一種靜電噴涂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靜電利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于溶液靜電噴涂的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]溶液靜電噴涂分為靜電霧化和靜電紡絲兩種形式，其中靜電霧化是利用高壓靜電場使帶負(fù)電的各類液體霧化分裂出細(xì)小的液滴，液滴沿著電場方向相反的方向定向運(yùn)動，最終液滴顆粒吸附沉積在物體表面，現(xiàn)已在噴漆、鍍膜、納米粉末制造等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用；靜電紡絲就是高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時霧化分裂出的物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物微小射流，射流在空氣中經(jīng)過劈裂、拉伸、細(xì)化等過程形成微納米纖維沉積到收集極上形成微納米纖維膜，電紡微納米纖維在醫(yī)療、過濾等行業(yè)應(yīng)用潛力巨大。
[0003]靜電霧化和靜電紡絲裝置主要由靜電發(fā)生器、儲液器、噴頭組成，兩者最本質(zhì)的區(qū)別在于所使用的溶液性質(zhì)不同，靜電霧化采用粘度低的牛頓流體，射流為細(xì)小的霧化顆粒，而靜電紡絲采用粘度高、揮發(fā)性強(qiáng)的非牛頓流體，射流為連續(xù)的微納米纖維。
[0004]現(xiàn)有的靜電噴涂裝置的設(shè)備體積普遍較大、重量普遍較高、且需要額外供給220V電源，使用時攜帶困難、操作麻煩，無法滿足個人使用的需求，限制了靜電噴涂技術(shù)在很多行業(yè)的推廣和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種兼具靜電霧化和靜電紡絲兩種功能的微型靜電噴涂
目.ο
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置，包含殼體以及設(shè)于殼體外壁上的腔體，上述殼體和腔體均絕緣；在上述殼體內(nèi)設(shè)有高壓靜電發(fā)生模塊以及向高壓靜電發(fā)生模塊供電的電池，高壓靜電發(fā)生模塊通過零電位線與設(shè)于殼體內(nèi)壁上的金屬彈片相連；殼體上正對電池的位置還設(shè)有可拆卸的金屬電池蓋，當(dāng)該金屬電池蓋安裝至殼體上后，與金屬彈片彈性接觸；上述腔體兩端開口，供帶有針頭的注射器插入，在上述腔體的底部設(shè)有帶開孔的金屬件，注射器的針頭穿過開孔并與金屬件接觸；此外，殼體內(nèi)的高壓靜電發(fā)生模塊與腔體內(nèi)的金屬件之間設(shè)有負(fù)高壓輸出線。
[0007]上述靜電噴涂裝置中，在整體絕緣的殼體和腔體上設(shè)有局部導(dǎo)電的金屬電池蓋，一方面金屬電池蓋用于更換電池，另一方面當(dāng)金屬電池蓋安裝至殼體上之后，金屬電池蓋與金屬彈片之間發(fā)生彈性接觸，進(jìn)而與零電位線導(dǎo)通，可使金屬電池蓋處于零電位狀態(tài)。在電池向高壓靜電發(fā)生模塊供電的狀態(tài)下，負(fù)高壓輸出線將來自高壓靜電發(fā)生器模塊的高壓靜電輸送到金屬件上，由于注射器的針頭穿過金屬件的開孔并且與金屬件接觸，因此來自負(fù)高壓輸出線的電荷就可以通過金屬件導(dǎo)入到注射器的針頭上。若此時操作者以一只手接觸金屬電池蓋，則操作者人體處于零電位狀態(tài)；操作者另一只手接觸目標(biāo)噴涂物，則在注射器的針頭與目標(biāo)噴涂物之間就會形成高壓電場。當(dāng)加入注射器內(nèi)的溶液是低粘度的牛頓流體時，溶液經(jīng)過針頭流出時會帶上大量負(fù)電荷，在高壓靜電場的作用下，針頭處的溶液會形成細(xì)小的液滴微粒，其中每個液滴微粒都帶有大量的靜電荷，在電場力的作用下沉積到目標(biāo)噴涂物上，實(shí)現(xiàn)均勻覆膜；而當(dāng)注射器內(nèi)加入的是高粘度、高揮發(fā)性的非牛頓流體，即靜電紡絲溶液時，注射器的針頭處形成的則是連續(xù)的帶有大量負(fù)電荷的纖維射流，纖維射流在空氣中經(jīng)過劈裂、拉伸、細(xì)化和溶劑揮發(fā)過程后形成固體微納米纖維沉積到目標(biāo)噴涂物上，形成微納米電紡纖維膜。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置，兼具了靜電噴霧和靜電紡絲兩種功能；且為一種微型化的靜電噴涂裝置，其設(shè)備總體積和重量大大減小，能夠?qū)崿F(xiàn)單人手握設(shè)備獨(dú)立進(jìn)行操作，使用過程中更加人性化；此外，本裝置采用電池獨(dú)立供電，在停電或沒有電的環(huán)境下仍可以使用，克服了現(xiàn)有的噴涂裝置必須由外界供以220V電壓的不足。
[0009]優(yōu)選地，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置中，金屬件為倒錐形金屬件。倒錐形為一種上面圓粗、下面尖銳的形狀:首先，尖銳的下部較易于保證注射器的針頭與金屬件的接觸和導(dǎo)通；其次，由于倒錐形金屬件的內(nèi)徑從上至下呈逐漸減小的趨勢，因此在注射器在插入腔體后，會在某一位置被金屬件內(nèi)壁卡住，操作人員即可在此固定位置上操作注射器進(jìn)行靜電噴涂或靜電紡絲，這樣的結(jié)構(gòu)相對來說較為穩(wěn)定和緊湊，有助于靜電噴涂操作過程穩(wěn)定和順利地進(jìn)行。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置中，腔體的下方連接有上、下兩端開口的定向罩，注射器的針頭的頂端穿過定向罩的上端開口，并且位于定向罩的上端開口與下端開口之間。上述在腔體下方增設(shè)的定向罩可起到兩方面的作用:一方面，在靜電噴涂過程中，定向罩可實(shí)現(xiàn)對電場線的匯聚，從而縮小靜電噴霧過程中液滴微粒的擴(kuò)散范圍，實(shí)現(xiàn)液滴微粒的定向沉積和定向噴涂；另一方面，定向罩還可對注射器的針頭起到隔離防護(hù)作用，避免注射器針頭扎傷人體，保證了本裝置在使用過程中的安全性。例如，使注射器的針頭的頂端距離定向罩的下端開口為2?3毫米，即可較好地實(shí)現(xiàn)上述兩方面的作用。
[0011]優(yōu)選地，上述增設(shè)于腔體下方的定向罩為錐形定向罩，錐形為一種上面尖銳、下面圓粗的形狀，將定向罩的形狀設(shè)置為錐形，其尖銳的頂部更適合于注射器的針頭的穿過，而其粗圓的下部則更適于對噴霧液滴的擴(kuò)散范圍的控制。
[0012]優(yōu)選地，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置中，注射器的針頭為平口不銹鋼針頭。不銹鋼材質(zhì)的針頭不易被噴涂液體銹蝕，且平口的設(shè)計(jì)保證了噴涂液在針頭的頂端被噴出時，向各個方向噴出的液滴微粒和纖維射流的密度較為均勻，從而提高了該靜電噴涂裝置所制備的顆粒膜或微納米纖維膜的均勻度。
[0013]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置中，腔體的側(cè)壁上設(shè)有透明觀察區(qū)。在腔體的側(cè)壁上增設(shè)透明觀察區(qū)，則可通過該觀察區(qū)實(shí)時地監(jiān)測注射器中溶液的使用量和剩余量，以便掌握靜電噴涂進(jìn)程、及時添加噴涂溶液或者更換注射器。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置中，高壓靜電發(fā)生模塊上設(shè)有精密電位器。設(shè)于高壓靜電發(fā)生器模塊上的精密電位器，可以用來調(diào)節(jié)高壓靜電發(fā)生模塊的輸出電壓(DC2kV?DC30kV，一般電壓固定位10kV，可按需要調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時需要額外電壓測量裝置來輔助顯示電壓)，實(shí)現(xiàn)了該靜電噴涂裝置的電壓可調(diào)性。
[0015]此外，本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的靜電噴涂裝置中，在殼體上還可設(shè)有按壓開關(guān)和/或LED指示燈，按壓開關(guān)用于控制電池的供電狀態(tài)，LED指示燈用于顯示電池的供電狀 ??τ O
【附圖說明】
[0016]圖1是第一實(shí)施方式的靜電噴涂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是第一實(shí)施方式的靜電噴涂裝置中倒錐形金屬件的局部放大圖；
[0018]圖3是第二實(shí)施方式中的靜電噴涂裝置進(jìn)行靜電噴霧時的工作示意圖；
[0019]圖4是第二實(shí)施方式中的靜電噴涂裝置進(jìn)行靜電紡絲時的工作示意圖；
[0020]圖5是第三實(shí)施方式中的靜電噴涂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是第四實(shí)施方式中的靜電噴涂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7是第五實(shí)施方式中所制備的醫(yī)用膠顆粒膜的光學(xué)顯微鏡圖；
[0023]圖8是第六實(shí)施方式中所制備的聚己內(nèi)酯微納米纖維的光學(xué)顯微鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0025]第一實(shí)施方式
[0026]本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種靜電噴涂裝置，其結(jié)構(gòu)如附圖1所示，具體來說，該靜電噴涂裝置含有一個殼體7以及設(shè)于該殼體7的外壁上、兩端開口的腔體13，殼體7和腔體13均絕緣，在本實(shí)施方式中，該殼體7和腔體13均由塑料制成。
[0027]在殼體7的內(nèi)部，設(shè)有高壓靜電發(fā)生模塊8以及與高壓靜電發(fā)生模塊8相連、用于向高壓靜電發(fā)生模塊8供電的電池4，在高壓靜電發(fā)生器模塊8上設(shè)有精密電位器9，該精密電位器9可以用來調(diào)節(jié)高壓靜電發(fā)生器模塊8的輸出電壓(DC2kV?DC30kV，一般電壓固定位10kV，可按需要調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時需要額外電壓測量裝置來輔助顯示電壓)。高壓靜電發(fā)生模塊8還通過零電位線6與設(shè)于殼體7內(nèi)壁上的金屬彈片5相連，在本實(shí)施方式中，該金屬彈片為一個不銹鋼彈片。殼體7上正對電池4的位置設(shè)有可拆卸的金屬電池蓋3，卸下金屬電池蓋3可以將電池4取出更換；當(dāng)金屬電池蓋3安裝至殼體7上后，金屬電池蓋3與金屬彈片5彈性接觸。
[0028]腔體13供帶針頭的注射器11從上至下插入其內(nèi)部，注射器11內(nèi)部加入噴涂溶液14，注射器11的針頭16的方向朝下，本實(shí)施方式中的注射器11可以為一次性注射器(可選容量為lml、2ml或5ml三種規(guī)格)，且?guī)в衅娇诓讳P鋼針頭(針頭內(nèi)徑:0.1mm?1.5mm)。在腔體13的底部設(shè)有帶開孔150的金屬件15，注射器11的針頭16穿過開孔150并與金屬件15接觸，本實(shí)施方式中的金屬件15的形狀為倒錐形(倒錐形金屬件的局部放大圖如附圖2所示)。此外，高壓靜電發(fā)生模塊8與金屬件15之間設(shè)有高壓輸出線10。在腔體13的下部還連接有兩端開口的定向罩17，本實(shí)施方式中，定向罩17的形狀為錐形，注射器11的針頭16的頂端穿過定向罩的上端開口，且距