CZ2015327A3 - Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken - Google Patents
Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2015327A3 CZ2015327A3 CZ2015-327A CZ2015327A CZ2015327A3 CZ 2015327 A3 CZ2015327 A3 CZ 2015327A3 CZ 2015327 A CZ2015327 A CZ 2015327A CZ 2015327 A3 CZ2015327 A3 CZ 2015327A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- producing nanofibers
- microfibers according
- microfibers
- rotating
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 13
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 9
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 6
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 5
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 5
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 5
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 3
- 230000000529 probiotic effect Effects 0.000 description 3
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 2
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-D Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical class COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004958 Technyl Substances 0.000 description 1
- 229920006096 Technyl® Polymers 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000003613 bile acid Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012543 microbiological analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012009 microbiological test Methods 0.000 description 1
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 1
- 235000008476 powdered milk Nutrition 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken z roztoků, emulzí, kapalných suspenzí či tavením obsahujících zvlákňovanou substancí sestává z komory (1), ve které je uložena dutá hřídel (3), na které je upevněn nejméně jeden rotující disk (2) s výstupní mezerou (4). Komora (1) je zpravidla opatřena zdrojem (11) proudícího plynu a sběrným prostorem (12). V alternativním provedení je komora (1) opatřena několika vedle sebe uloženými dutými hřídelemi (3), na nichž jsou uloženy rotující disky (2), s výhodou alespoň dvěma nad sebou uspořádanými rotujícími disky (2). Alespoň jeden rotující disk (2) je tvořen dvěma na sebe navazujícími díly (7, 8). Mezi horním dílem (7) a spodním dílem (8) je po obvodu vytvořena výstupní mezera (4). Velikost výstupní mezery (4), mezi horním dílem (7) a spodním dílem (8) rotujícího disku (2) může být tvořena distančním prvkem (13), zejména distančním kroužkem.
Description
Zařízení pro výrobu vláken či míkrovláken Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro výrobu nanovláken či míkrovláken z roztoků, emulzí, kapalných suspenzí či tavenin obsahujících zvlákftovanou substanci.
Dosavadní stav techniky V současně době je k dispozici celá řada zařízení pro elektrostatické zvlákňování roztoků, emulzí, kapalných suspenzí či tavenin obsahujících zvlákňovanou substanci. Jsou popsány systémy produkující nanovlákna zahrnující tryskové i beztryskové uspořádání. Tato zařízení jsou konstrukčně náročná a jejich provoz vykazuje řadu nedostatků včetně ucpávání trysek, což vede k přerušení provozu nebo omezení produktivity výroby. U beztryskových zařízení dochází k vytváření nanovláken přímo z povrchu zvlákňovaných roztoků, které mohou být ve formě tenkého filmu. Používají se i systémy dvouvrstvé, kde dolní vrstva je tvořena ferromagnetickou suspenzí a horní vrstva roztokem zvlákňováného polymeru. Po aplikaci magnetického pole dochází ke vzniku ostrých vertikálních kuželů ferromagnetické kapaliny, které slouží jako zárodky, ze kterých jsou vytvářena nanovlákna.
Další zařízení vychází z provzdušňování roztoku zvlákňovaného polymeru s cílem vytvořit vysokou koncetraci bublinek na hladině roztoku, kde dochází ke snížení povrchové tenze a bubliny tvoří zárodky nanovláken, vznikajících působením elektrického pole.
Jiné zařízení vychází z pomalu rotojícího válce, který je částečně ponořen v roztoku zvlákňovaného polymeru. Při otáčení válce dochází k nanášení určitého množství roztoku na válec a výsledkem je souvislý film, ze kterého jsou na svrchní části vytvářeny působením silného elektrického pole tak zvané Taylorovy kužele, sloužící jako zárodky nanovláken.
Elektrostatické metody zvlákňování jsou charakterizovány malou rychlostí procesu, jsou technicky komplikované a nákladné. Elektrostatické zvlákňování je omezeno nutností aplikace vysokonapěťového elektrického pole. • *···· ----
Používají se i zařízení, která nevycházení z aplikace elektrostáťičíčěho zvlákňování. U nich se zpravidla využívá pro tvorbu nanovláken odstředivá síla nebo proud plynu. Používá se rotující disk, na jehož povrchu je odstředivou silou vytvářen tenký film zvlákňovaného roztoku.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken z roztoků, emulzí, kapalných suspenzí, či tavenin obsahujících zvlákňovanou suspenzi lze do značné míry odstranit řešením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z komory, ve které je uložena dutá hřídel, na které je upevněn nejméně jeden rotující disk s výstupní mezerou.
Komora je zpravidla opatřena zdrojem proudícího plynu a sběrným prostorem. V alternativním provedení je komora opatřena několika vedle sebe uloženými dutými hřídelemi, na nichž jsou uloženy rotující disky.
Je výhodné, když alespoň jedna dutá hřídel je opatřena alespoň dvěma nad sebou uspořádanými rotujícími disky. Alespoň jeden rotující disk je tvořen dvěma na sebe navazujícími díly, kde mezi horním dílem a spodním dílem je po obvodu vytvořena výstupní mezera. Velikost výstupní mezery, mezi horním dílem a spodním dílem rotujícího disku, může být tvořena distančním prvkem, zejména distančním kroužkem.
Je výhodné, když nejméně jedna část rotujícího disku, má tvar komolého kužele. Alespoň jeden rotující disk může být opatřen přítlačným prvkem, například přítlačnou maticí. Alespoň jeden disk či disky, umístěné v komoře vyrobené z tepelně odolného materiálu, mohou být opatřeny zařízením pro jejich ohřev.
Vnitřní prostor duté hřídele je propojen s výstupní mezerou každého z rotujících disků otvory a na druhém konci.s rotační jednotkou pro přívod polymeru a dále s hnacím motorem.
Zdrojem proudícího plynu v komoře je kompresor nebo ventilátor. Sběrným prostorem může být buď pohyblivý pás prodyšné textilie, případně rotující sběrač nebo pytel z porézní síťoviny. Sběrný prostor může být elektricky nabitý. .....
Vynález v porovnání se stávajícím stavem techniky zamezuje zasychání filmů polymemích roztoků na povrchu rotujících disků. Snižuje množství defektů produkovaných nanovlákenných a mikrovlákenných vrstev, zejména kapek. Usnadňuje odstředivé zvláknění tavenin, protože nedochází k ochlazování taveniny na povrchu rotujících elementů. Přehled obrázků na výkresech Příkladné provedení zařízení pro výrobu nanostrukturovaných či mikrostrukturovaných materiálů je znázorněno na přiložených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje celkové zapojení celého zařízení, obr. 2 znázorňuje vřeteno s dutou hřídelí a diskem v axonometrickém pohledu a částečném podélném řezu, obr. 3 znázorňuje konkrétní provedení disku podle vynálezu bez distančního prvku a obr. 4 znázorňuje konkrétní provedení disku podle vynálezu s distančním prvkem. Příkladné provedení vynálezu Příklad 1. Příprava nano či mikrovláken z roztoku polyvinylalkoholu.
Pro přípravu polyvinylalkoholových mikro či nanovláken byl použit komerční roztok polyvinylalkoholu Sloviol R16, 16% (hmotn./hmotn.) sušiny (Fichema). Roztok polyvinylalkoholu byl čerpán z prvního zásobníku kapaliny 17 prvním čerpadlem 18 připojovací hadicí 19 přes první pojistný ventil 20 a první zpětný ventil 21 rychlostí 2 až 12 ml/min. a přiváděn vstupem 22 kapaliny do rotační jednotky 10, ze které dále vstupoval do duté hřídele 3, uložené vtubusu 5 vřetena. Otvory 16 byl roztok polyvinylalkoholu nastřikován z vnitřního prostoru 6 duté hřídele 3 do vnitřního prostoru rotujícího disku 2 kónického tvaru, o průměru 120 mm, mezi jeho horním dílem 7 a spodním dílem 8. Výstupní mezera 4 kónického disku 2 byla nastavena s použitím distančního kroužku 1_3 na šířku 200 mikrometrů, jak je naznačeno na obr. 4. Rotující disk 2 byl umístěn nad základní deskou 23 s kanálky 32 pro rozvod sušícího plynu do komory 1 v podobě tubusu 5 z plexiskla o průměru 35 cm a výšce 40 cm. Do základní desky 23 vstupoval rychlostí 0,7 m3/s sušící vzduch předehřátý na teplotu 25°C ze zdroje ϋ, který je tvořen kompresorem a ohřívačem. Rotující disk 2 s dutou hřídelí 3 byl roztáčen přes vložený převod 15 hnacím motorem 14 rychlostí 1 až 5 tisíc otáček za minutu. Proud předehřátého vzduchu unášel nano či mikrovlákna. vznikající odstředivou silou na hraně výstupní mezery, 4 do sběrného prostoru 12, opatřeného clonou se šířkou štěrbiny 24 5 cm a délkou 35 cm a posuvným pásem 25 prodyšné netkané , .......... textilie Spunbond s plošnou hmotností 18,8 g/m . Rychlost posunu pásu byla 10 cm/min. Nano či mikrovlákna byla ukládána ve formě souvislé vrstvy na povrchu posuvného pásu 25 prodyšné textilie. Při konstantním průtoku roztoku polyvinylalkoholu 10 ml/min. vzrůstala rychlost tvorby vláken se zvyšující se rychlostí otáček disku v rozsahu 1 až 3 tisíce otáček za minutu. Při dalším zvyšování otáček již se rychlost tvorby vláken dále nezvyšovala a zvyšoval se výskyt defektů ve vlákenné síti v podobě kapiček. Další pokusy byly proto realizovány při rychlosti rotace 3 tisíce otáček za minutu. Při této rychlosti rotace a dalších výše popsaných podmínkách vzrůstala plošná hmotnost vláken lineárním způsobem v rozsahu průtoku roztoku polyvinylalkoholu 2 až 8 ml/min. Maximální produktivita byla pozorována při průtoku 10 ml/min. Další zvyšování průtoku na 12 ml/min se za výše popsaných podmínek jevilo již jako kontraproduktivní, produktivita tvorby vláken ani využití polyvinylalkoholu se již nezvyšovalo, naopak mírně klesalo. Zvyšoval se také výskyt defektů ve formě mikrokapiček. Jako optimální se za daných podmínek jevil průtok v rozsahu 8 až 10 ml/min. Za těchto podmínek byla plošná hmotnost vrstvy polyvinylalkoholových vláken v rozsahu 7 až 10 g/m . Maximální rychlost tvorby vláken při průtoku 8 ml/min a rychlosti rotace 3 tisíce otáček za minutu byla 20 g za hodinu. Rozložení nanovláken bylo homogenní v mikroskopickém i makroskopickém měřítku po celé šíři pásu, která představovala 35 cm. Průměr většiny pozorovaných vláken byl v rozsahu 400 až 800 nanometrů. Výše popsaný postup byl opakován s tím rozdílem, že byly použity dva rotující disky 2 stejné konstrukce umístěné na jedné duté hřídeli 3 nad sebou s roztečí 10 cm a průtok roztoku polyvinylalkoholu a posun pásu 25 prodyšné textilie byl zdvojnásoben,. Za těchto podmínek se podařilo rychlost tvorby vláken při průtoku 16 ml/min a rychlosti rotace 3 tisíce otáček za minutu zvýšit na 38 g za hodinu. Nedošlo k významným změnám plošné hmotnosti vláken ani jejich kvality. Příklad 2. Příprava nano či mikrovláken z polyamidu 6.
Pro přípravu mikro či nanovláken polyamidu 6 byly použity pelety polyamidu 6 (Rhodia Technyl). Z těchto pelet byl připraven 15% (hmotn./hmotn.) roztok v 85% (hmotn./hmotn.) kyselině mravenčí (Penta) při teplotě při 80°C. Tento roztok byl čerpán z prvního zásobníku 17 kapaliny prvním čerpadlem 18 připojovací hadicí 19 přes první pojistný ventil 20 a první ............. zpětný ventil 2\ rychlostí 6 až 16 ml/min. a přiváděn vstupem 22 kapaliny do rotační jednotky 10, ze které dále vstupoval do duté hřídele 3, uložené v tubusu 5 vřetena. Otvory 16 byl roztok polyamidu 6 nastřikován z vnitřního prostoru 6 duté hřídele 3 do vnitřního prostoru rotujícího disku 2 mezi jeho horním dílem 7 a spodním dílem 8. Byl použit disk 2 kónického tvaru o průměru 120 mm, s přítlačným prvkem 9 ve formě matice, jak je patrno z obr. 3. Tlak přítlačné matice byl postupně měněn tak, aby docházelo k otevření výstupní mezery 4 při přetlaku v rozmezí 4 až 400 bar. Rotující disk 2 byl umístěn nad základní deskou 23 s kanálky 32 pro rozvod sušícího plynu do komory \ v podobě tubusu 5 z plexiskla o průměru 35 cm a -i výšce 40 cm. Do základní desky 23 vstupoval rychlostí 0,6 m /s sušící vzduch předehřátý na teplotu 35°C ze zdroje 1T, který je tvořen kompresorem a ohřívačem. Rotující disk 2 s dutou hřídelí 3 byl roztáčen přes vložený převod J_5 hnacím motorem 14 rychlostí 1 až 5 tisíc otáček za minutu. Proud předehřátého vzduchu unášel nano či mikrovlákna vznikající odstředivou silou na hraně výstupní mezery 4 do sběrného prostoru 12, opařeného clonou se šířkou štěrbiny 24 10 cm a délkou 35 cm. Ve výšce 5 mm nad štěrbinou 24 clony byl podélně horizontálně umístěn rotační sběrač vláken ve formě válečku z jemného ocelového pletiva o průměru 10 cm s motorkem udělujícím mu rotaci 10 otáček za minutu.
Nano či mikrovlákna byla ukládána rovnoměrně na celém povrchu rotačního sběrače ve formě souvislé vrstvy o tloušťce téměř 3 mm ve formě připomínající jemnou vatu. Při zvyšujícím se tlaku ve vnitřním prostoru disku 2 mezi jeho horním dílem 7 a spodním dílem 8 docházelo ke snižování průměru vláken. Zatímco při tlaku 4 bar byl průměr vláken v rozsahu 600 až 900 nm, při tlaku 400 bar byl průměr již v rozmezí 200 až 400 um. Rychlost tvorby vláken byla v rozmezí 50 g za 135 g za hodinu, v závislosti na podmínkách. Optimální průtok byl 14 ml/min. V dalším experimentu byla použita komora \ z plexiskla ve tvaru kvádru o délce 2 m a šířce a výšce 50 cm, ve které byly umístěny vedle sebe dva rotující disky 2 s přítlačnými prvky 9 ve formě matic. Disky 2 byly umístěny ve vzdálenosti 1 m od sebe. Byly použity optimální podmínky zvlákňování roztoku polyamidu 6 zjištěné pokusem popsaným výše. Průtok v každém disku byl 14 ml/min. Tlak ve vnitřním prostoru disků 2 mezi jeho horním dílem 7 a spodním dílem 8 byl 60 bar. Sběr vláken ve sběrném prostoru 12 byl realizován s použitím clony se šířkou štěrbiny 24 20 cm a délkou 2 m a posuvným pásem 25 prodyšné netkané λ textilie Spunbond s plošnou hmotností 18,8 g/m , také o šířce 2 m. Rychlost posunu pásu byla 10 cm/min. Nano či mikrovlákna byla ukládána ve formě souvislé vrstvy na povrchu .......... pásu 25 prodyšné textilie. Rozložení nanovláken bylo homogenní v mikroskopickém i makroskopickém měřítku po celé šíři pásu, která představovala 35 cm. Průměr většiny pozorovaných vláken byl v rozsahu 300 až 500 nanometrů. Plošná hmotnost vláken byla v rozsahu 4 až 6 g/ m2. Příklad 3. Enkapsulace probiotických bakterií do želatinových mikrovláken
Pro enkapsulaci probiotických bakterií byla použita 10% (hmotn./hmotn.) suspenze mikrobiálního preparátu BA (1.109 KTJ/g) (Milcom), obsahujícího probiotické kmeny rodů Lactobacillus acidophillus a Bifldobacterium bifldum lyofilizované se sušeným mlékem v destilované vodě. Dále byl použit roztok 30% (hmotn./hmotn.) želatiny z vepřové kůže, 300 bloom, typ A (Sigma-Aldrich) v 40% (obj./obj.) kyselině octové. Roztok želatiny o teplotě 45 °C byl čerpán z prvního zásobníku 17 kapaliny prvním čerpadlem 18 připojovací hadicí 19 přes první pojistný ventil 20 a první zpětný ventil 21 rychlostí 5 ml/min. Současně byla čerpána z druhého zásobníku 26 kapaliny druhým čerpadlem 27 připojovací hadicí 19 přes druhý pojistný ventil 28 a druhý zpětný ventil 29 rychlostí 5 ml/min. bakteriální suspenze. Roztok želatiny a bakteriální suspenze se mísily ve směšovací komůrce 30 o objemu 5 ml. Získaná bakteriální suspenze v želatinovém roztoku byla přiváděna vstupem 22 kapaliny do rotační jednotky 10, ze které dále vstupovala do duté hřídele 3, uložené v tubusu 5 vřetena. Otvory 16 byla suspenze dále nastřikována z vnitřního prostoru 6 duté hřídele 3 do vnitřního prostoru rotujícího disku 2 kónického tvaru, o průměru 120 mm, mezi jeho horním dílem 7 a spodním dílem 8. Výstupní mezera 4 kónického disku 2 byla nastavena s použitím distančního prvku 13 na šířku 150 mikrometrů, jak je patrno z obr. 4. Rotující disk 2 byl umístěn nad základní deskou 23 s kanálky 32 pro rozvod sušícího plynu do komory 1 v podobě tubusu z jemného ocelového pletiva o průměru 35 cm a výšce 40 cm. Do základní desky 23 vstupoval rychlostí 0,8 m3/s sušící vzduch předehřátý na teplotu 40°C ze zdroje j_l, který je tvořen kompresorem a ohřívačem.
Rotující disk 2 s dutou hřídelí 3 byl roztáčen přes vložený převod 15 hnacím motorem 14 rychlostí 3500 otáček za minutu. Proud předehřátého vzduchu unášel nano či mikrovlákna vznikající odstředivou silou na hraně výstupní mezery 4 rotujícího disku 2 do sběrného prostoru 12, opařeného clonou se šířkou štěrbinou 24 10 cm nad kterou byl umístěn pytel z netkané textilie Spunbond s plošnou hmotností 18,8 g/m2. Mikrovlákna byla shromažďována v tomto pytli ve formě připomínající jemnou hustou vatu. Bylo získáno 80 g ..... ...... mikrovláken s enkapsulovanou bakteriální kulturou za jednu hodinu provozu zařízení. Mikroskopická analýza potvrdila přítomnost bakteriálních buněk enkapsulovaných uvnitř mikrovláken o průměru v rozmezí 5 až 10 mikrometrů. Standardními metodami mikrobiologické analýzy bylo zjištěno, že došlo pouze k malému poklesu původní vitality bakteriální kultury, vyjádřené počtem kolonu tvořících jednotek (ktj), o jeden řád. Mikrobiologické testy potvrdily významný ochranný efekt enkapsulace proti simulovanému kyselému prostředí žaludku a proti působení žlučových kyselin. Příklad 4. Příprava vláken z taveniny polyhyroxyalkanoátu
Tavenina polyhyroxyalkanoátu (Nanjing Huichen Co., Ltd., Čína) byla připravena v prvním zásobníku 17 roztoku vybaveném indukčním ohřevem a udržována při teplotě 300 stupňů Celsia. Celé zařízení bylo tepelně izolováno.
Tavenina byla z prvního zásobníku kapaliny 17 čerpána prvním čerpadlem 18 izolovanou připojovací hadicí 19 z ocelového profilovaného pásu přes první pojistný ventil 20 a první zpětný ventil 21 rychlostí 10 ml/min. a přiváděna vstupem 22 kapaliny do rotační jednotky 10, ze které dále vstupovala do duté hřídele 3, uložené v tubusu 5 vřetena. Otvory 16 byla tavenina nastřikována z vnitřního prostoru duté hřídele 6 do vnitřního prostoru rotujícího disku 2 kónického tvaru, o průměru 120 mm, mezi jeho horním dílem 7 a spodním dílem 8. Výstupní mezera 4 kónického disku 2 byla nastavena s použitím distančního prvku 13 na šířku 50 mikrometrů, jak plyne z obr. 4. Rotující disk 2 byl umístěn nad základní deskou 23 s kanálky 32 pro rozvod sušícího plynu do komory 1 v podobě ocelového izolovaného tubusu o průměru 35 cm a výšce 40 cm. Do základní desky 23 vstupoval rychlostí 1 m /s sušící vzduch předehřátý na teplotu 250°C ze zdroje 11, který je tvořen kompresorem a ohřívačem. Rotující disk 2 s dutou hřídelí 3 byl roztáčen přes vložený převod 15 hnacím motorem 14 rychlostí 1 až 5 tisíc otáček za minutu. Proud předehřátého vzduchu unášel nano či mikrovlákna vznikající odstředivou silou na hraně výstupní mezery 4 do sběrného prostoru 12, opařeného clonou se šířkou štěrbiny 24 5 cm a délkou 35 cm a posuvným pásem jemného ocelového pletiva.
Plošná hmotnost vláken byla v rozsahu 8 až 10 g/m2. Rozložení nanovláken bylo homogenní v mikroskopickém i makroskopickém měřítku po celé šíři pásu, která činila 35 cm. Průměr • ^ ·♦ ··· · · většiny pozorovaných vláken byl v rozsahu 400 až 800 nanoméířu. Rychlost produkce vláken byla 600 g za hodinu.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken z roztoků, emulzí, tavenin či kapalných suspenzí obsahujících zvláknitelný polymer podle vynálezu se díky zamezení zasychání filmů polymemích roztoků na povrchu rotujících disků a sníženému množství defektů vlákenných vrstev může použít při výrobě nanovláken či mikrovláken kde se vyžaduje vysoká produktivita práce. Zařízení také usnadňuje odstředivé zvláknění tavenin, protože nedochází k ochlazování taveniny na povrchu rotujících elementů.
Seznam vztahových značek 1 - komora 2 - disk 3 - dutá hřídel 4 - výstupní mezera 5 - tubus 6 - vnitřní prostor 7 - horní díl 8 - spodní díl 9 - přítlačný prvek 10 - rotační jednotka 11 - zdroj proudícího plynu 12 - sběrný prostor 13 - distanční prvek 14 - hnací motor 15 - vložený převod 16 - otvory 17 - první zásobník 18 - první čerpadlo 1 19 - připojovací hadice 20 - první pojistný ventil 21 - první zpětný ventil 22 - vstup kapaliny 23 - základní deska 24 - štěrbina 25 - pás 26 - druhý zásobník 27 - druhé čerpadlo 28 - druhý pojistný ventil 29 - druhý zpětný ventil 30 - směšovací komůrka 31 - zařízení pro ohřev 32 - kanálek pro rozvod plynu
Claims (15)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken z roztoků, emulzí, kapalných suspenzí, či tavenin obsahujících zvlákňovanou substanci, vyznačující se tím, že sestává z komory (1), ve které je uložena dutá hřídel (3), na které je upevněn nejméně jeden rotující disk (2) s výstupní mezerou (4).
- 2. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1, vyznačující se tím, že komora (1) je opatřena zdrojem (11) proudícího plynu a sběrným prostorem (13).
- 3. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1, vyznačující se tím, že komora (1) je opatřena několika vedle sebe uloženými dutými hřídelemi (3), na nichž jsou uloženy rotující disky (2).
- 4. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna dutá hřídel (3) je opatřena alespoň dvěma nad sebou uspořádanými rotujícími disky (2).
- 5. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1 a 4, vyznačující se tím, že alespoň jeden rotující disk (2) je tvořen dvěma na sebe navazujícími díly (7,8), kde mezi horním dílem (7) a spodním dílem (8) je po obvodu vytvořena výstupní mezera (4).
- 6. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 5, vyznačující se tím, že velikost výstupní mezery (4), mezi horním dílem (7) a spodním dílem (8) rotujícího disku (2), je tvořena distančním prvkem (13), zejména např. distančním kroužkem.
- 7. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1 a 5, vyznačující se tím, že nejméně jedna část rotujícího disku (2), má tvar komolého kužele.
- 8. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1, 4 a 5, vyznačující se tím, že alespoň jeden rotující disk (2) je opatřen přítlačným prvkem (9).
- 9. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 6, vyznačující se tím, že přítlačným prvkem (9) je přítlačná matice.
- 10. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1 a 3, vyznačující se tím, že vnitřní prostor (6) duté hřídele (3) je propojen otvory (16) s vnitřním prostorem každého z rotujících disků mezi jejich horním dílem (7) a spodním dílem (8) a výstupní mezerou (4).
- 11. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1, vyznačující se tím, že dutá hřídel (3) je propojena s rotační jednotkou (10) umožňující přívod kapaliny či taveniny obsahující zvlákňovanou substanci a dále s hnacím motorem (14).
- 12. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdrojem (11) proudícího plynu v komoře (1) je kompresor nebo ventilátor.
- 13. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 2, vyznačující se tím, že sběrným prostorem (12) je buď pohyblivý pás (25) netkané textilie, případně rotující sběrač nebo pytel z porézní síťoviny.
- 14. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 2 a 11, vyznačující se tím, že sběrný prostor (12) je elektricky nabitý.
- 15. Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken, podle nároku 1 a 3, vyznačující se tím, že rotující disk či disky (2), umístěné v komoře (1) vyrobené z tepelně odolného materiálu, jsou opatřeny zařízením pro jejich ohřev.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-327A CZ2015327A3 (cs) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-327A CZ2015327A3 (cs) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2015327A3 true CZ2015327A3 (cs) | 2016-11-23 |
Family
ID=57353970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-327A CZ2015327A3 (cs) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2015327A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308023B6 (cs) * | 2018-02-12 | 2019-10-30 | VĂšTS, a.s. | Hlava pro odstředivé zvlákňování nanovláken a/nebo mikrovláken z polymerních roztoků a/nebo tavenin |
-
2015
- 2015-05-15 CZ CZ2015-327A patent/CZ2015327A3/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308023B6 (cs) * | 2018-02-12 | 2019-10-30 | VĂšTS, a.s. | Hlava pro odstředivé zvlákňování nanovláken a/nebo mikrovláken z polymerních roztoků a/nebo tavenin |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7857608B2 (en) | Fiber and nanofiber spinning apparatus | |
| CN102223939B (zh) | 非织造聚合物纤维网 | |
| CN1630740B (zh) | 用于制造非织造布的系统、方法及该系统的空气量调节器 | |
| US8778240B2 (en) | Split fiber producing devices and methods for the production of microfibers and nanofibers | |
| CN105413480B (zh) | 含有纳米纤维的复合材料结构 | |
| Yao et al. | Designer fibers from 2D to 3D–Simultaneous and controlled engineering of morphology, shape and size | |
| CN103305947A (zh) | 一种微分分流离心纺丝法制备纳米纤维的装置 | |
| US12091778B2 (en) | Device and method for applying nanofibers and/or microfibers onto a substrate, and system comprising the devices | |
| CN101787573A (zh) | 一种制备纳米纤维的量产装置 | |
| CN203295674U (zh) | 一种微分分流离心纺丝法制备纳米纤维的装置 | |
| Kouhi et al. | Needleless electrospinning | |
| KR20130132553A (ko) | 고 다공도 및 고 평량의 필터 매체 | |
| CZ2015327A3 (cs) | Zařízení pro výrobu vláken či mikrovláken | |
| US20170233896A1 (en) | A device for producing fibers or microfibers | |
| US10179426B2 (en) | Large format melt-blown depth filter cartridge | |
| CZ30609U1 (cs) | Zařízení pro výrobu nanovláken či mikrovláken z roztoků, emulzí, kapalných suspenzí či tavenin obsahujících zvlákňovanou substanci | |
| CN110295403A (zh) | 一种平面接收式离心纺装置 | |
| CZ303297B6 (cs) | Zpusob a zarízení pro beztryskovou odstredivou výrobu nanovláken a mikrovláken na povrchu rotujících válcu | |
| CN218404526U (zh) | 一种用于制备微米纤维的离心纺丝设备 | |
| EP2671627A1 (en) | High flux nanofibrous membrane | |
| CZ35864U1 (cs) | Zvlákňovací hlava | |
| CN108166085B (zh) | 一种纤维制备装置 | |
| US20200179835A1 (en) | Large format melt-blown depth filter cartridge | |
| KR101635055B1 (ko) | 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치 | |
| KR20210060539A (ko) | 접착제 알로이 및 그러한 접착제 알로이를 포함하는 필터 매체 |