[發(fā)明專利]一種靜電紡絲超細(xì)纖維捻線裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113308768B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳宏波;韓雯雯;楊衛(wèi)民
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: D01H1/08
• 分類號: D01H1/08;D01H1/26;D01D5/00;D01D7/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 鄭萌萌

本發(fā)明公開了一種靜電紡絲超細(xì)纖維捻線裝置，包括外套筒和中間套筒，外套筒套設(shè)在中間套筒上，外套筒與中間套筒之間形成有環(huán)形間隙，外套筒上設(shè)置有與環(huán)形間隙連通的熔體入口，外套筒的底端設(shè)置有一錐形孔，且錐形孔的頂端與環(huán)形間隙的底端相通，外套筒上包裹有用于加熱環(huán)形間隙中的熔體的加熱圈；中間套筒中穿設(shè)有圓柱形的金屬桿，金屬桿與中間套筒之間具有間隔，金屬桿的底端固連有一位于錐形孔下方的圓臺，圓臺上面積較大的底面與所述金屬桿的底端固連，圓臺上面積較小的底面固連有一錐形的引導(dǎo)尖端，引導(dǎo)尖端的錐面與圓臺的錐面光順連接；金屬桿、圓臺、引導(dǎo)尖端及環(huán)形間隙同軸。本發(fā)明提高了靜電紡絲纖維捻線的穩(wěn)定性和均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種靜電紡絲超細(xì)纖維捻線裝置及方法。

背景技術(shù)

靜電紡絲技術(shù)是聚合物溶液或者熔體在強(qiáng)電場作用下形成射流，射流固化形成纖維的纖維制造方法。作為一種特殊的纖維制造工藝，靜電紡絲技術(shù)可以生產(chǎn)出納米級直徑的聚合物纖維，被認(rèn)為是最具工業(yè)化前景的超細(xì)纖維制備方法之一。

傳統(tǒng)靜電紡絲法得到的產(chǎn)物一般是無紡布纖維氈，限制了其應(yīng)用范圍。將纖維成束或者加捻收集可以提高纖維拉伸強(qiáng)度和促使纖維有序排列，將會在很大程度上激發(fā)靜電紡絲法在紡織、傳感器和組織工程等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

目前靜電紡絲超細(xì)纖維加捻多是利用旋轉(zhuǎn)水流或者氣流帶動纖維束集束并且加捻，存在穩(wěn)定性和均勻性較差的缺點，且不能精確控制捻度。由于靜電紡絲必須有高壓靜電，必須做好靜電隔離等防護(hù)，給機(jī)械集束加捻帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種靜電紡絲超細(xì)纖維捻線裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高靜電紡絲纖維捻線的穩(wěn)定性和均勻性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種靜電紡絲超細(xì)纖維捻線裝置，包括外套筒和中間套筒，所述外套筒套設(shè)在所述中間套筒上，所述外套筒與所述中間套筒之間形成有環(huán)形間隙，所述外套筒上設(shè)置有與所述環(huán)形間隙連通的熔體入口，所述外套筒的底端設(shè)置有一錐形孔，且所述錐形孔的頂端與所述環(huán)形間隙的底端相通，所述外套筒上包裹有用于加熱所述環(huán)形間隙中的熔體的加熱圈；所述中間套筒中穿設(shè)有圓柱形的金屬桿，所述金屬桿與所述中間套筒之間具有間隔，所述金屬桿的底端固連有一位于所述錐形孔下方的圓臺，所述圓臺上面積較大的底面與所述金屬桿的底端固連，所述圓臺上面積較小的底面固連有一錐形的引導(dǎo)尖端，所述引導(dǎo)尖端的錐面與所述圓臺的錐面光順連接；所述金屬桿、所述圓臺、所述引導(dǎo)尖端及所述環(huán)形間隙同軸；還包括設(shè)置在所述引導(dǎo)尖端下方的輥筒和能夠驅(qū)動所述金屬桿自轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，所述金屬桿與高壓靜電發(fā)生器的輸出電極電連接，所述圓臺導(dǎo)電，所述引導(dǎo)尖端絕緣，所述外套筒接地。

優(yōu)選的，還包括內(nèi)套筒，所述金屬桿插設(shè)在所述內(nèi)套筒中，所述金屬桿與所述內(nèi)套筒固連，所述內(nèi)套筒通過滑動軸承與所述中間套筒轉(zhuǎn)動配合，所述內(nèi)套筒和所述滑動軸承設(shè)置在所述間隔內(nèi)；所述中間套筒的頂端還固設(shè)有一滾動軸承，所述滾動軸承的外圈與所述中間套筒固連，所述滾動軸承套設(shè)在所述內(nèi)套筒上，且所述內(nèi)套筒與所述滾動軸承的內(nèi)圈過渡配合。

優(yōu)選的，所述金屬桿的頂端固設(shè)有絕緣軸端套，所述驅(qū)動裝置為調(diào)速電機(jī)，所述調(diào)速電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與所述絕緣軸端套固連。

優(yōu)選的，所述中間套筒的頂端固設(shè)有碳刷支架，所述碳刷支架通過彈簧連接有碳刷，所述碳刷支架上還螺紋連接有連接螺釘，所述連接螺釘通過導(dǎo)線與所述高壓靜電發(fā)生器的輸出電極電連接，所述連接螺釘還與所述彈簧遠(yuǎn)離所述碳刷的一端固連，所述碳刷在所述彈簧的彈力下與所述金屬桿的側(cè)壁緊密接觸。

優(yōu)選的，所述錐形孔的底端為環(huán)形尖端；所述錐形孔的底端均勻設(shè)置有多個射流引導(dǎo)球。