[發(fā)明專(zhuān)利]針式噴頭垂直靜電紡絲裝置以及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011068987.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112030245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于杰;苑甫;蔣濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
• 主分類(lèi)號(hào): D01D5/00
• 分類(lèi)號(hào): D01D5/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王麗莎

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種針式噴頭垂直靜電紡絲裝置以及系統(tǒng)。該裝置包括針式噴絲頭、接收電極、定位輥軸、高壓直流電源、收卷系統(tǒng)和放卷系統(tǒng)。收集電極為金屬板、絲或棒，兩個(gè)沿豎直方向排列的定位棍軸用于支撐和定位收集基底。傳統(tǒng)水平紡絲設(shè)備需施加較大張力才能保持基布平直，需要較多棍軸，纖維需與棍軸接觸，常發(fā)生纖維粘棍現(xiàn)象；而本申請(qǐng)垂直放置的基底可自然保持平直，不需施加大的張力，可使用最少兩根輥軸，避免電紡纖維與滾軸的直接接觸，解決纖維粘棍的問(wèn)題。由于垂直設(shè)置的基布不需要施加大的張力即可保持平直，可避免拉裂基底的問(wèn)題。此外，垂直收集減小了絲束自身重力對(duì)紡絲效果的影響，避免了掛絲現(xiàn)象，解決了靜電紡絲領(lǐng)域的頑固問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及靜電紡絲領(lǐng)域，具體而言，涉及一種針式噴頭垂直靜電紡絲裝置以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

靜電紡絲是制備高分子納米纖維膜的主要方法，它是利用電場(chǎng)力對(duì)高壓電場(chǎng)中的紡絲溶液或熔體液滴拉伸變形獲得納米纖維。液滴受到靜電牽引力會(huì)由球形變成泰勒錐型，并從圓錐尖端延伸得到纖維細(xì)絲，這些細(xì)絲落在基底上，溶劑蒸發(fā)后固化，從而得到納米級(jí)直徑的高分子纖維膜。

在納米纖維規(guī)?；a(chǎn)中，靜電紡絲法是一種不可或缺的生產(chǎn)技術(shù)。但目前靜電紡絲技術(shù)和相關(guān)靜電紡絲納米纖維材料還處于研究階段，仍然存在著許多待攻克的難題。由于生產(chǎn)設(shè)備的限制，絕大多數(shù)的納米纖維無(wú)法單獨(dú)成膜，需吸附在基底上，對(duì)于傳統(tǒng)水平設(shè)置的收集基底，為保持基底織物的平直常常需要施加較大的張力，因此要求基底強(qiáng)度高，否則會(huì)拉裂基底，由此導(dǎo)致強(qiáng)度較低的基底無(wú)法紡絲。同樣，傳統(tǒng)水平紡絲設(shè)備需施加較大張力才能保持基布平直，因而需要較多棍軸，電紡纖維膜需與棍面接觸，加上施加壓力大，常發(fā)生纖維粘棍現(xiàn)象。

同時(shí)在靜電紡絲生產(chǎn)過(guò)程中，絲束由于受電場(chǎng)強(qiáng)度，自身重力等因素的影響，長(zhǎng)時(shí)間的紡絲過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)絲束糾纏互相纏繞，形成肉眼可見(jiàn)的掛絲現(xiàn)象，影響紡絲質(zhì)量。本發(fā)明采用垂直設(shè)置紡絲可一舉解決這些問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種針式噴頭垂直靜電紡絲裝置以及系統(tǒng)，其旨在改善現(xiàn)有的靜電紡絲裝置容易出現(xiàn)的基底織物拉裂、膜面粘輥與掛絲的問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N針式噴頭垂直靜電紡絲裝置，包括：

定位輥軸，用于傳輸和定位接收基底；定位輥軸包括至少兩個(gè)；

接收電極，沿豎直方向設(shè)置在兩個(gè)定位輥軸之間，位于接收基底外側(cè)且平行于接收基底；以及

針式噴頭，設(shè)置在接收基底的另一側(cè)，沿豎直方向排列且針式噴頭的出絲方向垂直于接收基底。

這種垂直收集的結(jié)構(gòu)，使得接收基底可自然保持平直，不需要施加很大的張力，從而能夠避免過(guò)大張力拉裂基底的問(wèn)題。同樣，由于不需要施加大的張力基底即可保持平直，因而不需要使用很多輥軸，使用兩根定位輥軸即可，從而可以避免電紡纖維與滾軸的直接接觸，解決纖維粘棍的問(wèn)題。同時(shí)垂直收集減小了絲束自身重力對(duì)紡絲效果的影響，從而避免掛絲現(xiàn)象，解決這個(gè)靜電紡絲領(lǐng)域常見(jiàn)的頑固問(wèn)題。

在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，上述針式噴頭作為噴絲電極所接電性與接收電極相反；針式噴頭包括多個(gè)噴頭本體，沿豎直方向規(guī)則排列，相鄰的兩列針式噴頭交錯(cuò)設(shè)置。

在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，上述每一個(gè)針式噴頭的孔徑大小均為0.1mm-1mm；每列中相鄰的兩個(gè)針式噴頭之間的間距為20mm-50mm。

在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，上述針式噴頭與接收電極之間的水平距離為50mm-600mm。

在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，上述接收電極包括導(dǎo)電金屬；接收電極的形狀為棒狀、絲狀或者板狀；棒狀或絲狀電極放置時(shí)保持與水平面平行，板狀電極放置時(shí)保持與水平面垂直。

在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，上述板狀的接收電極的長(zhǎng)度為100mm-4000mm，寬度為100mm-2000mm厚度為0.5mm-5mm；