CN102061571B - 静电纺丝及水刺固结复合制膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，包括机架及在竖直平面内转动设置的环形托网带，所述机架的前侧设置有用于接收静电纺丝装置生成的纤维丝的接收装置；所述托网带在所述的接收装置的前侧具有一段用于拦截纤维丝的接丝行程，所述托网带的接丝行程下游设置有至少一个水刺头；由于本发明的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置将静电纺丝技术与水刺固结成膜技术结合，采用转动的托网带拦截接收静电纺丝装置产出的纤维丝，由于所述托网带在工作时是朝一个方向转动的，因此可使纤维丝充分取向并形成纤网，进而利用水刺固结技术将所述纤网的纤维丝缠结成膜，从而大大的改善了所得无纺布膜的强度及厚度分布。
Description
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域，尤其是一种静电纺丝及水刺固结复合制膜装置。
背景技术
自20世纪90年代碳纳米管的发现以来，具有管状结构的微、纳米材料及具有核-壳结构的微、纳米复合纤维材料在高效催化、吸附分离、高灵敏度传感器、微、纳流体器件，药物缓释等众多领域都有着广阔的应用前景。静电纺丝是一种用于制备微、纳米尺度的一维材料的简单有效的方法（Reneker , D. H. ; chun , I．Nanotechnology 1996,7,216-223), 它是将聚合物溶液或熔体置于高压静电场中，带电的聚合物液滴在电场库仑力的作用下被拉伸。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成无纺布状的微、纳米纤维膜。相比传统的纺丝方法，静电纺丝具有很多独特的优点，如纤维直径极小，所得产物为无纺布结构，具有很大的比表面积等，但这种传统的单流体电纺只适用于制造单一组分的纳米纤维材料。水刺固结法是让高压水(15~20 MPa)通过水刺头内水针板上数千个直径极小的圆孔,形成高速极细的高压射流,被称为“水针”,它垂直穿过纤网后再被纤网下边的托持网反射形成许多“反射水针”,纤网在“水针”和“反射水针”的作用下带动纤维移动使纤网缠结成布,其产品手感柔软、透气性好、吸湿性好、悬垂性好并具有一定强度,而且这种固结法不损伤纤维,通常用于短线梳理成网纤维中。
静电气流成网水刺固结材料（又称无纺布膜）是通过将静电纺丝技术与水刺固膜技术进行结合后得到的一种新型材料，有比较广阔的用途,它兼具静电气流成网和水刺固结的双重特点,因此, 静电气流成网热轧固结非织造布和短纤梳理成网水刺固结非织造布的应用领域基本都可以使用,比如:手术衣、帽、罩单、床单、帷帘、绷带、纱布、擦拭布、湿巾、卫生巾、尿布、衬布、装饰布以及产业用过滤布、包装材料、合成革基布、油毡基布、汽车内饰、家具衬里、防护服和土工布等等；而在静电纺丝的装置中，收集装置是一个十分关键的部件，其结构直接影响到电纺纤维在收集圆筒上的排列取向，从而影响所获得的纤维的质量。因此，许多专利和文献报道了各自的方法，如：美国专利US Patent [P] . 4689186 , 1987 公开了一种用于血管修复及尿管、胆管的管状纤维的制作方法，该发明的特点是用辅助电场使沉积纤维在圆周上充分取向；文献HunngZM , Zlumgyz , KotakicM , et a/o Corrgmsites science and Tech-nology［J ] . 2003 , 63 : 2223 -2253 发展了另外一种收集平行排列纤维的简单方法，就是将矩形的框架置于纺丝射流下方；上述方法在一定程度上改善了无纺布膜的强度质量，但是取得的效果仍然不能让人满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，以使静电纺丝所得的纤维丝充分取向，从而解决现有无纺布膜强度差的问题。
为了解决上述问题，本发明的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置采用以下技术方案：静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，包括机架及在竖直平面内转动设置的环形托网带，所述机架的前侧设置有用于接收静电纺丝装置生成的纤维丝的接收装置；所述托网带在所述的接收装置的前侧具有一段用于拦截纤维丝的接丝行程，所述托网带的接丝行程下游设置有至少一个水刺头。
所述托网带的两侧均设置有至少一个水刺头。
所述的接收装置为接收电极网，所述接收电极网的后侧对应设置有用于将纤维丝吸附于所述托网带的纤维丝的气流吸附装置。
还包括气流烘干装置，所述气流烘干装置沿所述托网带的转动方向设置于所述水刺头的下游。
所述的气流烘干装置与所述气流吸附装置导通连接。
所述的托网带通过导辊撑设于所述的机架上；所述静电纺丝及水刺固结复合制膜装置还包括收集装置，所述的收集装置为绕膜卷筒，所述绕膜卷筒沿所述托网带的转动方向设置于所述气流烘干装置下游。
还包括驱动装置，所述的绕膜卷筒及所述至少一个导辊的与所述驱动装置同步传动连接。
所述的驱动装置与所述绕膜卷筒及对应导辊之间设置有调速机构。
还包括用于喷射静电纺丝液与所述接收装置结合形成纤维丝的静电纺丝发生装置。
由于本发明的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置将静电纺丝技术与水刺固结成膜技术结合，采用转动的托网带拦截接收静电纺丝装置产出的纤维丝，由于所述托网带在工作时是朝一个方向转动的，因此可使纤维丝充分取向并形成纤网，进而利用水刺固结技术将所述纤网的纤维丝缠结成膜，从而大大的改善了所得无纺布膜的强度及厚度分布。
更进一步的，在所述托网带的正、反面各设置水刺头，可有效的使纤网中的纤维丝充分缠绕，从而进一步增加产品的强度；所述的气流吸附装置用于辅助吸附纤维丝，使纤维丝附着于所述托网带上；气流烘干装置用于将经水刺固结后形成的无纺布膜进行烘干；所述的气流吸附装置与烘干装置导通连接，可仅采用一套生风装置，充分利用能量；绕膜卷筒用于收集上游加工好的无纺布膜。
附图说明
图1是本发明的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置的实施例1，如图1所示，由机架1、用于喷射静电纺丝液与接收装置结合生成纤维丝的静电纺丝发生装置6、用于接收纤维丝的接收装置2、气流吸附装置3、托网带4、一组导辊5、水刺头7、气流烘干装置8、绕膜卷筒9、驱动装置10及调速装置11组成。机架1采用框架式结构，接收装置2设置于机架1的前侧，接收装置2采用网状的电极，即接收电极网；静电纺丝发生装置6对应设置于接收装置2的前侧；托网带4呈环形，通过导辊5撑设于机架1上并可在竖直平面内转动，托网带4在对应两导辊的支撑下具有一段罩设接收装置2前侧面的接丝行程，托网带4在其接丝行程上拦截并接收纤维丝12，气流吸附装置3对应设置于接收装置2的后侧，用于辅助吸引纤维丝12活动并将纤维丝12吸附至托网带4上，水刺头7在沿托网带4转动的方向上于托网带4的接丝行程的下游设置于机架1的上中部，水刺头7有两个，两水刺头分别设置于托网带4的两侧；气流烘干装置8在沿托网带4转动的方向上设置于水刺头7的下游，用于烘干经水刺固结呈膜后的无纺布膜，气流烘干装置8与气流吸附装置3导通连接，这样可共用同一套生风装置，节约能量；绕膜卷筒9在沿托网带4转动的方向上设置于气流烘干装置8的下游，用于卷绕收集上游制好的无纺布膜，绕膜卷筒9和其中一个导辊同部传动连接于驱动装置10，驱动装置采用电机，调速装置11采用调速机（市购），调速装置11串接于驱动装置10与绕膜卷筒9及对应的导辊之间，机架1上还设置有用于控制整套装置运行的控制箱13。
上述实施例中，所述的静电纺丝发生装置、驱动装置、调速装置、气流吸附装置、气流烘干装置及绕膜卷筒均为市购品，使用时均可另设，即不必要是本发明的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置技术方案的一部分；气流吸附装置和气流烘干装置还可以分别设置，分别供风；所述的驱动装置还可以与两个以上导辊传动连接；还可为导辊及绕膜卷筒分别设置驱动装置；所述的调速装置还可以省略，然后将所述驱动装置替换为调速电机。
Claims (9)
1.静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：包括机架及在竖直平面内转动设置的环形托网带，所述机架的前侧设置有用于接收静电纺丝装置生成的纤维丝的接收装置；所述托网带在所述的接收装置的前侧具有一段用于拦截纤维丝的接丝行程，所述托网带的接丝行程下游设置有至少一个水刺头。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：所述托网带的两侧均设置有至少一个水刺头。
3.根据权利要求1所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：所述的接收装置为接收电极网，所述接收电极网的后侧对应设置有用于将纤维丝吸附于所述托网带的纤维丝的气流吸附装置。
4.根据权利要求3所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：还包括气流烘干装置，所述气流烘干装置沿所述托网带的转动方向设置于所述水刺头的下游。
5.根据权利要求4所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：所述的气流烘干装置与所述气流吸附装置导通连接。
6.根据权利要求4所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：所述的托网带通过导辊撑设于所述的机架上；所述静电纺丝及水刺固结复合制膜装置还包括收集装置，所述的收集装置为绕膜卷筒，所述绕膜卷筒沿所述托网带的转动方向设置于所述气流烘干装置下游。
7.根据权利要求6所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：还包括驱动装置，所述的绕膜卷筒及至少一个所述导辊的与所述驱动装置同步传动连接。
8.据权利要求7所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：所述的驱动装置与所述绕膜卷筒及对应导辊之间设置有调速机构。
9.根据权利要求1-8任一项所述的静电纺丝及水刺固结复合制膜装置，其特征在于：还包括用于喷射静电纺丝液与所述接收装置结合形成纤维丝的静电纺丝发生装置。
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