[发明专利]无针头溶液气纺丝设备及其应用

说明书

本发明公开了一种无针头溶液气纺丝设备及其应用，其中，所述无针头溶液气纺丝设备包括供气单元、连续供液单元和收集单元，所述供气单元包括压缩气体提供装置和喷气装置，压缩气体提供装置和喷气装置通过管路相连，管路上设有减压阀；所述连续供液单元包括溶液槽、纺丝液输送装置和动力滚轴，溶液槽内设有支撑轴且溶液槽内盛装有纺丝液，支撑轴位于纺丝液的液面下方，动力滚轴设在溶液槽上方，动力滚轴和支撑轴通过纺丝液输送装置传动连接，并且喷气装置设在动力滚轴和支撑轴之间且喷气装置的喷气方向朝向纺丝液输送装置；所述收集单元设在喷气装置的下游。由此，该纺丝设备具有纺丝效率高，适用范围广，无堵针问题等优点。

技术领域

本发明属于纤维纺丝技术领域，具体涉及一种无针头溶液气纺丝设备及其应用。

背景技术

微纳米纤维是指直径为微米或纳米尺度而长度较大，具有一定长径比的线状材料。微纳米纤维由于其独特的物理化学性能，在各种新型功能材料中发挥了重要的作用。

目前，常用的制备微纳米纤维的方法包括湿法纺丝、熔喷纺丝、静电纺丝、溶液气纺丝、离心纺丝等。熔喷纺丝具有生产效率高的优点，是工业上广泛使用的纺丝方法。但熔喷纺丝制备的纤维直径较大，并且适用的纤维种类十分有限。静电纺丝是目前制备微纳米纤维较为简便的方法，具有适用范围广、操作简单等优点。然而，静电纺丝生产效率较低，并且通过喷丝口挤出溶液成丝，容易出现喷丝口堵塞的情况。因此，开发一种纺丝效率高，适用范围广，无堵针问题的纺丝装置很有必要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种无针头溶液气纺丝设备及其应用，该纺丝设备具有纺丝效率高，适用范围广，无堵针问题等优点。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种无针头溶液气纺丝设备。根据本发明的实施例，所述无针头溶液气纺丝设备包括：

供气单元，所述供气单元包括压缩气体提供装置和喷气装置，所述压缩气体提供装置和所述喷气装置通过管路相连，所述管路上设有减压阀；

连续供液单元，所述连续供液单元包括溶液槽、纺丝液输送装置和动力滚轴，所述溶液槽内设有支撑轴且所述溶液槽内盛装有纺丝液，所述支撑轴位于所述纺丝液的液面下方，所述动力滚轴设在所述溶液槽上方，所述动力滚轴和所述支撑轴通过所述纺丝液输送装置传动连接，并且所述喷气装置设在所述动力滚轴和所述支撑轴之间且所述喷气装置的喷气方向朝向所述纺丝液输送装置；

收集单元，所述收集单元设在所述喷气装置的下游。

根据本发明实施例的无针头溶液气纺丝设备，通过开启压缩气体提供装置和减压阀，可以供给气体并对气体的压力和流速进行调节，随后气体以气流的形式从喷气装置喷出；同时，在动力滚轴和支撑轴的带动下，纺丝液输送装置实现卷对卷连续运动，不断地将溶液槽内盛装的纺丝液携带至喷气装置处，在高速气流的作用下，纺丝液输送装置上粘附的溶液被牵伸成为射流，并利用收集单元收集得到微纳米纤维。由此，本申请的无针头溶液气纺丝设备适用范围广，可用于生产各种有机、无机微纳米纤维及负载颗粒物的微纳米纤维材料，此外，相较于传统的静电纺丝生产效率较低，并且通过喷丝口挤出溶液成丝，容易出现喷丝口堵塞的情况，本申请的无针头溶液气纺丝设备生产效率高，具有优良的规模化生产前景，且无需使用喷丝头，规避了溶液堵针的问题，有利于工业化的推广。

另外，根据本发明上述实施例的无针头溶液气纺丝设备还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述动力滚轴与所述支撑轴平行，并且所述纺丝液输送装置垂直水平面设置。由此，可以使纺丝液输送装置实现卷对卷运动，从而将溶液槽内的纺丝液由溶液槽携带至喷气装置处。

在本发明的一些实施例中，所述喷气装置的喷气方向垂直所述纺丝液输送装置。由此，喷气装置喷出的气流可以对纺丝液输送装置携带的溶液进行喷吹牵伸。

在本发明的一些实施例中，所述喷气装置为空心管或气刀。