一種靜電紡織納米纖維膜制備裝置及其方法
【專利摘要】一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，包括一套頂模輥筒輸送系統(tǒng)、一套底模輥筒輸送系統(tǒng)、靜電紡絲接收系統(tǒng)、熱壓處理系統(tǒng)和后置的輥筒式牽引系統(tǒng)，所述的靜電紡絲接收系統(tǒng)由下部設(shè)有噴頭機(jī)構(gòu)的框架式靜電紡絲區(qū)構(gòu)成，所述框架式靜電紡絲區(qū)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)狀接收器，所述網(wǎng)狀接收器由間隔排列的橫豎格柵組成；所述噴頭機(jī)構(gòu)由并行排列的多個(gè)針輥組成。
【專利說明】一種靜電紡織納米纖維膜制備裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種靜電紡織設(shè)備，尤其是指一種靜電紡織納米纖維膜制備方法及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]本 申請人:的中國專利CN201320614224.2公開了一種靜電紡織納米纖維膜的制備裝置，包括一套頂模輥筒輸送系統(tǒng)、一套底模輥筒輸送系統(tǒng)、靜電紡絲接收系統(tǒng)、熱壓處理系統(tǒng)和后置的輥筒式牽引系統(tǒng)，所述的頂模輥筒輸送系統(tǒng)由卷式頂模送料輥筒和若干個(gè)輸送滾架構(gòu)成；所述的靜電紡絲接收系統(tǒng)由下部設(shè)有噴頭機(jī)構(gòu)的框架式靜電紡絲區(qū)構(gòu)成，所述的框架式靜電紡絲區(qū)兩端各設(shè)有一前輸送滾架、后輸送棍架及一個(gè)輸送接入口和輸送出口，由卷式頂模送料輥筒輸送過來的頂模自輸送接入口接入，并從輸送出口導(dǎo)出，所述的輸送接入口和輸送出口的下方即為與噴液原料相連通的噴頭機(jī)構(gòu)；所述的底模輥筒輸送系統(tǒng)的底模繞置在框架式靜電紡絲區(qū)輸送出口外的輸送滾架上，并與已涂覆有納米纖維液料的頂模所形成的二層結(jié)構(gòu)一起進(jìn)入熱壓處理系統(tǒng)，接受熱壓成形處理一起構(gòu)成“三明治結(jié)構(gòu)”;所述的熱壓處理系統(tǒng)由熱處理機(jī)構(gòu)和滾壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的滾壓機(jī)構(gòu)設(shè)置在熱處理機(jī)構(gòu)的輸出位置處；所述輥筒式牽引系統(tǒng)包括一組夾持、并牽引來自熱壓處理區(qū)出來的“三明治夾層”產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)滾筒組、以及與該組驅(qū)動(dòng)滾筒組聯(lián)動(dòng)的濾膜收料筒。
[0003]這種纖維膜制備裝置仍存在制造規(guī)模相對有限、納米厚度不均勻等不足之處。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的:旨在提供一種工業(yè)化大規(guī)模制備納米纖維膜的方法和設(shè)備。
[0005]這種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，包括一套頂模輥筒輸送系統(tǒng)、一套底模輥筒輸送系統(tǒng)、靜電紡絲接收系統(tǒng)、熱壓處理系統(tǒng)和后置的輥筒式牽引系統(tǒng)，所述的靜電紡絲接收系統(tǒng)由下部設(shè)有噴頭機(jī)構(gòu)的框架式靜電紡絲區(qū)構(gòu)成，其特征在于:所述框架式靜電紡絲區(qū)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)狀接收器，所述網(wǎng)狀接收器由間隔排列的橫豎格柵組成；所述噴頭機(jī)構(gòu)由并行排列的多個(gè)針輥組成。
[0006]所述格柵的網(wǎng)格寬度為5_。
[0007]所述針輥包括空心輥筒，穿套在輥筒內(nèi)的支撐桿，以及均勻排布在滾筒表面的針頭O
[0008]所述針輥下方還設(shè)有儲液槽，所述儲液槽兩側(cè)設(shè)有凸起的驅(qū)動(dòng)裝置，所述針輥的支撐桿穿套在驅(qū)動(dòng)裝置中并帶動(dòng)針輥勻速滾動(dòng)。
[0009]所述相鄰針頭間間隔距離不小于25mm。
[0010]所述針頭為空心平頭針，所述針頭與輥筒內(nèi)腔聯(lián)通。
[0011]所述針輥陣列與網(wǎng)狀接收器的橫豎格柵一一對應(yīng)排列。
[0012]一種靜電紡織納米纖維膜制備方法，包括如下步驟:
[0013]步驟一，設(shè)置在送料輥筒上的頂膜在驅(qū)動(dòng)輥筒的拉動(dòng)下從靜電紡絲區(qū)前端的輸入口進(jìn)入靜電紡絲區(qū)；
[0014]步驟二，所述接收器與高壓電源的負(fù)極電氣連接，所述噴頭機(jī)構(gòu)與高壓電源的正極電氣連接，在接收器與噴頭機(jī)構(gòu)之間形成強(qiáng)電場；
[0015]步驟三，所述針輥在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，針輥外表面上的均勻排布的空心平頭針隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，浸入儲液槽內(nèi)的溶液液面下，當(dāng)空心平頭針離開溶液液面后，針頭內(nèi)腔的吸入的溶液在靜電場作用下離開針頭，并在網(wǎng)狀接收器的分割下吸附在頂膜2下表面成橫豎交錯(cuò)排列；
[0016]步驟四，吸附有納米纖維的頂膜從靜電紡絲區(qū)后端的輸出口送出，此時(shí)設(shè)置在送料輥筒上的下支撐膜在驅(qū)動(dòng)輥筒的拉動(dòng)下貼服在定模下表面，將納米纖維包覆其中形成三明治夾層結(jié)構(gòu)；
[0017]步驟五，由頂膜和下支撐膜包裹的納米纖維送入加熱箱和壓制滾輪進(jìn)行熱壓處理；
[0018]步驟六，驅(qū)動(dòng)輥筒帶動(dòng)收料輥筒不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將熱壓成型后的濾膜卷動(dòng)手機(jī)的收料滾筒上。
[0019]根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種靜電紡織納米纖維膜制備裝置，與目前的已有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]傳統(tǒng)的接收器通常為平板式接收器，噴頭噴射出的溶液原料受到平板式接收器的電場力作用在支撐膜表面自由排列，導(dǎo)致納米纖維厚薄不一，成無序排列狀，從而導(dǎo)致孔隙率較低，透氣性較低。而采用網(wǎng)狀接收器，隨著支撐膜在接收器上勻速前進(jìn)，噴頭噴射出的溶液原料收到網(wǎng)狀接收器上檁條的電場力作用，在支撐膜表面有序排列，而且網(wǎng)狀接收器上的檁條橫豎交叉間隔排列，吸附在對應(yīng)檁條下方的支撐膜下表面的納米纖維也隨之橫豎交叉，由于納米纖維極為細(xì)小，同一塊區(qū)域的納米纖維重復(fù)交叉還可以有效增加其強(qiáng)度。同時(shí)，由于相鄰檁條間存在固定間隙，因此，隨著檁條電場力作用而有序交錯(cuò)排列的納米纖維件也存在細(xì)小間隙，保證了納米膜具有均勻、優(yōu)良的孔隙率，提高其透氣性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為電紡區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為接收器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為針輥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為納米纖維濾膜的剖面圖。
[0026]圖中:1_頂模送料輥筒2-頂模3-接收器4-噴頭機(jī)構(gòu)5-高壓電源6_電紡區(qū)7-下支撐膜8-下支撐膜送料輥筒9-濾膜10-加熱箱11-滾壓輥筒11.1-上滾壓輥筒11.2-下滾壓輥筒12-驅(qū)動(dòng)輥筒組13-后驅(qū)動(dòng)輥筒13-濾膜收料筒14-控制輥筒15-后輸送輥架16-噴管17-噴頭18-前輸送輥架19-輸送滾架20-納米纖維膜21-針輥22-儲液槽23-支撐桿24-空心平頭針。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)例來對這種靜電紡織納米膜制造方法及設(shè)備進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以求更為清楚明白地闡述本發(fā)明原理及設(shè)備功能。
[0028]如圖1所示的這種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，包括一套頂模輥筒輸送系統(tǒng)、一套底模輥筒輸送系統(tǒng)、靜電紡絲接收系統(tǒng)、熱壓處理系統(tǒng)和后置的輥筒式牽引系統(tǒng)，所述的靜電紡絲接收系統(tǒng)由下部設(shè)有噴頭機(jī)構(gòu)的框架式靜電紡絲區(qū)構(gòu)成，其特征在于:所述框架式靜電紡絲區(qū)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)狀接收器3，所述網(wǎng)狀接收器3由間隔排列的橫豎格柵組成；所述噴頭機(jī)構(gòu)4由并行排列的多個(gè)針輥21組成。
[0029]所述格柵的網(wǎng)格寬度為5_。
[0030]所述針輥21包括空心輥筒，穿套在輥筒內(nèi)的支撐桿23，以及均勻排布在輥筒表面的針頭。
[0031 ] 所述針輥21下方還設(shè)有儲液槽22，所述儲液槽22兩側(cè)設(shè)有凸起的驅(qū)動(dòng)裝置，所述針棍21的支撐桿23穿套在驅(qū)動(dòng)裝置中并帶動(dòng)針棍21勻速滾動(dòng)。
[0032]所述相鄰針頭間間隔距離不小于25mm。
[0033]所述針頭為空心平頭針24，所述針頭與輥筒內(nèi)腔連通。
[0034]所述針輥21陣列與網(wǎng)狀接收器3的橫豎格柵一一對應(yīng)排列。
[0035]一種靜電紡織納米纖維膜制備方法，包括如下步驟:
[0036]步驟一，設(shè)置在送料輥筒上的頂膜2在驅(qū)動(dòng)輥筒的拉動(dòng)下從靜電紡絲區(qū)前端的輸入口進(jìn)入靜電紡絲區(qū)；
[0037]步驟二，所述接收器3與高壓電源5的負(fù)極電氣連接，所述噴頭機(jī)構(gòu)4與高壓電源5的正極電氣連接，在接收器3與噴頭機(jī)構(gòu)4之間形成強(qiáng)電場；
[0038]步驟三，所述針輥21在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，針輥21外表面上的均勻排布的空心平頭針24隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，浸入儲液槽22內(nèi)的溶液液面下，當(dāng)空心平頭針24離開溶液液面后，空心平頭針24內(nèi)腔的吸入的溶液在靜電場作用下離開針頭，并在網(wǎng)狀接收器3的分割下吸附在頂膜2下表面成橫豎交錯(cuò)排列；
[0039]步驟四，吸附有納米纖維的頂膜2從靜電紡絲區(qū)后端的輸出口送出，此時(shí)設(shè)置在送料輥筒上的下支撐膜7在驅(qū)動(dòng)輥筒的拉動(dòng)下貼服在定模下表面，將納米纖維包覆其中形成三明治夾層結(jié)構(gòu)；
[0040]步驟五，由頂膜2和下支撐膜7包裹的納米纖維送入加熱箱10和壓制滾輪進(jìn)行熱壓處理；
[0041]步驟六，驅(qū)動(dòng)輥筒帶動(dòng)收料輥筒不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將熱壓成型后的濾膜9卷動(dòng)手機(jī)的收料滾筒上。
【權(quán)利要求】
1.一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，包括一套頂模輥筒輸送系統(tǒng)、一套底模輥筒輸送系統(tǒng)、靜電紡絲接收系統(tǒng)、熱壓處理系統(tǒng)和后置的輥筒式牽引系統(tǒng)，所述的靜電紡絲接收系統(tǒng)由下部設(shè)有噴頭機(jī)構(gòu)(4)的框架式靜電紡絲區(qū)構(gòu)成，其特征在于:所述框架式靜電紡絲區(qū)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)狀接收器(3)，所述網(wǎng)狀接收器(3)由間隔排列的橫豎格柵組成；所述噴頭機(jī)構(gòu)(4)由并行排列的多個(gè)針輥(21)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，其特征在于:所述格柵的網(wǎng)格寬度為5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，其特征在于:所述針輥(21)包括空心輥筒，穿套在輥筒內(nèi)的支撐桿(23)，以及均勻排布在滾筒表面的針頭。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，其特征在于:所述針輥(21)下方還設(shè)有儲液槽(22)，所述儲液槽(22)兩側(cè)設(shè)有凸起的驅(qū)動(dòng)裝置，所述針輥(21)的支撐桿(23)穿套在驅(qū)動(dòng)裝置中并帶動(dòng)針輥(21)勻速滾動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，其特征在于:所述相鄰針頭間間隔距離不小于25mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，其特征在于:所述針頭為空心平頭針(24)，所述針頭與輥筒內(nèi)腔聯(lián)通。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用靜電紡織納米纖維膜制備設(shè)備，其特征在于:所述針輥(21)陣列與網(wǎng)狀接收器(3)的橫豎格柵逐一對應(yīng)排列。
8.一種靜電紡織納米纖維膜制備方法，包括如下步驟: 步驟一，設(shè)置在送料輥筒上的頂膜(2)在驅(qū)動(dòng)輥筒的拉動(dòng)下從靜電紡絲區(qū)前端的輸入口進(jìn)入靜電紡絲區(qū)； 步驟二，所述接收器⑶與高壓電源(5)的負(fù)極電氣連接，所述噴頭(17)機(jī)構(gòu)(4)與高壓電源(5)的正極電氣連接，在接收器(3)與噴頭(17)機(jī)構(gòu)(4)之間形成強(qiáng)電場； 步驟三，所述針輥(21)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，針輥(21)外表面上的均勻排布的空心平頭針(24)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，浸入儲液槽(22)內(nèi)的溶液液面下，當(dāng)空心平頭針(24)離開溶液液面后，針頭內(nèi)腔的吸入的溶液在靜電場作用下離開針頭，并在網(wǎng)狀接收器(3)的分割下吸附在頂膜(2)下表面成橫豎交錯(cuò)排列； 步驟四，吸附有納米纖維的頂膜(2)從靜電紡絲區(qū)后端的輸出口送出，此時(shí)設(shè)置在送料輥筒上的下支撐膜(7)在驅(qū)動(dòng)輥筒的拉動(dòng)下貼服在定模下表面，將納米纖維包覆其中形成三明治夾層結(jié)構(gòu)； 步驟五，由頂膜(2)和下支撐膜(7)包裹的納米纖維送入加熱箱(10)和壓制滾輪進(jìn)行熱壓處理； 步驟六，驅(qū)動(dòng)輥筒帶動(dòng)收料輥筒不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將熱壓成型后的濾膜(9)卷動(dòng)手機(jī)的收料滾筒上。
【文檔編號】B32B37/10GK104514092SQ201410851825
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】張新玉, 湯振宇 申請人:睿金生物科技(蘇州）有限公司