CZ201093A3 - Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken - Google Patents
Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken Download PDFInfo
- Publication number
- CZ201093A3 CZ201093A3 CZ20100093A CZ20100093A CZ201093A3 CZ 201093 A3 CZ201093 A3 CZ 201093A3 CZ 20100093 A CZ20100093 A CZ 20100093A CZ 20100093 A CZ20100093 A CZ 20100093A CZ 201093 A3 CZ201093 A3 CZ 201093A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- dimensional
- collector
- collector electrodes
- collecting plate
- electrodes
- Prior art date
Links
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 78
- 239000000463 material Substances 0.000 description 44
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 4
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
-
- 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
- D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
-
- 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
- D01D7/00—Collecting the newly-spun products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken, obsahuje soustavu zvláknovacích kovových trysek (3), pripojených k prvnímu potenciálu, proti ní soustavu elektrod (6) kolektoru, usporádaných v konstantním vzájemném odstupu a pripojených ke druhému potenciálu, a sbernou desku (7) nebo sberný válec (14) pro sber mikrovláken nebo nanovláken usazených mezi dvojicemi sousedících elektrod (6) kolektoru. Podstatou vynálezu je, že soustava elektrod (6) kolektoru obsahuje alespon dva v rovine usporádané elektrody (6) kolektoru a sberná deska (7) v cáre jejího pruniku nebo tecna ke sbernému válci (14) kolmá na dotykovou linii s rovinou elektrod (6) kolektoru svírá s rovinou elektrod (6) kolektoru úhel .alfa., jehož velikost je v rozmezí od 0.degree. do 90.degree., pricemž sberná deska (7) nebo sberný válec (14) je vuci elektrodám (6) kolektoru uložena pohyblive ve smeru, ležícím v rovine kolmé na rovinu elektrod (6) kolektoru a osou elektrody (6) kolektoru procházející, pricemž smer pohybu sberné desky (7) nebo sberného válce (14) svírá s osou této elektrody (6) kolektoru úhel .beta., jehož velikost je v rozmezí od 0.degree.do 90.degree.. Takové usporádání dovoluje vytváret z usporádaných nanovláken velké plošné i objemové útvary.
Description
Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken, obsahujícího soustavu zvlákňovacích trysek, připojených k prvnímu potenciálu, proti ní soustavu elektrod, uspořádaných v konstantním vzájemném odstupu a připojených ke druhému potenciálu, a sběrnou desku pro sběr mikrovláken nebo nanovláken usazených mezi dvojicemi sousedících elektrod.
Dosavadní stav techniky
Doposud známá zařízení pro výrobu mikro- a nano- vláken pracující na principu elektrostatického pole o vysoké intenzitě, jehož účinky formují taveninu nebo roztok polymerů do vlákenných útvarů, nejčastěji používají plošné sběrné elektrody. První způsoby zvláknění polymerů jsou patentovány již na počátku dvacátého století US0705691 (1900), US0692631 (1902), US2048651 (1934) [1], Jednotlivá vlákna nanesená na takovou plochou elektrodu jsou ukládána náhodně, tzn. nejsou ukládána v žádném preferovaném směru. To je dáno nestabilní fází pohybujícího se polymemího paprsku před dopadem na sběrnou elektrodu, jehož trajektorie je velice komplikovaná, prostorově chaotická.
Pokud bude vyrobený materiál složený z pravidelně uspořádaných mikronebo nano- vláken, mohou se aplikace takových materiálů neomezeně rozšířit, také do mnoha nových moderních oborů a oblastí. Jejich perspektivní potenciál spočívá ve výrazném zvýšení morfologických vlastností a následně vlastností mechanických, fyziologických, biologických, fyzikálních, optických a chemických, a to zejména díky vnitřní pravidelné orientované struktuře.
Několik prací se zabývá principy pro dosažení uspořádání takto nanesených vláken. Jsou známy dvě základní metody. První využívá mechanického principu navíjení vláken na rotující válec, tyč, nebo disk s vysokými otáčkami. Druhý princip, k němuž se vztahuje také tento vynález, využívá statický sběrný kolektor rozdělený na dvě a více vodivých částí od sebe oddělených nevodivou mezerou určité velikosti, který tvaruje siločáry působícího elektrostatického pole. Trajektorie polymemího paprskuje těmito elektrostatickými silami vymezena a vlákna dopadající na sběrný kolektor se ukládají v navzájem podélném preferovaném směru v nevodivých oblastech deieneho kolektoru. Struktura vodivých a nevodivých oblastí kolektoru definuje působící elektrostatické síly ovlivňující doposud náhodný let polymemího paprsku a tím kontroluje a řídí jeho pohyb. Mechanizmus uspořádaného ukládání vláken na kolektor lze odvodit na základě systematických experimentálních studií, a nebo numerických simulací fyzikálního modelu. V principu tyto metody pracují úspěšně. V letech 2003 až 2005 publikoval Dan Li a kolektiv uvedený princip v odborných časopisech [2-4].
Výroba plošných (2D) nebo objemových (3D) materiálů na podobných zařízeních je významně limitována a není možné vyrábět plošně větší a tloušťkově silnější materiály s pravidelnou strukturou. Výroba je takto omezena na tvorbu pouze jednotlivých orientovaných vláken. Uspořádaná mikro- nebo nanovlákna jsou nanášena na nevodivé oblasti děleného kolektoru, kde vytvářejí jemnou pravidelnou vrstvu. Dělený kolektor je tvořen vodivými, zpravidla kovovými spoji oddělenými nevodivou podložkou s velkou rezistivitou (větší než 1016 Ω-cm). Vlákna nanesená na takový sběrný kolektor jsou s ním mechanicky spojena, což omezuje jejich další samostatné praktické využití. Umístění podkladového substrátu na dělený kolektor, resp. mezi emitor a kolektor, vede k degradaci strukturovaných elektrostatických sil, které se svými účinky podílejí na vzniku orientace vláken. Pro aplikace tímto způsobem
vyrobených materiálů musí být nejprve vzniklá vrstva z kolektoru odebrána a přenesena.
Publikace Rouhollaha Jaliliho a kolektivu [5] popisuje jednoduchý kolektor sloužící k hromadění více orientovaných vláken do společného svazku. Výsledkem ale není plošný útvar, nýbrž pouze svazek vláken. Takový vzorek vláken byl připraven jen pro účely následné rentgenové a mechanické analýzy vlastnosti svazku. Praktické využití svazku několika vláken zde není zmíněno a podle dosažených rozměrů (délka 30 mm a průměr přibližně 0.08 mm) se dá předpokládat, že není nijak významné.
Přihlášky patentů US2005-0104258A1 a PPVCZ2007-0727A3 hovoří o struktuře sběrné elektrody vytvářející singulární elektrické náboje, ale nezaobírají se uspořádanou tvorbou a orientací vláken. Dělený kolektor je součásti patentu US4689186, zde je však využit k jiným účelům a přímo se nepodílí na vzniku orientovaných vláken. Patentová přihláška EP2045375A1 popisuje aparaturu na výrobu 2D nebo 3D materiálů složených z mikro- nebo nano- vláken s pravidelnou strukturou pomocí elektricky děleného kolektoru ve tvaru válce, při jehož rotaci dochází ke sběru orientovaných vláken. Pomocí uvedeného řešení lze vyrábět materiály s omezeným rozměrem, který je částečně limitován průměrem rotujícího kolektoru. Také realizace konstrukce pro výrobu materiálu tohoto typu s větší plochou (tj. vícenásobná opakování navrhovaného řešení) je prakticky komplikovaná, liniově omezená a z toho důvodu neefektivní.
Mikro- nebo nano- vlákna s nižší pevností, zejména pak vlákna vyráběná z biopolymerů, se při tvorbě silnějších vrstev (2D nebo 3D) mezi elektrodami kolektoru vlastní vahou trhají a dochází k narušení celé struktury. To omezuje technologickou výrobu a dosažení použitelných materiálů cílených parametrů.
Při ukládání vláken do silnějších vrstev dochází k degradaci stupně orientace a uspořádání vláken se stává opět více náhodným. To je dáno postupným nárůstem elektrického náboje ve vytvářejících se vrstvách vláken, tj.
·♦ ···· A* «· · «A • · · · · ♦ · · 4 A · : ···. . i : . :::
v oblastech kolektoru, které by měly pro správnou funkčnost principu orientujícího vlakna zůstat nevodivé, bez elektrického náboje. Tento negativní efekt způsobuje ukládání orientovaných vláken pouze do nižších vrstev materiálu, tj. těch prvně nanesených na začátku depozice, naopak ve vyšších vrstvách převládají vlákna s náhodným uspořádáním. Z tohoto důvodu byla navržena konstrukce sběrného kolektoru a automatický mechanizmus, který odebírá nanesené tenké vrstvy mikro- nebo nano- vláken a ukládá je do silnějších vrstev (2D nebo 3D) současně během procesu vláknění.
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je umožnění řízem morfologických a z nich vyplývajících dalších vlastností vyráběných mikro- nebo nano- vlákenných materiálů, a tím dosažení lepších, také anizotropních, vlastností těchto nových materiálů. Pomocí parametrů procesu se ovlivňují výsledné vlastnosti vyrobených vlákenných materiálů, zejména stupeň orientace vlákenných struktur, morfologie, hustota, porozita, mechanické, fyzikální, biologické a chemické vlastnosti. Uvedené nové materiály dosahují velkých makroskopických rozměrů ve formě plošných (2D) nebo objemových (3D) objektů. Pro proces zvlákňování vedoucí k produkci mikro- nebo nano- vláken lze použít různých výchozích materiálů, nejlépe však polymerů, a to syntetických nebo přírodních.
Tohoto cíle je dosaženo zařízením pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken, obsahujícím soustavu zvlákňovacích trysek, připojených k prvnímu potenciálu, proti ní soustavu elektrod, uspořádaných v konstantním vzájemném odstupu a připojených ke druhému potenciálu, a sběrnou desku pro sběr mikrovláken nebo nanovláken usazených mezi dvojicemi sousedících elektrod, kde podstatou vynálezu je, že soustava elektrod obsahuje alespoň dvě v rovině uspořádané elektrody a sběrná deska svírá s rovinou elektrod úhel a, jehož velikost je v rozmezí od 0° do 90°, přičemž sběrná deska je vůči elektrodám uložena
pohyblivě ve směru, ležícím v té kolmé rovině na rovinu elektrod, v níž je uložena osa elektrody, přičemž směr pohybu sběrné desky svírá s osou této elektrody úhel β, jehož velikost je v rozmezí od 0° do 90°.
Ve výhodném provedení zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle vynálezu dosedá sběrná deska na elektrody hranou opatřenou břitem.
V dalším výhodném provedení tohoto zařízení je sběrná deska opatřena otevřenými rovnoběžnými štěrbinami, z nichž každá je uspořádaná vždy proti jedné z elektrod, přičemž výběžky sběrné desky mezi dvěma štěrbinami jsou zasunuty do prostoru mezi dvě sousední elektrody.
V jiném výhodném provedení tohoto zařízení obsahuje soustava v konstantním vzájemném odstupu uspořádaných elektrod alespoň tři rovnoběžné elektrody.
V ještě jiném výhodném provedení tohoto zařízení je sběrná deska na svém povrchu odvráceném od elektrod pokryta snímatelným substrátem pro umožnění zabalení vrstvy nanovláken do tohoto substrátu.
Konečně v ještě dalším výhodném provedení tohoto zařízení je sběrná deska na svém povrchu odvráceném od elektrod opatřena vybráním pro uložení sběrnou deskou sebraných vrstev nanovláken.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno první příkladné provedení zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle vynálezu s elektrodami kolektoru ve tvaru rovnoběžných přímých vodicích tyčí, na obr. 2 je schematicky znázorněno druhé příkladné provedení zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle vynálezu s elektrodami kolektoru
vytvořených jako vodicí tyče ve tvaru v rovině uspořádaných soustředných kružnic, na obr. 3 je schematicky znázorněn boční pohled na sběrný mechanizmus s rovinnou sběrnou deskou, na obr. 4 je schematicky znázorněn boční pohled na sběrný mechanizmus se sběrným válcem, na obr. 5 je schematicky znázorněn boční pohled na sběrný mechanizmus s přímým sběrem vláken z povrchu vodivých tyčí pomocí nakloněného ostří, na obr. 6 je fotografie uspořádaně nanesených vláken mezi tyčové elektrody oddělené vzduchovou mezerou před jejich sejmutím sběrnou deskou ze zařízení podle vynálezu, na obr. 7 je fotografie náhodně ukládaných vláken nanesených na deskový kolektor, na obr. 8 je fotografie částečně orientovaných vláken nanesených na elektricky dělený kolektor, na obr. 9 je fotografie orientovaných vláken s postupným odebíráním z děleného kolektoru podle tohoto vynálezu, na obr. 10 je úhlové spektrum znázorňující orientaci vláken korespondujících s obrázky 7, 8 a 9 a na obr 11 je příklad materiálu z vláken polyvinylalkoholu vytvořeného na zařízení podle vynálezu v postupném zvětšení 70x, 350x a 3700x.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je schematicky znázorněno první příkladné provedení zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken. Tryskový emitor 2 je naplněn roztokem polymeru 1 a k jeho kovové trysce 2 je připojen jeden pól zdroje 4 stejnosměrného elektrického napětí, jehož druhý pól je spojen s vodivými tyčemi elektrod £ kolektoru. Vodivé tyče elektrod £ kolektoru procházejí štěrbinami ve sběrné desce 2, která je nakloněná o úhel a k ose x. Vodivé tyče elektrod £ kolektoru jsou uloženy v rovině x, y a jsou přímé a rovnoběžné.
V činnosti tohoto zařízení je roztok polymeru 1 vytlačován mechanickým pístem kovovou tryskou X Stejnosměrné vysoké elektrické napětí ze zdroje 4 přivedené mezi trysku 2 a elektrody £ kolektoru, které jsou vytvořeny jako
vodivé tyče, směruje polymemí paprsek jako vlákno 5, které se pohybuje od trysky 2 směrem ke kolektoru, tedy ve směru osy z, po náhodné trajektorii. Toto vlákno 5 před dopadem na kolektor tuhne do formy mikro- nebo nanovlákna. Elektrostatické síly působící na vlákno £ ovlivní jeho ukládání do preferovaného směru g, jímž je v tomto případě směr osy y, který je kolmý na vodivé tyče elektrod £ kolektoru uložené v rovině %, y. Sběrná deska 2, nakloněná o úhel a k ose x, se v určitých časových intervalech pohybuje translací ve směru v(t), který je nakloněn o úhel β vůči ose x, Při tomto pohybu sběrné desky 2 dochází k samovolnému ukládání vláken 5 na plochy 2 o velikosti S, = /, w,. Orientovaná vlákna g vytvoří nový plošný (2D) nebo objemový (3D) materiál lg.
Na obr. 2 je schematicky znázorněno druhé příkladné provedení zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle vynálezu s elektrodami £ kolektoru vytvořenými jako vodicí tyče ve tvaru v rovině uspořádaných soustředných kružnic. Tryskový emitor 2 je naplněn roztokem polymeru lak jeho kovové trysce 2 je připojen jeden pól zdroje 4 stejnosměrného elektrického napětí, jehož druhý pól je spojen s elektrodami £ kolektoru. Vodivé tyče elektrod g kolektoru procházejí štěrbinami ve sběrné desce 2, která je nakloněná o úhel a k ose x. Vodivé tyče elektrod g kolektoru jsou uloženy v rovině x, y a jsou ve tvaru soustředných kružnic.
V Činnosti tohoto zařízení je roztok polymeru 1 vytlačován mechanickým pístem tryskového emitoru 2 kovovou tryskou 3· Stejnosměrné vysoké elektrické napětí mezi kovovou tryskou 2 a elektrodami g kolektoru směruje paprsek polymemího vlákna g, který se pohybuje od kovové trysky J směrem ke kolektoru, tedy ve směru osy z, po náhodné trajektorii. Tento paprsek polymemího vlákna g před dopadem na kolektor tuhne do formy mikro- nebo nanovlákna. Elektrostatické síly působící na vlákno g ovlivní jeho ukládání do preferovaného směru g, který je vůči kruhovým vodivým tyčím elektrod £
kolektoru, uloženým v rovině x, y, radiální. Sběrná deska Z, nakloněná o úhel a k ose x, se v určitých časových intervalech pohybuje rotací kolem vertikální osy 11 ve směru ω(ί), přičemž těžiště sběrné desky opisuje kružnici 12 nakloněnou o úhel β vůči ose x. Při tomto pohybu sběrné desky dochází k samovolnému ukládání vláken na plochy 2. Orientovaná vlákna 5 vytvoří nový plošný (2D) nebo objemový (3D) materiál IQ, Na obr. 3 je schematicky znázorněn boční pohled na sběrný mechanizmus s rovinnou sběrnou deskou 2. Na vodivé tyče elektrod £ kolektoru jsou elektrostatickým zvlákňováním nanesena vlákna 5» která jsou poté ukládána na povrch sběrné desky 2 při zachování jejich uspořádání. V tomto příkladném provedení je sběrná deska 2 rovinná a je nakloněná vzhledem k tyčím elektrod £ kolektoru o úhel a, přičemž koná translační pohyb ve směru svírajícím s osou x úhel β.
Na obr. 4 je schematicky znázorněn boční pohled na sběrný mechanizmus se sběrným válcem 14. Na vodivé tyče elektrod £ kolektoru jsou elektrostatickým zvlákňováním nanesena vlákna 5, která jsou poté ukládána na povrch sběrného válce 14 při zachování jejich uspořádání. Sběrný válec 14 rotuje kolem své osy a zároveň koná translační pohyb podél osy x.
Na obr. 5 je schematicky znázorněn boční pohled na sběrný mechanizmus s přímým sběrem vláken 5 z povrchu vodivých tyčí elektrod £ kolektoru pomocí nakloněného ostří. Na vodivé tyče elektrod £ kolektoru jsou elektrostatickým zvlákňováním nanesena vlákna 5, která jsou poté ukládána na povrch sběrné desky 2 při zachování jejich uspořádání. V tomto příkladném provedení dochází k přímému sběru vláken 5 z povrchu vodivých tyčí elektrod 6 kolektoru pomocí nakloněného ostří 12 Toto ostří 13 je k vodivým tyčím elektrod £ kolektoru nakloněné o úhel a, a pohybuje se podél osy x translací.
Na obr. 6 je fotografie uspořádaně nanesených vláken mezi vodivé tyče elektrod £ kolektoru oddělené vzduchovou mezerou před jejich sejmutím ···«· · · · ♦ · · sběrnou deskou. Na obrázku je zřejmé, že nanovlákna jsou uspořádána paralelně.
Na obr. 7, 8 a 9 jsou fotografie ilustrující význam konstrukce sběrného kolektoru a metody postupného ukládání na nanovlákna z polyvinylalkoholu. Tyto fotografie byly pořízeny elektronovým mikroskopem při zvětšení přibližně 5 OOOx. Vlákna 5 nanesená na deskový kolektor jsou na obr. 7 ukládána náhodně, na obr. 8 jsou částečně orientovaná vlákna 5 nanesená na elektricky dělený kolektor a na obr. 9 jsou vyfotografovaná orientovaná vlákna 5 s postupným odebíráním z děleného kolektoru podle tohoto vynálezu.
Na obr. 10 je úhlové spektrum znázorňující orientaci vláken 5 vzorků z obr. 7, vzorek A, obr. 8, vzorek B a obr. 9, vzorek C. Spektrum bylo získáno na základě analýzy obrazu pomocí Fourierovy transformace. Špička ve spektru vzorku C odpovídá nej významnějšímu úhlu uspořádání vláken 5, zde směr vertikální pod úhlem 90°. Použitá analýza se v odborné praxi běžně používá k automatickému vyhodnocení a porovnání orientace vláken 5, přestože obrazová analýza pracuje s body, to jest pixely obrazu, nikoliv s jednotlivými vlákny g.
Na obr. 11 jsou fotografie příkladného materiálu vytvořeného na zařízení podle tohoto vynálezu. Na tomto obrázku jsou tři různá zvětšení části materiálu z vláken 5 polyvinylalkoholu, a to na snímku a) je zvětšení 70x, na snímku b) je zvětšení 350x a na snímku c) je detail struktury ve zvětšení 3700x.
Mikro- nebo nanovlákna jsou formována metodou elektrostatického zvlákňování. Jednoduchý nebo vícenásobný tryskový emitor 2 generuje proud polymemích vláken 5 ve formě paprsků, které se přemísťují směrem k druhé elektrodě £ kolektoru a rovnoměrně pokrývají celou plochu kolektoru. Mikronebo nanovlákna jsou unášena silami elektrostatického pole a ukládají se v navzájem paralelním směru, neboť jejich trajektorie při pohybu z tryskového emitoru 2 na elektrody £ kolektoru ovlivňují siločáry elektrostatického pole v blízkém okolí kolektoru, který je pro tyto účely rozdělen na dvě a více • •4 « · · « ·· · · ····· · · · · v · vodivých a nevodivých oblastí. Na základě četných experimentů byl navržen a odzkoušen sběrný kolektor, u něhož jsou elektrody £ kolektoru tvořeny dvěma a více tenkými vodivými tyčemi, například ve formě drátů nebo struny, které jsou od sebe odděleny vzduchovou mezerou. Jejich počet ani délka nejsou omezeny. Dále bylo zjištěno, že nej vhodnější tvar řezu tyče není kruhový, ale hranatý, a to čtvercový nebo obdélníkový s šířkou 0.1 mm až 10 mm, nejlépe 1 až 5 mm. Jednotlivé tyče jsou od sebe podélně vzdáleny a odděleny vzduchovou mezerou o určité vzdálenosti, respektive 0.1 mm až 200 mm, lépe však 1 až 100 mm. Systematicky byl studován vliv vzduchové mezery na tvorbu uspořádaných vláken 5 a bylo zjištěno, že při malé vzdálenosti je stupeň orientace snížen.
Naopak při velké vzdálenosti dochází k ukládání vláken £ přímo na vodivé elektrody a orientovaných vláken 5 natažených mezi vodivými tyčemi je méně, případně jsou vlastní vahou přetrhána. Proto se pro každý typ polymeru musí experimentálně ověřit nejpříhodnější velikost vzduchové mezery pro úspěšnou tvorbu orientovaných vláken 5- Dále bylo zjištěno, že šířka vodivých tyčí nemusí být nutně velká, ale naopak z konstrukčního i funkčního hlediska se jeví jako výhodné použít tenkých tyčí čtvercového průřezu, nikoliv širších desek jak f je ukázáno v citované literatuře. Velikost vzduchové mezery byla optimalizována pro několik druhů syntetických i přírodních polymerů v závislosti na jejich mechanických vlastnostech.
Při depozici se vlákny 5 postupně zaplňuje prostor mezi vodivými tyčemi elektrod £ kolektoru, kde jsou vlákna 5 právě srovnána podélně do jednoho směru, resp. kolmo na vodivé tyče elektrod £ kolektoru přes nevodivou oblast. Ukládání takto orientovaných vláken 5 do silnějších vrstev není možné z důvodů uvedených dříve, tj. např. degradací stupně orientace, atd., a proto byl navržen postup, při kterém byla nanesená tenká vrstva v pravidelných časových intervalech odebírána a přenášena na podložku, nejlépe současně při depozici.
Ke sběru, přenosu a vrstvení orientovaných vláken 5 slouží sběrná deska 2 s podlouhlými otvory, které umožňují její zasunutí do vodivých tyčí elektrod £
kolektoru a translační pohyb v podélném směru podél těchto vodivých tyčí. Tvar sběrné desky 2 byl opakovaně experimentálně zkoušen a modifikován. Výsledný optimální design je popsán právě v tomto řešení. V určitých časových intervalech, od 1 s do 1 hod, se tato sběrná deska 2 přesune podélně přes vodivé tyče, přičemž na svůj povrch zachytává uspořádaně nanesená mikro- nebo nanovlákna. Bylo zjištěno, že sběrná deska 2 sklopená pod určitým úhlem k tyčím elektrod £ kolektoru, a to v intervalu 0 < a < 90°, mechanicky méně namáhá odebíraná vlákna 5 v blízkosti hran vodivých tyčí elektrod 6 kolektoru a dále také to, že sklon sběrné desky 2 napomáhá pravidelnému ukládání jednotlivých vláken § po celé jejich délce na tuto sběrnou desku 2- Tento sklon sběrné desky dále umožňuje současné odebírání vláken 5 nanesených přímo na vodivé tyče elektrod £ kolektoru, které jsou v těchto místech nanášeny ve větším počtu, a to vlivem výraznějších působících elektrostatických sil, a proto zvyšují mechanickou odolnost výsledného materiálu. Dále byl vyřešen problém sběru orientovaných vláken £ na větší plochu S = £S, = £(4 · ^) (kde Z, je délka, w, je šířka i-té plochy) a to právě nově navrženým a experimentálně ověřeným postupem. Sběrná deska se pohybuje translací (rychlostí od 0.001 do 10 m/s) podél vodivých tyčí elektrod £ kolektoru, přičemž směr tohoto pohybu je nakloněn vůči vodivým tyčím elektrod Q kolektoru o úhel který je v intervalu 0 < β < 90°. Při tomto pohybu dochází k ukládání uspořádaně nanesených mikro- nebo nanovláken do silných vrstev (2D) nebo objemových (3D) objektů, přičemž se zachovává pravidelná uspořádaná struktura materiálu IQ. Velikost úhlu β určuje plošnou hustotu vláken £ ve vytvořené vrstvě nového materiálu IQ a délku l pokrytou na sběrné desce. Plošné nebo objemové materiály 10 se postupně tvoří v závislosti na celkové době procesu a celkové ploše vyráběného materiálu IQ. Vypracovaný postup umožňuje nanášet mikro- nebo nanovlákna do silnějších vrstev při zachování stupně orientace i ve vyšších vrstvách.
Ukládáním na připravenou finální podložku jsou vlákna 5 jen minimálně mechanicky namáhána, a proto není narušena jejich struktura.
Vlákna 5 vyrobená z různých směsí, např. polymerů syntetických nebo přírodních, mají obecně jiné mechanické vlastnosti a elektrostatickým zvlákňováním vyrobené materiály 10 mají také různou morfologii. Na základě zkoumaných vlastností byl vybrán jeden z navržených postupů sběru a ukládání uspořádaných vláken 5- Bylo zjištěno, že pro vlákna 5 s menší mechanickou pevností, vyrobená z přírodních polymerů, je vhodné použít sběrnou desku 2, která je zasunutá mezi vodivé tyče elektrod £ kolektoru. Vlákna 5 mohou být tak jemná, že dochází k jejich přetržení i vlastní vahou, když jsou zavěšena mezi vodivými tyčemi elektrod £ kolektoru. V tomto případě neexistuje jiná možnost, než vlákna 5 odebrat zařízením podle vynálezu. Naopak u odolnějších materiálů IQ, jako jsou syntetické polymery, se použije sběrná deska 2 se sběrným ostřím 13, které se translací pohybuje po povrchu vodivých tyčí. Výhodou tohoto postupuje to, že výsledný materiál 10 není v žádných místech přerušen a dokonce v oblastech na vodivých tyčích elektrod £ kolektoru je materiál 10 zesílen, což výrazně zvyšuje jeho odolnost při následném mechanickém namáhání například v konkrétní aplikaci.
Translační pohyb sběrné desky 2 podél vodivých tyčí elektrod £ kolektoru je v určitých časových intervalech zpětný, za účelem tvorby jednostranného nánosu materiálu 10. Protože je nový materiál 10 vytvářen na libovolné podložce, může být tato podložka navržena jako obalový materiál. Praktické řešení umožňuje výrobu uspořádaných materiálů, které budou současně ukládány v depoziční komůrce „in-situ“ do sterilního obalu a tak připraveny přímo k aplikaci a použití. Navržené zařízení řeší problém s technicky náročným mechanickým přemísťováním jemných vlákenných materiálů 10 na jiný transportní substrát a odstraňuje možné příčiny narušení, poškození, znečištění a znehodnocení materiálu 10 při manipulaci. Navržené zařízení umožňuje proces výroby probíhající v jediném prostředí depoziční komůrky a proto může být snadno dosažena potřebná sterilita materiálů 10 určených pro medicínu.
• · · · · · · ·*·· » · · · · ·· ♦ « · · ’ .;Λ.:
V dalším případě se sběrná deska 2 pohybuje po uplynutí časového intervalu vždy jen jedním směrem. V koncové pozici setrvá opět stejný časový interval a pak se pohybuje zpět. Rozdělený translační pohyb vede k nanášení mikro- nebo nanovláken z obou stran sběrné desky 2, která je tvarově přizpůsobena k přichycení podkladového materiálu. Tento princip umožňuje vytvářet vlákenné vrstvy oboustranně na jedinou nosnou podložku.
Dále byl řešen problém s diskrétním pohybem sběrné desky 2, který je konstrukčně náročnější. Středově symetrická konstrukce používá jako elektrod 6 kolektoru kruhových vodivých tyčí kolektoru. Sběrná deska 2 se v tomto případě pohybuje rotací kolem středové osy s úhlovou rychlostí ω(ί) od 0.001 do 10 rad/s. K ukládání a vrstvení vláken 5 dochází stejným způsobem jako v předchozím řešení. Zde je výhodou kontinuální rotační pohyb sběrné desky 2, oproti diskrétním translacím v předchozím řešení.
Konstrukční modifikace sběrné desky 2 umožňují rotaci jednotlivých elementů sběrné desky 2 o úhel γ, který se nachází v intervalu 0 < γ < 90°. Po uplynutí určitého časového intervalu (od 1 s do 1 hod) vrstvení vlákenného materiálu IQ se pootočí elementy sběrné desky 2 s plochou Si = 4 · w,· a opět se nanáší další vrstvy materiálu IQ. Vnitřní struktura tímto způsobem vytvořeného materiálu IQ má jednotlivé vrstvy tvořené mikro- nebo nanovlákny, které jsou navzájem pootočené o nastavený úhel γ. Tento princip umožňuje výrobu materiálů IQ se dvěma a více preferovanými směry anizotropního materiálu 10 a také k tvorbě uspořádané 3D struktury. Pravidelná struktura vzniká nejen na ploše, ale také do třídimenzionálního objemu rotací elementů sběrné desky 2, nebo vícenásobným opakováním sběru vláken 5 postupem popsaným dříve.
Ukládaná vlákna 5 zaplňují plochu mezi otvory na sběrné desce 2Velikost plochy 2, kam se vrství orientovaná mikro- nebo nanovlákna, není rozměrově omezená. Jediným důležitým parametrem je příčná šířka vodivých tyčí elektrod Q kolektoru a z toho odvozená šířka otvorů ve sběrné desce 2V těchto místech jsou ve výsledném materiálu 10 vlákna 5 nanesená
neuspořádaně, nebo jsou zde zanechána místa nezaplněná. Tyto oblasti tvoří maximálně 20 % ve výsledném materiálu 10.
Vícenásobné kovové trysky J emitoru jsou použity za účelem pokrytí větší plochy kolektoru vlákny § a zvýšení efektivity výroby. Jednotlivé kovové trysky 3 emitoru slouží také k nanášení vláken 5 z různých polymemích směsí. V případě, že jsou kovové trysky J emitoru umístěny v řadě podélně s vodivými tyčemi elektrod £ kolektoru, jsou vlákna 5 ukládaná po vrstvách, přičemž jednotlivé vrstvy jsou z vláken 5 jiného polymeru. Vytvořený materiál je vlákenné struktury kompozitního charakteru.
Nahrazení sběrné desky 2 sběrným válcem 14 o určitém průměru R, v jehož plášti jsou vytvořeny výřezy pro jednotlivé vodivé tyče elektrod £ kolektoru, umožňuje výrobu dutých trubiček, jejichž stěny jsou složeny s podélně pravidelně uspořádaných vláken g. Sběrný válec 14 koná dva nezávislé pohyby: rotační kolem své podélné osy a translační ve směru podélném s vodivými tyčemi elektrod & kolektoru (s osou x). Uvedený pohyb válce umožňuje sběr mikro- nebo nanovláken na jeho povrch. Plášť sběrného válce 14 s podložkou, kde se vlákna £ ukládají do plošných (2D) materiálů IQ, je ponechán ve tvaru trubičky, nebo rozložen za účelem vzniku plochých materiálů 10 větších rozměrů.
Uvedená konstrukce kolektoru a mechanizmus sběru a ukládání orientovaných mikro- nebo nanovláken umožňuje efektivní výrobu nových materiálů, které jsou plošně rozsáhlé a nebo vrstvené do objemných (3D) forem, přičemž si zachovávají jemnou pravidelnou vláknitou strukturu.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze využít k výrobě plošných (2D) nebo objemových (3D) materiálů, které mají vnitřní vlákennou strukturu složenou zorientovaných mikro- nebo nanovláken uspořádaných podélně do jednoho nebo více směrů.
• · · · · · · ·· · * • · ·♦· · · ♦ · · * ·: J Z. ·
Reference
1. S. P. N. Sangamesh G. Kumbar, Roshan James, MaCalus V. Hogan and Cato T. Laurencin, Recent Patents on Biomedical Engineering 1, 68 - 78 (2008).
2. D. Li, Y. Wang and Y. Xia, Nano Letters 3 (8), 1167-1171 (2003).
3. Y. W. D. Li, Y. Xia,, Advanced Materials 16 (4), 361-366 (2004).
4. D. Li, G. Ouyang, J. T. McCann and Y. Xia, Nano Letters 5 (5), 913-916 (2005).
5. R. Jalili, M. Morshed, S. Abdolkarim and H. Ravandi, Journal of Applied Polymer Science 101 (6), 4350-4357 (2006).
««·*· · ♦ * · · ·
Patentové nároky
Claims (10)
- Patentové nároky1. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken, obsahující soustavu zvlákňovacích kovových trysek (3), připojených k prvnímu potenciálu, proti ní soustavu elektrod (6) kolektoru, uspořádaných v konstantním vzájemném odstupu a připojených ke druhému potenciálu, a sběrnou desku (7) nebo sběrný válec (14) pro sběr mikrovláken nebo nanovláken usazených mezi dvojicemi sousedících elektrod (6) kolektoru, vyznačující se tím, že soustava elektrod (6) kolektoru obsahuje alespoň dvě v rovině uspořádané elektrody (6) kolektoru a sběrná deska (7) v čáře jejího průniku nebo tečna ke sběrnému válci (14) kolmá na dotykovou linii s rovinou elektrod (6) kolektoru svírá s rovinou elektrod (6) kolektoru úhel a, jehož velikost je v rozmezí od 0° do 90°, přičemž sběrná deska (7) nebo sběrný válec (14) je vůči elektrodám (6) kolektoru uložena pohyblivě ve směru, ležícím v rovině kolmé na rovinu elektrod (6) kolektoru a osou elektrody (6) kolektoru procházející, přičemž směr pohybu sběrné desky (7) nebo sběrného válce (14) svírá s osou této elektrody (6) kolektoru úhel β, jehož velikost je v rozmezí od 0° do 90°.
- 2. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 1, vyznačující se t í m , že sběrná deska (7) dosedá na elektrody (6) kolektoru hranou opatřenou ostřím (13).
- 3. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 1, vyznačující se t í m , že sběrná deska (7) je opatřena otevřenými rovnoběžnými štěrbinami, z nichž každá je uspořádaná vždy proti jedné z elektrod (6)kolektoru, přičemž výběžky sběrné desky (7) mezi dvěma štěrbinami jsou zasunuty do prostoru mezi dvě sousední elektrody (6) kolektoru.
- 4. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároků laž3, vyznačující se tí m, že soustava v konstantním vzájemném odstupu uspořádaných elektrod (6) kolektoru obsahuje alespoň tři rovnoběžné elektrody (6) kolektoru.
- 5. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 1, vyznačující se t í m , že sběrná deska (7) je na svém povrchu odvráceném od elektrod (6) kolektoru pokryta snímatelným substrátem pro umožnění zabalení vrstvy mikrovláken nebo nanovláken do tohoto substrátu.
- 6. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 1, vyznačující se t í m , že sběrná deska (7) je na svém povrchu odvráceném od elektrod (6) kolektoru opatřena vybráním pro uložení sběrnou deskou (7) sebraných vrstev mikrovláken nebo nanovláken.
- 7. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 1, vyznačující se t í m , že tvar průřezu elektrod (6) kolektoru je čtvercový nebo obdélníkový s šířkou 0.1 mm až 10 mm.
- 8. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 7, vyznačující se t í m , že tvar průřezu elektrod (6) kolektoru je čtvercový nebo obdélníkový s šířkou 1 mm až 5 mm.
- 9. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 1, vyznačující se t í m , že elektrody (6) kolektoru jsou od sebe odděleny vzduchovou mezerou, přičemž jsou od sebe vzdáleny 0,1 mm až 200 mm.
- 10. Zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle nároku 9, vyznačující se t í m , že elektrody (6) kolektoru jsou od sebe vzdáleny 1 mm až 100 mm.
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100093A CZ201093A3 (cs) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken |
| CN201180008499.5A CN102753738B (zh) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | 用于生产微米纤维和纳米纤维的二维或三维纤维材料的设备 |
| DK11718239.4T DK2531636T3 (en) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | An apparatus for the production of two-dimensional or three-dimensional fibrous materials of microfibers and nanofibers |
| RU2012137379/12A RU2547638C2 (ru) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Устройство для производства двумерных или трехмерных волокнистых материалов из микроволокон и нановолокон |
| ES11718239.4T ES2536430T3 (es) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Aparato para producción de materiales fibrosos bidimensionales o tridimensionales de microfibras y nanofibras |
| JP2012551494A JP5816199B2 (ja) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | マイクロ繊維及びナノ繊維の二次元又は三次元繊維材料の製造装置 |
| BR112012019532-8A BR112012019532A2 (pt) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | aparelho para a produção de materiais fibrosos bidimensionais ou tridimensionais de microfibras ou nanofibras |
| HUE11718239A HUE025211T2 (en) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Equipment for the production of microfibre and nanofibre two-dimensional or three-dimensional fiber materials |
| US13/575,537 US8721313B2 (en) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Apparatus for production of two-dimensional or three-dimensional fibrous materials of microfibres and nanofibres |
| PT117182394T PT2531636E (pt) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Aparelho para a produção de materiais fibrosos bidimensionais ou tridimensionais de microfibras e nanofibras |
| SI201130484T SI2531636T1 (sl) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Naprava za izdelavo dvodimenzionalnih ali tridimenzionalnih vlaknastih materialov iz mikro-vlaken in nano-vlaken |
| PL11718239T PL2531636T3 (pl) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Urządzenie do produkcji dwuwymiarowych lub trójwymiarowych włóknistych materiałów z mikrowłókien i nanowłókien |
| CA2786931A CA2786931A1 (en) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Apparatus for production of two-dimensional or three-dimensional fibrous materials of microfibres and nanofibres |
| KR1020127023196A KR20120128664A (ko) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | 마이크로 섬유 및 나노 섬유의 2차원 또는 3차원 섬유상 재료의 생산 장치 및 생산 방법 |
| PCT/CZ2011/000013 WO2011095141A1 (en) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Apparatus for production of two-dimensional or three-dimensional fibrous materials of microfibres and nanofibres |
| EP11718239.4A EP2531636B1 (en) | 2010-02-05 | 2011-02-03 | Apparatus for production of two-dimensional or three-dimensional fibrous materials of microfibres and nanofibres |
| IL221215A IL221215A0 (en) | 2010-02-05 | 2012-07-31 | Apparatus for production of two-dimensional or three-dimensional fibrous materials of microfibres and nanofibres |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100093A CZ201093A3 (cs) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201093A3 true CZ201093A3 (cs) | 2011-08-17 |
Family
ID=44170129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20100093A CZ201093A3 (cs) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8721313B2 (cs) |
| EP (1) | EP2531636B1 (cs) |
| JP (1) | JP5816199B2 (cs) |
| KR (1) | KR20120128664A (cs) |
| CN (1) | CN102753738B (cs) |
| BR (1) | BR112012019532A2 (cs) |
| CA (1) | CA2786931A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ201093A3 (cs) |
| DK (1) | DK2531636T3 (cs) |
| ES (1) | ES2536430T3 (cs) |
| HU (1) | HUE025211T2 (cs) |
| IL (1) | IL221215A0 (cs) |
| PL (1) | PL2531636T3 (cs) |
| PT (1) | PT2531636E (cs) |
| RU (1) | RU2547638C2 (cs) |
| SI (1) | SI2531636T1 (cs) |
| WO (1) | WO2011095141A1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304660B6 (cs) * | 2013-05-22 | 2014-08-20 | Malm S.R.O. | Způsob a zařízení pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, a kolektor tohoto zařízení pro ukládání vláken |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5718459B2 (ja) | 2010-06-17 | 2015-05-13 | ワシントン・ユニバーシティＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 整列した繊維を有する生物医学的パッチ |
| CZ303380B6 (cs) * | 2011-06-27 | 2012-08-22 | Contipro Biotech S.R.O. | Zpusob výroby materiálu s anizotropními vlastnostmi složených z nanovláken nebo mikrovláken a zarízení pro provádení tohoto zpusobu |
| CN102433596B (zh) * | 2011-12-28 | 2014-07-02 | 东华大学 | 一种泰勒锥喷头静电纺丝取向纳米纤维的收集装置及方法 |
| SG11201502207WA (en) | 2012-09-21 | 2015-04-29 | Univ Washington | Biomedical patches with spatially arranged fibers |
| EP2971292A4 (en) * | 2013-03-14 | 2016-11-02 | Lifenet Health | ELECTROSPINNING DEVICE AND METHOD OF USE THEREOF |
| US10441403B1 (en) | 2013-03-15 | 2019-10-15 | Acera Surgical, Inc. | Biomedical patch and delivery system |
| CN103469492B (zh) * | 2013-09-22 | 2015-08-19 | 北京化工大学 | 一种静电纺丝纤维沉积均化装置及方法 |
| WO2015075658A1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | The Stellenbosch Nanofiber Company (Pty) Limited | Electrospun fibre collection and handling |
| WO2016018988A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Two dimensional materials produced by the liquid exfoliation of black phosphorus |
| CN104264240B (zh) * | 2014-09-25 | 2016-08-24 | 天津市职业大学 | 一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机 |
| CN105648546A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-08 | 清华大学 | 静电纺丝纤维的定向排布设计和制备方法 |
| KR101790992B1 (ko) * | 2016-04-26 | 2017-10-27 | 전북대학교산학협력단 | 나노섬유 제조장치 및 제조방법 |
| US10632228B2 (en) | 2016-05-12 | 2020-04-28 | Acera Surgical, Inc. | Tissue substitute materials and methods for tissue repair |
| US20210025081A1 (en) * | 2017-09-05 | 2021-01-28 | M-Techx Inc. | Nanofiber collection device, nanofiber collection method, and nanofiber accumulation/molding apparatus and accumulation/molding method therefor |
| CN107858787B (zh) * | 2018-01-03 | 2023-09-22 | 郑州大学 | 一种制备组织工程用复合生物材料的装置 |
| CN108103598A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-01 | 郑州大学 | 一种制备沿轴取向管状组织工程材料的静电纺丝接收装置 |
| CN108642574B (zh) * | 2018-04-24 | 2020-11-24 | 东华大学 | 一种批量化复合三维结构亚微米纤维膜的制备装置与方法 |
| PT115228B (pt) * | 2018-12-21 | 2023-04-18 | Univ Aveiro | Sistema e processo de fabricação em larga escala de matrizes tridimensionais de fibras alinhadas por eletrofiação |
| EP3741478A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-25 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Method of producing metal strands and apparatus for producing metal strands |
| CN113874137A (zh) * | 2019-05-10 | 2021-12-31 | ***-普朗克科学促进协会 | 生成金属原丝的方法和用于生成金属原丝的装置 |
| CN110284208B (zh) * | 2019-05-28 | 2020-08-04 | 武汉纺织大学 | 一种离心纺丝的双向收集*** |
| CN110424057B (zh) * | 2019-08-12 | 2022-05-10 | 广东工业大学 | 一种静电纺丝沉积方法及*** |
| CN114599828B (zh) * | 2019-10-28 | 2023-04-07 | 花王株式会社 | 纤维堆积体的制造方法、膜的制造方法及膜的附着方法 |
| WO2021085394A1 (ja) * | 2019-10-28 | 2021-05-06 | 花王株式会社 | 繊維堆積体の製造方法、膜の製造方法及び膜の付着方法 |
| CN111321475A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-23 | 中广核达胜加速器技术有限公司 | 一种无机纤维原丝纺丝***及其纺丝方法 |
| CN111945236B (zh) * | 2020-07-29 | 2022-07-26 | 华南理工大学 | 一种纳米纤维取向和厚度可控的静电纺丝装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US692631A (en) | 1899-10-06 | 1902-02-04 | Charles S Farquhar | Apparatus for electrically dispersing fluids. |
| US705691A (en) | 1900-02-20 | 1902-07-29 | William James Morton | Method of dispersing fluids. |
| US705671A (en) | 1901-06-21 | 1902-07-29 | Arthur Herschmann | Differential gear for self-propelling vehicles. |
| US2048651A (en) | 1933-06-23 | 1936-07-21 | Massachusetts Inst Technology | Method of and apparatus for producing fibrous or filamentary material |
| DE2960875D1 (en) * | 1978-04-19 | 1981-12-10 | Ici Plc | A method of preparing a tubular product by electrostatic spinning |
| EP0009941B2 (en) * | 1978-10-10 | 1987-05-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Production of electrostatically spun products |
| RU2198718C1 (ru) * | 2001-10-01 | 2003-02-20 | Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси | Способ получения электретного тонковолокнистого фильтрующего материала для респираторов |
| US20050104258A1 (en) | 2003-07-02 | 2005-05-19 | Physical Sciences, Inc. | Patterned electrospinning |
| JP4509937B2 (ja) * | 2003-12-30 | 2010-07-21 | キム，ハグ−ヨン | 繊維形成能に優れたナノ繊維の製造方法 |
| US20070000727A1 (en) | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Ciesielka Sean V | Drain valve assembly |
| US8758668B2 (en) * | 2006-01-20 | 2014-06-24 | Darrell H. Reneker | Method of making coiled and buckled electrospun fiber structures |
| EP2045375B1 (en) | 2007-10-02 | 2011-03-16 | Stem Cell Technology Company | Apparatus and method for electrospinning 2D- or 3D-structures of micro- or nano-fibrous materials |
| CZ2007727A3 (cs) | 2007-10-18 | 2009-04-29 | Nanopeutics S. R. O. | Sberná elektroda zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric, a zarízení obsahující tuto sbernou elektrodu |
| WO2009101472A2 (en) | 2007-11-02 | 2009-08-20 | National University Of Singapore | Stent coated with aligned nanofiber by electrospinning |
| CN101279204B (zh) * | 2008-01-15 | 2012-03-21 | 沈阳航空工业学院 | 高强度纳米纤维功能膜的制备方法 |
| CN101255611A (zh) * | 2008-02-22 | 2008-09-03 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 定向排列的聚合物螺旋纳米纤维电纺制备方法及其设备 |
-
2010
- 2010-02-05 CZ CZ20100093A patent/CZ201093A3/cs unknown
-
2011
- 2011-02-03 EP EP11718239.4A patent/EP2531636B1/en active Active
- 2011-02-03 SI SI201130484T patent/SI2531636T1/sl unknown
- 2011-02-03 DK DK11718239.4T patent/DK2531636T3/en active
- 2011-02-03 WO PCT/CZ2011/000013 patent/WO2011095141A1/en active Application Filing
- 2011-02-03 PT PT117182394T patent/PT2531636E/pt unknown
- 2011-02-03 HU HUE11718239A patent/HUE025211T2/en unknown
- 2011-02-03 JP JP2012551494A patent/JP5816199B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-03 CA CA2786931A patent/CA2786931A1/en not_active Abandoned
- 2011-02-03 CN CN201180008499.5A patent/CN102753738B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-03 PL PL11718239T patent/PL2531636T3/pl unknown
- 2011-02-03 US US13/575,537 patent/US8721313B2/en active Active
- 2011-02-03 BR BR112012019532-8A patent/BR112012019532A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2011-02-03 KR KR1020127023196A patent/KR20120128664A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-02-03 ES ES11718239.4T patent/ES2536430T3/es active Active
- 2011-02-03 RU RU2012137379/12A patent/RU2547638C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-07-31 IL IL221215A patent/IL221215A0/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304660B6 (cs) * | 2013-05-22 | 2014-08-20 | Malm S.R.O. | Způsob a zařízení pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, a kolektor tohoto zařízení pro ukládání vláken |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2786931A1 (en) | 2011-08-11 |
| ES2536430T3 (es) | 2015-05-25 |
| PL2531636T3 (pl) | 2015-07-31 |
| HUE025211T2 (en) | 2016-01-28 |
| EP2531636A1 (en) | 2012-12-12 |
| PT2531636E (pt) | 2015-05-28 |
| EP2531636B1 (en) | 2015-02-18 |
| US20120301567A1 (en) | 2012-11-29 |
| WO2011095141A1 (en) | 2011-08-11 |
| BR112012019532A2 (pt) | 2018-03-13 |
| KR20120128664A (ko) | 2012-11-27 |
| RU2547638C2 (ru) | 2015-04-10 |
| US8721313B2 (en) | 2014-05-13 |
| SI2531636T1 (sl) | 2015-06-30 |
| RU2012137379A (ru) | 2014-03-10 |
| JP5816199B2 (ja) | 2015-11-18 |
| IL221215A0 (en) | 2012-10-31 |
| JP2013518996A (ja) | 2013-05-23 |
| DK2531636T3 (en) | 2015-05-26 |
| CN102753738B (zh) | 2015-02-04 |
| CN102753738A (zh) | 2012-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ201093A3 (cs) | Zarízení pro výrobu dvojrozmerných nebo trojrozmerných vlákenných materiálu z mikrovláken nebo nanovláken | |
| Teo et al. | Electrospun fibre bundle made of aligned nanofibres over two fixed points | |
| EP2045375B1 (en) | Apparatus and method for electrospinning 2D- or 3D-structures of micro- or nano-fibrous materials | |
| KR20140045515A (ko) | 나노섬유 또는 마이크로섬유로 구성되고 이방성을 갖는 재료를 제조하는 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치 | |
| US10094051B1 (en) | Electrospinning apparatus and method for producing multi-dimensional structures and core-sheath yarns | |
| EP3183382B1 (en) | Method and apparatus for controlled alignment and deposition of branched electrospun fiber | |
| US20140207248A1 (en) | Hierarchical multiscale fibrous scaffold via 3-d electrostatic deposition prototyping and conventional electrospinning | |
| Ali et al. | Electrospinning of continuous nanofiber bundles and twisted nanofiber yarns | |
| Yousefzadeh et al. | Modeling performance of electrospun nanofibers and nanofibrous assemblies | |
| US20190145022A1 (en) | Devices and methods for producing aligned nanofibers | |
| Haseeb | Controlled deposition and alignment of electrospun PMMA-g-PDMS nanofibers by novel electrospinning setups | |
| Yeum et al. | Fabrication of highly aligned poly (vinyl alcohol) nanofibers and its yarn by electrospinning | |
| ES2961325T3 (es) | Fabricación automatizada de matrices celulares tridimensionales con nanofibras de alineación controlada y distribución celular uniforme | |
| EP3882385A1 (en) | Automated manufacturing of three-dimensional cell matrices with nanofibres of controlled alignment and uniform cell distribution | |
| EP3670714B1 (en) | Electrospinning system and process for large-scale manufacturing of aligned 3d fiber matrices | |
| EP3507396B1 (en) | Method and apparatus for fabricating a fibre array and structure incorporating a fibre array | |
| Bunyan | Control of deposition and orientation of electrospun fibers | |
| Yousefzadeh et al. | * Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran,† National University of Singapore, Singapore, Singapore | |
| Bagherzadeh | Electrospinning yarn formation and coating | |
| Sahbaee Bagherzadeh | Electrospinning Yarn Formation and Coating. | |
| Animesh et al. | Modification of collector of Electro spinning Machine for the fabrication of 3-D nanofibrous scaffold for Tissue Engineering applications | |
| CZ2013379A3 (cs) | Způsob a zařízení pro výrobu vrstvy vláken, zejména nanovláken, mikrovláken nebo jejich směsí, s vlákny orientovanými v jednom směru, a kolektor tohoto zařízení pro ukládání vláken |