一种静电纺丝装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种静电纺丝装置，其包括：纺丝电极，其在与所述基材的第一表面相同的一侧处与所述基材的第一表面间隔开地设置在纺丝溶液盒中；接收极，其在与所述基材的第二表面相同的一侧处与所述基材的第二表面间隔开地设置，其中所述接收极的极性设置成与所述纺丝电极的极性相反，由此在纺丝过程中通过所述纺丝电极以及所述接收极之间的电场使得丝状物沉积在所述基材的第一表面上，其中，在所述基材的行进方向上位于所述纺丝电极和所述接收极的上游的位置处，所述静电纺丝装置设置有预处理装置，通过所述预处理装置，所述基材的第一表面在进入由所述纺丝电极以及所述接收极形成的电场之前将带有与所述纺丝电极的极性相反的电荷。相反的电荷。相反的电荷。

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺丝装置


[0001]本专利技术涉及一种静电纺丝装置。

技术介绍

[0002]静电纺丝为使用电荷从液体中抽极细(一般在微米或纳米大小) 纤维的过程。静电纺丝主要为在一滴液体上施加足够高的电压后该液 体滴上会形成静电，电荷之间的力抵消液体的表面张力，使得液滴拉 长，在电压超过一个阈值后液体会破射出液滴，此流出的点为泰勒锥， 随后在电场的作用下在适当调节液体分子间的粘合力的情况下将形成 射流，由此进行静电纺丝。早期1934年在美国专利US1975504中 Formhals公开了一种静电纺丝的方法，该方法设备简单、操作方便、 适用于多种聚合物材料，是目前连续制备纳米纤维的主要方法。典型 静电纺丝装置，主要包括注射泵、高压电源、喷丝头、收集装置等。 其中注射泵用于供给纺丝溶液，保证纺丝过程溶液供应的连续性；高 压电源用于连接喷丝头和收集装置，启动高压电源后，喷丝头和收集 装置之间就会产生强电场；当电源电压不断增大时，喷丝头尖端处液 滴所带的电荷量增大，电荷之间的排斥加强，液滴表面会产生波动和 变形，聚合物会在喷丝头末端形成泰勒锥；当电压增大到临界值时， 液体就会克服表面张力在锥尖形成射流，射流经过拉伸、溶剂挥发和 固化后，最后在收集装置上沉积得到纳米级别的固态纤维。
[0003]在静电纺丝法中，静电场对于生产效率以及产品质量是非常重要 的一个因素，因此，期望对静电纺丝法中的静电场以及与静电场相关 的其他方面进行进一步的优化和改进以期能够持续提高生产效率或者 改善产品质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种静电纺丝装置，所述静电纺丝装置用于在基材 上进行静电纺丝，其中所述基材包括在第一方向上相对的第一表面和 第二表面，所述第一方向与所述基材的行进方向和横向方向相垂直， 所述静电纺丝装置包括：纺丝电极，在所述第一方向上，所述纺丝电 极在与所述基材的第一表面相同的一侧处与所述基材的第一表面间隔 开地设置在纺丝溶液盒中；接收极，在所述第一方向上，所述接收极 在与所述基材的第二表面相同的一侧处与所述基材的第二表面间隔开 地设置，其中所述接收极的极性设置成与所述纺丝电极的极性相反， 由此在纺丝过程中通过所述纺丝电极以及所述接收极之间的电场使得 丝状物沉积在所述基材的第一表面上，其中，在所述基材的行进方向 上位于所述纺丝电极和所述接收极的上游的位置处，所述静电纺丝装 置设置有预处理装置，通过所述预处理装置，所述基材的第一表面在 进入由所述纺丝电极以及所述接收极形成的电场之前将带有与所述纺 丝电极的极性相反的电荷。
[0005]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述预处理装置设置有附加电 极，所述附加电极的极性设置成与所述纺丝电极的极性相反，并且所 述附加电极与所述基材相接触。
[0006]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述预处理装置设置有辅助发 射电极和辅助
接收电极，所述辅助发射电极在与所述基材的第一表面 相同的一侧处与所述基材的第一表面间隔开地设置并且极性设置成与 所述纺丝电极的极性相同，所述辅助接收电极在与所述基材的第二表 面相同的一侧处与所述基材的第二表面间隔开地设置并且极性设置成 与所述纺丝电极的极性相反。
[0007]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述接收极形成为在所述第一 方向上，所述接收极的位于所述基材的横向方向上的端部部分处与所 述纺丝电极的对应部分之间的距离大于所述接收极的位于所述基材的 横向方向上的中间部分处与所述纺丝电极的对应部分之间的距离。
[0008]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述接收极在所述基材的横向 方向上的端部部分处的外周尺寸朝向所述接收极的位于所述端部部分 之间的中间部分的外周尺寸逐渐增大。
[0009]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述接收极形成为由丝线形成 的中空的封闭体。
[0010]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述接收极形成为在所述基材 的行进方向上，所述接收极的位于所述基材的横向方向上的端部部分 处与所述纺丝电极的对应部分之间的距离大于所述接收极的位于所述 基材的横向方向上的中间部分处与所述纺丝电极的对应部分之间的距 离。
[0011]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述接收极由多个线状子极构 成，所述多个线状子极沿所述基材的行进方向间隔开，并且所述多个 线状子极中的每个沿所述基材的横向方向延伸。
[0012]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述多个线状子级中的一个或 多个线状子级设置成弧形或倾斜的线形。
[0013]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述多个线状子级当沿所述横 向方向观察时形成为依次高低交错排列、周期性高低交错排列、或者 圆弧形高低排列。
[0014]根据本专利技术的一个或多个实施例，所述多个线状子级当沿所述第 一方向观察时形成为相邻对称排列或居中对称排列或交叉排列。
[0015]根据本专利技术的一个或多个实施例，在所述第一方向上在所述接收 极的上方设置有辅助罩，当所述接收极的形状或者电压能够使得产生 电离时，所述辅助罩设置成向下吹风，当所述接收极的形状或者电压 设置成使得未产生电离时，所述辅助罩设置成向上抽风。
[0016]本专利技术还公开了一种采用根据如上所述的任一方面的静电纺丝装 置进行静电纺丝的方法，所述方法包括：
[0017]在所述纺丝电极和接收极之间形成静电场，使得丝状物能够从所 述纺丝电极发射并且沉积在所述基材上；
[0018]在所述基材进入所述静电场之前通过所述预处理装置使得其第一 表面带有与所述纺丝电极极性相反的电荷。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明:
[0020]图1为根据本专利技术的静电纺丝装置的第一实施例的示意图。
[0021]图2为根据本专利技术的静电纺丝装置的第二实施例的示意图。
[0022]图3
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图6分别为本专利技术提供的第一实施例和/或第二实施例的静电 纺丝装置的不同形式的接收极的剖视图。
[0023]图7为根据本专利技术的静电纺丝装置的第三实施例的示意图。
[0024]图8a
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图8c分别为根据本专利技术的静电纺丝装置的第三实施例的不 同形式的接收极的侧视图。
[0025]图9a
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图9c分别为根据本专利技术的静电纺丝装置的第三实施例的不 同形式的接收极的俯视图。
[0026]图10为根据本专利技术的静电纺丝装置的第三实施例的接收极的剖 视图。
[0027]图11a
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11d分别为根据本专利技术的静电纺丝装置的第三实施例的其 他形式的接收极的示意图。
[0028]图12a
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12b为根据本专利技术的静电纺丝装置的不同形式的辅助罩的 示意图。
[0029]图13为根据本专利技术的静电纺丝装置的辅助罩与接收极装配在一 起的示意图。
[0030]图14a
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14b为根据本专利技术的静电纺丝装置的提供的纳米纤维的电 镜图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝装置，所述静电纺丝装置用于在基材上进行静电纺丝，其中所述基材包括在第一方向上相对的第一表面和第二表面，所述第一方向与所述基材的行进方向和横向方向相垂直，所述静电纺丝装置包括：纺丝电极，在所述第一方向上，所述纺丝电极在与所述基材的第一表面相同的一侧处与所述基材的第一表面间隔开地设置；接收极，在所述第一方向上，所述接收极在与所述基材的第二表面相同的一侧处与所述基材的第二表面间隔开地设置，其中所述接收极的极性设置成与所述纺丝电极的极性相反，由此在纺丝过程中通过所述纺丝电极以及所述接收极之间的电场使得丝状物从所述纺丝电极沉积在所述基材的第一表面上，其中，在所述基材的行进方向上位于所述纺丝电极和所述接收极的上游的位置处，所述静电纺丝装置设置有预处理装置，通过所述预处理装置，所述基材的第一表面在进入由所述纺丝电极以及所述接收极形成的电场之前将带有与所述纺丝电极的极性相反的电荷。2.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其中，所述预处理装置设置有附加电极，所述附加电极的极性设置成与所述纺丝电极的极性相反，并且所述附加电极与所述基材相接触。3.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其中，所述预处理装置设置有辅助发射电极和辅助接收电极，所述辅助发射电极在与所述基材的第一表面相同的一侧处与所述基材的第一表面间隔开地设置并且极性设置成与所述纺丝电极的极性相同，所述辅助接收电极在与所述基材的第二表面相同的一侧处与所述基材的第二表面间隔开地设置并且极性设置成与所述纺丝电极的极性相反。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的静电纺丝装置，其中，所述接收极形成为在所述第一方向上，所述接收极的位于所述基材的横向方向上的端部部分处与所述纺丝电极的对应部分之间的距离大于所述接收极的位于所述基材的横向方向上的中间部分处与所述纺丝电极的对应部分之间的距离。5.根据权利要求4所述的静电纺丝装置，其中，所述接收极在所述基材的横向方向上的端部...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟博文，
申请(专利权)人：长胜纺织科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：