CZ305529B6 - Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru - Google Patents
Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305529B6 CZ305529B6 CZ2013-870A CZ2013870A CZ305529B6 CZ 305529 B6 CZ305529 B6 CZ 305529B6 CZ 2013870 A CZ2013870 A CZ 2013870A CZ 305529 B6 CZ305529 B6 CZ 305529B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- container
- melt
- polymer
- solution
- open
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 68
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 title claims description 16
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru obsahuje otevřenou nádobu (1), přičemž alespoň ta část otevřené nádoby (1), která je v kontaktu s roztokem nebo taveninou polymeru je vytvořena ze skla. Otevřená nádoba (1) je opatřena alespoň jedním žebrem nebo příčkou ze skla. Zařízení pro výrobu nanovláken obsahuje zásobník, alespoň jednu zvlákňovací elektrodu (6) a proti ní uspořádanou alespoň jednu sběrnou elektrodu (7). Zvlákňovací elektroda (6) zasahuje alespoň částí svého povrchu do zásobníku.
Description
Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru
Oblast techniky
Vynález se týká zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, který obsahuje otevřenou nádobu.
Vynález se týká také zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, které obsahuje tento zásobník roztoku nebo taveniny polymeru.
Dosavadní stav techniky
V současné době je jediným v průmyslovém měřítku využitelným způsobem pro výrobu nanovláken tzv. beztryskové elektrostatické zvlákňování. Při něm se nanovlákna formují silovým působením elektrického pole vytvořeného mezi alespoň jednou zvlákňovací elektrodou a alespoň jednou sběrnou elektrodou z kapalného roztoku nebo taveniny polymeru, která se nachází na povrchu zvlákňovací elektrody. Na něj se přitom průběžně nanáší buď speciálním zařízením, nebo častěji kontaktem povrchu zvlákňovací elektrody s roztokem nebo taveninou polymeru uloženou v otevřeném zásobníku, v němž nebo v jehož blízkosti je zvlákňovací elektroda uložena, resp. vedena, a to například otočně, nebo posuvně ve směru do a ze zásobníku.
Zásobníky roztoku nebo taveniny polymeru se přitom vyrábějí třískovým obráběním plastových, nej častěji polypropylénových bloků, a předpokládá se, že díky tomuto materiálu jsou elektricky nevodivé. Jak se však v praxi postupně ukazuje, ve skutečnosti je takto vytvořený zásobník schopen za určitých okolností vést elektrický náboj a dokonce i způsobit elektrický výboj, který může kromě ohrožení obsluhy vést i k poškození zařízení pro výrobu nanovláken nebo jeho součástí. To je způsobeno zejména tím, že použitý materiál má ve skutečnosti nehomogenní vnitřní strukturu a díky proměnné hustotě je de facto porézní. Z něj vytvořený zásobník je pak v elektrickém poli s vysokou intenzitou vystaven silným účinkům dvou protipólů, což v kombinaci právě s nehomogenním materiálem vede k nestabilitě tohoto elektrického pole a často k tzv. sršení, či dokonce elektrickým průrazům mezi dvěma hranami zásobníku. Tím samozřejmě dochází ke snížení výkonu elektrostatického zvlákňováním, a homogenity vytvářené vrstvy nanovláken.
I když bylo pro odstranění těchto nevýhod navrženo několik různých úprav plastových zásobníků spočívajících kromě změny geometrie např. i v povlakování jejich stěn vrstvou kovu (titan, nerez), žádná z nich výrazným způsobem neodstranila negativní efekty a nevedla k podstatnému zvýšení výkonu elektrostatického zvlákňování. Některé z nich celkovou situaci naopak ještě více zhoršily. To je pravděpodobně způsobeno tím, že povlakování stěn zásobníku kovem sice homogenizuje elektrický náboj na jeho povrchu, ale zároveň zvyšuje výskyt průrazů a ztrátových proudů.
Cílem vynálezu je tak navrhnout zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, který by těmito nevýhodami netrpěl, a také zařízení pro elektrostatické zvlákňování, které obsahuje tento zásobník.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu se dosáhne zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, který obsahuje otevřenou nádobu, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň ta část otevřené nádoby, která je v kontaktu s roztokem nebo taveninou
- 1 CZ 305529 B6 polymeruje vytvořena ze skla. To si i při dlouhodobém uložení roztoku nebo taveniny polymeru nebo vystavení elektrickému poli o vysoké intenzitě udržuje svoje elektricky izolační vlastnosti, a díky své vysoké relativní permeabilitě umožňuje dosažení vyšší plošné hustoty elektrického náboje, aniž by přitom současně došlo k sršení nebo elektrickému průrazu. Díky tomu se v blízkosti zásobníku dosahuje vyšší intenzity elektrického pole, ve kterém probíhá elektrostatické zvlákňování, což mj. napomáhá nejen zvýšení produktivity procesu elektrostatického zvlákňování, ale také jeho iniciaci.
Otevřená nádoba zásobníku může být v případě potřeby opatřena alespoň jedním žebrem nebo příčkou ze skla, přičemž v/na jejich čelech a/nebo stěnách žebrech nebo příčkách jsou s výhodou vytvořeny nebo uloženy vodicí prvky pro vedení alespoň jedné zvlákňovací elektrody, hřídele zvlákňovací elektrody nebo zvlákňovacího prvku/prvků zvlákňovací elektrody.
Pro dlouhodobý kontinuální průběh procesu elektrostatického zvlákňování je přitom výhodné, pokud je otevřená nádoba zásobníku opatřena alespoň jedním přívodem roztoku nebo taveniny polymeru pro doplňování zpracovaného nebo odpařeného materiálu. V případě, že zvlákňovací roztok nebo tavenina polymeru podléhá degradaci, resp. tuhnutí, je výhodné, pokud je otevřená nádoba zásobníku opatřena také alespoň jedním odvodem roztoku nebo taveniny polymeru, který společně s alespoň jedním přívodem roztoku nebo taveniny polymeru zajišťuje cirkulaci roztoku nebo taveniny polymeru v otevřené nádobě.
Vzhledem k tomu, že taveniny polymeru se principiálně zvlákňují při vyšších teplotách, a některé roztoky polymeru se při vyšších teplotách zvlákňují podstatně ochotněji, je dále výhodné, pokud je zásobník podle vynálezu opatřen topným systémem. Vhodným topným systémem je pak např. vedení teplonosného média, které je uspořádané podél delších stran otevřené nádoby zásobníku.
Pro zvýšení intenzity elektrostatického zvlákňování je dále výhodné, pokud zásobník obsahuje vedení plynu inertního vůči vytvářeným nanovláknům, které je opatřeno otvory a/nebo tryskami směřujícími do prostoru nad otevřenou nádobou zásobníku. Toto vedení je ve výhodném případě provedení uspořádáno podél delších stran otevřené nádoby.
V případě kombinace vedení teplonosného média a vedení plynu je výhodné, pokud je vedení plynu uspořádáno nad vedením teplonosného média nebo v jeho blízkosti, neboť předehřátý plyn může napomáhat vysychání a tuhnutí vytvářených nanovláken.
Při použití válcové nebo v podstatě válcové zvlákňovací elektrody je výhodné, pokud má otevřená nádoba zásobníku vnitřní průřez ve tvaru části kruhu, aby v ní bylo v každém okamžiku obsaženo co nejmenší množství roztoku nebo taveniny polymeru, a aby v důsledku pohybu sběrné elektrody docházelo kjeho promíchávání.
Jak se postupně ukazuje, nejpodstatnějšího efektu na proces elektrostatického zvlákňování se dosáhne, pokud je má otevřená nádoba zásobníku i vnější průřez ve tvaru části kruhu a je vytvořena jako tenkostěnná.
Aby nedošlo k převrhnutí otevřené nádoby zásobníku, je na svém vnější povrchu opatřena vhodnými prvky nebo má takový vnější tvar příčného průřezu, případně je uložena na základní desce z elektricky nevodivého materiálu. Tato deska pak může sloužit jako podstava pro připojení/uložení dalších součástí zásobníku.
Cíle vynálezu se dále dosáhne také zařízením pro výrobu nanovláken, které obsahuje zásobník roztoku nebo taveniny polymeru, který obsahuje otevřenou nádobu, přičemž alespoň ta část otevřené nádoby, kteráje v kontaktu s roztokem nebo taveninou polymeruje vytvořena ze skla.
-2CZ 305529 B6
Objasnění výkresů
Na přiloženém výkrese je na obr. 1 znázorněna jedna z konstrukčních variant zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněna jiná konstrukční varianta tohoto zásobníku, na obr. 3a a 3b jsou výsledky simulace metodou konečných prvků pro rozložení elektrostatického potenciálu při použití zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru z plastu, konkrétně polypropylenu, a zásobníku podle vynálezu, a na obr. 4a a 4b výsledky simulace metodou konečných prvků pro rozložení intenzity elektrostatického pole při použití zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru z plastu, konkrétně polypropylenu, a zásobníku podle vynálezu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním podle vynálezu obsahuje otevřenou nádobu 1, která je ve variantě znázorněné na obr. 1 tenkostěnná s vnějším i vnitřním tvarem příčného průřezu ve tvaru části kruhu. Vjejich čelech 21 a 22 je přitom vytvořeno kluzné vedení pro alespoň jednu neznázoměnou zvlákňovací elektrodu nebo její hřídel, případně zvlákňovací prvek/prvky zvlákňovací elektrody, které je v daném případě tvořeno drážkami 210, 220 ve tvaru písmene U. V neznázorněných variantách provedení však může být toto vedení tvořeno jinými vhodnými vodícími prvky, jako např. kruhovými otvory, apod., případně vložkami vloženými v drážkách nebo otvorech v čelech 21, 22 nádoby, nebo jinými vodícími prvky uloženými na jejich horní hraně nebo alespoň jedné jejich ploše. Pro zlepšení mechanických vlastností zásobníku a/nebo tuhosti vedení zvlákňovací elektrody nebo jejího hřídele, případně zvlákňovacího prvku/prvků zvlákňovací elektrody, pak může být ve vnitřním prostoru otevřené nádoby 1 vytvořeno nebo uloženo alespoň jedno žebro nebo příčka, které je s výhodou také opatřeno vhodným vodicím prvkem. V jiné variantě provedení je pak vedení zvlákňovací elektrody nebo jejího hřídele, případně zvlákňovacího prvku/prvků zvlákňovací elektrody, vytvořeno pouze v/na žebrech/příčkách uložených v otevřené nádobě 1. Ta jsou přitom v případě potřeby v úrovni roztoku nebo taveniny polymeru s výhodou opatřena alespoň jedním průchozím otvorem, aby nebránila jeho cirkulaci v otevřené nádobě 1. V jiné neznázoměné variantě provedení je uložení a vedení zvlákňovací elektrody nebo jejího hřídele, případně zvlákňovacího prvku/prvků zvlákňovací elektrody, vytvořeno zcela mimo zásobník roztoku nebo taveniny polymeru, takže v/na žádné jeho součásti nemusí být vytvořen nebo uložen žádný vodicí prvek.
Dle konkrétního typu zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, po které je zásobník podle vynálezu určen, může být jeho otevřená nádoba i dále opatřena alespoň jedním neznázoměným přívodem a alespoň jedním neznázoměným odvodem roztoku nebo taveniny polymeru. Ty přitom slouží pro obměnu a doplňování roztoku nebo taveniny v zásobníku, a případně i pro udržování konstantní výšky hladiny roztoku nebo taveniny polymeru, a tím i konstantního ponoru zvlákňovací elektrody nebo jejího zvlákňovacího prvku/prvků v něm. V případě malých objemů a/nebo při použití roztoku nebo taveniny polymeru, který nepodléhá stárnutí, je možné odvod vynechat a přívodem pouze doplňovat zpracovaný (a případně i odpařený) roztok nebo taveniny polymeru.
V dalších neznázorněných variantách provedení může být zásobník, resp. jeho otevřená nádoba 1 vytvořen v podstatě libovolně jinak, než je znázorněno na obr. 1 a obr. 2, přičemž může mít dle konkrétních požadavků v podstatě libovolný tvar i vnější a/nebo vnitřní tvar příčného průřezu. Ve specifické variantě provedení pak může být jeho otevřená nádoba i po své délce rozdělena na dvě části přepážkou obdobně, jak je to popsáno v CZ 2006-359. Ve všech variantách provedení je přitom výhodné, pokud je zásobník na svém vnějším povrchu opatřen prvkem/prvky, který/které brání jeho nežádoucímu pohybu, resp. převrhnutí - v provedení na obr. 1 a obr. 2 je to základní deska 3 z elektricky nevodivého materiálu, které je spojená s jeho otevřenou nádobou J_ - nebo pokud má takový vnější tvar příčného průřezu.
-3 CZ 305529 B6
Celý zásobník podle vynálezu, nebo alespoň jeho část/části, která je v kontaktu s roztokem nebo taveninou polymeruje vytvořena ze skla. To je přitom vzhledem k vysoké homogenitě své vnitřní struktury zcela nenasákavé pro roztok nebo taveninu polymeru nebo použité rozpouštědlo, např. vodu, a i při dlouhodobém uložení roztoku nebo taveniny polymeru nebo vystavení elektrickému poli o vysoké intenzitě si udržuje svoje elektricky izolační vlastnosti. Současně se díky vysoké hladkosti jeho povrchu, které se dosáhne v podstatě při jakémkoliv způsobu výroby zásobníku (zásobník resp. jeho část, která je v kontaktu s roztokem nebo taveninou polymeru může být vytvořen zejména jako odlitek, výlisek, nebo slepením několika různých dílů, případně i jiným způsobem zpracování skla) nebo jeho částí, na něm neulpívají kapičky roztoku nebo taveniny polymeru. Další výhodou skla je jeho relativní permeabilita (3násobek permeability až dosud používaného polypropylenu), která způsobuje vyšší plošnou hustotu elektrického náboje, aniž by přitom však docházelo k sršení nebo dokonce průrazům. Sklo je navíc odolné nejen proti působení většiny běžných chemikálií, ale současně, např. oproti plastům nebo i jiným materiálům, nepodléhá stárnutí, takže si dlouhodobě udržuje identické vlastnosti a homogenitu struktury i parametrů v celém svém objemu. Kromě toho, vytvoření zásobníku nebo alespoň jeho části, která je v kontaktu s roztokem nebo taveninou polymeru ze skla umožňuje alespoň orientační vizuální kontrolu množství nebo stavu roztoku nebo taveniny polymeru v něm. Sklem se přitom rozumí všechny známé druhy nepovlakovaného skla, neboť jejich elektrické vlastnosti, resp. chování v elektrickém poli s vysokou intenzitou, a charakter vnitřní struktury jsou v podstatě stejné nebo velmi podobné.
Na obr. 2 je pak znázorněna další varianta zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním podle vynálezu. Jeho otevřená nádoba 1 je stejná jako u varianty znázorněné na obr. 1, avšak podél jejích delších stran je uloženo vedení 4 elektricky nevodivého teplonosného média pro ohřev nebo udržování předem dané teploty roztoku nebo taveniny polymeru v otevřené nádobě i. Jedním z důvodu pro ohřev roztoku nebo taveniny polymeru je to, že některé polymery, např. polyetylén, polypropylen, apod. se na nanovlákna přetváří ochotněji při vyšších teplotách, druhým je pak zabránění podchlazení roztoku polymeru rychlým odparem rozpouštědla (adiabatické chlazení), ke kterému běžně dochází, a které může v důsledku vést až k úplnému zastavení elektrostatického zvlákňování. Vedení 4 teplonosného média je přitom s výhodou vytvořeno ze skla, a je k otevřené nádobě i a/nebo základní desce 3 zásobníku připojeno prostřednictvím teplotně dilatačního pojivá (lepidla) nebo jiným způsobem umožňujícím jeho tepelnou dilataci. Kromě toho je s výhodou opatřeno neznázoměnými kalibrovanými přípojkami pro připojení ke zdroji ohřátého teplonosného média nebo k zařízení pro jeho ohřev. Vedení 4 teplonosného média může být dle potřeby tvořeno jednou, nebo několika vzájemně oddělenými větvemi. Vhodným teplonosným médiem je pak např. transformátorový olej, který zůstává i v elektrickém poli o vysoké intenzitě elektricky nevodivý.
V znázorněné variantě provedení je nad vedením 4 teplonosného média podél delších stran otevřené nádoby 1 zásobníku uloženo vedení 5 plynu. To je přitom ve své horní části opatřeno otvory 51 a/nebo neznázoměnými vektorovými tryskami, které jsou nasměrovány do prostoru nad otevřenou nádobu i zásobníku, s výhodou pak tečně k povrchu neznázorněné zvlákňovací elektrody. Z těchto otvorů 51 a/nebo trysek vystupující plyn pak odvádí z prostoru, ve kterém dochází k elektrostatickému zvlákňování páry rozpouštědla uvolněné z roztoku polymeru, jejichž přítomnost zde rapidně snižuje efektivitu elektrostatického zvlákňování, a snižuje tenzi par na hladině roztoku. Současně však také usměrňuje a/nebo urychluje pohyb nanovláken např. ke sběrné elektrodě, která je obvykle uspořádána nad zvlákňovací elektrodou, a urychluje jejich tuhnutí. Vedení 5 plynu je s výhodou vytvořeno ze skla, a k otevřené nádobě 1 a/nebo základní desce 3 a/nebo vedení 4 teplonosného média je připojeno prostřednictvím teplotně dilatačního pojivá (lepidla), nebo jiným způsobem umožňujícím jeho tepelnou dilataci. Kromě toho je s výhodou opatřeno neznázoměnými kalibrovanými přípojkami pro připojení ke zdroji tlakového plynu. Vedení 5 plynu může být dle potřeby tvořeno jednou, nebo několika vzájemně oddělenými větvemi. Vhodným plynem je pak např. vzduch nebo jiný plyn netečný k vytvářeným nanovláknům (inertní plyn).
-4CZ 305529 B6
Uložení vedení 5 plynu nad vedením 4 teplonosného média, případně v jiných neznázoměných variantách provedení jinde v jeho blízkosti, je výhodné také z toho hlediska, že teplonosné médium může současně nepřímo ohřívat vedený plyn ještě před jeho vstupem do prostoru elektrostatického zvlákňování, což napomáhá dosoušení vynášených nanovláken, takže na podkladu nebo na sběrné elektrodě se ukládají nanovlákna v podstatě již zcela vysušená, což brání jejich vzájemnému slepování.
Jak je znázorněno na obr. 2, vedení 4 teplonosného média i vedení 5 plynu jsou uloženy na základní desce 3 zásobníku, ale v dalších neznázoměných variantách provedení, zejména pokud zásobník základní desku 3 neobsahuje, mohou být uložena přímo na vnějším povrchu jeho otevřené nádoby J a vedena libovolně dle potřeby, případně může být vedení 4 teplonosného média vedeno přímo vnitřním prostorem této nádoby J nebo např. pod ním, resp. pod základní deskou 3. V dalších neznázoměných variantách provedení je vedení 4 teplonosného média a/nebo vedení 5 plynu uloženo jinak a to buď v kontaktu s otevřenou nádobou 1, nebo mimo něj.
Dle charakteru použitého roztoku nebo taveniny polymeru a podmínek zvlákňování je možné vedení 4 teplonosného média nebo vedení 5 plynu vynechat, nebo nepoužívat.
Při použití zvlákňovací elektrody nebo zvlákňovacího prvku/prvků zvlákňovací elektrody s ostrými přechody, může být zásobník podle vynálezu, resp. jeho otevřená nádoba 1 opatřen neznázorněnými kryty z elektricky nevodivého materiálu, s výhodou např. skla, které tyto přechody překrývají. Tyto kryty přitom mohou být součástí zásobníku, když jsou např. připojeny kjeho základní desce 3 a/nebo tělesu jeho otevřené nádoby J_, případně k jiným jeho částem.
Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním může být určen pro jednu nebo více zvlákňovacích elektrod. Ty v něm přitom mohou být uspořádány rovnoběžně s podélnou osou jeho otevřené nádoby i, případně kolmo nebo pod jiným úhlem kní. Jejich vedení nebo vedení jejich zvlákňovacích prvků je pak vytvořeno vlna jejích čelech 21, 22 a/nebo stěnách, nebo v/na jejich žebrech/příčkách, případně alespoň částečně mimo zásobník.
Na obr. 3a a 3b jsou znázorněny výsledky simulace metodou konečných prvků rozložení elektrostatického potenciálu elektrického pole při použití zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru z plastu, konkrétně polypropylenu (obr. 3a), a zásobníku podle vynálezu (obr. 3b). při vstupním napětí 60kV na zvlákňovací elektrodě 6 a OkV na sběrné elektrodě 7. Z těchto obrázků je patrné, že použití zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru podle vynálezu pozitivně ovlivňuje prostorové rozložení vstupního potenciálu elektrického pole, ve kterém probíhá elektrostatické zvlákňování, a současně i to, že roztoku polymeru uložený v zásobníku podle vynálezu je polarizován opačným nábojem, než je náboj sběrné elektrody 7, což napomáhá zvýšení produktivity procesu elektrostatického zvlákňování.
Na obr. 4a a 4b jsou pak znázorněny výsledky simulace metodou konečných prvků rozložení intenzity elektrického pole při použití roztoku nebo taveniny polymeru z plastu, konkrétně polypropylenu (obr. 4a), a zásobníku podle vynálezu (obr. 4b). při vstupním napětí 60kV na zvlákňovací elektrodě 6 a OkV na sběrné elektrodě 7. Z těchto obrázků je patrné, že použití zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru podle vynálezu pozitivně ovlivňuje prostorové rozložení intenzity elektrostatického pole, přičemž největší intenzita elektrostatického pole je v okolí zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru, což dále napomáhá nejen zvýšení produktivity procesu elektrostatického zvlákňování, ale také jeho iniciaci. Maximální intenzita elektrického poleje při použití zásobníku podle vynálezu až o 60±2 % vyšší než při použití polypropylénového zásobníku 526,2 statvolt/cm: 320,2 statvolt/cm (lstatvolt=299,793 volt).
Zásobník podle vynálezu je v zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním uložen standardním způsobem - tj. obvykle v prostoru/komoře, ve kterém dochází k elektrostatickému zvlákňování, nebo v jeho blízkosti. Přitom může být prostřednictvím přívodu roztoku nebo
-5CZ 305529 B6 taveniny polymeru propojen se zdrojem roztoku nebo taveniny polymeru, a případně spojkami vedení 4 teplonosného média se zdrojem teplonosného média nebo zařízením kjeho ohřevu, a/nebo spojkami vedení 5 plynu se zdrojem tlakového plynu. Zvlákňovací elektroda nebo její zvlákňovací prvky je přitom dle své konstrukce uložena otočně nebo posuvně pohyblivě ve směru do a z otevřené nádoby i zásobníku, přičemž buď konstantně zasahuje do vnitřního prostoru otevřené nádoby I zásobníku, nebo je přestavitelná mezi alespoň dvěma polohami, z nichž alespoň v jedné zasahuje do vnitřního prostoru otevřené nádoby i, takže se alespoň někdy dostává do kontaktu s v ní uloženým roztokem nebo taveninou polymeru, který následně na svém povrchu vynáší do elektrického pole. Přitom je, nebo její zvlákňovací prvek/prvky, uložena ve vedení, které je alespoň částečně vytvořeno v/na čelech 21, 22 a/nebo stěnách otevřené nádoby I zásobníku, nebo ve vedení, které je součástí zásobníku, ale je vytvořeno mimo jeho otevřenou nádobu i, nebo ve vedení, které je vytvořeno zcela mimo zásobník.
Claims (12)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, který obsahuje otevřenou nádobu (1), vyznačující se tím, že alespoň ta část otevřené nádoby (1), která je v kontaktu s roztokem nebo taveninou polymeruje vytvořena ze skla.
- 2. Zásobník podle nároku 1,vyznačující se tím, že otevřená nádoba (1) je opatřena alespoň jedním žebrem nebo příčkou ze skla.
- 3. Zásobník podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v/na čelech (21, 22) a/nebo stěnách otevřené nádoby (1) a/nebo jejích žebrech nebo příčkách jsou vytvořeny nebo uloženy vodicí prvky alespoň jedné zvlákňovací elektrody, hřídele zvlákňovací elektrody nebo zvlákňovacího prvku/prvků zvlákňovací elektrody.
- 4. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že otevřená nádoba (1) je opatřena alespoň jedním přívodem roztoku nebo taveniny polymeru.
- 5. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že otevřená nádoba (1) je opatřena alespoň jedním odvodem roztoku nebo taveniny polymeru.
- 6. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že podél delších stran otevřené nádoby (1) je uspořádáno vedení (4) teplonosného média.
- 7. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že podél delších stran otevřené nádoby (1) je uspořádáno vedení (5) plynu, které je opatřeno otvory a/nebo tryskami směřujícími do prostoru nad otevřenou nádobu (1) zásobníku.
- 8. Zásobník podle nároku 7, vyznačující se tím, že vedení (5) plynu je uspořádáno nad vedením (4) teplonosného média.
- 9. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že otevřená nádoba (1) má vnitřní průřez ve tvaru části kruhu.
- 10. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že otevřená nádoba (1) má vnější průřez ve tvaru části kruhu.-6CZ 305529 B6
- 11. Zásobník podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že otevřená nádoba (1) je uložena na základní desce z elektricky nevodivého materiálu.
- 12. Zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny po5 lymeru, které obsahuje alespoň jednu zvlákňovací elektrodu a proti ní uspořádanou alespoň jednu sběrnou elektrodu, přičemž zvlákňovací elektroda je uložena otočně v/na zásobníku roztoku nebo taveniny polymeru nebo jeho blízkosti a zasahuje alespoň částí svého povrchu do tohoto zásobníku, nebo je uložena v/na zásobníku nebo jeho blízkosti přestavitelně mezi alespoň dvěma polohami, přičemž alespoň v jedné z nich zasahuje alespoň částí svého povrchu do tohoto zásobníku, ío vyznačující se tím, že zásobník roztoku nebo taveniny polymeru je zásobník podle libovolného z nároků 1 až 11.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-870A CZ305529B6 (cs) | 2013-11-11 | 2013-11-11 | Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-870A CZ305529B6 (cs) | 2013-11-11 | 2013-11-11 | Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2013870A3 CZ2013870A3 (cs) | 2015-05-20 |
| CZ305529B6 true CZ305529B6 (cs) | 2015-11-18 |
Family
ID=53266927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-870A CZ305529B6 (cs) | 2013-11-11 | 2013-11-11 | Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ305529B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112322091A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-05 | 成都市富百乐装饰材料实业有限公司 | 一种空气净化除菌防霉涂料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2009797A3 (cs) * | 2009-11-27 | 2011-06-08 | Technická univerzita v Liberci | Lineární vlákenný útvar obsahující nanovlákna a zpusob a zarízení pro jeho výrobu |
| US8231378B2 (en) * | 2008-03-17 | 2012-07-31 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Superfine fiber creating spinneret and uses thereof |
-
2013
- 2013-11-11 CZ CZ2013-870A patent/CZ305529B6/cs unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8231378B2 (en) * | 2008-03-17 | 2012-07-31 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Superfine fiber creating spinneret and uses thereof |
| CZ2009797A3 (cs) * | 2009-11-27 | 2011-06-08 | Technická univerzita v Liberci | Lineární vlákenný útvar obsahující nanovlákna a zpusob a zarízení pro jeho výrobu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2013870A3 (cs) | 2015-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3405322A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines partikelschaumstoffteils | |
| RU2011149246A (ru) | Способ и устройство для получения нити из множества элементарных волокон, а также полученная таким образом монофиламентная нить | |
| CN106965356B (zh) | 加热辊以及膜制造方法 | |
| KR20100080478A (ko) | 전기 방사장치 | |
| CA2490584C (en) | Method and apparatus for fabrication of polymer-coated fibers | |
| CZ305529B6 (cs) | Zásobník roztoku nebo taveniny polymeru pro zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, a zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s tímto zásobníkem roztoku nebo taveniny polymeru | |
| KR20130085384A (ko) | 나노섬유 및 마이크로섬유 재료의 제조를 위한 복합 방적 노즐 | |
| CN113842786A (zh) | 中空纤维膜的制造方法以及中空纤维膜纺丝用喷嘴 | |
| CN104838048B (zh) | 用于成形制品的凝固的纺织浴和方法 | |
| JP2016538519A (ja) | 平坦な材料を乾燥するための乾燥機及び方法 | |
| KR102011057B1 (ko) | 발열사 제조장치 | |
| CN104203448B (zh) | 复合构件的制造方法 | |
| JP2018537591A (ja) | 高速コーティング用真空蒸着装置 | |
| CN102814261A (zh) | 一种新型涂层装置及涂层方法 | |
| US3589333A (en) | Apparatus for coating elongated filament with plastic | |
| JPH0896637A (ja) | 複合縦型冷却装置を備えた電線被覆装置 | |
| JP7659792B2 (ja) | 三次元造形装置用繊維体の製造装置 | |
| JP2016151074A (ja) | 紡糸装置、ノズルヘッド及び紡糸方法 | |
| CZ2008442A3 (cs) | Zpusob, zarízení a zvláknovací elektroda pro výrobu nanovláken a nanovlákenných struktur elektrostatickým zvláknováním polymerní matrice | |
| WO2021099039A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur behandlung eines formartikels aus kunststoff mit dampf einer behandlungsflüssigkeit | |
| RU2786924C1 (ru) | Фильерный комплект, способ нагрева фильерного комплекта и процесс получения лиоцелла | |
| WO2020104702A1 (de) | VERFAHREN ZUM VERSCHWEIßEN VON SCHAUMSTOFFPARTIKELN | |
| JP2005028773A (ja) | パウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法 | |
| SK7971Y1 (sk) | Zariadenie na sušenie vnútorných zmáčaných plôch sklenených fúkaných polotovarov | |
| FR3017818A1 (fr) | Procede sans solvants pour preimpregner au moins une fibre avec un fluide a tres grande vitesse |