一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，屬于靜電紡絲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲是一種特殊的纖維制造工藝，聚合物溶液或熔體在強(qiáng)電場(chǎng)中進(jìn)行噴射紡絲。在電場(chǎng)作用下，針頭處的液滴會(huì)由球形變?yōu)閳A錐形，即“泰勒錐”;并從圓錐尖端延展得到纖維細(xì)絲。這種方式可以生產(chǎn)出納米級(jí)直徑的聚合物細(xì)絲。
[0003]通過靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料是近十幾年來世界材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最重要的學(xué)術(shù)與技術(shù)活動(dòng)之一。靜電紡絲并以其制造裝置簡(jiǎn)單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類繁多、工藝可控等優(yōu)點(diǎn)，已成為有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)制備了種類豐富的納米纖維，包括有機(jī)、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合和無機(jī)納米纖維。
[0004]然而，利用靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維還面臨一些需要解決的問題。在制備有機(jī)納米纖維方面，用于靜電紡絲的天然高分子品種還十分有限，對(duì)所得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的研宄不夠完善，最終產(chǎn)品的應(yīng)用大都只處于實(shí)驗(yàn)階段，尤其是這些產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還存在較大的問題。通常的實(shí)驗(yàn)室紡絲設(shè)備由注射器、針頭、高壓電源、旋轉(zhuǎn)式收集筒等組成，該類結(jié)構(gòu)的設(shè)備在工業(yè)化生產(chǎn)中存在針頭堵塞、噴射速度不均、換液頻繁等問題，其電源與液體源導(dǎo)通，導(dǎo)致電源功耗損失嚴(yán)重，紡絲電壓不穩(wěn)，直接影響紡絲效果；近幾年新出現(xiàn)的電極絲、帶電滾筒等結(jié)構(gòu)，同樣存在電源與液體源導(dǎo)通的問題。這些問題都直接影響著大寬幅納米纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備。
[0006]這種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，包括設(shè)置在輸送輥筒上的無紡布卷、收集板、噴頭機(jī)構(gòu)和高壓電源，無紡布由輸送輥筒帶動(dòng)從收集板與噴頭機(jī)構(gòu)之間傳送通過，其特征在于:所述噴頭機(jī)構(gòu)由儲(chǔ)液槽以及平行放置于儲(chǔ)液槽上方的若干針輥組成，所述儲(chǔ)液槽一側(cè)設(shè)有集電環(huán)，對(duì)側(cè)設(shè)有軸承座；所述針輥兩端分別穿套在集電環(huán)和軸承座內(nèi)；所述集電環(huán)與高壓電源電氣連接，由此構(gòu)針輥式噴頭系統(tǒng)。
[0007]所述集電環(huán)包括集電環(huán)定子和集電環(huán)轉(zhuǎn)子，所述集電環(huán)定子通過導(dǎo)線與高壓電源連接，所述集電環(huán)轉(zhuǎn)子通過導(dǎo)線與針輥導(dǎo)通。
[0008]所述針輥與軸承座連接端延伸至軸承座外側(cè)，并固定套設(shè)有一個(gè)鏈輪。
[0009]所述針輥的輥體圓周上均勻布設(shè)有六列不銹鋼針，每列沿輥體軸向均勻設(shè)有30?50根不銹鋼針。
[0010]所述針輥的輥體由聚丙烯材料制成。
[0011 ] 所述收集板上設(shè)有交錯(cuò)排列的縱向及橫向凸起。
[0012]所述收集板由金屬材料制成。
[0013]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:配置好的高分子的溶液儲(chǔ)存于開放式液槽中，液槽上方是數(shù)根聚丙烯圓輥平行放置，圓輥的圓周上均布六列不銹鋼針列，每列沿輥體軸向方向均勻排布30?50根不銹鋼針，同一列不銹鋼針列聚丙烯圓輥一端固定于過孔式集電環(huán)轉(zhuǎn)子內(nèi)孔中，過孔式集電環(huán)結(jié)構(gòu)和功能為訂制，其定子上引出一根導(dǎo)線用于輸入0-40kv高壓，轉(zhuǎn)子引出6根導(dǎo)線，與不銹鋼圓輥導(dǎo)通，在與液槽平行的上方，放置接地的鋁制收集板，收集板上有按一定規(guī)律布置的多個(gè)凸起，收集板與不銹鋼圓輥中間，布置有平行的勻速前進(jìn)的無紡布，用于收集納米纖維。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]1.塑料圓輥持續(xù)旋轉(zhuǎn)形成連續(xù)供液，靜電紡絲可以不間斷形成，達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的連續(xù)性條件。
[0016]2.高壓電源直接與針輥導(dǎo)通，而不是與紡織溶液導(dǎo)通，可有效節(jié)約能源。
[0017]3.收集板上的凸起呈一定規(guī)律均勻分布，可促使紡制的納米纖維呈現(xiàn)一定的導(dǎo)向性排布。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2是噴頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是噴頭系統(tǒng)的截面圖；
[0022]圖4是收集板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是收集板的局部截面圖；
[0024]圖6是集電環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:1_收集板2-無紡布卷3-儲(chǔ)液槽4-針輥5-高壓電源6_不銹鋼針7-集電環(huán)8-軸承座9-鏈輪10-軸承11-集電環(huán)定子12-集電環(huán)轉(zhuǎn)子13-導(dǎo)線14-凸起15-集電環(huán)定子引線16-電刷17-絕緣層18-導(dǎo)電層19-集電環(huán)轉(zhuǎn)子引線。
【具體實(shí)施方式】
[0026]這種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，包括設(shè)置在輸送輥筒上的無紡布卷2、收集板1、噴頭機(jī)構(gòu)和高壓電源5，無紡布由輸送輥筒帶動(dòng)從收集板I與噴頭機(jī)構(gòu)之間傳送通過，其特征在于:所述噴頭機(jī)構(gòu)由儲(chǔ)液槽3以及平行放置于儲(chǔ)液槽3上方的若干針輥4組成，所述儲(chǔ)液槽3 —側(cè)設(shè)有集電環(huán)7，對(duì)側(cè)設(shè)有軸承座8 ;所述針輥4兩端分別穿套在集電環(huán)7和軸承座8內(nèi)并可沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述集電環(huán)7與高壓電源5電氣連接，由此構(gòu)針輥式噴頭系統(tǒng)。配置好的高分子的溶液儲(chǔ)存于開放式液槽中，針輥4旋轉(zhuǎn)時(shí)將溶液吸入然后再電場(chǎng)力作用下將溶液引至收集板下方的無紡布上。
[0027]所述集電環(huán)7包括集電環(huán)定子11和集電環(huán)轉(zhuǎn)子12，所述集電環(huán)轉(zhuǎn)子12由6層疊加的轉(zhuǎn)子組成，所述集電環(huán)圓周外壁設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有上下對(duì)稱的導(dǎo)電層18以及左右對(duì)稱的絕緣層17 ;所述集電環(huán)定子11內(nèi)設(shè)有與凹槽所匹配的電刷16，所述集電環(huán)定子11通過導(dǎo)線與高壓電源連接，所述集電環(huán)轉(zhuǎn)子12通過導(dǎo)線13與針輥4上每一列不銹鋼針導(dǎo)通。當(dāng)某一列不銹鋼針浸入到儲(chǔ)液槽3中汲取紡織溶液時(shí)，此列不銹鋼針對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子連接引線旋轉(zhuǎn)至六點(diǎn)鐘位置，此轉(zhuǎn)子連接引線對(duì)應(yīng)的凹槽中設(shè)置的絕緣層與電刷16接觸導(dǎo)致斷電，可防止不銹鋼針將電荷導(dǎo)入溶液。
[0028]所述針輥4與軸承座8連接端延伸至軸承座8外側(cè)，并固定套設(shè)有一個(gè)鏈輪9。針輥4在鏈輪9的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]所述針輥4的輥體圓周上均勻布設(shè)有六列不銹鋼針6，每列沿輥體軸向均勻設(shè)有30?50根不銹鋼針6。
[0030]所述不銹鋼針為空心針，針頭內(nèi)設(shè)有用于吸取溶液的空腔。
[0031]所述收集板I上設(shè)有交錯(cuò)排列的縱向及橫向凸起14。
[0032]所述收集板I上的凸起14由金屬材料制成。
[0033]設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，塑料圓輥?zhàn)鲂D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其表面的不銹鋼針周期性浸入高分子溶液并吸附少量于針尖上，當(dāng)集電環(huán)定子上的導(dǎo)線通電后，所有不銹鋼針帶電，鋼針針尖的液滴在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下形成泰勒錐，噴射至收集板下方的無紡布上形成納米纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，包括設(shè)置在輸送輥筒上的無紡布卷(2)、收集板(I)、噴頭機(jī)構(gòu)和高壓電源(5)，無紡布由輸送輥筒帶動(dòng)從收集板(I)與噴頭機(jī)構(gòu)之間傳送通過，其特征在于:所述噴頭機(jī)構(gòu)由儲(chǔ)液槽(3)以及平行放置于儲(chǔ)液槽(3)上方的若干針輥(4)組成，所述儲(chǔ)液槽(3) —側(cè)設(shè)有集電環(huán)(7)，對(duì)側(cè)設(shè)有軸承座(8);所述針輥(4)兩端分別穿套在集電環(huán)(7)和軸承座⑶內(nèi)并可沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述集電環(huán)(7)與高壓電源(5)電氣連接，由此構(gòu)針輥式噴頭系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于:所述集電環(huán)(7)包括集電環(huán)定子(11)和集電環(huán)轉(zhuǎn)子(12)，所述集電環(huán)定子(11)通過導(dǎo)線與高壓電源連接，所述集電環(huán)轉(zhuǎn)子(12)通過導(dǎo)線(13)與針輥(4)導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于:所述針輥(4)與軸承座(8)連接端延伸至軸承座(8)外側(cè)，并固定套設(shè)有一個(gè)鏈輪(9)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于:所述針輥(4)的輥體圓周上均勻布設(shè)有六列不銹鋼針(6)，每列沿輥體軸向均勻設(shè)有30?50根不銹鋼針(6)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于:所述收集板(I)上設(shè)有交錯(cuò)排列的縱向及橫向凸起(14)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于:所述收集板(I)由金屬材料制成。
【專利摘要】一種具有針輥式噴頭系統(tǒng)的靜電紡絲設(shè)備，包括設(shè)置在輸送輥筒上的無紡布卷、收集板、噴頭機(jī)構(gòu)和高壓電源，無紡布由輸送輥筒帶動(dòng)從收集板與噴頭機(jī)構(gòu)之間傳送通過，其特征在于：所述噴頭機(jī)構(gòu)由儲(chǔ)液槽以及平行放置于儲(chǔ)液槽上方的若干針輥組成，所述儲(chǔ)液槽一側(cè)設(shè)有集電環(huán)，對(duì)側(cè)設(shè)有軸承座；所述針輥兩端分別穿套在集電環(huán)和軸承座內(nèi)并可沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述集電環(huán)與高壓電源電氣連接，由此構(gòu)針輥式噴頭系統(tǒng)。
【IPC分類】D01D5-00
【公開號(hào)】CN204434780
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520054056
【發(fā)明人】張新玉, 湯振宇
【申請(qǐng)人】睿金生物科技(蘇州）有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日