[发明专利]电流体动力生产方法和系统

说明书

提供了一种改进的电流体动力方法。该方法包括：将电流体动力装置布置在外壳内部(11)，以及在充电周期期间利用特定的限定电力量将正离子和/或负离子分布在外壳内部(12)。执行将正离子和/或负离子分布在外壳(20)内部的步骤，以便在外壳(20)的内部上设置预定量的电荷。在充电周期结束之后的预定时间段内，激活电纺丝装置以形成产品。最后，将产品从装置中移除。本发明为解决由设备上的任何电荷导致的用于电流体动力过程的初始工艺条件不一致的问题提供了解决方案。

技术领域

本发明涉及电流体动力生产方法和用于执行这种方法的系统。更具体地，本发明涉及使用电流体动力过程的两种具体方法，即电纺丝和电喷涂。

背景技术

公布号为US2005/224999的美国专利公开了用于生产纤维材料的电纺丝装置。所述装置具有挤出元件、收集器以及包围所述收集器和挤出元件的腔室，其中挤出元件配置成使用物质在挤出元件的尖端处的电场提取物来对该物质进行电纺丝。存在离子生成器，以在装置的操作期间生成用于注入到腔室中的瑞利(Rayleigh)不稳定区中的离子。

公布号为WO2014/189375的国际专利公开了一种使用电喷涂涂层材料在医疗装置上沉积涂层材料的方法。所公开的方法还包括在喷涂腔室中提供离子，以使待涂覆的表面受到离子的作用，从而防止在沉积的涂覆材料中形成孔或裂纹。

电流体动力生产方法(具体地，电纺丝和电喷涂)是一种利用聚合物溶液的带电射流来生产微米、亚微米和纳米级的纤维或颗粒的容易、低成本且灵活的方法。电纺丝是一种生产直径范围为从数十纳米到数十微米的连续纤维的方法。为了对纤维进行电纺丝，可以通过导电(大多数情况下)的小型喷嘴来进给能够合适的带电的液化材料。通过在喷嘴与对电极之间施加高电压，可以使液化材料带电。所生成的电场使得喷嘴尖端处的液滴发生锥形变形。在临界电场下，液滴表面处的静电力超过液体表面张力，并且液体开始以带电的细射流的形式从喷嘴流到对电极。在朝向对电极飞射期间，作用在纤维射流上的不同的力将纤维射流连续地拉伸，从而减小其直径。在该飞射过程中，纤维射流固化(例如，通过溶剂的蒸发或材料的冷却)，使得固体纤维沉积在收集器(其可以放置在纤维飞射路径中，例如紧邻在对电极之前或者对电极直接用作收集器)上。

电纺丝使用由喷嘴与收集器之间的高电压电势生成的电场，从喷嘴尖端处的液滴生产纤维。在可替换的配置中，例如从液浴、由液体覆盖的球、由液体填充的开口或由液体覆盖的线中提取纤维。

所生成的电场和带电的纤维射流对其周围环境有一些不利影响。当电纺丝过程运行一段时间时，在纤维射流路径周围的设备的部件(例如，机器外壳)可能逐渐积聚静电。只要存在电场(即，只要电纺丝过程正在运行)，在装置的表面和外壳上积聚的电荷量就会随时间而增加。

纤维生产过程前后的电荷变化将影响电场的形状，并且这可能在电纺丝过程中出现偏差，例如(但不限于此)吸引射流或使射流偏转，从而使电纺丝射流的路径发生改变。尤其是，这可以改变纤维直径或纤维沉积的位置。静电荷的积聚可以在不同的电纺丝运行过程中有所不同，即电荷积聚也将在不同的运行过程中有所不同。类似的问题可能发生在电喷涂装置中。

由于电荷积累会改变每个运行过程的初始条件，因而当需要通过不同的电纺丝或电喷涂运行过程获得相同的结果时，不期望在设备周围具有积累的电荷。当尝试通过擦拭进行清洁来清除这种积累的电荷，或经由接触来转移电荷时，用户也将不幸地在电流体动力环境/系统中引入(局部化)静电荷，因此无法解决这一问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种电流体动力生产方法，该方法将在多个运行过程中给出更一致的结果。

本发明的第一方面提供了一种电流体动力生产方法，该方法包括：

-将电流体动力装置布置在外壳内部；

-在充电周期期间利用特定的限定电力量将正离子和/

或负离子分布在所述外壳内部，其中，执行将正离子和/