CN108166080A - 一种蘸液式静电纺丝装置 - Google Patents
一种蘸液式静电纺丝装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108166080A CN108166080A CN201810239804.5A CN201810239804A CN108166080A CN 108166080 A CN108166080 A CN 108166080A CN 201810239804 A CN201810239804 A CN 201810239804A CN 108166080 A CN108166080 A CN 108166080A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gauze
- dipping liquid
- roller
- constant temperature
- reservoir
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims 4
- 239000002305 electric material Substances 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0069—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种蘸液式静电纺丝装置，主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管。恒温腔包在储液槽外环，可对储液槽液体进行恒温加热。带轮转动可带动纱网向前输送，辊子蘸液后可均匀将纺丝液体涂覆在纱网上，纱网上形成均匀的液滴，气流辅助进一步细化纤维。本发明一种蘸液式静电纺丝装置，结构简单，操作简便，可通过调节辊子表面凸起形状控制纤维的形貌和数量，提高纳米纤维生产的可控性和生产效率，并且可形成均匀射流，纺丝电压较低，可用于高效批量化地制备蓬松的纳米纤维，纤维的产量可进一步提高。
Description
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域，特别是涉及一种蘸液式的静电纺丝装置。
背景技术
近年来，随着纳米技术的不断升温，静电纺丝已成为制备纳米纤维的重要方法而备受关注，并不断得到深入研究和大力发展。静电纺丝应用广泛，不断深入应用于各行各业。
静电纺丝纳米纤维具有直径小、比表积大、形貌可控等诸多优势，在空气过滤、生物材料、传感器等领域获得了广泛应用。但是，传统的静电纺丝装置一般是产量只有0.1～1g/h的单射流纺丝，效率非常低，难以适应静电纺丝技术产业化的需要。因此，改变纺丝喷射结构实现多射流喷射是目前静电纺丝技术批量生产研究的重点。无针静电纺丝以效率高成为静电纺丝装置研究的一个热点，中国专利CN 102660785 A公开了一种气泡式无针静电纺丝装置，但是溶液槽内液体表面自组织形成泰勒锥和射流不均匀，且需要的电压很高。CN103668487A利用微孔喷嘴阵列的方式，避免多喷头之间的电场干扰，可批量生产纳米纤维，但装置较庞大，结构复杂，微孔易堵塞且清洗困难。因此，设计一种易于清洗，形成可控均匀的射流，结构简便的装置，并能实现高效批量的生产纳米纤维尤为重要。
发明内容
本发明一种蘸纺式静电纺丝装置，目的是通过蘸取液体均匀涂覆于纱网上，提供一种能避免自组织形成不均匀射流，纺丝电压高的缺点。可用于高效批量化制备蓬松的纳米纤维。
本发明采用的技术方案是：一种蘸纺式静电纺丝装置，主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管。挤出机与储液槽相连，储液槽外套着一个恒温腔，恒温腔采用油浴加热。带轮和蘸液辊子啮合，纱网经过蘸液辊子时，辊子上蘸的纺丝液体被均匀蘸在纱网上，形成均布的液滴，纱网随着带轮的转动向前匀速输送，纱网上的液滴在电场力和辅助气流同时作用下，被拉伸成长纤维，沉积并收集在收卷网带上。蘸液辊子表面上均布点状且富有弹性的绝缘凸起，红外加热装箱放在上下两层纱网中间，气流通道在电极板内，恒温腔包在储液槽外部，对储液槽液体恒温加热。通过调节带轮和蘸液辊子的速度可以控制蘸液的频率，进而控制纤维直径、纤维产率等。
所述蘸液辊子为富有弹性的非导电塑胶材质，表面上均布点状凸起。凸起上蘸的纺丝熔体能均匀的传递到纱网上，使纱网上形成的射流和泰勒锥均匀分布，从而得到直径较均匀的纤维。
所述恒温腔为塑料等绝缘材质，尺寸比储液槽略大，能刚好套在储液槽外部，厚度2-5mm，腔内充满硅油，或沸点高于200℃的工业加热用油，使纺丝熔体能被完全熔融。也可根据不同的纺丝材料进行选取不同沸点的加热用油。
所述纱网为金属网带，或采用弹性塑胶，帘布等可产生微量形变，并能在短时间内恢复弹性的材料。使蘸液辊子传递纺丝液体均布到纱网上后，能在短时间内恢复原形，有利于进行连续纺丝。
所述电极板为金属导电材质，尺寸略小于纱网的尺寸，内嵌气流通道，从侧面进气，从下方出气，可接入辅助气流，对纺丝纤维进行引导性收集。
所述红外加热箱侧面材质为易透过红外光线的有机玻璃，箱内放置一排红外加热管4-12个，便于对纱网以及蘸的纺丝液体进行充分加热保温，放置纺丝液体在纱网上固化。
本发明与现有的技术相比具有如下优点：
恒温腔包在储液槽外环，可对储液槽液体进行恒温加热。带轮转动可带动纱网向前输送，辊子蘸液后可均匀将纺丝液体涂覆在纱网上，纱网上形成均匀的液滴，气流辅助进一步细化纤维。结构简单，操作简便，可通过调节辊子表面凸起形状控制纤维的形貌和数量，提高纳米纤维生产的可控性和生产效率。
该蘸液式无针静电纺丝装置可形成均匀射流，纺丝电压较低。可用于高效批量化制备蓬松的纳米纤维，进一步提高纤维的产量。
附图说明
图1是本发明一种蘸纺式静电纺丝装置的示意图。
图2是本发明一种蘸纺式静电纺丝装置的蘸液辊子截面的示意图。
图3是本发明一种蘸纺式静电纺丝装置电极板内气流通道的示意图。
图中：1-带轮，2-红外加热箱，3-纱网，4-储液槽，5-恒温腔，6-挤出机，7-加热器，8-直流高压静电发生器，9-蘸液辊子，10-电极板，11-气流通道，12-收卷网带，13-收卷辊子，14-红外加热管，15-凸起。
具体实施方式
本发明一种蘸液式静电纺丝装置，装置示意图如图1所示，主要包括带轮1、红外加热箱2、纱网3、储液槽4、恒温腔5、挤出机6、加热器7、直流高压静电发生器8、蘸液辊子9、电极板10、气流通道11、收卷网带12、收卷辊子13和红外加热管14。挤出机6与储液槽4相连，储液槽4外套着一个恒温腔5，恒温腔5采用油浴加热。带轮1和蘸液辊子9啮合，纱网3经过带轮1和蘸液辊子9时，辊子蘸上的纺丝熔体被均匀蘸在纱网3上，形成均布的液滴，纱网3随着带轮1的转动向前匀速输送，纱网3上的液滴在直流高压静电发生器8的高压静电场的作用下，被拉伸成长纤维，气流通道11可接入辅助气流，电极板10下方形成负压，纤维被有序地吸向电极板10中间的空槽，且被进一步细化，沉积并收集在收卷网带12上。蘸液辊子9表面上均布富有弹性的绝缘凸起15，如图2所示，红外加热箱2放在带轮1和纱网2中间，箱内固定一排红外加热管16，气流通道11在电极板10内，恒温腔5包在储液槽4外环，对储液槽4内的纺丝液体恒温加热。
本发明一种蘸液式静电纺丝装置工艺步骤：对挤出机6进行加热，达到设定温度后，对挤出机6供料，当出料一定且均匀后，启动带轮1和蘸液辊子9转动，并开启加热器7和红外加热管14对保温腔5和纱网3上的纺丝熔体进行保温。当纱网3经过蘸液辊子9蘸上纺丝熔体后开始向前匀速输送，收卷辊子13表面凸起如，此时开启直流高压静电发生器9，开始纺丝，辅助气流通过气流通道11在电极板10下方形成负压带动纤维有序往下方收集，如图3所示，并沉积在收卷网带12上。通过调节带轮1和蘸液辊子9的速度，以及辅助气流的速度，便可得到需要的纳米纤维产品。
Claims (6)
1.一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：主要包括带轮、红外加热箱、纱网、储液槽、恒温腔、挤出机、加热器、直流高压静电发生器、蘸液辊子、电极板、气流通道、收卷网带、收卷辊子和红外加热管，挤出机与储液槽相连，储液槽外套着一个恒温腔，恒温腔采用油浴加热；带轮和蘸液辊子啮合，纱网经过蘸液辊子时，辊子上蘸的纺丝液体被均匀蘸在纱网上，形成均布的液滴，纱网随着带轮的转动向前匀速输送，纱网上的液滴在电场力和辅助气流同时作用下，被拉伸成长纤维，沉积并收集在收卷网带上；蘸液辊子表面上均布点状且富有弹性的绝缘凸起，红外加热装箱放在上下两层纱网中间，气流通道在电极板内，恒温腔包在储液槽外部，对储液槽液体恒温加热；通过调节带轮和蘸液辊子的速度可以控制蘸液的频率。
2.根据权利要求1所述的一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：所述蘸液辊子为富有弹性的非导电塑胶材质，表面上均布点状凸起。
3.根据权利要求1所述的一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：所述恒温腔为塑料等绝缘材质，尺寸比储液槽略大，能刚好套在储液槽外部，厚度2-5mm，腔内充满沸点高于200℃的工业加热用油，使纺丝熔体能被完全熔融。
4.根据权利要求3所述的一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：工业加热用油采用硅油。
5.根据权利要求1所述的一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：所述纱网为金属网带，或采用能在短时间内恢复弹性的材料。
6.根据权利要求1所述的一种蘸液式静电纺丝装置，其特征在于：所述电极板为金属导电材质，尺寸略小于纱网的尺寸，内嵌气流通道，可接入辅助气流，对纺丝纤维进行引导性收集。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810239804.5A CN108166080A (zh) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 一种蘸液式静电纺丝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810239804.5A CN108166080A (zh) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 一种蘸液式静电纺丝装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108166080A true CN108166080A (zh) | 2018-06-15 |
Family
ID=62512197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810239804.5A Pending CN108166080A (zh) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 一种蘸液式静电纺丝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108166080A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110144630A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-20 | 青岛科技大学 | 一种射流可控的静电纺丝装置 |
| CN110181816A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 青岛科技大学 | 一种基于网格交点触发式静电纺丝法的3d打印装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4230650A (en) * | 1973-08-16 | 1980-10-28 | Battelle Memorial Institute | Process for the manufacture of a plurality of filaments |
| CN1529631A (zh) * | 2001-01-05 | 2004-09-15 | ��̽��˹�ȼ���������˾ | 吸附涂层组合物，及含有该组合物的层压材料和吸附器组件及制造它们的方法及应用 |
| KR20050031073A (ko) * | 2005-01-25 | 2005-04-01 | 정도성 | 회전형 핀 다발 방사체를 구비한 정전방사 장치 |
| CN1849418A (zh) * | 2003-09-08 | 2006-10-18 | 利伯西科技大学 | 利用静电纺丝从聚合物溶液生产纳米纤维的方法和用于实施该方法的设备 |
| US20080150197A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Haw-Jer Chang | Electrostatic spinning apparatus |
| DE102009003065A1 (de) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Voith Patent Gmbh | Auftragsvorrichtung |
| CN102704193A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-10-03 | 威程(天津)科技有限公司 | 一种多实心针电极纳米纤维非织造布生产装置 |
| CN103469319A (zh) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 北京化工大学 | 一种金属网带式熔体静电纺丝装置及工艺 |
| CN204307779U (zh) * | 2014-12-10 | 2015-05-06 | 天津力神电池股份有限公司 | 锂离子电池隔膜的涂胶装置 |
| CN105648548A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-08 | 西安工程大学 | 锥形凸起辊筒式静电纺丝装置及其制备纳米纤维膜的方法 |
| CN206319144U (zh) * | 2016-12-26 | 2017-07-11 | 惠安康源机械有限公司 | 一种安全稳定式制衣用印染设备 |
| CN208071856U (zh) * | 2018-03-22 | 2018-11-09 | 北京化工大学 | 一种蘸液式静电纺丝装置 |
-
2018
- 2018-03-22 CN CN201810239804.5A patent/CN108166080A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4230650A (en) * | 1973-08-16 | 1980-10-28 | Battelle Memorial Institute | Process for the manufacture of a plurality of filaments |
| CN1529631A (zh) * | 2001-01-05 | 2004-09-15 | ��̽��˹�ȼ���������˾ | 吸附涂层组合物，及含有该组合物的层压材料和吸附器组件及制造它们的方法及应用 |
| CN1849418A (zh) * | 2003-09-08 | 2006-10-18 | 利伯西科技大学 | 利用静电纺丝从聚合物溶液生产纳米纤维的方法和用于实施该方法的设备 |
| KR20050031073A (ko) * | 2005-01-25 | 2005-04-01 | 정도성 | 회전형 핀 다발 방사체를 구비한 정전방사 장치 |
| US20080150197A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Haw-Jer Chang | Electrostatic spinning apparatus |
| DE102009003065A1 (de) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Voith Patent Gmbh | Auftragsvorrichtung |
| CN102704193A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-10-03 | 威程(天津)科技有限公司 | 一种多实心针电极纳米纤维非织造布生产装置 |
| CN103469319A (zh) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 北京化工大学 | 一种金属网带式熔体静电纺丝装置及工艺 |
| CN204307779U (zh) * | 2014-12-10 | 2015-05-06 | 天津力神电池股份有限公司 | 锂离子电池隔膜的涂胶装置 |
| CN105648548A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-08 | 西安工程大学 | 锥形凸起辊筒式静电纺丝装置及其制备纳米纤维膜的方法 |
| CN206319144U (zh) * | 2016-12-26 | 2017-07-11 | 惠安康源机械有限公司 | 一种安全稳定式制衣用印染设备 |
| CN208071856U (zh) * | 2018-03-22 | 2018-11-09 | 北京化工大学 | 一种蘸液式静电纺丝装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110144630A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-20 | 青岛科技大学 | 一种射流可控的静电纺丝装置 |
| CN110181816A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 青岛科技大学 | 一种基于网格交点触发式静电纺丝法的3d打印装置 |
| CN110144630B (zh) * | 2019-06-28 | 2023-11-24 | 青岛科技大学 | 一种射流可控的静电纺丝装置 |
| CN110181816B (zh) * | 2019-06-28 | 2023-12-22 | 青岛科技大学 | 一种基于网格交点触发式静电纺丝法的3d打印装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101586288B (zh) | 阵列多喷头静电纺丝设备 | |
| KR101060918B1 (ko) | 전기방사용 다중 노즐 방사 팩 및 이를 포함하는 전기방사장치 | |
| KR100458946B1 (ko) | 나노섬유 제조를 위한 전기방사장치 및 이를 위한방사노즐팩 | |
| CN105624808B (zh) | 一种环形薄片状电极静电纺丝装置 | |
| KR101478184B1 (ko) | 전기방사 노즐 팩 및 이를 포함하는 전기방사 시스템 | |
| CN102828259A (zh) | 一种锯齿式无针头静电纺丝装置 | |
| CN109208090B (zh) | 一种新型无针静电纺丝装置及其纺丝方法 | |
| CN202809021U (zh) | 静电纺丝设备 | |
| CN101787573A (zh) | 一种制备纳米纤维的量产装置 | |
| CN106283219B (zh) | 一种多针旋转加捻的熔体电纺纳米捻线制备装置及方法 | |
| CN108166080A (zh) | 一种蘸液式静电纺丝装置 | |
| CN202809020U (zh) | 连续静电纺丝系统 | |
| CN103590121A (zh) | 一种线性射流无喷头式静电纺丝装置 | |
| CN208071856U (zh) | 一种蘸液式静电纺丝装置 | |
| CN103060932A (zh) | 一种转鼓式静电纺丝装置 | |
| CN108330550B (zh) | 无喷头式静电纺丝装置及其使用方法 | |
| CN106591967A (zh) | 一种圆柱面螺旋阵列的静电纺丝装置及静电纺丝方法 | |
| KR101040052B1 (ko) | 전계방사장치 및 나노섬유제조장치 | |
| CN110607566B (zh) | 一种二阶微分熔体静电纺丝装置 | |
| CN206157281U (zh) | 一种多针旋转加捻的熔体电纺纳米捻线制备装置 | |
| CN109957845B (zh) | 喷射环境复合磁场风场的电纺纤维喷射控制方法 | |
| CN115110159B (zh) | 一种滑轮电极静电纺丝方法与装置 | |
| CN108588860B (zh) | 一种调控静电纺丝纳米纤维集合体堆砌结构的接收装置 | |
| CN108642574B (zh) | 一种批量化复合三维结构亚微米纤维膜的制备装置与方法 | |
| CN205443522U (zh) | 一种盘状电极静电纺丝装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180615 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |