Post on 30-Jul-2020
Pokročilé techniky
elektrostatického zvlákňování
orientace vláken, výroba nití a
bikomponentních vláken atd.
Pokročilé techniky
elektrostatického
zvlákňování
Bikomponentní vlákna
- Koaxiální vlákna (dutá vlákna)
- Vlákna typu strana/strana
Jehlové elektrostatické zvlákňování
Bikomponentní vlákna- Koaxiální vlákna
Jehlové elektrostatické zvlákňování – obvykle je nabíjen jen plášť, jádro je
vytahováno kontaktním třením mezi kapalinami.
Bikomponentní vlákna- Koaxiální vlákna
Jehlové elektrostatické zvlákňování – obvykle je nabíjen jen plášť, jádro je
vytahováno kontaktním třením mezi kapalinami.
https://www.youtube.com/watch?feature
=player_embedded&v=qoE_L6tGHi0
https://www.youtube.com/watch?v=Pfg
W2Jz4BCQ
Schematic illustration of the setup for electro-spun fibers having core/sheath structure. (a) The spinneret was manufactured from two coaxial capillaries, through which healing agent (core) and polymer solution(sheath) were simultaneously ejected to form a continuous coaxial jet. Two different SEM images of healing agent encapsulated fibrous structures; (b) beads on string and (c) smooth tube, respectively. Inset figure of Fig. (b) and (c) is schematic of corresponding core/sheath structures, respectively. http://braungroup.beckman.illinois.edu/JeongHoPark.html
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť pomocí
elektrostatického zvlákňování
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
http://www.spraybase.com/new-products/
http://www.youtube.com/watch?v=IAGy7S6waE8
http://www.youtube.com/watch?v=Qds81ML5JBM
http://www.youtube.com/watch?v=fihWJ7NIaXU
Zvlákňování koaxiálních vláken je výrazně usnadněno, když vnitřní jehla
vyčnívá před vnější jehlu o zhruba polovinu jejího průměru.
Elektrické napětí
Nízké = přerušovaná polymerní tryska a vyskytuje se hodně kapek
Optimální = stabilní Taylorův kužel a kontinuální výsledky zvlákňování
Vysoké = formování více trysek z jednoho zvlákňovacího místa (jehly).
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Alternativa – výroba dutých vláken
http://www.hillsinc.net/images/meltblownfig1.jpg
http://www.mecc.co.jp/en/html/products/spinneret/ultra_co-axial.html
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
http://www.intechopen.com/books/nanofibers/core-shell-nanofibers-nano-
channel-and-capsule-by-coaxial-electrospinning
Výroba „vícekanálkových“ vláken – jádro-plášť
http://www.electro-spinning.com/multi_spinnerets.html
http://www.intechopen.com/books/nanofibers/core-shell-nanofibers-nano-
channel-and-capsule-by-coaxial-electrospinning
Koaxiální spiner
Slouží pro přípravu koaxiálních dvousložkových nanovláken vytvořených z vláken typu jádro/plášť
Při použití drahých polymerů je výhodou velmi malý objem plnící komory a minimální odpad nezvlákněného materiálu. Vysoká produktivita technologie zaručuje, že téměř veškerý přiváděný zvlákňovaný materiál je zvlákněn.
Možnosti inkorporace látek jako jsou nanočástice a léčivo.
Lucie Vysloužilová, KNT, FT, TUL
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Ing. Lucie Vysloužilová
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Koaxiální spinerbezjehlový
Slouží pro přípravu koaxiálních dvousložkových nanovláken vytvořených z vláken typu jádro/plášť
Při použití drahých polymerů je výhodou velmi malý objem plnící komory a minimální odpad nezvlákněného materiálu. Vysoká produktivita technologie zaručuje, že téměř veškerý přiváděný zvlákňovaný materiál je zvlákněn.
Možnosti inkorporace látek jako jsou nanočástice a léčivo.
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Pokorný, P. Fontánový spinner. Czech Republic Patent PV 2009-425. 2009.
Koaxiální spiner
bezjehlový
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Výroba bikomponentních vláken– jádro-plášť
http://www.arsenalmedical.com/technology/axiocore-drug-delivery-platform
http://www.arsenalmedical.com/sites/default/files/Fiber%20Society%202012.pdf
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Všeobecný problém
Potvrzování koaxiality elektrostaticky
zvlákněných vlákenných materiálů.
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť
Z taveniny
http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/8656
Výroba bikomponentních vláken –
strana-strana (side-by-side)
http://download.springer.com/
static/pdf/662/art%253A10.10
07%252Fs10853-014-8431-
9.pdf?auth66=1425896583_1
1fb565e8926b45d06a4ff9f92
5a1f19&ext=.pdf
http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/8656
Výroba bikomponentních vláken –
strana-strana (side-by-side)
The scanning electron microscopy (SEM) image of the electrospun HSPET/PTT nanofibers shown in the graphic indicates that the as-spun fibers have curly and helically crimped fiber morphologies. The average fiber diameter of the HSPET/PTT nanofiber is 800 nm, and the diameter of helix is about 1–1.5 μm, simultaneously the thread pitch of the helical structure is only about 1.5 μm that the whole fiber present a morphology of tight spring.
Výroba bikomponentních vláken – strana-strana (side-by-side)
Řízení orientace vláken -pattering
Řízení orientace vláken – vhodné kolektory
Rotující válec Vibrující deska
Ostrý disk Rámeček
Řízení orientace vláken
Síťový buben
Bodový kolektorVidlice
Řízení orientace vláken - pattering
Rotující válec
1Kolektor jako ROTUJÍCÍ VÁLEC
Nejjednodušší uspořádání.
Vysoká rychlost otáčení – tisíce otáček za minutu
Stupeň uspořádání vláken není vysoký
Orientace vláken v jednom směru znamená rovnost rychlosti ukládání vláken a rychlosti otáčení válce. Menší rychlost válce = náhodná orientace vláken; větší rychlost válce = vlákna mohou být přetrhávána.
Řízení orientace vláken - pattering
http://www.cosmobio.co.jp/export_e/products/cell_tissue_culture/products_hks_20090105.asp?entry_id=1643
Drátěný buben
2
Kolektor jako Drátěný buben
Rychlost otáčení výrazně nižší cca 1ot/min
Řízení orientace vláken - pattering
Drátěný buben
2
Kolektor jako Drátěný buben
Rychlost otáčení výrazně nižší cca 1ot/min
Řízení orientace vláken - pattering
www.clemson.edu
Ostrý disk
3
Rychlost otáčení v tisících otáček za minutu.
Řízení orientace vláken - pattering
http://www.mecc.co.jp/en/html/products/sd-series.html
Řízení orientace vláken - pattering
Rámeček
4
Řízení orientace vláken - pattering
Vidlice
5
Řízení orientace vláken - pattering
Rastrovaný kolektor
Např. tištěné spoje
Vibrující deska
6
7
Bodový kolektor
Řízení orientace vláken - pattering
Hybridní příze
Jedna z možností výroby
Hybridní příze
http://www.ros.hw.ac.uk/bitstream/10399/2245/1/BazbouzMB_0509_std.pdf
Hybridní přízeVýroba s Nanospiderem
Jirsák, O., Sanetrník, F., Chaloupek, J.: Nanofiber-covered yarns, Chemical
Fibers International 2/2011
Hybridní přízeVýroba s Nanospiderem
Jirsák, O., Sanetrník, F., Chaloupek, J.: Nanofiber-covered yarns, Chemical
Fibers International 2/2011
Hybridní přízeVýroba s Nanospiderem
Jirsák, O., Sanetrník, F., Chaloupek, J.: Nanofiber-covered yarns, Chemical
Fibers International 2/2011
Výroba nití pomocí
elektrostatického zvlákňování
Zvlákňování na hladinu
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití
Zvlákňování na hladinu
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití
Zvlákňování na hladinu
Výroba nití
Zvlákňování na hladinu
Výroba nití
Dvě trysky proti sobě opačně elektricky nabité
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití
Dvě trysky proti sobě opačně elektricky nabité
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití
Dvě trysky proti sobě opačně elektricky nabité
Výroba nití
Zákrut
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití pomocí elektrostatického zvlákňování – další způsoby
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití pomocí elektrostatického zvlákňování – další způsoby
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens
Výroba nití pomocí elektrostatického zvlákňování – další způsoby
průtah
zákrut
Výroba nití pomocí elektrostatického zvlákňování – další způsoby
Nanofibers and Nanotechnology in Textiles
P. Brown,K Stevens