CN111763995B - 一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静电纺丝的设备领域，特别是一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备包括依次连接的放卷装置、静电纺丝装置、烘干装置和收卷装置，静电纺丝装置包括至少一个静电纺丝腔室，静电纺丝腔室内设置有纺丝室，静电纺丝腔室内设有传动系统、供液系统和静电纺丝系统，传动系统包括传送皮带，用于带动基材运动的穿过纺丝室，传送皮带电性接地，静电纺丝系统包括多个沿基材的传送方向排列的静电纺丝喷头模组，静电纺丝喷头模组连接一高压电源，静电纺丝喷头模组设于传送皮带的上方，供液系统为静电纺丝喷头模组提供静电纺丝溶液，基材经过多个静电纺丝腔室进行静电纺丝之后，在表面形成一纤维膜，该纤维膜具有较高的过滤效率。

Description

一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备

技术领域

本发明涉及静电纺丝的设备领域，特别是一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备。

背景技术

静电纺丝又称电纺，早在1930年美国专利US1975504就已报道过静电纺丝法，于1993年这一技术才被定义为静电纺丝技术。近年来，随着纳米科技的升温，静电纺丝技术已经成为当今最热门的研究领域之一，静电纺丝的原理可以简述为，在高压静电场中，聚合物溶液或熔体在电场力的作用下，从毛细管末端形成射流飞向接收装置，射流在达到接收装置前产生高度拉伸，溶液中的溶剂蒸发或挥发，最后在接收装置上形成超细纤维。

熔喷法是目前工业生产非织造材料的最常用的方法，是依靠高速、高温气流喷吹聚合物熔体使其得到迅速拉伸而制备超细纤维的一种方法，但是静电纺丝法一直被公认为是制备超细纤维最简单有效的方法，生产装置相比熔喷法要简单，一次性投资的成本和长期运行的维护成本低，试验中可以获得的纤维直径为几十纳米到1μm之间，且纤维直径有进一步减小的可能性。所以静电纺丝法可以制备纤维直径更细、过滤性能更好的非织造材料。随着技术的发展熔体静电纺丝法很有可能会代替熔喷法用于非织造材料的批量生产。

现有的无纺布的厚度较熔喷布薄，其过滤效率也低于熔喷布，若能够提高无纺布的过滤效率，也可使生产口罩的成本大大降低，提高经济效益。

发明内容

为此，需要提供一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备，能够在无纺布的表面形成一层纳米纤维膜，提高无纺布的过滤效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备，包括依次连接的放卷装置、静电纺丝装置、烘干装置和收卷装置，静电纺丝装置包括至少一个静电纺丝腔室；

所述静电纺丝腔室内设置有纺丝室，所述纺丝室内设有传动系统和静电纺丝系统，静电纺丝系统连接一供液系统，所述传动系统包括传送皮带、摩擦辊、多个无动力辊和驱动装置，所述传送皮带穿过纺丝室，所述摩擦辊与传动皮带摩擦连接，驱动装置与摩擦辊驱动连接，所述无动力辊机械支撑传送皮带，基材平铺在传动皮带上，传送皮带带动基材沿其传送方向进行传送，所述传送皮带电性接地，所述静电纺丝系统包括多个沿基材的传送方向排列的静电纺丝喷头模组，所述静电纺丝喷头模组连接一高压电源，所述静电纺丝喷头模组设于传送皮带的上方，所述静电纺丝喷头模组溶液的喷射方向与基材的传送方向相垂直，所述供液系统为静电纺丝喷头模组提供静电纺丝溶液；

所述放卷装置用于向静电纺丝装置传送基材，所述烘干装置用于接收经过静电纺丝装置纺丝的基材并对其烘干形成成品，所述收卷装置用于收卷经过烘干室烘干的成品。

进一步，所述静电纺丝喷头模组包括固定托板和喷丝针板，所述固定托板上设置有分隔板，所述分隔板将固定托板对称分成两个安装区域，两个安装区域沿基材的传送方向并排设置，所述安装区域设有安装槽口，喷丝针板安装在安装槽口上，所述喷丝针板上设置有电源接口和溶液进入口，喷丝针板通过电源接口与高压电源电性连接，喷丝针板通过溶液进入口与供液系统连通。固定托板用于固定喷丝针板，喷丝针板连接高压电源而具有高压静电，传动皮带电性接地，两者之间形成电压差将形成电场，所述喷丝针板上的静电纺丝溶液在电场力的作用下喷射至传送皮带上，传送皮带上运动的基材作为收集板接收静电纺丝溶液并在其表面形成一纤维膜，分隔板将固定托板上的两个喷丝针板相对的隔开，防止喷丝针板上形成的高电压相互影响。

进一步，电源接口包括第一接口和第二接口，沿基材的传送方向相邻前后的两个喷丝针板中，前喷丝针板的第二接口和后喷丝针板的第一接口电性串联，靠近静电纺丝腔室进口的喷丝针板的第一接口与高压电源电连接。喷丝针板依次通过电线进行串联，喷丝针板之间通过高压导线连接，靠近静电纺丝腔室进口的喷丝针板与高压电源电连接，由此完成各个喷丝针板与高压电源的电性连接，进而使得每个喷丝针板都带上了高压静电。

进一步，所述固定托板还固定有两个相对设置的护板，护板沿基材的传送方向设置，第一接口和第二接口在喷丝针板上对角设置，所述分隔板的中部设有通孔。护板保护托板的侧边上，防止高压静电向空气和纺丝室侧壁放电，第一接口和第二接口对角设置使得喷丝针板上聚集的高压静电能够通过喷丝针板的全部区域，使得喷丝针板的能够均匀的向下方的柔性基板喷射纺丝溶液进行静电纺丝。

进一步，所述喷丝针板由上至下包括相固定的多块分液板和盖板，分液板上设置有分液区，分液区内设有若干个进液口，一个进液口对应连通有多个分液口，多个分液口与其对应的进液口之间的距离相等，相邻两个上下两个分液板中，下分液板的进液口与上分液板的分液口相匹配，顶层分液板的进液口与溶液进入口连通，底层分液板与盖板相固定，盖板上设有与底层分液板分液口相匹配的安装孔，所述安装孔上安装有鲁尔接头，所述鲁尔接头固定有点胶针头，分液板上环绕分液区的周围设有密封圈安装槽。分液板采用树杈分支的方法，不断的对纺丝溶液进行分流，而由于各级分液口与其对应的进液口的距离相等，导致纺丝溶液在喷丝针板上从溶液进入口到盖板上的点胶针头喷出时，所走的路程是完全相同的，有助于提高喷丝针板静电纺织时的均匀性，密封圈安装槽用于放置密封圈，增加分液区内的气密性。

进一步，所述静电纺丝腔室上设置有进风装置、抽风装置和加热装置，所述进风装置设置在纺丝室的上部，抽风装置设置在传动皮带的下方，进风装置和抽风装置相互配合对纺丝室内进行送风，送风方向与静电纺丝喷头模组的喷涂方向相同，所述加热装置设置在纺丝室的上方。进风装置和抽风装置可以促进静电纺丝腔室与外部的气体交换，静电纺丝腔室内送气方向与静电纺丝纳米纤维喷射方向保持一致，送气的气流具有一定的辅助作用，保持喷丝针板持续稳定喷射，提高纺丝效率，加热装置可对静电纺丝环境温度控制，加热装置能够促进纤维膜成型。

进一步，所述静电纺丝腔室内还设有配电室，所述高压电源设置在配电室内，所述配电室内设有控制面板，纺丝室内设有温度传感器，温度传感器、加热装置、抽风装置、进风装置分别与控制面板电连接，控制面板用于对整个静电纺丝腔室的用电设备进行调控。

进一步，所述静电纺丝腔室内还设置有放置室，所述供液系统包括挤出泵、溶液瓶、主管道和两个分支管道，挤出泵连通溶液瓶和主管道并将溶液瓶中的溶液输送到主管道，所述两个分支管道均与主管道连通，多个静电纺丝喷头模组对称的设置在主管道的两侧边并通过分支管道与主管道相连通，所述挤出泵和溶液瓶均固定在放置室内，所述溶液瓶底开口设置并通过快接头与主管道连接，所述放置室位于纺丝室的下方，所述放置室的侧壁上设有出风口。供液系统采用双干线并联供水的方式，使得主管道两侧边的静电纺丝喷头模组的供液不相互影响，保证每个喷丝针板的供液充足。

进一步，静电纺丝腔室的数量为多个，多个静电纺丝腔室串联连接，多个静电纺丝腔室的供液系统和高压电源相互独立。多个静电纺丝腔室设有相互独立的高压电源与溶液供给系统，可进行不同原料的静电纺丝喷印，控制喷印工艺参数实现纳米纤维微观结构的独立调节，完成多材料、多结构的复合喷印。

进一步，所述烘干装置包括烘干室和烘干传送装置，所述烘干传送装置将经过静电纺丝装置纺丝的基材从烘干室的入口传送到烘干室的出口，所述烘干室内设有紫外光杀菌灯、排气扇和加热器，所述加热器为长条形并沿基材的传送方向设置，所述排气扇设置在靠近烘干室进口的位置，紫外光杀菌灯设置在烘干室内靠近出口的位置。烘干装置用于对静电纺丝后的纳米纤维层进行烘干，排气扇将烘干室内的湿空气排至外界，紫外杀菌系统作为最后一道程序设置在烘干室的出口对纺丝后的基材进行杀菌。

进一步，所述放卷装置包括第一支架、第一气胀轴和阻尼器，所述第一气胀轴可转动的架设在第一支架上，第一气胀轴的一端与阻尼器连接，所述收卷装置包括第二支架、第二气胀轴、纠偏装置、测速编码器和收卷驱动装置，所述第二气胀轴可转动的架设在第二支架上，所述第二支架上设有固定槽，所述固定槽上固定有固定块，第二气胀轴的一端架设在固定块上，所述收卷驱动装置包括伺服电机、直角减速机和传动齿轮，所述传动齿轮套设在第二气胀轴上，所述伺服电机和直角减速机固定在第二支架上，所述伺服电机通过直角减速机与传动齿轮驱动连接，所述纠偏装置包括纠偏传感器、纠偏电机和支架滑轨，第二支架滑动的设置在支架滑轨上，支架滑轨的延伸方向与基材的传送方向相垂直，纠偏电机与第二支架驱动连接，纠偏传感器固定在第二支架上用于检测成品的偏移程度并与纠偏电机电连接，测速编码器设置在第二气胀轴所收卷的成品的上方并与伺服电机电连接。第一气胀轴和第二气胀轴用于紧固其上的卷料，第一气胀轴上的阻尼器用于恒张力控制第一气胀轴，进而使得柔性基材处于恒定的张力状态，在放卷的过程中不会太过绷紧或松弛。

上述技术方案具有以下有益效果：

本发明中，设有一个或多道静电纺丝腔室，在静电纺丝腔室设置传动皮带，能够带动基材运动的通过静电纺丝腔室，沿传送皮带运动方向并排设置的静电纺丝喷头模组能够在基材运动的过程中不断的在基材的表面上进行静电纺丝，形成纳米纤维膜，多个的静电纺丝喷头模组设置，提高了纳米纤维喷涂的通量，静电纺丝腔室可以设置成多个，可进行不同原料的静电纺丝喷印，进而在柔性基材上完成多材料、多结构的复合喷印，静电纺丝喷涂过程具有较强的静电，静电吸附会使柔性基材不易移动，会断裂，因而采用了传送皮带的模式，传送皮带与摩擦辊、无动力辊相连接，减少了柔性基材传送过程的摩擦力，可以实现5-30m/min的快速传送，防止柔性基材断裂。

附图说明

图1为具体实施方式所述静电纺丝设备的结构示意图。

图2为具体实施方式所述静电纺丝腔室的结构示意图。

图3为具体实施方式所述静电纺丝腔室内部的结构示意图。

图4为具体实施方式所述两个静电纺丝腔室串联的结构示意图。

图5为具体实施方式所述静电纺丝喷头模组的结构示意图。

图6为具体实施方式所述静电纺丝喷头模组高压导线连接结构示意图。

图7为具体实施方式所述喷丝针板的结构示意图。

图8为具体实施方式所述第一分液板的结构示意图。

图9为具体实施方式所述第二分液板的结构示意图。

图10为具体实施方式所第三分液板的结构示意图。

图11为具体实施方式所述盖板的结构示意图。

图12为具体实施方式所述烘干装置的结构示意图。

图13为具体实施方式所述放卷装置的结构示意图。

图14为具体实施方式所述收卷装置的结构示意图。

图15为图14区域A的放大图。

附图标记说明：

1、放卷装置；11、第一气胀轴；12、阻尼器；13、第一支架；

2、静电纺丝腔室；

21、纺丝室；211、进风装置；212、加热装置；213、抽风装置；214、温度传感器；

22、放置室；

23、配电室；231、控制面板；232、高压导线；

24、静电纺丝系统；

241、静电纺丝喷头模组；2411、固定托板；2412、分隔板；2413、护板；

2414、喷丝针板；24141、第一分液板；241411、分液区；241412、进液口；241413、分液口；241414、密封垫圈安装槽；

24142、第二分液板；

24143、第三分液板；

24144、盖板；241441、安装孔；

24145、鲁尔接头；

24146、点胶针头；

2415、溶液进入口；2416、第一接口；2417、第二接口；

25、供液系统；

251、挤出泵；2511、泵头支架；2512、绝缘联轴器；2513、底板；2514、电机支架；2515、第二伺服电机；2516、齿轮计量泵；

252、固定台；

253、溶液瓶；

254、主管道；

255、分支管道；

26、传动系统；261、传送皮带；262、摩擦辊；263、无动力辊；

27、高压电源；

3、烘干装置；

31、烘干室；311、紫外光杀菌灯；312、加热器；313、排气扇；

32、烘干传送装置；33、控制箱；

4、收卷装置；

41、第二支架；411、固定槽；412、固定块；

42、第二气胀轴；

43、纠偏装置；431、纠偏传感器；432、纠偏电机；433、支架滑轨；

44、测速编码器；

45、收卷驱动装置；451、第三伺服电机；452、直角减速机；453、传动齿轮。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-15，本实施例一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备，包括依次连接的放卷装置1、静电纺丝装置、烘干装置3和收卷装置4，静电纺丝装置包括至少一个的静电纺丝腔室2，本实施例中，静电纺丝腔室2的数量为两个，相互串联连接，本实施例中，基材为无纺布，静电纺丝腔室2用于对基材的表面进行静电纺丝，放卷装置1用于向静电纺丝装置传送基材，烘干装置3用于接收经过静电纺丝装置纺丝的基材并对其烘干形成成品，收卷装置4用于收卷经过烘干室31烘干的成品。

静电纺丝腔室2包括静电纺丝腔室2，静电纺丝腔室2内包括纺丝室21、配电室23和放置室22，纺丝室21设置在配电室23和放置室22的上方，静电纺丝腔室2内设有传动系统26、供液系统25和静电纺丝系统24，纺丝室21内设有有静电纺丝系统24和传动系统26。

传动系统26包括传送皮带261、摩擦辊262、多个无动力辊263和驱动装置，传送皮带261水平穿过纺丝室21，摩擦辊262与传动皮带摩擦连接，驱动装置与摩擦辊262驱动连接，驱动装置设置在传送带的侧边上，具体地可以包括有第一伺服电机、直角减速机和传动齿轮，传动齿轮设置在摩擦辊262上，附图未显示，第一伺服电机通过直角减速机与传动齿轮驱动连接。无动力辊263机械支撑传送皮带261，基材平铺在传动皮带上并沿其传送方向进行传送，静电纺丝系统24装置设置在传动皮带上方与纺丝室21的顶部固定，基材平铺在传送皮带261上，传送皮带261带动基材沿其传送方向进行传送，传送皮带261电性接地，静电纺丝系统24包括多个沿基材的传送方向排列的静电纺丝喷头模组241，本实施例中静电纺丝喷头模组241的数量为四个，静电纺丝喷头模组241等间距设置。静电纺丝喷头模组241连接一高压电源27，高压电源27设置在配电室23内，由此在喷头模组和传送皮带261之间形成一高压电场，供液系统25将纺丝溶液输送到喷头模组后，纺丝溶液在电场力的作用下，从电纺丝喷头模组形成射流飞向接收装置，本实施例中运动的基材的上表面即为接受装置，射流在达到接收装置前产生高度拉伸，溶液中的溶剂蒸发或挥发，最后在基材上表面形成超细纤维膜。本实施例中两个静电纺丝腔室2之间的高压电源27和供液系统25均相互独立，可以在基材的表面上完成多材料、多结构的复合喷印，静电纺丝喷头模组241溶液的喷射方向与基材的传送方向相垂直，本实施例中应该控制无纺布的收卷速度与传送皮带261速度同步。

静电纺丝喷头模组241包括固定托板2411和喷丝针板2414，固定托板2411上设置有分隔板2412和两个护板2413，分隔板2412将固定托板2411对称分成两个安装区域，两个安装区域沿基材的传送方向并排设置，本实施例中，固定托板2411为长方形，护板2413设置在固定托板2411相对的侧边上，两个护板2413与分隔板2412组成“工”字形，能够有效隔绝两个喷丝针板2414之间，喷丝针板2414与纺丝室21内壁之间电场的相互影响，分隔板2412的顶部设有多个固定孔，分隔板2412通过固定角码固定在纺丝室21的顶部。固定托板2411、分隔板2412和护板2413为电木板、特氟龙板、尼龙板、陶瓷板或玻纤板，均为绝缘材质，能够有效的防止高压静电分散到固定托板2411上，导致发生漏电等情况。

每一个安装区域设有安装槽口，喷丝针板2414安装在安装槽口上，喷丝针板2414上设置有电源接口和溶液进入口2415，电源接口包括第一接口2416和第二接口2417，电源接口包括第一接口2416和第二接口2417，沿基材的传送方向相邻前后的两个喷丝针板2414中，前喷丝针板2414的第二接口2417和后喷丝针板2414的第一接口2416电性串联，电性串联连接使用高压导线232进行连接，靠近静电纺丝腔室2进口的喷丝针板2414的第一接口2416与高压电源27通过高压导线232电连接，喷丝针板2414通过溶液进入口2415与供液系统25连通。第一接口2416和第二接口2417在喷丝针板2414上对角设置，分隔板2412的中部设有通孔，该通孔方便高压导线232和供液连通系统的穿过。第一接口2416和第二接口2417对角设置使得喷丝针板2414上聚集的高压静电能够通过喷丝针板2414的全部区域，使得喷丝针板2414的能够均匀的向下方的柔性基板喷射纺丝溶液进行静电纺丝。

静电纺丝腔室2上设置有进风装置211、抽风装置213和加热装置212，进风装置211设置在纺丝室21的上部，抽风装置213设置在传动皮带的下方，抽风装置213将纺丝室21内的空气抽至下方的纺丝室21和配电室23内，所以配电室23和纺丝室21的侧壁上开设有出风口，进风装置211和抽风装置213相互配合对纺丝室21内进行送风，送风方向从上至下与静电纺丝喷头模组241的喷涂方向相同，多射流批量化静电纺丝喷头模组241喷射过程有溶剂挥发，环境的湿度变大，影响射流中溶剂的挥发，进风装置211和抽风装置213相互配合有助于纺丝室21内的空气流动，不断的排出湿气，带走空气中挥发的溶剂。进风装置211和抽风装置213可以促进静电纺丝腔室2与外部的气体交换，静电纺丝腔室2内送气方向与静电纺丝纳米纤维喷射方向保持一致，保持喷丝针板2414持续稳定喷射，提高纺丝效率，加热装置212也设置在纺丝室21的顶部，进风装置211经常吹风的时候也能够给将热量吹向基材的上表面，有助于溶剂的挥发，加速纤维膜层的凝固成型，在纺丝室21的内侧壁上还可以设置有灯具，用来照明纺丝室21内的情况，纺丝室21的侧壁上述设有可视窗口，方便操作人员的观察。本实施例中进风装置211为两个进风风扇，加热装置212为两个PTC加热器PTC加热器设置在进风风扇之间，抽风装置213为三个等间距分布的抽风风扇，配电室23内设有控制面板231，纺丝室21内设有温度传感器214，温度传感器214、加热装置212、抽风装置213、进风装置211分别与控制面板231电连接，控制面板231用于对整个静电纺丝腔室2的用电设备进行调控。

供液系统25包括挤出泵251、固定台252、溶液瓶253、主管道254和两个分支管道255，挤出泵251连通溶液瓶253和主管道254，两个分支管道255均与主管道254连通，多个静电纺丝喷头模组241对称的设置在主管道254的两侧边并通过分支管道255与主管道254相连通。本实施例中，两个分支管道255分别连通两个静电纺丝喷头模组241，分支管道255穿过分隔板2412上的通孔，每个分支管道255设有四个分液口241413，分液口241413与喷丝针板2414的溶液进入口2415连通，供液系统25采用双干线并联供水的方式，使得主管道254两侧边的静电纺丝喷头模组241的供液不相互影响，保证每个喷丝针板2414的供液充足，挤出泵251均设置在放置室22内，溶液瓶253放置在固定台252上，溶液瓶253的底部设有开口并通过快接头与主管道254连通，方便挤出泵251抽取纺丝溶液，挤出泵251包括泵头支架2511、绝缘联轴器2512、底板2513、电机支架2514、第二伺服电机2515和齿轮计量泵2516，挤出泵251的工作原理是以第二伺服电机2515为驱动力，第二伺服电机2515上还可以设置有行星减速电机，第二伺服电机2515经行星减速电机减速后，再经过绝缘联轴器2512传动，将扭力传输到齿轮计量泵2516上，齿轮计量泵2516将溶液由溶液瓶253中抽出，然后输送到纺丝针板上，由针尖挤出。泵头支架2511、绝缘联轴器2512、底板2513的材质为特氟龙或尼龙材质。

喷丝针板2414包括三个分液板和盖板24144，三个分液板通过螺栓相固定，三个分液板由上至下分别为第一分液板24141、第二分液板24142、第三分液板24143，第一分液板24141上设置有一个进液口241412，该进液口241412的对应连通两个分液口241413和溶液进入口2415，第二分液板24142上设置有两个进液口241412且每个进液口241412又分别连通两个分液口241413，第二分液板24142上的进液口241412与第一分液板24141的分液口241413一一对应，第二分液板24142上设置有四个进液口241412且每个进液口241412又分别连通四个分液口241413，第三分液板24143上的进液口241412与第二分液板24142的分液口241413一一对应，分液口241413与其位于同一分液板上进液口241412的距离相等，盖板24144上安装孔241441，安装孔241441的与第三分液板24143上的分液口241413相对应，安装孔241441上安装有鲁尔接头24145，鲁尔接头24145固定有点胶针头24146。本实施例中第一分液板24141和第二分液板24142上一个进液口241412对应两个分液口241413，第三分液板24143上一个进液口241412对应四个分液口241413，连接四个第三分液口241413构成梯形，分液板上设置有分液口241413和进液口241412的区域为分液区241411，环绕分液区241411的周围设置有密封垫圈安装槽241414，用来放置密封垫圈防止纺丝溶液从第一分液板24141、第一分液板24141、第三分液板24143之间的缝隙流出，第一分液板24141、第二分液板24142、第三分液板24143采用树杈分支的方法，不断的对纺丝溶液进行分流，而由于各级分液口241413与其对应的进液口241412的距离相等，导致纺丝溶液在喷丝针板2414上从溶液进入口2415到盖板24144上的点胶针头24146喷出时，所走的路程是完全相同的，有助于提高喷丝针板2414静电纺织时的均匀性。

烘干装置3包括烘干室31、烘干传送装置32和设置在烘干室31下方的控制箱33，烘干传送装置32将经过静电纺丝装置纺丝的基材从烘干室31的入口传送到烘干室31的出口，烘干室31内设有紫外光杀菌灯311、排气扇313和加热器312，加热器312为长条形并沿基材的传送方向设置，排气扇313设置在靠近烘干室31进口的位置，紫外光杀菌灯311设置在烘干室31内靠近出口的位置。烘干装置3用于对静电纺丝后的纳米纤维层进行烘干，加热器312长条形并沿传送基材的传送方向设置，使得基材在烘干室31的运动过程中均能够受到加热效果，排气扇313将烘干室31内的湿空气排至外界，控制箱33用于控制烘干室31内用电设备的运行。

放卷装置1包括第一支架13、第一气胀轴11、阻尼器12和若干个导向滑轮，第一气胀轴11可转动的架设在第一支架13上，第一气胀轴11的一端与阻尼器12连接，导向滑轮将基材导向静电纺丝腔室2内。收卷装置4包括第二支架41、第二气胀轴42、纠偏装置43、测速编码器44和收卷驱动装置45，第二气胀轴42可转动的架设在第二支架41上，第二支架41上设有固定槽411，固定槽411上固定有固定块412，第二气胀轴41的一端架设在固定块上412，收卷驱动装置45包括第三伺服电机451、直角减速机452和传动齿轮453，传动齿轮453套设在第二气胀轴42上，在本实施例中，传功齿轮453与固定块412位于第二气胀轴42的同一端上，收卷装置4完成收卷后，第二气胀轴42上的可以从该端完成卸料过程，直角减速机452与传动齿轮453相互啮合，第三伺服电机451通过直角减速机452、传动齿轮453带动第二气胀轴42进行转动并由此开始成品的收卷。测速编码器44设置在第二气胀轴42所收卷的成品的上方并与第三伺服电机451电连接，测速编码器44用于检测收卷的速度并最终反馈给第三伺服电机451。

纠偏装置43包括纠偏传感器431、纠偏电机432和支架滑轨433，第二支架41滑动的设置在支架滑轨433上，支架滑轨433的延伸方向与基材的传送方向相垂直，纠偏电机432与第二支架41驱动连接，纠偏传感器431固定在第二支架41上用于检测成品的偏移程度并与纠偏电机432电连接，纠偏电机432可以是以伸缩气缸，伸缩气缸的一端与第二支架41的底部连接，伸缩气缸拉动第二支架41沿支架滑轨433滑动。第一气胀轴11和第二气胀轴42用于紧固其上的卷料，第一气胀轴11上的阻尼器12用于恒张力控制第一气胀轴11，进而使得柔性基材处于恒定的张力状态，在放卷的过程中不会太过绷紧或松弛，纠偏传感器431用于为纠偏电机432提供纠偏信号，

本发明中，各个喷丝针板2414相互串联并最终与高压电源27连接，而传送皮带261直接电性接地，导致在传动皮带和喷丝针板2414之间具有一个高压的电场，当供液系统25将纺丝的溶液输送至点胶针头24146的末端时，纺丝溶液在电场力的作用下，形成细流飞向基材的表面，细流在达到基材的表面前产生高度拉伸，溶液中的溶剂蒸发或熔体固化，最后在基材的表面上形成超细纤维，而在这个过程中基材不断的随传送皮带261进行运动，而静电纺丝腔室2内设有多个沿基材传动方向的静电纺丝喷头模组241，使得基材在传动的过程中能够在其上表面进行静电纺丝，同时设计多个串联的静电纺丝腔室2可以对基材进行多材料的符合喷涂，当基材为无纺布时，经过该设备加工过后的无纺布在其表面形成一过滤纤维膜，该纤维膜具有较高的孔隙率、带电量与过滤效率，能够大大提高无纺布整体的过滤效率，过滤效率可达到97.8%-98%，空气阻力在39.2-41.2Pa左右。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备，其特征在于，包括依次连接的放卷装置、静电纺丝装置、烘干装置和收卷装置，静电纺丝装置包括至少一个静电纺丝腔室；

所述静电纺丝腔室内设置有纺丝室，所述纺丝室内设有传动系统和静电纺丝系统，静电纺丝系统连接一供液系统，所述传动系统包括传送皮带、摩擦辊、多个无动力辊和驱动装置，所述传送皮带穿过纺丝室，所述摩擦辊与传动皮带摩擦连接，驱动装置与摩擦辊驱动连接，所述无动力辊机械支撑传送皮带，基材平铺在传动皮带上，传送皮带带动基材沿其传送方向进行传送，所述传送皮带电性接地，所述静电纺丝系统包括多个沿基材的传送方向排列的静电纺丝喷头模组，所述静电纺丝喷头模组连接一高压电源，所述静电纺丝喷头模组设于传送皮带的上方，所述静电纺丝喷头模组溶液的喷射方向与基材的传送方向相垂直，所述供液系统为静电纺丝喷头模组提供静电纺丝溶液；

所述放卷装置用于向静电纺丝装置传送基材，所述烘干装置用于接收经过静电纺丝装置纺丝的基材并对其烘干形成成品，所述收卷装置用于收卷经过烘干室烘干的成品；

所述静电纺丝喷头模组包括固定托板和喷丝针板，所述固定托板上设置有分隔板，所述分隔板将固定托板对称分成两个安装区域，两个安装区域沿基材的传送方向并排设置，所述安装区域设有安装槽口，喷丝针板安装在安装槽口上，所述喷丝针板上设置有电源接口和溶液进入口，喷丝针板通过电源接口与高压电源电性连接，喷丝针板通过溶液进入口与供液系统连通，所述喷丝针板由上至下包括相固定的多块分液板和盖板，分液板上设置有分液区，分液区内设有若干个进液口，一个进液口对应连通有多个分液口，多个分液口与其对应的进液口之间的距离相等，相邻两个上下两个分液板中，下分液板的进液口与上分液板的分液口相匹配，顶层分液板的进液口与溶液进入口连通，底层分液板与盖板相固定，盖板上设有与底层分液板分液口相匹配的安装孔，所述安装孔上安装有鲁尔接头，所述鲁尔接头固定有点胶针头，分液板上环绕分液区的周围设有密封圈安装槽，底层的分液板与高压电源进行连接。

2.如权利要求1所述的静电纺丝设备，其特征在于，电源接口包括第一接口和第二接口，沿基材的传送方向相邻前后的两个喷丝针板中，前喷丝针板的第二接口和后喷丝针板的第一接口电性串联，靠近静电纺丝腔室进口的喷丝针板的第一接口与高压电源电连接。

3.如权利要求2所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述固定托板还固定有两个相对设置的护板，护板沿基材的传送方向设置，第一接口和第二接口在喷丝针板上对角设置。

4.如权利要求1所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述静电纺丝腔室上设置有进风装置、抽风装置和加热装置，所述进风装置设置在纺丝室的上部，抽风装置设置在传动皮带的下方，进风装置和抽风装置相互配合对纺丝室内进行送风，送风方向与静电纺丝喷头模组的喷涂方向相同，所述加热装置设置在纺丝室的上方。

5.如权利要求4所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述静电纺丝腔室内还设有配电室，所述高压电源设置在配电室内，所述配电室内设有控制面板，纺丝室内设有温度传感器，温度传感器、加热装置、抽风装置、进风装置分别与控制面板电连接。

6.如权利要求1所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述静电纺丝腔室内还设置有放置室，所述供液系统包括挤出泵、溶液瓶、主管道和两个分支管道，所述挤出泵连通溶液瓶和主管道并将溶液瓶中的溶液输送到主管道，所述两个分支管道均与主管道连通，多个静电纺丝喷头模组对称的设置在主管道的两侧边并通过分支管道与主管道相连通，所述挤出泵和溶液瓶均固定在放置室内，所述溶液瓶底开口设置并通过快接头与主管道连接，所述放置室位于纺丝室的下方，所述放置室的侧壁上设有出风口。

7.如权利要求1所述的静电纺丝设备，其特征在于，静电纺丝腔室的数量为多个，多个静电纺丝腔室串联连接，多个静电纺丝腔室的供液系统和高压电源相互独立。

8.如权利要求1-7任一所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述烘干装置包括烘干室和烘干传送装置，所述烘干传送装置将经过静电纺丝装置纺丝的基材从烘干室的入口传送到烘干室的出口，所述烘干室内设有紫外光杀菌灯、排气扇和加热器，所述加热器为长条形并沿基材的传送方向设置，所述排气扇设置在靠近烘干室进口的位置，紫外光杀菌灯设置在烘干室内靠近出口的位置，所述放卷装置包括第一支架、第一气胀轴和阻尼器，所述第一气胀轴可转动的架设在第一支架上，第一气胀轴的一端与阻尼器连接，所述收卷装置包括第二支架、第二气胀轴、纠偏装置、测速编码器和收卷驱动装置，所述第二气胀轴可转动的架设在第二支架上，所述第二支架上设有固定槽，所述固定槽上固定有固定块，第二气胀轴的一端架设在固定块上，所述收卷驱动装置包括伺服电机、直角减速机和传动齿轮，所述传动齿轮套设在第二气胀轴上，所述伺服电机和直角减速机固定在第二支架上，所述伺服电机通过直角减速机与传动齿轮驱动连接，所述纠偏装置包括纠偏传感器、纠偏电机和支架滑轨，第二支架滑动的设置在支架滑轨上，支架滑轨的延伸方向与基材的传送方向相垂直，纠偏电机与第二支架驱动连接，纠偏传感器固定在第二支架上用于检测成品的偏移程度并与纠偏电机电连接，测速编码器设置在第二气胀轴所收卷的成品的上方并与伺服电机电连接。

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