[发明专利]批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置及方法

权利要求书

1.一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：包括表面刻有螺旋沟槽的圆柱形滚筒(4)，控制电机(5)连接圆柱形滚筒(4)；圆柱形滚筒(4)上沿圆柱中心轴向外设有多个极板安装槽(41)，极板安装槽(41)内设有导向极板，导向极板通过圆柱形滚筒(4)的圆柱中心轴与高压发生器(8)负极相连或接地，导向极板外部设有多个用于固定导向极板、并保证圆柱形滚筒(4)的螺旋沟槽沿螺旋线方向平滑完整无缺口的聚四氟乙烯固定块(10)；圆柱形滚筒(4)下方设有批量化静电纺丝装置。

2.如权利要求1所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述批量化静电纺丝装置包括多组无针式静电纺丝装置(7)，多组无针式静电纺丝装置(7)设于横移导轨(1)上，且可沿横移导轨(1)左右往复移动；无针式静电纺丝装置(7)的喷头设于所述圆柱形滚筒(4)下方。

3.如权利要求1所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述圆柱形滚筒(4)的材质为聚四氟乙烯材料，长度为1m-30m，直径为200mm-1500mm。

4.如权利要求1或3所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述圆柱形滚筒(4)表面的螺旋沟槽的螺距为2mm-80mm，所述圆柱形滚筒(4)表面的螺旋沟槽的截面为长1mm-10mm、宽1.5mm-20mm的矩形。

5.如权利要求1所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述极板安装槽(41)沿圆柱形滚筒(4)的圆周方向均匀布置，相邻极板安装槽(41)之间的夹角为1°～60°。

6.如权利要求1或5所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述极板安装槽(41)长度与圆柱形滚筒(4)长度相等，所述极板安装槽(41)高度为圆柱形滚筒(4)半径的1/2-1/5，所述极板安装槽(41)宽度为2mm-20mm。

7.如权利要求1所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述导向极板为导电的金属极板，所述圆柱形滚筒(4)的圆柱中心轴为导电的金属中心轴。

8.如权利要求1或7所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述导向极板为不锈钢矩形条状，所述导向极板长度与圆柱形滚筒(4)长度相等，所述导向极板宽度与极板安装槽(41)宽度相等，所述导向极板高度与极板安装槽(41)高度相差正负1mm-6mm。

9.如权利要求1所述的一种批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置，其特征在于：所述控制电机(5)为无级变速电机，转速为0-200r/min。

10.一种利用如权利要求1～9任一项所述的批量化预集束高支纳米纤维纱线的纤维束取向装置生产连续取向纳米纤维束的方法，其特征在于，步骤为：

步骤1：打开表面刻有螺旋沟槽的圆柱形滚筒(4)，启动控制电机(5)并设置其转速；

步骤2：设置好无针式静电纺丝装置(7)的各项工艺参数；

步骤3：启动无针式静电纺丝装置(7)；

步骤4：打开高压发生器(8)电源，将电压调至设定值；

步骤5：射流(6)从无针式静电纺丝装置(7)的喷头拉伸出，高聚物纺丝液溶剂挥发，纳米纤维(3)在导向极板的电场诱导下，取向沉积在圆柱形滚筒(4)的螺旋沟槽中，形成沿连续纤维束轴向取向的纳米纤维束。