JP2006524739A - Apparatus and method for electrostatic processing of polymer blends - Google Patents
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Abstract
ポリマー配合物を連続的に静電加工するのに有用な装置及び方法が提供される。該装置は、静電加工材料を連続的に噴出するよう動作可能な投入ステージと、噴出した材料が集積される集積ステージとを含む。該装置は、堆積した静電加工材料を集積ステージから連続的に取り出すためのデバイスを含む。該装置は、取り出された静電加工材料を巻き取るように動作可能なピックアップステージを任意選択的に含むことができる。前記静電加工材料の特性を変化させるために該材料に物質を塗布し、及び/又はローリング又は加熱などの該材料を物理的に処理するための処理ステージを提供することができる。静電加工材料は、マイクロスケール又はナノスケールの寸法を有することができる。Apparatus and methods are provided that are useful for continuously electrostatically processing polymer blends. The apparatus includes an input stage operable to continuously eject electrostatically processed material and an integration stage on which the ejected material is accumulated. The apparatus includes a device for continuously removing deposited electrostatic processing material from the integration stage. The apparatus can optionally include a pick-up stage operable to wind up the removed electrostatic processing material. A processing stage can be provided for applying a substance to the material to change the properties of the electromechanical material and / or physically processing the material, such as rolling or heating. The electrostatic processing material can have microscale or nanoscale dimensions.
Description
静電加工技法は、帯電したポリマー配合物を供給源からコレクタまで引き出すのに静電気力を用いる。静電気力は、液体を供給源からコレクタまで加速するように機能し、該コレクタ上で静電加工材料が集積される。 Electrostatic processing techniques use electrostatic forces to draw a charged polymer formulation from a source to a collector. The electrostatic force functions to accelerate the liquid from the source to the collector where the electrostatic processing material is integrated.
ポリマー配合物を静電加工する装置及び方法が提供される。該装置及び方法は、静電加工材料の連続製造を行うことができる。
ポリマー配合物を静電加工する装置の好ましい実施形態は、ポリマー配合物を含む静電加工材料を連続的に噴出するよう動作可能な投入ステージと、該投入ステージから間隔を置いて配置された集積ステージと、投入ステージから噴出した静電加工材料を集積ステージ上に堆積させる電場を生成するよう動作可能な電源装置と、集積ステージから静電加工材料を連続的に取り出すように配置された取出デバイスを含むピックアップステージと、を備える。
Apparatus and methods are provided for electrostatic processing polymer blends. The apparatus and method can perform continuous production of electrostatically processed materials.
A preferred embodiment of an apparatus for electrostatically processing a polymer formulation includes an input stage operable to continuously eject an electrostatically processed material containing the polymer compound and an integration spaced from the input stage. A stage, a power supply operable to generate an electric field for depositing the electrostatic processing material ejected from the input stage on the integration stage, and an extraction device arranged to continuously extract the electrostatic processing material from the integration stage And a pickup stage.
本発明の装置及び方法の好ましい実施形態を用いて静電加工することができるポリマー配合物には、ポリマー溶液、分散物、懸濁物、エマルジョン、これらの混合物、及びポリマーメルトがある。静電加工材料は、繊維、液滴、ビーズ、薄膜、乾燥多孔性薄膜、ウェブ、マット及び/又はこれらの組合せを含む種々の形態を有することができる。静電加工材料は、好ましくは、少なくとも1つのマイクロスケール又はナノスケールの寸法を有する。 Polymer formulations that can be electrostatically processed using the preferred embodiments of the apparatus and method of the present invention include polymer solutions, dispersions, suspensions, emulsions, mixtures thereof, and polymer melts. The electromechanical material can have a variety of forms including fibers, droplets, beads, thin films, dry porous thin films, webs, mats and / or combinations thereof. The electrostatic processing material preferably has at least one microscale or nanoscale dimension.
本発明の装置の別の好ましい実施形態は、集積ステージで、及び/又は集積ステージから取り出された後に静電加工材料を処理するよう動作可能な処理ステージを備える。例えば、該材料は、加熱、硬化、ロール、切断、延伸、及び/又は処理して、表面の化学構造を変化させることができる。処理ステージはまた、静電加工材料に1つ又はそれ以上の物質を施工するよう動作可能とすることができる。 Another preferred embodiment of the apparatus of the present invention comprises a processing stage operable to process the electromechanical material at and / or after being removed from the integration stage. For example, the material can be heated, cured, rolled, cut, stretched, and / or treated to change the chemical structure of the surface. The processing stage can also be operable to apply one or more substances to the electrostatic processing material.
本装置の別の好ましい実施形態は、静電加工材料の厚み及び/又は緩み量を検出する少なくとも1つの厚みセンサ及び/又は緩みセンサを備える。該装置は、該センサからの信号を受信して集積ステージ及び/又はピックアップステージを調整し、必要に応じて所要の厚み及び/又は緩み量を維持するよう動作可能なコントローラを含むことができる。 Another preferred embodiment of the apparatus comprises at least one thickness sensor and / or a looseness sensor that detects the thickness and / or amount of looseness of the electromechanical material. The apparatus can include a controller operable to receive a signal from the sensor to adjust the integration stage and / or the pickup stage and maintain a required thickness and / or amount of slack as needed.
ポリマー配合物を静電加工する方法の好ましい実施形態は、電場を発生させる段階と、投入ステージにポリマー配合物を供給する段階と、該電場を介して投入ステージから静電加工材料を連続的に噴出させる段階と、集積ステージで静電加工材料を集積する段階と、集積ステージから静電加工材料を連続的に取り出す段階とを含む。 A preferred embodiment of a method for electrostatically processing a polymer formulation includes the steps of generating an electric field, supplying a polymer formulation to the input stage, and continuously supplying the electrostatically processed material from the input stage via the electric field. The step of ejecting, the step of accumulating the electrostatic machining material at the accumulation stage, and the step of continuously removing the electrostatic machining material from the accumulation stage are included.
ポリマー配合物を静電加工する装置及び方法の好ましい実施形態は、静電加工材料の連続的製造を提供することができる。静電加工材料は、限定ではないが、繊維、液滴、ビード、薄膜、乾燥多孔質膜、ウェブ、マット及び/又はこれらの組合せを含む、種々の形態とすることができる。 Preferred embodiments of the apparatus and method for electrostatic processing of polymer blends can provide continuous production of electrostatic processed materials. The electroprocessed material can be in various forms including, but not limited to, fibers, droplets, beads, thin films, dry porous films, webs, mats, and / or combinations thereof.
静電加工材料は、マイクロスケール又はナノスケールの材料とすることができる。本明細書で用いられる用語「マイクロスケール」及び「ナノスケール」は、少なくとも1つのマイクロスケール寸法又は少なくとも1つのナノスケール寸法を有する材料をそれぞれ意味する。該寸法は、例えば、直径、最大横方向寸法、長さ、幅、及び/又は高さとすることができる。静電加工材料はまた、出発材料及び/又は加工条件を選択することによって変えることができる組成、構造及び特性を有することができる。 The electrostatic processing material can be a microscale or nanoscale material. The terms “microscale” and “nanoscale” as used herein refer to materials having at least one microscale dimension or at least one nanoscale dimension, respectively. The dimensions can be, for example, diameter, maximum lateral dimension, length, width, and / or height. The electrostatic processing material can also have a composition, structure and properties that can be varied by selecting starting materials and / or processing conditions.
本明細書で用いられる用語「静電加工」は、静電紡糸(電界紡糸)法及び静電噴霧(電界噴霧)法を意味する。静電紡糸法は繊維を製造し、静電噴霧法は液滴又は液滴のクラスターを製造する。こうした繊維は、集積ステージ上で連続的に集積し、一方、液滴又は液滴のクラスターは、集積ステージ上で個別の液滴で集積する。 As used herein, the term “electrostatic machining” means an electrostatic spinning (electrospinning) method and an electrostatic spraying (electrospray) method. Electrospinning produces fibers and electrostatic spraying produces droplets or clusters of droplets. Such fibers accumulate continuously on the accumulation stage, while droplets or clusters of droplets accumulate in individual droplets on the accumulation stage.
静電加工材料は、ポリマー系の構成成分を調整し、及び/又は印加電圧、投入ステージから集積ステージまでの距離、体積流量などといった種々の加工パラメータを変化させることにより、ポリマー配合物を静電紡糸又は静電噴霧することで形成することができる。加えて、ポリマー配合物の静電紡糸又は静電噴霧の何れも、濃度変化、溶媒選択、ポリマー分子量、ポリマー分岐などといったポリマー配合物の物理的特性を変えることによって制御することができる。 Electrostatically processed materials allow polymer formulations to be electrostatically modified by adjusting the constituents of the polymer system and / or changing various processing parameters such as applied voltage, distance from input stage to integration stage, volume flow rate, etc. It can be formed by spinning or electrostatic spraying. In addition, either electrospinning or spraying of the polymer formulation can be controlled by changing the physical properties of the polymer formulation, such as concentration changes, solvent selection, polymer molecular weight, polymer branching, and the like.
ポリマー配合物を静電加工する装置20の好ましい実施形態が、図1に示されている。装置20は、投入ステージ30及び集積ステージ40を備える。装置20はまた、以下で説明するように好ましくはピックアップステージを含む。装置20はまた、以下で説明するように集積後処理ステージを任意選択的に含むことができる。
A preferred embodiment of an apparatus 20 for electrostatic processing polymer blends is shown in FIG. The apparatus 20 includes an
投入ステージ30は、静電加工されるポリマー配合物45を連続的に噴出するよう作動する。以下で説明するように、投入ステージ30は、1つの投入デバイス、又は代替として複数の投入デバイスを備えることができる。静電加工材料72は、集積ステージ上に堆積され、好ましくは連続的に該ステージから取り出される。ポリマー配合物は、ポリマー溶液、分散物、懸濁物、エマルジョン、これらの混合物、又はポリマーメルトとすることができる。ポリマー配合物は、一相系又は二相系を含むことができる。例示的なポリマー配合物には、限定ではないが、アセチルセルロース、ポリ(エチレン−コ−酢酸ビニル)、ポリ乳酸、及びこれらのブレンド、ポリアクリロニトリル、ポリアニリン−スルフォン化スチレン、ポリアニリン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン及びこれらのブレンドが含まれる。ポリマー配合物のための例示的な好適な溶媒は、限定ではないが、水性溶媒ベースのポリマー配合物のための水と、有機溶媒ベースのポリマー配合物のためのアセトン並びにアルコールなどの有機溶媒を含む。
The
ポリマーメルトは、当業者には公知の技法によって調製され、静電加工することができる。調製技法は、加熱押出装置における溶融混合によるなどのポリマーの構成成分の予備混合及び溶融を含むことができる。静電加工技法は、例えば、Larrondo,L.及びS.John Manley,J 「ポリマーメルトによる静電紡糸、I.繊維形成及び特性の実験的観察」、Journal of Polymer Science, Polymer Phisics Ed., vol.19,(1981)909−920に記載されており、これはその全体が引用により本明細書に組み込まれる。 The polymer melt can be prepared and electrostatically processed by techniques known to those skilled in the art. Preparation techniques can include premixing and melting the polymer components, such as by melt mixing in a heated extrusion apparatus. Electrostatic machining techniques are described in, for example, Larondo, L .; And S. John Manley, J "Electrospinning with polymer melt, I. Experimental observation of fiber formation and properties", Journal of Polymer Science, Polymer Phisics Ed. , Vol. 19, (1981) 909-920, which is incorporated herein by reference in its entirety.
該実施形態において、投入ステージ30は、該投入ステージに電圧を印加する電源装置50に電気的に接続される。電源装置50は、DC又はAC電源装置とすることができる。該実施形態において、集積ステージ40は、接地電位である。集積ステージ40を接地電位の状態として、投入ステージ30に十分な高電圧を印加することにより、投入ステージと集積ステージとの間の空間に電場を発生させることができる。投入ステージ30及び集積ステージ40は、ポリマー配合物の静電加工を開始させるのに十分な電界強度を生成するため互いに十分に近接している。投入ステージ30は、ポリマー配合物45を電場内に導入するよう作動する。該電場は、投入ステージ30から集積ステージ40までの空間を介してポリマー配合物を引き出す静電力を生じ、特にポリマー配合物の加工中に静電噴霧から静電紡糸への移行が生じるときに該集積ステージでポリマー配合物が堆積して、繊維、液滴、及び/又は、繊維及び/又は滴状物から構成される構造体を形成する。ポリマー配合物によっては、静電噴霧から静電紡糸への移行は、ポリマー配合物内のポリマーの濃度が高くなるにつれて発生する場合もあれば、発生しない場合もある。
In this embodiment, the making
投入ステージ30の好ましい実施形態が、図2に示されている。投入ステージ30は、マニフォルド134と流体連通する流路132を含む投入デバイス130を備える。マニフォルド134は、図示のように、単一ノズル、又は好ましくは複数のノズルを含むことができる。ノズル136は、図示されているように互いに平行に配列することができ、もしくは他の所望の向きを有することができる。ノズル136は、図示のように水平面に配置することができ、或いは代替として、集積ステージ40上の静電加工材料の衝突方向を変えるために水平に対して種々の角度で配置してもよい。
A preferred embodiment of the
マニフォルド134内のノズル136の数は、投入デバイス130からの繊維の所要スループット又はポリマーが堆積する集積ステージの集積面の寸法などの種々の要因に基づいて選択することができる。マニフォルド134内のノズル136の数及び/又はノズル136を含むマニフォルド134の数を装置内で増大させて、静電加工材料のスループットを高めることができる。
The number of
加えて、マニフォルド134のノズル136の開口の寸法は、互いに同じとすることができ、或いは、2つ又はそれ以上のノズルが異なる寸法の開口を有していてもよい。ノズル136は、所要の特性を備えたポリマー配合物の噴流又は噴霧を生じさせる好適なノズル開口寸法及び長さを有することができる。
In addition, the dimensions of the
ポリマー配合物は、流路132と流体連通して供給源138から投入デバイスの流路132に供給される。供給源138は、装置の作動によって静電加工材料の所要量を連続的に製造することを可能とするのに十分大きい容量のポリマー配合物を有することが好ましい。
The polymer blend is supplied from the
投入ステージ30は、好ましくは供給源138と流路132との間に少なくとも1つのポンプ137を備える。ポンプ137は、好ましくはある制御速度でマニフォルド134にポリマー配合物を供給するよう作動し、これによってノズル136からのポリマー配合物の噴出速度を制御する。ポンプ137を用いて、単一マニフォルド、又は代替として2つ又はそれ以上のマニフォルドに供給することができる。
The
別の好ましい実施形態において、ポリマー配合物は、例えば、重力、圧縮空気、ピストン運動などが含まれる種々の代替供給技法を用いて、マニフォルド134の1つ又はそれ以上のノズル136を通して供給することができる。
In another preferred embodiment, the polymer blend is fed through one or
図3は、別の好ましい実施形態による投入デバイス230を表す。投入デバイス230は、ポリマー配合物、溶媒、少なくとも1つの任意選択的な活性成分、又は溶媒と少なくとも1つの任意選択的な活性成分との混合物の第1の供給源238に流体連通する第1のフローパス233と、ポリマー配合物、溶媒、少なくとも1つの任意選択的な活性成分、又は溶媒と少なくとも1つの任意選択的な活性成分との混合物の第2の供給源239に流体連通する第2のフローパス235とを含む。第1及び第2のポリマー配合物は、同じ配合物又は異なる配合物とすることができる。該活性成分は、例えば、少なくとも1つの架橋剤、光開始剤、熱開始剤又は同様のものとすることができる。
FIG. 3 represents an
第1のフローパス233及び第2のフローパス235は、流路232と流体連通している。投入デバイス230は、単一のポリマー配合物、又は2成分ポリマー配合物から静電加工材料を製造するよう作動する。詳細には、第1のフローパス233及び第2のフローパス235を介して同じ配合物又は異なる配合物を導入することができ、ここで該ポリマー配合物が共に混合されて混合ポリマー配合物を形成し、これがノズル236から噴出される。代替として、ポリマー配合物は、第1の供給源238又は第2の供給源239から供給され、溶媒又は活性成分が第1の供給源238又は第2の供給源239の他方から供給されて、ポリマー配合物の組成及び/又は加工特性に影響を与えるポリマー配合物組成を変えることができる。
The first flow path 233 and the second flow path 235 are in fluid communication with the flow path 232. The
実施形態において、投入デバイス230は、好ましくは、第1の供給源238と流路232との間に第1のポンプ237及び第1のバルブ241と、第2の供給源239と流路232との間に第2のポンプ240及び第2のバルブ243とを備えて、第1の供給源238及び第2の供給源239の内容物を好ましくは制御流量でマニフォルド234に供給し、これにより投入デバイス230の1つ又はそれ以上のノズル236からのポリマー配合物の噴出速度を制御する。
In an embodiment, the
必要であれば、ノズルの清浄のために、溶媒のみを第1の供給源238又は第2の供給源239からマニフォルド234に流すことができる。 If necessary, only solvent can flow from the first source 238 or the second source 239 to the manifold 234 to clean the nozzle.
好ましい実施形態において、流路232に沿ってインラインミキサ244を設けて、ノズル236から噴出する前にポリマー配合物の混合を促進することができる。
In a preferred embodiment, an in-line mixer 244 can be provided along the flow path 232 to facilitate mixing of the polymer blend prior to ejection from the
図4は、別の好ましい実施形態による投入デバイス330を表す。投入デバイス330は、ポリマー配合物を収容する開放型コンテナ332及びブラシ340を含む。投入デバイス330はまた、静電加工の間にポリマー配合物が消費されるとコンテナ332内のポリマー配合物を補給する、図3に示されるようなポリマー配合物供給システム344を含む。
FIG. 4 represents an
ブラシ340は、金属又は合金などの導電性材料で作られた複数のブリストル342を含む。ブラシ340は、矢印Aによって示されるように所要速度でブラシ340を回転させるよう動作可能な可変速モータなどの適切な駆動源345に接続することができる。電源装置346は、軸部347など、ブラシ340に電気的に接続することができる。電源装置346は、DC又はAC電源装置の何れかとすることができる。ブラシ340の回転の間、ブリストル342は、コンテナ332内のポリマー配合物に接触して湿潤され、ポリマー配合物45を電場に噴出させる。
The
図5は、別の好ましい実施形態による投入デバイス430を示す。投入デバイス430は、代替のブラシ440と、ポリマー配合物45を収容するコンテナ430とを含む。ブラシ440は、本体442と、該本体442から外側に延びるブリストル様延伸部444とを含む。ブラシ440は、導電性金属又は合金で作られる。矢印Bで表されるブラシ440の回転中、延伸部444は、コンテナ432内のポリマー配合物45に接触して湿潤され、これによりポリマー配合物45が電場内に噴出して、集積ステージに向かって引き寄せられる。
FIG. 5 shows an input device 430 according to another preferred embodiment. The dosing device 430 includes an
別の好ましい実施形態による投入デバイス530が、図6に示されている。投入デバイス530は、ポリマー配合物流路560、洗浄液流路570、及び表面552から外側に延びる複数のノズル581〜588を含む。投入デバイス530のノズルの数は、ポリマー配合物の所要の噴出パターン及びスループットをもたらすために可変とすることができる。ポリマー配合物は、該ポリマー配合物の供給源からポリマー配合物流路560に供給される。洗浄液は、該洗浄液の供給源から洗浄液流路570に供給される。
An input device 530 according to another preferred embodiment is shown in FIG. The dosing device 530 includes a polymer
投入デバイス530は、矢印Cによって表されるように回転可能であり、その結果、ノズル581〜588は、順次、ポリマー配合物を収容するポリマー配合物流路560に流体連通するようになる。図示のように、投入デバイス530が特定の角度方向にあるときに、ノズル581のようなノズルがポリマー配合物流路560に流体連通し、これによりポリマー配合物をノズルから噴出させることができる。
The dosing device 530 is rotatable as represented by arrow C so that the nozzles 581-588 are in sequential fluid communication with the polymer
投入デバイス530は、開口591を有する固定マスク590を含む。マスク590は、ノズル581〜588の入口端部を覆うために設けられる。投入デバイス530の図示された位置において、マスク590は、ノズル582〜588の入口を覆い、洗浄液がこれらのノズルへ流れ込むのを阻止する。ノズルが開口591場所の上を回転すると、該開口591はノズルに洗浄液を供給する。洗浄液は、投入デバイス530の図示された位置においてマスク590の開口591と流体連通するノズル585に流入することができる。従って、ノズル581〜588がマスク上を順に回転すると、該ノズル581〜588に順次洗浄液を供給することができる。 The input device 530 includes a fixed mask 590 having an opening 591. The mask 590 is provided to cover the inlet end portions of the nozzles 581 to 588. In the illustrated position of the dosing device 530, the mask 590 covers the inlets of the nozzles 582-588 and prevents cleaning liquid from flowing into these nozzles. As the nozzle rotates over the location of the opening 591, the opening 591 supplies cleaning liquid to the nozzle. The cleaning liquid can flow into a nozzle 585 that is in fluid communication with the opening 591 of the mask 590 at the illustrated location of the dosing device 530. Accordingly, when the nozzles 581 to 588 are sequentially rotated on the mask, the cleaning liquid can be sequentially supplied to the nozzles 581 to 588.
洗浄液は、投入デバイス530の作動中にノズル581〜588の流路内に堆積する可能性があるポリマー材料を除去するのに効果的な任意の適切な液体とすることができる。例えば、洗浄液は、水ベースのポリマー配合物における水であり、或いは、溶媒ベースのポリマー配合物におけるアセトン、アルコール、又は他の有機溶媒とすることができる。洗浄液は、ノズルの流路から堆積ポリマー材料の除去を促進するために、ノズル581〜588中を好ましくは高圧で流される。従って、ノズル581〜588は、投入デバイス530の作動の間に洗浄して、ノズルからのポリマー配合物の噴出をより安定して均質に行うことができる。 The cleaning liquid can be any suitable liquid that is effective to remove polymer material that may accumulate in the flow path of nozzles 581-588 during operation of dosing device 530. For example, the cleaning liquid can be water in a water-based polymer formulation, or it can be acetone, alcohol, or other organic solvent in a solvent-based polymer formulation. The cleaning liquid is flowed through the nozzles 581-588, preferably at high pressure, to facilitate removal of the deposited polymer material from the nozzle flow path. Accordingly, the nozzles 581-588 can be cleaned during operation of the dosing device 530 to more stably and homogeneously eject the polymer blend from the nozzle.
投入ステージ30は、異なるポリマー材料から構成されたマット又はウェブのような静電加工材料構造体の製造を可能とするため、又は異なる組成特性及び/又は密度特性を有する構造体を製造するために上述の投入デバイス130、230、330、430及び530などの1つ又はそれ以上の投入デバイスを含むことができる。投入ステージ30の異なる投入デバイスの相対的空間配置は、相互に且つ集積ステージ40に対して異なる密度、形態、又は他の特性を有する繊維質構造体を製造するように選択することができる。
The
電場は、種々の好ましい構成に従って投入ステージ30と集積ステージ40との間に生成することができる。例えば、ポリマー配合物投入デバイスは、電源装置の電極に電気的に接続された導電性部分を含むことができる。導電性部分は、例えば、投入デバイス130及び230それぞれのマニフォルド134(図2)及び234(図3)とすることができ、又は投入デバイス330及び430それぞれのブラシ340(図4)及びブラシ440(図5)とすることができる。代替として、投入デバイス530のポリマー配合物流路560内に電極を配置することによってポリマー配合物を帯電させることができる。
The electric field can be generated between the
しかしながら、代替として、投入ステージと集積ステージとの間に電場を発生させるために投入ステージが接地された状態で、集積ステージ40を帯電させることができることは当業者であれば理解されるであろう。
However, those skilled in the art will appreciate that, alternatively, the
装置100の好ましい実施形態が図7に示される。装置100は、上述の投入デバイス230のような投入デバイスと、集積ステージ40と、該集積ステージ40から下流側にある集積後ステージ60とを含む。図示のように、ポリマー配合物45が、投入デバイス230から集積デバイス40のターゲット70上に噴出され、静電加工材料72がターゲット70の外側表面74上に形成されて、該静電加工材料がピックアップステージで集積される。
A preferred embodiment of the
ターゲット70は種々の形状及び寸法を有することができる本体76を含む。図示されるように、本体76は、円筒状の外側表面74を有する円筒ロールとすることができる。代替的に、本体76の外側表面74は、楕円などの他の形状を有することができる。外側表面74は、1つ又はそれ以上の平坦部分及び/又は起伏のある部分(例えば隆起、並びに陥凹、溝、経路などを含む)を含むことができる。外側表面74の形状及び/又は表面構造は、堆積されたポリマー材料の所要の形状などの要因に基づいて選択することができる。
The
ターゲット70の本体76は中実とすることができ、或いは代替としてターゲット70を軽量化するために中空であってもよい。本体76は、アルミニウム、アルミニウム合金、又は類似の金属などの好適な導電性材料を含むことができる。ターゲット70は、全体を導電性材料で作ることができ、或いは代替として、本体76の上に形成され且つ外側表面を含む導電性被膜などの外側部分を含むことができる。
The
ターゲット70の別の好ましい実施形態は、非伝導性材料で作ることができる。このような実施形態においては、DC又はAC電源装置の何れかとすることができる電源装置の電極に接続されるか、或いは代替として投入ステージに電圧が印加された状態で接地された導電性材料製の部材に十分に接近してターゲット70が配置され、電場を生成するようにする。ポリマー配合物は、投入ステージ30から噴出され、該導電性部材に向かって引き寄せられて、ターゲット70上に堆積される。
Another preferred embodiment of
装置100は、1つの投入ステージと1つのターゲット70とを含むことができ、或いは代替として1つ又はそれ以上の投入ステージと2つ又はそれ以上のターゲットとを含むことができる。1つより多いターゲットを組込むことにより、装置100は、異なるターゲット上に同じか又は異なるポリマー組成及び/又は構造体を有する、異なる静電加工材料構造体を製造することができる。異なる構造体は、同時又は順次といったどのような所要の順序で異なるターゲット上に製造することができる。
The
ターゲット70は、装置100の作動中にポリマー配合物が衝突するターゲットの位置を変化させるために、選択的に回転可能(矢印Dによって示されるように)であり、及び/又はx、y及び/又はz方向で並進可能であるのが好ましい。回転機能を与えるために、ターゲット70はシャフト78に取付けることができ、該シャフトは、装置100のセットアップ及び/又は作動中にターゲット70を1方向又は揺動回転で回転するよう動作可能なモータ80(好ましくは可変速モータ)に作動的に接続されて、ターゲット上で静電加工材料の形成を制御する。
例えば、ターゲット70は、完全及び/又は部分的に反回転で選択的に回転可能であるのが好ましい。
For example, the
並進機能を与えるためには、ターゲット70は、x、y及び/又はz方向に並進することができる並進可能ターゲット支持体に取付けることができる。
To provide a translation function, the
ターゲット70上に堆積される静電加工材料の厚みを制御するために、ターゲット70は、静電加工の間異なる速度で回転可能及び/又は並進可能であるのが好ましい。
In order to control the thickness of the electrostatic processing material deposited on the
装置100のピックアップステージ60は、ターゲット70から静電加工材料72を取り出すように作動する。ピックアップステージ60は、好ましくは、ターゲット70から静電加工材料72を連続的に取り出すように作動して、装置100の作動による連続製造を可能とする。好ましくは、ピックアップステージ60はまた、取り出された静電加工材料72を集積する。集積された静電加工材料72は、その構造及び/又は特性を変化させるように1つ又はそれ以上の加工後処理を施すことができる。
The pick-up
ピックアップステージ60は、ターゲットから静電加工材料72を取り出すための好適なデバイスを含む。例えば、ピックアップステージ60は、ターゲット表面74から静電加工材料72を取り出すために、該ターゲット70と動作可能に相互作用するようにターゲット70に対して位置付けられた1つ又はそれ以上のドクターブレードを含むことができる。代替として、ピックアップステージは、取り出した静電加工材料72をターゲット70から所要の場所に移送するために、機械的、真空的、又は気体アシストデバイスを含むことができる。
The pick-up
ピックアップステージ60は、ロール64のような1つのロール、又は代替として2つ又はそれ以上のロールを備えることができる。ロール64は、矢印Eで示されるように回転して、ターゲット70から取り出した静電加工材料72を該ロール上に巻き取る。ロール64は、装置100の作動中にロール64を回転させるように作動するモータ68に作動的に接続され、静電加工材料72のロール上への巻き取りを制御するのが好ましい。加えて、ロール64は、ターゲット70の回転速度に応じて異なる速度で回転可能であるのが好ましい。
The pick-up
複数のロールを含むピックアップステージ60の好ましい実施形態においては、例えば、ロールを垂直に積み重ねて、加工中に中断することなくロール交換を行うことができる。
In a preferred embodiment of the pick-up
ロール64はまた、ターゲット70の並進移動に追随するよう並進可能である。例えば、ターゲット70及びロールは、共通の並進支持体に取付けることができる。
The
ロール64上の取り出される静電加工材料72のピックアップの速度は、静電加工材料72がターゲット上に堆積される速度と同じであってもよく、又は異なっていてもよい。複数のロールを含むピックアップステージ60の好ましい実施形態においては、好ましくはロールを互いに異なる速度で動作させ、取り出される静電加工材料72を加工して密度及び/又は形態などの特性を変えることができる。
The speed of pick-up of the
装置100は、好ましくは、ターゲット70上の静電加工材料72の厚みを検出するように配置された少なくとも1つの厚みセンサ110を含む。厚みセンサ110は、例えば、反射型レーザセンサとすることができ、該センサは材料上に発光する。このような厚みセンサ110は、光112が静電加工材料72上に衝突して厚みセンサ110に反射して戻るのに必要な時間に基づいて、ターゲット70上の静電加工材料の厚みを求める。光センサなどの他の形式のセンサをターゲット70上の静電加工材料の厚みを求めるために装置100において代替的に使用することができる。
The
装置100はまた、好ましくはコントローラ115を含み、該コントローラは、厚みセンサ110からの信号を受信して静電加工材料72の厚みを求めるように作動する。静電加工材料72の厚みが所要の厚みを上回るか又は下回るかを該コントローラが割り出すと、コントローラ115は、モータ80に信号を送り、ターゲット70の回転及び/又は並進速度を調整させ、堆積範囲でのターゲット70の堆積表面の滞留時間を増減することができる。従って、装置100は、ターゲット70上の堆積された静電加工材料の厚みを制御することができる。このようにして、ターゲット70の回転及び/又は並進速度を調整して、該装置による静電加工材料の製造の速度を制御することができる。
The
装置100はまた、好ましくは、ターゲット70とロール64との間の1つ又はそれ以上の選択された場所での静電加工材料72における緩みの量を検出するために位置付けられた少なくとも1つの緩みセンサ120を含む。緩みセンサ120はまた、上述のような反射型レーザセンサとすることができ、該センサは光122が静電加工材料72上に衝突して緩みセンサ120に反射して戻るのに必要な時間に基づいて静電加工材料の緩みの量を求める。
The
緩みセンサ120はまた、コントローラ115に電気的に接続される。緩みセンサ10は、信号をコントローラ115に送信し、次いで該コントローラは、静電加工材料72の緩みの量を求める。緩みの量が所要値と異なる場合には、コントローラ115は、静電加工材料72内の緩みの所要レベルを維持する目的で、モータ68に信号を送信し、ターゲット70の回転及び/又は並進速度に応じてロール64の回転及び/又は並進速度を調整させる。
The
ターゲット70から取り出される静電加工材料72は、空気中を通過するか、又は代替として別の流体媒体を通ってピックアップステージ60に移送することができる。例えば、取り出された静電加工材料を1つ又はそれ以上の液体を通して移送し、ポリマー材料を処理することができる。例えば、該液体は、接着性配合物(例えば、PVA接着剤、ポリアクリレート接着剤、又は同様のもの)、又は静電加工材料72における繊維間結合の形成に有効な溶媒とすることができる。
The
図8に示されるように、別の好ましい実施形態による装置200は、集積ステージ40とピックアップステージ60との間に配置された集積後処理ステージ125を含む。処理ステージ125は、ポリマー材料に所要の物理的、化学的及び/又は電気的特性を与えるよう動作する。例えば、静電加工材料は、加熱し、硬化し、又はコロナ処理を行うことができる。
As shown in FIG. 8, an
例えば、処理ステージ125は、該材料を所要温度まで加熱するよう動作する放射線照射デバイスを含むことができる。該放射線照射デバイスは、例えば、一般的なヒータ又は赤外線ヒータなどのヒータ、或いは加熱炉とすることができる。該ヒータは、材料を好適な高温まで加熱して、例えば、静電加工材料72を乾燥又は硬化させることができる。静電加工材料72が、上述のように既に液体を通って移送されている場合には、乾燥を行うことができる。処理ステージ125は、紫外(UV)光源又は電子ビーム源を含むことができ、これらを用いて幾つかのポリマー配合物を硬化させことができる。静電加工材料の化学構造に対して変えることが望ましい場合には、処理ステージ125は、表面官能基を生成するため静電加工材料をコロナ処理にかけるよう動作するコロナ処理デバイスを含むことができる。
For example, the
処理ステージ125はまた、或いは代替として、静電加工材料上に1つ又はそれ以上の所要の物質を堆積するよう動作することができる。例えば、処理ステージ125は、1つ又はそれ以上のドーパント及び/又は触媒の供給源を含むことができ、これらを静電加工材料に施工することができる。代替として、処理ステージ125は、該材料に施工可能な1つ又はそれ以上の薬物又は活性成分の供給源を含むことができる。
The
代替として、処理ステージは、取り出されたポリマー材料上に1つ又はそれ以上の被膜層を施工することができる。例えば、所要の化学的及び/又は物理的特性を有する被膜を取り出された静電加工材料上に堆積させることできる。 Alternatively, the processing stage can apply one or more coating layers on the removed polymer material. For example, a coating having the required chemical and / or physical properties can be deposited on the removed electrostatic processing material.
1つ又はそれ以上の物質又は被膜は、好適なアプリケータ・デバイスを用いて、噴霧、浸漬、ローリング、ブラッシング、堆積処理、又は同様のものといった適切な施工プロセスによって処理ステージで静電加工材料に施工することができる。 One or more substances or coatings may be applied to the electrostatic processing material at the processing stage by a suitable application process such as spraying, dipping, rolling, brushing, deposition processing, or the like, using a suitable applicator device. Can be constructed.
図9は、別の好ましい実施形態による装置300を表す。装置300は、ロール65を含むローリングスタンドを含み、該ロールを介して静電加工材料72が移送される。ロール64は、静電加工材料72の厚みを所要の厚みにまで低減することができる。加えて、ロール64及びロール65の回転速度を変化させることにより、静電加工材料を延伸して、材料に方向性応力を加えることができる。
FIG. 9 represents an
図10は、別の好ましい実施形態による装置400を表す。装置400は、リリースシート69のロール67のようなアプリケータを含み、該アプリケータは、リリースシートを集積ステージで静電加工材料72に施工して、巻き取られた材料の粘着を防止し且つ分離をより容易にすることができるようにする。
FIG. 10 represents an apparatus 400 according to another preferred embodiment. Apparatus 400 includes an applicator, such as a
別の好ましい実施形態によれば、静電加工材料72は、ターゲット70から取り出された後で切断することができる。例えば、切断ステージは、連続した長さの静電加工材料72をロール64上に巻き取る代わりとして、取り出された静電加工材料72を所要の長さのマットに切断するように配置することができる。
According to another preferred embodiment, the
図11は、別の好ましい実施形態による装置500を示す。装置500は、図5に示される投入デバイス430を含む。図示のように、装置500は、静電加工材料72をターゲット70上にある間に処理するために配置された処理ステージ225を含むことができる。例えば、1つ又はそれ以上の物質は、上述のように処理ステージ125ではなく、或いは処理ステージに加えてターゲット70で静電加工材料72に施工することができる。
FIG. 11 shows an
図12は、図6に示された投入デバイス530を含む、別の好ましい実施形態による装置600を示す。
FIG. 12 shows an
図13は、別の好ましい実施形態による装置700を示す。装置700は、投入ステージ30及び集積ステージ40を含む。投入ステージ30は、図示されるような複数ノズルの投入デバイスを含むことができる。しかしながら、投入ステージ30は、代替として、例えば上述のような投入デバイス330、430又は530を含むことができる。
FIG. 13 shows an
集積ステージ40は、ターゲット70と液体92のコンテナ90とを含む。ターゲット70が回転すると、ターゲット70の一部分が液体92に接触して湿潤される。液体92の供給源91はコンテナ90に流体連通し、加工中に消費される液体を補充する。
The
別の好ましい実施形態において、装置700は、ターゲット70上に堆積した静電加工材料に液体を施工するためのカスケード型液体供給源を含むことができる。
In another preferred embodiment, the
ターゲット70が回転すると、ターゲット上の静電加工材料は、液体に接触する。液体92は、好ましくは、静電加工材料に対して所要の特性、特徴及び/又は形態を与えるのに有効な組成、又は繊維間結合などの静電加工材料の結合を促進するのに有効な組成を有する。例えば、液体92は、静電加工材料の相分離を生じさせる相分離形成溶液とすることができ、結果として異なる繊維形態又は液体吸収をもたらす。代替として、液体92は、架橋剤、触媒又は同様のものなどの、静電加工材料内に吸収される活性剤とすることができる。別の実施として、液体92は、ターゲット70上に堆積した静電加工材料から結合した構造体を形成させるのに有効な、ウェブ又はマットなどのバインダとすることができる。
As the
図14は、別の好ましい実施形態による装置800を示す。装置800は、投入ステージ30及び集積ステージ40を含む。投入ステージ30は、図のような複数オリフィス型投入デバイスを含むことができる。代替として、投入ステージ30は、例えば、上述の投入デバイス330、430又は530を含むことができる。
FIG. 14 shows an
集積ステージ40は、固定式又は可動式とすることができる漏斗形ターゲット95を含む。ターゲット95は、円錐部分96と該ターゲットを貫通して延びる流路97とを含む。図示のように、ポリマー配合物45が、投入デバイス30から噴出され、静電加工材料72が、ターゲット95の円錐部分96の内側表面上に集積される。集積した静電加工材料72は、ガスガン又は同様のものなどの適切なガス放出デバイス98を用いて円錐部分96から取り出すことができる。真空システムによって流路97内に真空が生成され、繊維が、該流路を通って連続スレッド99として繊維が引き出される。スレッド99は、スプール上又は同様のものなどに集積することができる。
The
上記は本発明の実施に関する例示的な形態であり、限定を意図するものではない。当業者であれば、添付の請求項に記載された本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に対する修正を行い得ることが理解されるであろう。 The above are exemplary forms of implementation of the invention and are not intended to be limiting. Those skilled in the art will recognize that modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.
20 静電加工装置
30 投入ステージ
40 集積ステージ
45 ポリマー配合物
50 電源装置
72 静電加工材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20
Claims (55)
ポリマー配合物を含む静電加工材料を連続的に噴出するよう動作可能な投入ステージと、
前記投入ステージから間隔を置いて配置された集積ステージと、
前記投入ステージから噴出された前記静電加工材料を前記集積ステージ上に堆積させる電場を発生するよう動作可能な電源装置と、
前記集積ステージから前記静電加工材料を連続的に取り出すように配置された取出デバイスを含むピックアップステージと、
を備える装置。 An apparatus for electrostatic processing of polymer blends,
An input stage operable to continuously eject electrostatically processed material containing a polymer blend;
An integration stage spaced from the input stage;
A power supply device operable to generate an electric field for depositing the electrostatic processing material ejected from the input stage on the integration stage;
A pick-up stage including a pick-up device arranged to continuously pick up the electrostatic processing material from the integration stage;
A device comprising:
前記ポリマー配合物が通過して噴出する少なくとも1つのノズルを含むマニフォルドと、
前記マニフォルドに流体連通するポリマー配合物の供給源と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The input stage is
A manifold including at least one nozzle through which the polymer blend is ejected;
A source of polymer blend in fluid communication with the manifold;
The apparatus of claim 1, comprising:
前記ポリマー配合物が通過して噴出する少なくとも1つのノズルを含むマニフォルドと、
第1のフローパスを介して前記マニフォルドに流体連通する、第1のポリマー配合物と、第1の溶媒と、少なくとも1つの任意選択的な第1の活性成分と、前記第1の溶媒と前記少なくとも1つの任意選択的な第1の活性成分との混合物とからなる群から選択された第1の物質の第1の供給源と、
前記第1のフローパスに沿って配列され、前記第1の供給源から前記マニフォルドへの前記第1の物質の流れを制御するよう動作可能な第1のバルブと、
前記第1の供給源から前記マニフォルドに前記第1の物質をポンプ送給するため前記第1のフローパスに沿って配列された第1のポンプと、
第2のフローパスを介して前記マニフォルドに流体連通する、第2のポリマー配合物と、第2の溶媒と、少なくとも1つの任意選択的な第2の活性成分と、前記第1の溶媒と前記少なくとも1つの任意選択的な第2の活性成分との混合物とからなる群から選択された第2の物質の第2の供給源と、
前記第2のフローパスに沿って配列され、前記第2の供給源から前記マニフォルドへの前記第2の物質の流れを制御するよう動作可能な第2のバルブと、
前記第2の供給源から前記マニフォルドに前記第2の物質をポンプ送給するため前記第2のフローパスに沿って配列された第2のポンプと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The input stage is
A manifold including at least one nozzle through which the polymer blend is ejected;
A first polymer formulation, a first solvent, at least one optional first active ingredient, the first solvent, and the at least one in fluid communication with the manifold via a first flow path. A first source of a first substance selected from the group consisting of a mixture with one optional first active ingredient;
A first valve arranged along the first flow path and operable to control the flow of the first material from the first source to the manifold;
A first pump arranged along the first flow path for pumping the first substance from the first source to the manifold;
A second polymer formulation, a second solvent, at least one optional second active ingredient, the first solvent, and the at least one in fluid communication with the manifold via a second flow path. A second source of a second substance selected from the group consisting of a mixture with one optional second active ingredient;
A second valve arranged along the second flow path and operable to control the flow of the second material from the second source to the manifold;
A second pump arranged along the second flow path to pump the second substance from the second source to the manifold;
The apparatus of claim 1, comprising:
ブラシと、
前記ポリマー配合物を収容するコンテナと、
前記コンテナに流体連通する前記ポリマー配合物の供給源と、
を備え、
前記ブラシが、前記ポリマー配合物に接触して前記ポリマー配合物で湿潤されるように前記コンテナに対して回転可能であり、これにより前記コンテナから前記ポリマー配合物を噴出させることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The input device is
Brush and
A container containing the polymer blend;
A source of the polymer blend in fluid communication with the container;
With
The brush is rotatable relative to the container such that the brush contacts and is wetted by the polymer blend, thereby ejecting the polymer blend from the container. Item 2. The apparatus according to Item 1.
前記ポリマー配合物が通過して流れるポリマー配合物流路と、
洗浄液が通過して流れる洗浄液流路と、
入口を含むノズルと、
開口を含む固定マスクと、
を備え、
前記ノズルが、前記ノズルの前記入口を(i)前記ポリマー配合物流路に流体連通し、(ii)続いて前記洗浄液流路に流体連通して位置付けるように、前記マスク及び前記ポリマー配合物流路に対して回転可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The input device is
A polymer blend flow path through which the polymer blend flows;
A cleaning liquid flow path through which the cleaning liquid flows;
A nozzle including an inlet;
A fixed mask including an opening;
With
In the mask and the polymer blend flow path, the nozzle positions the inlet of the nozzle (i) in fluid communication with the polymer blend flow path and (ii) subsequently in fluid communication with the cleaning liquid flow path. 2. The device according to claim 1, wherein the device is rotatable relative to the device.
前記静電加工材料が堆積する少なくとも1つのターゲットと、
前記少なくとも1つのターゲットを前記投入ステージに対して回転及び/又は並進させるために前記少なくとも1つのターゲットに動作可能に接続され、前記少なくとも1つのターゲットを回転させる第1の可変速モータを任意選択的に備える第1の機構と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The integration stage comprises:
At least one target on which the electromechanical material is deposited;
A first variable speed motor is optionally connected to the at least one target to rotate and / or translate the at least one target relative to the input stage and rotate the at least one target. A first mechanism to prepare for,
The apparatus of claim 1, comprising:
前記噴射された静電加工材料が堆積する内側表面を有する円錐部分と前記ターゲットを貫通して延びる流路とを含む漏斗形ターゲットと、
前記円錐部分の内側表面から前記静電加工材料を取り出すためにガスを放出するように配列されたガス放出源と、
前記取り出された静電加工材料をスレッドとして前記流路を通じて引き出すように配列された真空システムと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The integration stage comprises:
A funnel-shaped target including a conical portion having an inner surface on which the sprayed electromechanical material is deposited and a flow path extending through the target;
A gas release source arranged to release a gas to remove the electrostatic processing material from an inner surface of the conical portion;
A vacuum system arranged to draw the removed electrostatically processed material as a thread through the flow path;
The apparatus of claim 1, comprising:
外側表面を有するターゲットと、
コンテナと、
相分離形成用液体、活性剤、バインダ、及びこれらの混合物からなる群から選択される液体を前記コンテナ内に供給する供給源と、
前記ターゲットの外側表面が前記液体と接触して湿潤されるように、前記ターゲットを前記コンテナに対して回転させる駆動源と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The integration stage comprises:
A target having an outer surface;
A container,
A source for supplying a liquid selected from the group consisting of a phase separation forming liquid, an activator, a binder, and mixtures thereof into the container;
A drive source that rotates the target relative to the container such that an outer surface of the target is wetted in contact with the liquid;
The apparatus of claim 1, comprising:
前記取り出された静電加工材料が巻き取られる少なくとも1つのロールと、
前記少なくとも1つのロールを前記集積ステージに対して回転及び/又は並進させるために前記少なくとも1つのロールに動作可能に接続され、前記少なくとも1つのロールを回転させる第2の可変速モータを任意選択的に含む第2の機構と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 The pickup stage is
At least one roll on which the removed electrostatic processing material is wound;
A second variable speed motor operably connected to the at least one roll for rotating and / or translating the at least one roll relative to the integrated stage and optionally rotating the at least one roll. A second mechanism included in
The apparatus of claim 1, comprising:
前記静電加工材料が堆積する少なくとも1つのターゲットと、
前記投入ステージに対して前記少なくとも1つのターゲットを回転及び/又は並進させるため前記少なくとも1つのターゲットに動作可能に接続された第1の機構と、
を含み、
(ii)前記ピックアップステージが、
前記取り出された静電加工材料が巻き取られる少なくとも1つのロールと、
前記集積ステージに対して前記少なくとも1つのロールを回転及び/又は並進させるため前記少なくとも1つのロールに動作可能に接続された第2の機構と、
を含み、
(iii)前記装置が更に、
前記少なくとも1つのターゲット上に堆積した前記静電加工材料の厚みを検出するよう動作可能な少なくとも1つの厚みセンサと、
前記少なくとも1つのターゲットと前記少なくとも1つのロールとの間の前記取り出された静電加工材料内の緩みの量を検出するよう動作可能な少なくとも1つの緩みセンサと、
前記第1の機構、第2の機構、少なくとも1つの厚みセンサ、及び少なくとも1つの緩みセンサに電気的に接続され、前記少なくとも1つの厚みセンサ及び前記少なくとも1つの緩みセンサからの信号を受信し、前記受信した信号に基づいて前記第1の機構及び前記第2の機構の作動を制御するよう動作可能なコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 (I) the integration stage is
At least one target on which the electromechanical material is deposited;
A first mechanism operably connected to the at least one target for rotating and / or translating the at least one target relative to the input stage;
Including
(Ii) The pickup stage is
At least one roll on which the removed electrostatic processing material is wound;
A second mechanism operably connected to the at least one roll for rotating and / or translating the at least one roll relative to the accumulation stage;
Including
(Iii) the device further comprises:
At least one thickness sensor operable to detect a thickness of the electromechanical material deposited on the at least one target;
At least one slack sensor operable to detect the amount of slack in the removed electromechanical material between the at least one target and the at least one roll;
Electrically connected to the first mechanism, the second mechanism, at least one thickness sensor, and at least one slack sensor, and receiving signals from the at least one thickness sensor and the at least one slack sensor; A controller operable to control operation of the first mechanism and the second mechanism based on the received signal;
The apparatus of claim 1, comprising:
装置の投入ステージと集積ステージとの間に電場を発生させる段階と、
前記投入ステージにポリマー配合物を供給する段階と、
前記投入ステージから静電加工材料を連続的に噴出させる段階と、
前記集積ステージで前記静電加工材料を集積させる段階と、
前記集積ステージから前記静電加工材料を連続的に取り出す段階と、
を含む方法。 A method of electrostatically processing a polymer blend comprising:
Generating an electric field between the input stage of the device and the integration stage;
Supplying a polymer blend to the input stage;
Continuously ejecting electrostatic processing material from the charging stage;
Accumulating the electrostatic processing material at the accumulation stage;
Continuously removing the electrostatic processing material from the integration stage;
Including methods.
前記静電加工材料が、繊維、液滴、ビード、薄膜、乾燥多孔薄膜、ウェブ、マット及び/又はこれらの組合せを含む、
ことを特徴とする請求項26に記載の方法。 The polymer blend is selected from the group consisting of polymer solutions, dispersions, suspensions, emulsions, mixtures thereof, and polymer melts;
The electrostatic processing material comprises fibers, droplets, beads, thin films, dry porous thin films, webs, mats and / or combinations thereof;
27. A method according to claim 26.
前記導電性材料に電圧を印加する段階と、
前記ブラシが前記ポリマー配合物に接触して湿潤されるように前記ブラシを回転させることによって前記投入ステージで前記静電加工材料を連続的に噴出する段階と、
前記電場によって前記ブラシから前記ポリマー配合物を取り出す段階と、
を含む請求項26に記載の方法。 The input stage comprises a rotatable brush comprising a conductive material, the method further comprising:
Applying a voltage to the conductive material;
Continuously ejecting the electrostatic processing material at the dosing stage by rotating the brush so that the brush is wetted in contact with the polymer blend;
Removing the polymer blend from the brush by the electric field;
27. The method of claim 26, comprising:
前記第1のノズルから前記静電加工材料を噴出させる段階と、
前記第2のノズル内に前記洗浄液供給源から洗浄液を供給する段階と、
を更に含む請求項26に記載の方法。 The input stage includes a first nozzle and a second nozzle, and the method includes:
Ejecting the electrostatic processing material from the first nozzle;
Supplying a cleaning liquid from the cleaning liquid supply source into the second nozzle;
27. The method of claim 26, further comprising:
前記ポリマー配合物の前記静電加工の間に前記投入ステージに対して少なくとも1つのターゲットを回転及び/又は並進させる段階と、
前記ポリマー配合物の前記静電加工の間に前記ターゲットの回転速度を任意選択的に変化させる段階と、
を含む請求項26に記載の方法。 The integration stage comprises at least one target on which the electromechanical material is deposited, the method further comprising:
Rotating and / or translating at least one target relative to the input stage during the electrostatic processing of the polymer blend;
Optionally changing the rotational speed of the target during the electrostatic processing of the polymer formulation;
27. The method of claim 26, comprising:
ガスを放出して前記円錐部分の前記内側表面から前記静電加工材料を取り出す段階と、
前記流路内を真空引きして、前記取り出された静電加工材料を前記流路を介してスレッドとして引き出す段階と、
を含む請求項26に記載の方法。 The integration stage comprises a funnel-shaped target that includes a conical portion having an inner surface on which the ejected electrostatic processing material is deposited and a flow path extending through the target, the method further comprising:
Releasing a gas to remove the electrostatic processing material from the inner surface of the conical portion;
Evacuating the inside of the flow path, and drawing out the extracted electrostatically processed material as a thread through the flow path;
27. The method of claim 26, comprising:
外側表面を有するターゲットと、
相分離形成液体、活性剤、及びバインダからなる群から選択される液体を収容するコンテナと、
を備え、前記方法が更に、前記ターゲットが前記液体に接触して湿潤されるように前記コンテナに対して前記ターゲットを回転させる段階を含む請求項26に記載の方法。 The integration stage comprises:
A target having an outer surface;
A container containing a liquid selected from the group consisting of a phase separation forming liquid, an activator, and a binder;
27. The method of claim 26, further comprising rotating the target relative to the container such that the target is wetted in contact with the liquid.
前記方法が更に、前記ポリマー配合物の静電加工の間に前記集積ステージに対して前記少なくとも1つのロールを回転及び/又は並進させる段階を含む請求項41に記載の方法。 The pick-up stage comprises at least one roll on which the taken electrostatic processing material is wound;
42. The method of claim 41, further comprising rotating and / or translating the at least one roll relative to the integration stage during electrostatic processing of the polymer blend.
前記ピックアップステージが、前記取り出された静電加工材料を巻き取る少なくとも1つのロールを備え、該少なくとも1つのロールが回転及び/又は並進可能であり、
前記方法が更に、前記ポリマー配合物の静電加工の間に前記少なくとも1つのターゲット及び/又は前記少なくとも1つのロールの回転を調整する段階、及び/又はこれらを並進させる段階を含む請求項26に記載の方法。 The integration stage comprises at least one target for integrating the electromechanical material, the at least one target being rotatable and / or translatable;
The pick-up stage comprises at least one roll for winding up the removed electrostatically processed material, the at least one roll being rotatable and / or translatable;
27. The method of claim 26, further comprising adjusting rotation of the at least one target and / or the at least one roll and / or translating them during electrostatic processing of the polymer blend. The method described.
前記求めた厚みが選択された厚みと異なるときに前記ポリマー配合物の静電加工の間に前記少なくとも1つのターゲット及び/又は前記少なくとも1つのロールの回転を調整する段階及び/又はこれらを並進させる段階と、
を更に含む請求項43に記載の方法。 Determining a thickness of the electrostatic processing material integrated on the at least one target;
Adjusting and / or translating the rotation of the at least one target and / or the at least one roll during electrostatic processing of the polymer blend when the determined thickness is different from the selected thickness. Stages,
44. The method of claim 43, further comprising:
前記求めた緩みの量が選択された緩みの量と異なるときに、前記ポリマー配合物の静電加工の間に前記少なくとも1つのターゲット及び/又は前記少なくとも1つのロールの回転を調整する段階及び/又はこれらを並進させる段階と、
を更に含む請求項43に記載の方法。 Determining the amount of slack in the electromechanical material at one or more locations between the at least one target and the at least one roll;
Adjusting rotation of the at least one target and / or the at least one roll during electrostatic processing of the polymer blend when the determined amount of looseness is different from the selected amount of looseness; and / or Or translating them, and
44. The method of claim 43, further comprising:
前記静電加工材料が堆積する少なくとも1つのターゲットと、
前記少なくとも1つのターゲットを前記投入ステージに対して回転及び/又は並進させるために前記少なくとも1つのターゲットに動作可能に接続された第1の機構と、
を含み、
(ii)前記ピックアップステージが、
前記取り出された静電加工材料が巻き取られる少なくとも1つのロールと、
前記少なくとも1つのロールを前記集積ステージに対して回転及び/又は並進させるため前記少なくとも1つのロールに動作可能に接続された第2の機構と、
を含み、
(iii)前記方法が更に、
前記少なくとも1つのターゲット上に堆積された前記静電加工材料の厚みを少なくとも1つの厚みセンサを用いて検出する段階と、
前記少なくとも1つのターゲットと前記少なくとも1つのロールとの間の前記取り出された静電加工材料内の緩みの量を少なくとも1つの緩みセンサを用いて検出する段階と、
前記少なくとも1つの厚みセンサ及び前記少なくとも1つの緩みセンサからの信号を受信し、前記受信信号に基づいて前記第1の機構及び前記第2の機構の作動を制御するコントローラを用いて、前記第1の機構及び前記第2の機構の作動を制御する段階と、
を更に含む請求項41に記載の方法。 (I) the integration stage is
At least one target on which the electrostatic processing material is deposited;
A first mechanism operably connected to the at least one target for rotating and / or translating the at least one target relative to the input stage;
Including
(Ii) The pickup stage is
At least one roll on which the removed electrostatic processing material is wound;
A second mechanism operably connected to the at least one roll for rotating and / or translating the at least one roll relative to the accumulation stage;
Including
(Iii) The method further comprises:
Detecting the thickness of the electromechanical material deposited on the at least one target using at least one thickness sensor;
Detecting the amount of slack in the removed electromechanical material between the at least one target and the at least one roll using at least one slack sensor;
Using the controller that receives signals from the at least one thickness sensor and the at least one looseness sensor and controls the operation of the first mechanism and the second mechanism based on the received signal, the first mechanism Controlling the operation of the mechanism and the second mechanism;
42. The method of claim 41, further comprising:
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