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专利号: 202111404419X
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种静电纺丝超细纤维集束系统,其特征在于,所述静电纺丝超细纤维集束系统包括同轴设置的纺丝喷头(1)和集束盘(3),所述纺丝喷头(1)设置在集束盘(3)的上部,所述集束盘(3)通过联轴器(8)和电机(7)相连,电机(7)旋转带动集束盘(3)转动,所述集束盘(3)的外部还设置有导向槽(9);

所述集束盘(3)的中心设置有轴(304),以轴(304)为中心由内向外依次设置有:环形的绝缘内圈(303)、中心导电圈(302)、绝缘外圈(301);绝缘外圈(301)、中心导电圈(302)、绝缘内圈(303)和轴(304)通过粘接或热复合方式固定;中心导电圈(302)内外边缘为光滑圆弧圆角,圆弧的直径等于中心导电圈厚度,用于消除中心导电圈(302)上下表面和侧面的拼接线,避免电荷集中引起尖端放电,中心导电圈(302)的宽度范围为5‑60mm,绝缘外圈(301)的内边缘和绝缘内圈(303)的外边缘为相对应的光滑内圆角,绝缘外圈(301)、中心导电圈(302)和绝缘内圈(303)的上、下表面在同一平面上平齐布置;

集束盘(3)的下端设置由碳刷本体(4),所述碳刷本体(4)固定在碳刷支架(6)上,碳刷本体(4)内的石墨块(401)在弹簧(403)的作用下紧靠在集束盘(3)的中心导电圈(302)底部,石墨块(401)通过导线(402)连接设置在外部的高压静电发生器(5);

所述纺丝喷头(1)与集束盘(3)之间的距离为5cm‑20cm;

所述导向槽(9)带弧度的一端贴近集束盘(3)一侧的边缘,并且导向槽(9)和集束盘(3)之间设有空隙,使导向槽(9)不干扰集束盘(3)转动;所述导向槽(9)的末端布置有旋转收丝的接收辊(11);

所述绝缘外圈(301)、绝缘内圈(303)和轴(304)由绝缘材料制成,中心导电圈(302)由导电材料制成。

2.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维集束系统,其特征在于,所述碳刷本体(4)内部安装有弹簧(403),弹簧(403)用于把石墨块(401)的上表面始终靠在中心导电圈(302)的下表面;所述碳刷本体(4)的外侧设置有外壳(404),所述外壳(404)固定在碳刷底座(405)上,所述外壳(404)用于使石墨块(401)和弹簧(403)保持直立状态。

3.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维集束系统,其特征在于,所述纺丝喷头(1)设置有喷头法兰(102)和喷头主体(103),喷头法兰(102)中心腔体构成进料口(101),喷头法兰(102)中心腔体和喷头主体(103)中心腔体连通,所述喷头主体(103)内部布置有喷头芯体(104),喷头主体(103)的底部为向外延伸的斜面,使纺丝喷头(1)底部形成环形尖端,纺丝喷头(1)接地,用于使纺丝喷头(1)始终保持零电势,以便和中心导电圈(302)之间形成高压电场。

4.根据权利要求3所述的静电纺丝超细纤维集束系统,其特征在于,所述喷头芯体(104)的外侧周向均匀布置有多个紧定螺钉(105),用于卡住喷头芯体(104),使喷头芯体(104)和喷头主体(103)之间的环形缝隙保持均匀。

5.根据权利要求3所述的静电纺丝超细纤维集束系统,其特征在于,所述喷头法兰(102)与喷头主体(103)同轴固连,所述喷头芯体(104)外径小于喷头主体(103)内径。

6.根据权利要求3所述的静电纺丝超细纤维集束系统,其特征在于,所述喷头芯体(104)和喷头主体(103)之间的环形缝隙的宽度为0.5‑2mm。

7.一种实现如权利要求1‑6任意一项所述静电纺丝超细纤维集束系统的方法,其特征在于,该静电纺丝超细纤维集束方法包括以下步骤:步骤一、纺丝液进入纺丝喷头(1)后,在喷头芯体(104)上尖端的分流作用下向环形缝隙中流动并逐渐分布均匀;

步骤二、纺丝液流动在喷头主体(103)底部环形尖端处粘附形成环形的液体薄层(106);

步骤三、通过高压静电发生器产生20‑70kV直流电压,中心导电圈(302)带电后与接地的纺丝喷头(1)之间形成高压静电场;

步骤四、打开集束盘(3)和接收辊(11)的驱动电机(7),分别驱动接收辊(11)和集束盘(3)旋转,接收辊(11)旋转牵动预先放置的绳子向接收辊(11)上缠绕,绳子一端固定绕在接收辊(11)表面上,另外一端盘绕2‑5圈放置在中心导电圈(302)表面,进而牵引初始阶段粘附在集束盘(3)上绳子表面的超细纤维(2)经过导向槽(9)向接收棍上缠绕,等绳子缠绕完毕后,后续产生的连续超细纤维(2)被前序超细纤维(2)带动持续缠绕在接收辊(11)上。