CZ299537B6

CZ299537B6 - Zpusob a zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním

Info

Publication number: CZ299537B6
Application number: CZ20050360A
Authority: CZ
Inventors: Petráš@David; Mareš@Ladislav; Horcicová@Denisa
Original assignee: Elmarco, S. R. O.
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2008-08-27
Also published as: CZ2005360A3; TW200714754A; US20080307766A1; KR20080017452A; WO2006131081A1; AU2006255403A1; CA2608230A1; EP1910591A1; CN101189368A; JP2008542571A; EA200800981A1

Abstract

Zpusob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním v elektrickém poli vytvoreném rozdílem potenciálu mezi sbernou elektrodou (4) a otocne uloženou zvláknovací elektrodou (1)protáhlého tvaru, zasahující cástí svého obvodu do polymerního roztoku (3), pricemž rotací zvláknovací elektrody (1) se alespon cástmi jejího povrchuvynáší polymerní roztok (3) do elektrického pole,v nemž se na povrchu zvláknovací elektrody (1) vytvárejí nanovlákna, která jsou unášena ke sberné elektrode (4) a ukládána na povrch podkladového materiálu (5) vedeného mezi zvláknovací elektrodou (1) a sbernou elektrodou (4) v blízkosti sberné elektrody (4). Na polymerní roztok (3) na povrchu zvláknovací elektrody (1) v míste prusecnice povrchu zvláknovací elektrody (1) s rovinou proloženou osouzvláknovací elektrody (1) a kolmou na rovinu podkladového materiálu (5) se po celé délce zvláknovací elektrody (1) pusobí elektrickým polem maximálnía stejné intenzity, címž se dosáhne vysokého a rovnomerného zvláknovacího úcinku po celé délce zvláknovací elektrody (1). U zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním má obalová plocha cásti povrchu zvláknovací elektrody (1), sloužících k vynášení polymerního roztoku (3) do elektrického pole, v rovine procházející osou (12) zvláknovací elektrody a kolmé na rovinu podkladového materiálu (5) tvar tvorený ekvipotenciálou elektrického pole mezi zvláknovací elektrodou (1) a sbernou elektrodou (4) o nejvyšší intenzite.

Description

Způsob a zařízení k výrobě nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby nanovláken z polymemího roztoku elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi sběrnou elektrodou a otočně uloženou zvlákňovací elektrodou protáhlého tvaru, zasahující částí svého obvodu do polymemího roztoku, přičemž rotací zvlákňovací elektrody se alespoň částmi jejího povrchu vynáší polymemí roztok do elektrického pole v němž se na povrchu zvlákňovací elektrody vytvářejí nanovlákna, která jsou unášena ke sběrné elektrodě a ukládána na povrch podkladového materiálu vedeného mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou v blízkosti sběrné elektrody.

Dále se vynález týká zařízení k výrobě nanovláken z polymemího roztoku elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi sběrnou elektrodou a otočně uloženou zvlákňovací elektrodou protáhlého tvaru spřaženou s pohonem a zasahující alespoň částmi svého povrchu do polymemího roztoku s cílem vynášení polymemího roztoku těmito částmi povrchu do elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou přičemž mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou je vytvořena dráha pro průchod podkladového materiálu, jehož povrch ze strany zvlákňovací elektrody slouží k ukládání vytvářených nanovláken.

Dosavadní stav techniky

Nanovlákna se připravují ze široké škály polymerů a směsí polymerů, a to buď z roztoků za použití rozpouštědel na vodné, nebo nevodné bázi. Do roztoků se podle potřeby mohou i nemusí přidávat různá nízkomolekulámí aditiva, která pak regulují některé důležité fyzikální vlastnosti zvlákňovaného roztoku nebo přináší do výsledného polymeru nové chemické, fyzikální, biologické nebo jiné, vlastnosti. Současně lze nanovlákna připravovat i z tavenin polymerů, ale na rozdíl od principiálně podobných procesů formování polymemích tavenin se při zpracování roztoků dosahuje menších průměrů vláken díky nižším viskozitám roztoků oproti taveninám. K formování roztoků se využívá mechanických sil proudícího plynného média nebo coulombovských sil v elektrostatickém poli, tak zvané elektrostatické zvlákňování, které vede k vláknům s menšími průměry.

Příkladem přípravy nanovláken z polymemích roztoků proudem vzduchu jsou například patenty US 6 382 526 a US 6 520 425. Průměry nanovláken získaných touto technologií jsou 200 až

3000 nanometrů.

Příklady přípravy nanovláken z polymemích roztoků za účinku elektrostatického pole o průměrné intenzitě 50 000 až 500 000 V/m jsou popsány v patentových přihláškách WO 0127365, WO 0250346, US 2002/0175449 Al, US 2002/084178 Al a WO 2005/024101 Al. První čtyři reprezentují řešení, které částečně připomíná řešení citované v patentech využívajících mechanických sil proudu plynu. Jsou zde opět trysky kruhového průřezu a vnitřního průměru 0,5 až

1,5 mm, na které je přivedeno stejnosměrné napětí. Proti trysce, z které je polymemí roztok vytlačován, je umístěna nejčastěji uzemněná elektroda (sběrná elektroda). Důsledkem takového uspořádání je vytahování tenkého a dále se štěpícího paprsku roztoku polymeru, který pak v konečném důsledku poskytuje nanovlákna. Největším problémem tohoto způsobu je nízký výkon. Na jedné zvlákňovací trysce lze zpracovat 0,1 až 1 gram polymeru za hodinu, což z pohledu průmyslového využití činí výrobu nanovláken podle těchto řešení velmi problematickou. Ve prospěch výkonu a také homogenity nanesené vrstvy na sběrnou elektrodu nebo na podklad, který je umístěn mezi tryskou a sběrnou elektrodou v její blízkosti, lze sestavit skupinu static-1 CZ 299537 B6 kých nebo pohybujících se trysek. Bohužel nelze zvyšovat počet trysek neomezeně a stejně tak existují i limity na vzdálenost trysek mezi sebou, což je dáno vlastním elektrickým polem, takže ani tato řešení nepřináší zlomový obrat ve výkonnosti. Dále zůstávají další limity plynoucí z obecných fyzikálních zákonitostí, jako je nemožnost zvyšování napětí nad mez elektrické pev5 nosti vzduchu v prostoru zvlákňování, neopodstatněnost tomu úměrného zvyšování vzdálenosti elektrod apod.

Z GB 1 346 231 je známé zařízení na elektrostatické zvlákňování polymemích roztoků obsahující prstencovou zvlákňovací elektrodu otočně uloženou ve svislé rovině dolní částí v polymemím roztoku a horní částí mezi dvěma svisle uloženými sběrnými elektrodami. Zvlákňovaný roztok je vynášen povrchem prstence zvlákňovací elektrody, přičemž zvlákňovací proces probíhá v horní části prstencové zvlákňovací elektrody nacházející se mezi sběrnými elektrodami v místech, která jsou těmto plochým elektrodám nejbližší. Zařízení je průmyslově velmi obtížně využitelné, neboť je složité, neproduktivní a případná elektrostatickým zvlákňováním vyrobená vrstva vlá15 ken respektive netkaná textilie by měla velmi nerovnoměrnou tloušťku a strukturu.

Dále je známé řešení podle EP 1059106 A2, které popisuje zařízení pro přeměnu roztoku nebo taveniny polymeru do vlákenné struktury zahrnující v podstatě rovinnou sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodu mezi nimiž je vytvořeno elektrické pole. Zvlákňovací elektroda slouží k dopravě roztoku nebo taveniny polymeru (dále jen roztoku) do elektrického pole, přičemž je nezbytné, aby se na ní vytvářely vrstvy roztoku polymeru o dostatečně vysokém zakřivení, na němž dochází ke koncentraci náboje elektrického pole, až dojede k vytváření nanovláken z vrstvy roztoku nebo taveniny. Vytvořená nanovlákna jsou vlivem Coulombovských sil unášena ke sběrné elektrodě. V jedné z popisovaných variant je zvlákňovací elektrody tvořena otočně uloženým kotoučem opatřeným na obvodu výstupky, který je částí svého obvodu ponořen do roztoku polymeru a vynáší zkapalněný polymer do elektrického pole. Povrch kotouče je smáčitelný roztokem polymeru, takže tento na něm vytváří povlak. Jak kotouč rotuje, je každý výstupek postupně potažen vrstvou polymemího roztoku, který postupně získává náboj elektrody, tedy záporný a díky vysokému zakřivení na něm dochází ke vzniku nanovláken. Roztok polymeru, který se nespotřebuje se vrací zpět do nádrže. Kotouč je uložen osou otáčení rovnoběžně se směrem pohybu podkladové textilie. Nevýhodou tohoto řešení je malá účinnost, neboť do elektrostatického pole se dostane malé množství zvlákňovaného polymemího roztoku a z něho se podaří přeměnit na vlákna jen část. Další nevýhodou je nerovnoměrnost tloušťky vrstev nanovláken po šířce.

Dále je popisováno šikmé uložení většího množství kotoučů opatřených na obvodě výstupky, které mohou být uloženy šikmo vzhledem k vylučovací elektrodě. Přitom je podle vynálezu výhodné, jsou-li jádra kotoučů z izolačního materiálu, aby se zabránilo efektům superponujícím elektrické pole. Řešení má přinášet výhodu v rovnoměrnějším nanášení vrstvy vláken na podkla40 dový materiál. Řešení je velmi složité vzhledem k rotačnímu pohonu šikmo uložených kotoučů a zvýšení rovnoměrnosti nanášené vrstvy nanovláken je možné jen ve směru pohybu podkladového materiálu a nelze je ani předpokládat ve směru šířky podkladového materiálu.

V dalším provedení jsou popisovány kotouče znázorněné na obr. 14, na jejichž obvodu jsou vyt45 vořeny tvarové výstupky a pod nimi sběrné dutiny pro polymemí roztok pro usnadnění odměřování množství polymemího roztoku a jeho výhoda má spočívat v tom, že se do elektrostatického pole pro zvlákňování opakovaně dopravuje vždy stejné množství polymemího roztoku. Nevýhodou tohoto provedení je, že zvlákňování probíhá na vrcholech výstupků, kde je největší koncentrace náboje, zatímco sběrné dutiny jsou uspořádány na menším průměru než vrcholy výstupků, takže je problematické dopravit odměřené množství polymemího roztoku k příslušnému vrcholu. Kromě toho při směru otáčení kotouče ve směru šipky znázorněné na obr. 14 šipkou se do sběrných dutin (151) nenabere žádný polymemí roztok, pouze by bylo možné, aby do nich stekl roztok, který ulpěl na povrchu výstupků při jejich rotaci směrem vzhůru. Při tom je velmi nepravděpodobné, že by se do sběrných dutin odměřilo vždy stejné množství polymemího roztoku.

-2CZ 299537 B6

Problém s výkonem a další problémy výše popsaných řešení se úspěšně snaží vyřešit technologie uvedená v patentu WO2005/024101 Al. Zde je zvlákňovací elektroda tvořena elektrodou ve tvaru válce, který se podle své hlavní osy otáčí a dolní částí povrchu se namáčí do roztoku poly5 meru. Osa válce je přitom uložena v rovině rovnoběžné s rovinou podkladového materiálu a kolmo na směr pohybu podkladového materiálu. Na povrchu válce se vynáší tenký film, z kterého se za současné tvorby tzv. Taylorových kuželů vytahují výše zmíněné paprsky roztoku, které pak vytvářejí na sběrné protielektrodě nebo na vhodné podkladové vrstvě před ní vrstvu nanovláken. Uvedená technologie velmi dobře funguje pro roztoky polymerů na vodné bázi. Pro roztoky na ío nevodné bázi problém zvlákňování neřeší. Je to spojeno se zásadně rozdílným charakterem vodných a nevodných roztoků, který je především dán přítomností silného dipólového momentu v malé molekule vody. To předurčuje zcela rozdílné vlastnosti vodných a nevodných roztoků polymerů z hlediska účinků vnějšího elektrického pole. Ani u vodných roztoků polymerů není však vytvořená vrstva nanovláken zcela rovnoměrná po celé délce zvlákňovací elektrody.

Z výše uvedeného je patrné, že podstatou dosud zkonstruovaných zařízení na přípravu kvalitních nanovláken a vrstev z nanovláken je vždy dvojice elektrod na rozdílném elektrickém potenciálu. Bez nadsázky jsou elektrody ajejich konstrukce, srdcem celého zařízení a předurčují podstatným způsobem úspěch či neúspěch celého zařízení v produkci nanovláken.

Cílem vynálezu je vytvořit způsob a zařízení, které by bylo průmyslově využitelné i pro zvlákňování roztoků polymeru v rozpouštědlech na nevodné bázi a dosahovalo vysokého zvlákňovacího výkonu a u vodných i nevodných roztoků polymerů dále zvyšovalo rovnoměrnost vytvářené vrstvy nanovláken.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem výroby nanovláken z polymemího roztoku elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na polymemí roztok na povrchu zvlákňovací elektrody v místě průsečnice povrchu zvlákňovací elektrody s rovinou proloženou osou zvlákňovací elektrody a kolmou na rovinu podkladového materiálu se po celé délce zvlákňovací elektrody působí elektrickým polem maximální a stejné intenzity, čímž se dosáhne stejného a rovnoměrného zvlákňovacího účinku po celé délce zvlákňovací elektrody a v důsledku toho také rovnoměrné tloušťky vrstvy nanovláken uložené na podkladovém materiálu.

Je výhodné, když se polymemí roztok do elektrického pole přivádí v množství stejných od sebe oddělených dávek pohybujících se po kruhových drahách v elektrickém poli, přičemž vzájemná poloha dávek se nemění a dávky jsou uspořádány ve skupinách dávek, situovaných po délce zvlákňovací elektrody v rovině procházející osou zvlákňovací elektrody a kolmé na rovinu podkladového materiálu vzhledem ke sběrné elektrodě na ekvipotenciále o nejvyšší intenzitě elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou. Rozdělení polymemího roztoku do dávek a umístění každé dávky v době kdy je nejblíže sběrné elektrodě v místě s nejvyšší intenzitou elektrického pole.

Směr přivádění od sebe oddělených dávek polymemího roztoku je s výhodou obrácený vzhledem ke smyslu pohybu podkladového materiálu, čímž se dosáhne větší rovnoměrnosti vytvářené vrstvy nanovláken.

Podstata zařízení k výrobě nanovláken z polymemího roztoku elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli spočívá v tom, že obalová plocha částí povrchu zvlákňovací elektrody sloužících k vynášení polymemího roztoku do elektrického pole má v rovině procházející osou zvlák-3 CZ 299537 B6 ňovací elektrody a kolmé na rovinu podkladového materiálu tvar tvořený ekvipotenciálou elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou o nejvyšší intenzitě.

Pro zvlákňování vodných roztoků polymerů je dostačující, je-li obalová plocha plná, což zjedno5 dušuje konstrukci těchto zařízení.

Pro zvlákňování vodných i nevodných roztoků polymerů obsahuje zvlákňovací elektroda soustavu vlnitě tvarovaných lamel z plochého elektricky vodivého materiálu, které jsou vzhledem k ose rotace uloženy svým zvlněním tangenciálně, přičemž v rovině kolmé na rovinu podkladového materiálu a procházející osou rotace zvlákňovací elektrody a středem vlnitě tvarované lamely jsou vytvarovány do tvaru ekvipotenciály o nejvyšší intenzitě elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou. Taková zvlákňovací elektroda je schopna vynášet dostatečné množství polymemího roztoku do nejvhodnějších míst elektrického pole mezi zvlákňovací a sběrnou elektrodou a zároveň dobře zvlákňovat i nevodné roztoky polymerů.

Přitom je výhodné zejména pro rychlejší zahájení zvlákňování a udržení stálého zvlákňovacího procesu, jsou-li lamely na vnější straně opatřeny výstupky.

Zvlákňovací elektroda obsahuje soustavu lamel uspořádaných radiálně a podélně kolem osy rota20 ce zvlákňovací elektrody rovnoměrně po jejím obvodu a opatřených směrem ven směřujícími hroty, přičemž v poloze, kdy se hroty zvlákňovací elektrody nacházejí v rovině kolmé na rovinu podkladového materiálu, vrcholy těchto hrotů leží na ekvipotenciále o nejvyšší intenzitě elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou. Lamely jsou podle nároku 9, vytvořeny z tenkého plochého elektricky vodivého materiálu společně s hroty ajejich vrcholy. Toto provedení je jednoduché a nezvyšuje příliš cenu zvlákňovací elektrody.

Přitom je pro dobré nastartování zvlákňovacího procesu výhodné, jsou-li vrcholy hrotů tvarovány do oblouku nebo do špičky.

Podle nároku 12 jsou lamely vytvořeny z plochého elektricky vodivého materiálu a směrem ven jsou opatřeny hroty hranolovitého tvaru zakončenými tvarovými vrcholy.

Tyto hroty jsou podle nároku 13 válcové ajsou zakončeny tvarovými vrcholy.

Tvarové vrcholy jsou podle nároku 14 tvořeny zkosenou plochou orientovanou ve směru rotace zvlákňovací elektrody.

Tvarové vrcholy jsou podle dalšího provedení tvořeny zkosenou plochou orientovanou ve směru rotace zvlákňovací elektrody, přičemž ve zkosené ploše je vytvořeno vybrání sloužící pro odmě40 ření vždy stejného množství nabíraného polymemího roztoku a vystavení dávky polymemího roztoku působení elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.

Tvarové vrcholy jsou podle nároku 16 tvořeny sedýlkem, které s výhodou obsahuje homí prohnutou plochu orientovanou ve směru délky lamely a vzhledem ke směru otáčení zvlákňovací elektrody orientovanou přední prohnutou plochu a zadní prohnutou plochu a umožňuje ideální vystavení dávky polymemího roztoku nacházejícího se na sedýlku působení elektrického pole, které na dávku působí rovnoměrně ze všech stran.

Pro dosažení větších šířek vyráběné vrstvy nanovláken jsou alespoň dvě vedle sebe zvlákňovací elektrody uspořádány na jedné ose.

Pro dosažení větší tloušťky vyráběné vrstvy nanovláken jsou zvlákňovací elektrody uspořádány alespoň dvě za sebou vzhledem ke směru pohybu podkladového materiálu.

-4CZ 299537 B6

Pro dosažení velkých šířek vyrobené vrstvy nanovláken jsou zvlákňovací elektrody uspořádány alespoň dvě vedle sebe na jedné ose a alespoň ve dvou řadách za sebou, přičemž zvlákňovací elektrody následující řady jsou situovány v místech mezer mezi zvlákňovacími elektrodami předcházející řady.

Přitom jsou řady zvlákňovacích elektrod uloženy kolmo na směr pohybu podkladového materiálu nebo jsou uloženy šikmo ke směru pohybu podkladového materiálu.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení zařízení podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na přiložených výkresech, kde značí obr. 1 příčný řez zařízením s lamelovou zvlákňovací elektrodou s lamelami opatřenými hroty s tvarovými vrcholy, obr. 2 podélný řez zařízením se zvlákňovací elektrodou s plnou obalovou plochou, obr. 3a a 3b pohled na lamelovou zvlákňovací elektrodu s plochými lamelami, obr. 4a a 4b pohled na vínkovou lamelovou zvlákňovací elektrodu, obr. 5a pohled na lamelovou zvlákňovací elektrodu s lamelami opatřenými válcovými hroty s tvarovými vrcholy, 5b pohled na lamelu s hroty uspořádanými ve vzájemném odstupu, obr. 6 pohled na lamelovou zvlákňovací elektrodu s lamelami opatřenými hroty ve tvaru hranolu, obr. 7a detail tvarových vrcholů ploché lamely lamelové zvlákňovací elektrody, obr. 7b vrcholy hrotů lamelové zvlákňovací elektrody s jednoduchou zkosenou ploškou upravenou do jamky, obr. 7c vrcholy hrotů lamelové zvlákňovací elektrody s jednoduchou zkosenou ploškou upravenou do jamky, obr. 7d vrcholy hrotů lamelové zvlákňovací elektrody se sedýlkem, obr. 8a sériové uspořádání zvlákňovacích elektrod, obr. 8b paralelní uspořádání zvlákňovacích elektrod, obr. 8c sériové a paralelní uspořádání zvlákňovacích elektrod v kombinaci a s posunem o polovinu délky zvlákňovacích elektrody a obr. 8d uspořádání podle obr. 8c s osou rotace zvlákňovacích elektrod různoběžnou se směrem posunu podkladové vrstvy.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení k výrobě nanovláken z polymemího roztoku elektrostatickým zvlákňováním znázorněné na obr. 1, 3 až 7 obsahuje zvlákňovací elektrodu i tvořenou lamelami 11 radiálně a podélně uspořádanými kolem osy 12, která je známým neznázoměným způsobem otočně uložena v tělese zařízení. Jednotlivé lamely XX zvlákňovací elektrody i nebo celá zvlákňovací elektroda i jsou známým neznázoměným způsobem propojeny s neznázoměným zdrojem vysokého napětí nebo uzemněny. Lamely 11 se prostírají po celé délce zvlákňovací elektrody X a jsou rovnoměrně rozděleny po jejím obvodu. Osa 12 zvlákňovací elektrody je ve znázorněném provedení tvořena hřídelem 121. který je známým neznázoměným způsobem spřažen s pohonem zajišťujícím jeho rotační pohyb.

Pod zvlákňovací elektrodou X je uložena nádoba 2 s polymemím roztokem 3. Lamely 11 v dolní části zvlákňovací elektrody X jsou ponořeny v polymemím roztoku 3. Každá lamela obsahuje množství hrotů 111, na jejichž koncích jsou vytvořeny tvarové vrcholy 1111, které jsou nosnými plochami pro kapky 3X polymemího roztoku 3, jak je znázorněno na obr. 1.

Nad zvlákňovací elektrodou X je uspořádána sběrná elektroda 4 připojená známým neznázoměným způsobem ke zdroji vysokého napětí opačné polarity než zvlákňovací elektroda X nebo uzemněná. Osa 12 zvlákňovací elektrody je uložena rovnoběžně se sběrnou elektrodou 4, respektive s rovinou sběrné elektrody 4. Mezi sběrnou elektrodou 4 a zvlákňovací elektrodou X se po přivedení vysokého napětí alespoň na jednu z nich a uzemnění druhé elektrody nebo připojení druhé elektrody na vysoké napětí opačné polarity vytvoří intenzivní elektrické pole, které zajistí

-5 CZ 299537 B6 vytváření Taylorových kuželů na vrcholech 1111 hrotů 111 lamel 11 a vytahování paprsku 32 polymemího roztoku 3 z vrcholů 1111 hrotů 111 směrem ke sběrné elektrodě 4.

Mezi zvlákňovací elektrodou i a sběrnou elektrodou 4, obvykle v blízkosti sběrné elektrody 4, je vytvořeno vedení pro podkladový materiál 5, tvořený podkladovou textilií nebo jiným vhodným materiálem podle požadavků na užití vyráběné textilie obsahující vrstvu nanovláken nebo textilie nanovlákennou vrstvou tvořené. Vedení obsahuje ve znázorněném provedení dvě dvojice válců podávači válce 61 a odváděči válce 62. Nebo může být podkladový materiál tvořen nekonečným pásem uloženým na dvojici válců, z nichž alespoň jeden je hnaný, přičemž vrstva nanovláken se z nekonečného pásu známým způsobem snímá a ukládá do návinu. Směr pohybu podkladového materiálu 5 je obvykle souhlasný se směrem rotace zvlákňovací elektrody i. Pro zvýšení rovnoměrnosti nanášené vrstvy 33 nanovláken je však výhodné směr otáčení zvlákňovací elektrody 1 obrátit a zvlákňovací elektrodou I otáčet proti smyslu pohybu podkladového materiálu 5.

Tvarové vrcholy 1111 jsou tvořeny malými plochami tvarovanými k optimalizaci tvaru kapky 31 polymemího roztoku 3 na tvarovém vrcholu v elektrickém poli po vynesení polymemího roztoku z nádoby lamelou TL Každá taková kapka 31 představuje dávku polymemího roztoku 3 přivedenou do elektrického pole pro zvlákňování.

Na obr. 2 je znázorněna alternativa provedení zařízení k výrobě nanovláken z vodného polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním podle vynálezu. V tomto případě je ve srovnání s WO 2005/024101 Al válcové těleso tvořící zvlákňovací elektrodu 1 vytvarováno v rovině procházející osou 12 rotace zvlákňovací elektrody I a kolmé na rovinu podkladového materiálu 5 do tvaru ekvipotenciály elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou i a sběrnou elektrodou 3 o nejvyšší intenzitě pro zvolený potenciál elektrického pole. Obalová plocha zvlákňovací elektrody 1 je plná a není tedy tvořena lamelami uspořádanými po délce zvlákňovací elektrody i, jako je tomu u výše popsaných provedení. U provedení zvlákňovací elektrody J_ podle obr. 2 je možné vnější plochu tvarovat například pomocí radiálních výstupků ve tvaru nákružků nebo hrotů, výstupků ve tvaru spirály nebo axiálních výstupků podobně jako u WO 2005/024101 Al.

V dalším alternativním provedení, které není znázorněno, může být pro výrobu nanovláken zejména z vodných roztoků polymerů zvlákňovací elektroda tvořena soustavou kol uspořádaných souose vedle sebe na společném hřídeli, přičemž obalová plocha takové soustavy je v rovině procházející osou zvlákňovací elektrody a kolmé na rovinu podkladového materiálu tvořena ekvipotenciálou elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou o nejvyšší intenzitě pro zvolený potenciál elektrického pole. Kola přitom mohou být uspořádána těsně vedle sebe nebo s určitým rozestupem a na obvodě mohou být opatřena výstupky různých tvarů.

Provedení zvlákňovací elektrody 1 pro zvlákňování polymerů z nevodných i vodných roztoků je znázorněno na obr. 3a v celkovém pohledu a na obr. 3b v detailu části elektrody. Zvlákňovací elektroda i obsahuje hřídel 12, na němž jsou upevněna čela 122 a v nich jsou radiálně uloženy ploché podlouhlé lamely 11, na nichž jsou vytvořeny směrem ven směřující ploché hroty 111 zakončené tvarovými vrcholy 1111, které jsou vytvarovány do oblouku. Hroty 111 jednotlivých lamel 11 mají rozdílnou délku, přičemž jejich obalová křivka je ekvipotenciálou elektrického pole vytvořeného mezi zvlákňovací elektrodou J_ a sběrnou elektrodou 4 v rovině procházející osou 12 zvlákňovací elektrody a kolmé na rovinu podkladového materiálu 5.

Další příkladné provedení zvlákňovací elektrody i pro zvlákňování polymerů z vodných i nevodných roztoků je znázorněno na obr. 4a v pohledu proti ose elektrody a na obr. 4b je znázorněno uspořádání lamel vzhledem k hřídeli v axonometrickém pohledu. Lamely JH jsou u tohoto provedení tvořeny vlnitě vytvarovaným plochým elektricky vodivým materiálem a jsou svými konci uloženy v čelech 122 upevněných na hřídeli 121, přičemž vzhledem k hřídeli 121 jsou lamely H uloženy svým zvlněním tangenciálně. Směrem vně ze zvlákňovací elektrody i tedy směřuje tenká plocha vlnovky lamely 11, která je v radiálním směru v rovině kolmé na rovi-6CZ 299537 B6 nu podkladového materiálu a procházející středem vlnitě tvarované lamely 11 tvarována do tvaru ekvipotenciály o nejvyšší intenzitě pro zvolený potenciál elektrického pole vytvořeného mezi zvlákňovací elektrodou i a sběrnou elektrodou 4. V neznázoměném příkladu provedení jsou jednotlivé lamely 11 opatřeny na vnější straně výstupky.

V příkladu provedení podle obr. 5a je znázorněna zvlákňovací elektroda I pro zvlákňování polymerů z vodných i nevodných polymemích roztoků 3, která obsahuje na hřídeli 121 upevněná čela 122, mezi nimiž jsou radiálně uloženy lamely li opatřené směrem ven směřujícími hroty 111, které jsou zakončeny tvarovými vrcholy 1111. Obalová křivka vrcholů 1111 hrotů lamely je ekvipotenciálou o nejvyšší intenzitě elektrického pole vytvořeného mezi zvlákňovací elektrodou I a sběrnou elektrodou 4 v poloze, kdy se hroty 111 zvlákňovací elektrody nacházejí v rovině kolmé na rovinu podkladového materiálu 5.

U provedení podle obr. 5a jsou hroty 111 válcové, jsou uspořádány těsně vedle sebe a jejich tvarové vrcholy 1111, znázorněné v detailním pohledu na obr. 7c, obsahují zkosenou plochu lilia, v níž je vytvořeno vybrání 1111b, které je s výhodou kulového nebo kuželového tvaru. Tvarový vrchol 111 lamely zvlákňovací elektrody je v jiném provedení tvořen pouze zkosenou plochou lilia, jak je znázorněno na obr. 7b, nebo sedýlkem 1111c, znázorněným na obr. 7d. Sedýlko obsahuje horní prohnutou plochu Sl orientovanou ve směru délky lamely 11 a přední prohnutou plochu S2 orientovanou vzhledem ke směru otáčení zvlákňovací elektrody dopředu a zadní prohnutou plochu S3 orientovanou vzhledem ke směru otáčení zvlákňovací elektrody dozadu. V neznázoměném provedení mohou být přední a zadní plochy sedýlek 1111c tvořeny rovinnými zkosenými plochami. V jiném neznázoměném provedení může být v horní prohnuté ploše sedýlka 1111c vytvořeno vybrání nebo jamka.

Na obr. 5b je znázorněno příkladné provedení lamely zvlákňovací elektrody podle obr. 5a, u níž jsou hroty 111 na lamele H uspořádány s určitým odstupem. Tvarové vrcholy 1111 obsahují zkosenou plochu lilia, v níž je vytvořeno vybrání 1111b. Obalová křivka vrcholů 1111 hrotů lamely je ekvipotenciálou elektrického pole vytvořeného mezi zvlákňovací elektrodou 1 a sběrnou elektrodou 4.

Zvlákňovací elektroda podle obr. 6 obsahuje ploché lamely 11 určité tloušťky, které jsou obdobně jako u předchozích provedení uloženy na hřídeli a směrem ven jsou opatřeny výstupky hranolovitého tvaru uspořádanými odděleně od sebe a zakončenými na koncích tvarovými vrcholy 1111, které jsou tvořeny zkosenou plochou lilia. Tvarové vrcholy 1111 lamel mohou být vytvořeny i jiným, zejména výše popsaným způsobem, tedy například vybráními 1111b nebo sedýlky 1111c..

Zvlákňovací elektrody 1 mohou být pro dosažení větší šířky a popřípadě i větší rovnoměrnosti a/nebo větší tloušťky vyráběné vrstvy 33 nanovláken uspořádány různým způsobem, jak je znázorněno na obr. 8a až 8d.

V provedení podle obr. 8a jsou na jedné ose 12 s určitým odstupem od sebe uloženy alespoň dvě zvlákňovací elektrody i, ve znázorněném příkladu provedení tři zvlákňovací elektrody I. Vzdálenost mezi zvlákňovacími elektrodami 1 je volena tak, aby se vrstva 33 nanovláken vytvářela na podkladovém materiálu 5 i mezi elektrodami.

U provedení podle obr. 8b jsou uspořádány tři zvlákňovací elektrody 1 ve třech řadách 1210, 1220, 1230 za sebou vzhledem ke směru pohybu podkladového materiálu 5. Toto provedení je určeno k dosažení vyšší tloušťky vrstvy 33 a musí obsahovat alespoň dvě zvlákňovací elektrody 1 ve dvou řadách za sebou.

Pro dosažení větší šířky vyráběné vrstvy 33 nanovláken a větší rovnoměrnosti vrstvy 33 nanovláken jsou zvlákňovací elektrody 1 uspořádány alespoň dvě vedle sebe na jedné ose 12 a ales-7CZ 299537 B6 poň ve dvou řadách za sebou, přičemž zvlákňovací elektrody 1 druhé řady 1220 jsou situovány v místech mezer mezi zvlákňovacími elektrodami I první řady 1210.

Řady 1210, 1220, 1230 a 1240 zvlákňovacích elektrod i jsou v provedení podle obr. 8c uloženy kolmo na směr pohybu podkladového materiálu 5.

Řady 1210, 1220, 1230 a 1240 zvlákňovacích elektrod 1 jsou uloženy šikmo ke směru pohybu podkladového materiálu 5.

Roztok 3 polymeruje v podobě definovaných kapek vynášen do elektrického pole na vrcholech hrotů 111 speciálních lamel 11, které se v uspořádání radiálně a podélně kolem osy 12 rotace otáčejí na společné ose. Výška hrotů 111 zaručuje, že vrcholy 1111 těchto hrotů jsou při průchodu rovinou kolmou, na rovinu podkladového materiálu 5 a procházející osou 12 rotace zvlákňovací elektrody 1 v ekvipotenciálách elektrického pole. Současně malá plocha na vrcholech hrotů 111, která se pohybuje řádově kolem 1 mm², zajišťuje lokální nárůst elektrického pole v místě kapek, což dodá optimální podmínky pro zahájení procesu zvlákňování. Vrcholy 1111 hrotů 111 pak mohou mít různé úpravy, které více nebo méně optimalizují tvar kapky. V nejjednodušším uspořádání to může být rovná ploška lilia nebo jamka 1111b a ve složitější variantě např. sedýlko 1111c, jehož použití je velmi výhodné. Sedýlko 1111c zaručí, že kapka bude elektrickému poli vystavována symetricky a současně zásobní polymemí roztok 3 bude lépe vymývat vrcholy od zbytků polymemího roztoku 3, který již prošel procesem.

Jak už bylo řečeno výše, tak k nastartování procesu zvlákňování je nutné, aby se polymemí roztok 3 (optimálně malá část jeho objemu) dostal do intenzivního elektrického pole. Experimentálně bylo ověřeno, že vodné polymemí roztoky 3 se od nevodných polymemích roztoků 3 ve smyslu zvlákňování pomocí elektrostatických sil zásadně liší. Výsledek tolik nepřekvapuje, protože molekula vody je svým malým rozměrem a silným dipólovým momentem ve výjimečném postavení vůči všem ostatním běžným rozpouštědlům, které mají molekuly větší a s nižším nebo vůbec žádným dipólovým momentem. O diametrálně rozdílném charakteru vody vypovídají i hodnoty statické relativní permetivity ε_Γ, kdy voda má 81, aceton 21,4, ethanol 25,1 atd. Rozpouštědlo je v roztocích hlavní hmotou (běžně kolem 80 % hm.) a definuje tak zásadní měrou vlastnosti polymemího roztoku. Polymemí roztok, který je tvořen převahou nebo zcela molekulami nepolárními zaujme vůči vnějšímu elektrickému poli jiný postoj než polymemí roztok obsahující množství polárních molekul. Je známé, že dipól podobně jako magnetická střelka v magnetickém poli zaujme vůči vnějšímu elektrickému poli jasné postavení a to tak, že vektor dipólu je rovnoběžný s vektorem elektrického pole. Molekulám, u kterých předtím převládal chaotický pohyb, je tak vnuceno pevnější vnitřní uspořádáni v rámci roztoku. Vodné polymemí roztoky jsou tak schopny vnitřního rozvrstvení na polarizované vrstvičky, a to v konečném důsledku vede k přítomnosti intenzivního elektrického pole i celého povrchu kapaliny. Polymemí roztoky z téměř nepolárních nebo nepolárních rozpouštědel jsou vůči vnějšímu elektrickému poli prakticky imunní a pole tak na vnitřní přeuspořádání molekul nemá vliv. U povrchu takových polymemích roztoků nedojde k vytvoření silného elektrického a naopak je zde původní pole oslabeno a míra oslabení je pak dána rozměry kapalinového tělesa (velký povrch a tloušťka notně zeslabují intenzitu elektrického pole), které tak hraje roli prostého izolantu. Vytvoření pole o vysoké intenzitě je nutné zajistit jiným způsobem a slouží k tomu výše zmíněná konstrukce zvlákňovací elektrody E Vrcholy 1111 hrotů lamel v podobě malých plošek (cca 1 až 4 mm²) zaručují pro kapku, která na nich ulpí to, že se dostává do elektrického pole takové intenzity, které je zejména v místech kontaktu kapky s hranou hrotu 111 (tzv. trojný bod - místo styku tří dielektricky rozdílných prostředí) lamely a následně zahájí tvorbu Taylorových kuželů, vytahování paprsku polymemího roztoku 3 proti sběrné elektrodě 4. Taylorovy kužele jsou obecným jevem, jsou výsledkem sil, kterým je polymemí roztok vystaven a jejich tvorba nastává, když vnější síla (zde coulombovská) jejíž vektor je kolmý k tečné rovině k povrchu kapaliny v místě působení, začne převládat nad silami vyvolanými vnitřní soudružností molekul kapaliny a silami povrchového napětí.

-8CZ 299537 B6

Mezi polymerní roztoky s minimální šancí na vnitřní změnu v prostředí elektrického pole patří prakticky všechny roztoky polymerů v nevodných rozpouštědlech. Nutno zmínit, že polymerní roztok jako takový musí pro nastartování procesu zvlákňování splňovat i další parametry jako je viskozita roztoku daná molekulovou hmotností polymeru, jeho koncentrací a teplotou, vhodné povrchové napětí dané typem polymeru a přítomností či nepřítomností povrchově aktivní látky a vhodná hodnota elektrické vodivosti roztoku, kterou lze v případě potřeby zvýšit přídavkem nízkomolekulámího elektrolytu.

Množství zvlákňovaného polymemího roztoku 3 a tudíž celkový výkon lze ovlivňovat velikostí zvlákňovací elektrody E Velikost zvlákňovací elektrody se však do výkonu nepromítá přímo úměrně, a to dokonce tak, že od určité délky zvlákňovací elektrody 3 začne být krajně nevýhodné dále délku zvětšovat, neboť výkon je pak na jednotku délky zvlákňovací elektrody podstatně nižší se současným zvýšením nerovnoměrnosti. Toto je dáno obecnými fyzikálními zákony provázející problematiku elektrického pole. Řešení přichází v podobě různých kombinací většího množství „menších“ zvlákňovacích elektrod i, kdy jednotlivé zvlákňovací elektrody I jsou v paralelním nebo sériovém uspořádání nebo v kombinaci obojího a současně hlavní osy 12 zvlákňovacích elektrod i nemusí být kolmé na směr posunu podkladového materiálu 5 při systému kontinuální výroby. Dále mohou být zvlákňovací elektrody vůči sobě v paralelním uspořádání posunuty o polovinu své délky, což dále přispívá k rovnoměrnosti nanesené nanovlákenné vrstvy 33. Konečné uspořádání je vždy dáno konkrétním požadavkem na výkon stroje (šíře a rychlost).

Další modifikací je rotace zvlákňovací elektrody 1 vůči posunu podkladového materiálu 5 během kontinuálního procesu. Nerovnoměrnost ve formě diagonálních rozdílů v naneseném množství nanovlákenné vrstvy 33 na posouvajícím se podkladovém materiálu 5, může u některých roztoků 3 polymerů vznikat tím, že proces nastartovává postupně a odděleně z každé lamely JJ.· Účinnou kompenzací je rychlost a směr rotace zvlákňovací elektrody 1. V případě rychlosti je optimální, když je obvodová rychlost otáčející se zvlákňovací elektrody i patnácti až dvacetinásobkem rychlosti posunu podkladového materiálu 5. Dále je důležitý smysl rotace zvlákňovací elektrody i vzhledem ke směru pohybu podkladového materiálu 5. K rovnoměrnějším výsledkům vede obrácená - retrográdní rotace zvlákňovací elektrody vůči posunu podkladového materiálu 5, přičemž rychlost rotace již nemusí v takovém násobku převyšovat rychlost posunu podkladového materiálu 5 jako v případě rotace souhlasné s posunem.

Další modifikací, kterou vynález přináší, je použití různých hodnot napětí na elektrodách. Je totiž výhodné vytvářet potřebný potenciál tak, že se na obě elektrody (zvlákňovací a sběrnou) přivedou napětí opačných polarit. Elektrické poleje tak daleko definovanější a kontrolovatelnější než v případě, kdy bylo napětí přivedeno pouze na jednu z elektrod a zpravidla se jednalo o elektrodu zvlákňovací a na druhou elektrodu (sběrnou) byl umístěn nulový potenciál. Nulový potenciál a zvláště na sběrné elektrodě přináší řadu nevýhod, které plynou z toho, že v blízkosti zvlákňovacího prostoru a tedy i elektrod se vyskytují další části zařízení, které jsou také na nulovém potenciálu a mohou nedefinovaně modifikovat elektrické pole a strhávat vynášená vlákna do nežádoucích míst. Vzhledem k malým proudům (řádově stovky μΑ), které jsou nabitou hmotou polymemího roztoku přenášeny, může k uzavření proudového okruhu dojít i přes jinak značné izolanty, jakou jsou třeba plastové součásti zařízení apod. Toto odstraňuje právě opačný potenciál na sběrné elektrodě, kdy je tím elektroda,, zviditelněna pro zvlákňovaný materiál. Konečným výsledkem této změny je definovanější dopad nanovláken na podkladový materiál 5.

Příklad 1

Zvlákňovací lamelová elektroda podle obr. 3 se otáčí v zásobníku roztoku polyamidu PA 612 (konc. 20 % hm., Mr 2800 g/mol) v kyselině. Ponor lamely je právě takový, že jsou smáčeny

-9CZ 299537 B6 pouze plošky hrotů. Elektroda se otáčí retrográdně vůči posunu nevodivé spunbondové podkladové textilie.

Průmyslová využitelnost

Způsob a zařízení podle vynálezu jsou využitelné pro přípravu vrstev z nanovláken zejména z polymerů rozpustných v rozpouštědlech na nevodné bázi o průměrech nanovláken 100 až 500 nanometrů, ale také pro zvlákňování polymerů z vodných roztoků. Tyto vrstvy lze využít k filtraci, jako bateriové separátory, k tvorbě speciálních kompozitů, k výrobě ochranných oděvů, v medicíně a dalších oblastech.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby nanovláken z polymemího roztoku (3) elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi sběrnou elektrodou (4) a otočně uloženou zvlákňovací elektrodou (1) protáhlého tvaru, zasahující částí svého obvodu do polymemího roztoku (3), přičemž rotací zvlákňovací elektrody (1) se alespoň částmi jejího povrchu vynáší polymemí roztok (3) do elektrického pole, v němž se na povrchu zvlákňovací elektrody (1) vytvářejí nanovlákna, která jsou unášena ke sběrné elektrodě (4) a ukládána na povrch podkladového materiálu (5) vedeného mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (3) v blízkosti sběrné elektrody (4), vyznačující se tím, že na polymemí roztok (3) na povrchu zvlákňovací elektrody (1) v místě průsečnice povrchu zvlákňovací elektrody (1) s rovinou proloženou osou zvlákňovací elektrody (1) a kolmou na rovinu podkladového materiálu (5) se po celé délce zvlákňovací elektrody (1) působí elektrickým polem maximální a stejné intenzity, čímž se dosáhne vysokého a rovnoměrného zvlákňovacího účinku po celé délce zvlákňovací elektrody (1).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymemí roztok (3) se do elektrického pole přivádí v množství stejných od sebe oddělených dávek pohybujících se po kruhových drahách v elektrickém poli, přičemž vzájemná poloha dávek se nemění a dávky jsou uspořádány ve skupinách dávek, situovaných po délce zvlákňovací elektrody (1) v rovině procházející osou zvlákňovací elektrody (1) a kolmé na rovinu podkladového materiálu (5) vzhledem ke sběrné elektrodě (4) na ekvipotenciále o nejvyšší intenzitě elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (4).
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že směr přivádění od sebe oddělených dávek polymemího roztoku (3) je obrácený vzhledem ke smyslu pohybu podkladového materiálu (5).
4. Zařízení k výrobě nanovláken z polymemího roztoku (3) elektrostatickým zvlákňováním v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi sběrnou elektrodou (4) a otočně uloženou zvlákňovací elektrodou (1) protáhlého tvaru spřaženou s pohonem a zasahující alespoň částmi svého povrchu do polymemího roztoku(3) s cílem vynášení polymemího roztoku (3) těmito částmi povrchu do elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (4), přičemž mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (4) je vytvořena dráha pro průchod podkladového materiálu (5), jehož povrch ze strany zvlákňovací elektrody (1) slouží k ukládání vytvářených nanovláken, vyznačující se tím, že obalová plocha částí povrchu zvlákňovací elektrody (1) sloužících k vynášení polymemího roztoku (3) do elektrického pole

-10CZ 299537 B6 má v rovině procházející osou (12) zvlákňovací elektrody a kolmé na rovinu podkladového materiálu (5) tvar tvořený ekvipotenciálou elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (4) o nejvyšší intenzitě.
5. Zařízení podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že obalová plocha je plná.
6. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektroda (1) obsahuje soustavu vlnitě tvarovaných lamel (11) z plochého elektricky vodivého materiálu, které jsou vzhledem k ose rotace uloženy svým zvlněním tangenciálně, přičemž v rovině kolmé na rovinu podkladového materiálu (5) a procházející osou rotace zvlákňovací elektrody a středem vlnitě tvarované lamely (11) jsou vytvarovány do tvaru ekvipotenciály o nejvyšší intenzitě elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (4).
7. Zařízení podle nároku 6, v y z n a č u j í c í se t í m , že lamely (11) jsou na vnější straně opatřeny výstupky.
8. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektroda (1) obsahuje soustavu lamel (11) uspořádaných radiálně a podélně kolem osy (12) rotace zvlákňovací elektrody (1) rovnoměrně po jejím obvodu a opatřených směrem ven směřujícími hroty (111), přičemž v poloze, kdy se hroty (111) zvlákňovací elektrody nacházejí v rovině kolmé na rovinu podkladového materiálu (5), vrcholy (1111) těchto hrotů leží na ekvipotenciále o nejvyšší intenzitě elektrického pole mezi zvlákňovací elektrodou (1) a sběrnou elektrodou (4).
9. Zařízení podle nároku 8, vyznaču j í cí se t í m , že lamely (11) jsou tvořeny z tenkého plochého elektricky vodivého materiálu společně s hroty (111) a jejich vrcholy.
10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že vrcholy hrotů (111) jsou tvarovány do oblouku.
11. Zařízení podle nároku 9, vyznaču j í cí se t í m , že vrcholy hrotů (111) jsou tvarovány do špičky.
12. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že lamely (11) jsou vytvořeny z plochého elektricky vodivého materiálu a směrem ven jsou opatřeny hroty (111) hranolovitého tvaru zakončenými tvarovými vrcholy (1111).
13. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že hroty (111) jsou válcové a jsou zakončeny tvarovými vrcholy (1111).
14. Zařízení podle libovolného z nároků 8,12 nebo 13, vyznačující se tím, že tvarové vrcholy (1111) jsou tvořeny zkosenou plochou (lilia) orientovanou ve směru rotace zvlákňovací elektrody (1).
15. Zařízení podle libovolného z nároků 8, 12 nebo 13,vyznačující se tím, že tvarové vrcholy (1111) jsou tvořeny zkosenou plochou (lilia) orientovanou ve směru rotace zvlákňovací elektrody (1), přičemž ve zkosené ploše je vytvořeno vybrání (111 lb).
16. Zařízení podle libovolného z nároků 8, 12 nebo 13,vyznačuj ící se tím, že tvarové vrcholy (1111) jsou tvořeny sedýlkem (1111c).
17. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že sedýlko (1111c) obsahuje horní prohnutou plochu (Sl) orientovanou ve směru délky lamely (11) a vzhledem ke směru otáčení

- 11 CZ 299537 B6 zvlákňovací elektrody (1) orientovanou přední prohnutou plochu (S2) a zadní prohnutou plochu (S3).
18. Zařízení podle libovolného z nároků 4 až 17, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektrody (1) jsou uspořádány alespoň dvě vedle sebe na jedné ose (12).
19. Zařízení podle libovolného z nároků 4 až 17, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektrody (1) jsou uspořádány alespoň dvě za sebou vzhledem ke směru pohybu podkladového materiálu (5).
20. Zařízení podle libovolného z nároků 4 až 17, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektrody (1) jsou uspořádány alespoň dvě vedle sebe na jedné ose (12) a alespoň ve dvou řadách za sebou, přičemž zvlákňovací elektrody (1) následující řady jsou situovány v místech mezer mezi zvlákňovacími elektrodami (1) předcházející řady.
21. Zařízení podle nároku 20, vy zn ač u j í cí se tí m , že řady zvlákňovacích elektrod (1) jsou uloženy kolmo na směr pohybu podkladového materiálu (5).
22. Zařízení podle nároku 20, vy zn ač u j í cí se tí m , že řady zvlákňovacích elektrod (1) jsou uloženy šikmo ke směru pohybu podkladového materiálu (5).

10 výkresů