[发明专利]用于通过聚合物溶液的静电纺纱生产纳米纤维的装置

说明书

技术领域

[0001]一种用于通过聚合物溶液的静电纺纱生产纳米纤维的装置，其包括纺纱腔室，在该腔室内设置有聚合物溶液容器，细长形形状的旋转纺纱电极的一部分周界延伸入聚合物溶液中，所述纺纱电极连接到直流高压电源的一极，在该纺纱电极的一部分周界延伸入容器里的聚合物溶液内的同时，抵靠该纺纱电极设置在该纺纱腔室内的集电极(collecting electrode)连接到该直流高压电源的异性极上。

背景技术

[0002]根据CZ294274的用于通过聚合物溶液的静电纺纱生产纳米纤维的已知装置包括纺纱腔室，该纺纱腔室内设置有具有开放液面的聚合物溶液容器。在聚合物溶液容器内，可旋转地安装有例如圆柱形形式的细长形形状的纺纱电极，该纺纱电极的一部分周界延伸入容器里的聚合物溶液内，并连接到直流高压电源的一极。而直流高压电源的异性极连接有集电极，该集电极抵靠着纺纱电极设置在该纺纱腔室内。该纺纱电极通过旋转运动在其表面上将一定数量的聚合物溶液从容器内带出到纺纱空间中，该纺纱空间处于纺纱电极与集电极之间。该容器底部具有与该纺纱电极的纵向轴线平行且与该纵向轴线同轴线地延伸的圆柱形表面。

[0003]由于在大多数应用中高压是直接或者通过纺纱电极引入聚合物溶液内的，因此，通过普通的电子设备和传感器不能调整或监视容器内溶液的液面。容器内的溶液液面不能保持恒定高度的情况相当频繁地出现，这导致了这样的事实，即：浸入聚合物溶液内的纺纱电极也不能保持不变，因此，不是太少或者就是太多数量的聚合物溶液被带出到纺纱空间内。在第一种情况下，不能最佳地发挥静电纺纱装置的生产能力，而在第二种情况下，会在该纺纱电极的表面上产生一层聚合物溶液膜，该溶液膜还未在纺纱空间内经过纺纱过程便凝固了，这会导致静电纺纱装置的效率逐渐降低。

[0004]现有技术状况的另一个缺点在于，由于通过开口带入容器内的聚合物溶液具有相对较高的粘性，大部分是在该容器底部进行的，因此，不能将聚合物溶液沿聚合物容器整个长度及时均匀地分散开，所以，液面高度沿容器长度是不同的，这在聚合物溶液溢出一部分纺纱电极时便可能发生，而另一部分纺纱电极完全没有浸入聚合物溶液内。此外，这还由于如下事实变得更加复杂，即：由于聚合物(尤其是在容器的远距离处)的物理和化学特性的影响，有些区域带有“用过的”聚合物溶液，因而在这些地方可能出现液面凝固。

[0005]本发明的目的在于消除现有技术的不足或至少将其减至最小。

发明内容

[0006]根据本发明，通过用于通过聚合物溶液的静电纺纱生产纳米纤维的装置，本发明的目的已经达到了，本发明的原理包括：将聚合物溶液的容器分成或分隔成入口部分和出口部分；至少一个用于供应聚合物溶液的入口通入该入口部分，并且纺纱电极的一部分周界延伸入该入口部分内；该出口部分设有用于排出聚合物溶液的出口。

[0007]根据权利要求2，在容器的入口部分和出口部分之间，设有包括聚合物溶液溢流口的分隔物，该溢流口决定了容器的入口部分内的液面高度，并确保了恒定高度值得以保持，同时，由于存在该溢流口，过多的聚合物溶液从容器的入口部分溢出并进入到该容器的出口部分内。

[0008]溢流口可以几种不同的方式实现——根据权利要求3，溢流口由分隔物内的至少一个开口实现，在根据权利要求4的实施例中，溢流口由该分隔物的上边缘形成，而根据权利要求5的有利的实施例，溢出口是通过在该分隔物的边界(borders)上降低该分隔物的上边缘来实现的。

[0009]在提供了几个聚合物溶液入口通入容器入口部分的情况下，考虑到为了使得聚合物溶液沿容器入口部分的整个长度保持液面不变，如果不仅通过在其边界上降低分隔物的上边缘实现溢流，而且还通过降低相邻入口之间分隔物的上边缘实现溢流，那么这是有利的。

[0010]一重要的因素是对底部成形，通过该底部成形，聚合物溶液进入容器入口部分后的行为和运动可受到相当大的影响，根据权利要求7，该容器入口部分的底部是朝入口倾斜的，因此，使得聚合物溶液能够沿该容器入口部分整个长度分布。