CN115976660A - 一种静电纺丝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种静电纺丝系统，包括：基材传送装置，基材传送装置用于传送基材；射流发生装置，射流发生装置设有射流发生端，射流发生端能够向基材传送装置发出细丝并沉积在基材上；辅助力场发生装置，其用于形成能够对纺丝电场中的细丝产生横向力、并从左侧和右侧朝向基材传送装置和射流发生装置之间的辅助力场。本技术方案通过增加辅助力场发生装置，辅助力场发生装置可形成对细丝产生横向力的辅助力场，细丝在横向力的作用下能突破在先的沉积区域对细丝的吸引，使得细丝能铺开的沉积范围加大，而且最外侧的细丝射流在辅助力场的作用下也会靠向内侧而不向外侧散开，从而使得细丝在基材上沉积更均匀。

Description

一种静电纺丝系统

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，特别涉及一种静电纺丝系统。

背景技术

静电纺丝为聚合物溶液在强电场中进行纺丝，在电场作用下，纺丝电极上的液滴会由球形变为圆锥形，从圆锥尖端延展得到纳米级直径的纤维细丝，并沉积在接收表面上。

在一些应用场景下对纤维丝均匀性要求较高，比如随着电池电流的不断增大，电池的安全性也要随之增加，要求电池膜片上的纤维丝分布要更均匀。但是，在现有的静电纺丝系统中，在电场作用下纤维丝沉积不够均匀，难以满足均匀性要求较高的实用要求。现有技术中有如申请号为2021116609715、2019113966234、2018111884714等，通过采用不同的纺丝电极结构去提高纤维沉积的均匀性，但纤维沉积的均匀性仍需进一步提高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种静电纺丝系统，旨在解决现有技术中的纤维细丝沉积不够均匀的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种静电纺丝系统，包括：

基材传送装置，所述基材传送装置用于传送基材，以所述基材传送装置的传送方向为前后方向；

射流发生装置，所述射流发生装置设有射流发生端，所述射流发生端与所述基材传送装置之间设有纺丝电场，在纺丝电场的作用下，所述射流发生端能够向所述基材传送装置发出细丝并沉积在基材上；

辅助力场发生装置，所述辅助力场发生装置用于形成能够对所述纺丝电场中的细丝产生横向力、并从左侧和右侧朝向所述基材传送装置和所述射流发生装置之间的辅助力场。

基材传送装置中把基材从前向后传送，聚合物溶液被供应至射流发生装置中的射流发生端，并在纺丝电场的作用下形成细丝沉积到基材上。

发明人发现，现有技术中只在电场的作用下，射流发生端形成的细丝在基材上沉积时容易形成独立不重合的固定的沉积区域，该沉积区域对在后形成的细丝有较强的吸引力，但在后的细丝会向该沉积区域靠拢沉积，导致细丝的实际沉积范围不能铺开，靠近沉积区域的位置的密度高，而远离沉积区域的位置的密度低，在基材上分散形成沉积圈，使得沉积不均匀。另一方面，射流发生端产生的射流会带电，在基材的宽度方向上，相邻的两束射流会产生排斥，位于中部的射流受两边射流的排斥而保持在中部，但是最外侧的射流在外侧没有受向内的排斥，所以位于外侧的射流会向外偏移，使得在宽度方向上各射流的纤维沉积区域的间距不相同，导致基材在宽度上的内侧和外侧纤维沉积不均匀，造成在基材外侧沉积纤维的浪费。

本技术方案通过增加辅助力场发生装置，辅助力场发生装置可形成对细丝产生横向力的辅助力场，细丝在横向力的作用下能突破在先的沉积区域对细丝的吸引约束，使得细丝能铺开的沉积范围加大，而且最外侧的细丝射流在辅助力场的作用下也会靠向内侧而不向外侧散开，使各射流的纤维沉积区域的间距更一致，从而使得细丝在基材上沉积更均匀，能提高沉积纤维的利用率。

优选地，所述辅助力场发生装置为侧吹风装置，所述侧吹风装置包括左吹风组件和右吹风组件，所述左吹风组件和所述右吹风组件分别设于所述射流发生装置的左侧和右侧，所述左吹风组件和所述右吹风组件的吹风方向朝向所述射流发生装置与所述基材传送装置之间。左吹风组件和右吹风组件产生左右方向的风力，并吹向在射流发生端到基材之间的细丝射流，在风力的作用下细丝偏离纺丝电场的约束。

优选地，所述左吹风组件设有左出风端，所述右吹风组件设有右出风端，所述左出风端的靠近所述射流发生端的一侧、所述右出风端的靠近所述射流发生端的一侧与所述射流发生端在上下方向上平齐。

左出风端和右出风端产生风场，风场的靠近射流发生端的一侧与射流发生端基本平齐，使细丝在刚形成时即受到风力的作用，细丝铺开的范围较大，对外侧的射流的约束效果较好，沉积均匀性较高。

优选地，所述左吹风组件和所述右吹风组件的吹风方向平行于左右方向。

优选地，所述射流发生装置包括左右驱动装置，所述左右驱动装置设有能够左右运动的左右运动端，所述左右运动端上设有能够喷出聚合溶液的喷头，所述射流发生端包括所述喷头。

射流发生装置采用喷头的结构，聚合物溶液被供应到喷头，经喷头喷出后形成细丝。

优选地，所述静电纺丝系统还包括分液装置，所述分液装置包括溶液容器、定量供液泵和多个增压泵，所述定量供液泵用于从所述溶液容器定量地抽取溶液并供应到多个所述增压泵中；所述射流发生装置包括多个喷丝模块，多个所述增压泵与多个所述喷丝模块一一对应连接；每个所述喷丝模块包括多个喷头组和多个分流器，多个所述喷头组与多个所述分流器一一对应连接，每个所述增压泵与对应的所述喷丝模块中的多个所述分流器连接；每个所述喷头组包括多个所述喷头，所述分流器内设有多个分流通道，多个所述分流通道与对应的多个所述喷头一一对应连接。

聚合物溶液在溶液容器中存放，然后依次经过定量供液泵、增压泵和分流器，再供应到喷头中。用定量供液泵抽取溶液，使溶液供应量保持基本不变，使形成细丝的量保持基本相同。从定量供液泵出来的溶液分到多个增压泵中，每个增压泵再分到多个分流器，然后每个分流器分到多个喷头中，增压泵可以使溶液从定量供液泵中分流后提供压力，使溶液在后面保持较高的压力，使分流到每个喷头的流量更均匀，使成形细丝的直径更均匀。

优选地，所述定量供液泵与所述增压泵之间通过第一分流管连接，所述增压泵与对应的所述分流器之间通过第二分流管连接，所述分流通道与对应的所述喷头通过第三分流管连接，所述第一分流管、所述第二分流管和所述第三分流管的横截面积依次减小。

由于第一分流管、第二分流管和第三分流管的数量依次增加，所以设置第一分流管、第二分流管和第三分流管的横截面积依次减小，减小压力的损失，使流到各个喷头的溶液量基本相同。

优选地，所述第一分流管的横截面积大于或等于对应的多个所述第二分流管的横截面积之和，所述第二分流管的横截面积大于或等于对应的多个所述分流通道的横截面积之和。

这样可保持溶液充满第一分流管、第二分流管和分流通道内，避免溶液在分流和流动过程中存在空隙导致不均匀。

优选地，所述第三分流管上设有流量调节阀。

每个喷头可能因尺寸或位置等因素导致供液喷丝效果有偏差，所以在分流器和喷头之间的第三分流管上设置流量调节阀，可针对喷头的实际喷液情况进行调节，进一步提高喷丝的均匀性。

优选地，所述左右运动端上设有喷丝模块，所述喷丝模块包括第一基座，所述第一基座为绝缘材质，所述喷头设于所述第一基座上。

第一基座为绝缘材料，第一基座与喷头没有电性相连，使得可以降低喷头处背景电势，使喷头处的波峰更明显，提高纺丝效果。

优选地，所述喷丝模块还包括多个竖向设置的第一调节杆，所述第一调节杆可相对所述第一基座调节上下位置，所述第一调节杆的远离所述第一基座的一端固定连接有所述喷头，多个第一调节杆电性连接，所述第一调节杆与所述喷头电性连接。

一个喷头连接在一个第一调节杆上，这样第一调节杆和喷头可上下调节位置，即调节喷头与基材之间的距离而改变喷头处的电势，根据需要调节上下位置可得到细丝或颗粒的沉积形态；而且这种结构的喷头除基本可以消除背景电势的影响，纺丝效果较好。

优选地，所述第一基座上设有沿左右方向延伸的第二调节杆，所述第二调节杆上设有多个第一夹持件，所述第一夹持件的可相对所述第二调节杆调节左右位置，所述第一夹持件上设有第三调节杆，所述第三调节杆可相对所述第一夹持件调节上下位置，所述第三调节杆的远离所述第一基座的一侧设有第二夹持件，所述第二夹持件上设有所述第一调节杆，所述第一调节杆可相对所述第二夹持件调节上下位置；所述第二调节杆、所述第一夹持件、所述第三调节杆、所述第二夹持件和所述第一调节杆电性连接。

第一调节杆和第二调节杆均可上下调节位置，增加喷头在上下位置的调节范围；第一夹持件可调节左右位置，即可调节两个喷头之间的左右距离，可调节纺丝的密度。

优选地，所述第一基座为第二安装板，所述第二安装板上设有多个第二安装孔，多个所述第二安装孔与多个所述喷头一一对应，所述喷头设于对应的所述第二安装孔内。

优选地，所述射流发生装置位于所述基材传送装置的下方，所述第二安装板的上侧面从外侧往中部向下倾斜设置，所述第二安装板的中部设有排液孔，所述第二安装板的下侧设有正对所述排液孔的集液槽。

流出喷头的溶液有部分没有形成细丝，这部分多余的溶液会流到其他位置，可能影响射流发生装置和静电纺丝系统的其他部件。本技术方案中的第二安装板为倾斜设置，多余的向下流的溶液会沿着第二安装板向下流动至排液孔，并收集在集液槽内，以免溶液流到其他位置。

优选地，所述左右运动端与所述喷头之间依次连接有至少两个绝缘件，所有所述绝缘件的介电常数向靠近所述喷头的方向增强。

喷头的位置设有纺丝电场，左右驱动装置中含有电气元件，需要使喷头与左右驱动装置之间具有良好的电隔绝，以保护其他电气元件。本技术方案在左右运动端和喷头之间设置至少两个绝缘件，而且越靠近喷头的绝缘件的介电常数越强，这样可获得较好的电隔绝性能；另外，介电常数越高的材料成本越高，采用分层绝缘的结构也可降低成本。

优选地，所述绝缘件的表面设有多个阶梯或多个凹槽，多个所述阶梯或多个所述凹槽沿靠近或远离喷头的方向依次排列。

在绝缘件的表面设置多个阶梯或多个凹槽，可增加电流在绝缘材料表面的爬电距离，可加大电压的衰减，进一步提高绝缘效果。

优选地，所述静电纺丝系统还包括接收电极装置，所述接收电极装置包括第一传送辊、第二传送辊、导电传送带和接收金属板，所述导电传送带绕接于所述第一传送辊和所述第二传送辊上，所述导电传送带的传送方向为前后方向，所述导电传送带的远离所述射流发生装置的侧面与所述接收金属板抵接；所述基材传送装置包括放料辊和卷料辊，所述放料辊和所述卷料辊用于放出和卷收基材，所述放料辊和所述卷料辊分别设于所述导电传送带的前侧和后侧，所述导电传送带用于与位于所述放料辊与所述卷料辊之间的基材随动；所述导电传送带和所述接收金属板与所述射流发生端之间形成所述纺丝电场。

在基材传送和细丝沉积过程中，在电场的作用下，基材会贴紧接收电极，当采用导电传送带时，基材贴紧在导电传送带上并与导电传送带同步移动，减少基材所受的拉扯力，可减少基材的变形，使纤维细丝沉积更均匀；而且，采用的传送带可导电，有利于纤维细丝在基材上沉积更均匀，原因在于导电传送带可以把基材上纤维细丝所带的电荷中和或导走，以免已沉积纤维所带的电荷影响在后纤维的沉积。

优选地，所述静电纺丝系统还包括电压发生装置和电压调节装置，所述电压发生装置包括负压电极和正压电极，所述负压电极与所述导电传送带和所述接收金属板电性连接，所述正压电极与所述射流发生端电性连接，所述电压调节装置用于调节所述纺丝电场的电压大小。

电压调节装置可调节纺丝电场的电压大小，获得不同的纺丝效果；负压电极和正压电极的电压值可分别调节，即可分别调节正压值和负压值以形成电场电压的大小，可减小只有正压值或负压值中的一个时的最大电压值要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中，即没有风场的作用时，在喷头左右移动时纤维细丝在基材的沉积位置的示意图；

图2为现有技术中，即没有风场的作用时，纤维细丝在基材上沉积的实物图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明中风场的示意图；

图5为本发明中，即有风场的作用时，在喷头左右移动时纤维细丝在基材的沉积位置的示意图；

图6为本发明中，即有风场的作用时，纤维细丝在基材上沉积的实物图；

图7为本发明的实施例一的结构示意图；

图8为本发明的实施例一中射流发生装置的结构示意图；

图9为本发明的实施例一中喷丝模块的结构示意图；

图10为本发明的实施例二的结构示意图；

图11为本发明的实施例二中喷丝模块的结构示意图；

图12为本发明的分液装置的结构示意图；

图13为本发明的接收电极装置的结构示意图。

附图中：21-基材、22-放料辊、23-卷料辊、3-射流发生装置、31-左右驱动装置、311-左右固定端、312-左右运动端、32-喷头、33-喷头组、4-接收电极装置、41-第一传送辊、42-第二传送辊、43-导电传送带、44-接收金属板、5-侧吹风装置、51-左吹风组件、52-右吹风组件、61-溶液容器、62-定量供液泵、621-第一分流管、63-增压泵、631-第二分流管、64-分流器、65-第三分流管、66-流量调节阀、7-喷丝模块、71-第一基座、721-第一调节杆、722-第二调节杆、723-第一夹持件、724-第三调节杆、725-第二夹持件、73-第二安装板、731-第二安装孔、732-排液孔、733-集液槽、74-支撑柱、75-凹槽。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，诸如上、下、左、右、前、后等，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图3至图13所示，一种静电纺丝系统，包括机架，机架上设有基材传送装置、射流发生装置3、接收电极装置4和侧吹风装置5。

基材传送装置用于传送基材21，以基材传送装置的传送方向为前后方向，待沉积的基材21从前向后运动，在基材21向后运动的过程中纤维细丝沉积在基材21表面。

射流发生装置3设有射流发生端，聚合物溶液被供应至射流发生端，射流发生端与接收电极装置4之间形成纺丝电场，基材21在接收电极装置4的一侧并穿过纺丝电场，在纺丝电场的作用下，射流发生端能够向基材21发出细丝并沉积在基材21上。

辅助力场发生装置，辅助力场发生装置用于形成能够对纺丝电场中的细丝产生横向力、并从左侧和右侧朝向基材传送装置和射流发生装置3之间的辅助力场。

发明人发现，参照图1和图2，现有技术中只在电场的作用下，射流发生端形成的细丝射流在基材21上沉积时容易形成独立不重合的固定的沉积区域，该沉积区域对在后形成的细丝有较强的吸引力，使在后的细丝会向该沉积区域靠拢沉积，示意参照图1中喷头32在左右不同位置时，在基材21沉积的位置不变，导致细丝的实际沉积范围不能铺开，靠近沉积区域的位置的密度高，而远离沉积区域的位置的密度低，在基材21上分散形成沉积圈，沉积纤维的实物图如图2，使得沉积不均匀。另一方面，射流发生端产生的射流会带电，在基材21的宽度方向上，相邻的两束射流会产生排斥，位于中部的射流受两边射流的排斥而保持在中部，但是最外侧的射流在外侧没有受向内的排斥，参照图1中位于外侧的细丝向外侧偏移，所以位于外侧的射流会向外偏移，使得在宽度方向上各射流的纤维沉积区域的间距不相同，导致基材21在宽度上的内侧和外侧纤维沉积不均匀，在基材21两边的材料会裁去一部分，造成在基材21外侧沉积纤维的浪费。

本技术方案通过增加辅助力场发生装置，辅助力场发生装置可形成对细丝产生横向力的辅助力场，细丝在横向力的作用下能突破在先的沉积区域对细丝的吸引约束，使得细丝能铺开的沉积范围加大，而且最外侧的细丝射流在辅助力场的作用下也会靠向内侧而不向外侧散开，使各射流的纤维沉积区域的间距更一致，从而使得细丝在基材21上沉积更均匀，能提高沉积纤维的利用率。

根据射流发生装置3的形成细丝射流的方式不同，射流发生装置3可设置在基材传送装置的上侧或下侧，即向上纺丝或向下纺丝。射流发生装置3产生细丝射流的方式可采用喷头32喷出溶液的方式，或采用电极浸液并在电极的上表面产生细丝的方式，或用电极丝产生细丝的方式等。本发明对于不同类型的射流发生装置3均可提高沉积的均匀性。

辅助力场发生装置产生的辅助力场可以为风场、磁场或电场，风场为通过风力对细丝作用，而由于细丝上带有电荷，磁场和电场也能对细丝产生作用力。

当辅助力场为风场时，辅助力场发生装置为侧吹风装置5，侧吹风装置5包括左吹风组件51和右吹风组件52，左吹风组件51和右吹风组件52分别设于射流发生装置3的左侧和右侧，左吹风组件51和右吹风组件52的吹风方向朝向射流发生装置3与基材传送装置之间，具体为吹风方向与射流发生端的平面法线成0～180°，可使细丝射流产生沿左右方向的作用力。

本技术方案通过增加侧吹风装置5，参照图3至图6，左吹风组件51和右吹风组件52产生左右方向的风，并吹向在射流发生端到基材21之间的细丝射流，细丝在风力的作用下能突破在先的沉积区域对细丝的吸引约束，使得细丝能铺开的沉积范围加大，从对比图1和图5可知，图5中细丝的沉积范围可以突破图1的沉积范围，从实物图6与图2的对比可知，可大大减少沉积圈的形成，而且最外侧的细丝在风力的作用下也会靠向内侧而不向外侧散开，使各射流的纤维沉积区域的间距更一致，从而使得细丝在基材21上沉积更均匀，能减少浪费，提高沉积纤维的利用率。

左吹风组件51和右吹风组件52产生风力的大小可根据纤维细丝沉积要求和实际沉积效果进行调整。

在一些具体实施例中，左吹风组件51设有左出风端，右吹风组件52设有右出风端，左出风端的靠近射流发生端的一侧、右出风端的靠近射流发生端的一侧与射流发生端在上下方向上平齐。

左出风端和右出风端产生风场，风场的靠近射流发生端的一侧与射流发生端基本平齐，使细丝在刚形成时即受到风力的作用，细丝从产生到沉积过程中经风力作用时间更长，细丝铺开的范围较大，对外侧的射流的约束效果较好，沉积均匀性较高。

具体地，左吹风组件51和右吹风组件52可采用风扇，或风机通过连接吹风管吹向细丝，可实现产生风场的效果。在另一些实施例中，左出风端和右出风端的上下位置还跟根据实际沉积效果进行调节。

在一些具体实施例中，左吹风组件51和右吹风组件52的吹风方向平行于左右方向。吹风方向平行于左右方向，使细丝受左右方向的力更大，铺开范围更大。

在一些具体实施例中，射流发生装置3包括左右驱动装置31，左右驱动装置31设有左右固定端311，左右固定端311与机架在左右方向上相对固定，左右驱动装置31设有能够左右运动的左右运动端312，左右运动端312上设有能够喷出聚合溶液的喷头32，射流发生端包括喷头32。

射流发生装置3采用喷头32的结构，聚合物溶液被供应到喷头32，经喷头32喷出后形成细丝。

喷头32的数量为多个，至少部分喷头32在左右方向上排列，形成在基材21的整体宽度上沉积。

由于喷头32产生细丝的位置相对固定，左右运动端312带动喷头32左右移动，可增加单个喷头32产生细丝的沉积范围，也可调节射流发生装置3总的沉积范围，适应不同宽度的基材21。

在一些实施例中，左右驱动装置31的数量为多个，多个左右驱动装置31沿前后方向依次排列，每个左右驱动装置31上均设有多个喷头32，在工作时相邻的两个左右驱动装置31错位运行，提高基材21上沉积限位的均匀性。相应地，左吹风组件51和右吹风组件52的吹风范围沿前后延伸，对多个左右驱动装置31上的喷头32形成的细丝产生风力。左右驱动装置31可以为丝杆运动模组、齿轮齿条模组或同步带同步轮运动模组等。

在一些具体实施例中，参照图12，静电纺丝系统还包括分液装置，分液装置包括溶液容器61、定量供液泵62和多个增压泵63，定量供液泵62用于从溶液容器61定量地抽取溶液并供应到多个增压泵63中。

射流发生装置3包括多个喷丝模块7，多个增压泵63与多个喷丝模块7一一对应连接。每个喷丝模块7包括多个喷头组33和多个分流器64，多个喷头组33与多个分流器64一一对应连接，每个增压泵63与对应的喷丝模块7中的多个分流器64连接。每个喷头组33包括多个喷头32，分流器64内设有多个分流通道，多个分流通道与对应的多个喷头32一一对应连接。

聚合物溶液在溶液容器61中存放，然后依次经过定量供液泵62、增压泵63和分流器64，再供应到喷头32中。用定量供液泵62抽取溶液，使溶液供应量保持基本不变，使形成细丝的量保持基本相同。从定量供液泵62出来的溶液分到多个增压泵63中，每个增压泵63再分到多个分流器64，然后每个分流器64分到多个喷头32中，增压泵63可以使溶液从定量供液泵62中分流后提供压力，使溶液在后面保持较高的压力，使分流到每个喷头32的流量更均匀，使成形细丝的直径更均匀。

具体地，一个喷丝模块7可以设置在一个左右驱动装置31上，每个左右驱动装置31上的多个喷头32分成设置多个喷头组33，一个分流器64分液到每个喷头组33中的一个喷头32，这样一个溶液容器61可向静电纺丝系统的所有喷头32均匀地供应溶液。定量供液泵62可以采用齿轮泵、柱塞泵等，可控制输送溶液的量和速度等，控制精度较高。增压泵63可采用蠕动泵，溶液通过软管经过蠕动泵，蠕动泵挤压该软管的外侧向溶液提供压力。

进一步地，定量供液泵62与增压泵63之间通过第一分流管621连接，增压泵63与对应的分流器64之间通过第二分流管631连接，分流通道与对应的喷头32通过第三分流管65连接，第一分流管621、第二分流管631和第三分流管65的横截面积依次减小。

由于第一分流管621、第二分流管631和第三分流管65的数量依次增加，所以设置第一分流管621、第二分流管631和第三分流管65的横截面积依次减小，减小压力的损失，使流到各个喷头32的溶液量基本相同。

进一步地，第一分流管621的横截面积大于或等于对应的多个第二分流管631的横截面积之和，第二分流管631的横截面积大于或等于对应的多个分流通道的横截面积之和。

这样可保持溶液充满第一分流管621、第二分流管631和分流通道内，避免溶液在分流和流动过程中存在空隙导致不均匀。

进一步地，分流通道与对应的喷头32之间通过第二供液管连接，供液管上设有流量调节阀66。

每个喷头32可能因尺寸或位置等因素导致供液喷丝效果有偏差，所以在分流器64和喷头32之间的第二供液管上设置流量调节阀66，可针对喷头32的实际喷液情况进行调节，进一步提高喷丝的均匀性。

在一些具体实施例中，左右运动端312上设有喷丝模块7，喷丝模块7包括第一基座71，第一基座71为绝缘材质，喷头32设于第一基座71上。

在现有的喷丝模块中，所有的喷头均安装在一个金属件上，这样在喷头之间会产生较大的背景电势，而降低喷头处的电势，降低纺丝效果。本技术方案中第一基座71为绝缘材料，第一基座71与喷头32没有电性相连，使得可以降低喷头32处背景电势，使喷头32处的波峰更明显，提高纺丝效果。

喷丝模块7的结构有多种实施例，其中两种见以下实施一和实施例二。

实施例一：

参照图7至图9，喷丝模块7还包括多个竖向设置的第一调节杆721，第一调节杆721可相对第一基座71调节上下位置，第一调节杆721的远离第一基座71的一端固定连接有喷头32，多个第一调节杆721电性连接，第一调节杆721与喷头32电性连接。

一个喷头32连接在一个第一调节杆721上，这样第一调节杆721和喷头32可上下调节位置，即调节喷头32与基材21之间的距离而改变喷头32处的电势，根据需要调节上下位置可得到细丝或颗粒的沉积形态；而且这种结构的喷头32基本可以消除背景电势的影响，纺丝效果较好。

进一步地，第一基座71上设有沿左右方向延伸的第二调节杆722，第二调节杆722上设有多个第一夹持件723，第一夹持件723的可相对第二调节杆722调节左右位置，第一夹持件723上设有第三调节杆724，第三调节杆724可相对第一夹持件723调节上下位置，第三调节杆724的远离第一基座71的一侧设有第二夹持件725，第二夹持件725上设有第一调节杆721，第一调节杆721可相对第二夹持件725调节上下位置；第二调节杆722、第一夹持件723、第三调节杆724、第二夹持件725和第一调节杆721电性连接。

第一调节杆721和第二调节杆722均可上下调节位置，增加喷头32在上下位置的调节范围；第一夹持件723可调节左右位置，即可调节两个喷头32之间的左右距离，可调节纺丝的密度。

具体地，第二调节杆722为导电件，给第二调节杆722通电后可使多个喷头32通电。第一夹持件723可以在第二调节杆722上左右调节位置，具体地，第一夹持件723上设有沿左右方向延伸的第一夹持孔，第二调节杆722穿过第一夹持孔并可相对左右滑动，通过拧紧第一夹紧螺丝可夹紧第二调节杆722来固定第一夹持件723的左右位置。第一夹持件723上还设有沿上下方向延伸的第二夹持孔，第三调节杆724穿过第二夹持孔并可相对上下滑动，通过拧紧第二夹紧螺丝可夹紧第三调节杆724来固定第三调节杆724的上下位置。

第三调节杆724上的第二夹持件725设有沿上下方向延伸的第三夹持孔，第一调节杆721穿过第三夹持孔并可上下相对滑动，通过拧紧第三夹紧螺丝可夹紧第一调节杆721来固定第一调节杆721和喷头32的上下位置，最终可调节喷头32的上下位置和相邻两个喷头32的左右距离。

实施例二：

参照图10和图11，第一基座71为第二安装板73，第二安装板73上设有多个第二安装孔731，多个第二安装孔731与多个喷头32一一对应，喷头32设于对应的第二安装孔731内。

进一步地，射流发生装置3位于基材传送装置的下方，第二安装板73的上侧面从外侧往中部向下倾斜设置，第二安装板73的中部设有排液孔732，第二安装板73的下侧设有正对排液孔732的集液槽733。

流出喷头32的溶液有部分没有形成细丝，这部分多余的溶液会流到其他位置，可能影响射流发生装置3和静电纺丝系统的其他部件。本技术方案中的第二安装板73为倾斜设置，多余的向下流的溶液会沿着第二安装板73向下流动至排液孔732，并收集在集液槽733内，以免溶液流到其他位置。

在一些具体实施例中，参照图11，左右运动端312与喷头32之间依次连接有至少两个绝缘件，所有绝缘件的介电常数向靠近喷头32的方向增强。

喷头32的位置设有纺丝电场，左右驱动装置31中含有电气元件，需要使喷头32与左右驱动装置31之间具有良好的电隔绝，以保护其他电气元件。本技术方案在左右运动端312和喷头32之间设置至少两个绝缘件，而且越靠近喷头32的绝缘件的介电常数越强，这样可获得较好的电隔绝性能；另外，介电常数越高的材料成本越高，采用分层绝缘的结构也可降低成本。具体地，绝缘件的材料可以为POM、环氧树脂等，POM的介电常数较高，靠近喷头32的绝缘件可采用POM，远离喷头32的绝缘件可采用环氧树脂。

进一步地，绝缘件的表面设有多个阶梯或多个凹槽75，多个阶梯或多个凹槽75沿靠近或远离喷头32的方向依次排列。

在绝缘件的表面设置多个阶梯或多个凹槽75，可增加电流在绝缘材料表面的爬电距离，可加大电压的衰减，进一步提高绝缘效果。

在一些实施例中，第二安装板73的材料为POM，在第二安装板73的下侧设有支撑柱74，支撑柱74的下侧为左右运动端312，支撑柱74的材质为环氧树脂，且在支撑柱74的外周设置多个沿轴向排列的凹槽75。

在一些具体实施例中，参照图13，接收电极装置4包括第一传送辊41、第二传送辊42、导电传送带43和接收金属板44，第一传送辊41和第二传送辊42均与机架转动连接，第一传送辊41或第二传送辊42连接驱动电机而转动，导电传送带43绕接于第一传送辊41和第二传送辊42上，导电传送带43的传送方向为前后方向，导电传送带43的远离射流发生装置3的侧面与接收金属板44抵接。导电传送带43和接收金属板44均与机架绝缘。

基材传送装置包括放料辊22和卷料辊23，放料辊22和卷料辊23用于放出和卷收基材21，放料辊22和卷料辊23分别设于导电传送带43的前侧和后侧，导电传送带43用于与位于放料辊22与卷料辊23之间的基材21随动。

导电传送带43和接收金属板44与射流发生端之间形成纺丝电场。

在基材21传送和细丝沉积过程中，在电场的作用下，基材21会贴紧接收电极，当采用导电传送带43时，基材21贴紧在导电传送带43上并与导电传送带43同步移动，减少基材21所受的拉扯力，可减少基材21的变形，使纤维细丝沉积更均匀。而且，采用的传送带可导电，有利于纤维细丝在基材21上沉积更均匀，原因在于已沉积纤维会带有电荷，与待沉积的细丝电荷电性相同，如果传送带为绝缘，则基材21上就会累积电荷而排斥在后细丝的沉积，使沉积纤维不均匀。当采用导电传送带43时，导电传送带43的电性与基材21上的电荷电性相反，导电传送带43可以把基材21上纤维细丝所带的电荷中和或导走，已沉积纤维对在后的细丝排斥减少，使得细丝能更容易地沉积在基材21上，从而进一步提高纤维沉积的均匀性。

进一步地，静电纺丝系统还包括电压发生装置和电压调节装置，电压发生装置包括负压电极和正压电极，负压电极与导电传送带43和接收金属板44电性连接，正压电极与射流发生端电性连接，电压调节装置用于调节纺丝电场的电压大小。

电压调节装置可调节纺丝电场的电压大小，获得不同的纺丝效果。负压电极和正压电极的电压值可分别调节，即可分别调节正压值和负压值以形成电场电压的大小，可减小只有正压值或负压值中的一个时的最大电压值要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种静电纺丝系统，其特征在于，包括：

基材传送装置，所述基材传送装置用于传送基材(21)，以所述基材传送装置的传送方向为前后方向；

射流发生装置(3)，所述射流发生装置(3)设有射流发生端，所述射流发生端与所述基材传送装置之间设有纺丝电场，在纺丝电场的作用下，所述射流发生端能够向所述基材传送装置发出细丝并沉积在基材(21)上；

辅助力场发生装置，所述辅助力场发生装置用于形成能够对所述纺丝电场中的细丝产生横向力、并从左侧和右侧朝向所述基材传送装置和所述射流发生装置(3)之间的辅助力场。

2.如权利要求1所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述辅助力场发生装置为侧吹风装置(5)，所述侧吹风装置(5)包括左吹风组件(51)和右吹风组件(52)，所述左吹风组件(51)和所述右吹风组件(52)分别设于所述射流发生装置(3)的左侧和右侧，所述左吹风组件(51)和所述右吹风组件(52)的吹风方向朝向所述射流发生装置(3)与所述基材传送装置之间。

3.如权利要求2所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述左吹风组件(51)设有左出风端，所述右吹风组件(52)设有右出风端，所述左出风端的靠近所述射流发生端的一侧、所述右出风端的靠近所述射流发生端的一侧与所述射流发生端在上下方向上平齐。

4.如权利要求2所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述左吹风组件(51)和所述右吹风组件(52)的吹风方向平行于左右方向。

5.如权利要求1所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述射流发生装置(3)包括左右驱动装置(31)，所述左右驱动装置(31)设有能够左右运动的左右运动端(312)，所述左右运动端(312)上设有能够喷出聚合溶液的喷头(32)，所述射流发生端包括所述喷头(32)。

6.如权利要求5所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述静电纺丝系统还包括分液装置，所述分液装置包括溶液容器(61)、定量供液泵(62)和多个增压泵(63)，所述定量供液泵(62)用于从所述溶液容器(61)定量地抽取溶液并供应到多个所述增压泵(63)中；

所述射流发生装置(3)包括多个喷丝模块(7)，多个所述增压泵(63)与多个所述喷丝模块(7)一一对应连接；

每个所述喷丝模块(7)包括多个喷头组(33)和多个分流器(64)，多个所述喷头组(33)与多个所述分流器(64)一一对应连接，每个所述增压泵(63)与对应的所述喷丝模块(7)中的多个所述分流器(64)连接；

每个所述喷头组(33)包括多个所述喷头(32)，所述分流器(64)内设有多个分流通道，多个所述分流通道与对应的多个所述喷头(32)一一对应连接。

7.如权利要求6所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述定量供液泵(62)与所述增压泵(63)之间通过第一分流管(621)连接，所述增压泵(63)与对应的所述分流器(64)之间通过第二分流管(631)连接，所述分流通道与对应的所述喷头(32)通过第三分流管(65)连接，所述第一分流管(621)、所述第二分流管(631)和所述第三分流管(65)的横截面积依次减小。

8.如权利要求7所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述第一分流管(621)的横截面积大于或等于对应的多个所述第二分流管(631)的横截面积之和，所述第二分流管(631)的横截面积大于或等于对应的多个所述分流通道的横截面积之和。

9.如权利要求7所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述第三分流管(65)上设有流量调节阀(66)。

10.如权利要求5所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述左右运动端(312)上设有喷丝模块(7)，所述喷丝模块(7)包括第一基座(71)，所述第一基座(71)为绝缘材质，所述喷头(32)设于所述第一基座(71)上。

11.如权利要求10所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述喷丝模块(7)还包括多个竖向设置的第一调节杆(721)，所述第一调节杆(721)可相对所述第一基座(71)调节上下位置，所述第一调节杆(721)的远离所述第一基座(71)的一端固定连接有所述喷头(32)，多个第一调节杆(721)电性连接，所述第一调节杆(721)与所述喷头(32)电性连接。

12.如权利要求11所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述第一基座(71)上设有沿左右方向延伸的第二调节杆(722)；

所述第二调节杆(722)上设有多个第一夹持件(723)，所述第一夹持件(723)的可相对所述第二调节杆(722)调节左右位置，所述第一夹持件(723)上设有第三调节杆(724)，所述第三调节杆(724)可相对所述第一夹持件(723)调节上下位置；

所述第三调节杆(724)的远离所述第一基座(71)的一侧设有第二夹持件(725)，所述第二夹持件(725)上设有所述第一调节杆(721)，所述第一调节杆(721)可相对所述第二夹持件(725)调节上下位置；

所述第二调节杆(722)、所述第一夹持件(723)、所述第三调节杆(724)、所述第二夹持件(725)和所述第一调节杆(721)电性连接。

13.如权利要求10所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述第一基座(71)为第二安装板(73)，所述第二安装板(73)上设有多个第二安装孔(731)，多个所述第二安装孔(731)与多个所述喷头(32)一一对应，所述喷头(32)设于对应的所述第二安装孔(731)内。

14.如权利要求13所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述射流发生装置(3)位于所述基材传送装置的下方，所述第二安装板(73)的上侧面从外侧往中部向下倾斜设置，所述第二安装板(73)的中部设有排液孔(732)，所述第二安装板(73)的下侧设有正对所述排液孔(732)的集液槽(733)。

15.如权利要求5所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述左右运动端(312)与所述喷头(32)之间依次连接有至少两个绝缘件，所有所述绝缘件的介电常数向靠近所述喷头(32)的方向增强。

16.如权利要求15所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述绝缘件的表面设有多个阶梯或多个凹槽(75)，多个所述阶梯或多个所述凹槽(75)沿靠近或远离喷头(32)的方向依次排列。

17.如权利要求1所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述静电纺丝系统还包括接收电极装置(4)，所述接收电极装置(4)包括第一传送辊(41)、第二传送辊(42)、导电传送带(43)和接收金属板(44)，所述导电传送带(43)绕接于所述第一传送辊(41)和所述第二传送辊(42)上，所述导电传送带(43)的传送方向为前后方向，所述导电传送带(43)的远离所述射流发生装置(3)的侧面与所述接收金属板(44)抵接；

所述基材传送装置包括放料辊(22)和卷料辊(23)，所述放料辊(22)和所述卷料辊(23)用于放出和卷收基材(21)，所述放料辊(22)和所述卷料辊(23)分别设于所述导电传送带(43)的前侧和后侧，所述导电传送带(43)用于与位于所述放料辊(22)与所述卷料辊(23)之间的基材(21)随动；

所述导电传送带(43)和所述接收金属板(44)与所述射流发生端之间形成所述纺丝电场。

18.如权利要求17所述的静电纺丝系统，其特征在于，所述静电纺丝系统还包括电压发生装置和电压调节装置，所述电压发生装置包括负压电极和正压电极，所述负压电极与所述导电传送带(43)和所述接收金属板(44)电性连接，所述正压电极与所述射流发生端电性连接，所述电压调节装置用于调节所述纺丝电场的电压大小。

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