Способ и установка для изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров
Формула / Реферат
1. Способ изготовления слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров в электростатическом поле высокой напряженности, при котором формуемые нановолокна укладывают на поверхность подкладочного материала (3), проходящего через активную камеру (1), в которой размещен активный электрод (2), отличающийся тем, что электростатическое поле формования, переноса и укладывания нановолокон создают между активным электродом (2) и поверхностью подкладочного материала (3), который помещают в активную камеру (1) без контакта с каким-либо заряженным или заземленным средством, на который с помощью по меньшей мере одного излучателя коронного разряда (4), помещенного за подкладочным материалом (3), напротив активного электрода (2) бесконтактным способом наносят электрический заряд, полярность которого противоположна полярности активного электрода (2).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения наночастиц или нановолокон на подкладочный материал (3) присутствующий остаточный электрический заряд, по крайней мере, частично отводят из подкладочного материала (3).
3. Установка для изготовления слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров, содержащая активную камеру, в которой противоположно друг другу размещены активный электрод, соединенный с источником высокого напряжения, и подкладочный материал, соединенный со средствами для приведения его в поступательное движение, отличающаяся тем, что в активной камере (1) за подкладочным материалом (3) напротив активного электрода (2) размещен излучатель коронного разряда (4), полярность которого противоположна полярности активного электрода (2), при этом подкладочный материал (3) размещен в активной камере (1), не соприкасаясь ни с одним заряженным и/или заземленным средством, и путь движения подкладочного материала (3) проходит через поле излучения излучателя коронного разряда (4), который служит для нанесения электрического заряда, полярность которого противоположна полярности активного электрода (2), на поверхность подкладочного материала (3).
4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что излучатель коронного разряда (4, 41) состоит по крайней мере из одного продолговатого тела круглого сечения.
5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что излучатель коронного разряда (4, 41) выполнен из струны.
6. Установка по любому из пп.4 или 5, отличающаяся тем, что излучатель коронного разряда (4, 41) расположен перпендикулярно к направлению движения подкладочного материала (3) параллельно продольной оси активного электрода (2).

Текст
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЯ НАНОЧАСТИЦ ИЛИ СЛОЯ НАНОВОЛОКОН ИЗ РАСТВОРОВ ИЛИ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ Способ изготовления плнки, или слоя наночастиц, или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров в электростатическом поле высокой напряжнности, при котором образующиеся наночастицы или формуемые нановолокна укладываются на подкладочный материал (3), проходящий через активную камеру (1), в которой размещн активный электрод (2). Электростатическое поле для образования, переноса и укладывания наночастиц или формования,переноса и укладывания нановолокон создатся между активным электродом (2) и подкладочным материалом (3), на который в направлении его движения перед и/или напротив активного электрода(2) наносится электрический заряд, полярность которого противоположна полярности активного эдектрода (2), при этом электрический заряд, нанеснный на подкладочный материал (3), в процессе укладывания наночастиц или нановолокон на движущийся подкладочный материал(3) частично или полностью убывает. В производственной установке противоположно друг другу размещены активный электрод (2), соединнный с источником высокого напряжения, и подкладочный материал (3), соединнный со средствами для приведения его в поступательное движение. Подкладочный материал (3) находится в активной камере (1), не соприкасаясь ни с одним заряженным и/или заземлнным средством, и при этом содержит количество электрического заряда, полярность которого противоположна полярности активного электрода (2), достаточное для создания электростатического поля высокой напряжнности между активным электродом (2) и подкладочным материалом (3). 017350 Область техники Изобретение касается способа изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров в электростатическом поле высокой напряжнности, при котором получаемые наночастицы или формуемые нановолокна укладываются на подкладочный материал, проходящий через активную камеру, в которой размещн активный электрод. Далее изобретение касается установки для изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров, содержащей активную камеру, в которой противоположно один другому расположены активный электрод, соединнный с источником высокого напряжения, и подкладочный материал, соединнный со средствами для приведения его в поступательное движение. Уровень техники Осадительные электроды, применяемые в настоящее время для создания электростатического поля,используемого для производства нановолокон из полимерных растворов и расплавов, конструируют преимущественно в форме одинарных пластин из листового металла. Такие электроды хотя и удовлетворяют условиям создания электрического поля, но лишь в количественном отношении. Для процесса производства нановолокон методом электростатического формования волокна в большем, чем лабораторном,масштабе принципиально важно, чтобы параметры электрического поля удовлетворяли и конкретным качественным показателям. Согласно DE 10136255 А 1 волокнообразующий электрод состоит из системы волокнообразующих проволочных стержней, параллельно расположенных между двумя взаимно параллельными бесконечными лентами, которые направляются между верхним и нижним цилиндрами и расположены одна над другой. В нижней части волокнообразующие проволочные стержни погружаются в резервуар с полимерным раствором. Напротив части волокнообразующего электрода, выносящей полимерный раствор из резервуара, расположен осадительный электрод, представляющий собой электропроводную движущуюся ленту из проволочной сетки или металлической фольги. Площадь поверхности осадительного электрода,поврнутой к волокнообразующему электроду, больше площади соответствующей поверхности волокнообразующего электрода. Волокнообразующий электрод и осадительный электрод подключены к противоположным полюсам источника высокого напряжения, следовательно, между ними возникает электростатическое поле, служащее для формования волокна из полимерного раствора, выносимого в электрическое поле на волокнообразующих проволочных стержнях. Формуемые волокна укладываются на подкладочный материал, направляемый по поверхности осадительного электрода. В этой установке электрическое поле создатся между отдельными волокнообразующими проволочными стержнями волокнообразующего электрода и поверхностью осадительного электрода, при этом волокнообразующие стержни движутся в направлении от резервуара с полимерным раствором вверх, а электрическое поле каждого волокнообразующего стержня движется вместе с ним. Недостатком в данном случае является главным образом взаимное влияние электрических полей отдельных волокнообразующих проволочных стержней, так как все волокнообразующие стержни имеют одинаковую полярность и одинаковое напряжение. На краях электропроводной ленты или фольги, образующих осадительный электрод, возникают так называемые тройные точки, способствующие образованию короны, что приводит к нарушению однородности электрического поля между волокнообразующим и осадительным электродами, к отказам при формовании волокон в электрическом поле и неравномерности переноса волокон к подкладочному материалу, лежащему на всей поверхности осадительного электрода. Далее в DE 10136255 А 1 приводится описание возможности применения двух вышеупомянутых волокнообразующих электродов, расположенных взаимно противоложно, а между ними, в месте нахождения осадительного электрода, размещается или направляется текстильный материал. Волокнообразующие электроды имеют противоположную полярность, а получаемые на них волокна укладываются с каждой стороны на одну поверхность текстильного материала с противоположными зарядами, которые сохраняются в волокнах. Очевидно, что электрическое поле для электростатического формования волокон возникает между обоими волокнообразующими электродами, а противоположно заряженные волокна взаимно притягиваются и укладываются на противоположные стороны текстильного материала. В данном исполнении возможность создания однородного электрического поля почти исключена, а исходя из современного опыта вышеупомянутая установка или не работала бы вообще, или работала бы нерегулярно и лишь кратковременно. В ЕР 1059106 А 1 приводится описание установки для электростатического формования волокна из полимерных растворов, где волокнообразующие электроды состоят из системы фильер или системы дисков, а осадительный электрод представляет собой электропроводную, приводимую в движение бесконечную ленту, которая заземлена. В этом исполнении электрическое поле создатся между волокнообразующими электродами и участком электропроводной бесконечной ленты, находящимся напротив соответствующего волокнообразующего электрода. Это исполнение имеет те же недостатки, как и в случае исполнения с вышеописанным ленточным осадительным электродом согласно DE 10136255 А 1. В патенте CZ 294274 приведено описание вращающегося волокнообразующего цилиндрического электрода продолговатой формы. Около части контура волокнообразующего электрода по окружности расположен осадительный электрод в форме полуцилиндра из дырчатого листового металла, по внутрен-1 017350 ней окружности которого направляется подкладочный материал, прижимаемый к внутренней поверхности осадительного электрода под действием разрежения в пространстве за осадительным электродом. С точки зрения функционирования такое расположение сложно, так как весьма вероятно, что при движении подкладочного материала он будет удаляться от внутренней поверхности осадительного электрода, а вследствие этого волокна будут неравномерно укладываться на поверхность подкладочного материала. Кроме того, в случае применения подкладочных или несущих материалов, имеющих очень низкую электропроводность, такой осадительный электрод имеет ряд недостатков. Электрическое поле, возникающее между цилиндрическим волокнообразующим электродом и полуцилиндрическим осадительным электродом, также будет неоднородным, так как напряжнность электрического поля в средней части цилиндрического волокнообразующего электрода будет меньше, чем на краях, причм неоднородность будет далее развиваться ввиду возникновения так называемых тройных точек на краях осадительного электрода, а также, весьма вероятно, на кромках отверстий для прохождения воздуха через стенку осадительного электрода. Дальше в CZ 294274 приведено описание пластинчатых и стержневых электродов, размещнных по отношению к волокнообразующему электроду за подкладочным материалом, который не прикасается к их поверхности. Электрическое поле возникает между цилиндрическим волокнообразующим электродом и отдельными стержнями, образующими осадительный электрод. Результирующее электрическое поле неоднородно, а также может быть неустойчивым во времени. Проявлением этого в ходе процесса и на нановолоконном слое является главным образом снижение и повышение неравномерности производительности. С целью устранения отмеченных недостатков был создан осадительный электрод по PV 2006-477,содержащий электропроводный тонкостенный корпус электрода, в котором выполнено по крайней мере одно отверстие с кромкой по окружности, при этом во внутреннем пространстве корпуса электрода размещн по крайней мере один держатель электрода, соединнный по крайней мере с одним кронштейном,закреплнным в камере формования волокна, причм держатель электрода расположен за кромкой отверстия и не проводит электрический ток. Преимуществом такой конструкции осадительного электрода является то, что она не содержит никаких остроугольных форм или форм с большой кривизной и что места, в которых соприкасаются три разные диэлектрически прочные среды (тройные точки), сосредоточены в корпусе электрода, где электрическое имеет нулевую напряжнность. В конечном итоге это приводит к тому, что коронный разряд на электроде не возникает и, следовательно, влияние этого электрода на электрическое поле, создаваемое вместе с остальными электрическими элементами, зависит только от геометрической формы электрода. Этот факт существенно способствует тому, что электрическое поле можно значительно лучше устанавливать и регулировать. Принимая во внимание существующее состояние техники, недостатком осадительных электродов является прежде всего проблематичный способ формования и нанесения нановолокон и наночастиц из растворов полимеров и расплавов в случаях, когда применяется несущий материал, практически не проводящий электрический ток, например, электростатически необработанный гидрофобный полипропиленовый спанбонд (spunbond) и мелтблэун (meltblown). Нельзя не отметить также сравнительную сложность состава материала и изготовления таких электродов. Целью изобретения является создание способа изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон, который бы позволил устранить недостатки состояния техники и тем самым наджно способствовал созданию определнного и устойчивого электростатического поля требуемой напряжнности на процессных электродах в местах, где начинается и проходит процесс образования наночастиц из полимерных растворов или расплавов, или процесс формования волокна из полимерных растворов или расплавов. В первую очередь, изобретение решает проблему применения подкладочных материалов, практически не обладающих электрической проводимостью, так как позволяет наносить на такие материалы наночастицы или нановолокна электростатическим методом. Целью изобретения является также создание установки для такого производства, которая бы была несложной и главным образом обладала длительной наджностью. Сущность изобретения Цель изобретения достигается способом получения плнки или слоя наночастиц или слоя нановолокон согласно изобретению, сущность которого состоит в том, что электрическое поле для образования,переноса и укладывания наночастиц или формования, переноса и укладывания нановолокон создатся между активным электродом и подкладочным материалом, на который в направлении его движения перед и/или напротив активного электрода бесконтактным способом наносится электрический заряд, полярность которого противоположна полярности активного электрода, при этом электрический заряд, нанеснный на подкладочный материал, в процессе укладывания наночастиц или нановолокон на движущийся подкладочный материал частично или полностью убывает. Преимуществом этого способа является, в частности, возможность применения подкладочного или несущего материала с очень низкой электропроводностью. Согласно изобретению электрический заряд наносится на подкладочный материал при помощи из-2 017350 лучателя коронного разряда. Излучатель коронного разряда, размещнный напротив инициирующего электрода обратной полярности, создат вблизи от него поток одинаково заряжнных частиц по всей его длине и в направлении к инициирующему электроду. Таким образом, за счт направления подкладочного материала вблизи от такого излучателя между этим излучателем и инициирующим электродом, при сохранении постоянного расстояния от излучателя коронного разряда, на подкладочный материал по всей его ширине наносится одинаковое количество заряда и, следовательно, обеспечивается образование равномерного электростатического поля между подкладочным материалом и инициирующим электродом. В случае размещения излучателя коронного разряда напротив активного электрода инициирующим будет активный электрод. За счт создания равномерного электростатического поля обеспечивается равномерное образование плнки, или слоя наночастиц, или слоя нановолокон по ширине и длине на подкладочных материалах на текстильной базе, имеющих большую или меньшую величину проводимости. Используя стандартные технические элементы для разрядки заряжнных текстильных материалов,присутствующий остаточный заряд в случае необходимости можно устранить. Сущность установки для получения плнки, или слоя наночастиц, или слоя нановолокон согласно изобретению состоит в том, что подкладочный материал, находящийся в активной камере и не соприкасающийся с любым заряжнным и/или заземлнным средством, содержит количество электрического заряда, имеющего полярность, противоположную полярности активного электрода, достаточное для создания высоконапряжнного электростатического поля между активным электродом и подкладочным материалом. Как уже было сказано другими словами, выгодно то, что на подкладочном материале после нанесения наночастиц или нановолокон происходит полная или частичная компенсация заряда подкладочного материала зарядом, принеснным заряжнным обрабатываемым материалом, т.е. нановолокнами или наночастицами. При этом согласно изобретению выгодно, когда в активной камере за подкладочным материалом напротив активного электрода размещн излучатель коронного разряда, имеющий полярность, противоположную полярности активного электрода, а при этом путь движения подкладочного материала проходит через поле излучения излучателя коронного разряда. Целесообразно, чтобы излучатель коронного разряда, имеющий полярность, противоположную полярности активного электрода, был размещн перед активной камерой с одной стороны подкладочного материала, при этом напротив излучателя коронного разряда с обратной стороны подкладочного материала размещн инициирующий электрод, полярность которого совпадает с полярностью активного электрода, а путь движения подкладочного материала проходит через поле излучения излучателя коронного разряда. При этом в случае размещения излучателя коронного разряда в направлении движения подкладочного материала перед активной камерой, выгодно, если создано электростатическое поле, одинаково или противоположно ориентированное по отношению к электростатическому полю, между активным электродом и подкладочным материалом. Преимуществом является равномерная зарядка подкладочного материала зарядом обратной полярности по отношению к активному электроду, что в результате способствует образованию равномерного слоя нановолокон или равномерному нанесению наночастиц. Такое электростатическое поле в активной камере с выгодой создатся между излучателем коронного разряда и активным, в данном случае являющимся и инициирующим, электродом на обратной стороне подкладочного материала, при этом подкладочный материал направляется через поле излучения излучателя коронного разряда, т.е. вблизи от него, но не соприкасаясь с ним. Преимуществом является то, что в этом варианте объединены функции электростатических полей для собственного процесса нанесения слоя нановолокон или наночастиц на подкладочный материал и для сообщения заряда подкладочному материалу. Также выгодно, когда это электростатическое поле перед активной камерой создатся излучателем коронного разряда, размещнным на одной стороне подкладочного материала, противоположно которому на другой стороне подкладочного материала размещн инициирующий электрод, на котором коронный разряд не возникает, при этом подкладочный материал направляется через поле излучения излучателя коронного разряда, т. е. вблизи от него, но не соприкасаясь с ним. На излучателе коронного разряда должен всегда создаваться заряд обратной полярности, противоположный заряду активного электрода, инициирующего возникновение наночастиц или нановолокон из раствора или расплава полимера. В случае размещения перед входом в активную камеру излучатель коронного разряда, в зависимости от конструктивных и/или технологических требований к оборудованию, может быть по отношению к активному электроду расположен на той же или обратной стороне подкладочного материала. Но напротив него должен всегда находиться инициирующий электрод. Преимуществом является вариабельность структуры установки для формования волокна или установки для получения наночастиц и вытекающая из этого возможность технически целесообразной и эко-3 017350 номически оптимальной компоновки оборудования. Излучатель коронного разряда должен удовлетворять условиям исполнения таких излучателей, т.е. должен содержать элементы с большим углом кривизны. С выгодой могут быть использованы очень тонкие элементы круглого сечения и продолговатой формы, т.е. проволочные стержни или струны. Преимуществом является низкая цена и технически несложная конструкция такого излучателя коронного разряда. Выгодно и такое решение, когда излучатель коронного разряда расположен перпендикулярно к направлению движения подкладочного материала, симметрично параллельно продольной оси активного электрода. За счт такого расположения обеспечивается равномерность нанесения электрического заряда на подкладочный материал и, следовательно, равномерность электростатического поля и равномерность плнки или слоя нанеснных наночастиц или равномерность слоя нанеснных нановолокон. Описание чертежей Установка согласно изобретению для изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров схематически изображена на чертежах, где: фиг. 1 - основной вариант исполнения активной камеры/камеры формования волокна, содержащий активный /волокнообразующий электрод и излучатель коронного разряда; фиг. 2 - исполнение по фиг. 1, содержащее несколько излучателей коронного разряда; фиг. 3-6 - исполнения, содержащие одинаковую активную камеру/камеру формования волокна и предвключнную вспомогательную камеру, при этом на фиг. 3 излучатель коронного разряда во вспомогательной камере расположен по отношению к излучателю коронного разряда в активной камере/камере формования волокна на одинаковой стороне подкладочного материала; на фиг. 4 излучатель коронного разряда во вспомогательной камере расположен на обратной стороне подкладочного материала; исполнения на фиг. 5 и 6 соответствуют фиг. 3 и 4, но в активной камере/камере формования волокна отсутствует активный/волокнообразующий электрод. Примеры осуществления изобретения Далее приводится описание изобретения на примере исполнения установки для изготовления слоя нановолокон из растворов полимеров, исходя из того, что каждому специалисту в данной области вполне ясно, что одинаковые условия для образования и действия электростатического поля имеют место между активным электродом и осадительным электродом в любой установке для получения нановолокон или наночастиц в электростатическом поле высокой напряжнности и, следовательно, у всех таких установок вместо осадительного электрода, расположенного напротив активного электрода и за подкладочным материалом, можно применить подкладочный материал, содержащий достаточное количество электрического заряда обратной полярности по отношению к активному электроду. На фиг. 1 показано схематическое изображение разреза установки для формования волокна из полимерного раствора электростатическим методом, содержащей камеру формования волокна 1, в которой размещн волокнообразующий электрод 2, конструкция которого выполнена по CZ 294274. Волокнообразующий электрод 2 представляет собой цилиндрическое тело продолговатой формы, поворотно расположенное в резервуаре 21 с полимерным раствором 22, которое частью своего контура погружено в этот полимерный раствор. На определнном расстоянии от волокнообразующего электрода 2 размещена направляющая для движения подкладочного материала 3, проходящая через камеру формования волокна 1. По отношению к волокнообразующему электроду 2 за подкладочным материалом 3 напротив волокнообразующего электрода 2 размещн излучатель коронного разряда 4, который в показанном здесь исполнении состоит из струны или проволоки, или другого цилиндрического тела малого диаметра и расположен параллельно оси вращения волокнообразующего электрода 2 перпендикулярно к направлению движения подкладочного материала 3 по всей ширине подкладочного материала 3. Волокнообразующий электрод 2 известным способом подключн к одному полюсу источника высокого напряжения, например +20-+80 кВ, а к второму полюсу этого источника подключн излучатель коронного разряда 4. Излучатель коронного разряда 4 может быть также заземлн. Излучатель коронного разряда 4 расположен на определнном расстоянии от подкладочного материала 3, при этом вполне исключено соприкосновение излучателя коронного разряда 4 и подкладочного материала 3. Длина излучателя коронного разряда 4 соответствует длине волокнообразующего электрода. Подкладочный материал 3 приводится в движение через камеру формования волокна 1 известным способом, например при помощи не показанных здесь подающих и отводящих цилиндров. Волокнообразующий электрод 2 может быть создан любым другим известным способом, например может быть использован вращающийся волокнообразующий электрод по CZ PV 2005-360 или CZ PV 2005-545 или струйный электрод поWO 03/080905 А 1. В качестве излучателя коронного разряда может быть также использован другой известный излучатель коронного разряда, например стержень с острыми выступами и т.п. В режиме работы между излучателем коронного разряда 4 и волокнообразующим электродом 2 образуется электрическое поле, под действием которого излучатель коронного разряда 4 создат по всей его длине вблизи от него поле излучения, так называемую корону, созданное потоком одинаково заряжнных частиц, полярность которых противоположна полярности волокнообразующего электрода 2,-4 017350 причм эти частицы движутся к волокнообразующему электроду 2 и, следовательно, наносятся на подкладочный материал 3. Ввиду того что подкладочный материал 3 при его прохождении через камеру формования волокна 1 проходит через поле излучения излучателя коронного разряда 4 и находится по всей ширине на одинаковом расстоянии от него, на подкладочный материал 3 по всей его ширине укладывается одинаковое количество заряда, полярность которого противоположна полярности волокнообразующего электрода. Этот заряд далее распределяется по поверхности подкладочного материала в направлении и противоположно направлению движения подкладочного материала 3. Электростатическое поле для формования волокна создатся между волокнообразующим электродом 2 и подкладочным материалом 3, или же его частью, которая содержит достаточное количество электрического заряда для создания электростатического поля высокой напряжнности. Вследствие этого между подкладочным материалом 3 и волокнообразующим электродом 2 создатся равномерное электростатическое поле высокой напряжнности, которое обеспечивает равномерное нанесение слоя нановолокон на подкладочный материал по всей его ширине, а также равномерность слоя нанеснных нановолокон по длине. Электрический заряд, нанеснный на подкладочный материал 3, в процессе укладывания нановолокон на движущийся подкладочный материал 3 частично или полностью убывает. Для увеличения количества получаемых нановолокон целесообразно расположить нескольких волокнообразующих электродов 3 один за другим по длине пространства формования волокна, при этом напротив этих электродов располагаются излучатели коронного разряда 4. Для обеспечения достаточного количества электрического заряда на подкладочном материале 2 выгодно исполнение, показанное на фиг. 2, содержащее несколько излучателей коронного разряда 4, расположенных один за другим по длине пространства формования волокна. Следующий способ увеличения количества электрического заряда на подкладочном материале 3 показан на фиг. 3 и 4, где в направлении движения подкладочного материала 3 перед камерой формования волокна 1 размещена вспомогательная камера 5, содержащая излучатель коронного разряда 41 и инициирующий электрод 6, расположенный напротив излучателя коронного разряда 41 на противоположной стороне подкладочного материала 3. При этом подкладочный материал во вспомогательной камере 5 направляется вблизи от излучателя коронного разряда 41 и, следовательно, также проходит через его поле излучения. В качестве излучателя коронного разряда 41 может быть использован любой подходящий излучатель коронного разряда, как и в случае вышеописанных исполнений. В качестве инициирующего электрода 6 используется любой электрод достаточной длины, на котором корона не возникает. В исполнении, показанном на фиг. 3, излучатель коронного разряда 41 во вспомогательной камере 5 размещн на одинаковой стороне подкладочного материала 3 и подключн к одинаковому потенциалу,как и излучатель коронного разряда 4 в камере формования волокна 1, при этом инициирующий электрод 6 размещн на одинаковой стороне подкладочного материала 3 и подключн к одинаковому потенциалу, как и волокнообразующий электрод 2. Следовательно, поле излучения излучателя коронного разряда 41 во вспомогательной камере 5 имеет заряд той же полярности, как и поле излучения излучателя коронного разряда 4 в камере формования волокна 1, за счт чего количество электрического заряда на подкладочном материале 3 увеличивается. В исполнении на фиг. 4 излучатель коронного разряда 41 во вспомогательной камере 5 размещн на одинаковой стороне подкладочного материала 3, как и волокнообразующий электрод 2, а инициирующий электрод 6 размещн на обратной стороне подкладочного материала 3. Но здесь излучатель коронного разряда 41 во вспомогательной камере соединн с источником высокого напряжения, полярность которого противоположна полярности волокнообразующего электрода 2, а инициирующий электрод 6 имеет одинаковую полярность, как и волокнообразующий электрод 2. Следовательно, в режиме работы между излучателем коронного разряда 41 во вспомогательной камере 5 возникает электрическое поле, под действием которого излучатель коронного разряда 41 образует вблизи от него поле излучения, созданное потоком одинаково заряжнных частиц, полярность которых противоположна полярности волокнообразующего электрода 2, причм эти частицы движутся к инициирующему электроду 6 и наносятся на подкладочный материал 3. Значит подкладочный материал 3 перед входом в камеру формования волокна 1 содержит значительное количество электрического заряда, полярность которого противоположна полярности волокнообразующего электрода 2, причм от излучателя коронного разряда 4 в камере формования волокна 1 подводится дополнительное количество электрического заряда. Следующий вариант установки согласно изобретению, показанный на фиг. 5 и 6, выполнен исходя из вышеприведнных исполнений, показанных на фиг. 3 и 4. В этих исполнениях в камере формования волокна 1 нет ни излучателя коронного разряда, ни осадительного электрода. В камере формования волокна 1 находятся только волокнообразующий электрод 2 и подкладочный материал 3. Излучатель коронного разряда 41 размещн только во вспомогательной камере 5, в которой находится также соответствующий инициирующий электрод 6. В исполнении на фиг. 5 излучатель коронного разряда 41 и инициирующий электрод 6 во вспомогательной камере 5 расположены так же, как в исполнении на фиг. 3. В исполнении на фиг. 6 излучатель коронного разряда 41 и инициирующий электрод 6 во вспомогательной-5 017350 камере 5 расположены так же, как в исполнении на фиг. 4. Их функция также одинакова с функцией в исполнениях на фиг. 3 и 4. В данном варианте исполнения подкладочный материал 3 входит в камеру формования волокна 1 с достаточным количеством электрического заряда, полярность которого противоположна заряду волокнообразующего электрода 2, для создания электростатического поля высокой напряжнности между волокнообразующим электродом 2 и подкладочным материалом 3. Как уже было сказано ранее, таким же способом можно выполнить компоновку любой установки для изготовления нановолокон или получения наночастиц в электростатическом поле высокой напряжнности, при этом несущественно, какие волокнообразующие электроды или другие активные электроды, служащие для транспортирования исходного обрабатываемого материала, т.е. полимерного раствора или расплава полимера, будут использованы. Поэтому в дальнейшем тексте камера формования волокна и камера для получения наночастиц будут называться общим термином "активная камера", волокнообразующий электрод и электрод для получения наночастиц будут иметь общий термин "активный электрод", а пространство формования волокна и пространство возникновения наночастиц - общий термин"активное пространство". После нанесения наночастиц или нановолокон на подкладочный материал 3 в большинстве случаев выгодно, чтобы после выхода подкладочного материала 3 с нанеснным слоем нановолокон или нанеснными наночастицами электрический заряд был компенсирован зарядом, принеснным с нановолокнами или наночастицами от активного электрода на подкладочный материал 3. Однако на практике в подкладочном материале 3 часто сохраняется неизрасходованный остаточный заряд, что в случае неэлектропроводного подкладочного материала 3 означает, что подкладочный материал 3 остатся заряжнным остаточным зарядом. Если нановолокна или наночастицы наносятся согласно изобретению на неэлектропроводный подкладочный материал 3, например на электростатически необработанные гидрофобные полипропиленовые материалы типа спанбонд (spunbond) и мэлтблоун (meltblown), целесообразно предусмотреть отвод остаточного заряда из подкладочного материала 3. Для этого, с выгодой за активной камерой размещн не показанный здесь заземляющий электрод, соединнный с подкладочным материалом 3, выходящим из активной камеры. При помощи этого заземляющего электрода остаточный электрический заряд отводится из подкладочного материала 3. Преимуществом способа и установки для изготовления плнки, или слоя наночастиц, или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров согласно изобретению является возможность их нанесения электростатическим методом даже на практически неэлектропроводные подкладочные материалы 3. При помощи сравнительно недорогого излучателя коронного разряда 4, 41 можно обеспечить равномерное распределение заряда на подкладочном материале 3 и таким образом получить равномерный слой нановолокон, или плнку, или слой наночастиц. Вариабельность расположения электростатических полей позволяет оптимально приспособить установку в соответствии со свойствами исходных полупродуктов и требованиями, предъявляемыми к конечному продукту. Список позиций на чертежах 1 - камера формования волокна; 2 - волокнообразующий электрод; 21 - резервуар с полимерным раствором; 22 - полимерный раствор; 3 - подкладочный материал; 4 - излучатель коронного разряда в камере формования волокна; 41 - излучатель коронного разряда во вспомогательной камере; 5 - вспомогательная камера; 6 - инициирующий электрод. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров в электростатическом поле высокой напряжнности, при котором формуемые нановолокна укладывают на поверхность подкладочного материала (3), проходящего через активную камеру (1), в которой размещн активный электрод (2), отличающийся тем, что электростатическое поле формования, переноса и укладывания нановолокон создают между активным электродом (2) и поверхностью подкладочного материала (3), который помещают в активную камеру (1) без контакта с каким-либо заряженным или заземлнным средством, на который с помощью по меньшей мере одного излучателя коронного разряда (4), помещенного за подкладочным материалом (3), напротив активного электрода (2) бесконтактным способом наносят электрический заряд, полярность которого противоположна полярности активного электрода (2). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения наночастиц или нановолокон на подкладочный материал (3) присутствующий остаточный электрический заряд, по крайней мере, частично отводят из подкладочного материала (3). 3. Установка для изготовления слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров, содержа-6 017350 щая активную камеру, в которой противоположно друг другу размещены активный электрод, соединнный с источником высокого напряжения, и подкладочный материал, соединнный со средствами для приведения его в поступательное движение, отличающаяся тем, что в активной камере (1) за подкладочным материалом (3) напротив активного электрода (2) размещн излучатель коронного разряда (4), полярность которого противоположна полярности активного электрода (2), при этом подкладочный материал (3) размещен в активной камере (1), не соприкасаясь ни с одним заряженным и/или заземлнным средством, и путь движения подкладочного материала (3) проходит через поле излучения излучателя коронного разряда (4), который служит для нанесения электрического заряда, полярность которого противоположна полярности активного электрода (2), на поверхность подкладочного материала (3). 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что излучатель коронного разряда (4, 41) состоит по крайней мере из одного продолговатого тела круглого сечения. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что излучатель коронного разряда (4, 41) выполнен из струны. 6. Установка по любому из пп.4 или 5, отличающаяся тем, что излучатель коронного разряда (4, 41) расположен перпендикулярно к направлению движения подкладочного материала (3) параллельно продольной оси активного электрода (2).
МПК / Метки
Метки: нановолокон, расплавов, растворов, способ, изготовления, полимеров, установка, наночастиц, слоя
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-17350-sposob-i-ustanovka-dlya-izgotovleniya-sloya-nanochastic-ili-sloya-nanovolokon-iz-rastvorov-ili-rasplavov-polimerov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и установка для изготовления слоя наночастиц или слоя нановолокон из растворов или расплавов полимеров</a>
Предыдущий патент: Способ получения эзетимиба и его производных
Следующий патент: Средство противогистаминного антиаллергического действия и способ его получения
Случайный патент: Способ защиты и идентификации документов