CZ36173U1 - Zvlákňovací zařízení - Google Patents

Description

Zvlákňovací zařízení

Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukčního uspořádání elektrostatického zvlákňovacího zařízení sestávajícího z jedné nebo více zvlákňo vacích trysek s přídavným působením na nanovlákna proudem vzduchu.

Dosavadní stav techniky

V současné době je výroba nanovláken či mikrovláken a zařízení k této výrobě ve velmi rychlém vývoji s mnoha možnostmi výroby takových vláken.

Známá je výroba nanovláken pomocí statické jehlové zvlákňovací elektrody, nebo pohyblivé hladinové zvlákňovací elektrody. Takto vyrobená vlákna mají při výstupu z elektrody „díky“ vysokému napětí potřebnému pro výrobu vláken stejný elektrický náboj, a proto se odpuzují. Odpuzování vláken zapříčiní jejich rozptýlení a zcela nahodilé ukládání do míst s nej silnějším elektrickým polem.

Dalším známým zařízením je zvlákňovací zařízení s tryskami, přičemž tekutý polymemí materiál je vytlačovaný odstředivou silou tryskami do proudu vzduchu.

Tímto způsobem lze zvlákňovat jen určité polymery a vznikající nanovlákna mají větší průměr.

Známý je i způsob výroby prostorově tvarované vrstvy polymemích nanovláken a způsob pokrývání prostorově tvarovaného povrchu tělesa prostorově tvarovanou vrstvou polymemích nanovláken podle patentu CZ 305569. U tohoto způsobu jsou nanovlákna vychylována proudem vzduchu, jehož směr je kolmý na síly elektrostatického pole.

Nedostatkem tohoto způsobu je velký rozptyl nanovláken, tj. malé využití nanovláken na pokrývání prostorově tvarovaného povrchu tělesa.

Dalším známým řešením je zvlákňovací tryska popsaná v patentu č. CZ 304097, kde je využito proudění vzduchu přímo v trysce, tedy vzduch je veden na hranu trysky, kde dochází k tvorbě nanovláken. Toto provedení je velmi obtížné vyladit tak, aby nedocházelo ke strhávání nezvlákněného polymeru.

Další známou zvlákňovací tryskou je bublinková tryska popsaná v dokumentu WO 2009042128. Jedná se o způsob výroby nanovláken, kde vzduch je vháněn do roztoku polymeru ve zvlákňovací trysce. Na hladině se tvoří bublinky polymeru, které tvoří zárodek pro vznik nanovláken. Nevýhodou je chaotická výroba nanovláken s velkým rozptylem průměru nanovláken.

Podstata technického řešení

Cílem zde popsaného konstrukčního uspořádání zvlákňovacího ústrojí s nejméně dvěma nebo více zvlákňovacími tryskami je zajistit v prostoru zvlákňování, tj. prostoru působení elektrostatických sil, přídavné silové působení na vznikající nanovlákna, které je realizováno regulovatelným prouděním klimatizovaného vzduchu. Elektrostatické síly a síly proudu vzduchu na nanovlákna mají stejný směr. Tím je dosaženo toho, že může být do zvlákňovacího zařízení instalováno i více zvlákňovacích trysek relativně blízko sebe a nehrozí rozptýlení vláken do kužele velkého průměru

- 1 CZ 36173 UI

Toho je docíleno konstrukčním uspořádáním zvlákňovacího ústrojí, které je složeno z nejméně dvou nebo více zvlákňovacích trysek, jež vystupují z tělesa trysek, které je umístěno v centrální trubici, která je umístěna ve vnějším krytu kdy mezi centrální trubicí a vnějším krytem je vzduchová mezera.

Centrální trubice je propojena s přívodem s výhodou klimatizovaného vzduchu pro proudění vzduchu mezi tryskami a s přívodem vzduchu do prostoru mezi centrální trubicí a vnějším krytem.

Výroba vláken pomocí tohoto zařízení probíhá následovně: Ze zásobníku je tekutý polymer pro výrobu nanovláken vháněn-do trysek, na jejichž hlavici vznikají nanovlákna. Pomocí vzduchu, jež je vháněn mezi jednotlivé trysky je zamezeno odpuzování jednotlivých nanovláken a tyto jsou tlakovým vzduchem ještě protahovány a urychluje se jejich vysoušení. Díky tomu jsou nanovlákna dopravena do sběrného koše již suchá, takže se neslepí.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněna sestava zvlákňovacího zařízení s více tryskami a vnějším krytem včetně přívodů vzduchu aobr. 2, 3 a 4 znázorňuje možnosti výsuvu vnějšího krytu, což umožňuje nastavit optimální proudění vzduchu ve zvlákňovacím prostoru.

Příklad uskutečnění technického řešení

Zvlákňovací zařízení je složeno ze zvlákňovacích trysek 1, jež vystupují z tělesa 2 trysek 1, které je spojeno s centrální trubicí 3, kdy tato sestávaje, v případě více trysek 1 umístěna do vnějšího krytu 4, kdy mezi centrální trubicí 3 a vnějším krytem 4 je vzduchový prostor 7. Těleso 2 trysek 1 s centrální trubicí 3 je spojeno s přívodem 5 vzduchu do tělesa 2 trysek j_. Prostor 7 mezi centrální trubicí 3 a vnějším krytem 4 je propojen s přívodem 8 tlakového vzduchu, zajišťujícím přívod vzduchu do prostoru 7 pro usměrnění vláken z vnějšku.

Zařízení funguje následovně:

Při zahájení výroby je ze zásobníku polymeru tlačen čerpadlem tekutý polymer do tělesa 2 trysek 1. Na tryskách je tekutý polymer zvlákněn a z čela trysek vychází nanovlákno. Zároveň proud vzduchu z přívodu 5 vhání vzduch mezi trysky 1, a tím protahuje nanovlákna. Tlakový vzduch z přívodu 8, který je veden do prostoru 7 usměrňuje nanovlákna zvnějšku. Proudy vzduchu společně prodlužují nanovlákna před ztuhnutím a rovněž urychlují vysoušení nanovláken. Vnější kryt 4 je nepohyblivý nebo pohyblivý a dle potřeby je možno ho vysouvat pod, na nebo nad úroveň čela trysek 1.

Průmyslová využitelnost

Toto technické řešení je využitelné u zařízení pro výrobu nanovláken.

Claims (2)

1. Zvlákňovací zařízení, vyznačující se tím, že je složeno z nejméně dvou trysek (1), jež vystupují z tělesa (2), které je spojeno s centrální trubicí (3), těleso (2) s tryskami je umístěno do vnějšího 5 krytu (4), mezi centrální trubicí (3) a vnějším krytem (4) je vzduchový prostor (7), přičemž těleso (2) s tryskami (1) s centrální trubicí (3) je spojeno s přívodem (5) vzduchu do vnitřního prostoru centrální trubice (3) a prostor (7) mezi centrální trubicí (3) a vnějším krytem (4) je propojen s přívodem (8) tlakového vzduchu pro přívod vzduchu do prostoru (7).

2. Zvlákňovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější kryt (4) je pohyblivý pro ίο vysunutí pod, na, nebo nad úroveň čela trysek (1).