CN211321237U

CN211321237U - 一种发电纸装置

Info

Publication number: CN211321237U
Application number: CN202020017449.XU
Authority: CN
Inventors: 曹霞
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2030-01-03

Abstract

本实用新型提供一种发电纸装置，属于发电装置技术领域。该装置包括纸基、纸基承载层和外电路，纸基承载层上下两面均包裹纸基，纸基承载层连接外电路。纸基和纸基承载层通过喷涂、溅射、沉积、粘合、包覆或其他可以将纸基承载层紧密包裹在纸基内的一种或几种方式组合成一个三明治型的一体式结构，纸基或纸基承载层的层数为一层或多层，纸基与外界物体摩擦可产生电荷。该发电纸装置解决了现有的纸张功能单一，对森林资源造成浪费；现有的造纸发电技术结构复杂、占用空间大且耗费成本高等问题。

Description

一种发电纸装置

技术领域

本实用新型涉及发电装置技术领域，特别是指一种发电纸装置。

背景技术

纸是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，为中国古代文化的传播与发展提供了物质技术的基础；在几千年间，造纸术在不断的改进，发展到今天，造纸技术已非常成熟，纸张质量也得到了提高。但是，造纸技术在进步的同时，造纸的过程中耗费了大量的能源，造纸污水对自然环境造成了污染，在日常生活中，当前的纸张，仅用来书写、包装等，功能单一；另外，已书写过文字的纸张，在使用过后就会被丢弃，这不仅没有充分发挥纸张的价值，也是对森林资源，自然资源的一种浪费。此外，在现在的信息时代，重要文件的安全性是非常重要的，如今常用的文件保护装置价格昂贵且工艺繁琐，寻找一款制作工艺简单且功能性强的文件保护装置是非常必要的。因此，如果能设计一款发电纸装置，在实现纸张循环利用、节省森林资源、自然资源的同时，能实现对文件的保护，将具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种发电纸装置，在实现环境友好、节约能源、节约自然资源、森林资源的同时，解决纸张功能单一，利用不充分的问题。

该装置包括纸基、纸基承载层和外电路，纸基承载层上下两面均覆盖纸基，纸基承载层连接外电路。

其中，纸基与接触的物体摩擦产生电荷。纸基与接触的物体发生摩擦的方式包括拍打、踩踏、抚摸、振动、揉搓等。

纸基和纸基承载层通过喷涂、溅射、沉积、粘合、包覆等方法中的一种或几种结合在一起。

纸基承载层的材料为导电材料、半导体材料或绝缘材料中的一种。

纸基承载层为薄膜、薄片或网状结构的柔性材料或硬质材料。

纸基包括印刷用纸、包装纸、图画用纸、电器绝缘纸、吸墨纸、板纸、装饰纸、笔记用纸、滤纸、特别加工纸、导电纸、绝缘纸等。

该装置中，纸基和纸基承载层复合为一体，且位于同一个平面，纸基承载层组成单个电极层，单个电极层向外电路输出电信号，外电路用于处理纸基承载层所传输的由发电纸单元产生的电荷。

外电路包括整流桥，其中，所述整流桥的其中一个交流端与纸基承载层连接，另一个交流端接地，所述整流桥的直流输出端与应用所述发电纸装置的用电设备电性连接。

该发电纸装置与外电路电性连接的方式为：有线电性连接、无线电性连接中的一种或两种。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

(1)纸基承载层通过喷涂、溅射、沉积、粘合、包覆或其他可以将纸基承载层紧密包裹在纸基内的一种或几种的方式与纸基复合为一体，构造成发电纸单元，该发电纸单元结构简单，制备容易。

(2)通过摩擦起电和静电感应，使纸张具备发电能力，在实现环境友好、节约能源、节约自然资源、森林资源的同时，解决纸张功能单一，利用不充分的问题。

(3)无需刻意提供第二摩擦面，除提到的材料，生活中的衣服、手套、鞋底等甚至是人体本身均可以充当第二摩擦面与本发明的发电纸作用。

(4)本装置可用于文件保护，文物保护，解决了当下文件或文物保护装置繁琐，价格昂贵的问题。

附图说明

图1为本实用新型的发电纸装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例中发电纸装置与外电路连接示意图；

图3为本实用新型实施例中发电纸的电信号电流数据图；

图4为本实用新型实施例提供的发电纸的电信号电压数据图。

其中：1-纸基一；2-纸基承载层；3-纸基二；4-外电路；41-整流桥；42-用电设备。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种发电纸装置。

如图1所示，纸基一1和纸基二3分别均匀覆盖在纸基承载层2上下两面，构成本装置的发电纸单元，纸基承载层2连接外电路，实现电荷的传输。

纸基由纸张材料制成，纸张材料选自印刷用纸、证券用纸、书籍用纸、杂志用纸、粗纸、新闻用纸、模造纸、offset用纸、影写版用纸、棉纸、圣经纸、铜版纸、仿铜版纸、色纸、包装纸、牛皮纸、磺胺包纸、火柴用纸、中米纸、防锈包纸、果物包纸、卷烟纸、硫酸纸、仿硫酸纸、甘氨酸纸、玻璃纸、杂包纸、图画用纸、水彩画用纸、kent画纸、画用纸、木炭纸、海关用纸、电器绝缘纸、电线被覆纸、绝缘薄纸、绝缘厚纸、吸墨纸、复写纸、间纸、餐巾厚纸、卫生纸、板纸、黄板纸、茶板纸、密耳板纸、白贴板纸、马尼刺板纸(黄麻纸)、蕊纸、建筑用板纸、装饰纸、封皮用纸、艳纸、花纹纸、壁纸、拉门纸、充皮纸、金属箔粉纸、笔记用纸、帐簿用纸、书简用纸、杂记用纸、复写纸、描图纸、滤纸、化学分析用滤纸、绝缘油用纸、特别加工纸、碳精纸、誊写版原纸、砚地纸、感光原纸、赛璐珞原纸、fiber原纸、再生纸等。

纸基与接触的物体摩擦产生电荷。接触的物体材料包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、偏氯乙烯丙烯腈共聚薄膜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚氯丁二烯、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚碳酸酯、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、酚醛树脂、氯丁橡胶、纤维素薄膜、天然橡胶、乙基纤维素、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、人造纤维、聚乙醇缩丁醛、纤维(再生)海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐、人造纤维薄膜、聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、液晶高分子聚合物、派瑞林、木头和不具有导电性能的高分子聚合物。

纸基承载层包括铂、金、银、铜、铁、铝、钯、镍、钛、钒、铬、锰、硒、钼、钨、铝合金、钛合金、镁合金、铜合金、铍合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金、钽合金和铁合金、金刚石、方铅矿、闪锌矿、氧化亚铜、锗、硅、碳化硅、酞菁、氮化镓、氧化锌、二氧化钛、铟锡氧化物、离子掺杂的半导体、聚酞菁类化合物、聚丙烯腈、聚吡咯、聚苯胺、石墨烯及其衍生物、聚氧化乙烯，导电材料包括但不限于铟锡氧化物、碳纳米管、离子掺杂的半导体、导电粉末、炭黑。

在实际制作中，纸基承载层2通过喷涂、溅射、沉积、粘合、包覆或其他可以将纸基承载层紧密包裹在纸基内的一种或几种的方式与纸基复合为一体，构造成发电纸单元。聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、偏氯乙烯丙烯腈共聚薄膜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚氯丁二烯、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚碳酸酯、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、酚醛树脂、氯丁橡胶、纤维素薄膜、天然橡胶、乙基纤维素、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、人造纤维、聚乙醇缩丁醛、纤维(再生)海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐、人造纤维薄膜、聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、液晶高分子聚合物、派瑞林、木头和不具有导电性能的高分子聚合物以及生活中人的鞋底、衣服、轮胎、地毯、海绵等材料都可以充当第二摩擦面，在与纸基一1或者纸基二3进行接触分离的作用下，通过纸基承载层2向外电路输出电信号。

纸基承载层2中的材料需要具备能够导电的特征，形式可为薄膜、薄片或网状，网状的纸基承载层的目数可以为8目、10目、20目、30目、40目、50目、60目、80目、90目、100目、110目、120目、150目、180目、200目、220目、250目、280目、300目、325目、350目等。纸基承载层的直径可以为0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.15mm、0.12mm、0.1mm、0.08mm、0.06mm、0.05mm等。

下面结合具体实施例予以说明。

实施例1：

本实施例中提供一种新型的发电纸装置。如图1所示，本发明包括纸基、纸基承载层和外电路。纸基一1、纸基承载层2和纸基二3通过沉积、粘合、包覆或其他可以将纸基承载层紧密包裹在纸基内的一种或几种的方式与纸基复合为一体，构造成发电纸单元。纸基承载层2组成单个电极层，向外电路输出电信号。第二摩擦面在与纸基一1或者纸基二3进行接触分离的作用下，通过纸基承载层2向外电路输出电信号。

优选的，外电路4包括整流桥41，其中，如图2所示，整流桥41的两个交流端，一端接地，另一端与纸基承载层2相连接，整流桥21的直流输出端与应用发电纸装置的用电设备42连接。

纸基一1为经过处理的卫生纸所构成；

纸基承载层2为目数为8目，直径为0.5mm的黄铜网所构成；

纸基二3为经过处理的卫生纸所构成；

纸基一1、纸基承载层2与纸基二3通过粘合的方式复合为一体；

第二摩擦面为透明的FEP薄膜；

进一步检测本实施例中涉及的发电纸装置的输出性能：

在透明的FEP薄膜与纸基接触分离的过程中，如图3所示，输出的最大电流值为8微安，如图4所示，输出的电压为280伏特。

实施例2：

在本实施例中，发电纸装置包括若干个发电纸单元(例如至少两个)，若干个发电纸单元的纸基承载层均朝向同一个方向，并且其中一个发电纸单元的纸基一1与另一个发电纸单元的纸基二3能够发生摩擦。

实施例3：

该发电纸装置可用于文件保护、文物保护等。无需外加电源，即可实现对重要或私密文件的保护。

本实施例中，纸基为经过处理的A4纸；

本实施例中，纸基承载层为目数为8目，直径为0.5mm的黄铜网所构成；

本实施例中，纸基与纸基承载层通过包覆的方式结合为一个整体；

本实施例中，纸基承载层作为电极层，与外电路连接，外电路接有报警系统；

本实施例中，在被保护物体的底部或任意一处可以和发电纸单元有接触的位置，贴附FEP膜，使FEP膜与纸基相接触；

当触碰到被保护文件，使FEP薄膜与发电纸单元之间有压力变化，发生接触分离，发电纸单元即可输出电信号，触发报警系统，达到文件保护的目的。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种发电纸装置，其特征在于：包括纸基、纸基承载层和外电路，纸基承载层上下两面均覆盖纸基，纸基承载层连接外电路。

2.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于：所述纸基与接触的物体摩擦产生电荷。

3.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于：所述纸基和纸基承载层通过喷涂、溅射、沉积、粘合、包覆方法中的一种或几种结合在一起。

4.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于：所述纸基承载层的材料为导电材料、半导体材料或绝缘材料中的一种。

5.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于：所述纸基承载层为薄膜、薄片或网状结构的柔性材料或硬质材料。

6.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于：所述纸基包括印刷用纸、包装纸、图画用纸、电器绝缘纸、吸墨纸、板纸、装饰纸、笔记用纸、滤纸、特别加工纸、导电纸、绝缘纸。

7.根据权利要求2所述的发电纸装置，其特征在于：所述纸基与接触的物体发生摩擦的方式包括拍打、踩踏、抚摸、振动、揉搓。

8.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于，所述外电路包括整流桥，其中，所述整流桥的其中一个交流端与纸基承载层连接，另一个交流端接地，所述整流桥的直流输出端与应用所述发电纸装置的用电设备电性连接。

9.根据权利要求1所述的发电纸装置，其特征在于，所述发电纸装置与外电路电性连接的方式为：有线电性连接、无线电性连接中的一种或两种。