[發(fā)明專利]一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310058068.0
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103103642A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃小紅;吳韶華
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: D01H4/02
• 分類號: D01H4/02;D01D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

1.一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，分為立式和臥式兩種配置，包括喇叭形輸送管道（4），其特征在于：所述喇叭形輸送管道（4）的喇叭口布置有內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3），所述內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3）與高壓靜電發(fā)生裝置負(fù)電極（12）連接，所述內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）、外側(cè)金屬圓環(huán)（3）是布置在同一平面內(nèi)的同心圓環(huán)，所述內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）、外側(cè)金屬圓環(huán)（3）和喇叭形輸送管道（4）的喇叭口位于同一平面，所述喇叭形輸送管道（4）的喇叭口中心正對噴絲頭（1），所述噴絲頭（1）與高壓靜電發(fā)生裝置正電極（11）相連，所述噴絲頭（1）和喇叭形輸送管道（4）的頭部布置在屏蔽罩（10）內(nèi)，所述喇叭形輸送管道（4）尾部與渦流管（5）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3）裝置立式配置時(shí)水平布置，裝置臥式配置時(shí)豎直布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述噴絲頭（1）可采用各種適用于靜電紡絲的類型，在裝置立式配置時(shí)采用敞開金屬圓盤式噴絲頭，在裝置臥式配置時(shí)采用針頭式噴絲頭以及多針頭組合式噴絲頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3）同時(shí)與高壓靜電發(fā)生裝置負(fù)電極（12）連接或同時(shí)接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述喇叭形輸送管道（4）采用絕緣材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述喇叭形輸送管道（4）的喇叭口直徑根據(jù)外側(cè)金屬圓環(huán)（3）的直徑制定，且保證喇叭形輸送管道（4）的喇叭口直徑大于外側(cè)金屬圓環(huán)（3）的直徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述渦流管（5）由貫穿一側(cè)管壁的輸送孔（14）、下部管壁上的進(jìn)風(fēng)孔（15）、管內(nèi)上部的堵頭（16）、堵頭（16）中心的引紗管（17）以及管內(nèi)下部的腔體（18）組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述輸送孔（14）與喇叭形輸送管道（4）尾部連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)孔（15）在渦流管（5）的管壁上均勻的布置有2至10個(gè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述腔體（18）下部與抽氣真空泵（6）相連。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述堵頭（16）中心沿渦流管（5）中心軸線方向布置引紗管（17）。

12.根據(jù)權(quán)利要求7和11所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述引紗管（17）內(nèi)穿行紗線（13）。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述紗線（13）由布置在渦流管（5）上方的引紗羅拉Ⅰ（7）和引紗羅拉Ⅱ（8）組合牽引。

14.根據(jù)權(quán)利要求13和14所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述紗線（13）最終卷繞在布置在最高處的卷繞羅拉（9）上。

15.根據(jù)權(quán)利要求1、7至14所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置，其特征在于，所述渦流管（5）、抽氣真空泵（6）、卷繞羅拉（9）、引紗羅拉Ⅰ（7）和引紗羅拉Ⅱ（8）布置在屏蔽罩（10）的外面。

16.一種使用權(quán)利要求1所述的一種取向靜電紡納米纖維渦流紡成紗裝置進(jìn)行靜電紡紗的方法，包括以下步驟：

（1）通過外接的自動輸液裝置向噴絲頭（1）中添加紡絲溶液，將噴絲頭（1）與高壓靜電發(fā)生裝置正電極（11）相連，引入高壓靜電；

（2）將內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3）同時(shí)接高壓靜電發(fā)生裝置的負(fù)電極（12）或者接地；

（3）打開高壓靜電發(fā)生裝置，噴絲頭（1）中的紡絲溶液在電場力的作用下形成泰勒錐，噴出射流，溶劑揮發(fā)，同時(shí)利用內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3）之間的等電勢作用以及空氣間隙，使生成的納米纖維產(chǎn)生取向，搭接在內(nèi)側(cè)金屬圓環(huán)（2）和外側(cè)金屬圓環(huán)（3）之間的圓環(huán)狀區(qū)域內(nèi)；

（4）打開抽氣真空泵（6），取向納米纖維經(jīng)由喇叭形輸送管道（4）進(jìn)入渦流管（5）形成纖維環(huán)，種子紗從渦流管（5）上的引紗管（7）中吸入，與纖維環(huán)搭接，紗尾形成近似圓錐形的紗環(huán)，紗尾在渦流管（5）內(nèi)渦流場的作用下，沿渦流管（5）管壁繞中心軸線高速回轉(zhuǎn)而獲得加捻，形成紗線（13）；

（5）紗線（13）在引紗羅拉Ⅰ（7）和引紗羅拉Ⅱ（8）組合牽引的作用下，從渦流管（5）的引紗管（17）中導(dǎo)出，最終卷繞在卷繞羅拉（9）上。