ES2347379T3 - Electrodo de hilatura rotativo. - Google Patents
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Abstract
Electrodo rotativo de hilatura (1), de forma alargada, para el dispositivo para la producción de nanofibras mediante hilatura electrostática de soluciones de polímeros, que comprende un par de caras extremas (2, 3), estando situadas entre las mismas elementos de hilatura formados por hilos metálicos, que están distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia y son paralelos al eje de rotación (41) del electrodo rotativo de hilatura (1), que sirve para transportar la solución de polímeros desde el depósito de la solución de polímeros al campo eléctrico para la hilatura, caracterizado porque las caras extremas (2, 3) están fabricadas de un material eléctricamente no conductor y todos los elementos de hilatura están conectados entre sí de una forma eléctricamente conductiva.
Description
Electrodo de hilatura rotativo.
La invención se refiere a un electrodo rotativo
de hilatura de forma alargada, para un dispositivo de producción de
nanofibras mediante hilatura electrostática de soluciones de
polímeros, que comprende un par de caras extremas, estando situadas
entre las mismas elementos de hilatura formados por hilo metálico,
los cuales están distribuidos uniformemente a lo largo de la
circunferencia y son paralelos al eje de rotación del electrodo
rotativo de hilatura.
Los dispositivos conocidos hasta la fecha para
la producción de nanofibras a partir de soluciones de polímeros
mediante hilatura electrostática, que contienen un electrodo
pivotante de hilatura de forma alargada, se dan a conocer, por
ejemplo, en el documento WO 2005/024101 A1. El dispositivo comprende
el electrodo de hilatura en forma de cilindro, que gira alrededor
de su eje principal y una parte inferior de la superficie del mismo
está sumergida en la solución de polímeros. La solución de polímeros
es llevada hasta el campo eléctrico entre los electrodos de
hilatura y de recogida, mediante una superficie del cilindro en la
que se crean las nanofibras, que son expulsadas hacia el electrodo
de recogida y, delante de él, se depositan sobre un material de
substrato. Este dispositivo es muy adecuado, capaz de producir
nanofibras a partir de soluciones acuosas de polímeros, aunque la
capa de nanofibras aplicada sobre el material de substrato no esté
distribuida uniformemente en toda la longitud del electrodo de
hilatura.
Se consigue una mayor uniformidad de la capa de
nanofibras producidas mediante el dispositivo, según el documento
CZ PV 2005-360, que describe un electrodo de
hilatura que comprende un sistema de laminillas dispuestas en
sentido radial y longitudinal alrededor del eje de rotación del
electrodo de hilatura, mientras que la superficie de recubrimiento
de partes del área del electrodo de hilatura que sirve para
transportar la solución de polímeros al campo eléctrico en un plano
que pasa a través de un eje del electrodo de hilatura y
perpendicular a un plano del material de substrato tiene una forma
conformada por la línea equipotencial del campo eléctrico entre el
electrodo de hilatura y el electrodo de recogida de la intensidad
más elevada. Dicho electrodo de hilatura puede transportar una
cantidad suficiente de solución de polímeros a los puntos más
adecuados del campo eléctrico, entre los electrodos de hilatura y de
recogida, y al mismo tiempo hilar asimismo las soluciones no
acuosas de polímeros y producir una capa uniforme de nanofibras. Sin
embargo, el inconveniente lo representa las exigencias de
fabricación requeridas de dicho electrodo de hilatura y en
consecuencia asimismo su precio.
El documento DE 101 36 255 B4 da a conocer un
dispositivo para la producción de fibras a partir de una solución
de polímeros o de polímeros fundidos, que comprende, por lo menos,
dos mecanismos de electrodos de hilatura, cada uno de los cuales
está formado por un sistema de hilos metálicos paralelos montados
sobre un par de cintas continuas que rodean dos cilindros de guía,
los cuales están situados uno encima del otro, mientras que el
cilindro de guía inferior se extiende en la solución de polímeros o
en los polímeros fundidos. Entre estos dos mecanismos de electrodos
de hilatura pasa una tela como un electrodo antagonista, mientras
que los mecanismos del electrodo de hilatura crean simultáneamente
un recubrimiento tanto en la cara anterior como en la cara
posterior de la tela.
El electrodo de hilatura está conectado a una
fuente de tensión elevada junto con el electrodo antagonista, que
está formado por una cinta circulante eléctricamente conductora. La
solución de polímeros o los polímeros fundidos son transportados
por medio de hilos metálicos al campo eléctrico entre el electrodo
de hilatura y el electrodo antagonista, donde son producidas las
fibras a partir de la solución de polímeros o de los polímeros
fundidos, las cuales son transportadas al electrodo antagonista e
inciden sobre la tela situada sobre el electrodo antagonista. Un
largo tiempo de permanencia de la solución de polímeros o de los
polímeros fundidos en el campo eléctrico representa un
inconveniente, debido a que tanto la solución de polímeros como los
polímeros fundidos están sometidos a un envejecimiento muy rápido y,
durante el proceso de hilatura, se modifican sus propiedades, lo
que tiene como resultado asimismo un cambio de los parámetros de las
fibras producidas, especialmente de su diámetro. Otro inconveniente
es el montaje de los hilos metálicos del electrodo de hilatura
sobre un par de cintas sinfín que son eléctricamente conductoras e
influyen muy negativamente en el campo eléctrico creado entre el
electrodo de hilatura y el electrodo antagonista, o son
eléctricamente no conductoras y la tensión elevada es suministrada
a los hilos metálicos de los electrodos de hilatura por medio de
contactos deslizantes, preferentemente a uno y hasta tres hilos
metálicos, lo que hace que el dispositivo de hilatura sea
innecesariamente complicado.
El objetivo de la invención es crear un
electrodo de hilatura sencillo y fiable, para un dispositivo para
la producción de nanofibras a partir de una solución de polímeros
mediante hilatura electrostática en el campo eléctrico creado entre
el electrodo de recogida y el electrodo de hilatura.
El objetivo de la invención se consigue mediante
un electrodo de hilatura rotativo para el dispositivo de producción
de nanofibras mediante hilatura electrostática de soluciones de
polímeros que contiene un par de caras extremas, estando situados
entre ellas elementos de hilatura formados por hilo metálico
distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia de las
caras extremas, mientras que el principio de la invención consiste
en que las caras extremas están fabricadas de material
eléctricamente no conductor y todos los elementos de hilatura están
conectados entre sí de una forma eléctricamente conductiva. El
electrodo de hilatura creado de esta forma es capaz de hilar
soluciones de polímeros acuosas y no acuosas, y a lo largo de la
totalidad de su longitud consigue un efecto muy uniforme de
hilatura, mientras que el campo eléctrico para la hilatura está
creado entre los elementos individuales de hilatura después de que
se aparten de la solución de polímeros y se aproximen a
continuación al electrodo de recogida.
Se consigue la conexión eléctrica entre sí de
todos los elementos de hilatura, dado que están fabricados por un
cable metálico extendido alternativamente desde una cara extrema a
la otra, en ranuras o aberturas realizadas a lo largo de la
circunferencia de las caras extremas.
Esto puede conseguirse mediante la creación del
electrodo rotativo de hilatura, según la reivindicación 3 ó 4,
cuando dicho cable en la cara extrema pasa a la ranura o abertura
siguiente, a través de la cual pasa a la segunda cara extrema, o
está guiado en diagonal sobre la cara extrema hasta la ranura o la
abertura en el lado opuesto de la circunferencia de la cara
extrema. En una realización, según la reivindicación 3, se produce
un consumo menor del cable metálico, mientras que en la realización
según la reivindicación 4, se consigue la conexión entre sí de
todos los elementos de hilatura no solamente gracias a que están
fabricados de una sola pieza, sino además por cruzarse sobre las
caras extremas.
En la realización según la reivindicación 5, los
elementos de hilatura están divididos por parejas, cada una de las
cuales está formada por un cable metálico y estos cables flexibles
se cruzan en las caras extremas.
Para garantizar la posición mutua de las caras
extremas entre las cuales discurre alternativamente un cable o
cables flexibles, que crean los elementos de hilatura del electrodo
de hilatura, según la reivindicación 6, estas caras extremas están
situadas sobre un único eje.
En el proceso de hilatura se consiguen
condiciones más ventajosas cuando se utiliza el electrodo de
hilatura en la realización según las reivindicaciones 7 u 8, cuando
se sustituye el eje eléctricamente conductor o su tramo entre las
caras extremas se recubre con un tubo de separación eléctricamente
no conductor.
Puede conseguirse asimismo un efecto similar
eliminando el eje eléctricamente conductor de un espacio entre las
caras extremas y mediante el montaje de cada una de las caras
extremas en una bisagra independiente, que está acoplado con el
accionamiento del electrodo de hilatura. Mediante el acoplamiento de
las caras extremas con el accionamiento se consigue que las caras
extremas giren en la misma dirección y con la misma velocidad y,
sin cambiar la posición mutua de estas caras extremas, se garantiza
asimismo la posición paralela de los medios de hilatura montados en
las ranuras u orificios en las caras extremas con el eje de rotación
de las caras extremas.
El electrodo rotativo de hilatura se muestra
esquemáticamente en los dibujos adjuntos, en los que la figura 1
muestra una vista axonométrica del electrodo según la invención, la
figura 2 muestra una vista axonométrica del electrodo en una
realización con los elementos de hilatura formados por un cable
metálico que cruza las caras extremas, la figura 3 una vista del
electrodo en una realización con los elementos de hilatura divididos
en parejas, cada una de las cuales está formada por un cable
metálico que cruza sobre las caras extremas, y la figura 4 muestra
el montaje del electrodo de hilatura en una realización alternativa
sin árbol en el depósito de la solución de polímeros.
En una realización del electrodo rotativo de
hilatura (1) según la invención, el electrodo rotativo de hilatura
(1) comprende dos caras extremas (2 y 3), una de las cuales está
formada por un disco de un material eléctricamente no conductor,
por ejemplo plástico, montado de forma concéntrica en un árbol (4)
perpendicular a su eje longitudinal (41), que es simultáneamente el
eje de rotación del árbol (4) y del electrodo de hilatura (1). A lo
largo de toda la circunferencia de la cara extrema (2) están
realizadas las ranuras radiales (21, 22, 23, 24, 25 y 26) de manera
uniforme y, a lo largo de la totalidad de la circunferencia de la
cara extrema (3), cuyo diámetro es el mismo que el diámetro de la
cara extrema (2), están realizadas las ranuras radiales (31, 32, 33,
34, 35 y 36) de manera uniforme. Las ranuras radiales en la
circunferencia de las caras extremas (2, 3) están dispuestas una
frente a otra. En las ranuras radiales en la circunferencia de la
cara extrema (2) y en las ranuras radiales en la circunferencia de
la cara extrema (3) está montado el cable metálico (5) de material
eléctricamente conductor que está encerrado en un bucle sinfín.
El cable metálico (5) sale de la ranura radial,
por ejemplo (21), en la circunferencia de la cara extrema (2) y
paralelo al eje (41) del árbol (4), discurre hasta la ranura opuesta
(31) en la circunferencia de la cara extrema (3), mientras que el
tramo del cable metálico (5) entre la ranura (21) y la ranura
opuesta (31) crea uno de los elementos de hilatura del electrodo de
hilatura (1).
El cable metálico (5) pasa a través de la ranura
(31) al lado exterior de la cara extrema (3), en sentido inverso
desde la cara extrema (2), y a través de esta ranura discurre hasta
la ranura vecina (32), desde la cual el cable metálico (5) paralelo
al eje (41) del árbol (4) discurre al exterior hacia la ranura
opuesta (22) en la circunferencia de la cara extrema (2). El tramo
del cable metálico (5) entre la ranura (32) y la ranura opuesta
(22) crea de este modo otro elemento de hilatura del electrodo de
hilatura (1).
Por medio de la ranura (22) el cable metálico
(5) pasa al lado exterior de la cara extrema (2), en sentido
inverso desde la cara extrema (3) sobre la que discurre hasta la
ranura próxima (23). Desde la ranura (23) el cable metálico (5)
discurre paralelo al eje (41) de un árbol (4) en la ranura opuesta
(33) en la circunferencia de la cara extrema (3), mientras que el
tramo del cable metálico (5) entre las ranuras (23 y 33) crea otro
elemento de hilatura del electrodo de hilatura (1).
De la misma forma el cable metálico (5) pasa
además a través de las ranuras radiales siguientes (34, 35 y 36) en
la circunferencia de la cara extrema (3) y, a través de las ranuras
radiales siguientes (24, 25 y 26) en la circunferencia de la cara
extrema (2), mientras que los tramos del cable metálico (5) entre
las caras extremas (2 y 3) paralelas al eje (41) crean elementos
individuales del electrodo de hilatura (1), mientras que los tramos
del cable metálico (5) que discurren sobre los lados exteriores de
las caras extremas (2 y 3) interconectan los elementos de hilatura
de una forma conductiva.
El cable metálico (5) puede estar montado en
ranuras radiales en la circunferencia de la cara extrema (2) y de
la cara extrema (3) de diversas formas adicionales, una de las
cuales se muestra en la figura 2. En este ejemplo de realización,
el cable metálico (5) está, al igual que en el ejemplo anterior,
encerrado en un bucle sinfín, mientras que en este caso gracias a
la forma de su montaje en ranuras radiales en la circunferencia de
la cara extrema (2) y en la circunferencia de la cara extrema (3),
el cable metálico (5) se cruza en los lados exteriores de las caras
extremas
(2 y 3).
(2 y 3).
A través de la ranura radial, por ejemplo (21),
en la circunferencia de la cara extrema (2), el cable metálico (5)
pasa paralelo al eje (41) del árbol (4) hasta la ranura opuesta (31)
en la circunferencia de la cara extrema (3), mientras que el tramo
del cable metálico (5) entre las ranuras (21 y 31) forma uno de los
elementos de hilatura del electrodo de hilatura (1). Por medio de
la ranura (31), el cable metálico (5) pasa al lado exterior de la
cara extrema (3), en sentido inverso desde la cara extrema (2), a
través de la cual discurre hacia la ranura (34) realizada en un
tramo opuesto de la cara extrema (3).
Después de pasar por la ranura (34) el cable
metálico (5) discurre paralelo al eje (41) del árbol (4) hasta la
ranura opuesta (24) en la circunferencia de la cara extrema (2),
mientras que el tramo del cable metálico (5) entre las ranuras (34
y 24) forma otro elemento de hilatura del electrodo de hilatura (1).
A través de la ranura (24) el cable metálico (5) es conducido al
lado exterior de la cara extrema (2), sobre la cual discurre hasta
la ranura (26) realizada en un tramo opuesto de la circunferencia de
la cara extrema (2).
Habiendo abandonado la ranura (26), el cable
metálico (5) es paralelo al eje (41) del árbol (4), conducido a la
ranura opuesta (36) en la circunferencia de la cara extrema (3) y,
entre las ranuras (26 y 36), forma otro elemento de hilatura del
electrodo de hilatura (1). A través de la ranura (36) el cable
metálico (5) es conducido además al lado exterior de la cara
extrema (3), sobre la que discurre hasta la ranura (33) realizada
en un tramo opuesto de la circunferencia de la cara extrema (3),
mientras que el cable metálico (5) se cruza en la cara extrema
(3).
El cable metálico (5) discurre además paralelo
al eje (41) del árbol (4) desde la ranura (33) hasta la ranura
opuesta (23) en la circunferencia de la cara extrema (2), por lo
cual el tramo del cable metálico (5) entre las ranuras (33 y 23)
forma otro elemento de hilatura del electrodo de hilatura (1). Por
medio de la ranura (23) el cable metálico (5) pasa al lado exterior
de la cara extrema (2), sobre la que discurre además hasta la
ranura (25) realizada en el tramo opuesto de la circunferencia de la
cara extrema (2), mientras que el cable metálico (5) se cruza en el
lado exterior de la cara extrema (2).
El cable metálico (5) después de pasar por la
ranura (25) discurre paralelo al eje (41) del árbol (4) hasta la
ranura opuesta (35) en la circunferencia de la cara extrema (3) y,
su tramo entre las ranuras (25 y 35) crea otro elemento de
hilatura. Por medio de la ranura (35) el cable metálico (5) es
conducido al lado exterior de la cara extrema (3), sobre la que
discurre hasta la ranura (32) realizada en el tramo opuesto de la
circunferencia de la cara extrema (3), de modo que el cable
metálico (5) se cruza de nuevo en la cara extrema (3).
Desde la ranura (32) el cable metálico discurre
además paralelo al eje (41) del árbol (4) hasta la ranura opuesta
(22) en la circunferencia de la cara extrema (2), de modo que forma
otro elemento de hilatura del electrodo de hilatura (1). El cable
metálico (5) es conducido hasta el lado exterior de la cara extrema
(2) a través de la ranura (22), en la que es conducido hasta la
ranura (21).
Otros ejemplos de realizaciones no
representados, distintos de las realizaciones descritas
anteriormente en la figura 1 y la figura 2, pueden diferir
especialmente mediante el montaje del cable metálico (5) en ranuras
radiales sobre la circunferencia de las caras extremas (2 y 3),
mientras que el cable metálico (5) es siempre sinfín, fabricado de
una sola pieza y sus extremos están conectados en una de las caras
extremas (2, 3).
Dependiendo de la tecnología de producción de
nanofibras mediante hilatura electrostática de soluciones de
polímeros, el cable metálico (5) está conectado de una manera
conocida con un dispositivo para la producción de nanofibras con un
polo de la fuente de tensión elevada no representada, posiblemente
conectado a tierra, de modo que existe la misma tensión en todos
los elementos de hilatura del electrodo de hilatura.
\newpage
En la figura 3 está representado un ejemplo de
una realización del electrodo de hilatura (1), que es el más
adecuado desde el punto de vista del mantenimiento y de la posible
sustitución de elementos de hilatura dañados o defectuosos. El
electrodo de hilatura (1) está fabricado de la misma forma que en
las realizaciones anteriores según la figura 1 y 2, con la única
diferencia de que el bucle sinfín del cable metálico (5) está
formado, en el ejemplo representado, por tres bucles sinfín
independientes (514, 525 y 536) que se cruzan mutuamente entre sí
sobre las caras extremas.
El cable metálico (514) sale de la ranura radial
(21) en la circunferencia de la cara extrema (2) y, paralelo al eje
(41) del árbol (4), penetra en la ranura opuesta (31) en la
circunferencia de la cara extrema (3), y su tramo entre las ranuras
(21 y 31) forma uno de los elementos de hilatura del electrodo de
hilatura (1). A través de la ranura (31), el cable metálico (514)
es conducido al lado exterior de la cara extrema (3), en la que
discurre hasta la ranura (34) en el tramo opuesto de la
circunferencia de la cara extrema (3) a través de la que pasa
paralelo al eje (41) del árbol (4) hasta la ranura opuesta (24) en
la circunferencia de la cara extrema (2) y, de este modo, crea
entre las ranuras (34 y 24) otro elemento de hilatura del electrodo
de hilatura (1). A través de la ranura (24) el cable metálico (514)
es conducido al lado exterior de la cara extrema (2) sobre la que
discurre hasta la ranura próxima (21).
De la misma forma, el cable metálico (525) está
montado en las ranuras radiales (22, 32, 25 y 35) comprendido en un
bucle sinfín y en las ranuras radiales (23, 33, 26 y 36) encerrado
en un bucle sinfín, mientras que en los lados exteriores de las
caras extremas (2 y 3) se cruzan los tres cables metálicos (514, 525
y 536), de modo que queda garantizada su conexión conductiva.
En ejemplos adicionales de una realización
derivada del ejemplo de la figura 3, es posible crear además
disposiciones diferentes no representadas de los cables metálicos
(514, 525 y 536), creando un par de elementos de hilatura del
electrodo de hilatura (1), mientras que todos estos cables metálicos
están conectados entre sí de una forma conductiva, por ejemplo, por
medio de sus contactos mutuos. En el caso en que los cables
metálicos no estén cruzados, su conexión conductiva se realiza en
el lado exterior de cualquiera de ambas caras extremas (2 y 3)
mediante otros métodos o medios conocidos.
El cable metálico (514) y/o el cable metálico
(525) y/o el cable metálico (536) están, dependiendo de la
tecnología de producción de nanofibras, conectados de una forma
conocida con un polo de la fuente no representada de tensión
elevada, posiblemente conectados a tierra.
Teniendo en cuenta que durante la rotación del
electrodo de hilatura (1) (ver más adelante) se crean a continuación
campos electrostáticos entre los elementos de hilatura del
electrodo de hilatura (1) y el electrodo de recogida no
representado dispuesto en la cámara de hilatura en el espacio por
encima del electrodo de hilatura (1), es ventajoso, si el árbol (4)
en el espacio entre las caras extremas (2 y 3) está sustituido por
un tubo de separación de un material eléctricamente no conductor.
El tubo de separación contribuye así, de este modo,
considerablemente no solo al filtrado de los campos eléctricos de
los elementos opuestos del electrodo de hilatura (1), y de este
modo a la estabilización del proceso de hilatura, sino también a una
mayor rigidez del electrodo de hilatura (1).
El árbol (4), y posiblemente el tubo de
separación del electrodo de hilatura (1), según algunos de los
ejemplos mostrados de la realización, están en el dispositivo para
la producción de nanofibras montados horizontalmente y de forma
rotativa en el depósito no representado de solución de polímeros,
mientras que algunos de los elementos de hilatura de un lado
inferior del electrodo de hilatura (1), en sentido inverso con
respecto al electrodo de recogida, están sumergidos en la solución
de polímeros contenida en el depósito de solución de polímeros,
mientras que en un caso en que el árbol (4) ha sido sustituido por
un tubo de separación, no existe un contacto no deseado entre el
tubo de separación y la solución de polímeros. El árbol (4),
posiblemente el tubo de separación u otra parte del electrodo de
hilatura, están acoplados además de una forma conocida al
accionamiento no representado para el movimiento rotativo del
electrodo de hilatura (1).
Durante el funcionamiento del dispositivo para
la producción de nanofibras mediante hilatura electrostática de
soluciones de polímeros, el electrodo de hilatura (1) gira gracias
al accionamiento alrededor de su eje longitudinal y sus elementos
de hilatura situados de forma uniforme a lo largo de la
circunferencia de las caras extremas (2 y 3) están posteriormente
sumergidos por debajo del nivel de la solución de polímeros en el
depósito de solución de polímeros, y gracias a sus propiedades
físicas sobresalen por encima del nivel cubierto por la solución de
polímeros. Habiendo emergido el elemento de hilatura con solución de
polímeros, se aproxima a continuación al electrodo de recogida que,
dependiendo de la tecnología de hilatura electrostática, está
conectado a tierra o al polo opuesto de la fuente de tensión elevada
de los elementos de hilatura del electrodo de hilatura (1). En el
momento en que el elemento de hilatura se aproxima suficientemente
al electrodo de recogida, entre él y el electrodo de recogida como
resultado de la diferencia de sus potenciales eléctricos, se crea
un campo eléctrico suficientemente intenso que inicia el proceso de
hilatura a lo largo de toda la longitud del elemento de hilatura.
Durante el proceso de hilatura se crean las nanofibras de polímeros
a partir de la solución de polímeros en la superficie del elemento
de hilatura, las cuales mediante la acción de la fuerza del campo
electrostático se desplazan hacia el electrodo de recogida.
El elemento de hilatura permanece en una
posición adecuada para la hilatura de la solución de polímeros en
su superficie únicamente durante un cierto intervalo de tiempo, cuya
duración es adecuada a la velocidad de rotación del electrodo de
hilatura (1) alrededor del eje (41), y después de finalizado este
intervalo de tiempo se desplaza alejándose de las proximidades del
electrodo de recogida y en consecuencia es sumergido de nuevo en la
solución de polímeros en el depósito de solución de polímeros.
Posteriormente, en las proximidades del electrodo de recogida, se
disponen entretanto elementos adicionales de hilatura que contienen
la solución de polímeros para realizar la hilatura en su
superficie. El electrodo de hilatura con la disposición descrita de
los elementos de hilatura permite, de este modo, una producción
continua de nanofibras.
No obstante, la construcción del electrodo de
hilatura (1) no está limitada solamente a los ejemplos de
realización descritos anteriormente y de sus modificaciones. Además
de la disposición y estructura de otras partes del dispositivo para
la producción de nanofibras resultan posibilidades adicionales de
disposición de los elementos individuales del electrodo de
hilatura. Uno de dichos ejemplos está representado en la figura 4.
En este caso, el electrodo de hilatura (1) se compone de dos caras
extremas (2 y 3), cada una de las cuales está formada por un disco
de material eléctricamente no conductor.
Las caras extremas (2 y 3) en el lado exterior
están dotadas de bisagras (20 y 30) que están montadas axialmente y
de forma rotativa en las paredes opuestas del depósito (6) de
solución de polímeros (7). En sus extremos, las bisagras están
dotadas de ruedas dentadas (201, 301) y en el montaje su posición
axial mutua está garantizada mediante alguno de los medios
conocidos, en el ejemplo representado de realización por medio de
los anillos distanciadores (202, 302) montados en cuellos en las
bisagras (20 y 30) y haciendo tope contra la pared exterior del
depósito (6) de solución de polímeros. Las ruedas dentadas (201,
301) están acopladas a ruedas dentadas de accionamiento (82, 83)
que están acopladas al accionamiento (8). La conexión de las ruedas
dentadas (201, 301) y de las ruedas dentadas de accionamiento (82,
83) sirve no solo para el accionamiento de las caras extremas (2 y
3) en la misma dirección y con la misma velocidad, sino también
para garantizar la posición mutua constante de las caras extremas (2
y 3) en la que las ranuras correspondientes en ambas caras extremas
(2 y 3) están dispuestas una contra otra, de modo que los medios de
hilatura que pasan a través de estas ranuras son paralelos al eje
de rotación de las caras extremas (2 y 3). A lo largo de toda la
circunferencia de la cara extrema (2) están distribuidas
uniformemente las ranuras radiales (21, 22, 23, 24, 25 y 26) y
alrededor de toda la circunferencia de la cara extrema (3) están
distribuidas uniformemente las ranuras radiales (31, 32, 33, 34, 35
y 36), mientras que a través de las ranuras radiales en la
circunferencia de la cara extrema (2) y en las ranuras radiales en
la circunferencia de la cara extrema (3), según algunos de los
ejemplos de realizaciones descritos, discurre el cable metálico (5)
encerrado en un bucle sinfín, o varios cables metálicos (5)
encerrados en varios bucles sinfín.
En base a todos los ejemplos de realizaciones
mencionados anteriormente, puede crearse una cantidad casi ilimitada
de diversas variantes más o menos diferentes del electrodo de
hilatura (1) que difieren de los ejemplos descritos de
realizaciones especialmente en el número de ranuras radiales en la
circunferencia de las caras extremas (2 y 3), de este modo por
medio de un cierto número de elementos de hilatura del electrodo de
hilatura (1), posiblemente gracias a que el cable metálico (5) o
los cables metálicos (5) no están encerrados en el bucle sinfín
sino que empiezan y acaban en el lado exterior de algunas de las
caras extremas (2 y 3). Asimismo, pueden conseguirse diferencias
adicionales gracias a diversas realizaciones de las caras extremas
(2 y 3), que pueden ser creadas en principio como un cuerpo
tridimensional cualquiera. La solución más conveniente de las caras
extremas parece ser sin embargo el disco de material eléctricamente
no conductor, cuyos bordes son redondeados con el objeto de la
durabilidad y la seguridad del cable metálico (5) o de los cables
metálicos (5), y asimismo de la reducción del efecto de estas caras
extremas (2 y 3) en el proceso de hilatura.
Otra posible variante de la realización del
electrodo de hilatura (1) según la invención, es la variante en la
que, en las caras extremas (2 y 3), se han realizado, en vez de las
ranuras radiales, aberturas en las que están situados uno o varios
cables metálicos (5). Sin embargo, durante la utilización del
electrodo de hilatura (1) con esta estructura aparecen dificultades
producidas especialmente por la influencia de la solución de
polímeros que está en el campo electrostático entre los electrodos
de recogida y de hilatura (1) dispuestos en las superficies de las
caras extremas (2 y 3). Se evita el peligro de iniciación del
proceso de hilatura en las caras extremas mediante medios de
limpieza adecuados de la solución de polímeros distribuida en las
caras extremas.
El electrodo de hilatura, según la presente
invención, es aplicable a un dispositivo para la producción de
nanofibras mediante hilatura electrostática de soluciones acuosas y
no acuosas de polímeros.
- 1
- electrodo de hilatura
- 2
- cara extrema
- 20
- bisagra
- 201
- rueda dentada
- 202
- anillo distanciador
- 21
- ranura radial
- 22
- ranura radial
- 23
- ranura radial
- 24
- ranura radial
- 25
- ranura radial
- 26
- ranura radial
- 3
- cara extrema
- 30
- bisagra
- 301
- rueda dentada
- 302
- anillo distanciador
- 31
- ranura radial
- 32
- ranura radial
- 33
- ranura radial
- 34
- ranura radial
- 35
- ranura radial
- 36
- ranura radial
- 4
- árbol
- 41
- eje del árbol
- 5
- cable metálico
- 514
- cable metálico
- 525
- cable metálico
- 536
- cable metálico
- 6
- depósito de solución de polímeros
- 7
- solución de polímeros
- 8
- accionamiento
- 81
- rueda dentada de accionamiento
- 82
- rueda dentada de accionamiento.
Claims (9)
1. Electrodo rotativo de hilatura (1), de forma
alargada, para el dispositivo para la producción de nanofibras
mediante hilatura electrostática de soluciones de polímeros, que
comprende un par de caras extremas (2, 3), estando situadas entre
las mismas elementos de hilatura formados por hilos metálicos, que
están distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia y
son paralelos al eje de rotación (41) del electrodo rotativo de
hilatura (1), que sirve para transportar la solución de polímeros
desde el depósito de la solución de polímeros al campo eléctrico
para la hilatura, caracterizado porque las caras extremas (2,
3) están fabricadas de un material eléctricamente no conductor y
todos los elementos de hilatura están conectados entre sí de una
forma eléctricamente conductiva.
2. Electrodo rotativo de hilatura (1), según la
reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de
hilatura están formados por un cable metálico (5) extendido
alternativamente desde una cara extrema (2, 3) a la otra en las
ranuras (21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 32, 33, 34, 35, 36) o aberturas
realizadas a lo largo de la circunferencia de las caras extremas
(2, 3).
3. Electrodo rotativo de hilatura, según la
reivindicación 2, caracterizado porque el cable metálico (5)
discurre sobre la cara extrema (2, 3) hasta la ranura siguiente
(21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 32, 33, 34, 35, 36) o hasta una
abertura, a través de la que pasa a la segunda cara extrema (2,
3).
4. Electrodo rotativo de hilatura, según la
reivindicación 2, caracterizado porque el cable metálico (5)
discurre sobre la cara extrema (2, 3) en sentido transversal a la
ranura (21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 32, 33, 34, 35, 36) o a la
abertura en el lado opuesto de la circunferencia de la cara extrema
(2, 3).
5. Electrodo rotativo de hilatura, según la
reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de
hilatura están divididos en parejas formadas por un cable metálico
(5), mientras que estos cables metálicos se cruzan en las caras
extremas (2, 3).
6. Electrodo rotativo de hilatura, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque las caras extremas (2, 3) están montadas sobre el árbol
(4).
7. Electrodo rotativo de hilatura, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque las caras extremas (2, 3) están montadas sobre un tubo de
separación eléctricamente no conductor.
8. Electrodo rotativo de hilatura, según la
reivindicación 6, caracterizado porque el tramo del árbol (4)
entre las caras extremas está recubierto por un tubo de separación
eléctricamente no conductor.
9. Electrodo rotativo de hilatura, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque las caras extremas (2, 3) en el lado exterior están
conectadas axialmente con las bisagras (20, 30) montadas de forma
rotativa y alineadas axialmente en las paredes opuestas del depósito
(6) de la solución (7) de polímeros, mientras que las ranuras
radiales (21, 22, 23, 24, 25, 26) o las aberturas en la cara extrema
(2) están dispuestas contra las ranuras radiales (31, 32, 33, 34,
35, 36) o las aberturas en la segunda cara extrema (3), y las
bisagras (20, 30) están acopladas con el accionamiento (8) del
electrodo de hilatura (1).
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