一种纳米纤维无纺布生产装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及纳米纤维无纺布技术领域，具体涉及一种纳米纤维无纺布生产装置及使用方法。该生产装置包括气囊、圆柱形接收装置、盖子、转轴、纺丝圆桶、驱动装置、电子气泵、供液装置和高压静电发生器，在纺丝圆桶的内部设置气囊，并通过与气囊的配合而形成体积可变的环形空腔；在纺丝圆桶的上部分的壁上均匀贯穿设置有若干个纺丝微孔，所述纺丝圆桶的下部分的壁上不设置纺丝微孔。与现有技术相比，本发明专利技术的生产装置能够为纺丝溶液提供气囊挤压力以辅助纺丝，同时，气囊体积的变化还可以控制纺丝溶液始终充满环形空腔，提高了纺丝效率和纺丝的连续稳定性。连续稳定性。连续稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维无纺布生产装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及纳米纤维无纺布
，具体涉及一种纳米纤维无纺布生产装置及使用方法。

技术介绍

[0002]随着人们对健康的重视以及空气污染的加剧，环境保护成为了大家关注的话题，其中空气净化成为环保的重要方面。防霾口罩、空气净化滤芯、防霾窗等具有过滤功能的产品已经被广泛应用。而过滤材料的性能，直接决定了这些产品的最终性能。近年来，纳米纤维无纺布受到越来越多研究者的关注。纳米纤维无纺布中的纳米纤维极细，具有过滤精度高、透气性好等性能，将其制备成口罩，佩戴时不会出现闷热憋气的现象。因此，高效地制备纳米纤维无纺布，成为研究者们研究的方向。
[0003]目前，静电纺丝技术是高效制备纳米纤维无纺布的常用方法。静电纺丝的常规方式包括针头式静电纺、无喷头式静电纺、离心静电纺、同轴静电纺等等。针头式静电纺丝装置，其针头容易堵塞，同时受限于针头数量，纺丝效率也不高，不能满足工业化生产需求。无喷头式静电纺能够大幅提高纺丝效率，但也存在多种问题。如中国技术专利CN203583028U公开了一种纳米纤维制备装置，其设置有纺丝转盘、纺丝转盘驱动系统、供液系统、喷丝口、诱导针、诱导转盘、诱导转盘驱动系统、纤维收集网和高压电源，其通过诱导针诱导纺丝，力图解决离心式静电纺丝时出现的供液不够稳定的问题。然而，其喷丝口的数量仍然有限，纺丝效率不高。同时，纺丝转盘内部通过计量泵等供液，需要将纺丝溶液充满纺丝转盘的内部腔体，这在小批量试制样品时也需要配制较多的纺丝液。中国专利技术专利CN106400134A中公开了一种往复给液式无喷嘴静电纺丝装置及其制纳米纤维膜的方法，其中采用电子气泵向空心槽筒中的气囊进行充气或放气，如此往复进行，而使得储液槽中的不锈钢丝不断地沾上纺丝溶液，从而进行静电纺丝。这种纺丝方法，尽管在不锈钢丝上会产生若干泰勒锥并在电场力作用下形成纳米纤维，但是这种纺丝方法仅仅只有电场力提供拉伸力，所需要的电场强度更大。
[0004]中国专利技术专利CN108330550A公开了一种无喷头式静电纺丝装置，其设置有圆柱芯体、圆柱壳体、转轴、圆柱形接收装置、驱动装置和高压静电发生器，圆柱芯体与圆柱壳体会形成环状溶液槽，圆柱壳体侧面设有预设数量微孔。该装置由于具有较多数量的微孔，因而能够提高纺丝效率。然而，该装置依然存在以下问题：1、随着纺丝的持续进行，环形溶液槽内的纺丝液会不断消耗，并逐步使得圆柱壳体上部的微孔逐渐不参与纺丝过程，这不仅损失部分纺丝效率，还使得外侧圆柱形接收装置上接收的纳米纤维分布不均匀，使得最终制得的纳米纤维无纺布厚度不匀；2、环形溶液槽内的纺丝液不断消耗后，纺丝溶液不能充满整个环形区域，这在转动过程中，容易使得纺丝溶液晃动或形成漩涡，影响纺丝的连续稳定；3、在环形溶液槽内填充纺丝液后，若中途需要暂停纺丝，则可能使得纺丝液从圆柱壳体侧面的微孔渗出，不能稳定地暂存在环形溶液槽内；4、采用离心静电纺丝，在需要暂停或停止纺丝时，由于转轴的旋转惯性而不能及时停止，仍然存在部分纺丝溶液被甩出微孔，而由
于离心力逐渐减小，将导致这个阶段制得的纤维的粗细与正常纺丝时的粗细不同，并可能导致部分纺丝液残留在圆柱壳体的外表面，从而可能堵塞微孔；5、纺丝结束后，残留在纺丝微孔中的纺丝液体在干燥后可能造成堵塞，在纺丝微孔发生堵塞时，不易清理。
[0005]为连续稳定地纺丝，提高纺丝效率，亟需解决上述难题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术提供一种纳米纤维无纺布生产装置及使用方法，其能够使纺丝溶液始终充满环形区域，在暂停纺丝时能够避免纺丝液从圆柱壳体侧面的微孔渗出，使得纺丝孔不易堵塞，最终实现连续稳定地纺丝，提高纺丝效率。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]一种纳米纤维无纺布生产装置，包括气囊、圆柱形接收装置、盖子、转轴、纺丝圆桶、驱动装置、电子气泵、供液装置和高压静电发生器；其特征在于：所述纺丝圆桶具有圆柱形的中空结构，所述中空结构内设置有气囊，所述纺丝圆桶的上方设置有盖子，所述气囊的上端和下端分别固定位于所述盖子的中部和所述纺丝圆桶底面的中部，使得所述气囊在充气状态时与所述纺丝圆桶同心；所述纺丝圆桶与所述气囊之间形成环形空腔，所述供液装置用于向所述环形空腔内提供纺丝溶液；
[0009]所述纺丝圆桶的上部分的壁上均匀贯穿设置有若干个纺丝微孔，所述纺丝圆桶的下部分的壁上不设置纺丝微孔；所述圆柱形接收装置为无上底面和下底面的中空圆柱形结构，
[0010]所述圆柱形接收装置环绕在所述纺丝圆桶的外侧且与所述纺丝圆桶同心；
[0011]所述转轴的上端与所述纺丝圆桶的底部固定连接，所述驱动装置通过驱动转轴旋转而带动所述纺丝圆桶转动；
[0012]所述电子气泵用于为气囊进行充气或放气；
[0013]所述高压静电发生器的正极与所述纺丝圆桶的相连，所述高压静电发生器的负极与所述圆柱形接收装置相连；
[0014]所述供液装置通过所述第一连接管向所述环形空腔内供液，所述供液装置内储存有静电纺丝溶液。
[0015]优选的，在所述盖子的一侧设有开孔并连通有第一连接管，所述第一连接管与所述环形空腔连通；在所述盖子的中部设有通孔并连通有第二连接管，所述第二连接管与所述气囊连通。
[0016]优选的，连通第二连接管的通孔的直径大于连通第一连接管的开孔的直径。
[0017]优选的，所述纺丝圆桶的上侧边缘外侧设有外螺纹，所述盖子设有内螺纹，所述盖子的内螺纹与所述纺丝圆桶的外螺纹配合以进行螺纹连接。
[0018]优选的，所述纺丝圆桶上开设有纺丝微孔的上部分的高度占整个纺丝圆桶高度的三分之二至五分之四；所述纺丝圆桶上不设置纺丝微孔的下部分的高度占整个纺丝圆桶高度的五分之一至三分之一。
[0019]优选的，所述纺丝微孔呈圆锥台形，且直径较小的一端朝向所述纺丝圆桶的外侧。
[0020]本专利技术还提供一种纳米纤维无纺布的生产装置的使用方法，包括如下步骤：
[0021]S1、排除气囊中的气体，使气囊处于瘪的状态；利用供液装置将所述纺丝溶液通过
第一连接管供液至所述环形空腔内，之后关闭第一连接管；进入所述环形空腔内的纺丝溶液位于所述纺丝圆桶的下部分；
[0022]S2、启动所述驱动装置，使得所述转轴在所述驱动装置的传动下转动，并带动位于所述纺丝圆桶的下部分的纺丝溶液旋转；开启电子气泵为所述气囊充气，所述气囊在膨大的过程中，对位于所述纺丝圆桶的下部分的纺丝溶液进行挤压而使纺丝溶液逐渐上升而充满整个环形空腔；
[0023]S3、通过所述驱动装置而调整转轴的转速，通过所述电子气泵而调节所述气囊内部的压力，使得所述环形空腔内的纺丝溶液在离心力和气囊压力作用下通过所述纺丝圆桶上部分的壁上的纺丝微孔，并在所述纺丝圆桶的外侧面形成泰勒锥；
[0024]S4、启动所述高压静电发生器，调整高压静电发生器的输出电压，选择合适的圆柱形接收装置的半径，使得所述纺丝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维无纺布生产装置，包括气囊(1)、圆柱形接收装置(2)、盖子(5)、转轴、纺丝圆桶(8)、驱动装置、电子气泵、供液装置和高压静电发生器；其特征在于：所述纺丝圆桶(8)具有圆柱形的中空结构，所述中空结构内设置有气囊(1)，所述纺丝圆桶(8)的上方设置有盖子(5)，所述气囊(1)的上端和下端分别固定位于所述盖子(5)的中部和所述纺丝圆桶(8)底面的中部，使得所述气囊(1)在充气状态时与所述纺丝圆桶(8)同心；所述纺丝圆桶(8)与所述气囊(1)之间形成环形空腔(9)，所述供液装置用于向所述环形空腔(9)内提供纺丝溶液；所述纺丝圆桶(8)的上部分的壁上均匀贯穿设置有若干个纺丝微孔(6)，所述纺丝圆桶(8)的下部分的壁上不设置纺丝微孔(6)；所述圆柱形接收装置(2)为无上底面和下底面的中空圆柱形结构，所述圆柱形接收装置(2)环绕在所述纺丝圆桶(8)的外侧且与所述纺丝圆桶(8)同心；所述转轴(7)的上端与所述纺丝圆桶(8)的底部固定连接，所述驱动装置通过驱动转轴(7)旋转而带动所述纺丝圆桶(8)转动；所述电子气泵用于为气囊(1)进行充气或放气；所述高压静电发生器的正极与所述纺丝圆桶(8)的相连，所述高压静电发生器的负极与所述圆柱形接收装置(2)相连；所述供液装置通过第一连接管(3)向所述环形空腔(9)内供液，所述供液装置内储存有静电纺丝溶液。2.如权利要求1所述的纳米纤维无纺布生产装置，其特征在于：在所述盖子(5)的一侧设有开孔并连通有第一连接管(3)，所述第一连接管(3)与所述环形空腔(9)连通；在所述盖子(5)的中部设有通孔并连通有第二连接管(4)，所述第二连接管(4)与所述气囊(1)连通。3.如权利要求2所述的纳米纤维无纺布生产装置，其特征在于：连通第二连接管(4)的通孔的直径大于连通第一连接管(3)的开孔的直径。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的纳米纤维无纺布生产装置，其特征在于：所述纺丝圆桶(8)的上侧边缘外侧设有外螺纹，所述盖子(5)设有内螺纹，所述盖子(5)的内螺纹与所述纺丝圆桶(8)的外螺纹配合以进行螺纹连接。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的纳米纤维无纺布生产装置，其特征在于：所述纺丝圆桶(8)上开设有纺丝微孔(6)的上部分的高度占整个纺丝圆桶(8)高度的三分之二至五分之四；所述纺丝圆桶(8)上不设...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪青峰，
申请(专利权)人：江苏臻中滤料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：