本發(fā)明涉及靜電紡絲,特別涉及一種可提高均勻性的纖維沉積方法。
背景技術(shù):
1、在噴頭式靜電紡絲工藝中,由于噴出聚合物溶液的多個噴頭之間設(shè)有間距,且各個噴頭形成的射流之間在靜電的作用下會互相干擾排斥,因此沉積的纖維膜在寬度方向上會產(chǎn)生間隔條痕的不均勻現(xiàn)象。
2、雖然目前在基材的運動方向上會設(shè)置錯位排布的多組噴頭,前后多組噴頭中的多個噴頭形成交錯排布可以部分彌補不均勻現(xiàn)象,但是,由于基材上在先沉積的纖維區(qū)域會對在后噴頭的射流產(chǎn)生吸引,導(dǎo)致沉積的纖維膜仍會存在較明顯的不均勻現(xiàn)象。
3、參照圖1,包括在基材的前進方向的前側(cè)的前側(cè)噴頭12,以及前側(cè)噴頭12的后側(cè)的后側(cè)噴頭11,基材的同一位置先經(jīng)過后側(cè)噴頭11的射流沉積,然后經(jīng)過前側(cè)噴頭12的射流沉積。某一位置先沉積后側(cè)噴頭11的射流,相鄰兩個后側(cè)噴頭11的射流因相互排斥導(dǎo)致沉積時產(chǎn)生間隔;為了彌補兩個后側(cè)噴頭11沉積纖維之間的間隔,所以目前在基材的寬度方向上前側(cè)噴頭12設(shè)置在兩個后側(cè)噴頭11之間,但是,當(dāng)基材的該位置前進到前側(cè)噴頭12的位置時,前側(cè)噴頭12形成的射流被后側(cè)噴頭11的已沉積纖維所吸引偏移,參考下側(cè)的接收裝置14和基材15上的射流沉積分布示意,導(dǎo)致基材在前側(cè)噴頭12下方的區(qū)域仍然出現(xiàn)比較明顯的空缺13,仍使得纖維沉積不夠均勻。
4、所以,需要一種針對噴頭式靜電紡絲的新的纖維沉積方法來提高纖維沉積均勻性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的是提出一種可提高均勻性的纖維沉積方法,旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中噴頭式靜電紡絲的纖維沉積均勻性不夠高的技術(shù)問題。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出一種可提高均勻性的纖維沉積方法,包括:
3、對接收裝置和噴頭裝置之間施加紡絲電場,其中,所述噴頭裝置包括多個沿基材的前進方向依次排列的噴頭組件,每個所述噴頭組件包括多個沿所述基材的寬度方向依次間隔排列的噴頭,所述噴頭噴出形成的射流沉積在所述接收裝置上的基材上;
4、所述接收裝置上設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu),在所述紡絲電場的作用下,所述接收裝置在所述凹凸結(jié)構(gòu)上形成電場強度差異,使得所述接收裝置上形成電場強度相對較高的高電場強度位和電場強度相對較低的低電場強度位,多個所述高電場強度位和多個所述低電場強度位在所述前進方向和所述寬度方向上交錯排布;
5、基材在所述接收裝置上沿前進方向前進并經(jīng)過交替變化的所述高電場強度位和所述低電場強度位,所述高電場強度位對位于上方的射流產(chǎn)生吸引力,使得空中的射流朝向?qū)?yīng)的所述高電場強度位并沉積在前進的基材上。
6、接收裝置上設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu),凹凸結(jié)構(gòu)在紡絲電場中形成交錯設(shè)置的高電場強度位和低電場強度位,高電場強度位對空中的射流的吸引力大于低電場強度位對射流的吸引力,使得射流除了受基材上已沉積纖維的吸引力外,還增加了高電場強度位所帶來的吸引力,弱化了已沉積纖維的吸引力對射流的吸引作用,交錯設(shè)置的高電場強度位對多個噴頭形成的多個射流形成交錯的吸引力,使得沉積在基材上的纖維分布更均勻。
7、優(yōu)選地,所述接收裝置設(shè)有與所述基材接觸的接收平面,所述凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)于所述接收平面上?;脑诮邮掌矫嫔辖?jīng)過,射流沉積在基材上。
8、優(yōu)選地,所述凹凸結(jié)構(gòu)包括多個交錯排布的第一凹陷,所述高電場強度位位于所述第一凹陷的邊緣;
9、或者,所述凹凸結(jié)構(gòu)包括多個交錯排布的第一凸起,所述高電場強度位位于所述第一凸起的凸出頂部。
10、在電場中邊緣效應(yīng)的作用下,電荷容易聚集在第一凹陷的邊緣或者第一凸起的凸出頂部,使電場強度較高,高電場強度位以外的位置為低電場強度位。
11、優(yōu)選地,所述接收平面上設(shè)有多個沿所述前進方向排列的第一組,所述第一組包括沿所述寬度方向間隔排列的多個第一凹陷或多個第一凸起,在相鄰的兩個所述第一組中的所述第一凹陷或所述第一凸起在所述寬度方向上交替錯位設(shè)置。
12、相鄰的第一組中的第一凹陷或第一凸起在寬度方向上交替錯位設(shè)置,以第一凹陷為例,位于前進方向的前側(cè)的第一凹陷與位于前進方向的后側(cè)的第一凹陷形成錯位,使位于前側(cè)的噴頭的射流會向位于前側(cè)的第一凹陷偏移,而脫離位于后側(cè)的第一凹陷形成的已沉積纖維的吸引力,從而使得后來沉積的纖維與已沉積的纖維形成錯位,實現(xiàn)提高纖維在基材上沉積分布的均勻性。
13、優(yōu)選地,所述接收裝置包括固定的接收板,所述接收平面設(shè)于所述接收板上。
14、固定的接收板即高電場強度位和低電場強度位的位置相對于噴頭組件是固定的,一個高電場強度位在基材上吸引的沉積纖維基本固定地形成在寬度方向上的一個范圍,多個在寬度方向上交錯排布的高電場強度位可形成多個基本固定的且交錯的沉積范圍,使得基材的纖維在寬度方向上整體分布更均勻。
15、優(yōu)選地,所述接收裝置包括傳送帶,所述傳送帶的靠近基材的側(cè)面為所述接收平面,所述傳送帶的線速度與所述基材的傳送速度相異。
16、傳送帶轉(zhuǎn)動時,噴頭所對應(yīng)的傳送帶上的高電場強度位的位置會發(fā)生變化,即射流所受吸引力的方向發(fā)生變化,沉積方向會發(fā)生變化,且傳送帶與基材產(chǎn)生相對運動,射流沉積在基材上的位置會在寬度方向上變化,使得經(jīng)過射流在基材上沉積的位置發(fā)生變化,可脫離已沉積纖維的吸引力,提高基材整體沉積的均勻性。
17、優(yōu)選地,所述接收裝置包括多個導(dǎo)電傳送輥,多個所述導(dǎo)電傳送輥沿所述前進方向依次排列,所述凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)于所述導(dǎo)電傳送輥的外表面上,在基材前進的過程中所述導(dǎo)電傳送輥轉(zhuǎn)動。
18、在基材前進的過程中導(dǎo)電傳送輥轉(zhuǎn)動,導(dǎo)電傳送輥上靠近基材位置的凹凸結(jié)構(gòu)的表面高度不斷發(fā)生變化,即高電場強度位的位置不斷發(fā)生變化,使得噴頭發(fā)出的射流對應(yīng)范圍內(nèi)的高電場強度位的位置不斷發(fā)生變化,即射流所受吸引力的方向發(fā)生變化,沉積方向會發(fā)生變化,使得射流在基材上沉積的位置在寬度方向上發(fā)生變化,可脫離已沉積纖維的吸引力,提高基材整體沉積的均勻性。
19、優(yōu)選地,所述導(dǎo)電傳送輥的外表面上設(shè)有多個第二凹陷,所述高電場強度位位于所述第二凹陷的邊緣,多個所述第二凹陷沿所述導(dǎo)電傳送輥的外表面交錯排布,當(dāng)基材前進經(jīng)過所述導(dǎo)電傳送輥時,轉(zhuǎn)動的所述導(dǎo)電傳送輥上的多個第二凹陷形成交替變化的所述高電場強度位和所述低電場強度位;
20、或者,所述導(dǎo)電傳送輥的外表面上設(shè)有多個第二凸起,所述高電場強度位位于所述第二凸起的凸出頂部,多個所述第二凸起沿所述導(dǎo)電傳送輥的外表面交錯排布,當(dāng)基材前進經(jīng)過所述導(dǎo)電傳送輥時,轉(zhuǎn)動的所述導(dǎo)電傳送輥上的多個第二凸起形成交替變化的所述高電場強度位和所述低電場強度位。
21、在電場中邊緣效應(yīng)的作用下,電荷容易聚集在第二凹陷的邊緣或者第二凸起的凸出頂部,使電場強度較高,高電場強度位以外的位置為低電場強度位。
22、優(yōu)選地,所述導(dǎo)電傳送輥的外表面設(shè)有外螺紋,所述外螺紋的靠近基材的牙頂為所述高電場強度位。
23、外螺紋的靠近基材的牙頂為高電場強度位,其他位置如螺紋的溝槽和牙底為低電場強度位;外螺紋的牙頂與基材大致為點接觸,在基材前進過程中,外螺紋與基材的接觸點隨著導(dǎo)電傳送輥轉(zhuǎn)動在寬度方向上連續(xù)移動,即高電場強度位在寬度方向上連續(xù)移動,可吸引射流在基材的寬度方向上變化位置沉積,且外螺紋上與基材的接觸點有多個,多個高電場強度位依次吸引射流,從而可在基材上更均勻地沉積纖維。