CN113862801B - 一种连续静电纺丝导电面料接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续静电纺丝导电面料接收装置，包括整体框架、导电面料、导电面料循环装置，导电面料循环装置还包括主动辊、压辊、气缸Ⅰ、导辊Ⅰ、导辊Ⅱ、导辊Ⅲ、导辊Ⅳ、导辊Ⅴ、纠偏装置、开幅辊、支撑导辊单元Ⅰ、支撑导辊单元Ⅱ、张力辊、支撑导辊Ⅰ、支撑导辊Ⅱ、剥离辊Ⅰ、支撑导辊Ⅲ、气缸Ⅱ、支撑导辊Ⅳ、支撑导辊Ⅴ、剥离辊Ⅱ和剥离辊Ⅲ。驱动电机带动主动辊转动，张力辊起到导电面料运行时张力控制的作用，接收基布附着在导电面料的下方，由导电面料带动其运动，当接收基布脱离导电面料后会立即通过剥离辊进行剥离，防止接收基布粘到导电面料上。接收基布和导电面料同步运动，保证接收基布和防静电丝纤维的完整性。

Description

一种连续静电纺丝导电面料接收装置

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，尤其涉及一种连续静电纺丝导电面料接收装置。

背景技术

静电纺丝技术是一种在高压电场作用下形成超细纤维的聚合物加工技术。静电纺丝技术原理：首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥极点被加快。当电场力足够大时，聚合物液滴战胜外表张力构成喷发细流。细流在喷发进程中溶剂蒸腾或固化，终究落在接收装置上，构成类似于非织造布状的纤维毡。静电纺丝技术可以方便地制备直径在十几纳米至几百纳米的聚合物超细纤维。到目前为止，已有近百种聚合物成功的通过静电纺丝制得超细纤维，所得产品具有高比表面积、高孔隙率及立体效果好等特点，在组织生物科技、纺织工程、医疗与卫生健康等领域有十分广阔的应用前景，而受到科学界越来越多的关注。

从静电纺丝技术的原理可以看出，静电纺丝的接收装置的大小、形状影响着电场分布和纤维接收，而电场分布和纤维接收直接影响静电纺丝中纤维的排布秩序和均匀性，对纤维的产量和质量都有重要的作用。因此静电纺丝设备的接收装置是影响工业化静电纺丝生产效率及纤维直径分布的重要因素之一。

原有的连续性静电纺丝设备的接收装置主要是金属板式接收装置，此种金属板式接收装置，在静电纺丝生产过程中随着纺丝量的不断增加积累，电荷集聚增加，电荷对金属板产生的吸力也不断增加，就会造成接收基布与金属板之间由于静电吸附力会越来越大，产生的摩擦力也会越大，从而需要更大的拉力进行牵引，由于工业生产过程中生产线较长，而过长的金属板会造成拉力过大对接收基布或者纳米纤维膜产生损坏，而缩短金属板长度会造成接收基布接收的纳米纤维过少达不到其过滤效果，同时金属板没有间隙，会使静电纺丝纤维中的水分或液体得不到挥发，影响过滤效果，因此此类金属板式结构无法在工业化生产中得到推广。

鉴于金属板式接收装置存在的问题，广大工程技术人员延伸开发出金属网孔式接收装置和循环式金属网带接收装置。金属网孔式接收装置，由于接收面积减小，易造成接收基布接收的纳米纤维过少达不到其效果。循环式金属网带、网板式接收装置由于存在金属网孔及网带接头，在网带循环运行过程中与接收基布相对静止，会造成接收基布上纳米纤维膜按照金属网孔及接头的形式排列，会出现明显的印记，造成产生纺丝不均匀，空隙部分没有或很少存有纳米纤维，造成不合格问题，从而大大降低了静电纺丝效率和产量。

专利授权公告号CN212533217U《一种连续静电纺丝金属接收网带接收装置》中介绍的静电纺丝金属接收网带接收装置，此种金属接收网带会存在花纹和网带接头，接收基布跟随网带运行接收静电纺丝时由于相对静止，就会在接收基布上产生相应的花纹和网带接头，造成静电纺丝不均匀不合格等问题。

有鉴于此，本领域内技术人员亟需开发一种连续静电纺丝导电面料接收装置，以克服上述接收装置中存在的接收基布与接收装置的阻力、接收效率低、纺丝不均匀、纺丝不合格等问题。

发明内容

本发明提供一种连续静电纺丝导电面料接收装置，解决了接收基布与接收装置的阻力、接收效率低、纺丝不均匀、纺丝不合格的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种连续静电纺丝导电面料接收装置，包括整体框架、导电面料、导电面料循环装置，所述的导电面料循环装置还包括驱动电机、主动辊、压辊、气缸Ⅰ、导辊Ⅰ、导辊Ⅱ、导辊Ⅲ、导辊Ⅳ、导辊Ⅴ、纠偏装置、开幅辊、支撑导辊单元Ⅰ、支撑导辊单元Ⅱ、支撑导辊单元Ⅲ、张力辊、支撑导辊Ⅰ、支撑导辊Ⅱ、剥离辊Ⅰ、支撑导辊Ⅲ，气缸Ⅱ、支撑导辊Ⅳ，支撑导辊Ⅴ，剥离辊Ⅱ和剥离辊Ⅲ。

进一步地，所述整体框架为立体矩形形状，该整体框架用于为导电面料循环装置和纺丝单元提供支撑点和固定点，并为各结构的放置位置进行合理的规划；导电面料用于在导电面料循环装置中按照Ⅰ定循环方向进行循环，对接收基布起到支撑作用并让接收基布进入纺丝空间后紧贴在导电面料跟随其行进。

进一步地，导电面料循环装置位于整体框架的正上方，驱动电机位于导电面料循环装置上方右侧，并固定于导电面料循环装置，驱动电机通过链条或传送带带动主动辊转动，压辊位于主动辊的正上方并与气缸Ⅰ相连接，压辊通过气缸向下的压力紧紧的压在主动辊上，导电面料在主动辊与压辊之间，主动辊转动带动导电面料运动；导辊Ⅰ和导辊Ⅱ由导电面料带动转动，导辊Ⅰ和导辊Ⅱ在转动过程中可以给予导电面料Ⅰ定的支撑和防止褶皱产生的作用；纠偏装置位于位于导电面料循环装置上方左侧，用于导电面料循环过程中位置的纠正；导辊Ⅲ和导辊Ⅳ固定于导电面料循环装置左侧，而开幅辊位于导辊Ⅲ和导辊Ⅳ中间位置并固定于导电面料循环装置，开幅辊用于保证导电面料进入纺丝单元上方时的平整性；

进一步地，所述的导电面料循环装置下方和纺丝单元上方均匀排布有1个支撑导辊单元Ⅰ、1个支撑导辊单元Ⅱ和1个支撑导辊单元Ⅲ，支撑导辊单元Ⅰ起到导电面料循环装置的张力控制作用，使导电面料在导电面料循环装置上保持恒定张力运行，运行过程不下垂，保持接收基布运行过程位置的水平性，其包含张力辊、气缸Ⅱ、支撑导辊Ⅰ、支撑导辊Ⅱ和剥离辊Ⅰ，其中张力辊、支撑导辊Ⅰ和支撑导辊Ⅱ呈“品”字形排布，张力辊两侧与气缸Ⅱ相连接，通过气缸Ⅱ向上提升的的拉力给导电面料循环装置的导电面料提供张力；剥离辊Ⅰ位于支撑导辊Ⅰ和支撑导辊Ⅱ中间靠近支撑导辊Ⅰ的位置，其作用在于导电面料经支撑导辊Ⅰ往张力辊运行时，接收基布与导电面料分离时起到分离和支撑的作用，减少接收基布张力并防止与其他物体接触而起到保护静电纺丝纤维的作用；支撑导辊单元Ⅱ和支撑导辊单元Ⅲ均包含支撑导辊Ⅲ、支撑导辊Ⅳ、支撑导辊Ⅴ和剥离辊Ⅲ，其中支撑导辊Ⅲ、支撑导辊Ⅳ和支撑导辊Ⅴ呈“品”字形排布，并固定在导电面料循环装置上。

进一步地，所述的接收基布经导辊Ⅳ下方紧贴导电面料进入纺丝单元，接收基布在进入纺丝单元时需在导电面料底布的上方进入，并与水平面保持Ⅰ定角度，导电面料与接收基布相接触通过支撑导辊单元Ⅰ、支撑导辊单元Ⅱ和支撑导辊单元Ⅲ后，在经过导辊Ⅴ时，导电面料往主动辊方向运行形成Ⅰ个循环，接收基布与导电面料分离，经过剥离辊Ⅱ后进入下个单元。

进一步地，导电面料由导电纱线织造而成，此种导电面料具有组织密度大网孔非常小可忽略、柔软性好、有良好的导电性和耐用性，并不易起褶皱。优选地导电纱线，为纳米碳素复合纱线、镀银纱线、不锈钢纱线、不锈钢混纺纱线、碳纤维纱线一种或几种。

与相关技术相比较，本发明提供的一种具有如下有益效果：通过将接收基布设置在平整的导电面料上，纺丝时由于静电电荷的积累，接收基布会附着在导电面料上，由于接收基布与导电面料同步运行，纺丝完成后，通过剥离辊转动将接收基布与导电面料剥离，受到较小的阻力，同时由于导电面料的组织结构的完整性，不存在现有技术中接收网带上的接头、网格及花纹等产生的不均匀问题，导电面料有一定的透气性保证水分或液体及时的挥发，从而得到更完整、效率更高的静电纺丝纤维膜。

附图说明

图1为一种连续静电纺丝导电面料接收装置的结构示意图。

图中：1、整体框架；2、导电面料；3、导电面料循环装置；4、纺丝单元；5、接收基布；31、驱动电机；32、主动辊；33、压辊；34、气缸Ⅰ；35、纠偏装置；36、开幅辊；61、支撑导辊单元Ⅰ；62、支撑导辊单元Ⅱ；63、支撑导辊单元Ⅲ；611、张力辊；612、支撑导辊Ⅰ；613、支撑导辊Ⅱ；614、剥离辊Ⅰ；615、支撑导辊Ⅲ；616、气缸Ⅱ；617、支撑导辊Ⅳ；618、支撑导辊Ⅴ；619、剥离辊Ⅲ；71、导辊Ⅰ；72、导辊Ⅱ；73、导辊Ⅲ；74、导辊Ⅳ；75、导辊Ⅴ；76、剥离辊Ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种连续静电纺丝导电面料接收装置，包括整体框架1、导电面料2、导电面料循环装置3，所述导电面料循环装置3还包括驱动电机31、主动辊32、压辊33、气缸Ⅰ34、纠偏装置35、开幅辊36、支撑导辊单元Ⅰ61、支撑导辊单元Ⅱ62、支撑导辊单元Ⅲ63、导辊Ⅰ71、导辊Ⅱ72、导辊Ⅲ73、导辊Ⅳ74、导辊Ⅴ75和剥离辊Ⅱ76。

进一步地，所述整体框架1为立体矩形形状，该整体框架1用于为导电面料循环装置3和纺丝单元4提供支撑点和固定点，并为各结构的放置位置进行合理的规划；导电面料2用于在导电面料循环装置3中按照Ⅰ定循环方向进行循环，对接收基布5起到支撑作用并让接收基布5进入纺丝单元4空间后紧贴在导电面料2并跟随其行进。

进一步地，导电面料循环装置3位于整体框架1的正上方，驱动电机31位于导电面料循环装置3上方右侧，并固定于导电面料循环装置3，驱动电机31通过链条或传送带带动主动辊32转动，压辊33位于主动辊32的正上方并与气缸Ⅰ34相连接，压辊33通过气缸Ⅰ34向下的压力紧紧的压在主动辊32上，导电面料2在主动辊32与压辊33之间，主动辊32转动带动导电面料2运动；导电面料2带动导辊Ⅰ71和导辊Ⅱ72转动，导辊Ⅰ71和导辊Ⅱ72在转动过程中可以给予导电面料2Ⅰ定的支撑和防止褶皱产生的作用；纠偏装置35位于导电面料循环装置3上方左侧，用于导电面料2循环过程中位置的纠正；导辊Ⅲ73和导辊Ⅳ74固定于导电面料循环装置3左侧，而开幅辊36位于导辊Ⅲ73和导辊Ⅳ74中间位置并固定于导电面料循环装置3，开幅辊36用于保证导电面料2进入纺丝单元4上方时的平整性；

进一步地，所述的导电面料循环装置3下方和纺丝单元4上方均匀排布有1个支撑导辊单元Ⅰ61、1个支撑导辊单元Ⅱ62和1个支撑导辊单元Ⅲ，支撑导辊单元Ⅰ61起到导电面料循环装置3的张力控制作用，使导电面料2在导电面料循环装置3上保持恒定张力运行，运行过程不下垂，保持接收基布5运行过程位置的水平性，其包含张力辊611、气缸Ⅱ616、支撑导辊Ⅰ612、支撑导辊Ⅱ613和剥离辊Ⅰ614，其中张力辊611、支撑导辊Ⅰ612和支撑导辊Ⅱ613呈“品”字形排布，张力辊611两侧与气缸Ⅱ616相连接，通过气缸Ⅱ616向上提升的的拉力给导电面料循环装置3的导电面料2提供张力；剥离辊Ⅰ614位于支撑导辊Ⅰ612和支撑导辊Ⅱ613中间靠近支撑导辊Ⅰ612的位置，其作用在于导电面料2经支撑导辊Ⅰ612向张力辊611运行时，接收基布5与导电面料2分离时起到分离和支撑的作用，减少接收基布5张力并防止与其他物体接触而起到保护静电纺丝纤维的作用；支撑导辊单元Ⅱ62和支撑导辊单元Ⅲ均包含支撑导辊Ⅲ615、支撑导辊Ⅳ617、支撑导辊Ⅴ618和剥离辊Ⅲ619，其中支撑导辊Ⅲ615、支撑导辊Ⅳ617和支撑导辊Ⅴ618呈“品”字形排布并固定在导电面料循环装置3上，剥离辊Ⅲ619位于支撑导辊Ⅳ617和支撑导辊Ⅴ618中间靠近支撑导辊Ⅳ617的位置。

进一步地，所述的接收基布5经导辊Ⅳ74下方紧贴导电面料2进入纺丝单元4，接收基布5在进入纺丝单元4时需在导电面料2底部的上方进入，并与水平面保持Ⅰ定角度，导电面料2与接收基布5相接触通过支撑导辊单元Ⅰ61、两个支撑导辊单元Ⅱ62后，在经过导辊Ⅴ75时，导电面料2向主动辊32方向运行形成Ⅰ个循环，接收基布5与导电面料2分离，经过剥离辊Ⅱ76后进入下个单元。

进一步地，导电面料2由导电纱线织造而成，此种导电面料2具有组织密度大网孔非常小可忽略、柔软性好、有良好的导电性和耐用性，并不易起褶皱，优选的导电纱线为纳米碳素复合纱线。

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、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种连续静电纺丝导电面料接收装置，其特征在于，包括整体框架、导电面料、附着在导电面料上的接收基布、导电面料循环装置和纺丝单元，纺丝单元设置在导电面料循环装置下方，所述的导电面料循环装置包括驱动电机、主动辊、压辊、气缸Ⅰ、导辊Ⅰ、导辊Ⅱ、导辊Ⅲ、导辊Ⅳ、导辊Ⅴ、纠偏装置、开幅辊、剥离辊Ⅰ和剥离辊Ⅱ，所述导电面料循环装置位于整体框架的正上方，驱动电机固定在导电面料循环装置上方的右侧，驱动电机用于驱动主动辊转动，压辊位于主动辊的正上方并与气缸Ⅰ相连接，压辊通过气缸Ⅰ向下的压力紧紧地压在主动辊上，导电面料在主动辊与压辊之间，主动辊转动带动导电面料运动，所述的导辊Ⅰ和导辊Ⅱ由导电面料带动转动，所述的纠偏装置位于导电面料循环装置上方左侧，所述的开幅辊位于导辊Ⅲ和导辊Ⅳ中间位置并固定于导电面料循环装置上，所述的导电面料循环装置下方和纺丝单元上方，均匀排布有1个支撑导辊单元Ⅰ、1个支撑导辊单元Ⅱ和1个支撑导辊单元Ⅲ；

所述的支撑导辊单元Ⅰ包含张力辊、气缸Ⅱ、支撑导辊Ⅰ、支撑导辊Ⅱ和剥离辊Ⅰ，其中张力辊、支撑导辊Ⅰ和支撑导辊Ⅱ呈“品”字形排布，张力辊两侧与气缸Ⅱ相连接，气缸Ⅱ向上提升的拉力给导电面料循环装置的导电面料提供张力，剥离辊位于支撑导辊Ⅰ和支撑导辊Ⅱ中间靠近支撑导辊Ⅰ的位置，所述的支撑导辊单元Ⅱ和支撑导辊单元Ⅲ均包含支撑导辊Ⅲ、支撑导辊Ⅳ、支撑导辊Ⅴ和剥离辊Ⅲ，其中支撑导辊Ⅲ、支撑导辊Ⅳ和支撑导辊Ⅴ呈“品”字形排布并固定在导电面料循环装置上；

所述的导电面料由导电纱线织造而成，所述的导电纱线为纳米碳素复合纱线、镀银纱线、不锈钢纯纺纱线、不锈钢混纺纱线、碳纤维纱线中的一种或几种。

Images