CN103469492B - 一种静电纺丝纤维沉积均化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电纺丝纤维沉积均化装置及方法，属于静电纺丝领域，装置主要由纺丝喷头、静电发生器、电极板装置和纤维接收网组成，纺丝喷头位于最上方，纺丝喷头有多个并与地线相连，纺丝喷头的下方放置的是纤维接收网电极板装置位于纤维接收网下方，电极板装置主要由电极板、电极板框架、皮带、带轮、步进电机组成，每个纺丝喷头对应一个电极板，每个电极板的自转轴安装在电极板框架上，通过旋转电极板来改变电场方向，增大单喷头的纤维沉积面积，从而使一排纺丝喷头的纤维沉积区域连在一起，形成一大整张无纺布的结构。该方案可以省去纤维接收装置或喷头在垂直于无纺布前进方向上的来回往复移动，省去一整套移动装置，简化无纺布生产装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电纺丝纤维沉积均化装置及方法，属于静电纺丝领域。
背景技术
近年来，纳米技术的研究发展，使可以制备纳米纤维材料的静电纺丝技术也受到更多的关注，而纷纷对其进行开发研究，静电纺丝技术已经成为制备纳米纤维最有效、最重要的方法。
静电纺丝的原理，就是通过在喷头与接收装置间施加高的电压，使两者间形成电场，被极化的熔体或溶液在电场力作用下克服表面张力，形成射流，喷射到接收板上，形成超细的纤维。在利用静电纺丝生产无纺布时，由于一个喷头产生的丝有限，因此常常采用多喷头，但当喷头靠得太近时，彼此间电场有削弱影响，因此喷头间的距离受限制，而一个喷头的纺丝面积有限，当采用多个喷头时，不同喷头纺的丝没有重叠的区域，这样就不能纺成一整块大面积的丝分布均匀的无纺布，因此这就需要接收装置或喷头在垂直于无纺布前进的方向上来回往复移动，为了实现往复移动，就需要额外增加一套移动机构，这样就使得整套无纺布生产装置复杂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电纺丝纤维沉积均化装置及方法，该方法及装置可省去往复移动装置，简化无纺布生产装置，实现多喷头纺丝装置丝的均匀铺展。
为了实现以上目的，采用以下的技术方案：一种静电纺丝纤维沉积均化装置，主要由纺丝喷头、静电发生器、电极板装置、纤维接收网组成，纺丝喷头位于最上方，从纺丝喷头圆周流出熔融的流体，流体在电场力的作用下可以成丝，纺丝喷头有多个并与地线相连，纺丝喷头的下方放置的是纤维接收网，纺丝喷头形成的丝沉积到纤维接收网上，电极板装置位于纤维接收网下方，电极板装置主要由电极板、电极板框架、皮带、带轮、步进电机组成，每个纺丝喷头对应一个电极板，每个电极板的自转轴安装在电极板框架上，电极板可绕其自转轴转动，轴上装有带轮，带轮间用皮带连接，步进电机通过带轮和皮带与电极板自转轴相连，电极板可在步进电机的带动下绕轴转动。电极板上有电源接线柱，静电发生器的电压输出端与电源接线柱相连，由于在纺丝的过程中，电极板在一定的角度内来回摆动，因而带动纺制的丝摆动，丝在纤维接收网上沉积面积扩大，相邻的两个纺丝喷头形成的丝部分交叠在一起，使得整片无纺布上丝的分布趋于均匀。利用步进电机可以很方便地设定电极板的摆动角度。
利用上述一种静电纺丝纤维沉积均化装置进行纺丝的方法是：纺丝工作时，静电发生器与电极板的接线柱相连，当纺丝喷头预热完成有熔融的流体均匀流出可以开始纺丝时，打开静电发生器，使电极板与纺丝喷头间形成高压电场，纺丝喷头开始纺丝，同时打开步进电机，使得电极板在一定的角度范围内来回转动，这样，高压电场的方向将有一定的来回转动，丝在电场中的摆动幅度也将相应地增大，单个喷头纺丝面积也将相应地扩大，通过调整电极板的转动角度，使得相邻两个纺丝喷头的纺丝面积增大到有相互重叠的区域，这样一排多个纺丝喷头的纺丝区域就可以连在一起，形成大面积的均匀无纺布结构。
由以上技术方案可知，本发明与现有技术相比具有如下优点：通过旋转电极板来改变电场方向，从而增大纤维在下落过程中的摆动幅度，增大单喷头的纤维沉积面积，使相邻两喷头的纤维沉积面积有部分重叠，从而使一排纺丝喷头的纤维沉积区域连在一起，形成一大整张无纺布的结构。该方案可以省去纤维接收装置或喷头在垂直于无纺布前进方向上的来回往复移动，省去一整套移动装置，简化无纺布生产装置。
附图说明
图1是本发明一种静电纺丝纤维沉积均化装置的示意图。
图2是本发明一种静电纺丝纤维沉积均化装置的电极板装置的俯视图。
图3是图2所示电极板装置的主视图。
图中：1-纺丝喷头一，2-纺丝喷头二，3-静电发生器，4-电极板装置，5-纤维接收网，6-无纺布，7-丝，8-电极板一接线柱，9-电极板一，10-电极板二接线柱，11-电极板二，12-电极板框架，13-带轮一，14-皮带一，15-带轮二，16-带轮三，17-皮带二，18-带轮四，19-步进电机。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种静电纺丝纤维沉积均化装置，有两个纺丝喷头，其组成主要包括纺丝喷头一1、纺丝喷头二2、静电发生器3、电极板装置4和纤维接收网5，其中，电极板装置4主要由电极板一9、电极板二11、电极板框架12、带轮一13、带轮二15、带轮三16、带轮四18、皮带一14、皮带二17、步进电机19组成，如图2和图3所示，电极板一9与电极板二11安装在电极板框架12上，电极板一9和电极板二11可绕转轴转动，电极板一9的转轴上装有带轮一13，电极板二11的转轴上装有带轮二15和带轮三16，步进电机19的转轴上装有带轮四18，带轮一13与带轮二15间用皮带一14连接，带轮三16与带轮四18间用皮带二17连接，步进电机19转动时，通过带轮与皮带的传动，带动电极板一11和电极板二13转动；纺丝喷头一1与纺丝喷头二2平行排列，相距100mm，电极板装置4安装在纺丝喷头一1与纺丝喷头二2的下方，纤维接收网5位于电极板装置4的上方。
利用本发明一种静电纺丝纤维沉积均化装置进行纺丝的方法是：纺丝工作时，静电发生器3与电极板一接线柱8和电极板二接线柱10相连，当纺丝喷头一1和纺丝喷头二2预热好可以开始纺丝时，打开静电发生器3，使电极板一9和电极板二11与纺丝喷头一1和纺丝喷头二2间形成高压电场，纺丝喷头一1和纺丝喷头二2开始纺丝，同时打开步进电机19，使得电极板一9与电极板二11在一定的角度范围内来回转动，这样，高压电场的方向将有一定的来回转动，丝在电场中的摆动幅度也将相应的增大，单喷头纺丝面积也将相应的扩大，通过调整电极板的转动角度，使得相邻两个纺丝喷头的纺丝面积增大到有相互重叠的区域，这样一排纺丝喷头的纺丝区域就可以连在一起，形成大面积无纺布的结构。
Claims (2)
1.一种静电纺丝纤维沉积均化装置，主要由纺丝喷头、静电发生器、电极板装置、纤维接收网组成，纺丝喷头位于最上方，纺丝喷头有多个并与地线相连，纺丝喷头平行排列并相距100mm，纺丝喷头的下方放置的是纤维接收网，电极板装置位于纤维接收网下方，其特征在于：电极板装置主要由电极板、电极板框架、皮带、带轮、步进电机组成，每个纺丝喷头对应一个电极板，每个电极板的自转轴安装在电极板框架上，电极板可绕其自转轴转动，轴上装有带轮，带轮间用皮带连接，步进电机通过带轮和皮带与电极板自转轴相连，电极板可在步进电机的带动下绕轴转动，电极板上有电源接线柱，静电发生器的电压输出端与电源接线柱相连。
2.采用权利要求1所述的一种静电纺丝纤维沉积均化装置进行纺丝的方法，其特征在于：纺丝工作时，静电发生器与电极板的接线柱相连，当纺丝喷头预热完成有熔融的流体均匀流出可以开始纺丝时，打开静电发生器，使电极板与纺丝喷头间形成高压电场，纺丝喷头开始纺丝，同时打开步进电机，使得电极板在一定的角度范围内来回转动，调整电极板的转动角度使得相邻两个纺丝喷头的纺丝面积增大到有相互重叠的区域，多个纺丝喷头的纺丝区域连在一起，形成大面积的均匀无纺布结构。
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