專利名稱：滾筒式電紡設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種電紡設(shè)備，且特別是有關(guān)于一種滾筒式電紡設(shè)備。
背景技術(shù)：
電紡技術(shù)為可產(chǎn)生納米纖維(Nanofibers)制造技術(shù)之一，其原理主要是利用正負(fù)電極間的電場驅(qū)動力，克服高分子的電紡液的表面張力與黏度，使電紡液形成纖細(xì)的纖維?，F(xiàn)有技術(shù)中，是由發(fā)射電極施加高電壓于高分子的電紡液，帶電的電紡液經(jīng)過噴嘴(Spinneret)噴出后，因帶同電性而互相排斥，而分散成絲狀，絲狀的電紡液再借助正負(fù)電極間的吸引力，牽引至收集器。電紡液中的溶劑揮發(fā)后，即可得極細(xì)的電紡纖維 (Electrostatic spinning Fibers)。相較于傳統(tǒng)紡絲法，電紡技術(shù)所紡出的纖維極細(xì)，所織成的布料有較高的孔隙度， 表面積較大，因而受到青睞。然而，現(xiàn)有電紡技術(shù)中，帶電的電紡液多半是利用噴嘴射出至負(fù)極的接收器，由于噴嘴的孔徑極細(xì)，使用多次后常會因殘存物造成噴嘴或管路阻塞的情形。且在更換不同種類的電紡液時，須配合清洗管路及噴嘴，因而降低了電紡液的使用范圍。中國臺灣專利第TW200827501號提出了一種電紡設(shè)備，其采用了滾筒式的進(jìn)料機構(gòu)，并搭配線狀發(fā)射電極，以解決噴嘴堵塞的問題。然而，線狀發(fā)射電極所需的初始電壓較高，且由于其幅寬較大，難以達(dá)到全面均勻電紡的效果。因此，如何解決使用線狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備的前述缺陷，便成為一個重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的就是提供一種使用鏈狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備，用以降低初始電壓并達(dá)成全面紡絲的功效。依照本發(fā)明提出的一種滾筒式電紡設(shè)備，包含電紡液含浸機構(gòu)、鏈狀發(fā)射電極、接收電極，以及高壓電產(chǎn)生器。電紡液含浸機構(gòu)包含原料槽與上漿滾筒，原料槽用以放置電紡液，上漿滾筒于原料槽中轉(zhuǎn)動。鏈狀發(fā)射電極與上漿滾筒接觸，以使電紡液附著于鏈狀發(fā)射電極。高壓電產(chǎn)生器分別與鏈狀發(fā)射電極與接收電極連接。鏈狀發(fā)射電極可為珠鏈，珠鏈包含多個珠體及連接珠體的連接線。珠體的截面形狀可為圓形、橢圓形、方形、多邊形、或是不規(guī)則形狀。珠體的最大直徑可介于0.5毫米至20 毫米。鏈狀發(fā)射電極可為相互串接的多個環(huán)。環(huán)的形狀可為圓形、橢圓形、三角形、多邊形、 水滴形、或是不規(guī)則形狀。環(huán)的最大外徑介于0.5毫米至20毫米。鏈狀發(fā)射電極可包含相互串接的多個碟狀結(jié)構(gòu)。鏈狀發(fā)射電極包含多個隆起，隆起之間具有間距。鏈狀發(fā)射電極可為靜止地或是轉(zhuǎn)動地與上漿滾筒接觸。鏈狀發(fā)射電極的珠體、環(huán)、或是碟狀結(jié)構(gòu)的材料可為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是使用鏈狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備所需要的初始電壓小于使用線狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備，且能達(dá)成全面性均勻紡絲的功效。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點能更明顯易懂，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，其中圖1是繪示本發(fā)明的滾筒式電紡設(shè)備一實施例的示意圖。圖2是繪示本發(fā)明的滾筒式電紡設(shè)備的鏈狀發(fā)射電極的第一實施例的示意圖。圖3A至圖31是分別繪示鏈狀發(fā)射電極的珠體不同實施例的截面圖。圖4是繪示本發(fā)明的鏈狀發(fā)射電極第二實施例的示意圖。圖5是繪示本發(fā)明的鏈狀發(fā)射電極第三實施例的示意圖。圖6是繪示本發(fā)明的鏈狀發(fā)射電極第四實施例的示意圖。
具體實施例方式以下將以附圖及詳細(xì)說明清楚說明本發(fā)明的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在了解本發(fā)明的較佳實施例后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。參照圖1，其是繪示本發(fā)明的滾筒式電紡設(shè)備一實施例的示意圖。滾筒式電紡設(shè)備 100包含有電紡液含浸機構(gòu)110、鏈狀發(fā)射電極120、接收電極130，以及高壓電產(chǎn)生器140。 其中電紡液含浸機構(gòu)110包含有原料槽112以及上漿滾筒114，原料槽112為用以放置電紡液，而上漿滾筒114則是在原料槽112的中滾動，使得原料槽112中的電紡液附著于上漿滾筒114。鏈狀發(fā)射電極120則是與上漿滾筒114接觸，使得電紡液附著于鏈狀發(fā)射電極120 上。其中上漿滾筒114的材料為絕緣材料，鏈狀發(fā)射電極120的材料為導(dǎo)體。鏈狀發(fā)射電極120可以為靜止地或是轉(zhuǎn)動地與上漿滾筒114接觸。鏈狀發(fā)射電極120可以為一對一地與上漿滾筒114接觸。鏈狀發(fā)射電極120可以為多對一地與上漿滾筒114接觸。高壓電產(chǎn)生器140分別與鏈狀發(fā)射電極120與接收電極130連接，使得鏈狀發(fā)射電極120與接收電極130分別帶有相異電性。鏈狀發(fā)射電極120通過高壓電產(chǎn)生器140帶有第一電性，接收電極130則通過高壓電產(chǎn)生器140而帶有第二電性。鏈狀發(fā)射電極120 與上漿滾筒114接觸，使原料槽112中的電紡液通過上漿滾筒114附著于鏈狀發(fā)射電極120 上。鏈狀發(fā)射電極120上的電紡液帶有相同電性，受到高壓的相同電性的相斥力，而脫離上漿滾筒114，并散開為絲狀的電紡液。此帶第一電性的電紡液受到帶第二電性的接收電極 130的吸引，而牽引至接收電極130的一端形成電紡纖維。滾筒式電紡設(shè)備100的接收電極130可為平板電極或圓弧形電極等態(tài)樣。滾筒式電紡設(shè)備100可還包含有輸送帶132，輸送帶132位于接收電極130與鏈狀發(fā)射電極120 之間，輸送帶132較為鄰近接收電極130，以收集被牽引至接收電極130的電紡絲。輸送帶 132可還包含有織物，電紡絲可以與輸送帶132的織物結(jié)合，以形成復(fù)合織物。參照圖2，其是繪示本發(fā)明的滾筒式電紡設(shè)備的鏈狀發(fā)射電極的第一實施例的示意圖。鏈狀發(fā)射電極200可以為珠鏈。珠鏈的鏈狀發(fā)射電極200包含有多個珠體210以及連接這些珠體210的連接線220。多個珠體210的直徑實質(zhì)上相同。珠體210可為固定式地固定在連接線220上，使珠體210固定在連接線220上的定點。或者，珠體210可以為活動式地穿過連接線220，珠體210可以相對于連接線220滑動。連接線220的材料可為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。珠體210的材料可為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。由于珠鏈的鏈狀發(fā)射電極200包含具有隆起212的立體結(jié)構(gòu)的珠體210，隆起212 之間保持有間距d。借助珠體210的隆起212，可以使得電紡液較易受到電場激發(fā)而噴射， 可以有效降低形成電紡絲所需要的初始電壓。除此之外，電紡液會傾向由珠體210的隆起 212噴射，由于鏈狀發(fā)射電極200的幅寬所涵蓋的范圍內(nèi)，珠體210大致上為平均地分布，因此可以保持鏈狀發(fā)射電極200各點穩(wěn)定的電紡絲紡出，使電紡絲噴射更為均勻而達(dá)成大幅寬的全面電紡。在一實驗中，采用重量百分濃度12 %的PVA作為電紡液，上漿滾筒與接收電極之間的間距為12. 5公分，發(fā)射電極的幅寬為160公分。當(dāng)采用直徑為1. 5毫米的線狀電極作為發(fā)射電極時，所需要的初始電壓為110千伏特；而當(dāng)采用珠體的直徑均為1. 5毫米的珠鏈作為鏈狀發(fā)射電極時，初始電壓為85千伏特；當(dāng)采用珠體的直徑均為2. 4毫米的珠鏈作為鏈狀發(fā)射電極時，初始電壓為93千伏特；當(dāng)采用珠體的直徑均為3. 0毫米的珠鏈作為鏈狀發(fā)射電極時，初始電壓為91千伏特。由以上實驗數(shù)據(jù)可得知，使用鏈狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備所需的初始電壓明顯小于使用線狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備所需的初始電壓。參照圖3A至圖3E，其是分別繪示鏈狀發(fā)射電極的珠體不同實施例的截面圖。圖3A 中，珠體210a的截面形狀為圓形。圖:3B中，珠體210b的截面形狀為橢圓形。圖3C中，珠體210c的截面形狀為方形。圖3D中，珠體210d的截面形狀為多邊形。圖3E中，珠體210e 的截面形狀為不規(guī)則形狀。參照圖3F至圖31，其是繪示珠體不同實施例的立體視圖。圖3F中，珠體210f可為圓盤形。圖3G至圖31中的珠體210g、210h、210i可為表面具有刻紋的多面體。圖2中的珠鏈的鏈狀發(fā)射電極200的珠體210可以為相同形狀或是不同形狀。珠體210的截面形狀是選自于由圓形、橢圓形、方形、多邊形、不規(guī)則形狀及其組合所組成的群組。珠體210的最大直徑約介于0.5毫米至20毫米。鏈狀發(fā)射電極200上的珠體210 的最大直徑可以相同或是不同。珠體210的材料可為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。參照圖4，其是繪示本發(fā)明的鏈狀發(fā)射電極第二實施例的示意圖。珠鏈的鏈狀發(fā)射電極300中包含有多的第一珠體310、多個第二珠體320，以及連接第一珠體310、第二珠體 320的連接線330。第一珠體310的截面形狀可以與第二珠體320的截面形狀不同，第一珠體310的最大直徑可以與第二珠體320的最大直徑不同。參照圖5，其是繪示本發(fā)明的鏈狀發(fā)射電極第三實施例的示意圖。鏈狀發(fā)射電極 400包含有相互串接的多個環(huán)410，其中環(huán)410的形狀可以為圓形、橢圓形、三角形、多邊形、 水滴形、或是不規(guī)則形狀。本實施例中的鏈狀發(fā)射電極400的環(huán)410的形狀與尺寸為實質(zhì)上相同，但是在其它的實施例中，鏈狀發(fā)射電極400可以由兩種以上的環(huán)410串接而成。環(huán) 410的最大外徑介于0. 5毫米至20毫米。環(huán)410的材料可為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。環(huán)410包含具有隆起412，隆起412之間保持有間距d。借助環(huán)410的隆起412，可以使得電紡液較易受到電場激發(fā)而噴射，可以有效降低形成電紡絲所需要的初始電壓。除此之外，電紡液會傾向由環(huán)410的隆起412噴射，由于鏈狀發(fā)射電極400的幅寬所涵蓋的范圍內(nèi)，環(huán)410的隆起412大致上為平均地分布，因此可以保持鏈狀發(fā)射電極400各點穩(wěn)定的電紡絲紡出，使電紡絲噴射更為均勻而達(dá)成大幅寬的全面電紡。
參照圖6，其是繪示本發(fā)明的鏈狀發(fā)射電極第四實施例的示意圖。鏈狀發(fā)射電極 500包含有多個相互串接的碟狀結(jié)構(gòu)510，碟狀結(jié)構(gòu)510的形狀可以為圓形、橢圓形、水滴形、多邊形或是其它不規(guī)則形狀。鏈狀發(fā)射電極500可由多個相同的碟狀結(jié)構(gòu)510串接而成，或者，鏈狀發(fā)射電極500可由多個不同的碟狀結(jié)構(gòu)510串接而成。碟狀結(jié)構(gòu)510的最大外徑介于0. 5毫米至5毫米。碟狀結(jié)構(gòu)510的材料可為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。碟狀結(jié)構(gòu)510包含具有隆起512，隆起512之間保持有間距d。借助碟狀結(jié)構(gòu)510 的隆起512，可以使得電紡液較易受到電場激發(fā)而噴射，可以有效降低形成電紡絲所需要的初始電壓。除此之外，電紡液會傾向由碟狀結(jié)構(gòu)510的隆起512噴射，由于鏈狀發(fā)射電極 500的幅寬所涵蓋的范圍內(nèi)，碟狀結(jié)構(gòu)510的隆起512大致上為平均地分布，因此可以保持鏈狀發(fā)射電極500各點穩(wěn)定的電紡絲紡出，使電紡絲噴射更為均勻而達(dá)成大幅寬的全面電紡。由上述本發(fā)明較佳實施例可知，應(yīng)用本發(fā)明具有下列優(yōu)點。使用鏈狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備所需要的初始電壓小于使用線狀發(fā)射電極的滾筒式電紡設(shè)備，且能達(dá)成全面性均勻紡絲的功效。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種等同的改變或替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種滾筒式電紡設(shè)備，包含一電紡液含浸機構(gòu)，包含一原料槽與一上漿滾筒，該原料槽用以放置一電紡液，該上漿滾筒于該原料槽中轉(zhuǎn)動；一鏈狀發(fā)射電極，與該上漿滾筒接觸，以使該電紡液附著于該鏈狀發(fā)射電極；一接收電極；以及一高壓電產(chǎn)生器，分別與該鏈狀發(fā)射電極與該接收電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極包含一珠鏈， 該珠鏈包含多個珠體及連接所述這些珠體的一連接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，所述這些珠體的最大直徑介于0.5毫米至20毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極包含相互串接的多個環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，所述這些環(huán)的最大外徑介于 0. 5毫米至20毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極包含相互串接的多個碟狀結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極包含多個隆起，所述這些隆起之間具有一間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極為靜止地與該上漿滾筒接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極為轉(zhuǎn)動地與該上漿滾筒接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式電紡設(shè)備，其特征在于，該鏈狀發(fā)射電極的材料為導(dǎo)體或是非導(dǎo)體。
全文摘要
本發(fā)明是一種滾筒式電紡設(shè)備，包含電紡液含浸機構(gòu)、鏈狀發(fā)射電極、接收電極，以及高壓電產(chǎn)生器。電紡液含浸機構(gòu)包含原料槽與上漿滾筒，原料槽用以放置電紡液，上漿滾筒于原料槽中轉(zhuǎn)動。鏈狀發(fā)射電極與上漿滾筒接觸，以使電紡液附著于鏈狀發(fā)射電極。高壓電產(chǎn)生器分別與鏈狀發(fā)射電極與接收電極連接。
文檔編號D01D5/00GK102312296SQ20101022696
公開日2012年1月11日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者張浩哲, 李仁雄, 湯有春, 黃子祥 申請人:財團(tuán)法人紡織產(chǎn)業(yè)綜合研究所