一种塑料薄膜高压驻极充电装置的制作方法

本实用新型涉及一种驻极体充电装置，具体涉及一种塑料薄膜高压驻极充电装置。

背景技术：

驻极体材料是一种电介质材料，其具有准永久电荷或偶极化。驻极体产生内部和外部电场，并且是永磁体的静电等价物。高分子驻极体可以作成柔性薄膜，同时具有优良的电荷贮存能力，利用它可以制作成高质量、高品质的电声器件，比如过滤罩、声学材料、印刷基底、测量装置或者遥控开关等，具有非常大的发展前途。

传统的驻极体是在直流高压电场中加热聚合物至玻璃化转变温度以上乃至熔点，由于原子极化、分子偶极极化及注入空间电荷，冷却凝固，除去电场后得到。这种方式不仅需要提前将材料预热，消耗大量电能，而且空间电荷易受到温度湿度等环境影响，进而快速衰减；实用新型专利(cn200920113355.6)一种驻极电晕充电装置，采用平行于导电辊筒的弦丝作为驻极放电电极，在弦丝与导电辊筒的间隙中，靠近导电辊筒的弦丝表面附近电场强度最大，最先产生电晕放电，而辊筒附近电力线很疏，不会产生电晕；只有当电压足够高时，弦丝才会产生火花放电，进而引起电弧放电。这使得该设备对驻极电压要求较高，否则，当电压较低时，驻极效果会不够理想；发明专利(cn201410575799.7)一种非织造布静电驻极设备，采用金属驻极板作为放电电极，也需要很高的驻极电压才能引起电弧放电；此外，驻极材料在沿导布辊水平移动时，材料会受到很大的内部拉力，导致材料极易变形，因此，无法保证产品质量和驻极的效果。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简易、物理机械性能稳定、环境依赖性低、电荷存储量稳定、耐水洗及擦拭、衰减速度慢的一种塑料薄膜高压驻极充电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种塑料薄膜高压驻极充电装置，包括驻极辊、弧形驻极板、设于驻极辊与弧形驻极板之间可以上下移动的栅极板、放卷装置、收卷装置和设于驻极辊两侧的若干个导辊，所述的驻极辊包括：第一驻极辊和第二驻极辊，所述的弧形驻极板包括第一弧形驻极板和第二弧形驻极板，所述的第一弧形驻极板设置在第一驻极辊的上方或下方，所述的第二驻极辊上方设有第二弧形驻极板，所述的第二弧形驻极板与收卷装置之间设有两个压辊；

优选的，所述的第一弧形驻极板和第二弧形驻极板的外部均设有绝缘保护罩，第一弧形驻极板和第二弧形驻极板的内部均设有呈网格状排列的金属针组件；

优选的，所述金属针组件包括若干个金属针，每个金属针的长度介于10～20mm，金属针的针尖长度介于0.5～2mm，两个相邻的金属针的针尖距离为2cm*2cm～5cm*5cm；

优选的，所述第一驻极辊、第二驻极辊、导辊和压辊均为内层为金属圆辊，外层为绝缘胶的结构；

优选的，所述绝缘胶为单层或复合层，绝缘胶的厚度介于2～10mm；

优选的，所述栅极板为四边形的金属网，栅极板的弧度介于30°～180°；

优选的，所述放卷装置上设有刹车装置。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过对传统的金属驻极辊、导辊的外层包覆绝缘胶，避免了在驻极过程中，第一驻极辊和第二驻极辊将驻极材料上的大量电荷导走，增强了驻极材料上电荷储存的稳定性，也节省了大量能耗。同时，在驻极过程中，第一驻极辊和第二驻极辊与第一弧形驻极板和第二弧形驻极板之间设有弧度介于30°～180°四边形的金属网栅极板，此金属网栅极板与第一弧形驻极板和第二弧形驻极板的电压极性相同；当第一弧形驻极板和第二弧形驻极板与驻极材料表面存在电位差时，穿过栅极板的离子将沿着电势线漂移到驻极材料表面，被驻极材料中势阱所捕获形成表面电荷，如此驻极材料与栅极板的电位将逐渐接近，直到驻极材料表面电位与栅极板一致时，此两者之间产生的电势线消失，驻极材料表面将不再增加电荷，即驻极材料充电达到饱和，这样可以提高驻极材料表面电势的均匀性，且由于金属针的针尖电压仅仅是为了提供较多的带电离子数，故金属针的针尖电压的变化不会对驻极充电过程产生显著的影响，衰减速度慢。此外，在驻极过程中，设有的放卷装置、压辊、收卷装置联动，使驻极材料在牵引过程中，受到的张力适当且稳定，保证了驻极材料不易出现形变，使其物理机械性能不受影响，环境依赖性低，耐水洗及擦拭，且在整个驻极过程中，操作简单；

综上所述，本实用新型具有操作简易，物理机械性能稳定，环境依赖性低，电荷存储量稳定，耐水洗及擦拭，衰减速度慢等优点。

附图说明

图1是本实用新型的第一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

箭头的方向为驻极材料9的运动方向。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种塑料薄膜高压驻极充电装置，包括驻极辊、弧形驻极板、设于驻极辊与弧形驻极板之间可以上下移动的栅极板3、放卷装置4、收卷装置5和设于驻极辊两侧的若干个导辊6，所述的驻极辊包括：第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2，所述的弧形驻极板包括第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2，所述的第一弧形驻极板2-1设置在第一驻极辊1-1的下方，所述的第二驻极辊1-2上方设有第二弧形驻极板2-2，所述的第二弧形驻极板2-2与收卷装置5之间设有两个压辊7；

所述的第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2的外部均设有绝缘保护罩，第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2的内部均设有呈网格状排列的金属针组件；

所述金属针组件包括若干个金属针，每个金属针的长度介于10～20mm，金属针的针尖长度介于0.5～2mm，两个相邻的金属针的针尖距离为2cm*2cm～5cm*5cm，其中，选取金属针的长度为20mm，金属针的针尖长度为2mm，两个相邻的金属针的针尖距离为3cm*3cm；

所述第一驻极辊1-1、第二驻极辊1-2、导辊6和压辊7均为内层为金属圆辊，外层为绝缘胶的结构；本实用新型所述的第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2的两端置于气压缸的弧形驻极板安装架上，弧形驻极板安装架的两端连有伺服电机，通过plc控制系统精确控制第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2上下升降距离，以调节第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2与第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2之间的间距，最终改变材料的静电驻极距离；所述的第一驻极辊1-1下方设有的第一弧形驻极板2-1还连有高压静电发生器，高压静电发生器产生10kv高压电，此高压静电发生器还可以产生5kv～40kv中任意高压电；所述的第二驻极辊1-2上方设有的第二弧形驻极板2-2也连有高压静电发生器，高压静电发生器产生-10kv高压电，此高压静电发生器还可以产生-40kv～-5kv中任意高压电；高压电通过第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2上的高压静电金属针组件，在短时间内对传送过程中的驻极材料9释放高压电，对驻极材料9进行高压驻极处理，使驻极材料9成为永久带电的驻极体；

其中，第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2置于驻极辊安装架上，驻极辊安装架两端连有伺服电机，通过plc控制系统精确控制辊筒的转速和转向，在驻极过程中，高压击穿空气会持续释放出臭氧，不仅刺鼻而且对人体会造成危害，因此，优选的，在第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2下方均设有气体收集装置，将搜集的氮氧化物和臭氧等，导入处理液中进行分解净化。所述的气体收集装置为常用的离心式风机气体收集装置，这种装置比较常见，故没有在附图中体现。

其中，所述的导辊6置于导辊6安装架上，导辊6安装架两端安装有导辊6安装架滑块及导轨，以控制导辊6上下移动。

其中，所述的压辊7上均设有气压缸，一个压辊7通过皮带连接有收卷装置5，这样压辊7与收卷装置5速度同步，有利于控制材料收卷张力，并通过气缸压力可防止材料在收卷时形成褶皱；

所述绝缘胶为单层或复合层，绝缘胶的厚度介于2～10mm，绝缘胶可以是聚氨酯弹性体、硅橡胶、丁腈胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶的一种或多种；

所述栅极板3为四边形的金属网，栅极板3的弧度介于30°～180°，栅极板3通过导线与配套的高压静电发生器连接，栅极板3与第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2均接同极性电压；

所述放卷装置4上设有刹车装置，可以防止关闭本实用新型时，放卷装置4惯性放出驻极材料9。

实施例2

如图2所示，本实用新型的一种塑料薄膜高压驻极充电装置，包括驻极辊、弧形驻极板、设于驻极辊与弧形驻极板之间可以上下移动的栅极板3、放卷装置4、收卷装置5和设于驻极辊两侧的若干个导辊6，所述的驻极辊包括：第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2，所述的弧形驻极板包括第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2，所述的第一弧形驻极板2-1设置在第一驻极辊1-1的上方，所述的第二驻极辊1-2上方设有第二弧形驻极板2-2，所述的第二弧形驻极板2-2与收卷装置5之间设有两个压辊7；

所述的第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2的外部均设有绝缘保护罩，第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2的内部均设有呈网格状排列的金属针组件；

所述金属针组件包括若干个金属针，每个金属针的长度介于10～20mm，金属针的针尖长度介于0.5～2mm，两个相邻的金属针的针尖距离为2cm*2cm～5cm*5cm，其中，选取金属针的长度为20mm，金属针的针尖长度为2mm，两个相邻的金属针的针尖距离为3cm*3cm；

所述第一驻极辊1-1、第二驻极辊1-2、导辊6和压辊7均为内层为金属圆辊，外层为绝缘胶的结构；本实用新型所述的第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2的两端置于气压缸的弧形驻极板安装架上，弧形驻极板安装架的两端连有伺服电机，通过plc控制系统精确控制第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2上下升降距离，以调节第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2与第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2之间的间距，最终改变材料的静电驻极距离；所述的第一驻极辊1-1下方设有的第一弧形驻极板2-1还连有高压静电发生器，高压静电发生器产生10kv高压电，此高压静电发生器还可以产生5kv～40kv中任意高压电；所述的第二驻极辊1-2上方设有的第二弧形驻极板2-2也连有高压静电发生器，高压静电发生器产生-10kv高压电，此高压静电发生器还可以产生-40kv～-5kv中任意高压电；高压电通过第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2上的高压静电金属针组件，在短时间内对传送过程中的驻极材料9释放高压电，对驻极材料9进行高压驻极处理，使驻极材料9成为永久带电的驻极体；

其中，第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2置于驻极辊安装架上，驻极辊安装架两端连有伺服电机，通过plc控制系统精确控制辊筒的转速和转向，在驻极过程中，高压击穿空气会持续释放出臭氧，不仅刺鼻而且对人体会造成危害，因此，优选的，在第一驻极辊1-1和第二驻极辊1-2下方均设有气体收集装置，将搜集的氮氧化物和臭氧等，导入处理液中进行分解净化。所述的气体收集装置为常用的离心式风机气体收集装置，这种装置比较常见，故没有在附图中体现。

其中，所述的导辊6置于导辊6安装架上，导辊6安装架两端安装有导辊6安装架滑块及导轨，以控制导辊6上下移动；

其中，所述的压辊7上均设有气压缸，一个压辊7通过皮带连接有收卷装置5，这样压辊7与收卷装置5速度同步，有利于控制材料收卷张力，并通过气缸压力可防止材料在收卷时形成褶皱；

所述绝缘胶为单层或复合层，绝缘胶的厚度介于2～10mm，绝缘胶可以是聚氨酯弹性体、硅橡胶、丁腈胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶的一种或多种；

所述栅极板3为四边形的金属网，栅极板3的弧度介于30°～180°，栅极板3通过导线与配套的高压静电发生器连接，栅极板3与第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2均接同极性电压；

所述放卷装置4上设有刹车装置，可以防止关闭本实用新型时，放卷装置4惯性放出驻极材料9。

本实用新型的具体使用过程如下：

使用本实用新型时，与本实用新型配套使用的装置内的独立电机控制启动与本实用新型配套的装置，plc控制系统精确控制各装置的运转速度，启动本实用新型时，驻极材料9由放卷装置4放出，通过导辊6，牵引进第一驻极辊1-1，再经过另一个导辊6，牵引进第二驻极辊1-2，再经过下一个导辊6及压辊7进入收卷装置5，由收卷装置5收卷成卷材。其中，与高压静电发生器相连的第一弧形驻极板2-1、第二弧形驻极板2-2和栅极板3接通同极电压，金属针释放的电压远大于栅极板3的电压，第一弧形驻极板2-1和第二弧形驻极板2-2上的金属针释放电压可提供大量的带电离子数，这些带电离子在栅极板3和驻极材料9之间存在电位时会沿着电势线飘移到驻极材料9表面，被驻极材料9中的势阱所捕获形成表面电荷，如此驻极材料9与栅极板3的电位将逐渐接近，直到驻极材料9表面电位与栅极板3一致时，此两者之间产生的电势线消失，驻极材料9充电饱和，这样提高了驻极材料9表面电势的均匀性，形成了永久带电的驻极体材料。同时，设有的放卷装置4、压辊7、收卷装置5通过plc控制系统联动，使驻极材料9在牵引过程中，受到的张力适当且稳定，保证了驻极材料9不易出现形变，物理性能不被破坏，如果驻极材料9(薄膜)在生产出来后，乘着带有余温，连续进行极化处理，效果更佳，且本实用新型也适用于也适用于空气过滤材料等无纺布驻极体的制备。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。