一种带印花的静电纺丝设备的制作方法

1.本实用新型专利属于静电纺丝领域，尤其涉及静电纺丝纳米纤维制造设备。

背景技术：

2.通过静电纺丝技术，已经可以将纳米纤维加工成多种一维、二维和三维的材料，而还未有一种工业量产设备能将静电纺丝纳米纤维排布成特殊的花纹，可用于产品的外观设计、防伪、logo。
3.专利申请号为202023117523.4的中国实用新型专利所公布的一种印花纳米纤维滤膜的制备装置，采用了数码印花组件即喷墨印花机直接在静电纺丝形成的纳米纤维膜表面上喷涂上所需图案花纹。由于静电纺丝纳米纤维膜具有高孔隙率的特点，喷上的墨汁极易散墨，使花纹模糊不容易辨认。
4.本实用新型公开的一种带印花的静电纺丝设备结构简单，能在静电纺丝纳米纤维膜表面印上特定的花纹图案，还能使纳米纤维沉积在特定区域，使整个静电纺丝膜具有花纹图案。

技术实现要素：

5.应当理解的是前述理念和下面更详细讨论的另外的理念的全部组合（假定这样的理念不是相互矛盾的）被认为是此处公开的本实用新型主题的一部分。具体地，在本公开出现的所要求保护的主题的全部组合被认为是此处公开的本实用新型主题的一部分。还应当理解此处明确所用的术语可以出现于在此引入作为参考的任何公开中，其应当符合与此处公开的具体概念最一致的含义。
6.为了制备印花纳米纤维膜，本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备。
7.本实用新型的目的是这样实现的：
8.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，包含印花环形带、印花环形传送带、静电纺丝环形传送带、基材、印花环形传送带主动传动辊、印花环形传送带被动传动辊、静电纺丝环形传送带主动传动辊、静电纺丝环形传送带被动传动辊、负高压电源、静电纺丝发射极、静电纺丝溶液泵、静电纺丝溶液盒、印花纺丝发射极、印花纺丝溶液泵、印花纺丝溶液盒、静电纺丝正高压电源、印花纺丝正高压电源、基材放卷辊、基材收卷辊、保护膜、保护膜放卷辊、静电纺丝区、印花区、纺丝进布传动辊、纺丝出布传动辊、覆膜传动辊、静电纺丝溶液、印花纺丝溶液、静电纺丝纳米纤维、印花纳米纤维；将带有特定印花的印花环形带的背面贴附在印花环形传送带上，印花环形带在印花环形传送带、印花环形传送带主动传动辊、印花环形传送带被动传动辊的带动下做环形运动；静电纺丝环形传送带在静电纺丝环形传送带主动传动辊、静电纺丝环形传送带被动传动辊做环形运动，静电纺丝环形传送带运动方向与印花环形带运动方向一致；基材经过基材放卷辊的放卷后经过纺丝进布传动辊后，在静电纺丝环形传送带和印花环形传送带的带动下，依次经过静电纺丝区和印花区；置于静电纺丝溶液盒内的静电纺丝溶液在静电纺丝溶液泵的作用下被输送到静电纺丝发射
极中，并在静电纺丝正高压电源提供的正高压电影响下，向其上方的基材发射静电纺丝纳米纤维，并沉积在静电纺丝区内基材的表面上；置于印花纺丝溶液盒内的印花纺丝溶液在印花纺丝溶液泵的作用下被输送到印花纺丝发射极中，并在印花纺丝正高压电源提供的正高压电影响下，向其上方的基材发射印花纺丝纳米纤维，并沉积在印花区内附着在基材上的静电纺丝纳米纤维膜表面上；由于受带有负高压电的印花环形传送带的影响，印花纺丝纳米纤维优先沉积在印花环形传送带上未镂空的部分上，从而在基材和静电纺丝纳米纤维膜表面上形成印花图案；保护膜经过保护膜放卷辊开卷后贴附在经过纺丝出布传动辊从印花区出来的带有印花静电纺丝纳米纤维膜的基材的表面上，并一起收卷在基材收卷辊上形成带印花纳米纤维膜成品。
9.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，印花环形带为金属导体或导电橡胶材质的镂空环形带；带正电荷的纳米纤维会优先沉积在电势较低的印花环形带上未镂空的部分，从而使纳米纤维膜表面具有特定的图案。
10.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，印花环形带与负高压电源相连，负高压电源的调节范围为0
‑‑
20kv；负高压电保证了印花环形带的低电势，使纳米纤维更容易沉积在其上。
11.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，印花环形传送带为绝缘橡胶材质的实心环形带。
12.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，静电纺丝环形传送带为金属导体或导电橡胶材质的实心传送带，并且接地。
13.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，印花环形带与静电纺丝环形传送带的最近点之间的距离不小于20cm；印花环形带与静电纺丝环形传送带距离太近，会在静电纺丝环形传送带表面形成感应正电荷，影响静电纺丝质量。
14.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，静电纺丝发射极和印花纺丝发射极分别位于静电纺丝环形传送带下方的静电纺丝区和印花环形传送带下方的印花区。
15.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，静电纺丝发射极数量为0组或多组；当静电纺丝发射极数量为0组时，印花纺丝纳米纤维直接沉积在基材上，受印花环形传送带的影响，会在基材表面形成带有花纹的纳米纤维膜。
16.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，印花纺丝溶液为高分子peo或pva溶于去离子水并加入染母粒和有机盐形成的，其中peo和pva的浓度为6wt%
–
20wt%；染母粒可以使纳米纤维具有不同的颜。
17.本实用新型提供了一种带印花的静电纺丝设备，印花纺丝溶液的电导率为1000
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5000μs/cm；印花纺丝溶液具有较高的电导率，能使其更容易集中沉积在电势较低的印花环形带上未镂空的部分，从而使纳米纤维膜表面的花纹图案更加清晰，分辨率更高。
附图说明
18.图1为本实用新型一种带印花的静电纺丝设备示意图。
19.附图中：1.印花环形带、2.印花环形传送带、3.静电纺丝环形传送带、4.基材、5.印花环形传送带主动传动辊、6.印花环形传送带被动传动辊、7.静电纺丝环形传送带主动传动辊、8.静电纺丝环形传送带被动传动辊、9.负高压电源、10.静电纺丝发射极、11.静电纺
丝溶液泵、12.静电纺丝溶液盒、13.印花纺丝发射极、14.印花纺丝溶液泵、15.印花纺丝溶液盒、16.静电纺丝正高压电源、17.印花纺丝正高压电源、18.基材放卷辊、19.基材收卷辊、20.保护膜、21.保护膜放卷辊、22.静电纺丝区、23.印花区、24.纺丝进布传动辊、25.纺丝出布传动辊、26.覆膜传动辊、27.静电纺丝溶液、28.印花纺丝溶液、29.静电纺丝纳米纤维、30.印花纳米纤维。
具体实施方式
20.在下面的详细说明中，出于解释而非限制性目的，阐述了公开具体细节的代表性实施方案，以提供对于请求保护的实用新型的通透理解。但是，对于获益于本公开的本领域技术人员来说，显然根据本实用新型的教导的其他实施方案（其脱离了此处公开的细节）仍然处于附加的权利要求的范围内。此外，可能省略了对于公知的设备和方法的说明，以免模糊代表性实施方法的说明。这样的方法和设备很显然处于请求保护的本实用新型的范围内。
21.下面结合附图和具体实施例对实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
22.实例1
23.将分子量为30k的热塑性聚氨酯（tpu）溶解在n,n-二甲基甲酰胺（dmf）溶剂中置于静电纺丝溶液盒12内作为静电纺丝溶液27，其中tpu的浓度为12%。
24.将分子量为100k的peo溶解在去离子水中置于印花纺丝液盒15内作为印花纺丝溶液28，其中peo的浓度为7%。
25.将带有“心”型镂空图案的不锈钢环形带作为印花环形带1，缠绕在印花环形传送带2外部，作为印花纺丝的接收极。
26.静电纺丝发射极10数量为2组。
27.负高压电源9为印花环形带1供电-20kv。
28.将聚乙烯膜作为保护膜20。
29.将格拉辛纸作为基材4，从基材放卷辊18开卷后，经过纺丝进布传动辊24后进入静电纺丝区22附着在静电纺丝环形传送带3表面上。
30.静电纺丝溶液27在静电纺丝溶液泵11的驱动下进入静电纺丝发射极10。
31.在静电纺丝正高压电源16提供的正高压电的影响下，静电纺丝溶液27从静电纺丝发射极10向静电纺丝环形传送带3发射静电纺丝纳米纤维29，并沉积在基材4的表面上。
32.在静电纺丝环形传送带3、静电纺丝环形传送带主动传动辊7、静电纺丝环形传送带被动传动辊8的驱动下，附着有静电纺丝纳米纤维29膜的基材4从静电纺丝区22进入印花区23。
33.在印花纺丝正高压电源17提供的正高压电的影响下，印花纺丝溶液28从印花纺丝发射极13向印花环形带1发射印花纳米纤维30。并沉积在带有静电纺丝纳米纤维29膜的基材4的表面上。
34.由于受负高压电源9的影响，印花纳米纤维30集中沉积在静电纺丝纳米纤维29膜上与印花环形带1未镂空的部分对应的部分上，从而在静电纺丝纳米纤维29膜的表面上形成“心”型图案。
35.带有“心”型图案静电纺丝纳米纤维29膜的基材4经过纺丝出布传动辊25从印花区23出来。
36.保护膜20经过保护膜放卷辊21开卷后，经过覆膜传动辊26附着在带有“心”型图案静电纺丝纳米纤维29膜的表面上，并一起收卷在基材收卷辊19形成最终产品。
37.实例2
38.将分子量为100k的pva溶解在去离子水中置于印花纺丝液盒15内作为印花纺丝溶液28，其中pva的浓度为10%。
39.将带有“o”型镂空图案的导电橡胶环形带作为印花环形带1，缠绕在印花环形传送带2外部，作为印花纺丝的接收极。
40.静电纺丝发射极10数量为0组。
41.负高压电源9为印花环形带1供电-20kv。
42.将聚乙烯膜作为保护膜20。
43.将格拉辛纸作为基材4，从基材放卷辊18开卷后，经过纺丝进布传动辊24后进入静电纺丝区22附着在静电纺丝环形传送带3表面上。
44.在静电纺丝环形传送带3、静电纺丝环形传送带主动传动辊7、静电纺丝环形传送带被动传动辊8的驱动下，基材4从静电纺丝区22进入印花区23。
45.在印花纺丝正高压电源17提供的正高压电的影响下，印花纺丝溶液28从印花纺丝发射极13向印花环形带1发射印花纳米纤维30。并沉积在基材4的表面上。
46.由于受负高压电源9的影响，印花纳米纤维30集中沉积在基材4上与印花环形带1未镂空的部分对应的部分上，从而在基材4的表面上形成“o”型图案。
47.带有“o”型图案纺丝纳米纤维29膜的基材4经过纺丝出布传动辊25从印花区23出来。
48.保护膜20经过保护膜放卷辊21开卷后，经过覆膜传动辊26附着在带有“o”型图案纺丝纳米纤维29膜的表面上，并一起收卷在基材收卷辊19形成最终产品。

技术特征：

1.一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，包含印花环形带（1）、印花环形传送带（2）、静电纺丝环形传送带（3）、基材（4）、印花环形传送带主动传动辊（5）、印花环形传送带被动传动辊（6）、静电纺丝环形传送带主动传动辊（7）、静电纺丝环形传送带被动传动辊（8）、负高压电源（9）、静电纺丝发射极（10）、静电纺丝溶液泵（11）、静电纺丝溶液盒（12）、印花纺丝发射极（13）、印花纺丝溶液泵（14）、印花纺丝溶液盒（15）、静电纺丝正高压电源（16）、印花纺丝正高压电源（17）、基材放卷辊（18）、基材收卷辊（19）、保护膜（20）、保护膜放卷辊（21）、静电纺丝区（22）、印花区（23）、纺丝进布传动辊（24）、纺丝出布传动辊（25）、覆膜传动辊（26）、静电纺丝溶液（27）、印花纺丝溶液（28）、静电纺丝纳米纤维（29）、印花纳米纤维（30）；印花环形带（1）的背面贴附在印花环形传送带（2）上，印花环形传送带（2）绕在印花环形传送带主动传动辊（5）、印花环形传送带被动传动辊（6）上，做环形运动；静电纺丝环形传送带（3）绕在静电纺丝环形传送带主动传动辊（7）、静电纺丝环形传送带被动传动辊（8）上，做环形运动；静电纺丝环形传送带（3）运动方向与印花环形带（1）运动方向一致；基材（4）经过基材放卷辊（18）的放卷后经过纺丝进布传动辊（24），并在静电纺丝环形传送带（3）和印花环形传送带（2）的带动下，依次经过下方的静电纺丝区（22）和印花区（23）；静电纺丝区（22）向基材（4）发射静电纺丝纳米纤维（29），静电纺丝纳米纤维（29）由静电纺丝发射极（10）发射出，静电纺丝发射极（10）由静电纺丝溶液盒（12）中的静电纺丝溶液（27）在静电纺丝溶液泵（11）作用下输入，静电纺丝发射极（10）由静电纺丝正高压电源（16）提供的正高压电；印花区（23）向基材（4）发射印花纳米纤维（30），印花纳米纤维（30）由印花纺丝发射极（13）发射出，印花纺丝发射极（13）由印花纺丝溶液盒（15）中的印花纺丝溶液（28）在印花纺丝溶液泵（14）作用下输入，印花纺丝发射极（13）由印花纺丝正高压电源（17）提供的正高压电；基材（4）从印花区（23）出来后被布传动辊（25）、覆膜传动辊（26）带着运动，保护膜（20）经过保护膜放卷辊（21）开卷后也绕过覆膜传动辊（26），贴附在基材（4）的表面，一起通过基材收卷辊（19）收卷形成带印花纳米纤维膜成品。2.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的印花环形带（1）为金属导体或导电橡胶材质的镂空环形带。3.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的印花环形带（1）与负高压电源（9）相连，负高压电源的调节范围为0
‑‑
20kv。4.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的印花环形传送带（2）为绝缘橡胶材质的实心环形带。5.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的静电纺丝环形传送带（3）为金属导体或导电橡胶材质的实心传送带，并且接地。6.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的印花环形带（1）与静电纺丝环形传送带（3）的最近点之间的距离不小于20cm。7.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的静电纺丝发射极（10）和印花纺丝发射极（13）分别位于静电纺丝环形传送带（3）下方的静电纺丝区（22）和印花环形传送带（2）下方的印花区（23）。
8.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的静电纺丝发射极（10）数量为多组。9.根据权利要求1所述的一种带印花的静电纺丝设备，其特征在于，所述的印花纺丝溶液（28）的电导率为1000
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5000μs/cm。

技术总结

本实用新型公开的一种带印花的静电纺丝设备，利用了带正电荷的静电纺丝纳米纤维优先沉积在纳米纤维接收极上电势较低的地方的特性，利用带负高压电的有镂空图案的导电材料作为接收极来引导静电纺丝纳米纤维沉积成特殊的形状。该结构简单，能直接在基材表面和2-D的静电纺丝纳米纤维膜表面，用静电纺丝纳米纤维印上特定的花纹图案，可应用在产品的外观设计、防伪、Logo上。Logo上。Logo上。