RU2018122292A - Способ производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокна из раствора или расплава полимера, волокнообразующий электрод для этого способа и устройство для производства полимерных нановолокон, оснащенное, по крайней мере, одним волокнообразующим электродом - Google Patents

Способ производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокна из раствора или расплава полимера, волокнообразующий электрод для этого способа и устройство для производства полимерных нановолокон, оснащенное, по крайней мере, одним волокнообразующим электродом Download PDF

Info

Publication number
RU2018122292A
RU2018122292A RU2018122292A RU2018122292A RU2018122292A RU 2018122292 A RU2018122292 A RU 2018122292A RU 2018122292 A RU2018122292 A RU 2018122292A RU 2018122292 A RU2018122292 A RU 2018122292A RU 2018122292 A RU2018122292 A RU 2018122292A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
melt
forming
polymer
polymer solution
Prior art date
Application number
RU2018122292A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018122292A3 (ru
RU2726726C2 (ru
Inventor
Ярослав БЕРАН
Ян ВАЛЬТЕРА
Мартин БИЛЕК
Йозеф СКРИВАНЕК
Ондрей БАТКА
Давид ЛУКАС
Павел ПОКОРНЫ
Томас КАЛОУС
Джули СОУКУПОВА
Ева КОСТАКОВА
Original Assignee
Техника Универзита В Либерци
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Техника Универзита В Либерци filed Critical Техника Универзита В Либерци
Publication of RU2018122292A3 publication Critical patent/RU2018122292A3/ru
Publication of RU2018122292A publication Critical patent/RU2018122292A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2726726C2 publication Critical patent/RU2726726C2/ru

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Claims (20)

1. Волокнообразующий электрод (1) для производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокон из раствора или расплава полимера, содержащий подающий канал (2) раствора или расплава полимера, который выходит на его торце (3), отличающийся тем, что около хотя бы части отверстия (20) подающего канала (2) раствора или расплава полимера на торце волокнообразующего электрода образована волокнообразующая поверхность (4), закругленная в направлении вниз, под отверстие (20), причем эта волокнообразующая поверхность (4) плавно переходит в ориентированную вниз поверхность отвода (6), образованную на наружной поверхности подающего канала (2) раствора или расплава полимера.
2. Волокнообразующий электрод (1) по п. 1, отличающийся тем, что стенка подающего канала (2) раствора или расплава полимера в направлении к отверстию (20) этого подающего канала (2) расширяется в направлении наружу, причем около хотя бы части отверстия (20) на расширении стенки волокнообразующего электрода (1) образована волокнообразующая поверхность (4), закругленная в направлении вниз, под отверстие (20), причем эта волокнообразующая поверхность (4) плавно переходит в ориентированную вниз поверхность отвода (6), образованную на наружной поверхности подающего канала (2) раствора или расплава полимера.
3. Волокнообразующий электрод (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что между отверстием (20) подающего канала (2) раствора или расплава полимера и волокнообразующей поверхностью (4) образована плоская, наклонная, закругленная или ломаная транспортная поверхность (5), ориентированная в направлении над или под отверстие (20), которая плавно переходит в волокнообразующую поверхность (4).
4. Волокнообразующий электрод (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что хотя бы часть подающего канала (2) раствора или расплава полимера под волокнообразующей поверхностью (4) по всему своему периметру покрыта кожухом (7), причем между наружной поверхностью подающего канала (2) раствора или расплава полимера и внутренней поверхностью этого кожуха (7) образован зазор (72) для отвода раствора или расплава полимера.
5. Волокнообразующий электрод (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит хотя бы два отделенных друг от друга подающего канала (2, 22) раствора или расплава полимера, причем около хотя бы части отверстия (20, 202) каждого из них расположена отдельная волокнообразующая поверхность (4, 44) закругленная в направлении вниз, под это отверстие (20, 202).
6. Волокнообразующий электрод (1) по п. 5, отличающийся тем, что отделенные волокнообразующие поверхности (4, 44) расположены друг над другом.
7. Волокнообразующий электрод (1) по п. 5, отличающийся тем, что отделенные волокнообразующие поверхности (4, 44) являются соосными.
8. Волокнообразующий электрод по п. 2, отличающийся тем, что поверхность отвода (6) на наружной поверхности подающего канала (2) раствора или расплава полимера плавно переходит во вторую транспортную поверхность (52), которая дальше плавно переходит во вторую закругленную волокнообразующую поверхность (42), которая расположена на большем наружном диаметре, чем волокнообразующая поверхность (4), расположенная хотя бы на части периметра отверстия (20) подающего канала (2) раствора или расплава полимера, и она образована с меньшим радиусом закругления (Rz), чем эта волокнообразующая поверхность (4), причем вторая волокнообразующая поверхность (42) плавно переходит во вторую поверхность отвода (62).
9. Волокнообразующий электрод по п. 2, отличающийся тем, что волокнообразующая поверхность (4) на расширении стенки подающего канала (2) раствора или расплава полимера следует непосредственно после отверстия (20) подающего канала (2) раствора или расплава полимера, причем он образован хотя бы двумя частными закругленными волокнообразующими поверхностями, плавно последующими друг за другом в направлении от отверстия (20) подающего канала (2) раствора или расплава полимера, радиусы закругления (41, 42) которых в направлении от отверстия (20) подающего канала (2) раствора или расплава полимера постепенно уменьшаются.
10. Волокнообразующий электрод по п. 9, отличающийся тем, что образоющая кривая волокнообразующей поверхности (4) образована сплайн-кривой, т.е., кривой, которая соответствует полиномической функции, определенной по интервалам.
11. Волокнообразующий электрод (1) по п. 2 или 9, отличающийся тем, что расширение стенки подающего канала (2) раствора или расплава полимера является интегральной частью подающего канала (2) раствора или расплава полимера.
12. Волокнообразующий электрод (1) по п. 2 или 9, отличающийся тем, что расширение стенки подающего канала (2) раствора или расплава полимера образовано отдельным корпусом, установленным на подающем канале (2) раствора или расплава полимера или соединенным с ним.
13. Волокнообразующий электрод (1) по любому из пп. 2, 9, 11, 12, отличающийся тем, что у расширения стенки подающего канала (2) раствора или расплава полимера хотя бы на части его высоты постоянный наружный диаметр.
14. Волокнообразующий электрод (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он образован из токопроводящего материала.
15. Волокнообразующий электрод (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он образован из токонепроводящего материала.
16. Устройство для производства нановолокон путем электрического формования волокон из раствора или расплава полимера, отличающийся тем, что оно оснащено хотя бы одним волокнообразующим электродом (1) по любому из пп. 1-15, причем подающий канал (2, 22) раствора или расплава полимера этого волокнообразующего электрода (1) соединен с источником раствора или расплава полимера, и Волокнообразующий электрод (1) и/или источник раствора или расплава полимера и/или линия подачи раствора или расплава полимера между ними присоединены или оснащены средствами присоединения к источнику переменного электрического тока.
17. Способ производства нановолокон путем электрического формования волокон из раствора или расплава полимера, при котором раствор или расплав полимера подается подающим каналом (2) раствора или расплава полимера, выходящим на торце волокнообразующего электрода, на торец волокнообразующего электрода (1), причем на волокнообразующий электрод (1) и/или в раствор или расплав полимера подается переменное электрическое напряжение, отличающийся тем, что раствор или расплав полимера вследствие тяготения растекается по торце волокнообразующего электрода (1) и формуется в волокна на волокнообразующей поверхности (4), расположенной вокруг хотя бы части отверстия (20) раствора или расплава полимера, которая закруглена в направлении вниз, под это отверстие (20), причем на эту волокнообразующую поверхность подается излишек раствора или расплава полимера, и несформованный в волокна раствор или расплав полимера омывает волокнообразующую поверхность (4) волокнообразующего электрода, после чего с ней вследствие тяготения стекает на последующую поверхность отвода (6) на наружной поверхности подающего канала (2) раствора или расплава полимера, причем на этой поверхности отвода (6) уже не происходит формование волокон.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что раствор или расплав полимера с поверхности отвода (6) вследствие тяготения подается на закругленную, наклонную, горизонтальную или ломаную вторую транспортную поверхность (55), и с ней потом на вторую волокнообразующую поверхность (44), которая закруглена и ориентирована в направлении вниз.
19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что в течение формования волокна из раствора или расплава полимера с волокнообразующей поверхности (4) волокнообразующего электрода (1), на эту волокнообразующую поверхность (4) подается со второй волокнообразующей поверхности (44), установленной над первой, другой раствор или расплав полимера, вследствие чего образуются двухкомпонентные нановолокна.
20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что на две отделенных друг от друга закругленных, ориентированных вниз волокнообразующих поверхности (4, 44) волокнообразующего электрода (1) из двух отдельных подающих каналов (2, 22) раствора или расплава полимера подаются одинаковые или разные растворы или расплавы полимера, из каждого из них на каждой из волокнообразующих поверхностей (4, 44) формуются волокна, вследствие чего, пользуясь разными растворами или расплавами полимера, образуется смесь нановолокон двух типов, которые отличаются друг от друга материалом и/или диаметром и/или возможным содержанием активного вещества/веществ в материале волокон и/или другим параметром.
RU2018122292A 2015-12-21 2016-12-19 Способ производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокна из раствора или расплава полимера, волокнообразующий электрод для этого способа и устройство для производства полимерных нановолокон, оснащенное, по крайней мере, одним волокнообразующим электродом RU2726726C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-928A CZ2015928A3 (cs) 2015-12-21 2015-12-21 Způsob výroby polymerních nanovláken elektrickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou touto zvlákňovací elektrodou
CZPV2015-928 2015-12-21
PCT/CZ2016/050045 WO2017108012A1 (en) 2015-12-21 2016-12-19 Method for producing polymeric nanofibers by electrospinning a polymer solution or melt, a spinning electrode for performing the method and a device for producing polymeric nanofibers equipped with at least one such spinning electrode

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018122292A3 RU2018122292A3 (ru) 2020-01-24
RU2018122292A true RU2018122292A (ru) 2020-01-24
RU2726726C2 RU2726726C2 (ru) 2020-07-15

Family

ID=57860590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122292A RU2726726C2 (ru) 2015-12-21 2016-12-19 Способ производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокна из раствора или расплава полимера, волокнообразующий электрод для этого способа и устройство для производства полимерных нановолокон, оснащенное, по крайней мере, одним волокнообразующим электродом

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10808334B2 (ru)
EP (1) EP3394328B1 (ru)
JP (1) JP6886479B2 (ru)
CN (1) CN108603308B (ru)
CZ (1) CZ2015928A3 (ru)
ES (1) ES2796366T3 (ru)
RU (1) RU2726726C2 (ru)
WO (1) WO2017108012A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2017521A3 (cs) * 2017-09-07 2019-04-10 Technická univerzita v Liberci Způsob pro výrobu polymerních nanovláken elektrickým nebo elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru, zvlákňovací elektroda pro tento způsob, a zařízení pro výrobu polymerních nanovláken osazené alespoň jednou takovou zvlákňovací elektrodou
US11180870B2 (en) * 2018-08-17 2021-11-23 Cence Inc. Carbon nanofiber and method of manufacture
KR20220002261A (ko) * 2019-02-14 2022-01-06 더 유에이비 리서치 파운데이션 섬유 생성을 위한 교번 장 전극 시스템 및 방법
CN112430858B (zh) * 2020-11-11 2022-06-24 上海胜启纳米科技中心 一种静电纺丝设备
CN113862800A (zh) * 2021-11-03 2021-12-31 常州诺金科技有限公司 具有多喷头的静电纺丝结构

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713011B2 (en) * 2001-05-16 2004-03-30 The Research Foundation At State University Of New York Apparatus and methods for electrospinning polymeric fibers and membranes
CZ294274B6 (cs) 2003-09-08 2004-11-10 Technická univerzita v Liberci Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu
WO2005042813A1 (en) * 2003-10-30 2005-05-12 Clean Air Technology Corp. Electrostatic spinning equipment and method of preparing nano fiber using the same
CN200981905Y (zh) * 2006-11-14 2007-11-28 上海兰度科技有限公司 一种新型电纺丝纳米纤维束气流加捻收集装置
US20100148405A1 (en) * 2007-05-21 2010-06-17 Hiroto Sumida Nanofiber producing method and nanofiber producing apparatus
EA201070516A1 (ru) * 2007-10-23 2010-12-30 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Формирование волокна электромеханическим прядением
CZ2008529A3 (cs) * 2008-09-01 2010-03-10 Elmarco S.R.O. Zarízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerní matrice
JP5226558B2 (ja) * 2009-02-16 2013-07-03 パナソニック株式会社 ナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法
CN101871133B (zh) * 2010-06-02 2013-07-10 东华大学 一种使用旋转圆盘作为发射器的静电纺丝装置
CZ302901B6 (cs) * 2011-06-01 2012-01-11 Technická univerzita v Liberci Zpusob vytvárení funkcní nanovlákenné vrstvy a zarízení k provádení zpusobu
JP5719421B2 (ja) * 2012-10-11 2015-05-20 花王株式会社 電界紡糸装置及びそれを備えたナノファイバ製造装置
CN202968790U (zh) * 2012-12-17 2013-06-05 苏州大学 气泡复合静电纺丝装置
CZ304137B6 (cs) * 2012-12-17 2013-11-13 Technická univerzita v Liberci Zpusob výroby polymerních nanovláken zvláknováním roztoku nebo taveniny polymeru v elektrickém poli a lineární útvar z polymerních nanovláken vytvorený tímto zpusobem
WO2014169239A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 Donaldson Company, Inc. Centrifugal electrospinning process
CN103422180A (zh) * 2013-07-18 2013-12-04 常州市亚国新能源科技有限公司 喷管电纺头
JP2015048540A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 積水化学工業株式会社 電界紡糸用ノズルおよび電界紡糸装置
EP3084052A4 (en) * 2013-12-18 2017-07-19 Zeus Industrial Products, Inc. Electrospinning slot die design & application
CN203866411U (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 哈尔滨理工大学 一种薄膜太阳能电池静电纺丝机的喷口

Also Published As

Publication number Publication date
EP3394328B1 (en) 2020-04-15
EP3394328A1 (en) 2018-10-31
US20180371645A1 (en) 2018-12-27
RU2018122292A3 (ru) 2020-01-24
RU2726726C2 (ru) 2020-07-15
WO2017108012A1 (en) 2017-06-29
CZ306772B6 (cs) 2017-06-28
US10808334B2 (en) 2020-10-20
CZ2015928A3 (cs) 2017-06-28
JP6886479B2 (ja) 2021-06-16
ES2796366T3 (es) 2020-11-26
CN108603308B (zh) 2021-08-10
CN108603308A (zh) 2018-09-28
JP2019500513A (ja) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2018122292A (ru) Способ производства полимерных нановолокон путем электрического формования волокна из раствора или расплава полимера, волокнообразующий электрод для этого способа и устройство для производства полимерных нановолокон, оснащенное, по крайней мере, одним волокнообразующим электродом
KR101040059B1 (ko) 나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법
JP5479845B2 (ja) 極細繊維製造装置及び極細繊維製造方法
EA017350B1 (ru) Способ и установка для изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров
KR101954223B1 (ko) 플랫 타입 나노 파이버 대량 생산 용융 전기 방사 장치 및 무용매 용융 전기 방사 방법
MY187225A (en) Nanofiber production device and nanofiber production method
JP5237712B2 (ja) 静電紡糸装置
CN101445321B (zh) 玻璃纤维毛纱的制造方法及所用的设备
JP2012122149A (ja) ナノ繊維製造装置
KR20120008230A (ko) 초극세 섬유 제조용 멜트-블로잉 전기방사장치
CN104670858B (zh) 粘性物料给料布料的方法及其装置
JP2016130377A (ja) 極細繊維生成方法及び生成装置
KR101586411B1 (ko) 수직 하향식 중력 압출장치
KR101884696B1 (ko) 나노섬유 방사 장치
JP6209481B2 (ja) 溶融電界紡糸装置及びこれを用いた繊維の製造方法
CN105133053A (zh) 一种螺杆电极静电纺丝装置及方法
JP2017095825A (ja) 溶融電界紡糸装置及びこれを用いた繊維の製造方法
US11155934B2 (en) Method for producing polymeric nanofibres by electric or electrostatic spinning of a polymer solution or melt, a spinning electrode for the method, and a device for the production of polymeric nanofibres equipped with at least one such spinning electrode
JP6762776B2 (ja) 極細繊維製造装置
WO2016098869A1 (ja) ナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法
CN103243483A (zh) 一种熔体微分式注射静电纺丝装置
KR101559940B1 (ko) 진공흡입수단을 구비한 코팅장치
KR101793973B1 (ko) 나선형 탐침을 이용한 연속공정 전기방사 장치 및 이를 이용한 고분자 나노 섬유 생산 시스템
JP6056643B2 (ja) メルトブロー用口金及び不織布製造装置
JP2016538436A (ja) 溶剤抽出装置