专利名称：液相基质的纺纱方法，通过液相基质的静电纺纱来生产纳米纤维的装置、以及用于该装置 ...的制作方法DE 101 36 255 B4公开了一种通过聚合物的溶液或者熔体来生产纤维的装置，其 纺纱电极由缠绕在两个引导筒上的一对履带上的平行电线组成的系统制成，两个引导筒中 的一个位于另一个上，下面的引导筒延伸到聚合物的溶液或者熔体中。纺纱电极连接到高 压电源以及反电极，并由导电旋转带制成的。聚合物的溶液或者熔体通过电线被传送到纺 纱电极和反电极之间的电场中，在此由聚合物的溶液或者熔体产生纤维，并朝向反电极传 送，落在反电极上的网中。其缺点是聚合物的溶液或熔体需在电场中很长时间，因为聚合物 的溶液或者熔体老化速度非常快，在纺纱工艺中其性质改变，使所产生的纤维的参数尤其 是其直径发生变化。另一缺点是纺纱电极的电线在一对履带上的定位，履带必须是导电的， 这会不利地影响纺纱电极和反电极之间产生的电场。 另外US 4， 144， 533公开了一种通过适当的电场在底层材料上电动施加固体物质 的溶液、分散物和混合物的装置。该装置包含两个具有外加衬底的容器，容器中具有用履带 缠绕的滑轮，衬底通过滑轮被传送到电场中，在电场中衬底被施加到底层材料上，接着传送 到履带的一个侧面或者两个侧面。该装置不能生产纤维，而只是为施加溶液、分散物等设计 的。 已知还有通过对包含椭圆形旋转纺纱电极的聚合物溶液的静电纺纱来生产纳米 纤维的装置，例如可见WO 2005/024101 Al。该装置包含形状为圆柱形的纺纱电极，其围绕 主轴线旋转，其下部表面浸入聚合物溶液内。聚合物溶液通过圆柱形表面被引入纺纱电极 和收集电极之间的电场，并在此形成纳米纤维，并沉积在底层材料上之后被运送到收集电极。该装置能够由水聚合物(water polymer)溶液生产质量优良的纳米纤维，然而，要通过 该装置处理可溶于无水溶剂的聚合物溶液则很难。而且，施加在底层材料上的纳米纤维层 是不均匀的。 通过根据CZ PV 2006-545的装置可以获得均匀的纳米纤维层，CZPV 2006-545 描述的纺纱电极包括朝纺纱电极的旋转轴线径向和纵向设置的薄片系统，纺纱电极的一部 分表面具有包敷表面(wr即ping surface)，用来将聚合物溶液带入到电场中，在通过纺纱 电极的轴线并垂直于底层材料所在平面的平面中，在纺纱电极和收集电极之间具有由最高 电场强度的等电位线形成的形状。这种纺纱电极能够将充足量的聚合物溶液带入到纺纱 电极和收集电极之间电场的最合适位置，同时还可非常好地对非水溶性聚合物溶液纺纱 (spin)，产生均匀的纳米纤维层。但缺点是由于价格原因生产这种纺纱电极是苛刻的。 就生产而言，成本较低的就是根据CZ PV 2006-545的纺纱电极，其包括一对表面， 在这对表面之间安装了通过电线形成的均匀分布在表面周界的纺纱部件，而表面是由不导 电材料制成的，所有的纺纱部件都是以导电方式导电连接的。以这种方式产生的旋转纺纱 电极能够对水和非水溶性聚合物溶液进行纺纱，沿其整个长度产生均匀性很好的纺纱效 果，而用于纺纱的电场是在各个纺纱部件之间形成的，其中纺纱部件从聚合物溶液带出后 并逐渐接近收集电极。 所有椭圆形的旋转纺纱电极以及通过包含椭圆形的旋转纺纱电极的聚合物溶液 的静电纺纱来生产纳米纤维的装置的缺点是要求聚合物溶液的容器中有大量的聚合物溶 液，其中纺纱电极的一部分表面伸入溶液内。容器有大的开口表面，表面上不仅有从聚合物 溶液中蒸发的大量溶剂，而且例如在含吸湿溶剂的溶液中，聚合物溶液会变浓稠，并且老化 速度很快，必须连续增加和更换。这增加了生产纳米纤维的成本，同时降低了所产生的纳米 纤维的质量。聚合物溶液通过圆柱形的旋转纺纱电极的表面被运送到静电场中以用来纺纱 的速度相对缓慢，因此表面会逐渐变干，在下一次旋转纺纱电极的表面的各处浸润时，会粘 上大量的聚合物溶液，逐渐使纺纱工艺劣化，因此必须清洁纺纱电极的表面。为了清洁纺纱 电极，就必须中断纺纱工艺。在缆线旋转纺纱电极，聚合物溶液在各自的缆线上被传送到静 电场中，缆线提供了有效纺纱区，在纺纱过程中，其在静电场中的位置发生变化。这又带来 了另一缺点，在纺纱过程中，在纺纱电极的有效纺纱区上静电场的强度已发生变化，导致产 生的纳米纤维的直径不同，降低所产生的纳米纤维的均匀性品质。 本发明的目的是要提供一种在静电场中通过聚合物溶液，也可以是包含聚合物溶 液的液相基质的静电纺纱来生产纳米纤维的方法和生产装置，在工业应用中可以从长期出 发用最低的维修、调整需求来生产质量稳定的纳米纤维，并设计纺纱电极，这会弥补或者至 少降低背景技术中存在的缺点。
通过根据本发明在静电场中的液相基质的纺纱方法可以达到本发明的目的，其原理在于在纺纱工艺中缆线的有效纺纱区朝向收集电极具有稳定位置，通过在缆线的有效纺 纱区上施加液相基质或者通过缆线在其长度方向上的运动，液相基质可被运送到缆线的有 效纺纱区上。 在纺纱工艺中缆线的有效纺纱区位置的稳定性和不变性确保了以窄的直径间隔产生均匀的纳米纤维，这会大大提高所生产的纳米纤维层的质量。通常通过将液相基质运 送到有效纺纱区的方式来提高纺纱工艺的品质，确保总是用新品质的液相基质进行纺纱， 优化了纺纱工艺。为了达到清洁纺纱电极的目的，即将经过之前的纺纱周期和/或受周围 大气的影响而失去价值的粘在纺纱电极的纺纱部件的有效纺纱区上的液相基质清除，不需 要中断纺纱工艺。 根据权利要求2，在纺纱过程中液相基质在静电场中被施加在静止的有效纺纱区 上是有利的，而由于纺纱和/或受缆线的静止的有效纺纱区周围大气的影响而失去价值的 液相基质被去除。在纺纱工艺中，在缆线的静止的有效纺纱区上施加新的液相基质以及清 洁缆线表面的液相基质的残余物，会提高了纺纱的生产率。 为了确保纺纱工艺的优化，在任选的间隔施加液相基质以保证有充足量，而在其它任选的间隔去除失去价值的液相基质是有利的，正如在权利要求3中描述的。 从纺纱工艺质量的观点出发，在施加液相基质之前去除失去价值的液相基质是有利的，这样旧的液相基质和新的液相基质不会混和在一起。 同时，根据权利要求5，在每次施加液相基质之前进行去除是有利的，这样在有效 纺纱区上有充足量的新液相基质，而无失去价值的液相基质的残余物。 在纺纱电极包含在一个平面内并排设置的数量很多的有效纺纱区的情况下，为了保证纺纱工艺的效率，根据权利要求6的方法是有利的，同时如果有几个互不相邻的有效
纺纱区被去除，则在去除过程中纺纱工艺是在相邻的有效纺纱区上进行的。 在权利要求7中显示根据本发明方法的另一可能的实施例，当有效纺纱区在其长
度方向上连续或间断地通过静电场时，有可能进一步将液相基质施加在有效纺纱区上，并
且有可能从缆线的表面去除失去价值的液相基质的，这样可以省掉去除失去价值的液相基质。 与前面的实施例类似，可以在纺纱过程中，在静电场中将液相基质施加在缆线的 有效纺纱区上，缆线可以是静止的缆线，也可以是运动的缆线。 根据权利要求7的方法仍然可以在缆线进入有效纺纱区之前将液相基质施加在
缆线上，这会进一步提高装置和纺纱电极设计的可行性，如在权利要求11中描述的。 根据本发明装置的原理在于纺纱部件的缆线的有效纺纱区朝向收集电极具有稳
定位置，并且为缆线设置了如权利要求12中所述的用来施加液相基质的装置。 根据背景技术，一些技术方案是很显然的，由细电线制成的缆线代表了用于液相
基质的静电纺纱的非常适用的装置。缆线的有效纺纱区朝向收集电极具有稳定的位置使纺
纱条件更具稳定性，由此提高了所产生的纳米纤维的质量，特别是直径的稳定性。 根据权利要求13，缆线是静止的，并且为其有效纺纱区设置用于向有效纺纱区施
加液相基质的装置以及用来从有效纺纱区去除液相基质的装置是有利的。静止的缆线简化
了纺纱电极的结构，因此纺纱电极不必包含用来驱动缆线的装置，也不需要连续拉伸缆线
的装置。 为了保证用来纺纱的液相基质的质量变化小，将用来向缆线的有效纺纱区施加液
相基质的装置以及用来从有效纺纱区去除液相基质的装置 沿缆线的有效纺纱区设置在双向可移位是有利的。 在缆线不通过所传送的液相基质而与高压电源直接连接的情况下，按照权利要求
915将施加装置和去除装置设置成朝缆线的有效弦区双向可移位是有利的，其原因是在远离 缆线的有效纺纱区的位置，这些装置不会影响纺纱电极和收集电极之间的静电场，也不会 不利地影响纳米纤维的生产或其参数。 根据权利要求16，缆线在其长度方向是可运动的，同时它是稳定运动还是间隔性 运动是不确定的。 与背景技术相比，在纺纱过程中，通过缆线在静电场中在其长度方向上的运动，缆 线清洁地进入正在进行纺纱的静电场，而不会带之前纺纱周期中失去价值的液相基质，这 样在纺纱工艺中缆线的表面只有新的液相基质，不需要中断纺纱工艺就能清洁经过之前的 纺纱周期和/或受周围空气的影响而失去价值的液相基质影响的纺纱电极，并能清洁粘在 纺纱电极的纺纱部件的有效纺纱区上的液相基质。 在根据权利要求17的实施例中，纺纱部件的缆线具有为缆线的有效纺纱区 (3100)若干倍的确定长度，其起点安装在退绕筒上，其末端安装在巻绕筒上，而至少巻绕筒 与巻绕驱动器是耦连的。在此实施例中，如果需要，缆线可以不带之前的纺纱周期中失去价 值的和/或通过周围大气的影响失去价值的液相基质残余物，进入缆线的有效纺纱区中。
为了使缆线达到充分拉伸，特别是在其有效纺纱区得到充分拉伸，退绕筒与退绕 驱动器的耦连是有利的。 在确定长度的缆线用完后相反运动的缆线的另一用法可以实现根据权利要求19 的装置，在巻绕筒前面设置了油漆刀，其用来在巻绕筒上巻绕之前去除缆线中的失去价值 的液相基质的残余物。 在权利要求20中描述了可以在其长度方向运动的缆线的另一实施例，根据该实 施例，缆线由至少在驱动滑轮和拉伸滑轮上缠绕的无限环(indefinite loop)形成。与之 前的实施例相比，这种设置縮短了缆线的总长度，然而与静止的缆线相比，要求给驱动滑轮 分配驱动器。 可以根据权利要求21有利地实现具有确定长度缆线的装置和具有由无限环形成
的不定或无限(indefinite)缆线的装置，两者都具有两个有效纺纱区，缆线在其中以相反
方向运动。两个纺纱区都设置在与沉积纳米纤维的平面和/或收集电极平行的平面内。仅
次于其它设置，这种设置可以使用一个这种缆线对两个液相基质进行纺纱。 在实施例中以缆线可以在其长度方向上运动的方式，在缆线的有效纺纱区上施加
液相基质是有利的，可以根据权利要求22实现。用于在缆线的有效纺纱区上施加液相基质
的可双向移位的装置，以所需时间和所需数量在缆线上施加的液相基质，可以通过沿缆线
的有效纺纱区的施加装置的多次移动达到在心轴上施加所需质量的液相基质。 在缆线不通过所传送的液相基质而与高压电源直接连接的情况下，用于施加液相
基质的装置朝缆线的有效纺纱区可双向移位设置是有利的，其原因是在远离缆线的有效纺
纱区的位置，这些装置不会影响纺纱电极和收集电极之间的静电场，也不会不利地影响纳
米纤维的生产或者影响其参数。 用来在电场中通过液相基质的静电纺纱生产纳米纤维层的装置通常包括如权利 要求24中描述的并排设置的数量更多的纺纱部件。与收集电极齐平或者与收集电极的平 面齐平确保了所生产的纳米纤维层的均匀性。 权利要求25和26描述了向缆线的有效纺纱区施加液相基质的装置的优选实施
10例，其可以被其它适当的施加装置取代。 在权利要求27-29中描述了用来将液相基质施加给缆线的装置的更加简单的实 施例，根据该实施例，液相基质被施加在有效纺纱区之前的缆线上。通过这种配置简化了纺 纱区域本身的组织形式，其中静电场不受施加液相基质的装置的影响，但在较小程度上满 足缆线的有效纺纱区上液相基质的更加新的条件。 如权利要求30-32中所述，有效纺纱区可以设置成与取出所生产的纳米纤维层的 方向平行，垂直或者与该方向成梯形。 在根据本发明的装置的所有上述实施例中，缆线可以由导电材料制成，或者由不 导电材料制成，而在缆线由不导电材料制成的情况下，缆线与液相基质持久性接触，电流被 供应至液相基质中。 在权利要求35-54中描述根据本发明的纺纱电极，而在基本的实施例中，为缆线 设置用来施加液相基质的装置，该装置设置在纺纱电极的承载体中，缆线的有效纺纱区在 纺纱电极的承载体中具有稳定位置。


在附图中示意性地示出根据本发明的装置，其中 图1表示具有三个纺纱单元的装置实施例的第一变型的纵剖面， 图2表示通过根据图1的具有纺纱电极的装置的A-A截面，其纺纱部件包含与底
层材料的运动方向平行设置的确定长度的缆线， 图3表示通过根据图1的具有纺纱电极的装置的A-A截面，其纺纱部件包含与底 层材料的运动方向倾斜设置的确定长度的缆线， 图4表示通过根据图1的具有纺纱电极的装置的A-A截面，其纺纱部件包含与底 层材料的运动方向垂直设置的确定长度的缆线， 图5表示具有纺纱部件的纺纱电极的轴测视图部分，其纺纱部件具有不定长度的 缆线以及可更换的液相基质施加装置， 图6表示具有纺纱部件的纺纱电极的轴测视图部分，其纺纱部件具有不定长度的 缆线，液相基质施加装置是由液相基质的容器形成的， 图7表示具有确定长度缆线的纺纱部件的细节，其具有由毛细管形成的可更换的 液相基质施加装置， 图8表示具有确定长度缆线的纺纱部件的细节，其具有由旋转罗拉形成的可更换 的液相基质施加装置， 图9表示具有不定缆线的纺纱部件，其两个分支形成有效纺纱区，
图10表示具有纺纱电极的装置的纵剖面，纺纱电极具有固定缆线，
图11表示根据图10的装置的A-A截面。

在图1和图2表示的通过液相基质的静电纺纱来生产纳米纤维的装置的示例性实 施例中，液相基质的实体部分是由聚合物的溶液或者熔体形成的，或者是由聚合物的混合 物形成的，该装置包括纺纱室l，该纺纱室l通过隔离区11， 12被划分成三个纺纱空间，在纺纱空间中设置了纺纱单元2，在纺纱空间外各自包括纺纱电极3和布置在其对面的收集电 极4。在纺纱电极3和收集电极4之间，以已知方式产生高强度的静电场。在纺纱室1中， 以已知的但非特定的方式为底层材料5铺设通道，在已知但未示出的退绕装置中底层材料 5被退绕，并通过进料罗拉61，62送入纺纱室1中。底层材料5通过送出罗拉71，72从纺纱 室l中引出，随后，在未示出的巻绕装置中底层材料5以已知但未示出的方式被巻绕。此处 描述的隔离区11， 12只用来顺次互相屏蔽各纺纱单元2，它们对于提交的发明不是必需的。
纺纱电极3包含设置在承载体32中的多个纺纱部件31 。每个纺纱部件31包括一 根缆线310，缆线310安装在退绕筒311和巻绕筒312上，而退绕筒311和巻绕筒312同时 用作缆线310的拉伸装置。缆线310在退绕筒311和巻绕筒312之间的笔直部分与底层材 料5的运动方向平行，该笔直部分产生纺纱部件31的缆线310的有效纺纱区3100。缆线 310由导电的细金属线制成，或者由不导电的塑料线制成。 —个纺纱电极3的纺纱部件31的退绕筒311安装在共同的退绕轴33上，退绕轴 33安装在承载体32中，并与退绕驱动器34耦连。 一个纺纱电极3的纺纱部件31的巻绕筒 312安装在共同的巻绕轴35上，巻绕轴35安装在承载体32中，与巻绕驱动器36耦连。退 绕驱动器34和巻绕驱动器36是以已知方式耦连的，即机械方式或者电学方式，以确保缆线 310在其有效纺纱区3100中的必需拉伸，并且确保缆线310在其有效纺纱区3100中的连续 或者间断的向前运动。因此每个纺纱部件31的缆线310在其长度方向上是可移位地定位 的，这表示每个缆线的有效纺纱区3100在其长度方向上连续或者间断地运动通过静电场。 一个纺纱电极3的所有纺纱部件31的缆线310的有效纺纱区3100都设置在一个平面内， 与收集电极4和底层材料5平行。 用来向缆线的有效纺纱区3100施加液相基质38的装置37安装在承载体32上、 一个纺纱电极3的纺纱部件31的缆线310的有效纺纱区3100下面。因此，每个缆线310 成为液相基质38的运送装置。用来施加液相基质的装置37包含可移位地安装在承载体 32上并与已知的但未示出的驱动器耦连的翼梁371上，以确保其沿缆线的有效纺纱区3100 的长度的双向运动。在缆线的每个有效纺纱区3100下面的翼梁371上安装一个施加装置 372，其在示出的实施例中是由毛细管施加装置3721形成的。毛细管施加装置3721的空腔 与翼梁371中的空腔连接在一起，其以已知但未示出的方式连接到未示出的液相基质38的 容器。液相基质38通过已知但未示出的电力部件之后到达毛细管施加装置3721的空腔， 该电力部件连接到电压源的一极，液相基质38将所需的电势带给缆线的有效纺纱区3100， 使得可以在相应纺纱部件31的缆线的有效纺纱区3100和各自的纺纱单元2的收集电极4 之间产生高强度的静电场。缆线的有效纺纱区3100上出现的该高强度的静电场可以以已 知方式来自液相基质38，以移开液相基质38的波束，液相基质38在高强度的静电场中形成 纳米纤维8，通过高强度的静电场的作用纳米纤维8被传送到收集电极4，并沉积在底层材 料5上，在底层材料5上产生纳米纤维层51。液相基质38可以进一步包含另一物质，该物 质以所需方式改变所产生的纳米纤维的性质。 在纺纱过程中通过用来施加液相基质38的装置37在缆线的有效纺纱区3100下 面的运动，液相基质38在静电场中被施加到有效纺纱区3100。在根据图1所描述的施加过 程的示例性实施例中，施加装置372正在移动，与静止的缆线310的有效纺纱区3100接触。 不管缆线310是否运动，换种说法，在施加液相基质38的过程中其有效纺纱区3100不被排
12斥。 在根据图2的实施例中，在底层材料5的方向上接连设置三个纺纱单元2，在图上 向外的方向表示三个纺纱电极3。第一纺纱电极3包含以彼此相隔相同距离设置在承载体 32中的四个纺纱部件31。第二和第三电极3包含彼此相隔相同距离设置的三个纺纱部件 31，而在运送材料5的运动方向上，紧接的下一纺纱电极3的纺纱装置31设置在前一纺纱 电极3的纺纱装置31之间的空间中，减少了纳米纤维层中条纹的形成，或者完全阻止条纹 的形成。 也可以通过其它方法消除在所产生的纳米纤维中形成条纹，例如根据未示出的实 施例，其包括至少两个纺纱电极3，这两个纺纱电极3具有相同数量的纺纱部件31，纺纱部 件31以相同位置和相同的相互距离被设置在承载体32中。通过设置紧接的下一个纺纱电 极3的承载体32的位置，可以使紧接着定位的纺纱电极3的纺纱部件31的位置不同。
在根据图3的示例性实施例中，在纺纱室1中设置了三个纺纱单元，表示纺纱电极 3，而与之前的实施例不同，纺纱室1的内空间不通过隔离区分隔开。纺纱电极3包括承载 体32，其中纺纱部件31以倾斜于底层材料的运动方向52被设置，这与之前的示例性实施例 是相同的。纺纱部件的退绕筒311以及巻绕筒312配备了已知但未示出的各自的驱动器， 这些驱动器耦连在一起以确保缆线310在有效纺纱区3100中的必需拉伸，并确保缆线310 在其长度方向上的连续或者间断运动。液相基质38的施加装置372可移位地安装在缆线 的有效纺纱区3100下面。该装置以与上述根据图1和图2描述的实施例的相同方式工作。
在根据图4的示例性实施例中，纺纱室1包括通过隔离区11彼此分隔开的纺纱单 元2。纺纱电极3由所示的纺纱单元表示，包括承载体32，其中垂直于底层材料5的运动方 向52设置纺纱部件31，其以与根据图1和图2的实施例相同方式实现。 一个纺纱电极3的 纺纱部件31的退绕筒311安装在共同的退绕轴33上，该退绕轴33安装在承载体32中，与 退绕驱动器34耦连。 一个纺纱电极3的纺纱部件31的巻绕筒312安装在共同的巻绕轴35 上，巻绕轴35安装在承载体32中，与巻绕驱动器36耦连。通过纺纱电极3的退绕驱动器 34和巻绕驱动器36之间的连杆获得缆线310在有效纺纱区3100中的必要拉伸。 一个纺纱 电极3的所有纺纱部件31的有效纺纱区3100都被设置在一个平面内，与收集电极4和底 层材料5平行。该装置以与根据图1和图2的实施例相同的方式工作。
图10和图11表示根据本发明的另一可替代实施例，其中在纺纱室1中设置了两 个纺纱单元，纺纱室外各自包括纺纱电极3和布置在其对面的收集电极4，在这两者之间以 已知方式实现高强度的静电场。在纺纱室1中为底层材料5铺设通道，在纺纱过程中纳米 纤维8沉积在纳米纤维层51上。每个纺纱电极3都包含承载体32，在相距某个距离的承载 体的侧壁之间拉伸每个缆线310。该独立的缆线310被牢固地安装在承载体32的侧壁中， 它们为确定的固定长度，并且与底层材料5的平面平行。各自的缆线310形成纺纱部件31， 几乎其全部长度形成缆线的有效纺纱区3100。 在所示实施例中，在下一纺纱电极3所产生的纳米纤维层51的取出方向上的缆线 310位于前一纺纱电极3的缆线310之间，这有助于降低所产生的纳米纤维层52中的条纹 的产生或者几乎消除条纹的产生。 在承载体32上、每个纺纱电极3的缆线310的有效纺纱区3100下面，可移位地安 装用于向缆线的有效纺纱区3100施加液相基质38的装置37。用于施加液相基质38的装置37包括可移位地安装在承载体32上并与未示出的驱动器耦连的翼梁371 ，从而确保其沿 缆线的有效纺纱区3100的双向运动。在翼梁371上的每个有效纺纱区3100下面安装液相 基质38的一个施加装置372，该施加装置在所示的实施例中是由施加装置3721形成的，其 在朝向和远离缆线的有效纺纱区3100的方向上同时可双向移位地设置。在翼梁371上另 外设置了用于从缆线的有效纺纱区3100中去除液相基质38的装置370，其同时独立地位于 施加装置372上，施加装置372在朝向和远离缆线的有效纺纱区3100的方向上可双向移位 地设置。 电势通过有效纺纱区3100与电源的一极或者通过接地而引入有效纺纱区3100。
如果该电势是通过液相基质38引入缆线的有效纺纱区3100的，则如同在根据图 1的实施例中描述的那样，施加装置372处于与缆线的各个有效纺纱区3100持久接触。
在未示出的实施例中，为缆线的有效纺纱区3100分别设置液相基质38的施加装 置372。用于为每个有效纺纱区3100去除液相基质38的装置370与施加装置372独立设 置或者与其一起设置。根据它们的配置，液相基质的施加装置372和用于去除液相基质的 装置370可以实现各种活动组合。 例如，在纺纱过程中，液相基质38被施加到静止的有效纺纱区3100，有效纺纱区 3100与其相应的液相基质38的施加装置372持续接触，电势通过它被同时引入到有效纺纱 区3100。如果需要的话，可从有效纺纱区3100中去除掉因纺纱和/或周围大气的作用而失 去价值的液相基质38。 或者在纺纱过程中液相基质38被施加到静止的有效纺纱区3100，有效纺纱区 3100仅在施加周期中与相应的施加装置372接触，之后施加装置372从缆线的有效纺纱 区3100中取出，不再与其接触。在需要时，可以与之前实施例中相同的方式从有效纺纱区 3100中去除掉因纺纱和/或因周围大气的作用而失去价值的液相基质38。
可以以任选间隔将液相基质38施加到缆线的有效纺纱区3100，并且以其它的任 选间隔从有效纺纱区中去除液相基质38。 可以在将液相基质38施加到缆线的有效纺纱区3100之前进行失去价值的液相基 质38的去除过程，可以在每次施加液相基质38之前执行去除过程。 在纺纱电极3包含在一个平面内并排设置的更多缆线的有效纺纱区3100时，可以 在缆线的有效纺纱区3100上同时执行从缆线的有效纺纱区3100中去除粘住的失去价值液 相基质38，而在被去除的缆线的接连的下一个有效纺纱区3100之间，总是有至少一个具有 被施加液相基质38的有效纺纱区3100，其在此时是不被去除的。 牢固而不可能移动地设置在纺纱电极3的承载体32中的缆线的有效纺纱区3100 可以与底层材料5的运动方向52平行，或者与取出所产生纳米纤维层52的方向平行，正如 在图10和图11中所示的。或者有效纺纱区3100可以是与上述底层材料5的运动方向52 相垂直的方向，或者可以与此方向形成所需角度。 图5中所示的纺纱电极3包含其中设置了纺纱部件31的承载体32。每个纺纱部 件31都包括驱动滑轮313和拉伸滑轮314，它们通过不确定的缆线310皮带连接，其与收集 电极4相邻的笔直部分形成有效纺纱区3100。 一个纺纱电极3的所有纺纱部件31的缆线 310的有效纺纱区3100是齐平设置的。如果纺纱电极3在装置的纺纱室1中，则它与收集 电极4和底层材料5平行。 一个纺纱电极3的所有纺纱部件31的驱动滑轮313安装在驱动滑轮的共同轴3131上，其可旋转地安装在承载体32中，并与驱动滑轮的驱动器3132耦 连。驱动器3132用来产生驱动滑轮313的轴3131的连续或者间断的旋转运动。各个纺纱 部件31的每个拉伸滑轮314安装在拉伸器3141上，确保拉伸滑轮314的位置以及确定缆 线310的必要拉伸。 承载体32上的纺纱部件31之间安装至少两个支撑件321，在支撑件上设置穿过所 有纺纱部件31的翼梁371，在支撑件上还安装了穿过所有纺纱部件31的用于向缆线310的 纺纱区3100的有效部分施加液相基质38的装置37。在根据图5的实施例中用来施加液相 基质38的装置37包括在缆线310的有效纺纱区3100的长度方向上设置的可双向移位的 由上述有开口的液相基质38的容器3722形成的施加装置372，其中可转动地安装了施加罗 拉3723，其上部与各自的纺纱电极3的纺纱部件31的所有缆线310的有效纺纱区3100接 触。施加罗拉3723与施加罗拉的驱动器3724耦连。液相基质38的容器3722与已知但未 示出的驱动器耦连，确保其在缆线的有效纺纱区3100下面的双向或者间断运动。通过3722 的运动或者通过用于施加液相基质38的整个装置37沿缆线的有效纺纱区3100的运动，可 以确保液相基质38施加到缆线的有效纺纱区3100。 在可替代的未示出的实施例中，施加罗拉3723可以由圆盘系统代替，其周界的下 部被浸入到液相基质38中，其周界的上部与各自的缆线310的有效纺纱区3100接触。或 者用于施加液相基质38的装置37可以像根据图1至图4的实施例中一样包含毛细管施加 装置3721，可能的其它适当施加装置。 在所示的实施例中，每个拉伸滑轮314的下部设置了非纤维液相基质38的去除装 置3142，其在有效纺纱区3100中不进行纺纱。去除装置3142引入到辅助容器3143中。
在纺纱过程中，在此实施例中，处于其有效纺纱区3100中的缆线310可以持久地 连续运动，或者可以以间断方式运动。在缆线310连续运动的情况下，用于施加液相基质 38的装置37的位置靠近驱动滑轮313，液相基质38被连续地施加到各纺纱部件31的缓慢 运动的缆线310上。通过施加罗拉3723的旋转来执行液相基质38的施加，通过其圆周将 液相基质38从容器3722中带出。缆线310被驱动滑轮313带动，被拉伸器3141拉伸。在 缆线310通过其有效纺纱区3100后，通过为拉伸滑轮314设置的去除装置3142去除掉因 纺纱工艺和/或周围大气的影响而失去价值的非纤维液相基质38，并将其送出到辅助容器 3143中。在缆线310间断性运动的情况下，通过施加液相基质的装置37沿缆线的有效纺 纱区3100的运动，执行液相基质38的施加，同时施加罗拉3723旋转，通过其周界将液相基 质38从容器3723中带出。在将液相基质38施加到缆线的有效纺纱区3100之后，用来施 加液相基质的装置37达到一次极限位置，与缆线310保持接触并向其传递电势，或者在某 些情况下从缆线310中汲取电势，通过另一方式将电势引入缆线的有效纺纱区3100，其中 缆线310由导电或者非导电材料制成。 在图6中示出纺纱电极3的另一实施例。纺纱部件31以与根据图5的实施例类 似的方式设置在承载体32中，纺纱部件31包含驱动滑轮313和拉伸滑轮314，这两者由不 定长的缆线310缠绕，与收集电极相邻的笔直部分形成有效纺纱区3100，而一个纺纱电极3 的所有纺纱部件31的有效纺纱区3100都设置在同平面内。承载体32中的纺纱部件31的 缆线310的拉伸滑轮314以与根据图5的实施例相同的方式被设置在拉伸器3141上。一 个纺纱电极3的所有纺纱部件31的驱动滑轮313安装在驱动滑轮的共同轴3131上，其可旋转地安装在静止的容器373中，该容器373部分充满液相基质38，并被牢固地安装在承载 体32中。通过皮带连接的缆线310，驱动滑轮313的一部分圆周伸到静止的容器373中液 相基质38的液面下，在此实施例中形成用来向缆线310施加液相基质38的装置37，而缆 线310带着施加的液相基质38进入有效纺纱区3100中以进行纺纱。从无端缆线310的双 向部分进入静止的容器373的一侧，执行废弃容器374，其配备了油漆刀375，在进入驱动滑 轮313之前，缆线310被引导通过油漆刀375。通过油漆刀375的作用，从缆线310中去掉 液相基质38的残余物，使其不在有效纺纱区3100中进行纺纱。为了更好地确定缆线310 在进入静止的容器373的范围之前的路径，通过引导部件376引导每个纺纱部件31的缆线 310，在所示的实施例中，引导部件376是由旋转引导滑轮形成的，不过也可以由另一已知 的引导元件形成。 在此实施例中，缆线310处于持久运动中，来自静止的容器373的液相基质38被 缆线310运送，在缆线310运动时由于驱动滑轮313的皮带传送，到达静止的容器373中的 液相基质38的液面下。在离开驱动滑轮313的周界时，其表面上具有液相基质38的缆线 310进入有效纺纱区3100中，在此进行纺纱。缆线的有效纺纱区3100是通过拉伸滑轮314 完成的，其上缠绕了缆线310，通过引导部件376和油漆刀375回到驱动滑轮313的周界。
图7表示一个纺纱部件31，其包括退绕筒311，缆线310由此被引导通过可旋转安 装的输入引导滑轮315和可旋转安装的输出引导滑轮316到达巻绕筒312。退绕筒311与 退绕驱动器34耦连，巻绕筒312与巻绕驱动器36耦连。在输入引导滑轮315和输出引导 滑轮316之间的一部分缆线310形成有效纺纱区3100。从相反于收集电极4的一侧，将用 来向缆线310的有效纺纱区3100施加液相基质38的装置37设置到有效纺纱区3100，其包 括液相基质的两个毛细管施加装置3721，它们安装在沿有效纺纱区3100双向移位设置的 翼梁371上。翼梁371配备了液相基质的入口 3711。 在需要向缆线310的有效纺纱区3100施加液相基质38的情况下，翼梁371以已知 方式被设置成沿整个有效纺纱区3100运动，并且液相基质38被带入毛细管施加装置3721 中，迫使液相基质38从这些装置中出来，粘在缆线310的有效纺纱区3100上。在施加足够 量的液相基质38之后，翼梁371停止，中断液相基质38的施加。在缆线310的有效纺纱区 3100上滴入的液相基质38的质量能够刚好用于纺纱时，当纺纱过程因缺乏液相基质38还 未完成但已经有危害时，翼梁371使用于施加液相基质的装置37重新运动起来。翼梁371 在其死点之间执行一次或者多次运动。翼梁371的运动，即毛细管施加装置3721的运动是 频繁快速的，使有效纺纱区3100的区域中有足够质量的液相基质38以用于纺纱。
图8表示用于向线状纤维成型件50施加纳米纤维8的纺纱单元2的示例性实施 例，其与CZ PV 2007-179中详细描述的类似。纺纱单元2的纺纱部件31以根据图7的实 施例相同的方式实现，只不过用其它装置37来向缆线310的有效纺纱区3100施加液相基 质38。收集电极4与有效纺纱区3100平行地安装，还与收集电极4平行地引导线状纤维 成型件50，其在通过已知的用于传播假的扭曲的装置500之后进入有效纺纱区3100和收 集电极4之间的纺纱空间中，在通过纺纱空间之后通过送出罗拉71 ， 72取出。用于施加液 相基质的装置37的施加装置372包括上面开口的液相基质38的容器3722，其中可旋转地 安装与未示出的驱动器耦连的施加罗拉3723。施加罗拉3723的上部与缆线310的有效纺 纱区3100耦连。沿缆线310的有效纺纱区3100可移位地安装容器3722，其与已知但未示出的驱动器耦连，确保在有效纺纱区3100下面双向连续地或者间断地运动。使用施加罗拉 3723时对于容器3722的需要与前述实施例中的相同。 图9示意性地表示具有两个有效纺纱区3100的纺纱部件31的实施例。无端缆线 310在驱动滑轮313和拉伸滑轮314上缠绕。在其两者之间通过引导滑轮317引导，而在驱 动滑轮313 —侧上的引导滑轮317是轴向的，其共同的轴被设置在与驱动滑轮313所在平 面平行的驱动滑轮317上，它与驱动滑轮313的旋转轴的方向垂直。在拉伸滑轮314—侧 上的引导滑轮317是轴向的，其共同的轴被设置在与该拉伸滑轮314所在平面平行的拉伸 滑轮314上，并与拉伸滑轮314的旋转轴的方向垂直。驱动滑轮313可旋转地安装在液相 基质的第一容器318中，其周界的一部分伸入该液面下。拉伸滑轮314可旋转地安装在液 相基质的第二容器319中，其周界的一部分伸入液面下，而在两个容器中的液相基质38可 以彼此不同。在其每个有效纺纱区3100中的缆线310在相反方向上移动。因为有两个有 效纺纱区3100的缘故，纺纱部件的这种配置可以实现各种变型的解决方案，其中优选两个 有效纺纱区3100设置在一个平面内，在纺纱电极3中并排设置有更多纺纱部件31的情况 下，所有纺纱部件的所有有效纺纱区3100都在一个平面内。不过在未示出的实施例中，一 个纺纱部件31的每一纺纱区可以设置在另一平面内。 根据另一未示出的示例性实施例，纺纱部件31包含一个确定长度的缆线310或者 不定长度的缆线310，其包括超过两个有效纺纱区3100，与所描述的示例性实施例相比，该 实施例就其结构而言要求苛刻，不过它也落入本发明的范围之内。 之前描述过的实施例的所有组合及所产生的变型，特别是通过用相同或者相似功 能的等同物或者相似部件或者部件来替代装置的一部分或者装置的一部分元件所产生的 变型都落入本发明的范围之内，上述变型特别涉及用于施加液相基质的装置37、去除装置 3142和油漆刀375、纺纱部件31及其部件、其驱动器等的排列的各种可能变体。附图标记列表1纺纱室11， 12隔离区2纺纱单元3纺纱电极31纺纱部件310缆线3100缆线的有效纺纱区311退绕筒312巻绕筒313驱动滑轮3131驱动滑轮轴3132驱动滑轮驱动器314拉伸滑轮3141拉伸器3142液相基质的去除装置3143辅助容器315输入引导滑轮
0106]316v输出引导滑轮
0107]317引导滑轮
0108]318液相基质的第一容器
0109]319液相基质的第二容器
0110]32承载体
0111 ]321支撑件
0112]33退绕轴
0113]34退绕驱动器
0114]35巻绕轴
0115]36巻绕驱动器
0116]37用来施加液相基质的装置
0117]370用来去除液相基质的装置
0118]371翼梁
0119]3721毛细管施加装置
0120]3722上面开口的液相基质的容器
0121]3723施加罗拉
0122]3724施加罗拉的驱动器
0123]373静止容器
0124]374废弃容器
0125]375由漆刀
0126]376引导部件
0127]38液相基质
0128]4收集电极
0129]5底层材料
0130]51内米纤维层
0131]52底层材料的运动方向
0132]61，62进料罗拉
0133]71，72送出罗拉
0134]8纳米纤维


一种在静电场中对液相基质(38)进行纺纱的方法，其中静电场处于至少一个纺纱电极(3)和布置在纺纱电极对面的收集电极(4)之间，这些电极中的一种电极连接到高压电源的一极，而第二种电极连接到高压电源的异性极或者接地，对液相基质(38)的纺纱是在纺纱电极(3)的纺纱装置(31)的缆线(310)的有效纺纱区(3100)上的电场中进行的。在纺纱工艺中，缆线的有效纺纱区(3100)朝向收集电极(4)具有稳定位置，通过向缆线的有效纺纱区(3100)施加液相基质(38)或者通过缆线(310)在其长度方向上的运动来将液相基质(38)传送到缆线的有效纺纱区(3100)。本发明还涉及一种生产纳米纤维的装置，并涉及一种纺纱电极(3)，纺纱电极(3)的承载体(32)中的缆线的有效纺纱区(3100)具有稳定位置，并且为缆线(310)设置用于向其施加液相基质(38)的装置(37)，该装置设置在纺纱电极(3)的承载体(32)中。