ES2990224B2 - Maquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

MÁQUINA DE ELECTROESTIRADO CON UNIFORMIDAD DE MATERIAL MEJORADA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es una máquina de electroestirado que presenta una uniformidad de material mejorada. En la máquina se modifica la geometría del campo eléctrico utilizado, de manera estable o variable en el tiempo, consiguiendo así que la deposición de las fibraspartículas sea más uniforme. Para ello, se propone actuar sobre los inyectores y los colectores de la máquina de electroestirado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En las máquinas de electroestirado, el inyector y el colector están separados una cierta distancia y entre ellos se establece una elevada diferencia de potencial, normalmente del orden de varias decenas de kilovoltios. Esto provoca la aparición de un campo eléctrico entre inyector y colector, con sus correspondientes líneas de campo eléctrico.

Dado que generalmente los voltajes que se emplean para alimentar al inyector y/o al colector son estacionarios, es decir, no varían con el tiempo, el campo eléctrico generado también es estacionario, lo que provoca que las líneas de campo eléctrico también lo sean.

Durante el proceso de formación de fibras-partículas mediante técnicas de electroestirado, éstas se cargan eléctricamente, de manera que las fibras-partículas tienden a seguir las líneas de campo eléctrico generadas, depositándose sobre el colector en los lugares preferentes definidos por el campo eléctrico estable presente, creando zonas características con mayor concentración de material y otras con menos, tal y como se muestra en la figura 12.

Concretamente, en la imagen de la izquierda de la figura 12 se observa el patrón de la deposición creada por un inyector con cuatro emisores sobre un sustrato blanco. En ella se puede observar cómo las fibras emitidas por cada uno de los emisores no se solapan y se distancian entre sí debido a la repulsión eléctrica. Para minimizar este efecto se procede a realizar un movimiento de barrido por el inyector sobre el sustrato para mejorar la uniformidad del material depositado, en este caso sobre un sustrato de color negro, como se puede observar en la imagen de la derecha. En dicha imagen se observa que hay zonas con mayor densidad de material (zonas más blancas) y otras con menor (zonas más negras, en las que apenas hay material), lo que provoca una falta de uniformidad que es evidente en la imagen. Este efecto se puede minimizar variando las condiciones de proceso (voltajes, flujos, velocidad del sustrato, ancho y velocidad de barrido, ect.) y la configuración geométrica del equipo (tipo de aguja, distancia entre agujas, distancia emisor-colector, etc.), pero en ningún caso se alcanzan resultados completamente satisfactorios para aquellas aplicaciones muy exigentes con la uniformidad.

Adicionalmente, por la propia disposición habitual de los electrodos, tanto del inyector como del colector, al no ser ninguno de ellos infinitos, el campo eléctrico se deforma en los extremos por el efecto de borde, tendiendo las fibras o partículas generadas en los emisores más periféricos a ser repelidas hacia el exterior, como se muestra en la figura 1. Esto, además, provoca que el perfil de deposición de las fibras-partículas no sea uniforme, depositándose más material en la parte central, y menos a medida que nos acercamos a los bordes.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La máquina de electroestirado que presenta uniformidad de material mejorada, objeto de la presente invención, se centra en modificar la geometría del campo eléctrico generado entre los inyectores y el colector, de manera estable o variable en el tiempo, consiguiendo así que la deposición de las fibras-partículas sea más uniforme. Para ello, se propone actuar sobre los inyectores y el colector de la máquina de electroestirado de manera independiente y/o combinada.

Tradicionalmente, la falta de uniformidad en los materiales obtenidos mediante técnicas de electroestirado es una de sus principales desventajas. Con la invención propuesta, se consigue mejorar la uniformidad de los materiales obtenidos por técnicas de electroestirado, lo que supone una ventaja para cualquier proceso de fabricación en el que se requiera de un alto grado de uniformidad en los materiales obtenidos, así como entre diferentes lotes. Asimismo, el aumento de la uniformidad mejora la calidad del producto final, consiguiendo también reducir la cantidad de material de rechazo.

La uniformidad la podemos definir como la variabilidad de una determinada propiedad de un material dependiendo de dónde midamos esa propiedad. Esa variabilidad la podemos fácilmente cuantificar como la desviación típica de las medidas de esa propiedad obtenidas sobre un número suficiente de muestras tomadas de distintas zonas del mismo material. Para el caso de materiales y recubrimientos generados por electroestirado esas propiedades pueden ser, por ejemplo, pero no solo, la densidad superficial gsm(grames per square meter,gramos por metro cuadrado), la porosidad, el espesor, la filtración, la densidad aparente (espesor/densidad superficial), el diámetro y la distribución de tamaño de las fibras-partículas, etcétera.

La máquina de electroestirado comprende uno o varios inyectores formados por uno o varios emisores cada uno, en la forma de agujas o sin agujas, separados entre sí una cierta distancia. A través de estos emisores se dispensa una disolución contenida en un depósito en una región de dispensación, pudiendo estar la disolución formada, por ejemplo, por un polímero y un disolvente, y que sale a través de los emisores impulsada por una bomba a un flujo controlado. El inyector puede tener una posición fija, o puede estar unido a unos ejes de traslación que lo mueva en diferentes direcciones del espacio.

Adicionalmente, la máquina de electroestirado comprende un colector, que puede ser una superficie plana estática o en movimiento, o un cilindro capaz de rotar respecto a su eje axial con velocidad ajustable, o un sistemaroll-to-roll.La distancia entre emisor y colector es ajustable. El inyector y el colector están además conectados a sendas fuentes de alto voltaje con el objetivo de generar una diferencia de potencial entre ambos. La disolución, que se encuentra sometida al mismo voltaje que el inyector, sale a través de los emisores. La diferencia de potencial existente entre inyector y colector provoca que el menisco formado tome una geometría cónica conocida como "cono de Taylor” , desde cuya cúspide se genera un chorro de líquido cargado eléctricamente. Durante el recorrido que realiza el chorro de líquido desde el emisor al colector, el disolvente de la disolución se evapora, de manera que en el colector se depositan fibras o partículas secas.

Como se ha indicado anteriormente, uno de los principales problemas que presentan las máquinas de electroestirado es la falta de uniformidad en la deposición del material. Esta está causada principalmente por dos motivos.

En primer lugar, los diferentes chorros de líquido que se emiten desde cada uno de los emisores tienen carga eléctrica del mismo signo, de manera que aparecen fuerzas de repulsión entre ellos que afectan a la distribución de las fibras-partículas que se forman.

Esta repulsión coulombiana provoca que las fibras-partículas de cada emisor no se puedan entremezclar con las emitidas por los emisores circundantes, creando un patrón no uniforme en el material depositado, donde las fibras-partículas tienen mayor preferencia a depositarse en unas zonas que en otras, siguiendo las líneas del campo eléctrico.

Por otro lado, este efecto de repulsión provoca que sobre el colector se cree un perfil de deposición de fibras en el que se concentra más material en la parte central, y menos a medida que nos acercamos a los bordes debido a la mayor influencia de esas fuerzas de repulsión.

Para eliminar o minimizar ambos efectos, en un primer aspecto de la invención, la máquina de electroestirado comprende unos electrodos directores(steering electrodes),dispuestos en los extremos de los inyectores. Estos electrodos se conectan a una tercera fuente de alto voltaje, generándose en ellos una carga eléctrica del mismo signo que la que se produce en las fibraspartículas. La misión de estos electrodos directores es ejercer una fuerza repulsiva o atractiva sobre las fibras-partículas más exteriores del inyector, que a su vez se transmitirá hacia las del interior, contrarrestando la propia fuerza de repulsión que se genera entre las fibras-partículas, y, de esa manera, concentrar su deposición en una zona más estrecha, aumentando con ello su uniformidad.

Los electrodos directores pueden estar físicamente unidos a los inyectores o separados de ellos. En el segundo caso, la máquina de electroestirado puede comprender adicionalmente unos separadores posicionados entre los inyectores y los electrodos directores.

Además, los electrodos directores pueden presentar distintas geometrías, como pueden ser unas barras perpendiculares al colector, una superficie plana perpendicular al colector, una superficie plana plegada al menos una vez formando un ángulo mayor que 0° con respecto a la perpendicular al colector o una superficie curva.

Además, la tercera fuente de alto voltaje a la que se conectan puede ser la misma que la del emisor o una distinta. La geometría, la localización y el voltaje de estos electrodos directores debe ajustarse a la disolución utilizada, al tipo de inyector y a los parámetros empleados en cada proceso.

A su vez, la posición y el voltaje al que están sometidos estos electrodos directores pueden ser fijos o variables a lo largo del tiempo. En el caso de que sean variables en el tiempo, se consigue que la fuerza ejercida sobre las fibras o partículas también lo sea, siéndolo también el campo eléctrico. De esta forma se eliminan los caminos preferentes que se generan en un campo eléctrico constante en el tiempo y se favorece, por tanto, la uniforme distribución de la deposición de las fibras-partículas.

En el caso del colector, éste suele ser un electrodo de geometría fija, estático o en movimiento, al que se le aplica un voltaje constante que no varía con el tiempo, lo cual provoca que se cree una distribución de campo eléctrico estacionario. Siguiendo el mismo razonamiento expuesto para el inyector, las fibras-partículas que se crean, al estar cargadas eléctricamente con carga del mismo signo, se depositan sobre el colector de forma no homogénea siguiendo las líneas preferentes definidas por el campo eléctrico estacionario presente.

Por lo tanto, en un segundo aspecto de la invención, el colector de la máquina de electroestirado comprende adicionalmente un electrodo colector de banda, que comprende una primera cinta transportadora motorizada de material aislante y unas zonas de material conductor, aisladas eléctricamente entre ellas, dispuestas sobre la superficie de material aislante del electrodo colector de banda. El colector comprende también tantas fuentes de alto voltaje como zonas de material conductor, cada una de ellas conectada a una de las zonas de material conductor.

Adicionalmente, la máquina comprende un sustrato dieléctrico o moderadamente conductor, dispuesto sobre el electrodo colector de banda, entre las zonas de material conductor y los inyectores, destinado a recibir la deposición de las fibras-partículas, dispuesto en una segunda cinta transportadora motorizada.

El número y la geometría de las zonas de material conductor, así como el voltaje o la frecuencia de conmutación de fases entre las diferentes zonas conductoras deben ajustarse a la disolución empleada, al tipo de inyector(es) y a los parámetros empleados en cada proceso.

Adicionalmente, para mejorar la uniformidad del material, la máquina de electroestirado puede comprender un módulo de desplazamiento conectado al electrodo colector de banda y, si es necesario, al sustrato dieléctrico, de forma que podrán permanecer estacionarios o en movimiento, desplazándose uno con respecto al otro.

El sustrato dieléctrico o moderadamente conductor y el electrodo colector de banda se moverán a una velocidad igual o diferente. De esta manera se provoca que la geometría del campo eléctrico generado sea variable debido al movimiento del electrodo colector de banda, y con ello la deposición de las fibras-partículas, consiguiendo una mayor homogeneidad sobre el sustrato.

En un aspecto de la invención, una o más de las fuentes de alto voltaje es de voltaje variable, y el electrodo colector de banda se desplaza a la misma velocidad y en direcciones opuestas al sustrato dieléctrico. En esta realización de la invención, la máquina de electroestirado comprende un módulo de control, conectado a las fuentes de alto voltaje conectadas a las zonas de material conductor, configurado para que una o más fuentes de alto voltaje apliquen un voltaje variable en el tiempo, diferente y desfasado en el tiempo a cada zona de material conductor.

En otra realización de la invención, las zonas de material conductor dispuestas sobre el electrodo colector de banda de material aislante se disponen de forma alterna siguiendo un cierto patrón geométrico. Como se ha expuesto anteriormente, sobre el electrodo colector de banda se encuentra el sustrato dieléctrico o moderadamente conductor, donde se depositan las fibraspartículas. En esta realización, el electrodo colector de banda patronado móvil se conecta a una fuente de alto voltaje que alimenta las zonas conductoras de forma continua. Durante su funcionamiento, el electrodo colector de banda patronado se mueve a una velocidad mayor que la del sustrato, de manera que las líneas de campo eléctrico proyectadas sobre el sustrato cambian constantemente, consiguiendo con ello que la deposición de las fibras-partículas ocurra en toda la superficie del electrodo colector de banda.

En una variación de la realización de la invención anterior, la máquina comprende adicionalmente un electrodo estático conductor ranurado, con zonas sin material a modo de rejilla, posicionado entre el electrodo colector de banda y el sustrato. La superposición del electrodo estático conductor ranurado y del electrodo colector de banda móvil patronado consigue modificar constantemente las líneas del campo eléctrico que se crean entre emisor y colector, logrando con ello que la deposición de las fibras-partículas ocurra en toda la superficie del colector.

En otra variación de la realización de la invención, el colector comprende adicionalmente un electrodo estático patronado con regiones de material conductor y regiones de material aislante, colocado en la parte inferior del electrodo colector de banda, en una cara opuesta al sustrato. En esta realización, el alto voltaje se aplica tanto al electrodo colector de banda como al electrodo estático patronado, y la velocidad del electrodo colector de banda es igual a la del sustrato. La superposición del electrodo colector de banda móvil respecto al electrodo estático patronado consigue modificar constantemente las líneas del campo eléctrico que se crean entre emisor y colector, logrando con ello que la deposición de las fibras-partículas ocurra en toda la superficie del colector.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una máquina de electroestirado del estado de la técnica. En la parte superior, una representación esquemática de la emisión de las fibras-partículas cargadas eléctricamente y el efecto de la fuerza de repulsión entre ellas. En la parte inferior, una gráfica del perfil de deposición de las fibras-partículas.

Figura 2.- En la parte superior, muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada en el emisor y electrodos directores unidos a este mediante separadores aislantes eléctricos. En la parte inferior, muestra una comparativa del perfil de deposición de las fibras-partículas cuando en los electrodos directores se aplica un voltaje continuo o variable con el tiempo.

Figura 3.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada en el emisor y electrodos directores unidos a este.

Figura 4.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada en el emisor y electrodos directores separados de este.

Figura 5.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada en el emisor y electrodos directores planos.

Figura 6.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada en el emisor y electrodos directores plegados.

Figura 7.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada en el emisor y electrodos directores curvos.

Figura 8.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada a través de un colector con distintas zonas de un material conductor a las que se les aplica una señal de voltaje variable en el tiempo, desfasadas unas de otras.

Figura 9.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada a través de un colector patronado con zonas de material conductor y zonas aislantes, en las que el colector patronado es móvil y está en contacto directo con un sustrato aislante.

Figura 10.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada a través de un colector patronado con zonas de material conductor y zonas aislantes, en las que el colector patronado es móvil separado del sustrato por un electrodo a modo de rejilla.

Figura 11.- Muestra una máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada a través de un colector patronado con zonas de material conductor y zonas aislantes, en las que el colector patronado es estático y está separado del sustrato por una cinta transportadora con ranuras.

Figura 12.- Muestra la deposición de fibras en una máquina de electroestirado del estado de la técnica, en la que se crean zonas características con mayor concentración de material y otras con menos.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Se describe a continuación, con ayuda de las figuras 1 a 12, una realización preferente de la máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada.

Tal y como se muestra en la figura 1, las máquinas de electroestirado del estado de la técnica comprenden un inyector (1) que comprende a su vez unos emisores (2), separados entre ellos una cierta distancia. A través de estos emisores (2) se dispensa una disolución formada por un polímero y un disolvente, almacenada en un depósito (12), impulsada por una bomba (13) y que sale a un flujo controlado por cada emisor (2) generando unas fibras-partículas (4).

Adicionalmente, las máquinas de electroestirado comprenden un colector (3), que puede ser una superficie plana estática o en movimiento, o un cilindro capaz de rotar respecto a su eje axial con velocidad ajustable, o un sistemaroll-to-roll.La distancia entre inyector (1) y colector (3) es ajustable.

El inyector (1) y el colector (3) están destinados a conectarse a una primera fuente de alto voltaje (5) y a una segunda fuente de alto voltaje (10) respectivamente, que generan una diferencia de potencial entre ambos.

En la parte inferior de la figura 1 se muestra un perfil (20) de deposición de fibras (4) utilizando la máquina de electroestirado del estado de la técnica, con mayor concentración en el centro y menor en los bordes, de manera que no presentan la uniformidad deseada.

En un primer aspecto de la invención, mostrado en detalle en la figura 2, la máquina de electroestirado comprende adicionalmente unos electrodos directores (6), dispuestos en ambos extremos de la región de dispensación, concretamente en ambos extremos del emisor (1), y conectados a una tercera fuente de alto voltaje (15).

Los electrodos directores (6) ejercen una fuerza repulsiva o atractiva sobre las fibras-partículas (4) más exteriores del inyector (1), que a su vez se transmite hacia las del interior, contrarrestando la propia fuerza de repulsión que se genera entre las fibras-partículas. En este aspecto de la invención, la tercera fuente de alimentación de alto voltaje (15) puede ser de voltaje constante o variable. Si es de voltaje constante, el perfil (20) de deposición se asemeja al primero de los mostrados en la parte inferior de la figura 2, mitigando notablemente el efecto de borde y concentrado su deposición en una zona más estrecha. Si el voltaje aplicado varía con el tiempo, el perfil (20) de deposición que se consigue es el segundo que se muestra en la parte inferior de la figura 2, consiguiendo una uniformidad todavía mayor.

Además, la tercera fuente de alimentación de alto voltaje (15) puede proporcionar un voltaje a los electrodos directores (6) igual al de los inyectores (1).

Por otra parte, tal y como se representan en la figura 4, los electrodos directores (6) pueden estar separados de los inyectores (1) o unidos a los inyectores (1), como en la figura 2 y 3. En este segundo caso, la máquina puede comprender adicionalmente unos separadores (14) posicionados entre los inyectores (1) y los electrodos directores (6), como en la figura 2 y 5.

Por otra parte, los electrodos directores (6) pueden presentar distintas geometrías. Pueden ser unas barras perpendiculares al colector (3), como en la figura 4, una superficie plana perpendicular al colector (3), como en la figura 5, una superficie plana plegada formando al menos un ángulo mayor que 0° con respecto a la perpendicular al colector (3), como en la figura 6, o una superficie curva, como en la figura 7.

Finalmente, la máquina de electroestirado puede comprender adicionalmente un módulo o módulos de desplazamiento (16) conectado(s) al inyector (1), que lo desplaza transversalmente con respecto al colector (3).

En un segundo aspecto de la invención, mostrado en las figuras 8 a 11, el colector (3) de la máquina de electroestirado comprende un electrodo colector de banda (7), que comprende una primera cinta transportadora motorizada de material aislante y unas zonas de material conductor (8), aisladas eléctricamente entre ellas, dispuestas sobre la superficie de material aislante del electrodo colector de banda (7). Además, el colector (3) comprende tantas fuentes de alto voltaje alterno (10) como zonas de material conductor (8), cada una de ellas conectada a una de las zonas de material conductor (8), y en las que se puede configurar la amplitud, frecuencia y fase de cada una de ellas por separado.

Por otra parte, el colector (3) comprende, como se muestra en dicha figura 8 un sustrato dieléctrico (11) o moderadamente conductor (resistividad superficial mayor a 1x106 Ohm), dispuesto sobre el electrodo colector de banda (7), entre las zonas de material conductor (8) y los emisores (2), destinado a recibir la deposición de las fibras-partículas (4), dispuesto además en una segunda cinta transportadora motorizada (9).

Como en el caso anterior y como aparece, por ejemplo, en la figura 8, la máquina de electroestirado comprende adicionalmente un módulo o módulos de desplazamiento (16) conectado(s) al inyector (1), que lo desplaza con respecto al electrodo colector de banda (7).

Con esta realización se consigue modificar constantemente la geometría del campo eléctrico generado entre inyector (1) y colector (3), de manera que la deposición de las fibras-partículas (4) ocurre en toda la superficie del colector (3), y no solo en las zonas preferentes generadas por acción de un campo eléctrico constante.

En otra realización de la invención, representada en la figura 9, las zonas de material conductor (8) dispuestas sobre el electrodo colector de banda (7) de material aislante se disponen de forma alterna siguiendo un cierto patrón geométrico. Como se ha expuesto anteriormente, sobre el electrodo colector de banda (7) se encuentra el sustrato dieléctrico o moderadamente conductor, donde se depositan las fibras-partículas (4). En esta realización, el electrodo colector de banda (7) patronado móvil se conecta a una fuente de alto voltaje que alimenta las zonas conductoras de forma continua. Durante su funcionamiento, el electrodo colector de banda (7) patronado se mueve a una velocidad mayor que la del sustrato (11), de manera que las líneas de campo eléctrico proyectadas sobre el sustrato (11) cambian constantemente, consiguiendo con ello que la deposición de las fibras-partículas (4) ocurra en toda la superficie del electrodo colector de banda (7).

En otra variación de la realización de la invención anterior representada en la figura 10, el colector (3) comprende adicionalmente un electrodo estático conductor ranurado (21), con zonas sin material a modo de rejilla, posicionado entre el electrodo colector de banda (7) y el sustrato (11).

El electrodo colector de banda (7) se desplaza a una velocidad superior que la del sustrato (11) y así, la superposición del electrodo estático conductor ranurado (21) y el electrodo colector de banda (7) móvil patronado consigue modificar constantemente las líneas del campo eléctrico que se crean entre los inyectores (1) y colector (3), logrando con ello que la deposición de las fibraspartículas ocurra en toda la superficie del colector (3).

En otra variación de la realización de la invención anterior, representada en la figura 11, el colector (3) comprende adicionalmente un electrodo estático patronado (19) con regiones de material conductor y regiones de material aislante alternas, colocado en la parte inferior del electrodo colector de banda (7), en una cara opuesta al sustrato (11).

En esta realización, el alto voltaje se aplica tanto al electrodo colector de banda (7) como al electrodo estático patronado (19), y la velocidad del electrodo colector de banda (7) es igual a la del sustrato (11). La superposición del electrodo colector de banda (7) móvil respecto al electrodo estático patronado (19) consigue modificar constantemente las líneas del campo eléctrico que se crean entre los inyectores (1) y colector (3), logrando con ello que la deposición de las fibraspartículas ocurra en toda la superficie del colector (3).

En un ejemplo de realización del primer aspecto de la invención, los electrodos directores (6) comprenden una lámina rectangular de material conductor segmentada en tres partes mediante pliegues, orientada en la dirección del eje del inyector (1), de manera que la parte central esté físicamente unida al inyector (1) o separada de él, y las dos partes laterales queden suspendidas a ambos lados en forma de campana.

El ángulo de los pliegues variará en función del efecto que se quiera conseguir sobre el campo eléctrico creado entre inyector (1) y colector (3), variando entre 90 y 180 grados con respecto a la parte central. El voltaje al que están sometidos los electrodos directores (6) podrá ser el mismo que el inyector (1), o diferente, siendo también posible que varíe con el tiempo.

En este ejemplo, la lámina rectangular que actúa como electrodos directores (6) está compuesta de aluminio y tiene un grosor de entre 0.1 y 50 mm, una longitud de entre 1 y 20 cm, y un ancho de entre 1 y 20 cm. En caso de utilizar un voltaje variable en el tiempo, la señal de voltaje aplicado tendrá un valor promedio de entre 50 y -50 kV, con una amplitud de señal de entre 0.1 y 10 kV, y una frecuencia de entre 1 y 10000 Hz.

En un ejemplo de realización del segundo aspecto de la invención, el colector (3) tiene un ancho total de entre 10 y 500 cm y comprende tres zonas de material conductor (8), como en la figura 8, orientadas en la dirección perpendicular al emisor (1). La señal de voltaje aplicado a las tres zonas de material conductor (8) es de un valor promedio de entre 50 y -50 kV, con una amplitud de señal de entre 0.1 y 10 kV, el desfase entre zonas de material conductor (8) es de 120 grados y la frecuencia de conmutación de fases es de entre 1 y 10000 Hz.

En otro ejemplo de realización del segundo aspecto de la invención, el colector (3) tiene un ancho total de entre 10 y 500 cm, y la geometría de las zonas de material conductor (8) corresponde a rectángulos cuyo lado corto va de 1 a 50 cm y su lado largo de 1 a 50 cm, dispuestas sobre el electrodo colector de banda (7) de material aislante. Las zonas de material conductor (8) están sometidas a voltajes entre 50 y -50 kV y la velocidad lineal del colector (3) es de entre 0.01 y 1000 mm/s.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. - Máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada, que comprende uno o más inyectores (1) con uno o más emisores (2), destinados a dispensar una disolución que forma una nube de fibras o partículas (4) en una región de dispensación; y un colector (3), en el que se depositan las fibras-partículas (4); donde los inyectores (1) están destinados a conectarse a una primera fuente de alimentación de alto voltaje (5) y el colector (3) está destinado a conectarse a una segunda fuente de alimentación de alto voltaje (10), generando ambas fuentes de alimentación de alto voltaje (5, 10) una diferencia de potencial entre ambos, estando la máquina caracterizada porque comprende adicionalmente

- unos electrodos directores (6), dispuestos en unos extremos de la región de dispensación, entre los emisores (2) y el colector (3), y

- una tercera fuente de alimentación de alto voltaje (15), conectada a los electrodos directores (6) que los somete a un voltaje para ejercer una fuerza repulsiva o atractiva sobre las fibras-partículas (4).

2. - La máquina de la reivindicación 1, en la que la tercera fuente de alimentación de alto voltaje (5) es de voltaje constante.

3. - La máquina de la reivindicación 1, en la que la tercera fuente de alimentación de alto voltaje (5) es de voltaje variable.

4. - La máquina de la reivindicación 1, en la que la tercera fuente de alimentación de alto voltaje (5) proporciona un voltaje a los electrodos directores (6) igual al de los inyectores (1).

5. - La máquina de la reivindicación 1, en la que la tercera fuente de alimentación de alto voltaje (5) proporciona un voltaje a los electrodos directores (6) distinto al del inyector (1) y el colector (3).

6. - La máquina de la reivindicación 1, en la que los electrodos directores (6) están separados de los inyectores (1).

7. - La máquina de la reivindicación 1, en la que los electrodos directores (6) estás unidos a los inyectores (1).

8. - La máquina de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente unos separadores (14) posicionados entre los inyectores (1) y los electrodos directores (6).

9. - La máquina de la reivindicación 1, en la que los electrodos directores (6) son unas barras perpendiculares al colector (3).

10. - La máquina de la reivindicación 1, en la que los electrodos directores (6) son una superficie plana perpendicular al colector (3).

11. - La máquina de la reivindicación 1, en la que los electrodos directores (6) son una superficie plana plegada al menos una vez formando un ángulo mayor que 0° con respecto a la perpendicular al colector (3).

12. - La máquina de la reivindicación 1, en la que los electrodos directores (6) son una superficie curva.

13. - La máquina de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un módulo de desplazamiento (16) conectado al inyector (1), que lo desplaza transversalmente con respecto al colector (3).

14. - Máquina de electroestirado con uniformidad de material mejorada a través de un colector (3) patronado, que comprende uno o varios inyectores (1) que comprenden a su vez uno o más emisores (2), destinados a dispensar una disolución que forma una nube de fibras o partículas (4), y un colector (3), en el que se depositan las fibras-partículas (4), donde los inyectores (1) están destinados a conectarse a una primera fuente de alimentación de alto voltaje (5) y el colector (3) está destinado a conectarse a una segunda fuente de alimentación de alto voltaje (10), generando ambas fuentes de voltaje una diferencia de potencial entre ambos, estando la máquina caracterizada porque el colector (3) comprende:

- un electrodo colector de banda (7), que comprende una primera cinta transportadora motorizada de material aislante,

- unas zonas de material conductor (8), aisladas eléctricamente entre ellas, dispuestas sobre la superficie de material aislante del electrodo colector de banda (7), entre este y los inyectores (1),

- tantas fuentes de alto voltaje (10) como zonas de material conductor (8) cada una de ellas conectada a una de las zonas de material conductor (8),

- un sustrato dieléctrico (11) o moderadamente conductor, dispuesto sobre el electrodo colector de banda (7), entre las zonas de material conductor (8) y los inyectores (1), destinado a recibir la deposición de las fibras-partículas (4), dispuesto en una segunda cinta transportadora motorizada (9), y

- un módulo de desplazamiento (16) conectado al inyector (1) y al electrodo colector de banda (7) y al sustrato dieléctrico (11), desplazándolos con respecto al inyector (1).

15. - La máquina de la reivindicación 14, en la que al menos una de las fuentes de alto voltaje (10) es de voltaje variable y donde el colector (3) comprende adicionalmente un módulo de control, conectado a las fuentes de alto voltaje (10) configurado para que una o más fuentes de alto voltaje (10) apliquen un voltaje variable en el tiempo, diferente y desfasado en el tiempo a cada zona de material conductor (8),

16. - La máquina de la reivindicación 14, en la que las zonas de material conductor (8) dispuestas sobre el electrodo colector de banda (7) de material aislante se disponen de forma alterna siguiendo un patrón geométrico siendo las fuentes de alto voltaje (10) de alimentación continua y donde el colector de banda patronado (7) se desplaza a una velocidad mayor que la del sustrato (11).

17. - La máquina de la reivindicación 16, en la que el colector (3) comprende adicionalmente un electrodo estático conductor ranurado (21), con zonas sin material a modo de rejilla, posicionado entre el electrodo colector de banda (7) y el sustrato (11).

18. - La máquina de la reivindicación 14, en la que el colector (3) comprende adicionalmente un electrodo estático patronado (19) con regiones de material conductor y regiones de material aislante alternas, colocado en la parte inferior del electrodo colector de banda (7), en una cara opuesta al sustrato (11) y donde el colector de banda patronado (7) se desplaza a una velocidad igual a la del sustrato (11).