CN212741732U - 一种用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，包括机体，机体内设有静电纺丝组件，包括用于将纳米纤维层压固在布料上的压辊机构，压辊机构包括支撑辊及压辊，支撑辊位置对应电极辊，支撑辊的端部同轴地固定连接有第一齿轮，压辊的端部同轴地固定连接有用于与第一齿轮啮合连接的第二齿轮，压辊机构包括压辊驱动电机，压辊驱动电机驱动连接支撑辊，压辊机构包括压固气缸，压固气缸驱动连接压辊，压辊平行于支撑辊，压辊的压辊面上形成有凸纹，压辊能够通过压固气缸驱动而与压辊接触。本实用新型的用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置可以使纳米纤维层与布料结合得更牢固。

Description

一种用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置

技术领域

本实用新型涉及压固装置领域，具体涉及一种用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置。

背景技术

目前，医用口罩通常都设有熔喷布层，现时熔喷布主要采用熔喷工艺制作，熔喷工艺主要是通过喷头将高分子聚合物熔体喷洒在基材上，基材通常是无纺布料。近年，出现了一种用于制作熔喷布的静电纺丝机，静电纺丝机利用高压静电场使带电的高分子聚合物溶液或熔体形成纳米级尺寸的细丝射流，高分子聚合物射流在高压静电场作用下向位于电极一侧的基材移动，高分子聚合物射流于是堆积在基材表面上，基材平移，使基材表面铺着一层纳米纤维层，纳米纤维层经溶剂蒸发或熔体冷却固化，通过上述工艺形成的纳米纤维层虽然粘附在基材上，但粘合力不强，并且由于高分子聚合物在基材收卷前未能及时完全固化，于是现有技术的静电纺丝机制作的纳米纤维无纺布的纳米纤维层容易在生产过程中出现脱落或起皱等现象。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，它可以使纳米纤维层与布料结合得更牢固。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

本实用新型公开的用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，包括机体，所述机体内设有静电纺丝组件，所述静电纺丝组件包括涂液头、电极辊、电极丝及移动平台，所述电极丝穿过所述涂液头，所述涂液头与所述移动平台固定连接，所述移动平台与所述机体滑动连接，所述电极辊对应设置在所述电极丝的上方，所述电极辊平行于所述电极丝，其中，还包括用于将纳米纤维层压固在布料上的压辊机构，所述压辊机构包括支撑辊及压辊，所述支撑辊位置对应所述电极辊，所述支撑辊的端部同轴地固定连接有第一齿轮，所述压辊的端部同轴地固定连接有用于与所述第一齿轮啮合连接的第二齿轮，所述压辊机构包括压辊驱动电机，所述压辊驱动电机驱动连接所述支撑辊，所述压辊机构包括压固气缸，所述压固气缸驱动连接所述压辊，所述压辊平行于所述支撑辊，所述压辊的压辊面上形成有凸纹，所述压辊能够通过所述压固气缸驱动而与所述压辊接触。

优选地，所述压辊机构包括第一支座及第二支座，所述支撑辊的两端分别通过轴承与所述第一支座及所述第二支座转动连接，所述压辊的两端分别通过UCT带滑块座轴承与所述第一支座及所述第二支座转动连接，所述压固气缸的活塞杆与所述UCT带滑块座轴承固定连接。

优选地，所述压辊驱动电机与所述第一支座固定安装连接，所述压辊驱动电机的转轴同轴地固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合连接。

优选地，所述机体形成有布料出口，所述第一支座及所述第二支座与所述机体固定连接，所述第一支座及所述第二支座分别设置在所述布料出口的两侧，所述支撑辊及所述压辊对应所述布料出口。

优选地，所述第一齿轮的齿数等于所述第二齿轮的齿数。

本实用新型与现有技术相比较，其有益效果是：通过设置压辊机构，压辊机构包括支撑辊及压辊，压辊的压辊面上形成有凸纹，压辊能够通过压固气缸驱动而与压辊接触，使得带有纳米纤维层的布料通过支撑辊与压辊之间时，呈蓬松状态的纳米纤维层局部地被凸纹通过压固气缸压向支撑辊，使纳米纤维层与布料局部地相互钩连，从而使纳米纤维层与布料结合得更牢固。

附图说明

图1为本实用新型的压固装置的剖视结构示意图。

图2为本实用新型的左视结构示意图。

图3为图2的A处放大图。

图4为图1的B-B向剖视结构示意图。

图5为本实用新型的压辊机构的剖视示意图。

图6为依据图5的移去了支撑辊及压辊的示意图。

图7为本实用新型的压辊的结构示意图。

图8为纳米纤维层与布料结合的截面示意图。

标标号说明：1-机体；101-布料入口；102-布料出口；2-涂液头；3-电极辊；4-电极丝；5-移动平台；6-直线导轨副；7-滚珠丝杆副；9-支撑辊；901-第一齿轮；10-压辊；100-压辊机构；1001-第二齿轮；1002-压辊面；11-第一支座；1101-缺口；12-第二支座；13-压辊驱动电机；1301-第三齿轮；14-压固气缸；15-UCT带滑块座轴承；16-气缸固定板；99-布料；9901-纳米纤维层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，如图1所示，包括机体1，机体1内设有静电纺丝组件，如图1和图4所示，静电纺丝组件包括涂液头2、电极辊3、电极丝4及移动平台5，涂液头2连接有用于输送流体状态的高分子聚合物的软管，电极丝4可以是直径约0.5毫米至1.5毫米的金属绳，电极丝4穿过涂液头2，涂液头2与移动平台5固定连接，移动平台5与机体1滑动连接，具体地，移动平台5的底面通过两套直线导轨副6与机体1内部的安装平台滑动连接，电极辊3对应设置在电极丝4的上方，电极辊3平行于电极丝4，图1示意地展示了电极辊3和电极丝4共三组的情况，为了增加纳米纤维层9901的均匀性，电极辊3和电极丝4的数量并不限于三组，电极辊3可以转动连接在机体1内，为了使移动平台5前后往返移动，如图1所示，移动平台5的底部可以设有滚珠丝杆副7，滚珠丝杆副7的螺母与移动平台5固定连接，滚珠丝杆副7的丝杆与机体1转动连接，可以设置伺服电机驱动连接滚珠丝杆副7的丝杆。如图4所示，电极丝4处于拉紧状态。将电极辊3接地，电极丝4连接高压直流电源，各电极辊3并联连接，各电极丝4并联连接。布料99可以是编织布或无纺布，如图1所示，机体1形成有布料入口101，布料99从布料入口101进入机体1内。为了使布料99能持续向左行走，静电纺丝机还分别设有放卷装置及收卷装置（需要注意的是，各附图都没有画出上述放卷装置及收卷装置），换句话说，布料99是卷料。为了使布料稳定行走及速度可控，布料99在进入机体1内部前通过对压牵引辊夹持带动（需要注意的是，各附图都没有画出上述对压牵引辊）。静电纺丝组件的主要工作原理是：布料99在电极辊3与电极丝4之间行走，布料99贴靠电极辊3，移动平台5前后往返移动，于是涂液头2不停地将流体状态的高分子聚合物涂在电极丝4上，由于高压静电场的作用，受到静电力牵引的电极丝4上的高分子聚合物液滴形成一根根从电极丝4至电极辊3的射流，由于布料99向左移动，于是射流堆积铺设在布料99的下表面，形成如图8所示的纳米纤维层9901粘附在布料99下表面的结构。纺丝过程中可通过调节布料99的移动速度以控制纳米纤维层9901的厚度。以上描述为现有技术。

如图1至图6所示，本实用新型包括用于将纳米纤维层9901压固在布料99上的压辊机构100，压辊机构100包括支撑辊9及压辊10。如图1所示，支撑辊9位置对应电极辊3，即支撑辊9设在靠近电极辊3的位置，支撑辊9与电极辊3平行，如果布料99设为向左行走，则支撑辊9设置在位于最左边的电极辊3的左方。支撑辊9最好是设置在机体1的外部。如图2和图3所示，支撑辊9的端部同轴地固定连接有第一齿轮901，压辊10的端部同轴地固定连接有用于与第一齿轮901啮合连接的第二齿轮1001，由于齿轮与轴的固定方式是机械结构的常识，此处不作详述。压辊机构100包括压辊驱动电机13，压辊驱动电机13驱动连接支撑辊9，即压辊驱动电机13能够带动支撑辊9旋转。压辊机构100包括压固气缸14，压固气缸14驱动连接压辊10，压辊10平行于支撑辊9。如图7所示，压辊10的压辊面1002上形成有凸纹，凸纹可以是由圆点状凸起阵列组成，凸纹也可以是由菱形、方形等形状的凸起阵列组成，凸纹高度可以设为约0.2至0.5毫米，凸纹间距可以设为1毫米至2毫米左右，压辊10能够通过压固气缸14驱动而与压辊10接触，压辊10也能通过压固气缸14驱动而与压辊10分离。本实用新型的工作原理是：通过静电纺丝组件在布料99的下表面上形成纳米纤维层9901，带有纳米纤维层9901的布料99从布料出口102向左穿过压辊10与支撑辊9之间，压辊10及支撑辊9的转动方向如图5的虚线箭头所示，由于压辊10的压辊面1002上形成有凸纹，于是呈蓬松状态的纳米纤维层9901局部地被凸纹通过压固气缸14压向支撑辊9，由于布料99本身也具有微观的丝条结构，于是纳米纤维层9901的纳米级尺寸的细丝与布料99的丝条结构相互钩连，从而使纳米纤维层9901与布料99结合得更牢固，通过压辊机构100的对纳米纤维层9901进行施压固定，避免纳米纤维层9901在收卷前已松脱或起皱，既保留了纳米纤维层9901大部分的蓬松的结构，又能将纳米纤维层9901局部地压扁固定在布料99上。在静电纺丝机已设有上述对压牵引辊的情况下，为了使支撑辊9的线速度与布料99的行走速度相同，需要设置编码器获取上述对压牵引辊的实时转速，从而使控制系统获取布料99实时的行走速度，控制系统再根据布料99的实时行走速度控制压辊驱动电机13的转速，于是使支撑辊9及压辊10都与布料99同步运转，避免支撑辊9及压辊10与布料99的纳米纤维层9901产生相对移位而导致压辊10的凸纹刮动或拉扯纳米纤维层9901。

进一步地，如图2所示，压辊机构100包括第一支座11及第二支座12，第一支座11及第二支座12分别设为具有两块互相垂直焊接的钢板的结构，支撑辊9的两端分别通过轴承与第一支座11及第二支座12转动连接，如图5和图6所示，压辊10的两端分别通过UCT带滑块座轴承15与第一支座11及第二支座12转动连接，UCT带滑块座轴承15是市面上的通用产品，压固气缸14的活塞杆与UCT带滑块座轴承15固定连接，具体地，如图6所示，第一支座11形成有缺口1101，UCT带滑块座轴承15的导向槽与缺口1101的边缘适配连接，于是UCT带滑块座轴承15能够在缺口1101内上下移动，压固气缸14的活塞杆穿过UCT带滑块座轴承15的下端部，并通过螺母与UCT带滑块座轴承15的下端部固定；气缸固定板16与第一支座11的下端通过螺钉固定连接，压固气缸14具体是与气缸固定板16固定，压固气缸14的活塞杆穿过气缸固定板16；压固气缸14共有两个，分别对应压辊10的两端；第二支座12与其对应的压固气缸14及UCT带滑块座轴承15的连接方式与上述描述相同。上述结构简单，安装简便，成本较低。

进一步地，如图3所示，压辊驱动电机13与第一支座11固定安装连接，压辊驱动电机13的转轴同轴地固定连接有第三齿轮1301，第三齿轮1301与第一齿轮901啮合连接。压辊驱动电机13可以通过法兰安装方式与第一支座11安装固定，即压辊驱动电机13的转轴穿过第一支座11。第三齿轮1301与第一齿轮901啮合连接的结构简单，传动精度高。

进一步地，如图1和图2所示，机体1形成有布料出口102（需要注意的是，图2中的布料出口102由于被支撑辊9及压辊10遮挡，所以用虚线表达），第一支座11及第二支座12与机体1通过螺钉固定连接，第一支座11及第二支座12分别设置在布料出口102的两侧，具体是第一支座11设在布料出口102的后侧，第二支座12设在布料出口102的前侧，支撑辊9及压辊10对应布料出口102，通过这样设置，使布料99从布料出口102出来后可以随即进行纳米纤维层9901的压固工艺，由于纳米纤维层9901在到达压辊10时还未完全固化，于是更有利于使纳米纤维层9901与布料99相互钩连固定牢固。

进一步地，第一齿轮901的齿数等于第二齿轮1001的齿数，通过这样设置，使得第一齿轮901及第二齿轮1001制作简单，有利于使第一齿轮901及第二齿轮1001可以设为相同的零件，有利于加工简便。

Claims (5)

1.一种用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，包括机体（1），所述机体（1）内设有静电纺丝组件，所述静电纺丝组件包括涂液头（2）、电极辊（3）、电极丝（4）及移动平台（5），所述电极丝（4）穿过所述涂液头（2），所述涂液头（2）与所述移动平台（5）固定连接，所述移动平台（5）与所述机体（1）滑动连接，所述电极辊（3）对应设置在所述电极丝（4）的上方，所述电极辊（3）平行于所述电极丝（4），其特征在于：还包括用于将纳米纤维层（9901）压固在布料（99）上的压辊机构（100），所述压辊机构（100）包括支撑辊（9）及压辊（10），所述支撑辊（9）位置对应所述电极辊（3），所述支撑辊（9）的端部同轴地固定连接有第一齿轮（901），所述压辊（10）的端部同轴地固定连接有用于与所述第一齿轮（901）啮合连接的第二齿轮（1001），所述压辊机构（100）包括压辊驱动电机（13），所述压辊驱动电机（13）驱动连接所述支撑辊（9），所述压辊机构（100）包括压固气缸（14），所述压固气缸（14）驱动连接所述压辊（10），所述压辊（10）平行于所述支撑辊（9），所述压辊（10）的压辊面（1002）上形成有凸纹，所述压辊（10）能够通过所述压固气缸（14）驱动而与所述压辊（10）接触。

2.根据权利要求1所述用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，其特征在于：所述压辊机构（100）包括第一支座（11）及第二支座（12），所述支撑辊（9）的两端分别通过轴承与所述第一支座（11）及所述第二支座（12）转动连接，所述压辊（10）的两端分别通过UCT带滑块座轴承（15）与所述第一支座（11）及所述第二支座（12）转动连接，所述压固气缸（14）的活塞杆与所述UCT带滑块座轴承（15）固定连接。

3.根据权利要求2所述用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，其特征在于：所述压辊驱动电机（13）与所述第一支座（11）固定安装连接，所述压辊驱动电机（13）的转轴同轴地固定连接有第三齿轮（1301），所述第三齿轮（1301）与所述第一齿轮（901）啮合连接。

4.根据权利要求2所述用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，其特征在于：所述机体（1）形成有布料出口（102），所述第一支座（11）及所述第二支座（12）与所述机体（1）固定连接，所述第一支座（11）及所述第二支座（12）分别设置在所述布料出口（102）的两侧，所述支撑辊（9）及所述压辊（10）对应所述布料出口（102）。

5.根据权利要求1所述用于静电纺丝机的纳米纤维压固装置，其特征在于：所述第一齿轮（901）的齿数等于所述第二齿轮（1001）的齿数。

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