[发明专利]静电纺丝设备

说明书

技术领域

本发明涉及纺织设备领域，特别涉及一种静电纺丝设备。

背景技术

静电纺丝是高分子流体静电雾化的一种特殊形式，其原理在于：在静电产生装置的作用下，电纺液喷丝装置和电纺纤维接收装置之间形成高压静电场，聚合物溶液在喷嘴处形成液滴并被充电，带电液滴在电场力作用下在Taylor锥顶被加速，当电场力足够大时，带电液滴克服表面张力形成带电射流，带电射流在静电纺丝空间运行时，伴随着溶剂的挥发，弯曲和拉伸，最终被接收装置收集，形成随机排列的电纺纤维材料。

静电纺丝可以将大部分聚合物及其共聚物、嵌段共聚物、衍生物等制备成纳米级或微米级纤维，该种纤维具有比表面积高，直径小等优异的性能。取向纳米纤维具有优异的光学、电学性能。此外，纳米纤维纱线提高了纳米纤维束的力学性能，并且可以使其通过机织、针织等进行二次加工。

由于电纺纤维材料具有高比表面积、高孔隙率、高通透性等特性，近年来已经引起广泛关注，并在服装、生物医药、太阳帆、军工(防弹产品)以及光学传感器等方面显示出越来越广泛和重要的应用。

申请号为CN200910031948.2的中国发明专利申请公开了一种阵列多喷头静电纺丝设备。该发明的设备可以大规模生产电纺纤维膜材，且既能生产单一聚合物电纺纤维膜材，又能一次性生产多种聚合物混纺的层状电纺纤维膜材，并能够通过方便地更换电纺纤维接收材料获得具有特定拓扑图案的电纺纤维膜材，可以满足电纺纤维材料的多方面应用需求。

然而，在该设备中，尽管设置了多个喷头和多个供料装置来实现多种聚合物混纺，其喷头的更换却十分不便。在生产验证阶段，由于纤维中的聚合物的配比需要反复调整，以获得更好的性能。不同的聚合需要使用到不同的喷头，此时，该设备并不能应对频繁变化的工艺需求。而且，即使在大批量生产阶段，也需要不时地对工艺进行调整，该设备也无法胜任。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静电纺丝设备，该静电纺丝设备可以方便地调整纤维中的聚合物的配比。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种静电纺丝设备，包括静电产生装置、喷丝箱和可拆卸地安装在喷丝箱的底部的N个喷丝模块，N为大于或等于1的自然数；

喷丝模块背朝喷丝箱的面上设置有M个喷丝孔，M为大于或等于1的自然数，静电产生装置在喷丝孔的出口处生成静电场；

纺丝液从喷丝孔中喷出时，在静电场的作用下凝固并形成纤维材料。

相对于现有技术而言，本发明通过设置了可拆卸的喷丝模块，使得喷丝孔的排布和设计可以模块化。使用时，通过更换喷丝模块和调配纺丝液，就能够十分方便地生产制造各种规格的产品，大幅度地降低了生产成本，提高了生成的纤维材料的多样性。通过本发明所提供的设备所织造的纳米级无纺布，其质量轻，透气性好，可作为过滤材料、隔膜材料使用，能够广泛地应用于医学、卫生、电池、过滤器等诸多领域。

作为优选，喷丝模块包括喷丝板、设置在喷丝板上的电控制模块以及设置于喷丝板的端部的电触点，电触点与电控制模块电性连接；

喷丝箱的底部沿着水平方向阵列布置有N个与喷丝模块一一对应的模块插槽，模块插槽内设有供电接口；

喷丝模块能够从对应的模块插槽插入并安装在喷丝箱上，且喷丝模块安装在喷丝箱上时，电触点与供电接口连接。

采用电触点可以方便喷丝模块与喷丝箱的连接。而当喷丝模块从喷丝箱分离时，无需额外的操作即可断开喷丝模块与设备主体部分的电连接。

进一步地，作为优选，喷丝板的一侧设置有液体接口，液体接口与喷丝孔相连通；

模块插槽内设有与液体接口相对应的供液口；

喷丝模块安装在喷丝箱上时，液体接口与供液口连通，喷丝箱通过液体接口向喷丝模块输入纺丝液。

采用液体接口可以在喷丝模块接入模块插槽时实现快速自动连接，无需每次更换模块的同时重新再连接，具有更好的便利性。

进一步地，作为优选，喷丝箱上设有一端与液体接口相连接的供液通道；

供液通道靠近液体接口的部分在高度方向上低于液体接口的所在高度，形成用于防止纺丝液溢出的缓冲部；

静电纺丝设备还包括用于控制纺丝液的开关的阀门，阀门设置在缓冲部上。

利用缓冲部，在更换喷丝模块时可以有效防止纺丝液因重力或残留压力的作用下从液体接口中滴沥出来，进而降低连接难度，提高设备的易用性。

另外，作为优选，喷丝板的一侧设置有气体接口，气体接口与喷丝孔相连通；

模块插槽内设有与液体接口相对应的供气口；