taveniny (případně roztok a taveninu) polymeru a vytvářet tak směs nanovláken dvou typů, které se navzájem liší materiálem a/nebo průměrem a/nebo případným obsahem aktivní látky/látek v materiálu vláken a/nebo jiným parametrem, nebo zvýšit produkci jednoho typu nanovláken. Složení takto vytvářené směsi nanovláken přitom lze v případě potřeby ovlivnit např. omezením nebo uzavřením přívodu jednoho z roztoků/tavenin polymerů, a/nebo zvýšením přívodu druhého/druhé z nich.
_EV-2O45-92e Ρ§4θ63ΘΖΗ- 13 —
V případě, že roztok nebo tavenina polymeru přetéká ze zvlákňovací plochy 44 druhé zvlákňovací elektrody 11 na transportní plochu 5 nebo výhodněji na zvlákňovací plochu 4 základního tělesa zvlákňovací elektrody 1, je možné z překrývajících se vrstev dvou různých roztoků nebo taveniny polymerů na zvlákňovací ploše 4 zvlákňovací elektrody 1 zvlákňovat bikomponentní nanovlákna obsahující oba polymery. Při vhodném nastavení elektrického pole a podmínek zvlákňování, je přitom možné dosáhnout toho, že zvlákňovaná bikomponentní nanovlákna budou nanovlákna typu jádro-plášť, jejichž plášť bude tvořen polymerem jehož roztok nebo tavenina polymeru se přivádí přívodem 22 druhé zvlákňovací elektrody 11.
V neznázorněných variantách provedení zvlákňovací elektrody 1 tohoto typu může být jako její základní těleso 1 využitá kterákoliv z výše pospaných variant zvlákňovací elektrody l Druhá zvlákňovací elektroda 11 pak může např. obsahovat vodorovnou nebo šikmou nebo lomenou transportní plochu 55, případně zaoblenou, šikmou nebo lomenou transportní plochu 55 orientovanou směrem nad ústí 202 přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru.
Ve variantě provedení znázorněné na obr. 7 je poloměr zaoblení R77 zvlákňovací plochy 44 druhé zvlákňovací elektrody 11 menší než poloměr zaoblení Rj zvlákňovací plochy 4 základního tělesa zvlákňovací elektrody 1.
V dalších, neznázorněných variantách to však může být naopak, případně mohou být oba poloměry R7 , R77 zaoblení stejné.
Na obr. 8 je pak je znázorněn podélný řez šestou příkladnou variantou zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Také tato zvlákňovací elektroda 1 je vytvořená složením těles dvou zvlákňovacích elektrod založených na principu vynálezu, přičemž vychází ze zvlákňovací elektrody 1 znázorněné na obr. 4, která tvoří základní těleso této zvlákňovací elektrody 1, a která je doplněná druhou zvlákňovací elektrodou 11 obdobné konstrukce uspořádanou kolem jejího trubkového krytu 7. Druhá zvlákňovací elektroda 11 přitom obsahuje přívod 22 roztoku nebo taveniny polymeru tvořené dutou trubičkou, jehož stěna, a ve znázorněné variantě provedení i jeho vnitřní dutina (což však není podmínkou), se směrem k jeho konci rozšiřují. Mezi vnějším povrchem trubkového krytu 7 základního tělesa zvlákňovací elektrody a vnitřním povrchem přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru druhé zvlákňovací
-RV-20+5-928 J · · . ; ' : '; * 438466302^4^Μ^ζΟΤδ4 ’..·'' : ‘ ·4τ4#2υΤ6·
- 14 elektrody 11 je přitom vytvořena dostatečná mezera 222 pro bezproblémový přívod roztoku nebo taveniny polymeru. Na ústí 202 přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru druhé zvlákňovací elektrody navazuje šikmá, dolu orientovaná transportní plocha 55 ve tvaru mezikruží. Na tuto transportní plochu 55 pak plynule navazuje směrem dolu zabolená zvlákňovací plocha 44, přičemž poloměr Rzz jejího zaoblení je menší než poloměr Rz zaoblení zvlákňovací plochy 4 základního tělesa zvlákňovací elektrody 1., přičemž tato zvlákňovací plocha 44 je uspořádaná v místě největšího vnějšího průměru přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru druhé zvlákňovací elektrody 11.. Na tuto zvlákňovací plochu 44 pak plynule navazuje odváděči plocha 66, která slouží primárně pro odvod nezvlákněného přebytku roztoku nebo taveniny polymeru ze zvlákňovací plochy 44. Tato odváděči plocha 66 je ve znázorněné variantě provedení tvořená vnějším povrchem přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru druhé zvlákňovací elektrody 11, přičemž je díky jeho rozšíření lomená. Její podstatná část je uspořádána v elektrickém „stínu“ s nízkou intenzitou elektrického pole, pod rozšířením stěny přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru. Část vnějšího povrchu jejího přívodu 22 roztoku nebo taveniny polymeru je přitom s výhodou překrytá neznázorněným trubkovým krytem.
Při použití této zvlákňovací elektrody 1. se každým z přívodů 2, 22 roztoku nebo taveniny polymeru přivádí přes příslušnou transportní plochu 5, 55 na příslušnou zvlákňovací plochu 4, 44 roztok nebo tavenina polymeru, který/která se z této zvlákňovací plochy 4, 44 zvlákňuje. Přitom je možné kombinovat dva různé roztoky nebo taveniny (případně roztok a taveninu) polymeru a vytvářet tak směs nanovláken dvou typů, které se navzájem liší materiálem a/nebo průměrem a/nebo případným obsahem aktivní látky/látek v materiálu vláken a/nebo jiným parametrem. Složení takto vytvářené směsi nanovláken přitom lze v případě potřeby ovlivnit např. omezením nebo uzavřením přívodu jednoho z roztoků/tavenin polymerů, a/nebo zvýšením přívodu druhého/druhé z nich. V jiné variantě provedení je možné oběma přívody 2, 22 roztoku nebo taveniny polymeru přivádět stejný roztok nebo taveninu polymeru, a konstrukci zvlákňovací elektrody 1. se dvěma oddělenými ^PY-aO4S-928·
4r4 0.2046
-15zvlákňovacími plochami 4, 44 použít pro vytvoření většího množství nanovláken ze stejného materiálu.
V neznázorněných variantách provedení zvlákňovací elektrody 1 tohoto typu může být jako její základní těleso 1 využitá kterákoliv z výše, případně i níže popsaných variant zvlákňovací elektrody 1. Druhá zvlákňovací elektroda pak může např. obsahovat vodorovnou, šikmou nebo lomenou transportní plochu 55. případně šikmou nebo lomenou, nahoru orientovanou transportní plochu 55.
Ve variantě provedení znázorněné na obr. 6 je poloměr zaoblení Rz? zvlákňovací plochy 44 druhé zvlákňovací elektrody 11 menší než poloměr zaoblení Rz zvlákňovací plochy 4 základního tělesa zvlákňovací elektrody h V dalších, neznázorněných variantách to však může být naopak, případně mohou být oba poloměry Rz , Rzz zaoblení stejné.
Na obr. 9 je znázorněn příčný řez sedmou příkladnou variantou zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 vychází ze zvlákňovací elektrody 1 znázorněné na obr. 3a (avšak v dalších neznázorněných variantách provedení může vycházet z libovolného z výše popsaných typů zvlákňovací elektrody -1), přičemž na její odváděči plochu 6 plynule navazuje druhá transportní plocha 52 - ve znázorněné variantě šikmá, dolů orientovaná transportní plocha 52 ve tvaru mezikruží vytvořená na rozšíření stěny přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru vně. Na druhou transportní plochu 52 pak plynule navazuje druhá zaoblená zvlákňovací plocha 42, která je uspořádaná na větším vnějším průměru než zvlákňovací plocha 4 na rozšířeném čele zvlákňovací elektrody 1, avšak s menším poloměrem zaoblení R^. Na druhou zvlákňovací plochu 42 pak plynule navazuje druhá odváděči plocha 62, která slouží primárně pro odvod nezvlákněného přebytku roztoku nebo taveniny polymeru z druhé zvlákňovací plochy 42. Tato druhá odváděči plocha 62 je ve znázorněné variantě provedení tvořená vnějším povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž je díky jeho rozšíření lomená. Její podstatná část je díky tomu uspořádána v elektrickém „stínu“ s nízkou intenzitou elektrického pole, v místě menšího vnějšího průměru přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru než druhá zvlákňovací plocha 42. Na druhou odváděči plochu 62 plynule navazuje třetí transportní plocha 53 - ve
-2Υ-20Τ5=928- ‘ ‘ : . : ' ' , ‘: : -£84Θ63€Ζ=42+r+2^0T5 '.. -4τΤϋ72ϋΤ6
- 16znázoměné variantě šikmá, dolů orientovaná transportní plocha 53 ve tvaru mezikruží vytvořená na rozšíření stěny přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru vně. Na třetí transportní plochu 53 plynule navazuje třetí zaoblená zvlákňovací plocha 43, která je uspořádaná na větším vnějším průměru než druhá zvlákňovací plocha 42 a je vytvořená s menším poloměrem zaoblení Rg. Na třetí zvlákňovací plochu 43 pak plynule navazuje třetí odváděči plocha 63, která slouží primárně pro odvod nezvlákněného přebytku roztoku nebo taveniny polymeru z třetí zvlákňovací plochy 43. Tato třetí odváděči plocha 63 je ve znázorněné variantě provedení tvořená vnějším povrchem přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž je díky jeho rozšíření lomená a její podstatná část je tak uspořádaná v elektrickém „stínu“ s nízkou intenzitou elektrického pole, pod tímto rozšířením.
Tato zvlákňovací elektroda 1 tak obsahuje tři soustředně uspořádané zvlákňovací plochy 4, 42, 43, což umožňuje podstatně zvýšit množství vytvářených nanovláken, přičemž díky snižujícímu se poloměru Rz zaoblení těchto zvlákňovacích ploch 4, 42, 43 lze dosáhnout podobné nebo stejné intenzity elektrického pole v blízkosti každé z nich a díky tomu i velmi malého rozptylu průměrů vytvářených nanovláken.
Obdobným způsobem může být vytvořena zvlákňovací elektroda 1, která bude obsahovat dvě soustředně uspořádané zvlákňovací plochy 4, 42, 43, případně čtyři nebo více soustředně uspořádaných zvlákňovacích ploch 4, 42, 43. Každá z transportních ploch 5, 52, 53 přitom může být vytvořená jako vodorovná nebo šikmá, zaoblená nebo lomená plocha orientovaná nahoru nebo dolů.
V neznázorněné variantě provedení je přívod 2 roztoku neb taveniny polymeru vyústěn alespoň jedním otvorem v blízkosti každé z transportních ploch 52, 53, případně přímo na některé z nich.
Na obr. 10 je znázorněn průřez osmou příkladnou variantou zvlákňovací elektrody 1 podle vynálezu. Tato zvlákňovací elektroda 1 obsahuje přívod 2 roztoku nebo taveniny polymeru tvořený dutou trubičkou, jehož stěna se směrem k jeho konci postupně rozšiřuje směrem vně a následně zase zužuje, přičemž na vnějším povrchu tohoto přívodu 2 tvoří složenou zvlákňovací plochu 4 tvořenou čtyřmi směrem od ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru — 17 — '; ; · ΡΘ4θ630Ζ_1 na sebe plynule navazujícími dílčími zaoblenými zvlákňovacími plochami 41 až 4*, jejichž poloměry Rzdi až Rzp4 zaoblení se směrem od ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru postupně zmenšují, avšak současně se plynule zvětšuje jejich vnější průměr. Na poslední dílčí zaoblenou zvlákňovací plochu 44 pak plynule navazuje lomená odváděči plocha 6. Tvarování zvlákňovací plochy 4 tvořené alespoň dvěma na sebe navazujícími dílčími zaoblenými zvlákňovacími plochami 41 a 4^, jejichž poloměry Rjp1 až Rzp4 zaoblení se směrem od ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru postupně zmenšují, avšak současně se plynule zvětšuje jejich vnější průměr, zajišťuje, že na celém povrchu této zvlákňovací plochy 4 bude mít elektrické pole konstantní nebo v podstatě konstantní intenzitu dostatečně vysokou pro iniciaci elektrického zvlákňování daného roztoku nebo taveniny polymeru. Roztok nebo tavenina polymeru se přitom působením gravitace rozlévá po celé takto tvarované zvlákňovací ploše 4 přičemž postupně dochází k iniciaci elektrického zvlákňování na celé této zvlákňovací ploše 4, nebo její podstatné části. Díky konstantní nebo v podstatě konstantní intenzitě elektrického pole pak mají vytvářená nanovlákna stejné nebo velmi podobné parametry, zejména průměr.
Takto řešená zvlákňovací plocha 4 může být tvořena minimálně dvěma od ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru na sebe plynule navazujícími dílčími zaoblenými zvlákňovacími plochami 4^, 4?, jejichž poloměry Rzdi a Rzd2 zaoblení se směrem od ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru postupně zmenšují.
V jiné variantě provedení je zvlákňovací plocha 4, která navazuje na ústí 2 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, tvořená vhodnou tvořící „splíne“ křivkou (tj. křivkou, která odpovídá polynomické funkci definované po intervalech), která díky průběžné změně poloměru zajišťuje stejnou nebo srovnatelnou intenzitu elektrického pole podél celého povrchu zvlákňované plochy 4.
Zvlákňovací elektroda 1 podle vynálezu může být ve všech výše popsaných variantách provedení vytvořená jak z elektricko vodivého, tak i elektricky nevodivého materiálu, přičemž ve druhém případě se při zvlákňování elektrické napětí přivádí přímo na roztok nebo taveninu polymeru pro zvlákňování a elektrické pole se vytváří mezi ním/ní a okolními ionty, resp. mezi
-RT2ŮŤ5^28 '; ; ; ; ·Ρ540636Ζ_1 21.4£τ2045 : . ’ Άτ+Ο^Ο+β— _ 18 — ním/ní a alespoň jednou sběrnou elektrodou uspořádanou nad zvlákňovací elektrodou 1. Ve všech výše popsaných variantách se díky tvaru zvlákňovací elektrody 1 roztok nebo tavenina polymeru pohybuje po jejím čela a povrchu působením gravitace, takže nedochází k nežádoucímu ulpívání nezvlákněného roztoku nebo taveniny polymeru nebo při předchozí zvlákňování vytvořených nanovláken na zvlákňovací ploše 4 a v důsledku toho k postupnému útlumu zvlákňování.
Ve všech výše popsaných variantách provedení má zvlákňovací elektroda 1 a všechny její součásti kruhový příčný průřez. Kromě toho však může být v dalších variantách její příčný průřez libovolný jiný, např. oválný, troj nebo víceúhleníkový, pravidelný nebo nepravidelný. Ve specifické variantě může být její příčný průřez obdélníkový, přičemž ústí 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru je tvořeno obdélníkovou štěrbinou (s výhodou se zaoblenými rohy), nebo skupinou vedle sebe uspořádaných ústí 20 libovolného tvaru.
Ve všech výše popsaných variantách zvlákňovací elektrody 1 může být vnitřní hrana na přechodu mezi ústím 20 přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru a transportní plochou 5 nebo zvlákňovací plochou 4 vytvořená jako šikmá nebo zaoblená.
Zvlákňovací elektroda 1 podle vynálezu je určena pro elektrické, neboli střídavé elektrické zvlákňování, při kterém slouží jako protielektroda, tzv. „virtuální kolektor“, tvořený proti-ionty a opačně nabitými nanovlákennými úseky emitovanými při předchozím střídavém elektrickém zvlákňování. Tento virtuální kolektor přitom kopíruje povrch zvlákňovací elektrody 1, tj. obklopuje zvlákňovací elektrodu 1, resp. její zvlákňovací plochu/plochy 4, 44, 444 v charakteristické vzdálenosti několika jednotek centimetrů, a tím výrazně přispívá k vysoké a rovnoměrně rozložené intenzitě elektrického pole. Výsledná rovnoměrnost je však dána především tvarem zvlákňovací plochy/ploch 4, 44, 444 zvlákňovací elektrody 1.. Nově vytvořená nanovlákna částečně rekombinují s těmi, která jsou již vytvořena v oblasti virtuální proti-elektrody. Tento proces se vzhledem k povaze aplikovaného střídavého vysokého napětí neustále opakuje. Opačně nabité nanovlákenné svazky z emisí s obrácenou polaritou jdoucích bezprostředně za sebou se vzájemně přitahují a tvoří útvar nanovlákennou vlečku. Tato vlečka obsahuje elektricky rekombinované
W-2GT5=928 ; ; i : : Ρ64063ϋΖΖΐ~~
2.2045. .1 . -4τ+&2θτβ~*
- 19prameny nanovláken, které jsou vytvářeny zvlákňovací elektrodou, a pohybuje se pohybuje směrem od zvlákňovací elektrody, podél její osy. Tento její pohyb vzniká v důsledku účinku tzv. „elektrického větru“ vytvořeného zvlákňovací elektrodou. Ve vzdálenosti kolem 5 cm (v závislosti na podmínkách zvlákňování) od povrchu zvlákňovací elektrody 1 je nanovlákenná hmota uvnitř vlečky vnitřně nehybná a v této oblasti již nedochází k přeskupování nanovláken.
Zařízení pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým zvlákňován ve smyslu CZ 304137 pak obsahuje alespoň jednu zvlákňovací elektrodu 1 libovolné výše popsané konstrukce, jejíž přívod 2 roztoku nebo taveniny polymeru je propojený se zdrojem roztoku nebo taveniny polymeru. Zvlákňovací elektroda 1 a/nebo roztok nebo tavenina polymeru je pak propojená nebo propojitelná se zdrojem střídavého elektrického proudu. Ve výhodné variantě provedení je pak do prostoru nad zvlákňovací elektrodou 1 vyústěn generátor nebo jiný zdroj iontů vzduchu nebo jiného plynu. Kromě toho je výhodné, nikoliv však nutné, pokud je v prostoru nad zvlákňovací elektrodou 1 uložen pevný nebo statický kolektor (elektricky aktivní nebo neaktivní) pro zachycení vytvářených nanovláken, případně odtah vytvářených nanovláken proudem vzduchu nebo plynu.
Při výhodném způsobu výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru při použití zvlákňovací elektrody podle vynálezu se přívodem 2 roztoku nebo taveniny polymeru prostřednictvím neznázorněného čerpadla přivádí na zvlákňovací plochu/plochy 4, 44, 444 zvlákňovací elektrody 1. větší množství roztoku nebo taveniny polymeru, než které je schopno se za daných podmínek přetvořit na nanovlákna. Nezvlákněný přebytek roztoku nebo taveniny polymeru přitom účinkem gravitace přetéká přes zvlákňovací plochu/plochy 4, 44. 444 a je odváděn, přes odváděči plochu 6, do neznázoměné sběrné nádoby nebo do odpadu. Ze sběrné nádoby přitom může být tento roztok nebo tavenina polymeru odveden/odvedena znovu do přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru, případně do zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru s čerstvým roztokem nebo taveninou, a odtud do přívodu 2 roztoku nebo taveniny polymeru. V případě potřeby je možné roztok nebo
-PV~2015-028- : L , .:: : Τ34063ϋΖζ1-24+122315- .+ + J. ^4τ42τ2θτβ- 20taveninu polymeru před dalším přivedením do přívodu 2 recyklovat, např. doplněním rozpouštědla, nebo dodatečným ohřevem, apod.
Přebytek roztoku nebo taveniny polymeru přiváděný na zvlákňovací plochu/plochy 4, 44, 444 zvlákňovací elektrody 1 umožňuje v kombinaci s rovnoměrným rozložením elektrického pole podél této zvlákňovací plochy/ploch 4, 44, 444 vytvářet charakterově identická nanovlákna na celé zvlákňování ploše, resp. všech zvlákňovacích plochách 4, 44, 444, a tím podstatným způsobem zvýšit dosahovaný zvlákňovací výkon. Zvlákňovací plocha/plochy 4, 44, 444 zvlákňovací elektrody 1 jsou při tomto postupu současně neustále omývány nezvlákněným přebytkem roztoku nebo taveniny polymeru, díky čemuž na ní/nich nedochází k nežádoucímu ulpívání zatuhlého roztoku a nalétávajících nanovláken, nebo taveniny, přičemž tento samočisticí efekt zajišťuje, že zvlákňování může probíhat se stejnou nebo v podstatě nezměněnou intenzitou po v podstatě neomezenou dobu.
Při použití zvlákňovací elektrody 1_ znázorněné na obr. 7 je pak výhodné, pokud se roztok nebo tavenina polymeru, který/která se přivádí na zvlákňovací plochu 44 druhé zvlákňovací elektrody 11 z této zvlákňovací plochy nezvlákňuje, ale přetéká přes tuto plochu na transportní plochu 5 nebo výhodněji na zvlákňovací plochu 4 základního tělesa zvlákňovací elektrody 1, přičemž se z této zvlákňovací plochy 4 zvlákňují nanovlákna typu jádro plášť, jejich plášť je tvořen polymerem, jehož roztok nebo tavenina se přivádí přes zvlákňovací plochu 44 druhé zvlákňovací elektrody, a vytváří na zvlákňovací ploše 4 dvojitou vrstvu polymerních roztoků. V důsledku toho dochází v těchto místech k tvorbě bikomponentních nanovláken typu jádro-plášť. Jejich obal přitom sestává z vrchního polymeru a jádru je tvořeno polymerem spodním, který je do polymerní trysky vtahován v důsledku přirozené hydrodynamiky procesu.

Claims (20)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zvlákňovací elektroda (1) pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, obsahující přívod (2) roztoku nebo taveniny polymeru, který je vyústěn na jejím čele (3), vyznačující se tím, že kolem alespoň části ústí (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru je na čele zvlákňovací elektrody vytvořena zvlákňovací plocha (4) zaoblená směrem dolů, pod ústí (20), přičemž na tuto zvlákňovací plochu (4) plynule navazuje dolu orientovaná odváděči plocha (6) vytvořená na vnějším povrchu přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru.
  2. 2. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že stěna přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru se směrem k ústí (20) tohoto přívodu (2) rozšiřuje směrem vně, přičemž kolem alespoň části ústí (20) je na rozšíření stěny zvlákňovací elektrody (1) vytvořená zvlákňovací plocha (4) zaoblená směrem dolů, pod ústí (20), přičemž na tuto zvlákňovací plochu (4) plynule navazuje dolu orientovaná odváděči plocha (6) vytvořená na vnějším povrchu přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru.
  3. 3. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mezi ústím (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru a zvlákňovací plochou (4) je vytvořena rovinná, šikmá, zaoblená nebo lomená transportní plocha (5) orientovaná směrem nad nebo pod ústí (20), na kterou zvlákňovací plocha (4) plynule navazuje.
  4. 4. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň část přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru pod zvlákňovací plochou (4) je po celém svém obvodu překrytá krytem (7), přičemž mezi vnějším povrchem přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru a vnitřním povrchem tohoto krytu (7) je vytvořena mezera (72) pro odvod roztoku nebo taveniny polymeru.
  5. 5. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dva vzájemně oddělené přívody (2, 22) roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž kolem alespoň části ústí (20, 202) každého z nich je ill 1 t ( i i »
    1^^-20+5-928- : · ·. ' * : ; , ‘ · ; -^6406802^12X422G+5- '.. * . .:., ‘ 4.1072016-22 — uspořádaná samostatná zvlákňovací plocha (4, 44) zaoblená směrem dolů, pod toto ústí (20, 202).
  6. 6. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že samostatné zvlákňovací plochy (4, 44) jsou uspořádané pod sebou.
  7. 7. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že samostatné zvlákňovací plochy (4, 44) jsou souosé.
  8. 8. Zvlákňovací elektroda podle nároku 2, vyznačující se tím, že na odváděči plochu (6) na vnějším povrchu přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru plynule navazuje druhá transportní plocha (52), na kterou dále plynule navazuje druhá zaoblená zvlákňovací plocha (42), která je uspořádaná na větším vnějším průměru než zvlákňovací plocha (4) upořádaná alespoň po části obvodu ústí (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru, a je vytvořená s menším poloměrem zaoblení (Rz), než tato zvlákňovací plocha (4), přičemž na druhou zvlákňovací plochu (42) plynule navazuje druhá odváděči plocha (62).
  9. 9. Zvlákňovací elektroda podle nároku 2, vyznačující se tím, že zvlákňovací plocha (4) na rozšíření stěny přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru přímo navazuje na ústí (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru, přičemž je tvořená alespoň dvěma směrem od ústí (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru na sebe plynule navazujícími dílčími zaoblenými zvlákňovacími plochami, jejichž poloměry zaoblení (41, 42) se směrem od ústí (20) přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru postupně zmenšují.
  10. 10. Zvlákňovací elektroda podle nároku 9, vyznačující se tím, že tvořící křivka zvlákňovací plochy (4) je tvořena spline křivkou, tj. křivkou, která odpovídá polynomické funkci definované po intervalech.
  11. 11. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 2 nebo 9 vyznačující se tím, že rozšíření stěny přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru je integrální součástí přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru.
  12. 12. Zvlákňovací elektroda (1) podle nároku 2 nebo 9, vyznačující se tím, že rozšíření stěny přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru je tvořeno
    PV-2046-S3& : ‘ í ’ . '' \' FS4Q63CZJ-24-rř2^0Ť5— .:<·, samostatným tělesem uloženým naz nebo spojeným s přívodem (2) roztoku nebo taveniny polymeru.
  13. 13. Zvlákňovací elektroda (1) podle libovolného z nároků 2, 9, 11, 12 vyznačující se tím, že rozšíření stěny přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru má na alespoň části své výšky konstantní vnější průměr.
  14. 14. Zvlákňovací elektroda (1) podle libovolného z předcházejících nároků vyznačující se tím, že je vytvořena z elektricky vodivého materiálu.
  15. 15. Zvlákňovací elektroda (1) podle libovolného z předcházejících nároků vyznačující se tím, že je vytvořena z elektricky nevodivého materiálu.
  16. 16. Zařízení pro výrobu nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, vyznačující se tím, že je osazeno alespoň jednou zvlákňovací elektrodou (1) podle libovolného z nároků 1 až 15, přičemž přívod (2, 22) roztoku nebo taveniny polymeru této zvlákňovací elektrody (1) je propojený se zdrojem roztoku nebo taveniny polymeru, a zvlákňovací elektroda (1) a/nebo zdroj roztoku nebo taveniny polymeru a/nebo vedení roztoku nebo taveniny polymeru mezi nimi je propojené nebo opatřené prostředky k propojení se zdrojem střídavého elektrického proudu.
  17. 17. Způsob výroby nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, při kterém se roztok nebo tavenina polymeru přivádí přívodem (2) roztoku nebo taveniny polymeru vyústěném na čele zvlákňovací elektrody na čelo zvlákňovací elektrody (1), přičemž se na zvlákňovací elektrodu (1) a/nebo do roztoku nebo taveniny polymeru přivádí střídavé elektrické napětí, vyznačující se tím, že roztok nebo tavenina polymeru se působením gravitace roztěká po čele zvlákňovací elektrody (1) a zvlákňuje se ze zvlákňovací plochy (4) uspořádané kolem alespoň části ústí (20) roztoku nebo taveniny polymeru, která je zaoblená směrem dolů, pod toto ústí (20), přičemž se na tuto zvlákňovací plochu přivádí nadbytek roztoku nebo taveniny polymeru, a nezvlákněný roztok nebo tavenina polymeru omývá zvlákňovací plochu (4) zvlákňovací elektrody, načež z ní působením gravitace stéká na navazující odváděči plochu (6) na vnějším povrchu přívodu (2) roztoku nebo taveniny polymeru, aniž by na této odváděči ploše (6) docházelo k dalšími zvlákňování.
    -PV-2015^928 I < < 14» t I O : Ί : · . '' --P34063CZ-i
    ·..’ . J.U.* 4-.-46.20-1»
    -24 —
  18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že roztok nebo tavenina polymeru se z odváděči plochy (6) působením gravitace vede na zaoblenou, šikmou, vodorovnou nebo lomenou druhou transportní plochu (55) a z ní pak na druhou zvlákňovací plochu (44), kteiy je zaoblená a orientovaná směrem dolů.
  19. 19. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že během zvlákňování roztoku nebo taveniny polymeru ze zvlákňovací plochy (4) zvlákňovací elektrody (1) se na tuto zvlákňovací plochu (4) přivádí z druhé zvlákňovací plochy (44) uspořádané nad ní jiný roztok nebo tavenina polymeru, v důsledku čehož se vytváří bikomponentní nanovlákna.
  20. 20. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že na dvě vzájemně oddělené, zaoblené, dolů orientované zvlákňovací plochy (4, 44) zvlákňovací elektrody (1) se ze dvou oddělených přívodů (2, 22) roztoku nebo taveniny polymeru přivádí stejný nebo odlišný roztok nebo tavenina polymeru, který/která se na každé ze zvlákňovacích ploch (4, 44) zvlákňuje, v důsledku čehož se při použití odlišných roztoků nebo tavenin polymeru vytváří směs nanovláken dvou typů, které se navzájem liší materiálem a/nebo průměrem a/nebo případným obsahem aktivní látky/látek v materiálu vláken a/nebo jiným parametrem.
CZ2015-928A 2015-12-21 2015-12-21 Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou CZ306772B6 (cs)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-928A CZ306772B6 (cs) 2015-12-21 2015-12-21 Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou
US16/064,704 US10808334B2 (en) 2015-12-21 2016-12-19 Method for producing polymeric nanofibers by electrospinning of a polymer solution or melt, a spinning electrode for performing the method and a device for producing polymeric nanofibers equipped with at least one such spinning electrode
PCT/CZ2016/050045 WO2017108012A1 (en) 2015-12-21 2016-12-19 Method for producing polymeric nanofibers by electrospinning a polymer solution or melt, a spinning electrode for performing the method and a device for producing polymeric nanofibers equipped with at least one such spinning electrode
RU2018122292A RU2726726C2 (ru) 2015-12-21 2016-12-19 Способ производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокна из раствора или расплава полимера, волокнообразующий электрод для этого способа и устройство для производства полимерных нановолокон, оснащенное, по крайней мере, одним волокнообразующим электродом
ES16829059T ES2796366T3 (es) 2015-12-21 2016-12-19 Procedimiento para producir nanofibras poliméricas mediante electrohilado de una solución o masa fundida de polímero, electrodo de hilado para llevar a cabo el procedimiento y dispositivo para producir nanofibras poliméricas equipado con uno de dichos electrodos de hilado, como mínimo
EP16829059.1A EP3394328B1 (en) 2015-12-21 2016-12-19 Method for producing polymeric nanofibers by electrospinning a polymer solution or melt, a spinning electrode for performing the method and a device for producing polymeric nanofibers equipped with at least one such spinning electrode
JP2018550643A JP6886479B2 (ja) 2015-12-21 2016-12-19 高分子溶液または融液のエレクトロスピニングによって高分子ナノファイバーを製造する方法、方法を実行するための紡糸電極、および少なくとも１つのこのような紡糸電極を備えた高分子ナノファイバーを製造する装置
CN201680074892.7A CN108603308B (zh) 2015-12-21 2016-12-19 用静电纺丝来生产聚合物纳米纤维的方法、实施该方法的纺丝电极及配置有纺丝电极的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-928A CZ306772B6 (cs) 2015-12-21 2015-12-21 Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2015928A3 true CZ2015928A3 (cs) 2017-06-28
CZ306772B6 CZ306772B6 (cs) 2017-06-28

Family

ID=57860590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-928A CZ306772B6 (cs) 2015-12-21 2015-12-21 Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10808334B2 (cs)
EP (1) EP3394328B1 (cs)
JP (1) JP6886479B2 (cs)
CN (1) CN108603308B (cs)
CZ (1) CZ306772B6 (cs)
ES (1) ES2796366T3 (cs)
RU (1) RU2726726C2 (cs)
WO (1) WO2017108012A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113015617A (zh) * 2018-08-17 2021-06-22 Cence公司 新颖碳纳米纤维和制造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2017521A3 (cs) * 2017-09-07 2019-04-10 Technická univerzita v Liberci Způsob pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým nebo elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou takovou zvlákňovací elektrodou
CA3129491A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 The Uab Research Foundation An alternating field electrode system and method for fiber generation
CN112430858B (zh) * 2020-11-11 2022-06-24 上海胜启纳米科技中心 一种静电纺丝设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713011B2 (en) * 2001-05-16 2004-03-30 The Research Foundation At State University Of New York Apparatus and methods for electrospinning polymeric fibers and membranes
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
WO2005042813A1 (en) * 2003-10-30 2005-05-12 Clean Air Technology Corp. Electrostatic spinning equipment and method of preparing nano fiber using the same
CN200981905Y (zh) * 2006-11-14 2007-11-28 上海兰度科技有限公司 一种新型电纺丝纳米纤维束气流加捻收集装置
US20100148405A1 (en) * 2007-05-21 2010-06-17 Hiroto Sumida Nanofiber producing method and nanofiber producing apparatus
WO2009055413A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-30 Ppg Industries Ohio, Inc. Fiber formation by electrical-mechanical spinning
CZ2008529A3 (cs) * 2008-09-01 2010-03-10 Elmarco S.R.O. Zarízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerní matrice
JP5226558B2 (ja) * 2009-02-16 2013-07-03 パナソニック株式会社 ナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法
CN101871133B (zh) * 2010-06-02 2013-07-10 东华大学 一种使用旋转圆盘作为发射器的静电纺丝装置
CZ2011328A3 (cs) * 2011-06-01 2012-01-11 Technická univerzita v Liberci Zpusob vytvárení funkcní nanovlákenné vrstvy a zarízení k provádení zpusobu
JP5719421B2 (ja) * 2012-10-11 2015-05-20 花王株式会社 電界紡糸装置及びそれを備えたナノファイバ製造装置
CN202968790U (zh) * 2012-12-17 2013-06-05 苏州大学 气泡复合静电纺丝装置
CZ304137B6 (cs) * 2012-12-17 2013-11-13 Technická univerzita v Liberci Zpusob výroby polymerních nanovláken zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli a lineární útvar z polymerních nanovláken vytvorený tímto zpusobem
WO2014169239A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 Donaldson Company, Inc. Centrifugal electrospinning process
CN103422180A (zh) * 2013-07-18 2013-12-04 常州市亚国新能源科技有限公司 喷管电纺头
JP2015048540A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 積水化学工業株式会社 電界紡糸用ノズルおよび電界紡糸装置
US20150165667A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-18 Zeus Industrial Products, Inc. Electrospinning slot die design and application
CN203866411U (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 哈尔滨理工大学 一种薄膜太阳能电池静电纺丝机的喷口

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113015617A (zh) * 2018-08-17 2021-06-22 Cence公司 新颖碳纳米纤维和制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2726726C2 (ru) 2020-07-15
EP3394328B1 (en) 2020-04-15
US10808334B2 (en) 2020-10-20
CN108603308A (zh) 2018-09-28
US20180371645A1 (en) 2018-12-27
ES2796366T3 (es) 2020-11-26
CZ306772B6 (cs) 2017-06-28
CN108603308B (zh) 2021-08-10
JP2019500513A (ja) 2019-01-10
JP6886479B2 (ja) 2021-06-16
EP3394328A1 (en) 2018-10-31
RU2018122292A (ru) 2020-01-24
RU2018122292A3 (cs) 2020-01-24
WO2017108012A1 (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2015928A3 (cs) Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou
KR101719377B1 (ko) 정전기 방사 조립체
CN202107802U (zh) 螺旋叶片纳米纤维发生器及静电螺旋纺丝装置
CN102704194A (zh) 一种帘式实心针电纺纳米纤维非织造布生产装置
WO2008149488A1 (ja) ナノファイバーの合糸方法及び装置
Kirecci et al. Determination of optimal production parameters for polyacrylonitrile nanofibers
JP5237712B2 (ja) 静電紡糸装置
KR101291592B1 (ko) 내부에 단면이 다각형인 중공부를 갖는 원추형 방사 튜브를 포함하는 전기방사장치
CN104313708B (zh) 高速气流和高压静电生产聚合物纳米纤维的方法及装置
JP6112873B2 (ja) ナノ繊維材料及びマイクロ繊維材料を製造するための複合紡糸ノズル
Jahan et al. Needleless electrospinning from a tube with an embedded wire loop
CN102704193A (zh) 一种多实心针电极纳米纤维非织造布生产装置
CN101967687B (zh) 一种多排型静电纺丝喷头
Mondal et al. Electrospun self‐assembled nanofiber yarns
KR20170055597A (ko) 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치 및 이를 이용한 2성분 복합 나노섬유의 제조방법
Li et al. The effects of spinning conditions on the morphology of electrospun jet and nonwoven membrane
KR101030824B1 (ko) 전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치
CN103320875A (zh) 防止纺丝放电的静电纺丝装置
CN102191569B (zh) 一种平行电场静电纺丝装置
KR101793973B1 (ko) 나선형 탐침을 이용한 연속공정 전기방사 장치 및 이를 이용한 고분자 나노 섬유 생산 시스템
CN208023131U (zh) 一种静电纺丝用喷丝装置
Huang et al. Needleless electrospinning of multiple nanofibers
Jahan et al. Evolvement of spinneret in electrospinning toward large-scale production of nanofibers
CN204211864U (zh) 一种新型高效的纳米纤维静电纺丝设备
CZ2017521A3 (cs) Způsob pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým nebo elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou takovou zvlákňovací elektrodou

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20201221