Jan Čmelík et son équipe

L'électrofilage est la méthode la plus utilisée pour produire des nanofibres. Elle consiste à utiliser de la haute tension pour étirer une solution polymère en fibres ultra-fines qui se solidifient de manière quasi instantanée. Les systèmes traditionnels, qui se basent sur des aiguilles, sont depuis longtemps limités par des problèmes persistants : colmatage, faible rendement, formation instable des fibres et capacités de montée en charge limitées.  

Elmarco a perfectionné un système alternatif sans aiguille. Au lieu de procéder à l'extrusion de polymères à travers une aiguille, une électrode filaire stationnaire est revêtue d'un mince film de polymère et on lui applique une tension pouvant aller jusqu'à 80 kV. De multiples cônes se forment naturellement le long du fil, générant simultanément des jets stables sur des largeurs comprises entre 1,5 et 2 mètres. Sans rotation mécanique, la formation de jets reste stable, produisant encore plus de couches de nanofibres pendant les longs cycles de production. Le système minimise également l'utilisation de polymères, réduisant le volume de solvants et l'évaporation tout en améliorant les coûts de fonctionnement. 

L'entreprise ne cesse d'améliorer le processus et sa gamme d'applications. Les méthodes d'Elmarco permettent de déposer des nanofibres directement sur des fils en mouvement ainsi que sur une grande variété de substrats, du papier aux tissus non tissés, en passant par des tissus synthétiques et des matériaux conducteurs, les configurations du système s'adaptant à chaque application. De plus, l'équipe a également travaillé avec des matériaux biodégradables et biosourcés, comme les films d'amidon de maïs, afin de prendre en charge des options de production plus durables. 

Permettre une production à l'échelle industrielle

En 2004, le professeur Oldřich Jirsák et son équipe de l'Université technique de Liberec (TU Liberec) ont mis au point la première machine d'électrofilage sans aiguille au monde. Elmarco était alors à la recherche de nouvelles opportunités et a tout de suite vu le potentiel de cette invention. L'entreprise a conclu un accord de licence avec l'Université technique de Liberec, accordant à Elmarco les droits de fabriquer des machines de production commerciale de nanofibres.

Un prototype fonctionnel a vu le jour fin 2004, suivi par la première ligne industrielle en 2006. En 2008, Elmarco avait construit un grand centre de R&D et, en 2010, l'entreprise lançait sa plateforme de deuxième génération. Elle a poursuivi l'amélioration de sa technologie et ce sont aujourd'hui plus de 280 machines qui sont installées dans 150 pays, pour des secteurs allant des vêtements de performance aux soins de santé.  

La propriété intellectuelle d'Elmarco couvre les machines et les processus qui permettent une production à l'échelle industrielle. Alors que l'entreprise a déposé énormément de demandes de brevets au cours des premières années, les innovations récentes s'inscrivent souvent dans une démarche d'optimisation, reflétant la maturité de la plateforme. L'entreprise protège sa technologie en République tchèque et dans les principaux marchés internationaux. Elle reste intimement liée au milieu universitaire. Elmarco poursuit son étroite collaboration avec l'Université technique de Liberec, qui utilise les machines Nanospider^TM dans ses recherches fondamentales.  

À propos de l'inventeur

Jan Čmelík est responsable du service conception et de l'assurance qualité chez Elmarco. Après avoir obtenu un master en ingénierie de la conception à l'Université technique de République tchèque en 2004, il rejoint Elmarco, son premier emploi. Il a évolué dans l'entreprise pendant près de 20 ans, passant d'ingénieur à directeur. Il a joué un rôle clé dans la création du service conception et dans la direction des développements techniques qui ont permis de faire passer l'électrofilage d'une curiosité de laboratoire à un procédé industriel stable à grande échelle : "L'innovation prend du temps. Quand nous avons commencé, même la formation d'un jet stable sur une ligne industrielle représentait un défi considérable. Il faut toujours faire preuve de curiosité et de patience. C'est à force de persévérance que l'on réalise des avancées majeures."