一种循环使用的纳米纤维过滤网及其制备装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种循环使用的纳米纤维过滤网及其制备装置、方法，其中纳米纤维过滤网包括有支撑架、过滤支撑网格和纳米纤维膜，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成，所述纳米纤维膜喷印于网格上。本发明专利技术采用静电纺丝技术快速制备高效过滤膜，实现不同功能纳米纤维膜的喷印，且利用图像处理可以实现对不同支撑架和过滤支撑网格的喷印，从而能实现低成本、个性化的定制；相比金属网格支架，可实现纳米纤维膜的均匀沉积，不需要采用转印技术，可即时喷印使用，对支撑架和过滤支撑网格重复利用，减小环境污染。本发明专利技术作为一种循环使用的纳米纤维过滤网及其制备装置、方法可广泛应用于静电纺丝技术领域。

Nano fiber filter screen for recycling and preparation device and method thereof

The invention discloses a recycling nano fiber filter and its preparation method and device, the nano fiber filter includes a supporting frame, a supporting grid and nano fiber membrane filter, the support frame for supporting the filter support grid, the support frame and the filtering support gridding are made of non conducting materials, the the nano fiber membrane printing on grid. The invention adopts the electrostatic spinning technology rapid preparation of efficient filter, different functional nano fiber film printing, and the use of image processing can be achieved on different support frame and filtering support gridding printing, so as to realize low cost, personalized customization; compared to the metal grid support, can realize the uniform deposition of nano fiber membrane that does not require the use of transfer printing technology, instant printing, repeated use of the support frame and the filtering support grid, reduce environmental pollution. The invention is used as a circulating nanofiber filter screen, a preparation device and a method thereof, and can be widely applied to the technical field of electrostatic spinning.

【技术实现步骤摘要】
一种循环使用的纳米纤维过滤网及其制备装置、方法
本专利技术涉及静电纺丝
，尤其是一种循环使用的纳米纤维过滤网及其制备装置、方法。
技术介绍
静电纺丝技术上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。静电纺丝方法是生产纳米纤维最为简单且成本低廉的方法，在众多领域中都有较大的运用，如过滤行业、电子、能源、催化、生物医药等领域有着广阔的应用前景。其中静电纺丝纳米纤维制备过滤膜有着过滤效率高，技术成本低，能耗低等特点。近年来，随着民众对空气污染的日益关注，对空气净化的需求不断增大，因此市场上也出现了多种空气过滤装置，例如带静电纳米纤维空气滤芯（CN204051237），但是该滤芯制备过程中，由于其支撑网采用金属材料，不仅在喷印时对静电纺丝的高压电场造成干扰，而且容易因静电吸附导致纳米纤维集中沉积于支撑网的金属线上，而非均匀沉积形成纳米纤维膜，导致过滤效果不佳。同时，目前用于空气净化的空气过滤膜价格高昂，且需定期更换，例如汽车的空气过滤装置，其使用频繁，更换周期短，对用户产生很大的经济压力，使得民众降低了更换过滤膜的动力，非常多的过滤膜均过期使用，达不到过滤效果的同时，也增加了病菌滋生带来的潜在威胁，此外，不断更换的过滤膜，带来了很大的环境污染问题。除此之外，功能化的、个性化的过滤膜的需求不断增加，民众根据不同的功能需求，如除尘、除菌、除有机废气等功能的需求不断增加，进而加大了对现有过滤膜的技术要求。专利技术内容为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是：提供一种制备过程简单、可循环使用的纳米纤维过滤网。为了解决上述技术问题，本专利技术的另一目的是：提供一种制备过程简单、可循环使用的纳米纤维过滤网的制备装置。为了解决上述技术问题，本专利技术的另一目的是：提供一种制备过程简单、可循环使用的纳米纤维过滤网的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种循环使用的纳米纤维过滤网，包括有支撑架、过滤支撑网格和纳米纤维膜，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成，所述纳米纤维膜喷印于网格上。本专利技术所采用的另一技术方案是：一种循环使用的纳米纤维过滤网的制备装置，包括有高压电源、控制单元、喷头支架、导液管、供液系统、图像处理单元、运动导轨、纺丝喷头、导电收集电极、绝缘板、支撑架和过滤支撑网格，所述运动导轨包括有纵向导轨和横向导轨，所述纵向导轨上设置可纵向移动的绝缘板，所述绝缘板上设置导电收集电极，所述支撑架和过滤支撑网格放置于导电收集电极上，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述横向导轨设置于纵向导轨上方，所述横向导轨上安装可横向移动的纺丝喷头，所述供液系统通过导液管连接至纺丝喷头，所述纺丝喷头位于绝缘板上方，所述高压电源的正负极分别纺丝喷头和导电收集电极连接，所述图像处理单元用于收集支撑架和过滤支撑网格的图像数据，所述控制单元分别连接至纵向导轨、横向导轨和图像处理单元。进一步，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成。进一步，所述图像处理单元与运动导轨相对静止。本专利技术所采用的另一技术方案是：一种循环使用的纳米纤维过滤网的制备方法，包括有以下步骤：A.将支撑架支撑的过滤支撑网格放置于导电收集电极上；B.启动纺丝装置；C.通过图像处理单元采集过滤支撑网格的位置、形状和尺寸；D.控制单元根据图像处理单元采集的数据计算喷印轨迹；E.控制单元根据上述喷印轨迹驱动运动导轨移动，从而使纺丝喷头相对于过滤支撑网格按照一定的运动轨迹进行喷印。进一步，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成。进一步，对于达到使用期限的纳米纤维过滤网，首先清洗掉过滤支撑网格上的纳米纤维膜，然后执行步骤A-E。本专利技术的有益效果是：采用非导电材料制成的支撑架和过滤支撑网格对纳米纤维膜进行支撑，在静电纺丝制备纳米纤维膜过滤膜，可快速制备高效过滤膜，且可以实现不同功能纳米纤维膜的喷印；相比金属网格支架，可实现纳米纤维膜的均匀沉积，不需要采用转印技术，可即时喷印使用；且由于制备过程不需要采用转印技术，速度快，因此可对支撑架和过滤支撑网格重复利用，减小环境污染。本专利技术的另一有益效果是：该装置采用静电纺丝制备纳米纤维膜过滤膜，可快速制备高效过滤膜，实现不同功能纳米纤维膜的喷印，且利用图像处理可以实现对不同支撑架和过滤支撑网格的喷印，从而能实现低成本、个性化的定制；相比金属网格支架，可实现纳米纤维膜的均匀沉积，不需要采用转印技术，可即时喷印使用；且由于制备过程不需要采用转印技术，速度快，因此可对支撑架和过滤支撑网格重复利用，减小环境污染。本专利技术的另一有益效果是：该方法采用静电纺丝制备纳米纤维膜过滤膜，可快速制备高效过滤膜，实现不同功能纳米纤维膜的喷印，且利用图像处理可以实现对不同支撑架和过滤支撑网格的喷印，从而能实现低成本、个性化的定制；相比金属网格支架，可实现纳米纤维膜的均匀沉积，不需要采用转印技术，可即时喷印使用；且由于制备过程不需要采用转印技术，速度快，因此可对支撑架和过滤支撑网格重复利用，减小环境污染。附图说明图1为本专利技术纳米纤维过滤网的具体结构示意图；图2为本专利技术装置结构示意图；图3为本专利技术装置的部分结构侧视图；图4为本专利技术装置的部分结构主视图；图5为本专利技术方法的步骤流程图。图中：1、高压电源；2、控制单元；3、图像处理单元；4、横向导轨；5、纵向导轨；6、喷头支架；7、供液系统；8、纺丝喷头；9、绝缘板；10、支撑架和过滤支撑网格；21、导电收集电极；22、连接图像处理单元的数据线；23、连接横向导轨的数据线；24、连接纵向导轨的数据线；25、导液管；26、连接导电收集电极的导线；27、连接纺丝喷头的导线；31、支撑架；32、过滤支撑网格；33、纳米纤维。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：参照图1，一种循环使用的纳米纤维过滤网，包括有支撑架、过滤支撑网格和纳米纤维膜，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成，所述纳米纤维膜喷印于网格上。由于纳米纤维膜的自支撑性较差，而较厚的纳米纤维膜因空气阻力大而无法用于空气净化领域，因此用于空气净化的纳米纤维膜需要一个网格来作支撑，保证其力学性能的同时，保障其过滤性能。此外，网格支撑架可以循环使用，当作为过滤材料的核心纳米纤维膜的使用期限达到时，只需清洗掉网格上的纳米纤维膜之后，重新喷印上一层均匀的纳米纤维膜即可；本专利技术中采用静电纺丝技术进行喷印，为了制备均匀的纳米纤维膜，因此支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成，避免在喷印时对静电纺丝的高压电场造成干扰；而传统制备工艺中，由于支撑架和过滤支撑网格由导电材料制成，不仅在喷印时对静电纺丝的高压电场造成干扰，因此容易因静电吸附导致纳米纤维集中沉积于支撑网格的金属线上，而非均匀沉积形成纳米纤维膜。参照图2，一种循环使用的纳米纤维过滤网的制备装置，用于制备如图1中所示的纳米纤维过滤网：包括有高压电源、控制单元、喷头支架、导液管、供液系统、图像处理单元、运动导轨、纺丝喷头、导电收集电极、绝缘板、支撑架和过滤支撑网格，所述运动导轨包括有纵向导轨和横本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环使用的纳米纤维过滤网，其特征在于：包括有支撑架、过滤支撑网格和纳米纤维膜，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成，所述纳米纤维膜喷印于网格上。

【技术特征摘要】
1.一种循环使用的纳米纤维过滤网，其特征在于：包括有支撑架、过滤支撑网格和纳米纤维膜，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述支撑架和过滤支撑网格均由非导电材料制成，所述纳米纤维膜喷印于网格上。2.一种循环使用的纳米纤维过滤网的制备装置，其特征在于：包括有高压电源、控制单元、喷头支架、导液管、供液系统、图像处理单元、运动导轨、纺丝喷头、导电收集电极、绝缘板、支撑架和过滤支撑网格，所述运动导轨包括有纵向导轨和横向导轨，所述纵向导轨上设置可纵向移动的绝缘板，所述绝缘板上设置导电收集电极，所述支撑架和过滤支撑网格放置于导电收集电极上，所述支撑架用于支撑过滤支撑网格，所述横向导轨设置于纵向导轨上方，所述横向导轨上安装可横向移动的纺丝喷头，所述供液系统通过导液管连接至纺丝喷头，所述纺丝喷头位于绝缘板上方，所述高压电源的正负极分别纺丝喷头和导电收集电极连接，所述图像处理单元用于收集支撑架和过滤支撑网格的图像数据，所述控制单元分别连接至纵向导轨、横向导轨和图像处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱自明，杨晓林，谢壁衡，王新力，郑高峰，吴佩萱，
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