一种静电纺丝纱线宏量制备装置的制作方法

本实用新型涉及一种静电纺丝纱线宏量制备装置。

背景技术：

静电纺丝技术被认为是目前连续制备纳米长丝纤维最为高效的技术路线。一直以来静电纺丝制备纳米长丝纤维在收集上存在较大难度，通常以纤维膜的形式收集。静电纺丝纤维膜中的纤维排列呈现各向异性，纤维间相互搭接使得力学性能差，这使得静电纺丝纳米长丝纤维的应用受到很大限制。改善纤维间的结合方式，比如采用传统方式使纤维摩擦抱合成纱，能够拓展其在缝编织造领域中的应用。

为了使纳米长丝纤维能够稳定成纱，近年来涌现了很多纳米纱线的制备方法，如水浴法、双电极法、自捆扎法、漏斗加捻法等。以上方法虽然在一定程度上实现了纳米长丝纤维在集合体形貌、尺寸以及力学性能上的可调控性，但技术进展仍处于实验室阶段，距离实现工业化大量生产还存有较大距离。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、工作效率高的静电纺丝纱线宏量制备装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种静电纺丝纱线宏量制备装置，包括机架、静电纺丝发生装置、对流循环式烘燥装置、主动式分切装置、负压导引装置、加捻装置，所述静电纺丝发生装置包括直流高压电源、导电传送带、流体推进器，所述导电传送带接地，导电传送带上方左侧设有若干个流体推进器，每个流体推进器周围设有一个半封闭的用于隔离高压静电场的电绝缘壳，电绝缘壳安装在机架上；每个流体推进器的末端处设有一个喷丝模头，喷丝模头朝向导电传送带，喷丝模头与直流高压电源的正极相连，喷丝模头与导电传送带之间形成高压静电场；导电传送带右侧依次设置对流循环式烘燥装置、主动式分切装置、负压导引装置、加捻装置；喷丝模头喷出的纳米级长丝纤维射向导电传送带，多个喷丝模头同时纺制使得纳米长丝纤维在厚度方向沉积形成片状材料，片状材料随传送带向对流循环式烘燥装置、主动式分切装置、负压导引装置、加捻装置转移。

上述静电纺丝纱线宏量制备装置，所述对流循环式烘燥装置沿传送带设置有多组，每组对流循环式烘燥装置包括一个用于提供送风功能的上箱体、一个用于提供负压抽吸功能的下箱体和一个气体通道，所述上箱体和下箱体对称设置在导电传送带的上下方，上箱体的侧面和下箱体的侧面通过气体通道连通，气体通道上设有加热装置和泵。

上述静电纺丝纱线宏量制备装置，所述主动式分切装置包括切刀、底座，切刀和底座均安装在机架上，且切刀位于底座上方，且切刀和底座之间的缺口正对负压导引装置的入口。

上述静电纺丝纱线宏量制备装置，所述切刀为电动式切刀或气动式切刀。

上述静电纺丝纱线宏量制备装置，所述加捻装置包括前罗拉、后罗拉、导纱钩、钢丝圈、筒管、皮带，负压导引装置的出口正对前罗拉，前罗拉右侧设置后罗拉，后罗拉右下方设有导纱钩，导纱钩下方设有筒管，筒管外壁中间位置套装有钢丝圈，筒管底部与皮带传动连接。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型采用导电传送带作为静电纺丝纳米长丝纤维的接收装置，在喷丝模头接通直流高压电源正极、导电传送带接地以后，喷丝模头与导电传送带间形成稳定的高压静电场，有利于带电聚合物液滴在静电力的牵拉作用下成形及持续收集。

2、本实用新型导电传送带上方左侧设有若干个流体推进器。每个流体推进器均可实施纺丝，多个流体推进器同时纺丝将使得纳米长丝纤维快速沉积，保证片状材料维持一定的厚度。

3、本实用新型在导电传送带右侧设有对流循环式烘燥装置，在静电纺丝纳米长丝纤维成形并获得收集后，使用对流循环式烘燥装置进行烘干，能够及时去除残留的溶剂，促进形成牢固的自粘合作用。

4、本实用新型在对流循环式烘燥装置右侧设有主动式分切装置，干燥后的静电纺丝片状材料经过主动式分切装置处理后，在幅宽方向上精准地分裂为若干条带，可以实现精准控制。

5、本实用新型在主动式分切装置设有负压导引装置，负压导引装置可以将条带由切刀顺利牵引至前罗拉、后罗拉，再次实现对条带的牵伸。

6、本实用新型设有加捻装置，条带经过前罗拉、后罗拉后，在导纱钩的引导下进入加捻装置；条带经过钢丝圈以后与筒管相连，筒管在皮带的带动下做圆周运动，钢丝圈随之回转，条带因此得到加捻，采用环锭纺纱加捻装置有利于提高加捻效率，经加捻后的纱线被旋转的筒管收集。

7、本实用新型结构简单，制备的纳米长丝纤维连续可纺性好，纺纱工艺流程短、均匀性好，提高了静电纺长丝纱线生产效率，为工业化生产提供了解决方案。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中静电纺丝发生装置的结构示意图。

图3为图1中对流循环式烘燥装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-图3所示，一种静电纺丝纱线宏量制备装置，包括机架21、静电纺丝发生装置、对流循环式烘燥装置、主动式分切装置、负压导引装置、加捻装置，所述静电纺丝发生装置包括直流高压电源26、导电传送带20、流体推进器2，所述导电传送带20接地，导电传送带20上方左侧设有三个流体推进器2，每个流体推进器2周围设有一个半封闭的电绝缘壳1，电绝缘壳1安装在机架21上，用于隔离高压静电场，避免相邻纺丝区域电场相互干扰。每个流体推进器2的末端处设有一个喷丝模头25，喷丝模头25朝向导电传送带20，喷丝模头25与直流高压电源26的正极相连，喷丝模头25与导电传送带20之间形成高压静电场；导电传送带20右侧依次设置对流循环式烘燥装置、主动式分切装置、负压导引装置、加捻装置；喷丝模头25喷出的纳米级长丝纤维射向导电传送带20，多个喷丝模头25同时纺制使得纳米长丝纤维在厚度方向沉积形成片状材料，片状材料随传送带向对流循环式烘燥装置、主动式分切装置、负压导引装置、加捻装置转移。

所述对流循环式烘燥装置沿传送带设置有三组，每组对流循环式烘燥装置包括一个用于提供送风功能的上箱体5、一个用于提供负压抽吸功能的下箱体19和一个气体通道24，所述上箱体5和下箱体19对称设置在导电传送带20的上下方，上箱体5的侧面和下箱体19的侧面通过气体通道24连通，气体通道24上设有加热装置23和泵22。热气流从上箱体5喷出，穿过多孔的导电传送带20后进入下箱体19，随后通过气体通道24输送至上箱体5，得以循环利用；热气流在经过气体通道24时将被加热装置23加热至预设温度，并在泵22的作用开始实现循环烘燥。

所述主动式分切装置包括切刀8、底座16，切刀8和底座16均安装在机架21上，且切刀8位于底座16上方，且切刀8和底座16之间的缺口正对负压导引装置的入口。所述切刀8为电动式切刀或气动式切刀。主动式分切装置将上述片状材料切割成条带状，并精准调控条带的宽度，随后由负压导引装置传输至加捻装置。

所述加捻装置为环锭纺纱加捻装置，其包括前罗拉10、后罗拉11、导纱钩12、钢丝圈13、筒管15、皮带14，负压导引装置的出口正对前罗拉10，前罗拉10右侧设置后罗拉11，后罗拉11右下方设有导纱钩12，导纱钩12下方设有筒管15，筒管15外壁中间位置套装有钢丝圈13，筒管15底部与皮带14传动连接。条带经过后罗拉11、前罗拉10后，在导纱钩12的引导下进入加捻作用区；条带经过钢丝圈13以后与筒管15相连，筒管15在皮带14的带动下做圆周运动，钢丝圈13随之回转，条带因此得到加捻。

本实用新型使用时，每个流体推进器2可独立进行静电纺丝，喷丝模头25与导电传送带20之间形成稳定的高压静电场，多组流体推进器2同时纺制将使得纳米长丝纤维在厚度方向快速沉积。在静电纺丝纳米长丝纤维成形并获得收集后，使用对流循环式烘燥装置进行烘燥，及时去除残留溶剂可避免已成形的纤维被再次溶解，同时促进纳米长丝纤维的自粘结作用。在主动式分切装置的作用下，可以根据条带宽度设置实现对静电纺丝片状材料的精准切割，有利于后道工序的牵伸作用和快速加捻。本实用新型结构简单，纳米长丝纤维的纺制速度快，纺纱工艺流程短，成纱均匀性好，提高了静电纺长丝纤维宏量制备纱线的生产效率，为工业化生产提供出了解决方案。

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