[實用新型]一種用于靜電紡絲設備中的圓管狀收集器

無效

• 申請號: 200620132496.9
• 申請日: 2006-08-21
• 公開（公告）號: CN200985371Y
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 陳登龍;李敏;吳欽緣
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 福州元創專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及一種靜電紡絲設備，具體說涉及一種用于靜電紡絲設備的帶有可旋轉結構的圓管狀收集器，屬于紡織機械領域。利用該收集器特別適合于紡制各種納米級管狀纖維。

背景技術

電靜電紡絲是一種利用聚合物溶液或熔體在強電場作用下形成噴射流進行紡絲加工的工藝。在電紡絲過程中，噴射裝置中裝滿了充電的聚合物溶液或熔融液，在外加電場作用下，受表面張力作用而保持在噴嘴處的高分子液滴，在電場誘導下表面聚集電荷，受到一個與表面張力方向相反的電場力。當電場逐漸增強時，噴嘴處的液滴由球狀被拉長為錐狀，形成所謂的“泰勒錐”。而當電場強度增加至一個臨界值時，電場力就會克服液體的表面張力，從“泰勒錐”中噴出。噴射流在高電場的作用下被迅速拉細，溶劑也迅速揮發，最終形成直徑在nm級的纖維，并以隨機的方式散落在收集裝置上，形成無紡布。

現有的電紡絲裝置主要由以下4部分組成：(1)高壓電源：用以提供噴射裝置與收集裝置間的強電場，一般采用最大輸出電壓在30-100kV的直流高壓靜電發生器，在這種強電場的作用下，溶液細流的速度一般可達到數十米每秒。(2)溶液儲存裝置：可以使用注射器或儲液管等，其中裝滿聚合物溶液或熔融液，并插入一個金屬電極。該電極與高壓電源相連，使液體帶電。采用注射器做溶液儲存裝置時，可直接將高壓電源與注射器的金屬針頭相連，無需另外插入電極。(3)噴射裝置：噴射裝置為內徑0.15-2mm的毛細管或注射器針頭。在未通電時，液體應能夠充滿噴嘴但又不至于滴落，這點可以利用液體的自重來實現；也可以采用在溶液儲存裝置中安裝空氣泵調節液體靜壓力，或者利用數控機械裝置緩慢推動注射器的方法。后兩種方式還可在紡絲過程中對液體流速進行控制。(4)收集裝置：一般是金屬平板或網格。收集裝置接地，這樣由于噴嘴和收集裝置間的電勢差異，在兩者之間形成高電場。電場強度可由高壓電源的輸出值及噴射裝置與收集裝置間的距離控制。

采用金屬平板或網格收集裝置，只能紡出平板式的無紡布。如果需要制成管狀物，只能將平板式的無紡布進行卷曲成圓柱型，然后再用膠粘劑粘合接頭處，處理工藝繁瑣，而且使用了膠粘劑，可能引進異種材料。

發明內容

本實用新型的目的，提供一種可調可控的，帶有旋轉設備的圓管狀收集器，實現一次成型制備出納米級管狀纖維材料。

為實現本實用新型的目的采用的技術方案如下：

本實用新型所述的收集器，是一種用于靜電紡絲設備中的帶有可旋轉結構的圓管狀收集器。其特征在于所述的可更換的收集系統，由步進電機、聯軸器、固定軸承、旋轉軸軸心、絕緣墊圈、固定螺母、收集器構成，步進電機的轉軸通過聯軸器與旋轉軸軸心相連，絕緣墊圈、收集器、絕緣墊圈依次套入旋轉軸的軸心中，并用固定螺母進行鎖定。通電后的步進電機能夠直接等速帶動旋轉軸轉動。收集器為中空的圓管狀，中空部分為安裝孔，能以套入加螺母鎖緊的方式安裝于旋轉軸的軸心上。收集器可用不銹鋼棒或以不銹鋼棒為內芯、外層為聚四氧乙烯第制成，并有不同的外經規格，可根據需要制備出不同直徑的管狀材料。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于能一次成型制造納米纖維無紡物的管狀物。

附圖說明

為了便于對本實用新型的理解，現結合附圖對其作進一步的說明。

圖1是本實用新型所述的圓管狀收集器外觀示意圖。

圖2是本實用新型所述的可更換可控制轉速的收集器中轉動結構。

具體實施方式

為了便于對本發明的理解，現結合附圖對其作進一步的說明。

圖1中，1是圓管狀收集器中空部分，可套入旋轉軸的軸心中；2是圓管狀收集器的表面。

圖2中，3是步進電機，其轉速可達到4500-6000轉/分；4是絕緣墊片；5是旋轉軸的軸心；6是固定螺母，它與軸心末端的螺紋對應，當圓管狀收集器套入軸心后，鎖緊螺母即可；7是絕緣墊片；8是軸心末端的螺紋；9是球形軸承；10是聯軸器。

使用時，首先向紡絲液儲存裝置中注滿紡絲液，在自身重力作用下，可自然充滿噴射頭但不滴液。安裝所需的圓管狀收集器，接通步進電機電源，調整轉速后。啟動直流高壓靜電發生器，通電后，由于儲存裝置的下端噴射頭帶有正電，而圓管狀收集器帶有負電，在電場力作用下，紡絲液從噴射頭中被拉出，形成高速噴射流，并迅速被旋轉中的圓管狀收集器接收，同時紡絲液中的溶劑也迅速揮發，最后以隨機的形式散落在收集器上，斷開電源后，卸下收集器，取下電紡絲產物。