[實用新型]一種托盤式帶有實時圖像顯示功能的靜電紡絲儀

有效

• 申請號: 201220060331.0
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN202744668U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 李敏;陳登龍;吳欽緣;張大春;趙亮
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D13/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及一種靜電紡絲儀，具體說涉及一種托盤式且帶有CCD攝像頭的能實時傳輸圖像的靜電紡絲儀，屬于紡織機械領域，特別適合于紡制各種納米級纖維。

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30-100?kV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0.15-2?mm?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。福建師范大學李敏等公開了一種“靜電紡絲儀”（申請號：200610125960.6，授權公告號：CN100457985C）。該靜電紡絲儀主要包括高壓電源系統、供料系統、噴射高度調節系統、可更換可控制轉速的收集器系統。高壓電源系統由高壓直流靜電發生器、正極、負極構成。其中陽極與噴射頭外壁通過彈簧夾片與正電極相連，負極與收集器導電體部分相連接。供料系統包括固定于升降桿上由絕緣材料制成的杯托、嵌合于杯托中的儲液杯、與儲液杯相連的微量注射泵構成。儲液杯的下端口接有噴射頭，為中空的金屬體。噴射高度調節系統中設有一組的渦輪蝸桿系，蝸桿的兩端分別由軸承固定，垂直安裝在蝸桿槽中，高的一端設有轉動轉盤。渦輪與儲液杯升降桿為一整體，一端用于固定儲液杯，另一端設有與蝸桿相齒合的渦輪，其側面設計成實體梯形狀的滑動體，可在蝸桿槽側邊的梯形槽中上下滑動。順時針或逆時針轉動轉盤可直接帶動蝸桿作順時針或逆時針轉動，進而間接帶動渦輪梯形槽中作上下滑動，達到調節儲液杯升降桿的升降、控制儲液杯中噴射口與收集器的距離的目的。可更換的收集系統，由步進電機、聯軸器、旋轉軸心、絕緣墊圈、固定螺母、收集器構成。步進電機轉軸通過聯軸器與由兩個軸承固定的旋轉軸連接，通電后的步進電機能夠直接等速帶動旋轉軸轉動。收集器中設有安裝孔，能以套入加螺母鎖緊的方式安裝于旋轉軸的軸心上。收集器有金屬平板狀、網格狀和圓管狀三類，每一類又有不同的規格，可根據需要制備的材料形狀任意更換。當所用的收集器是圓管狀收集器時，設有多級轉速的步進電機帶動圓管狀收集器轉動。當所用的收集器是平板狀或網格狀收集器時，不啟動步進電機。收集器可用不銹鋼棒或以不銹鋼棒為內芯、外層為聚四氟乙烯第制成。

與之前技術相比，該發明的優點在于：1、設備定型，避免了使用人必須自行加工與拼裝的不足；2、使用方便，重要的參數可根據需要進行調節與控制；3、可一次成型制備出多種管徑的管狀材料。然而它存在制備過程難以肉眼進行實時觀察成絲過程中絲的粗細以及粘連狀況、不能及時調整工藝參數的問題。如果能在該發明總體思路的基礎上，增加圖像觀察系統，就可以較好克服上述問題。

發明內容

本實用新型的目的，在“靜電紡絲儀”（申請號：200610125960.6，授權公告號：CN100457985C）的基礎上，提供一種托盤式帶有實時圖像顯示功能的靜電紡絲儀。通過該裝置，實現實時觀察紡絲狀態、及時調整電壓、噴射距離等工藝參數的目的。

????為實現本實用新型的目的采用的技術方案如下：