專利名稱：一種多排型靜電紡絲噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種 靜電紡絲噴頭，屬于靜電紡絲領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著納米技術(shù)的升溫，靜電紡絲方法由于其可以制備出納米級(jí)的纖維而成為當(dāng)今 的研究熱點(diǎn)之一。靜電紡絲方法已被公認(rèn)為是制備納米纖維最簡(jiǎn)單最有效的方法，目前已 有三十多種聚合物通過此方法成功制得超細(xì)纖維，最小的直徑達(dá)到幾十納米。關(guān)于靜電紡 絲的研究結(jié)果，這幾年來相關(guān)文獻(xiàn)都呈指數(shù)增加。靜電紡絲從其出現(xiàn)至今將近有100年的 歷史，然而這一技術(shù)到現(xiàn)在還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。毛細(xì)管是靜電紡絲的必要元件之一。常用的毛細(xì)管內(nèi)徑一般為0. 2 0. 7mm，加工 這種極細(xì)小的微孔是比較困難的。還有溶液靜電紡絲過程，毛細(xì)管經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象， 嚴(yán)重影響了靜電紡絲的連續(xù)進(jìn)行。另外清洗堵塞的毛細(xì)管也有一定的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的一種多排型靜電紡絲噴頭，通過此噴頭不僅可以形成多股的噴射 流，紡絲纖維呈現(xiàn)多排一字狀，大大提高靜電紡絲的效率，優(yōu)化了紡絲纖維的排列結(jié)構(gòu)形 式，并且，通過在噴頭上設(shè)置開放式流道的方式，不僅保證了每根纖維的供料量的均勻性， 而且，避免了使用毛細(xì)管時(shí)，容易堵塞，不易清洗等問題。本發(fā)明提供了一種多排型靜電紡絲噴頭，它包括連接件、導(dǎo)流芯和溫控裝置三部 分，溫控裝置又包括加熱圈和溫度傳感器。其中，連接件與導(dǎo)流芯通過過盈配合連接，加熱 圈對(duì)連接件進(jìn)行加熱，溫度傳感器通過螺紋與連接件連接。連接件上設(shè)置有梯形的開放式 流道和用于物料引流的凸起，凸起上設(shè)置有紡絲尖端。凸起上的紡絲尖端，可以有助于電荷 在紡絲尖端處聚集，使紡絲過程在較低電壓下，就能順利進(jìn)行。導(dǎo)流芯上設(shè)置有均衡各個(gè) 開放式流道的平衡槽，平衡槽下端有用于引流的凸起和便于纖維成型的紡絲尖端。紡絲溶 液或熔體沿著連接件與導(dǎo)流芯間的梯形開放式流道流動(dòng)，當(dāng)流經(jīng)平衡槽位置時(shí)，四個(gè)相鄰 開放式流道里的熔體會(huì)再次均勻分配，使每個(gè)開放式流道中的物料更加均勻，熔體到達(dá)開 放式流道末端時(shí)，在兩側(cè)凸起的引流作用下，分別流向紡絲尖端，當(dāng)紡絲尖端處有熔體出現(xiàn) 時(shí)，加上靜電場(chǎng)后，在每個(gè)紡絲尖端處，都會(huì)形成紡絲噴射流，每?jī)蓚€(gè)梯形開放式流道，形成 三條紡絲纖維，采用梯形的開放式流道，使導(dǎo)流芯一側(cè)的引流寬度只有連接件一側(cè)處引流 寬度的一半，保證每個(gè)凸起上形成纖維的物料基本一致，從而使纖維間的均勻性提高。本發(fā)明提供的一種多排型靜電紡絲噴頭，紡絲溶液或熔體是從連接件與導(dǎo)流芯間 的梯形開放式流道中流出，開放式流道的橫截面積不能太大，否則紡絲溶液或熔體會(huì)流得 太快不能形成噴射流，合適的橫截面積應(yīng)該是兩個(gè)梯形的開放式流道橫截面積與三個(gè)毛細(xì) 管的橫截面積相當(dāng)。開放式流道采用的梯形結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)流芯一側(cè)的引流寬度，只有連接件一 側(cè)處引流寬度的一半，保證每條纖維供料的均勻性。假設(shè)該梯形的高為b，上底長(zhǎng)為b，下底 長(zhǎng)為2b，則b的參考值為0. 15 0. 6mm。
本發(fā)明提供的一種多排型靜電紡絲噴頭，在導(dǎo)流芯上設(shè)置有用于保證各流道物料 一致的平衡槽，可以再次分配相鄰四個(gè)開放式流道中的物料，平衡槽置于導(dǎo)流芯四分之一 高度處，為水平方形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度要能連接兩個(gè)相鄰的開放式流道。本發(fā)明提供的一種多排型靜電紡絲噴頭，開放式流到的個(gè)數(shù)，可以跟據(jù)實(shí)際需要， 自定數(shù)量的多少，可以為單個(gè)或多個(gè)。開放式流道的截面形狀也可以為梯形或其他多邊形。 并且，開放式流道，不僅可以設(shè)置在連接件上，也可以設(shè)置于導(dǎo)流芯上。本發(fā)明提供的一種多排型靜電紡絲噴頭，平衡槽深度可以穿透導(dǎo)流芯，從而來平 衡相鄰四個(gè)開放式流道的物料，也可以使其深度較小，不貫通分別置于導(dǎo)流芯兩側(cè)的開放 式流道，使 其只調(diào)節(jié)同側(cè)兩個(gè)或多個(gè)開放式通道的物料。本發(fā)明提供的一種多排型靜電紡絲噴頭，為防止導(dǎo)流芯在熔體壓力下脫落，可以 在其側(cè)邊用緊定螺釘進(jìn)行加固。本發(fā)明，改變了傳統(tǒng)的靜電紡絲的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，將靜電紡絲由單根的出絲方式，變 為多根并且呈多列平行的長(zhǎng)條形式，并采用拼合的開放式流道，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，可以將導(dǎo)流芯 直接抽出，使開放式流道真正開放，解決了毛細(xì)管易堵塞和清洗難的問題。


圖1是本發(fā)明一種多排型靜電紡絲噴頭的裝置示意圖。圖2是圖1中的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明一種多排型靜電紡絲噴頭的連接件2的全剖視圖。圖4是圖3所示連接件2的左剖視圖。圖5是本發(fā)明一種多排型靜電紡絲噴頭的導(dǎo)流芯3的主視圖。圖6是圖5中的B-B剖視圖。圖中1_加熱圈；2-連接件；3-導(dǎo)流芯；4-溫度傳感器；5-噴射流；6-開放式流道；7-平衡槽；8-紡絲尖端；9-凸起。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明，一種多排型靜電紡絲噴頭，采用如圖1和圖2所示的裝置示意圖，它主要 包括用于控溫的加熱圈1和溫度傳感器4、連接件2、用于引導(dǎo)物料流動(dòng)的導(dǎo)流芯3，連接件 2與導(dǎo)流芯3通過過盈配合連接。連接件2上設(shè)置有梯形的開放式流道6和用于物料引流 的凸起9，凸起9上設(shè)有便于噴射流5成型的紡絲尖端8。導(dǎo)流芯3上設(shè)置有均衡各個(gè)開放 式流道6物料的平衡槽7，并有用于引流的凸起9以及用于形成噴絲的紡絲尖端8。圖3和圖4所示為連接件2的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5和圖6所示為導(dǎo)流芯3的結(jié)構(gòu)示 意圖。紡絲溶液或熔體從開放式流道6流向凸起9，當(dāng)紡絲尖端8上有溶液或熔體時(shí)，力口 上靜電場(chǎng)后，在紡絲尖端8上就會(huì)形成多列的噴射流5。圖1、圖2和圖3中，梯形開放式流道6的尺寸為上底0.25mm，下底0.5mm，高 0. 25_，平衡槽7的尺寸為，高0. 3_，長(zhǎng)1. 2_。該噴頭通過連接件2安裝在熔體靜電紡絲裝置上，紡絲原料為PP顆粒。熔體靜電 紡絲裝置與噴頭溫度均升至270°C，各個(gè)紡絲尖端8上均勻分布有PP熔體，加上靜電場(chǎng)，多股的噴射流5沿著紡絲尖端8均勻噴 出，紡絲效率16g/h，紡絲纖維直徑均勻，紡絲效果良 好。
權(quán)利要求
一種多排型靜電紡絲噴頭，其特征在于，包括連接件、導(dǎo)流芯和溫控裝置，加熱圈對(duì)連接件進(jìn)行加熱，溫度傳感器通過螺紋與連接件連接；連接件與導(dǎo)流芯配合連接，連接件上設(shè)置有梯形的開放式流道和用于物料引流的凸起，凸起上設(shè)有紡絲尖端；導(dǎo)流芯上設(shè)置有均衡各個(gè)開放式流道的平衡槽，平衡槽下端有用于引流的凸起和便于纖維成型的紡絲尖端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多排型靜電紡絲噴頭，其特征在于，開放式流道的個(gè)數(shù) 為單個(gè)或多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多排型靜電紡絲噴頭，其特征在于，開放式流道的截面 形狀為梯形或其他多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多排型靜電紡絲噴頭，其特征在于，開放式流道設(shè)置在 連接件上或?qū)Я餍旧稀?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多排型靜電紡絲噴頭，其特征在于，平衡槽深度穿透導(dǎo) 流芯，或在導(dǎo)流芯兩側(cè)分別設(shè)置平衡槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多排型靜電紡絲噴頭，屬于靜電紡絲領(lǐng)域，它包括連接件、導(dǎo)流芯和單獨(dú)的溫控裝置，連接件與導(dǎo)流芯通過配合連接，連接件上設(shè)置有梯形的開放式流道和用于物料引流的凸起，凸起上設(shè)有便于噴射流成型的紡絲尖端；導(dǎo)流芯上設(shè)置有均衡各個(gè)開放式流道物料的平衡槽，并且也具有用于引流的凸起以及用于形成噴絲的紡絲尖端；當(dāng)紡絲尖端上有溶液或熔體時(shí)，加上靜電場(chǎng)后，在紡絲尖端上就會(huì)形成多列的噴射流。本發(fā)明將現(xiàn)有的靜電紡絲由單根的出絲方式變?yōu)槎喔⑶页识嗔衅叫械拈L(zhǎng)條形式，并采用拼合的開放式流道，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，可以將導(dǎo)流芯直接抽出，使開放式流道真正開放，解決了毛細(xì)管易堵塞和清洗難的問題。
文檔編號(hào)D01D5/00GK101967687SQ201010287559
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者劉勇, 楊衛(wèi)民, 王德禧, 郝明鳳 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)