[发明专利]回转式纺丝电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种细长形状的回转式纺丝电极，所述纺丝电极用于 通过聚合物溶液的静电纺丝生产纳米纤维的装置，包括一对端面，在 所述一对端面之间设置了若干由金属丝形成的纺丝构件，这些纺丝构 件沿着圆周同等地分布，并与回转式纺丝电极的旋转轴线平行。

背景技术

迄今已知的用于通过静电纺丝从聚合物溶液生产纳米纤维的装置 例如在W02005/024101A1中公开，上述装置包含长方形的枢转式纺 丝电极。装置包括取圆筒体形状的纺丝电极，所述电极绕它的主轴线 旋转，并通过其表面的下面部分浸入到聚合物溶液中。聚合物溶液被 圆筒体的表面输出到纺丝电极和收集电极之间的电场中，在这里形成 纳米纤维，所述纳米纤维被带走朝向收集电极，且在收集电极之前它 们沉积在衬底材料上。这种装置很好的能从水溶性聚合物溶液生产纳 米纤维，不过施加在衬底材料上的纳米纤维层不是沿着纺丝电极的整 个长度均匀地分布。

所生产的纳米纤维层的更大均匀度通过按照CZ PV 2005-360所述 的装置达到，所述CZ PV 2005-360说明一种纺丝电极，该纺丝电极包 括径向排列并在纵向上围绕纺丝电极的旋转轴线的薄片系统，而纺丝 电极的部分面积的涂层表面用来将聚合物溶液输出到一个平面的电场 中，所述平面穿过纺丝电极的轴线，并垂直于衬底材料的平面，上述 涂层表面具有由最大强度的纺丝电极和收集电极之间电场的等位线所 形成的形状。这种纺丝电极能将足够量的聚合物溶液输出到在纺丝电 极和收集电极之间电场的最合适地方，而同时还能使非水聚合物溶液 纺丝并产生均匀的纳米纤维层。不过，这种纺丝电极的需要生产，并 因此还有它的价格是缺点。

DE 10136255B4公开了一种用于从聚合物溶液或者聚合物熔体生 产纤维的装置，所述装置包括至少两个纺丝电极机构，每个纺丝电极 机构都由平行金属丝系统形成，所述平行金属丝安装在一对围绕两个 导筒的连续带上，上述两个导筒一个位于另一个上方，而同时下面导 筒伸入聚合物溶液或熔融聚合物中。在这些两个纺丝电极机构之间， 织物作为反电极通过，而纺丝电极机构同时在织物的面侧和背侧二者 上形成涂层。

纺丝电极与反电极一起连接到高压电源上，所述纺丝电极由导电 的循环带形成。聚合物溶液或者聚合物熔体通过金属丝输出到纺丝电 极和反电极之间的电场中，在这里从聚合物溶液或聚合物熔体产生纤 维，所述纤维被输送到反电极上并冲击位于反电极上的织物。聚合物 溶液或聚合物熔体长时间停留在电场中是个缺点，因为聚合物溶液及 聚合物熔体经受十分快速地老化，且在纺线过程期间它改变其性能， 这也造成所生产的纤维的参数，尤其是它们直径的改变。另一个缺点 是纺丝电极的金属丝安装在一对环形带上，所述一对环形带或者导电 且它们很负面地影响在纺丝电极和反电极之间所形成的电场，或者它 们是不导电的且高压是通过滑动触点供应到纺丝电极的金属丝上，上 述滑动触点比1-3个金属丝好，这使纺丝装置无用地变复杂。

本发明的目的是创造一种简单而可靠的纺丝电极，所述纺丝电极 用于通过在收集电极和纺丝电极之间所形成的电场中静电纺丝从聚合 物溶液生产纳米纤维的装置。

发明原理

本发明的目的通过回转式纺丝电极达到，所述纺丝电极用于通过 聚合物溶液的静电纺丝生产纳米纤维的装置，同时包含一对端面，在 所述一对端面之间设置了由金属丝形成的纺丝构件，纺丝构件沿着端 面的圆周同等地分布，而发明原理在于各端面用不导电材料制成，且 所有纺丝构件都用导电方式相互连接。用这种方式形成的纺丝电极能 将水及非水聚合物溶液纺丝，并沿着它的整个长度达到十分均匀的纺 丝效果，而同时用于纺丝的电场是在各个纺丝构件脱离(Step off)聚 合物溶液和随后接近收集电极之后，在上述各个纺丝构件之间形成。

所有纺丝构件的相互电连接如此达到，以使它们用一个金属绳制 成，所述金属绳在沿着端面的圆周所完成的槽或开口中交替式从一个 端面伸展到另一个端面。

当绳在端面上到达后面的槽或开口，且穿过所述槽或开口转到第 二端面，或者是在端面上绳被交叉式导入在端面的圆周上的相对侧上 的槽或开口中时，这可以通过形成按照权利要求3或4所述的回转式 纺丝电极达到。在按照权利要求3所述的实施例处，有较小的绳的消 耗，而在按照权利要求4所述的实施例处，所有纺丝构件的相互连接 不仅通过它们用整体构件制成达到，而且还通过它们在端面上的交叉 达到。