CN107858774A - 一种静电场中进行纺纱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电场中进行纺纱的方法，其中所述静电场处于至少一个纺纱电极与布置在所述纺纱电极对面的收集电极之间，缆线布置在收集电极的对面，在其长度方向上是静止的或者可移位，或者在其长度方向上间断地或者连续地运动，液相基质沿缆线长度方向传送在缆线上，其是通过用于施加液相基质的可运动装置在有效纺纱区中传送的，或通过用于施加液相基质的静止装置在缆线的沿长度方向的运动过程中传送，其中静止装置在缆线运动方向上设置在有效纺纱区的前方，而在纺纱工艺期间，有效纺纱区朝向收集电极具有稳定位置。本发明在纺纱工艺期间，有效纺纱区朝向收集电极具有稳定位置，优化了纺纱工艺。
Description
技术领域
本发明属于纺纱领域，具体涉及一种静电场中进行纺纱的方法。
背景技术
现有技术公开了一种通过聚合物的溶液或者熔体来生产纤维的装置，其纺纱电极由缠绕在两个引导筒上的一对履带上的平行电线组成的系统制成，两个引导筒中的一个位于另一个上，下面的引导筒延伸到聚合物的溶液或者熔体中。纺纱电极连接到高压电源以及反电极，并由导电旋转带制成的。聚合物的溶液或者熔体通过电线被传送到纺纱电极和反电极之间的电场中，在此由聚合物的溶液或者熔体产生纤维，并朝向反电极传送，落在反电极上的网中。其缺点是聚合物的溶液或熔体需在电场中很长时间，因为聚合物的溶液或者熔体老化速度非常快，在纺纱工艺中其性质改变，使所产生的纤维的参数尤其是其直径发生变化。另一缺点是纺纱电极的电线在一对履带上的定位，履带必须是导电的，这会不利地影响纺纱电极和反电极之间产生的电场。
另外US4,144,533公开了一种通过适当的电场在底层材料上电动施加固体物质的溶液、分散物和混合物的装置。该装置包含两个具有外加衬底的容器，容器中具有用履带缠绕的滑轮，衬底通过滑轮被传送到电场中，在电场中衬底被施加到底层材料上，接着传送到履带的一个侧面或者两个侧面。该装置不能生产纤维，而只是为施加溶液、分散物等设计的。
已知还有通过对包含椭圆形旋转纺纱电极的聚合物溶液的静电纺纱来生产纳米纤维的装置，例如可见WO2005/024101A1。该装置包含形状为圆柱形的纺纱电极，其围绕主轴线旋转，其下部表面浸入聚合物溶液内。聚合物溶液通过圆柱形表面被引入纺纱电极和收集电极之间的电场，并在此形成纳米纤维，并沉积在底层材料上之后被运送到收集电极。该装置能够由水聚合物溶液生产质量优良的纳米纤维，然而要通过该装置处理可溶于无水溶剂的聚合物溶液则很难。而且施加在底层材料上的纳米纤维层是不均匀的。
发明内容
本发明目的是提供一种静电场中进行纺纱的方法，解决了现有技术中的缺陷。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明的一种静电场中进行纺纱的方法，其中所述静电场处于至少一个纺纱电极(3)与布置在所述纺纱电极对面的收集电极(4)之间，在此液相基质在缆线(310)的表面上进行纺纱，缆线(310)布置在收集电极(4)的对面，提供了有效纺纱区(3100)，其特征在于，所述缆线(310)在其长度方向上是静止的或者可移位的，或者在其长度方向上间断地或者连续地运动，液相基质(38)沿缆线(310)的长度方向传送在缆线(310)上，其是通过用于施加液相基质(38)的可运动装置在有效纺纱区(3100)中传送的，或者是通过用于施加液相基质(38)的静止装置在缆线(310)的沿长度方向的运动过程中传送的，其中所述静止装置在缆线(310)运动方向上设置在有效纺纱区(3100)的前方，而在纺纱工艺期间，有效纺纱区(3100)朝向收集电极(4)具有稳定位置。
可选的，所述液相基质(38)在纺纱过程中被施加到静电场中的所述有效纺纱区(3100)中的静止缆线(310)上，从所述静止缆线上去除掉因纺纱和/或因周围大气的作用而失去价值的所述液相基质(38)。
可选的，以任选间隔在静电场中将所述液相基质(38)施加到所述有效纺纱区(3100)中的所述静止缆线上，以其它任选间隔从所述静止缆线上去除掉失去价值的液相基质(38)。
可选的，在所述纺纱电极(3)包含在一个平面内并排设置的缆线(310)的多个有效纺纱区(3100)时，在所述缆线的多个有效纺纱区(3100)上同时执行从所述有效纺纱区(3100)中的所述缆线(310)上去除粘住的失去价值的液相基质(38)，而在正在被去除的缆线的接连的下一个有效纺纱区(3100)之间，总是有至少一个具有被施加液相基质(38)的有效纺纱区(3100)。
可选的，通过缆线(310)的间断运动将所述液相基质(38)施加在有效纺纱区(31)中的缆线(310)上。
本发明具有如下有益效果：
本发明一种静电场中进行纺纱的方法，在纺纱工艺期间，有效纺纱区朝向收集电极具有稳定位置，优化了纺纱工艺。
附图说明
图1表示具有三个纺纱单元的装置实施例的第一变型的纵剖面；
图2表示通过根据图1的具有纺纱电极的装置的A-A截面，其纺纱部件包含与底层材料的运动方向平行设置的确定长度的缆线。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例
本实施例提供了一种静电场中进行纺纱的方法，在图1和图2表示的通过液相基质的静电纺纱来生产纳米纤维的装置的示例性实施例中，液相基质的实体部分是由聚合物的溶液或者熔体形成的，或者是由聚合物的混合物形成的，该装置包括纺纱室1，该纺纱室1通过隔离区11，12被划分成三个纺纱空间，在纺纱空间中设置了纺纱单元2，在纺纱空间外各自包括纺纱电极3和布置在其对面的收集电极4。在纺纱电极3和收集电极4之间，以已知方式产生高强度的静电场。在纺纱室1中，以已知的但非特定的方式为底层材料5铺设通道，在已知但未示出的退绕装置中底层材料5被退绕，并通过进料罗拉61，62送入纺纱室1中。底层材料5通过送出罗拉71，72从纺纱室1中引出，随后，在未示出的卷绕装置中底层材料5以已知但未示出的方式被卷绕。此处描述的隔离区11，12只用来顺次互相屏蔽各纺纱单元2，它们对于提交的发明不是必需的。
纺纱电极3包含设置在承载体32中的多个纺纱部件31。每个纺纱部件31包括一根缆线310，缆线310安装在退绕筒311和卷绕筒312上，而退绕筒311和卷绕筒312同时用作缆线310的拉伸装置。缆线310在退绕筒311和卷绕筒312之间的笔直部分与底层材料5的运动方向平行，该笔直部分产生纺纱部件31的缆线310的有效纺纱区3100。缆线310由导电的细金属线制成，或者由不导电的塑料线制成。
一个纺纱电极3的纺纱部件31的退绕筒311安装在共同的退绕轴33上，退绕轴33安装在承载体32中，并与退绕驱动器34耦连。一个纺纱电极3的纺纱部件31的卷绕筒312安装在共同的卷绕轴35上，卷绕轴35安装在承载体32中，与卷绕驱动器36耦连。退绕驱动器34和卷绕驱动器36是以已知方式耦连的，即机械方式或者电学方式，以确保缆线310在其有效纺纱区3100中的必需拉伸，并且确保缆线310在其有效纺纱区3100中的连续或者间断的向前运动。因此每个纺纱部件31的缆线310在其长度方向上是可移位地定位的，这表示每个缆线的有效纺纱区3100在其长度方向上连续或者间断地运动通过静电场。一个纺纱电极3的所有纺纱部件31的缆线310的有效纺纱区3100都设置在一个平面内，与收集电极4和底层材料5平行。
用来向缆线的有效纺纱区3100施加液相基质38的装置37安装在承载体32上、一个纺纱电极3的纺纱部件31的缆线310的有效纺纱区3100下面。因此，每个缆线310成为液相基质38的运送装置。用来施加液相基质的装置37包含可移位地安装在承载体32上并与已知的但未示出的驱动器耦连的翼梁371上，以确保其沿缆线的有效纺纱区3100的长度的双向运动。在缆线的每个有效纺纱区3100下面的翼梁371上安装一个施加装置372，其在示出的实施例中是由毛细管施加装置3721形成的。毛细管施加装置3721的空腔与翼梁371中的空腔连接在一起，其以已知但未示出的方式连接到未示出的液相基质38的容器。液相基质38通过已知但未示出的电力部件之后到达毛细管施加装置3721的空腔，该电力部件连接到电压源的一极，液相基质38将所需的电势带给缆线的有效纺纱区3100，使得可以在相应纺纱部件31的缆线的有效纺纱区3100和各自的纺纱单元2的收集电极4之间产生高强度的静电场。缆线的有效纺纱区3100上出现的该高强度的静电场可以以已知方式来自液相基质38，以移开液相基质38的波束，液相基质38在高强度的静电场中形成纳米纤维8，通过高强度的静电场的作用纳米纤维8被传送到收集电极4，并沉积在底层材料5上，在底层材料5上产生纳米纤维层51。液相基质38可以进一步包含另一物质，该物质以所需方式改变所产生的纳米纤维的性质。
在纺纱过程中通过用来施加液相基质38的装置37在缆线的有效纺纱区3100下面的运动，液相基质38在静电场中被施加到有效纺纱区3100。在根据图1所描述的施加过程的示例性实施例中，施加装置372正在移动，与静止的缆线310的有效纺纱区3100接触。不管缆线310是否运动，换种说法，在施加液相基质38的过程中其有效纺纱区3100不被排斥。
在根据图2的实施例中，在底层材料5的方向上接连设置三个纺纱单元2，在图上向外的方向表示三个纺纱电极3。第一纺纱电极3包含以彼此相隔相同距离设置在承载体32中的四个纺纱部件31。第二和第三电极3包含彼此相隔相同距离设置的三个纺纱部件31，而在运送材料5的运动方向上，紧接的下一纺纱电极3的纺纱装置31设置在前一纺纱电极3的纺纱装置31之间的空间中，减少了纳米纤维层中条纹的形成，或者完全阻止条纹的形成。
也可以通过其它方法消除在所产生的纳米纤维中形成条纹，例如根据未示出的实施例，其包括至少两个纺纱电极3，这两个纺纱电极3具有相同数量的纺纱部件31，纺纱部件31以相同位置和相同的相互距离被设置在承载体32中。通过设置紧接的下一个纺纱电极3的承载体32的位置，可以使紧接着定位的纺纱电极3的纺纱部件31的位置不同。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种静电场中进行纺纱的方法，其中所述静电场处于至少一个纺纱电极(3)与布置在所述纺纱电极对面的收集电极(4)之间，在此液相基质在缆线(310)的表面上进行纺纱，缆线(310)布置在收集电极(4)的对面，提供了有效纺纱区(3100)，其特征在于，所述缆线(310)在其长度方向上是静止的或者可移位的，或者在其长度方向上间断地或者连续地运动，液相基质(38)沿缆线(310)的长度方向传送在缆线(310)上，其是通过用于施加液相基质(38)的可运动装置在有效纺纱区(3100)中传送的，或者是通过用于施加液相基质(38)的静止装置在缆线(310)的沿长度方向的运动过程中传送的，其中所述静止装置在缆线(310)运动方向上设置在有效纺纱区(3100)的前方，而在纺纱工艺期间，有效纺纱区(3100)朝向收集电极(4)具有稳定位置。
2.根据权利要求1所述的一种静电场中进行纺纱的方法，其特征在于，所述液相基质(38)在纺纱过程中被施加到静电场中的所述有效纺纱区(3100)中的静止缆线(310)上，从所述静止缆线上去除掉因纺纱和/或因周围大气的作用而失去价值的所述液相基质(38)。
3.根据权利要求2所述的一种静电场中进行纺纱的方法，其特征在于，以任选间隔在静电场中将所述液相基质(38)施加到所述有效纺纱区(3100)中的所述静止缆线上，以其它任选间隔从所述静止缆线上去除掉失去价值的液相基质(38)。
4.根据权利要求2所述的一种静电场中进行纺纱的方法，其特征在于，在所述纺纱电极(3)包含在一个平面内并排设置的缆线(310)的多个有效纺纱区(3100)时，在所述缆线的多个有效纺纱区(3100)上同时执行从所述有效纺纱区(3100)中的所述缆线(310)上去除粘住的失去价值的液相基质(38)，而在正在被去除的缆线的接连的下一个有效纺纱区(3100)之间，总是有至少一个具有被施加液相基质(38)的有效纺纱区(3100)。
5.根据权利要求1所述的一种静电场中进行纺纱的方法，其特征在于，通过缆线(310)的间断运动将所述液相基质(38)施加在有效纺纱区(31)中的缆线(310)上。
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