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用于連續(xù)生產(chǎn)纖維材料和納米顆粒的系統(tǒng)和方法與流程

文檔序號(hào):40571112發(fā)布日期:2025-01-03 11:31閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種用于連續(xù)生產(chǎn)纖維材料的方法,所述方法包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括在所述流體介質(zhì)中以大約500至大約10000英尺/分鐘(fpm)的速度推進(jìn)納米纖維簇。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述速度為大約2000fpm至大約6000fpm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述納米顆粒被以大約0.1克/平方米至大約10克/平方米的比率分散到所述基材中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中所述比率為至少大約2.0克/平方米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述基材以大約0.05至1.0米/秒的速度前進(jìn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括將所述納米顆粒分散到所述基材的第一表面上,使得所述納米顆粒至少穿透所述基材的所述第一表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述基材具有從所述第一表面到與所述第一表面相對(duì)的第二表面的厚度,所述方法還包括將所述納米顆粒分散在所述基材內(nèi)的從所述第一表面到所述第二表面的至少25%厚度范圍內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,還包括將所述納米顆粒分散在所述基材內(nèi)的從所述第一表面到所述第二表面的至少50%厚度范圍內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述單個(gè)納米顆?;旧媳唤Y(jié)合到整個(gè)基材中以形成復(fù)合材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,還包括使單個(gè)納米顆粒從所述基材的所述第一表面到相對(duì)的第二表面分散。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其中所述納米顆粒從所述基材的第一表面向相對(duì)的第二表面形成密度梯度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括將納米纖維的大簇機(jī)械地分離成納米纖維組。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括向所述納米纖維組施加負(fù)壓,以將所述納米纖維組吸入壓縮空氣流中。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,還包括將所述納米纖維組推靠在表面上,以將所述納米纖維組的至少一部分破碎成單個(gè)納米纖維。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,還包括從所述納米纖維組中分離所述單個(gè)納米顆粒。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,還包括將所述納米纖維組和單個(gè)納米顆粒推進(jìn)到腔室中,以在所述腔室內(nèi)產(chǎn)生渦流,并向所述腔室施加負(fù)壓,以將所述納米纖維組吸離所述單個(gè)納米顆粒。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括將所述單個(gè)納米顆粒噴涂到所述基材的第一表面上。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,還包括向所述基材的與所述第一表面相對(duì)的第二表面施加吸力,以抽吸所述單個(gè)納米顆粒通過(guò)所述基材。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括將粘合劑施加到所述基材內(nèi)的所述纖維材料上。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括加熱所述基材以將所述纖維材料粘結(jié)到所述單個(gè)納米顆粒上。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括將所述材料轉(zhuǎn)化為過(guò)濾器。

23.一種纖維材料,所述纖維材料由根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法形成。

24.一種過(guò)濾介質(zhì),所述過(guò)濾介質(zhì)由根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法形成。

25.一種用于連續(xù)生產(chǎn)纖維材料的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:

26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述纖維化裝置被配置成在流體介質(zhì)中以大約500英尺/分鐘(fpm)至大約10000fpm的速度推進(jìn)納米纖維組。

27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng),其中所述速度為大約2000fpm至大約6000fpm。

28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述納米顆粒被以大約0.1克/平方米至大約10克/平方米的比率分散到基材中。

29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述比率為至少大約2.0克/平方米。

30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述輸送機(jī)被配置成以大約0.05至1米/秒的速率推進(jìn)基材。

31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述分散裝置包括噴嘴,所述噴嘴被配置成將納米顆粒分散到基材的第一表面上,使得納米顆粒至少穿透基材的第一表面。

32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng),其中所述基材具有從第一表面到與所述第一表面相對(duì)的第二表面的厚度,其中所述噴嘴將納米顆粒分散在所述基材內(nèi)的從第一表面到第二表面的至少25%寬度范圍內(nèi)。

33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng),其中所述噴嘴將納米顆粒分散在所述基材內(nèi)的從第一表面到第二表面的至少50%厚度范圍內(nèi)。

34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述納米顆粒基本上被結(jié)合到整個(gè)基材中以形成復(fù)合材料。

35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng),其中所述噴嘴將單個(gè)納米顆粒從基材的第一表面到相對(duì)的第二表面分散。

36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),還包括分離器,所述分離器耦接至所述進(jìn)料器,并被配置成將納米纖維的大簇機(jī)械地分離成納米纖維組。

37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述纖維化裝置包括:

38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng),其中所述泵包括噴射器,所述噴射器被配置成產(chǎn)生負(fù)壓,以從所述分離器抽吸所述納米纖維組。

39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng),還包括反應(yīng)器,所述反應(yīng)器具有與泵流體耦接的內(nèi)部腔室,其中所述反應(yīng)器被配置成從納米纖維簇分離出單個(gè)納米顆粒。

40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng),其中所述反應(yīng)器的內(nèi)部腔室包括一個(gè)或更多個(gè)耦接至所述泵的入口,并且其中所述泵被配置成以在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生渦流的速度矢量推動(dòng)單個(gè)纖維和納米纖維簇通過(guò)所述入口。

41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng),其中所述內(nèi)部腔室包括位于內(nèi)部腔室的與所述一個(gè)或更多個(gè)入口相對(duì)的端部的一個(gè)或更多個(gè)出口,所述系統(tǒng)還包括第二泵,所述第二泵耦接至所述出口并被配置成向所述腔室施加負(fù)壓,以通過(guò)所述出口抽吸所述納米纖維組。

42.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),還包括用于將粘合劑分散到所述基材中的纖維材料上的涂布裝置。

43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng),其中所述涂布裝置包括噴涂裝置,所述噴涂裝置具有鄰近所述進(jìn)料器的上游端和所述分散裝置的出口。

44.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述輸送機(jī)包括第一表面和相對(duì)的第二表面,其中所述基材沿著所述第一表面前進(jìn),其中所述系統(tǒng)還包括鄰近所述第二表面的負(fù)壓源。

45.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),還包括在所述纖維化裝置與所述進(jìn)料器的下游端之間布置在所述輸送機(jī)附近的烘干器,所述烘干器用于加熱所述納米顆粒和所述纖維。

46.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng),其中所述制品包含過(guò)濾介質(zhì)。


技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種用于連續(xù)制造纖維材料和制品(例如過(guò)濾器)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括用于將包含纖維材料的基材從上游端推進(jìn)到下游端的輸送機(jī)、以及用于將納米纖維組饋送到流體介質(zhì)中的進(jìn)料器。纖維化裝置耦接至進(jìn)料器,并且被配置成將納米纖維組轉(zhuǎn)化成單個(gè)納米顆粒。耦接至纖維化裝置的分散裝置將納米顆粒分散到基材中以形成纖維材料。這使得納米顆粒更均勻地分布在整個(gè)纖維材料中。此外,該系統(tǒng)連續(xù)制造材料,以形成具有改善的質(zhì)量、產(chǎn)量和降低的成本和時(shí)間的制品。

技術(shù)研發(fā)人員:A·G·普拉特,L·蓬佩奧,K·郭
受保護(hù)的技術(shù)使用者:馬蒂夫盧森堡公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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