[发明专利]一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置及方法

权利要求书

1.一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，包括喷丝装置（1），高压静电发生装置（2），收集装置（3），导辊（4），加热牵伸装置（5），送入罗拉（6），双喷嘴加捻器（7），输出罗拉（8）和卷绕装置（9），其特征在于：所述喷丝装置（1）连接高压静电发生装置（2），所述喷丝装置（1）和高压静电发生装置（2）均位于收集装置（3）的正上方，所述收集装置（3）旁侧设有导辊（4），所述导辊（4）位于喷丝装置（1）与收集装置（3）之间，所述导辊（4）旁侧设有加热牵伸装置（5），所述加热牵伸装置（5）旁侧设有送入罗拉（6），所述送入罗拉（6）旁侧设有双喷嘴加捻器（7），所述双喷嘴加捻器（7）旁侧设有输出罗拉（8），所述输出罗拉（8）旁侧设有卷绕装置（9），所述导辊（4）、加热牵伸装置（5）、送入罗拉（6）、双喷嘴加捻器（7）、输出罗拉（8）和卷绕装置（9）依次均布置在同一平面上。

2.根据权利要求1所述的一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，其特征在于：所述喷丝装置（1）由一组带有钝头针头的注射器组成，所述注射器的数量至少为1个。

3.根据权利要求1所述的一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，其特征在于：所述收集装置（3）由水槽（10）、溶剂（11）、金属板（12）和接地线（13）组成，所述水槽（10）内贮有溶剂（11），所述水槽（10）底部安装有金属板（12），所述金属板（12）和接地线（13）相连。

4.根据权利要求1所述的一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，其特征在于：所述加热牵伸装置（5）由加热干燥箱（14）和一组牵伸罗拉（15）组成，所述一组牵伸罗拉（15）位于加热干燥箱（14）的内部，所述一组牵伸罗拉（15）的数量至少为两对。

5.根据权利要求1所述的一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，其特征在于：所述双喷嘴加捻器（7）由第一喷嘴、第二喷嘴和壳体（16）组成，所述壳体（16）中间开有沟槽，所述沟槽分隔开第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴和第二喷嘴均位于壳体（16）的内部，所述第一喷嘴位于壳体（16）的输入端，所述第二喷嘴位于壳体（16）的输出端，所述第二喷嘴的输入端正对第一喷嘴的输出端。

6.根据权利要求1所述的一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，其特征在于：所述第一喷嘴由吸孔（17）、纱道（18）、喷射孔（19）、气室（20）、补气管（21）和开纤管（22）组成，所述吸孔（17）位于第一喷嘴的输入端，所述开纤管（22）位于第一喷嘴的输出端，所述吸孔（17）与开纤管（22）通过纱道（18）连通，所述纱道（18）外壁上呈圆周布置有喷射孔（19），所述喷射孔（19）的数量为2-6个、与纱道（18）相连的一端呈30-60度夹角连通，所述喷射孔（19）的另一端与气室（20）连通，所述气室（20）连通补气管（21），所述补气管（21）与空气压缩机相连，所述开纤管（22）内壁上开有沟槽，所述沟槽数量为2-8个。

7.根据权利要求1所述的一种静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置，其特征在于：所述第二喷嘴由吸孔（23）、纱道（24）、喷射孔（25）、气室（26）和补气管（27）组成，所述吸孔（23）位于第二喷嘴的输入端，所述纱道（24）呈渐扩圆锥型且位于第二喷嘴的输出端，所述吸孔（23）连通纱道（24），所述纱道（24）外壁上呈圆周布置有喷射孔（25），所述喷射孔（25）的数量为4-8个、与纱道（24）相连的一端呈70-90度夹角连通，所述喷射孔（25）的另一端与气室（26）连通，所述气室（26）与补气管（27）连通，所述补气管（27）与空气压缩机相连。

8.一种使用如权利要求1中任一权利要求所述的静电纺纳米纤维喷气加捻成纱装置进行静电纺纱的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将纺丝液注入喷丝装置（1）的各注射器内，各注射器的钝头针头与高压静电发生装置（2）相连；

（2）在收集装置（3）的水槽（10）内注入溶剂（11），打开高压静电发生装置（2），各注射器中的纺丝溶液在电场力作用下形成泰勒锥，喷出射流，并沉积在水槽（10）内溶剂的液面上，形成毡状物；

（3）利用溶剂（11）的流动性、导辊（4）以及后续装置的牵引作用，形成纳米纤维束；

（4）纳米纤维束进入加热牵伸装置（14），去除纳米纤维束中含有的溶剂（11），并实现纳米纤维束的有效牵伸；

（5）纳米纤维束被牵伸成一定线密度之后，进入送入罗拉（6）钳口，打开空气压缩机，纳米纤维束进入双喷嘴加捻器（7），在第一喷嘴与第二喷嘴的相互作用下，完成加捻成纱；

（6）纱线由输出罗拉（8）导出，并由卷绕装置（9）卷绕成筒。