Produkce nanovláken pro různé typy aplikací. Řada LINEA
Technologie Nanospider™ používá zvlákňovací elektrodu ve tvaru tenké struny a pohyblivou hlavu pro nanášení roztoku polymeru po celé délce struny. Vlivem silného elektrického pole se pak nanovlákna formují z tenké vrstvy polymeru na elektrodě. Jednou z výhod této metody je, že se pro zvlákňování používá malé množství stále čerstvého roztoku, což je předpokladem pro udržení konstantních parametrů výstupního materiálu při dlouhodobé výrobě.
Technologie tak umožňuje zvlákňovat nejen z kapky polymeru procházejícího tryskou do elektrického pole, ale z celé tenké vrstvy roztoku polymeru. Během provozu se stroj stává uzavřeným systémem, který je zabezpečen ochrannými prvky, aby se zabránilo přístupu do zvlákňovací komory.
Uplatnění řady LINEA
Kouzlo je v technologickém postupu
Konfigurace představuje stacionární drátovou elektrodu, na kterou je pomocí speciální hlavy s kalibrovaným otvorem nanášen roztok pro zvlákňování. Tenká vrstva polymerního roztoku pokrývá povrch drátové elektrody. Vlivem působení vysokého napětí dochází k překonání povrchového napětí roztoku elektrostatickou silou a polymerní roztok je nucen se přesunout do oblasti s nižším elektrickým potenciálem. Tím se zahájí tvorba tzv. Taylorových kuželů. Zatímco proud kapaliny směřuje ke sběrné elektrodě, rozpouštědlo se odpařuje a vlákna se natahují a ukládají ve formě homogenní vrstvy na podkladový materiál, který přiléhá ke sběrné elektrodě.
Více elektrod pro vyšší produktivitu
Všechna zařízení v portfoliu používají stejnou technologii, což umožňuje snadné rozšíření výroby díky kombinaci více zvlákňovacích jednotek v jedné výrobní lince. Připojením precizní klimatizační jednotky je zajištěna stabilní výstupní vlhkost a teplota pro výrobu nanovláken nezávisle na proměnlivosti vstupních podmínek.
Benefity technologie
Vysoká produktivita
Příklad NS 8S1600U: 20 000 000 m² povlákněného materiálu ročně pro PA6, průměr vlákna 150 nm, plošná hmotnost 0,03 g/m³, 85% provozuschopnost
Nákladově efektivní výroba
Zařízení umožňuje optimalizaci procesu pro konkrétní polymer, podkladový materiál a parametry produktu.
Škálovatelnost produkce
Každá jednotka obsahuje 8 zvlákňovacích elektrod. Pro zvýšení produktivity lze do jedné výrobní linky zařadit až 4 zvlákňovací jednotky s celkovým počtem 32 zvlákňovacích elektrod.
Využití technologie LINEA v praxi
Vzduchová filtrace
Konkrétní oblasti uplatnění nanovláken:
- Vzduchotechnické průmyslové systémy (HVAC)
- Domácí klimatizace
- Filtry systému sání vzduchu do motoru
- Kabinové filtry v automobilech
- Plynové turbíny
Funkční oblečení
Nanovlákna lze aplikovat jako součást kompozitního materiálu. Konkrétní oblasti uplatnění nanovláken:
- Outdoorové oblečení
- Obuv
- Ochranné oblečení
Medicína
Konkrétní oblasti uplatnění nanovláken:
- Kryty ran
- Tkáňové inženýrství
- Ochranné textilie
- Distribuce léčiv
Produkty řady LINEA
Škálovatelná průmyslová výrobní linka
Nanospider™ NS 8S1600U
Nanospider™ NS 8S1600U je náš základní modul pro výrobu nanovláken ve velkém objemu. Je navržen pro snadné použití, škálovatelnost, modularitu a flexibilitu při výrobě nanovláken nejvyšší kvality. Jedná se o modulární zvlákňovací jednotku s 1,6 metru širokými zvlákňovacími elektrodami. Do jedné výrobní linky je možné kombinovat až čtyři jednotky NS 8S1600U, které jsou ročně schopné vyrobit desítky milionů čtverečních metrů nanomateriálu.
Technické parametry výrobní linky NS 8S1600U
| Počet zvlákňovacích jednotek | 1 |
|---|---|
| Počet nanášecích modulů | 2 |
| Moduly mohou být provozovány nezávisle, také s různými polymery | |
| Celkový počet zvlákňovacích elektrod | 8 (4 na modul) |
| Šířka zvlákňovací elektrody (nastavitelná šíře 1000–1600 mm) | 1600 mm |
| Napětí při zvlákňování | 0–140 kV |
| Rychlost odvíjení (v závislosti na požadované vrstvě nanovláken) | 0,2–40,0 m/min. |
| Vzdálenost zvlákňovací elektrody od podkladu | 150–250 mm |
| Vzdálenost strun sběrné elektrody nad podkladem | 30–130 mm |
| Spotřeba | 5 kW |
|
Rozměry stroje
|
Výška 2930 mm |
| Šířka 3200 mm | |
| Délka 2600 mm | |
| Váha 2500 kg | |
| Teplota | 20–30 °C |
|---|---|
| Vlhkost | 20–40 % RH |
| Doba provozu | Provoz 24/7 |
| Doba spouštění | Typicky do 20 min. |
| Čas potřebný k naplnění polymeru | 15 min. |
| Objem nádrže | 60 l (2×30 l) |
| Měsíční časová dotace na údržbu | Přibližně 15 hodin (záleží na procesu) |
| Obsluhující personál | 1,5 osoba/směna |
|---|---|
| Požadavky na výrobní prostory | Přibližně 200 m² (10×20 m) |
| Výška stropu minimálně 4 m | |
| Požadován je prostor s malou prašností | |
| Další speciální požadavky | Vhodné zpracování odpadního vzduchu |
| Suchý stlačený vzduch | |
| Inertní plyn | |
| Požadavky na ventilaci | Obvykle 2500 m³/h ‑ pro výrobní linku + periferie (pro linku s jednou zvlákňovací jednotkou) |
Snadný přechod z laboratorního měřítka do průmyslové výroby
Nanospider™ NS 4S1000U
Nanospider™ NS 4S1000U umožňuje výrobu nanovláken typu roll‑to‑roll v poloprůmyslovém měřítku. Linka je schopná vyrobit vrstvu šíře 1000 mm a lze ji doplnit o externí periferie. Je ideálním řešením pro ty, kteří jsou připraveni rozšířit svůj proces z laboratorního konceptu na velkoobjemovou výrobu a pro jemné doladění celého výrobního procesu před upscalingem na plnohodnotnou průmyslovou výrobu (NS 8S1600U).
Technické parametry výrobní linky NS 4S1000U
| Počet zvlákňovacích jednotek | 1 |
|---|---|
| Počet nanášecích modulů | 2 |
| Moduly mohou být provozovány nezávisle, také s různými polymery | |
| Celkový počet zvlákňovacích elektrod | 4 (2 na modul) |
| Šířka zvlákňovací elektrody (nastavitelná šíře 300–1000 mm) | 1000 mm |
| Napětí při zvlákňování | 0–140 kV |
| Rychlost odvíjení (v závislosti na požadované vrstvě nanovláken) | 0,2–12,0 m/min. |
| Vzdálenost elektrody od podkladu | 150–250 mm |
| Spotřeba | 6 kW |
| Rozměry stroje | Výška 2450 mm |
| Šířka 2300 mm | |
| Délka 2100 mm | |
| Váha 1500 kg | |
| Teplota | 20–30 °C |
|---|---|
| Vlhkost | 20–40 % RH |
| Doba provozu | Provoz 24/7 |
| Doba spouštění | Typicky do 20 min. |
| Čas potřebný k naplnění polymeru | 10 min. |
| Objem nádrže | 20 l |
| Měsíční časová dotace na údržbu | Přibližně 15 hodin (záleží na procesu) |
| Obsluhující personál | 1 osoba/směna |
|---|---|
| Požadavky na výrobní prostory | Přibližně 100 m² (10×10 m) |
| Výška stropu minimálně 4 m | |
| Požadován je prostor s malou prašností | |
| Další speciální požadavky | Vhodné zpracování odpadního vzduchu |
| Suchý stlačený vzduch | |
| Inertní plyn | |
| Požadavky na ventilaci | Obvykle 2000 m³/h ‑ pro výrobní linku + periferie (pro linku s jednou zvlákňovací jednotkou) |
Nezbytné periferie pro linky NS 8S1600U a NS 4S1000U
Precizní klimatizace
Atmosféra ve zvlákňovací komoře je jedním z nejdůležitějších faktorů, který ovlivňuje morfologii vláken i výkonnost procesu. Pro většinu receptur polymerních roztoků je cílová relativní vlhkost v rozmezí 20‑50 % a teplota v rozmezí 18‑30 °C. Klimatizační jednotka je navržena tak, aby zajišťovala přesnou regulaci vstupní teploty a relativní vlhkosti vzduchu ve zvlákňovací jednotce.
Stanice pro míchání polymerů
Zde se připravují roztoky polymerů pro použití ve zvlákňovací jednotce. Jedná se o nádobu s dvojitou stěnou, ve které se připravený roztok míchá a během přípravy se může různě zahřívat nebo chladit. Proces plnění a vypouštění chemikálií do procesních nádrží je navržen tak, aby minimalizoval zásah obsluhy.
Odvíjení a navíjení
Odvíječ i navíječ tvoří ocelové rámy s motory, které pohánějí odvíjecí a navíjecí pneumatické hřídele. Zařízení umožňuje obousměrné převíjení podkladového materiálu. Výměna a vkládání rolí podkladového materiálu je ruční. Odvíječ a navíječ je opatřen bezpečnostním oplocením.Zařízení zajišťujeme přes externího dodavatele.
Adhezní modul
Adhezní modul zajišťuje, aby vrstva nanovláken nanesená na podkladový materiál k němu řádně přilnula bez delaminačních poruch. Zařízení slouží k nanášení kapalných disperzních lepidel nebo podobných kapalin na povrch různých podkladových materiálů s hladkým nebo mírně strukturovaným povrchem. Například: - papír (plochý a vlnitý) - plastové fólie - tkané nebo netkané textilie
Horkovzdušná sušička
Zajišťuje dodatečné sušení konečného nanomateriálu. Vrstvy nanovláken totiž opouštějí zvlákňovací jednotku s určitou zbytkovou vlhkostí nebo obsahem rozpouštědel a vrstva tak musí být před navíjením řádně vysušena. Instaluje se vždy v kombinaci s adhezním modulem.
Sběrná elektroda na principu nekonečného pásu
Nekonečný pás jako sběrná elektroda umožňuje povlákňovat na podkladové materiály s vyšším rozsahem objemového odporu (1010 - 1016 Ohm), které nelze použít se standardní drátovou sběrnou elektrodou. Výběr podkladového materiálu ovlivňuje produktivitu a morfologii nanovlákenné vrstvy a povrchová struktura podkladového materiálu zase soudržnost s nanovlákennou vrstvou. Podkladová vrstva je elektrostaticky přichycena k pásu ve zvlákňovací komoře Nanospider™, což výrazně vylepšuje mechanickou podporu podkladového materiálu. Díky elektromotoru se pás pohybuje stejnou rychlostí jako podkladový materiál.
Online měření prodyšnosti Textest
Zařízení slouží ke kontinuálnímu měření prodyšnosti nebo tlakového spádu podkladového materiálu obohaceného o vrstvy nanovláken.Zařízení zajišťujeme přes externího dodavatele.
NS 3S500U - zařízení pro výzkum i maloobjemovou výrobu
Zařízení pro elektrostatické zvlákňování NS 3S500U je všestranným
nástrojem pro vývoj a výzkum nanovlákenných produktů i pro malosériovou
výrobu. Kombinuje vlastnosti špičkového laboratorního nástroje s možností průmyslové výroby.
Pro zvýšení kapacity výroby je možné zapojit do jedné výrobní linky více zařízení za sebou.
Flexibilita použitých polymerů a podkladových materiálů
Zařízení NS 3S500U umožňuje zvláknit široké spektrum polymerů, a to i včetně vysoce viskózních polymerních roztoků. Zvlákňovat lze na mnoho typů podkladových materiálů včetně celulózy, syntetických materiálů nebo skelných vláken.
Bezjehlová technologie Nanospider™ umožňuje snadnou optimalizaci procesu. Úprava většiny procesních parametrů je umožněna skrze dotykovou obrazovku.
Kvalita a bezpečnost
- Vyrobeno z materiálů certifikovaných FDA
- Splňuje všechny požadavky CE
- Bezpečnostní zámky dveří
- Bezpečnostní vypínače
- Integrované převíjení podkladového materiálu
Funkce a doporučené využití NS 3S500U
Zařízení je vybaveno peristaltickým čerpadlem pro nepřetržité plnění s možností stálého míchání roztoku. Díky tomu je zajištěn automatizovaný provozní režim a zařízení je tak vhodné také pro maloobjemovou výrobu nanovlákenných materiálů.
- Nejrychlejší upscale na průmyslovou výrobu
- Vyrobený materiál má vysoký výkon/výtěžek a rovnoměrnost ve srovnání s jehlovými technologiemi
- 500 mm široká vrstva nanovláken
- Umožňuje kontrolu všech procesních parametrů (napětí, rychlost podkladu, velikost průvlaku, rychlost nanášecí hlavy, vzdálenost struny od podkladu a jiné)
- Nepřetržitý provoz až 8 hodin (v závislosti na roztoku polymeru a nastavení zařízení)
Rozšířené možnosti výzkumu i výroby díky dalším typům elektrod
Každý stroj NS 3S500U je kromě standardní strunové elektrody vybaven dalšími dvěma typy sběrných elektrod - rotační elektrodou a nekonečným pásem. Ty lze variabilně měnit podle vašich potřeb, což výrazně rozšiřuje možnosti práce na stroji NS 3S500U.
Rotační elektroda
Rotační elektroda umožňuje rozšířit využití stroje NS 3S500U. Sběrná strunová elektroda je nahrazena válcovou elektrodou. Díky vestavěnému pohonu je možné roztočit jednotlivé kolektory až do rychlosti 2000 RPM, čímž je v závislosti na průměru sběrnice možné dosáhnout obvodové rychlosti až 10 m/s. Tento typ sběrné elektrody doporučujeme používat k přípravě vzorků s usměrněnými vlákny nebo materiálů tvořených postupně se překrývajícími nanovlákennými vrstvami.
Nekonečný pás
Nekonečný pás jako sběrná elektroda umožňuje zvlákňovat na podkladové materiály s vyšším rozsahem objemového odporu (1010 – 1016 Ohm), které nelze použít se standardní drátovou sběrnou elektrodou. Podkladová vrstva je elektrostaticky přichycena k pásu, což výrazně zlepšuje mechanickou podporu podkladového materiálu. Díky elektromotoru se pás pohybuje stejnou rychlostí jako podkladový materiál a nedochází k jeho nežádoucímu namáhání. Navíc je díky tomu možno standardní pás nahradit PTFE verzí, která může být díky pohonu provozována bez podkladu a sloužit k přímému povláknění.
Technické parametry NS 3S500U
| Stacionární strunový systém elektrod | |
|---|---|
| Počet zvlákňovacích elektrod | 3 |
| Šířka zvlákňovací elektrody | 500 mm |
| Integrované jednosměrné odvíjení/navíjení podkladového materiálu | |
| Napětí při zvlákňování | 0‑100 kV |
| Rychlost odvíjení | 5‑5000 mm/min. |
| Vzdálenost elektrody od podkladu | 120‑240 mm |
| Efektivní šířka nanovlákenné vrstvy | 300‑500 mm |
| Nepřetržité čerpání roztoku (závisí na roztoku polymeru/rozpouštědla) | až 8 hod. |
| Doba provozu v dávkovém režimu (závisí na roztoku polymeru/rozpouštědla) | až 60 min. |
| Spotřeba | |
| Příkon (v případě připojení externího navíjení až 5,4 kW) | až 1,4 kW |
| Rozměry | |
| Výška | 2250 mm |
| Šířka zvlákňovací elektrody | 1640 mm |
| Délka | 1470 mm |
| Hmotnost | 510 kg |
Uvedené rozměry jsou bez periferií, vč. přídavného hliníkového rámu
| Příslušenství | ||
|---|---|---|
| Zásobníky na roztok | ||
| Výrobní režim | Typ zásobníků | Objem |
| Nepřetržité čerpání | Peristaltický | 1 000 ml |
| Dávkový režim | Standardní | 50 ml x 2 |
| Dávkový režim | Malý | 10 ml x 3 |
| Volitelná sběrná elektroda | ||
| Rotující elektroda | Nekonečný pás | |
| RPM: až 2000 | Rychlost: 5-5000 mm/min | |
| Válcové kolektory | Kolektory: PU, PTFE | |
| Obvodová rychlost: až 10 m/s | ||
| Přídavný hliníkový rám pro snadný odběr vzorku | ||
| Integrovaný hasicí systém | ||
| Volitelné periferie | ||
| Klimatizační jednotka (NS AC 150) | ||
| Vnější odvíjení a navíjení podkladového materiálů | ||
| Propustnost | Závisí na polymeru, substrátu, procesu a průměru vlákna |
|---|---|
| Efektivní šířka vrstvy nanovláken | 300-500 mm |
| Pracovní teplota | 20-30 ºC |
| Pracovní vlhkost | 20-40 % RH |
| Průtok procesního vzduchu | 30-250 m3/hod. |
| Obsluhující personál | 1 osoba |
|---|---|
| Výrobní prostory (při připojení externího navíjení 4×6 m) | 4×4 m |
| Potřebné připojení odsávací ventilace | |
| Napájení (přizpůsobené pro sítě ve všech zemích) | 230 V |
| Napájení (externím vinutím) | 3×400 V |
| Odtahová ventilace | 250 m³/hod. |
| Stlačený vzduch (pouze pro externí navíjení) | 5 barů |
| Požadováno vhodné čištění odpadního vzduchu | |
| Přípojka přívodního vzduchu pro volitelnou AC jednotku | |
| Připojení hasicího systému | |
| Vnější uzemnění | |
| Podklad | |
|---|---|
| Maximální šířka role podkladu | 550 mm |
| Max. průměr role (s vnějším navíjením 500 mm) | 400 mm |
| Možné podkladové materiály | Celulóza, syntetika, sklolaminát, fólie |
| Polymery | |
| Všestranné zařízení pro rozpustné polymery | |
| Parametry vláken | |
| Nastavitelné průměry vláken | cca 80‑700 nm |
| Odchylka průměru vlákna | typicky +/- 30 % |
| Homogenita příčného profilu a směru vinutí | typicky +/- 5 % |
| Všechny parametry vláken závisí na polymeru, podkladu a procesu | |
Volitelné periferie pro NS 3S500U
Klimatizační jednotka NS AC150
Klimatizační jednotka určená pro laboratorní zařízení Nanospider™ a maloobjemovou výrobu.
Jednotka NS AC150 poskytuje variabilní výkon pro experimentální práci v laboratorním měřítku. Lze ji tedy použít nejen pro laboratorní elektrostatické zvlákňovací stroje NS LAB a NS 3S500U, ale také pro další malé laboratorní přístroje, které vyžadují udržování vlhkosti a teploty ve velmi úzkém rozmezí.
Externí navíjecí systém
Navíječ zajišťuje plynulý jednosměrný pohyb textilních, papírových nebo syntetických podkladových materiálů technologickou částí linky. Maximální šířka role podkladového materiálu je 550 mm s maximálním průměrem 400 mm.
Kontaktujte nás
Zajímavosti ze světa
v měřítku 10-9 m
Vítězství v právním boji: Firma Elmarco porazila čínskou společnost ve sporu o porušení patentové ochrany
