[发明专利]用于在纺纱缆线上施加液体聚合材料的方法以及用于通过静电纺纱生产纳米纤维的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在用于通过在至少一个纺纱电极和与该纺纱电极相对设置的收集电极之间的高强度的静电场中对液体材料进行静电纺纱而生产纳米纤维的设备中，通过沿缆线的有效纺纱区双向移动的施加装置将液体聚合材料施加到纺纱电极的纺纱构件的缆线的有效纺纱区上的方法。

本发明还涉及一种用于在用于通过在至少一个纺纱电极和与该纺纱电极相对设置的收集电极之间的高强度的静电场中对液体材料进行静电纺纱而生产纳米纤维的设备中，将液体聚合材料施加到纺纱电极的纺纱构件的缆线的有效纺纱区上的设备，其中该设备包含承载主体，该承载主体沿有效纺纱区双向可移位地放置，且与驱动器以及液体聚合材料的容器联接。

背景技术

EP2173930描述了通过在至少一个纺纱电极和与该纺纱电极相对设置的收集电极之间的静电场中对液体材料进行静电纺纱而生产纳米纤维的设备。该纺纱电极包含包括缆线的至少一个纺纱构件，该缆线包含与沉积纳米纤维的平面和/或收集电极平行的笔直区段，且该区段形成了缆线的有效纺纱区。纺纱构件的缆线是静止的，或者沿其长度可移位，或者沿其长度连续或者间断地可移动，且该缆线包含至少一个有效纺纱区，该有效纺纱区相对于收集电极处于稳定位置。对于该缆线，分配了用于沿缆线的长度方向将液体材料施加到缆线上的设备。其中该设备沿缆线的有效纺纱区双向可移位地放置在纺纱电极的承载主体中。EP2173930描述了纺纱构件的缆线的设置方式的很多变型，在其中一个中，缆线沿其长度可移动地放置，其中缆线的最终长度比缆线的有效纺纱区的长度大几倍。缆线的起点放置在退绕筒（unwinding reel）上，该退绕筒与驱动器或制动器联接，以确保缆线的限定张力。卷绕筒与卷绕驱动器联接，以确保缆线的移动速度。EP2173930描述了沿缆线的有效纺纱区的长度双向可移位地设置的施加装置的很多变型，例如毛细管施加装置，液体材料被带入毛细管施加装置内，被迫从这些装置中出来并粘在缆线的有效纺纱区上。毛细管施加装置在缆线的有效纺纱区的下方移动，且所描述的变型为一个缆线包含一个或两个毛细管施加装置。施加装置的移动是频繁且快速的，以使有足够的液体材料用于在缆线的有效纺纱区中纺纱。毛细管施加装置的缺点是存在毛细管堵塞的可能性，尤其是使用与空气接触的变干且老化的液体聚合材料时。毛细管施加装置的另一个缺点是其难以调节，尤其是关于聚合物消耗方面。将聚合材料从缆线的底部侧施加到缆线的有效区上并不总是保证在纺纱缆线的顶部侧上的相同且均匀的聚合材料层。施加设备的其它变型包含施加罗拉，对于几个缆线有效区该施加罗拉是共用的，在该几个缆线有效区下方，施加罗拉旋转地安装在聚合材料容器中，其中其与聚合材料的容器一起沿缆线的有效纺纱区双向可移位地安装。罗拉通过其表面将液体材料从容器中带出并将其施加在缆线的有效纺纱区上。该设置方式的缺点在于这样的事实，即，在有大部分聚合材料的情况下，纺纱效果也可能发生在离开缆线的罗拉表面。该缺点由接下来描述的发明实施例消除，其中罗拉由圆盘系统代替，其中向每个缆线分配一个圆盘。既不带有施加罗拉又不带有施加圆盘的施加设备能够确保纺纱缆线的顶部侧上的聚合材料层长期具有恒定的质量，尤其因为与环境接触的聚合物的高数量。另一个缺点是容器中的聚合物的自由液位，溶剂从容器中蒸发，这在混合的情况下甚至导致混合的聚合材料更快老化。

本发明的目的是消除或至少减少背景技术的缺点。

发明内容

本发明的目的通过根据本发明的用于施加液体聚合材料的方法实现。其原理在于将液体聚合材料围绕缆线的整个周缘施加在缆线上，而不与纺纱空间中的气态环境有任何接触，施加装置在该气态环境中双向地移动，其中当缆线离开施加装置时，液体聚合材料的层的厚度减小，且在离开施加装置之后，马上启动对施加在缆线上的液体聚合材料的静电纺纱过程。

根据本发明的技术防止在缆线上施加液体聚合材料期间溶剂从液体聚合材料蒸发，且因此减慢了液体聚合材料的老化。在缆线离开施加装置后，且仅从粘在缆线上的层上运行纺纱过程，这改进了所生产的纳米纤维的均匀性。

缆线上的液体聚合材料层的厚度由缆线和施加装置的施加孔的壁之间的距离的尺寸确定，其中，该距离由液体聚合材料的性质参数，主要是其粘度确定。

为了确保施加孔中的液体聚合材料的恒定的质量，液体聚合材料小量地通过施加孔，通过施加装置的施加孔的壁和缆线之间的间隔流出。