一種靜電紡織納米纖維膜制備裝置制造方法
【專利摘要】一種靜電紡織納米纖維膜制備設備，包括一套頂模輥筒輸送系統、一套底模輥筒輸送系統、靜電紡絲接收系統、熱壓處理系統和輥筒式牽引系統；其中：所述的頂模輥筒輸送系統由卷式頂模送料輥筒和若干個輸送滾架構成；所述的靜電紡絲接收系統由設有噴頭機構的框架式靜電紡絲區構成，所述的框架式靜電紡絲區兩端各設有一前、后輸送輥架及輸送接入口和輸送出口；所述的輸送接入口和輸送出口的下方為與噴頭機構；所述的底模繞置在框架式靜電紡絲區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構；所述的熱壓處理系統由熱處理機構和滾壓機構構成，所述的滾壓機構設置在熱處理機構的輸出位置處；所述輥筒式牽引系統包括一組夾持“三明治夾層”產品的驅動滾筒組、以及濾膜收料筒。
【專利說明】一種靜電紡織納米纖維膜制備裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種靜電紡織設備，尤其是指一種靜電紡織納米纖維膜制備方法及設備。
【背景技術】
[0002]通過靜電紡絲技術制備納米纖維材料是近十幾年來世界材料科學【技術領域】最重要的學術與技術活動之一。靜電紡絲以其制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物質種類繁多、工藝可控等優點，已成為有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。靜電紡絲技術已經制備了種類豐富的納米纖維，包括有機、有機/無機復合和無機納米纖維。
[0003]然而，利用靜電紡絲技術制備納米纖維膜還面臨一些需要解決的問題:首先，在制備有機納米纖維方面，用于靜電紡絲的天然高分子品種還十分有限，對所得產品結構和性能的研究不夠完善，最終產品的應用大都只處于實驗階段，尤其是這些產品的產業化生產還存在較大的問題。
[0004]其次，靜電紡有機/無機復合納米纖維的性能不僅與納米粒子的結構有關，還與納米粒子的聚集方式和協同性能、聚合物基體的結構性能、粒子與基體的界面結構性能及加工復合工藝等有關。
[0005]第三，在大規模搜集納米纖維膜方面，由于使用的納米膜厚度薄，導致其機械性能很差，很難單獨收集成膜，需要依附于其它載體，如何把那納米纖維膜和其他載體有效結合起來，制造出滿足要求復合層材料是納米纖維膜大規模制造的關鍵。
[0006]因此，如何制備出適合需要的、高性能、多功能的復合納米纖維是研究的關鍵。此夕卜，靜電紡無機納米纖維的研究基本處于起始階段，無機納米纖維在高溫過濾、高效催化、生物組織工程、光電器件、航天器材等多個領域具有潛在的用途，但是，靜電紡無機納米纖維較大的脆性限制了其應用性能和范圍，因此，開發具有柔韌性、連續性的無機纖維是一個重要的課題。
[0007]鑒于目前國內對于納米纖維研究還處于是實驗室階段，大規模制備納米纖維膜還處于初步研究階段；國外已出現納米纖維膜大規模制造設備，但是還存在制造規模相對有限、納米厚度不均勻等不足之處。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的:旨在提供一種工業化大規模制備納米纖維膜的方法和設備。
[0009]這種用靜電紡織納米纖維膜制備設備，包括一套頂模輥筒輸送系統、一套底模輥筒輸送系統、靜電紡絲接收系統、熱壓處理系統和后置的輥筒式牽引系統，其特征在于:所述的頂模輥筒輸送系統由卷式頂模送料輥筒I和若干個輸送滾架19構成；所述的靜電紡絲接收系統由下部設有噴頭機構4的框架式靜電紡絲區構成，所述的框架式靜電紡絲區兩端各設有一前輸送滾架18、后輸送棍架16及一個輸送接入口和輸送出口，由卷式頂模送料棍筒輸送過來的頂模2自輸送接入口接入，并從輸送出口導出，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構4 ;所述的底模輥筒輸送系統的底模7繞置在框架式靜電紡絲區輸送出口外的輸送滾架15上，并與已涂覆有納米纖維液料的頂模2所形成的二層結構一起進入熱壓處理系統，接受熱壓成形處理一起構成“三明治結構”；所述的熱壓處理系統由熱處理機構和滾壓機構構成，所述的滾壓機構設置在熱處理機構的輸出位置處；所述輥筒式牽引系統包括一組夾持、并牽引來自熱壓處理區出來的“三明治夾層”產品的驅動滾筒組12、以及與該組驅動滾筒組聯動的濾膜收料筒13。
[0010]所述的滾壓輥筒為一組由電機經嚙合齒輪驅動的輥筒組合。
[0011]所述的驅動輥筒為一組由電機經嚙合齒輪驅動的輥筒組合，并通過另一傳動齒輪與設于上部的濾膜收料筒構成同步聯動組合。
[0012]所述的噴頭機構為有針噴頭裝置或無針噴頭裝置中的任一種。
[0013]所述的驅動輥筒配有獨立的驅動電機，它有兩個獨立的驅動電機驅動，兩者均為順時針轉動，并帶動濾膜收料筒逆時針轉動。
[0014]所述的驅動輥筒順時針轉動的驅動輥筒，通過傳動齒輪驅動濾膜收料筒同步逆時針轉動實現收料，同時也通過收料動作牽引整個工藝系統中的頂模送料筒和底模送料筒被動旋轉，送出各自筒體上的頂模和底模。
[0015]根據以上技術方案提出的這種靜電紡織納米纖維膜制備裝置，與目前的已有技術相比較具有以下優點:
[0016]納米膜制造規模不受限制，可根據需要設定制造規模；
[0017]三明治夾層制造方法，有效保護納米纖維膜遭破壞，同時確保濾膜的性能；
[0018]制造出納米纖維膜厚度均勻、各個位置過濾性能保持一致；
[0019]三層膜可以有獨立的特性，以滿足不同濾膜的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0021]圖2為納米纖維濾膜的剖面圖。
[0022]圖中:1-頂模送料輥筒2-頂模3-接收器4-噴頭機構5-高壓電源6_電紡區7-底膜8-底膜送料輥筒9-濾膜10-加熱箱11-滾壓輥筒11.1-滾壓輥筒11.2-下滾壓輥筒12-驅動輥筒組13-后驅動輥筒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。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體的實例來對這種靜電紡織納米膜制造方法及設備進一步的詳細說明，以求更為清楚明白地闡述本實用新型原理及設備功能。
[0024]如圖1所示的這種用靜電紡織納米纖維膜制備設備，包括一套頂模輥筒輸送系統、一套底模輥筒輸送系統、靜電紡絲接收系統、熱壓處理系統和后置的輥筒式牽引系統，其特征在于:所述的頂模輥筒輸送系統由卷式頂模送料輥筒I和若干個輸送滾架19構成；所述的靜電紡絲接收系統由下部設有噴頭機構4的框架式靜電紡絲區構成，所述的框架式靜電紡絲區兩端各設有一前輸送滾架18、后輸送棍架16及一個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2自輸送接入口接入，并從輸送出口導出，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構4 ;所述的底模輥筒輸送系統的底模7繞置在框架式靜電紡絲區輸送出口外的輸送滾架15上，并與已涂覆有納米纖維液料的頂模2所形成的二層結構一起進入熱壓處理系統，接受熱壓成形處理一起構成“三明治結構”;所述的熱壓處理系統由熱處理機構和滾壓機構構成，所述的滾壓機構設置在熱處理機構的輸出位置處；所述輥筒式牽引系統包括一組夾持、并牽引來自熱壓處理區出來的“三明治夾層”產品的驅動滾筒組12、以及與該組驅動滾筒組聯動的濾膜收料筒13。
[0025]所述的滾壓輥筒為一組由電機經嚙合齒輪驅動的輥筒組合。
[0026]所述的驅動輥筒為一組由電機經嚙合齒輪驅動的輥筒組合，并通過另一傳動齒輪與設于上部的濾膜收料筒構成同步聯動組合。
[0027]所述的噴頭機構為有針噴頭裝置或無針噴頭裝置中的任一種。
[0028]所述的驅動輥筒組也可以配有獨立的驅動電機，它有兩個獨立的驅動電機驅動，兩者均為順時針轉動，并帶動濾膜收料筒逆時針轉動。
[0029]所述的驅動輥筒順時針轉動的驅動輥筒，通過傳動齒輪驅動濾膜收料筒同步逆時針轉動實現收料，同時也通過收料動作牽引整個工藝系統中的頂模送料筒和底模送料筒被動旋轉，送出各自筒體上的頂模和底模。
[0030]此外，通過更換頂模2和底膜7的材料，以及噴頭機構，即可實現不同規格濾膜9的生產。或者通過在生產線上增加新的送料輥筒，還可進一步可實現多層濾膜的生產制造。
[0031]如圖1所示的這種靜電紡織納米纖維膜制備裝置，應用“三明治夾層法”制作納米纖維膜，其具體方法為:首先，利用前置的一套頂模輥筒輸送系統的頂模作為納米纖維溶液的載體；其次，在頂模向前輸送、平移的過程中，通過靜電紡絲區設置的噴頭機構向頂模下表面噴上納米纖維溶液，形成與頂膜復合的雙層結構；其三，在復合雙層膜前行離開靜電紡絲區的同時、讓其和設置在這里的一套底模輥筒輸送系統的底模復合、形成“三明治”夾層結構；然后，讓前行的“三明治”夾層結構通過熱壓加工處理，得到有效的熱壓處理，形成所需的“三明治夾層”納米纖維膜，最后；利用驅動輥筒組合將經熱壓處理后的“三明治夾層”納米纖維膜收卷到濾膜收料筒上。
[0032]所述的頂模、底模均由5-lOum粗纖維制作而成。
【權利要求】
1.一種用靜電紡織納米纖維膜制備設備，包括一套頂模輥筒輸送系統、一套底模輥筒輸送系統、靜電紡絲接收系統、熱壓處理系統和后置的輥筒式牽引系統，其特征在于:所述的頂模輥筒輸送系統由卷式頂模送料輥筒(I)和若干個輸送滾架(19)構成；所述的靜電紡絲接收系統由下部設有噴頭機構(4)的框架式靜電紡絲區構成，所述的框架式靜電紡絲區兩端各設有一前輸送滾架(18)、后輸送棍架(16)及一個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(2 )自輸送接入口接入，并從輸送出口導出，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構(4);所述的底模輥筒輸送系統的底模(7)繞置在框架式靜電紡絲區輸送出口外的輸送滾架(15)上，并與已涂覆有納米纖維液料的頂模(2)所形成的二層結構一起進入熱壓處理系統，接受熱壓成形處理一起構成“三明治結構”;所述的熱壓處理系統由熱處理機構和滾壓機構構成，所述的滾壓機構設置在熱處理機構的輸出位置處；所述輥筒式牽引系統包括一組夾持、并牽引來自熱壓處理區出來的“三明治夾層”產品的驅動滾筒組(12)、以及與該組驅動滾筒組聯動的濾膜收料筒(13)。
2.如權利要求1所述的靜電紡織納米纖維膜制備裝置，其特征在于:所述的滾壓輥筒組(11)為一組由彈性機構連接的輥筒組合。
3.如權利要求1所述的靜電紡織納米纖維膜制備裝置，其特征在于:所述的驅動輥筒組(12)為一組由電機經嚙合齒輪驅動的輥筒組合，并通過另一傳動齒輪與設于上部的濾膜收料筒(13)構成同步聯動組合。
4.如權利要求1所述的靜電紡織納米纖維膜制備裝置，其特征在于:所述的噴頭機構為有針噴頭裝置或無針噴頭裝置中的任一種。
5.如權利要求1所述的靜電紡織納米纖維膜制備裝置，其特征在于:所述的驅動輥筒組(12)配有獨立的驅動電機，它由兩個獨立的驅動電機驅動，兩者均為順時針轉動，并帶動濾膜收料筒逆時針轉動。
6.如權利要求1所述的靜電紡織納米纖維膜制備裝置，其特征在于:所述的驅動輥筒為順時針轉動的驅動輥筒，通過傳動齒輪驅動濾膜收料筒同步逆時針轉動實現收料，同時也通過收料動作牽引整個工藝系統中的頂模送料筒和底模送料筒被動旋轉，送出各自筒體上的頂模和底模。
【文檔編號】D04H1/728GK203611537SQ201320614224
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】張新玉, 湯振宇 申請人:睿金生物科技（上海）有限公司