一種圓盤式無針頭靜電紡絲裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)納米纖維膜的無針頭靜電紡絲裝置，提供了一類可以有效提高靜電紡絲產(chǎn)量和均勻度的靜電紡絲技術(shù)。其技術(shù)方案要點是：采用特殊結(jié)構(gòu)的圓盤作為紡絲單元，通過內(nèi)置導(dǎo)線的聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸對各紡絲單元實現(xiàn)分別施加電壓，使紡絲單元之間的電場更為均勻；通過高度可調(diào)的圓弧形聚四氟乙烯屏蔽罩控制紡絲點的帶液量，使納米纖維細(xì)度均勻，并節(jié)省電能。本發(fā)明的特點是，內(nèi)置導(dǎo)線的聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸、特殊的圓盤結(jié)構(gòu)，以及高度可控的圓弧形聚四氟乙烯屏蔽罩，可以使得各紡絲單元間電場分布均勻，有效提高納米纖維膜中纖維細(xì)度的均勻性和產(chǎn)量，同時避免了傳統(tǒng)對針頭設(shè)備存在的電廠不勻、針頭易堵塞、難以清洗等缺點；采用圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，有效提高了產(chǎn)能和均勻度，可以降低成本，利于靜電紡絲技術(shù)的工業(yè)化推廣。
【專利說明】—種圓盤式無針頭靜電紡絲裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靜電紡絲技術(shù)，具體為一種圓盤式無針頭靜電紡絲裝置。
技術(shù)背景
[0002]靜電紡絲是利用靜電場力對紡絲射流進(jìn)行牽伸，形成納米纖維非織造布的一種方法；該技術(shù)作為最為常用的一種納米纖維生產(chǎn)方法，近年來得到了廣泛的研究，它具有成本低、簡單、且適用于大部分聚合物等優(yōu)勢。其產(chǎn)品細(xì)度介于納米和微米之間的纖維，并以無序狀沉積在接收裝置上，形成類似非織造布狀的微納米纖維網(wǎng)/薄膜，可用于過濾材料、生物醫(yī)學(xué)材料、化學(xué)傳感器、電池隔膜的多個高科技領(lǐng)域。
[0003]靜電紡絲技術(shù)作為目前連續(xù)制備聚合物納米纖維的最有效的方法，具有諸多優(yōu)勢，但較難實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。目前規(guī)模化靜電紡絲技術(shù)分為兩類，一類為多針頭靜電紡絲技術(shù)，代表公司為以德國的 Freudenburg Nonwovens、美國的 Finetex Technology Inc.>eSpin Technologies、NanoMatrix、韓國的T0PTECH公司等；另一類為無針頭靜電紡絲技術(shù)，代表公司為美國的Donaldson Company和捷克的Elmarco公司(納米蜘蛛)。現(xiàn)有多針頭靜電紡絲設(shè)備存在針頭易堵、低效低產(chǎn)、多射流間電場干擾嚴(yán)重(End effect現(xiàn)象)、電紡膜橫向厚薄不勻等的問題；現(xiàn)有無針頭靜電紡絲設(shè)備(納米蜘蛛)雖然不存在傳統(tǒng)靜電紡的針頭堵塞問題，產(chǎn)量比針頭式靜電紡裝置提高了很多，但是存在所得纖維粗細(xì)不勻、纖維偏粗、耗能大、產(chǎn)品質(zhì)量難以控制等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有靜電紡絲規(guī)模化設(shè)備存在的不足，本發(fā)明擬采用的技術(shù)方案是:設(shè)計一種圓盤式無針頭靜電紡絲裝置。該裝置包括一個內(nèi)壁式溶液池，具有節(jié)省電能與防止漏電的作用；采用圓盤式紡絲頭，具有均勻混合紡絲溶液、控制纖維細(xì)度的作用；還包括內(nèi)置導(dǎo)線的高性能塑料轉(zhuǎn)軸，可對各紡絲圓盤分別施加電壓，并節(jié)省電能、減小電場干擾；該裝置特別設(shè)計了圓弧形屏蔽罩，可控制紡絲位置的溶液厚度，使納米纖維細(xì)度均勻，并節(jié)省電倉泛。
[0005]本發(fā)明解決靜電紡絲設(shè)備規(guī)模化的技術(shù)方案是:設(shè)計一種圓盤式無針頭規(guī)?；o電紡絲納米纖維無紡布生產(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備主要包括:溶液池55、高性能塑料轉(zhuǎn)軸85、紡絲圓盤80、屏蔽罩75、高壓電源10、輸網(wǎng)簾15、接地目標(biāo)電極板40、吸風(fēng)裝置35、傳動裝置25、防滑移裝置50等。
[0006]所述溶液池55內(nèi)壁層由高性能塑料組成，具有節(jié)省電能與防止漏電的作用；溶液池55采用圓弧狀設(shè)計，內(nèi)直徑稍大于紡絲圓盤80的直徑，具有節(jié)省原料和均勻溶液的作用；可根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)量，對注入泵120和回流泵125之間的差額進(jìn)行控制，可以精確控制溶液池中的溶液含量，并使溶液隨之流動，防止聚合物沉積。
[0007]所述高性能塑料轉(zhuǎn)軸采用聚四氟乙烯、聚苯硫醚或聚丙烯塑料中軸85，在中軸上布有用于給各轉(zhuǎn)盤施加不同電壓的導(dǎo)線95，導(dǎo)線由高性能塑料管包覆，可以起到節(jié)省電力并防止漏電危險的作用，同時可通過導(dǎo)線對圓盤施加不同電壓，使各圓盤紡絲點的電場分布均勻，起到減小靜電排斥、均勻纖維細(xì)度的作用；中軸上有間隔5mm?IOOmm的基座140，可固定圓盤并與所布導(dǎo)線相連，可根據(jù)實際生產(chǎn)需要用來調(diào)節(jié)圓盤間距。
[0008]所述紡絲圓盤80采用空心設(shè)計，形狀可變，形狀參數(shù)包括圓盤邊緣的傾斜程度、直徑、方向、數(shù)量等。紡絲圓盤80與基座140之間采用四個對稱分布的螺釘固定(參見附圖2);圓盤80傾斜程度在O°?90°之間，厚度在0.5mm?IOmm之間，其本身具有的傾斜程度使圓盤具有一定的儲液能力。在低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，由于圓盤80傾斜面的存在，可實現(xiàn)連續(xù)紡絲；各圓盤的直徑可根據(jù)電場分布規(guī)律在IOOmm?200mm之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)電場分布原理，位于轉(zhuǎn)軸85中間位置的圓盤直徑較兩邊的要大，這樣的圓盤直徑分布可以控制各圓盤紡絲位置之間電場的均勻性，并起到均勻紡絲射流的作用；圓盤的排布可以是單個圓盤沿轉(zhuǎn)軸進(jìn)行單向平行配置、均勻排布，也可以是底面相向成對配置(參見附圖3)，并沿轉(zhuǎn)軸均勻排布。圓盤的排布方式取決于紡絲溶液的粘度；紡絲圓盤的數(shù)量和間隔根據(jù)產(chǎn)品幅寬和克重要求而改變。
[0009]所述屏蔽罩75采用聚四氟乙烯內(nèi)壁，采用圓弧形設(shè)計(參見附圖1)，在屏蔽罩與溶液池之間設(shè)計有控高裝置70，可通過控制圓盤紡絲位置高度來控制圓盤的帶液量，使各紡絲圓盤紡絲位置的溶液厚度均勻一致(一般控制帶液厚度為0.1mm?0.5mm),從而使所紡纖維細(xì)度均勻、電紡膜厚度均勻；屏蔽罩75同時可使電紡絲核心部件處于相對屏蔽的狀態(tài)，這樣可以節(jié)省電能、均勻射流、并使高電壓集中于圓盤的頂部紡絲位置。
[0010]所述高壓電源10的正負(fù)極分別與高性能塑料轉(zhuǎn)軸上的加壓盤130和目標(biāo)電極板40相連接，電壓值為15kV?50kV。
[0011]所述輸網(wǎng)簾15采用較為稀疏且薄的塑料制作，對電場干擾極小，由羅拉帶動，并帶動基布向前輸送，速度為I?100m/min。
[0012]所述接地目標(biāo)電極板40可通過公知技術(shù)實現(xiàn)橫動，使纖維沉積更加均勻；目標(biāo)電極板40與高壓電源負(fù)極相連，并可起到增強(qiáng)電場的作用；也可根據(jù)纖維收集的需要調(diào)節(jié)，形狀可變，可靜可動，以便于獲得滿足不同需要的靜電紡絲納米纖維無紡布。
[0013]所述吸風(fēng)裝置35，安裝在輸網(wǎng)簾與目標(biāo)極板40上方，采用錐形設(shè)計，吸風(fēng)均勻，可使所紡纖維沉積均勻。
[0014]所述防滑移裝置50的設(shè)計，是在輸網(wǎng)簾進(jìn)入端與輸出端分別安裝兩個電機(jī)，兩個電機(jī)安裝在相反的兩側(cè)，旋轉(zhuǎn)方向相同，使得基布及輸網(wǎng)簾不會隨羅拉的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生滑移。
[0015]所述圓盤式靜電紡絲裝置的幅寬可調(diào)，一般在300mm?2000mm之間。為了實現(xiàn)規(guī)?；⒐I(yè)化納米纖維生產(chǎn)，尤其是混和靜電紡，各紡絲單元之間可交錯排列(參見附圖4)，使基布/接收器上所收集纖維分布更加均勻，同時使設(shè)備的整體幅寬、克重進(jìn)一步加大。
[0016]說明書附圖
[0017]圖1是所述圓盤式無針頭靜電紡絲裝置一種實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是所述圓盤式無針頭靜電紡絲裝置一種紡絲核心部件的剖面圖。
[0019]圖3是所述圓盤式無針頭靜電紡絲裝置一種采用雙向圓盤作紡絲核心部件的剖面圖。
[0020]圖4是所述圓盤式無針頭靜電紡絲裝置一種交錯排列的示意圖。[0021]圖5為本發(fā)明離心式無針頭靜電紡絲裝置一種實施例的納米纖維產(chǎn)品SEM圖片圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明:
[0023]本發(fā)明設(shè)計的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置(簡稱裝置，參見圖1?4)，該裝置主要包括供液系統(tǒng)、紡絲系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
[0024]所述的供電系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)采用公知技術(shù)，這里不再贅述。
[0025]所述的紡絲系統(tǒng)(參見附圖1和2):包括溶液池55，溶液池為雙層結(jié)構(gòu)，其高性能塑料內(nèi)壁Iio具有防止漏電和節(jié)省電能的作用，并采用半圓弧狀底槽，底槽與紡絲圓盤80間距為IOmm?30mm，可起到節(jié)省并均勻溶液的作用；溶液池55與高性能塑料轉(zhuǎn)軸85采用軸承連接，轉(zhuǎn)軸85采用高性能塑料制作，內(nèi)部鋪設(shè)有與各紡絲圓盤80相連接的導(dǎo)線95，并設(shè)有安裝圓盤的基座140，導(dǎo)線95與其相對應(yīng)的加壓盤130相連接，可以實現(xiàn)對各紡絲圓盤80的分別加壓；紡絲圓盤80安裝在基座140上，具有傾斜角度為0°?90°的設(shè)計，帶有一定的儲液能力，直徑可調(diào)，可分別加壓，并可根據(jù)實際需求采用不同的形狀；溶液池上方裝有由高性能塑料制成的屏蔽罩70，屏蔽罩采用圓滑的開口設(shè)計，形狀為圓弧狀，其直徑比紡絲圓盤80直徑稍大，高度可調(diào)，可以控制紡絲圓盤80紡絲位置的帶液厚度，具有節(jié)省電能、減小電場相互干擾和均勻纖維細(xì)度的作用；紡絲射流上方安裝有接收裝置，包括輸網(wǎng)簾15、可往復(fù)橫動的目標(biāo)電極板40、基布20 ;所述的輸網(wǎng)簾15采用輕薄、目數(shù)較低的塑料網(wǎng)制作，對電場干擾極??；目標(biāo)電極板40可往復(fù)橫動，與高壓電源10的負(fù)極相連接，并可以采用不同的形狀，可使纖維分布更為均勻，滿足不同產(chǎn)品需要。
[0026]所述溶液池55為雙層結(jié)構(gòu)，采用圓弧狀設(shè)計，并帶有注入泵120和回流泵125。溶液池內(nèi)壁Iio采用高性能塑料制作，厚度為5mm?20mm，具有防止漏電和節(jié)省電能的作用；溶液池55采用圓弧狀設(shè)計，內(nèi)直徑稍大于紡絲圓盤80的直徑(稍大IOmm?30mm),具有節(jié)省原料和均勻溶液的作用；可根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)量，對注入泵120和回流泵125之間的差額進(jìn)行控制，其差額一般設(shè)置在20g/h到2000g/h之間，這樣可以精確控制溶液池中的溶液含量，并使溶液隨之流動，防止沉積。
[0027]所述高性能塑料轉(zhuǎn)軸85采用高性能塑料為中軸，內(nèi)部鋪設(shè)有導(dǎo)線95，外層有高性能塑料套管91包覆，導(dǎo)線與基座140和加壓盤130相連接。轉(zhuǎn)軸85采用高性能塑料作為中軸，具有節(jié)省電能、防止漏電并減小電場干擾的作用；轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與導(dǎo)線95相連，安裝用于紡絲圓盤80的基座140，基座之間的距離為0.5cm，紡絲圓盤80可根據(jù)需要相鄰或間隔安裝；導(dǎo)線95與基座140和加壓盤130相連接，可根據(jù)模擬電場分布情況對各圓盤分別施加不同的電壓，從而起到均勻電場的作用；轉(zhuǎn)軸的有效紡絲長度為30cm到80cm ;轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為 2r/min 到 20r/min。
[0028]所述紡絲圓盤80采用空心設(shè)計，形狀可控，具有可調(diào)的形狀包括圓盤的傾斜程度、直徑、方向、數(shù)量等，具有圓滑的坡面設(shè)計。紡絲圓盤80與基座140之間采用四個對稱分布的螺釘固定(參見圖2);圓盤傾斜程度在0°?90°之間，圓盤本身具有的傾斜面使圓盤具有一定的儲液能力，在圓盤低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，由于圓盤傾斜面的存在，可實現(xiàn)連續(xù)紡絲；各圓盤的直徑可根據(jù)電場分布規(guī)律調(diào)節(jié)，圓盤直徑在IOOmm?200mm之間,根據(jù)電場分布原理，位于轉(zhuǎn)軸中間的圓盤直徑較兩邊的大，這樣的圓盤直徑分布可以控制各圓盤紡絲點之間電場的均勻性，并起到均勻紡絲射流的作用；圓盤的方向可以是單向的，也可以是雙向交錯(如附圖3)的，可根據(jù)溶液需要可調(diào)；紡絲圓盤的數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品幅寬和克重的需要可以進(jìn)行變化。
[0029]所述屏蔽罩75采用高性能塑料制作，采用圓弧狀設(shè)計，帶有圓滑的紡絲點開口設(shè)計，高度可調(diào)，如附圖1。由高性能塑料制作的屏蔽罩可以起到屏蔽設(shè)備間電場干擾、穩(wěn)定射流的作用，厚度為IOmm?15mm ;屏蔽罩75的直徑較紡絲圓盤稍大，開口寬度在30mm?50mm之間；而屏蔽罩與溶液池之間的高度控制裝置70，高度可調(diào)，可控制圓盤紡絲點的帶液量，均勻各紡絲圓盤紡絲點的溶液厚度，一般控制帶液厚度為0.1mm?0.5mm,從而使所紡纖維細(xì)度均勻；屏蔽罩同時可使電紡絲核心部件處于相對屏蔽的狀態(tài)，這樣可以節(jié)省電力、穩(wěn)定射流、并使高壓點集中于圓盤的頂部紡絲點。
[0030]接收裝置位于紡絲圓盤80上方，由基布20、輸網(wǎng)簾15、目標(biāo)接收板40、吸風(fēng)裝置35構(gòu)成?；?0由輸網(wǎng)簾15帶動，速度為lm/min到100m/min ;輸網(wǎng)簾15由輕薄、目數(shù)較低的塑料網(wǎng)制成，對電場干擾極小，并帶有防滑移裝置50，速度為lm/min到100m/min ;目標(biāo)電極板40與高壓電源負(fù)極相連，且?guī)в型鶑?fù)橫動裝置，可采用多種形狀，有增強(qiáng)電場、使纖維分布更加均勻、獲得具有一定取向的纖維網(wǎng)的作用；吸風(fēng)裝置35安裝在輸網(wǎng)簾與目標(biāo)極板上方，采用錐形設(shè)計，吸風(fēng)均勻，可使所紡纖維得到均勻的沉積。
[0031]實施例1
[0032]如附圖1所示的一種圓盤式無針頭規(guī)?；o電紡絲納米纖維無紡布生產(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備主要包括:溶液池55、聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸85、紡絲圓盤80、屏蔽罩75、高壓電源10、輸網(wǎng)簾15、接地目標(biāo)電極板40、吸風(fēng)裝置35、傳動裝置25、防滑移裝置50等。工作時，溶液池55深度為130mm，溶液深度設(shè)置為100mm，注入泵120與回流泵125之間的差額設(shè)置為172g/h ;紡絲圓盤80直徑為200mm，有效工作數(shù)目為20個，每相隔一個基座安裝一個紡絲圓盤，其間距為10mm，各紡絲圓盤所加電壓一致，均為+25kV ;屏蔽罩75高度控制為圓盤帶液量厚度為0.2mm ;聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸85轉(zhuǎn)動速度為15r/min，有效工作寬度為200mm ;目標(biāo)電極板40加壓為-25kV，往返速度30次/min ;輸網(wǎng)簾15及基布20的傳輸速度為2m/min，吸風(fēng)裝置的負(fù)壓設(shè)置為-1OMPa ;紡絲圓盤80紡絲點與基布20之間的距離設(shè)置為150mm。
[0033]先稱取一定質(zhì)量的PBS高聚物顆粒，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%的溶液，稱取溶劑三氯甲烷/異丙醇(8: 2)的質(zhì)量，然后將溶質(zhì)、溶劑依次倒入帶有磁力轉(zhuǎn)子的磨砂廣口瓶中，在室溫下，將廣口瓶放在磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1000r/h的恒溫磁力攪拌器上攪拌大約2個小時，使PBS顆粒完全溶解，直至溶液成均勻的透明狀。
[0034]紡絲前先設(shè)定好屏蔽罩75的高度,其開口與紡絲圓盤之間的高差為0.2mm,再將紡絲圓盤80紡絲點與基布之間的距離調(diào)整為150mm ;然后通過注入泵120向溶液池55注入PBS溶液，待液面高度達(dá)到IOOmm后，開啟回流泵125，將其差額設(shè)置為172g/h ;待溶液混合均勻后，開啟轉(zhuǎn)軸傳動裝置，設(shè)定聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸85的轉(zhuǎn)速為15r/min,設(shè)定基布傳輸速度為2m/min，目標(biāo)電極板40往返速率為30次/min ;待紡絲圓盤80的傾斜部分被溶液覆蓋完全后，開啟聞壓電源10，設(shè)定電壓為25kV,開始紡絲。
[0035]IOmin后，依次關(guān)閉高壓電源10、注入泵120、回流泵125、輸網(wǎng)簾傳動裝置25、吸風(fēng)裝置35、目標(biāo)電極板往復(fù)傳動裝置、轉(zhuǎn)軸傳動裝置。得到靜電紡納米纖維分布均勻PBS/熔噴非織造布復(fù)合布，有效幅寬為200mm，靜電紡絲納米纖維克重為lg/m2，長度為20m。
[0036]實施例2
[0037]如附圖1所示的一種圓盤式無針頭規(guī)?；o電紡絲納米纖維無紡布生產(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備主要包括:溶液池55、聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸85、紡絲圓盤80、屏蔽罩75、高壓電源10、輸網(wǎng)簾15、接地目標(biāo)電極板40、吸風(fēng)裝置35、傳動裝置25、防滑移裝置50等。工作時，溶液池55深度為13cm，溶液深度設(shè)置為10cm，注入泵120與回流泵125之間的差額設(shè)置為750g/h ；紡絲圓盤80直徑為200mm，采用雙向設(shè)計紡絲圓盤(參見附圖3)，有效工作數(shù)目為25個，每相隔3個基座安裝一個紡絲圓盤,其間距為20mm,各紡絲圓盤所加電壓一致,均為+30kV ；屏蔽罩75高度控制為圓盤帶液量厚度為0.15mm ;聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸85轉(zhuǎn)動速度為20r/min，有效工作寬度為500mm ;目標(biāo)電極板40加壓為_30kV，往返速度30次/min ;輸網(wǎng)簾15及基布20的傳輸速度為2m/min，吸風(fēng)裝置的負(fù)壓設(shè)置為-1OMPa ;紡絲圓盤80紡絲點與基布20之間的距離設(shè)置為200mm。
[0038]先稱取一定質(zhì)量的PVA高聚物顆粒，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)16%的溶液，按百分比稱取PVA高聚物顆粒和去離子水，然后將溶質(zhì)、溶劑依次倒入帶有磁力轉(zhuǎn)子的磨砂廣口瓶中，在室溫下，將廣口瓶放在磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1000r/h的恒溫磁力攪拌器上攪拌大約2個小時，使PVA顆粒完全溶解，直至溶液成均勻的透明狀。
[0039]紡絲前先設(shè)定好屏蔽罩75的高度,其開口與紡絲圓盤之間的高差為0.15mm,再將紡絲圓盤80紡絲點與基布之間的距離調(diào)整為200mm，然后通過注入泵120向溶液池55注入溶液，待液面高度達(dá)到IOOmm后，開啟回流泵125，將其差額設(shè)置為750g/h ;待溶液混合均勻后，開啟轉(zhuǎn)軸傳動裝置，設(shè)定聚四氟乙烯轉(zhuǎn)軸85的轉(zhuǎn)速為20r/min,設(shè)定基布傳輸速度為2m/min,目標(biāo)電極板40往返速率為30次/min ;待雙向紡絲圓盤中間的凹槽部分積聚一定量的溶液后，開啟高壓電源10，設(shè)定電壓為30kV，開始紡絲。
[0040]IOmin后，依次關(guān)閉高壓電源10、注入泵120、回流泵125、輸網(wǎng)簾傳動裝置25、吸風(fēng)裝置35、目標(biāo)電極板往復(fù)傳動裝置、轉(zhuǎn)軸傳動裝置。得到靜電紡納米纖維分布均勻PVA非織造布，有效幅寬為500mm,靜電紡絲納米纖維克重為2g/m2,長度為20m。
【權(quán)利要求】
1.一種圓盤式無針頭靜電紡絲裝置(參見圖1)，包括溶液池、高性能塑料轉(zhuǎn)軸、金屬轉(zhuǎn)盤、屏蔽罩、接地金屬極板、吸風(fēng)裝置、防滑移裝置，其特征在于:所述溶液池內(nèi)壁層由高性能塑料制作，具有安全絕緣、節(jié)省電能、防止漏電并減小電場干擾的作用；轉(zhuǎn)軸溶液池采用圓弧狀設(shè)計，內(nèi)直徑稍大于紡絲圓盤的直徑，具有節(jié)省原料和均勻溶液的作用；可根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)量，對回流泵和回流泵之間的差額進(jìn)行控制，可以精確控制溶液池中的溶液含量，并使溶液隨之流動，防止聚合物沉積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:所述高性能塑料轉(zhuǎn)軸內(nèi)部鋪設(shè)有導(dǎo)線，外層有高性能塑料套管包覆，導(dǎo)線與基座和加壓盤相連接；所述的高性能塑料包括聚四氟乙烯、聚苯硫醚或聚丙烯塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:高性能塑料轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與導(dǎo)線相連，用于安裝紡絲圓盤的基座；導(dǎo)線與基座和加壓盤相連接，可根據(jù)電場分布要求對各圓盤分別施加不同的電壓，從而起到均勻電場的作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:所述紡絲圓盤80采用空心設(shè)計，形狀可調(diào)，包括圓盤的傾斜程度、直徑、方向、數(shù)量等，圓盤外邊緣具有圓滑的傾斜設(shè)計。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:圓盤傾斜程度在0°?90°之間，圓盤本身具有的傾斜設(shè)計使圓盤具有一定的儲液能力，在圓盤低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，由于圓盤傾斜程度的存在，可實現(xiàn)連續(xù)紡絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:根據(jù)電場分布原理，位于轉(zhuǎn)軸中間的圓盤直徑較兩邊的大，這樣的圓盤直徑分布可以控制各圓盤紡絲位置之間電場的均勻性，并起到均勻紡絲射流的作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:圓盤可以沿轉(zhuǎn)軸同方向平行放置，也可以底面相對構(gòu)成一對圓盤，然后也沿著轉(zhuǎn)軸均布放置，根據(jù)靜電紡絲要求可調(diào)；紡絲圓盤的數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品幅寬要求可調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:所述屏蔽罩采用聚四氟乙烯制作，采用圓弧狀設(shè)計，帶有圓滑的紡絲位置開口設(shè)計，高度可調(diào)。由聚四氟乙烯制作的屏蔽罩可以起到屏蔽設(shè)備間電場干擾、穩(wěn)定射流的作用；屏蔽罩的直徑較紡絲圓盤稍大，屏蔽罩與溶液池之間的高度控制裝置，高度可調(diào)，可控制圓盤紡絲位置的帶液量，均勻各紡絲圓盤紡絲點的溶液厚度，一般控制帶液厚度為0.1mm?0.5mm,從而使所紡纖維細(xì)度均勻；屏蔽罩同時可使電紡絲核心部件處于相對屏蔽的狀態(tài)，這樣可以節(jié)省電能、穩(wěn)定射流、并使高壓點集中于圓盤的頂部紡絲位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:所述的圓盤也可以是邊緣部分無傾斜的平面圓盤，厚度為0.5?100mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤式無針頭靜電紡絲裝置，其特征在于:各圓盤的直徑可根據(jù)電場分布規(guī)律調(diào)節(jié)，圓盤直徑在50mm?200mm之間。
【文檔編號】D01D5/00GK103484953SQ201310414922
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】劉延波, 漆東岳, 李輝, 陳威亞 申請人:天津工業(yè)大學(xué)