一种环形薄片状电极静电纺丝装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种环形薄片状电极静电纺丝装置，包括纺丝系统、动力系统、涂覆机构、供液系统、清洁机构、收集系统和高压电源，收集系统位于纺丝系统的上方，纺丝系统包括纺丝电极和基座，所述纺丝电极固定在所述基座上，所述动力系统带动所述基座及所述纺丝电极作单向旋转运动，所述涂覆机构和所述清洁机构设置在所述纺丝电极上并且固定不动，所述清洁机构在所述纺丝电极运动方向上位于所述涂覆机构前面，所述收集系统包括收集电极，其中所述纺丝电极为环形薄片，所述环形薄片的发射端为尖端结构。本发明专利技术环形薄片状电极静电纺丝装置能够提高纳米纤维的产量及质量，实现纳米纤维的批量化制备，其机构简单，操作简便，易于实现工业化运用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及静电纺丝
，特别是涉及一种环形薄片状电极静电纺丝装置。
技术介绍
静电纺丝技术是一种利用静电场力生产纳米纤维的技术，其原理是：在高压静电场中，带电聚合物溶液在电场力的作用下形成泰勒锥，当电场力足够大，使得带电液滴克服表面张力形成带电射流，最后在收集机构上沉积固化成纳米纤维结构。传统的喷头式静电纺丝装置容易出现的喷头阻塞、难清理，阵列喷头在纺丝过程中容易出现“边缘效应”现象等缺点影响了纤维质量，纺丝效率，导致产量较低。相比于喷头式静电纺，无针式静电纺具有产量高，纺丝设备简单，生产成本较低等特点。专利WO2005/024101A1提出的一种无针静电纺丝技术，纤维产量大，但其纺丝溶液暴露在空气中，所生产的纤维直径粗细不均，此外，纺丝电极电场分布不均，纺丝临界电压高，能耗大。专利CN104313705A提出了一种环形电极丝的纳米纤维纺丝方式，其能够避免纺丝溶液暴露在空气中，并实现溶液的连续涂覆，但其电极丝的安装固定方式不够合理，同时缺乏有效的自清洁装置，且结构过于复杂，不适合批量纳米纤维制造。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术设计了一种环形薄片状电极静电纺丝装置，能够合理的固定安装电极，采用的环形薄片状电极，实现了电极电场均匀的分布，所具有的尖端结构同时又能够促进诱导纺丝；设置清洁机构，实现了纺丝电极的持续洁净。本专利技术能够大幅度提高纤维产品的产量及质量。本专利技术是这样实现的，一种环形薄片状电极静电纺丝装置，包括纺丝系统、动力系统、涂覆机构、供液系统、清洁机构、收集系统和高压电源，所述收集系统位于所述纺丝系统的上方，所述纺丝系统包括纺丝电极和基座，所述纺丝电极固定在所述基座上，所述动力系统带动所述基座及所述纺丝电极作单向旋转运动，所述涂覆机构和所述清洁机构设置在所述纺丝电极上并且固定不动，所述清洁机构在所述纺丝电极运动方向上位于所述涂覆机构前面，所述收集系统包括收集电极，所述纺丝电极为环形薄片电极，所述环形薄片电极的发射端为尖端结构。优选地，所述环形薄片电极的发射端尖端结构为三角形结构、圆锥曲线形结构或曳物线形结构。优选地，所述纺丝电极厚度为0.05-20mm或0.5-10mm。优选地，所述纺丝电极为1个以上不同轴径的环形薄片状电极，并按轴径大小依次嵌套排列成塔状结构，所述相邻两个塔状结构间距为50mm-500mm。优选地，所述收集系统还包括基材，所述基材为透气性的材料，所述基材上方设置有倒吸风装置，所述收集电极为环形薄片，所述环形薄片朝向纺丝电极的接收端为尖端结构。优选地，所述涂覆机构包括液槽，所述纺丝电极的尖端结构浸没在所述液槽中，所述纺丝电极旋转时，所述液槽中的溶液涂覆在所述纺丝电极上。优选地，所述涂覆机构包括上盖和液槽，所述上盖上设置进液口，所述液槽中竖向设置布液轮，所述布液轮圆周向表面设置为V型并均布着凹槽，在竖直方向上，所述布液轮上面与所述进液口相接触，下面与所述纺丝电极相接触。优选地，所述涂覆机构与所述清洁机构下端分别设置固定座，所述环形薄片电极底部一侧或两侧设置轨道，所述涂覆机构与所述清洁机构分别固定在两个固定座上，至少一个所述固定座布置在所述轨道上，在所述轨道上移动至少一个所述固定座，调整所述涂覆机构与所述清洁机构的间距。优选地，还包括气体辅助系统，所述气体辅助系统包括用于供气的气源、设置在基座下面的气腔和设置在基座上的圆周阵列气孔。优选地，所述动力系统包括电机、传动装置和与基座相连接的空心轴，所述电机通过所述传动装置带动所述空心轴与基座一起单向旋转，进而带动所述纺丝电极作单向旋转运动。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)采用环形薄片状结构作为纺丝电极，可产生出均布电场，有助于提升纺丝纤维质量；(2)环形薄片发射端的尖端设计，使尖端处电荷聚集，有助于诱导纺丝；(3)1个以上不同轴径的环形薄片状电极，按轴径大小依次嵌套的塔状结构，增加了发射区域的面积，提高了产量；(4)环形薄片状电极上布置与电极相匹配的涂覆机构，能够避免纺丝溶液与空气接触，保持纺丝前后溶液性质的稳定性；(5)环形薄片状电极上布置与电极相匹配的清洁机构，实现了在线清洁发射电极，保证了纺丝质量的一致性；(6)纺丝电极作单向运动，涂覆机构和清洁机构固定不动，在纺丝电极旋转的方向上，保持清洁机构始终处于涂覆机构的前面，能够确保较高的清洁效率，有助于涂覆布液的均匀；(7)接收电极设置为环形薄片状结构，与纺丝电级结构相匹配，实现了电场均匀分布，提高了纺丝效率；(8)纺丝电极两侧设置阵列气孔，以实现气体对纤维起到收拢拉伸的作用，并可加速纤维沉积固化，提高了纺丝效率及纺丝质量；以及(9)设置溢液循环及废液回收结构，节约了资源。附图说明图1是本专利技术环形薄片状电极静电纺丝装置示意图。图2是本专利技术装置的主视图。图3是本专利技术装置的俯视图。图4本专利技术装置的主剖视图。图5a是环形薄片电极的发射端尖端结构为三角形结构的示意图；图5b为发射端尖端结构为圆锥曲线形的示意图；图5c为发射端尖端结构为曳物线形的示意图。图6是涂覆机构结构示意图，有两种实现形式，其中6a为通过液槽浸没的方式实现覆液的机构三维图，6b为主剖面图，6c为密封橡胶的三维结构图，6d为密封橡胶的仰视图，6e为通过布液轮涂覆的方式来实现覆液的机构剖面图,6f为布液轮的三维图。图7是清洁机构示意图，其中7a为机构三维图,7b为主剖面图。图8两种形式的多级塔状纺丝电极示意图。1-导向辊，2-基材，3-高压静电发生器，4-溢液槽，5-气孔，6-涂覆机构、清洁机构，7-空心轴，8-吸风机，9-收集电极，10-纺丝电极，11-基座，12-动力系统，13-电机，14-气腔，15-气源，16-废液罐，17-液箱，18-计量泵，19-上盖，20-弹簧，21-布液机构固定座，22-密封橡胶，23-溢液口，24-进液口，25-密封垫圈，26-液槽，27-布液轮，28-清洁机构固定座，29-弹簧件，30-清洁件，31-喷头，32-刮刀，33-凹槽，34-液道，35-回液罐，36-阀门，37-盘盖，38-底座。具体实施方式下面将借助附图中的实施例描述本专利技术一种环形薄片状电极静电纺丝装置的结构构造。环形薄片状电极静电纺丝装置包括纺丝系统、气体辅助系统、动力系统、涂覆机构、供液系统、清洁机构、收集系统和高压电源。如图1、图4、图5和图8所示，纺丝系统包括纺丝电极10和基座11，纺丝电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形薄片状电极静电纺丝装置，包括纺丝系统、动力系统、涂覆机构、供液系统、清洁机构、收集系统和高压电源，所述收集系统位于所述纺丝系统的上方，所述纺丝系统包括纺丝电极和基座，所述纺丝电极固定在所述基座上，所述动力系统带动所述基座及所述纺丝电极作单向旋转运动，所述涂覆机构和所述清洁机构设置在所述纺丝电极上并且固定不动，所述清洁机构在所述纺丝电极的运动方向上位于所述涂覆机构前面，所述收集系统包括收集电极，其特征在于：所述纺丝电极为环形薄片电极，所述环形薄片电极的发射端为尖端结构。

【技术特征摘要】
1.一种环形薄片状电极静电纺丝装置，包括纺丝系统、动力系统、涂覆机构、供液系统、
清洁机构、收集系统和高压电源，所述收集系统位于所述纺丝系统的上方，所述纺丝系统包
括纺丝电极和基座，所述纺丝电极固定在所述基座上，所述动力系统带动所述基座及所述
纺丝电极作单向旋转运动，所述涂覆机构和所述清洁机构设置在所述纺丝电极上并且固定
不动，所述清洁机构在所述纺丝电极的运动方向上位于所述涂覆机构前面，所述收集系统
包括收集电极，其特征在于：所述纺丝电极为环形薄片电极，所述环形薄片电极的发射端为
尖端结构。
2.根据权利要求1所述的环形薄片状电极静电纺丝装置，其特征在于：所述环形薄片电
极的发射端尖端结构为三角形结构、圆锥曲线形结构或曳物线形结构。
3.根据权利要求1所述的环形薄片状电极静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝电极厚
度为0.05-20mm或0.5-10mm。
4.根据权利要求1所述的环形薄片状电极静电纺丝装置，其特征在于：所述纺丝电极为
1个以上不同轴径的环形薄片状电极，并按轴径大小依次嵌套排列成塔状结构，所述相邻两
个塔状结构间距为50mm-500mm。
5.根据权利要求4所述的环形薄片状电极静电纺丝装置，其特征在于：所述收集系统还
包括基材，所述基材为透气性的材料，所述基材上方设置有倒吸风装置，所述收集电极为环
形薄片，所述环形薄片朝向纺丝电极的接收端为尖端结构。
6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽峰，朱自明，陈新度，王晗，夏远祥，温尊伟，梅晨，江传玉，黄深能，
申请(专利权)人：佛山轻子精密测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44