專利名稱：一種用于靜電紡絲設(shè)備的噴絲頭及噴絲接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種噴絲頭及噴絲接收裝置，具體地說是一種用于靜電紡絲設(shè)備
的噴絲頭及噴絲接收裝置，屬于靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
早在1934年，F(xiàn)ormhals就在一篇美國專利中首次介紹了一種利用靜電斥力獲得 聚合物纖絲的技術(shù)，即靜電紡絲技術(shù)。與傳統(tǒng)紡絲技術(shù)主要靠機(jī)械作用力實(shí)現(xiàn)不同，電紡是 一種或多種聚合物溶液或熔體在外加靜電場力作用下產(chǎn)生超細(xì)纖維的過程。上世紀(jì)90年 代，隨著納米技術(shù)和生物技術(shù)的興起，作為一種能夠制備納米纖維的方法，靜電紡絲技術(shù)才 重新獲得重視，并得到迅速的發(fā)展。目前已經(jīng)有超過ioo種聚合物成功的應(yīng)用于靜電紡絲。 靜電紡絲形成的無紡布是一種有納米微孔的多孔材料，具有比表面積大、孔隙率 大、吸水(液)率高、通透性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是 目前靜電紡絲也面臨很多問題，問題之一就靜電紡絲的產(chǎn)率非常低(lmg/h lg/h)，難以 達(dá)到大規(guī)模工業(yè)化的要求。 效率低下與靜電紡絲設(shè)備密切相關(guān)。相關(guān)因素有很多種，噴絲頭的結(jié)構(gòu)的不合理， 是導(dǎo)致效率低下的重要原因之一。噴絲頭結(jié)構(gòu)導(dǎo)致為達(dá)到納米纖維無紡布的要求，單位時(shí) 間內(nèi)噴出電紡液的量相當(dāng)有限。 目前所用的靜電紡絲設(shè)備的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，其中1為高壓靜電發(fā)生器(0 60kV) ;2為噴絲頭，3為供液系統(tǒng)(如微量注射泵)，噴絲頭和供液系統(tǒng)構(gòu)成噴射裝置；4為 接收平板或圓筒、5為傳動(dòng)馬達(dá)，6為位移控制器，接收平板或圓筒、傳動(dòng)馬達(dá)和位移控制器 構(gòu)成收集裝置。噴絲頭2(針頭)是中空的金屬毛細(xì)管狀結(jié)構(gòu)，如圖2所示，噴絲孔設(shè)置于 噴絲頭的末端，是其僅有的一個(gè)噴絲孔。在靜電高壓電場3的高壓靜電作用下，紡絲原液7 從噴絲頭2 (針頭)末端的噴絲孔8噴出。 在靜電紡絲過程中，注射泵3將電紡液不斷輸入噴絲頭2，在噴絲頭2和接收平板 4之間施加上萬伏的靜電場，電場力與液體表面張力的作用方向相反，在半球形狀的液滴表 面產(chǎn)生一個(gè)向外的力。電場逐漸增強(qiáng)時(shí)，溶液中的同性電荷被迫聚集在液滴表面，表面電荷 產(chǎn)生電場引起毛細(xì)管端口液滴由半球形逐漸變?yōu)殄F形，從錐體的尖端部形成射流，并在電 場中拉伸，最終在接收平板4上形成無紡狀態(tài)的納米纖維。 為了達(dá)到納米纖維所形成的無紡布特定的形狀，目前的生產(chǎn)裝置是接收平板4在 傳動(dòng)馬達(dá)5及位移控制器6的作用下，以一定速度在平動(dòng)導(dǎo)軌上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，得到平面無紡 布。若將接收平板4更換為接收滾輥4，接收滾輥4在位移控制器6的作用下以一定速度旋 轉(zhuǎn)，用滾輥的外壁接收噴射出來的電紡絲，則得到管狀無紡布。管內(nèi)徑周長是為接收筒體的 圓周長，長度是滾筒的長度。 現(xiàn)有靜電紡絲技術(shù)裝置，通常每小時(shí)僅能紡lmg lg，或者每小時(shí)最多僅能噴出 5ml，電紡的效率非常低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中靜電紡絲設(shè)備尤其是噴絲頭的不足，提供一 種用于靜電紡絲設(shè)備的、能顯著提高靜電紡絲效率的噴絲頭。 本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供用于接收上述噴絲頭噴出電紡溶液的噴絲接收 裝置。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的 提供一種用于靜電紡絲設(shè)備的噴絲頭，包括噴絲孔，所述噴絲孔設(shè)置于噴絲頭的 壁上，而不是設(shè)置于噴絲頭的末端。 所述噴絲孔的數(shù)量至少為兩個(gè)。本實(shí)用新型所述噴絲孔數(shù)量的增加會(huì)明顯增加單 位時(shí)間的噴出紡絲原液的量。所述噴絲孔可以是兩個(gè)至更多個(gè)，多達(dá)數(shù)千至數(shù)萬甚至更多。 所述噴絲孔的孔徑大小根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，各孔的孔徑可為一致或不一致，優(yōu)選 為孔徑一致。 所述噴絲孔可以均勻排列在噴絲頭壁上，也可以不均勻排列，依據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)， 優(yōu)選為均勻排列。 本實(shí)用新型同時(shí)提供了一種噴絲接收裝置，適應(yīng)上述新型噴絲頭的工作，以達(dá)到 更高的電紡效率。所述噴絲接收裝置為一中空?qǐng)A筒，接收電紡絲的部位在于圓筒的內(nèi)壁。現(xiàn) 有的接收平板或接收滾軸采用外壁接收，也可以使用本實(shí)用新型的噴絲頭，但是無法接收 為均勻的無紡布。 所述噴絲接收裝置為等徑中空?qǐng)A筒，噴絲頭位于圓筒內(nèi)正中位置，保證噴液能全 部噴射到圓筒內(nèi)壁。在電紡過程過程中，電紡液從噴絲頭的若干噴孔噴出，在電場作用下拉 伸成纖維噴到接收?qǐng)A筒的內(nèi)壁上，接收?qǐng)A筒在位移控制器作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而形成無 紡布。 本實(shí)用新型的有益效果是 本實(shí)用新型從設(shè)計(jì)觀念上改變了噴絲頭的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅僅是增加了噴絲孔的數(shù) 量，而且通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)噴絲頭中噴出不同方向的電紡溶液，配合接收裝置 的改進(jìn)，從噴絲孔中壓出的紡絲原液進(jìn)入高壓電場，大大提高了靜電紡絲的效率。

圖1是現(xiàn)有噴絲頭的示意圖； 圖2是傳統(tǒng)的噴絲頭剖視圖； 圖3是本實(shí)用新型噴絲頭的示意圖； 圖4是本實(shí)用新型噴絲頭及其接收裝置的透視示意圖，9為改進(jìn)過的接收滾筒。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 提供一種噴絲頭，如附圖3所示，噴絲頭上分布有數(shù)十個(gè)噴絲孔8，噴絲孔8孔徑一 致，排列均勻。噴絲頭內(nèi)容納電紡液7的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同。 本實(shí)施例中電紡裝置其他未述及的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有電紡裝置相同，依據(jù)噴絲頭2的結(jié) 構(gòu)及其接收特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了適應(yīng)本實(shí)用新型的電場，所述電場是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的電場進(jìn)行的適應(yīng)性的改造(并不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng))；接收裝置為等徑的接收?qǐng)A筒9，噴絲頭2置于接收 滾筒9正中位置。保證電紡液7能全部噴射到圓筒內(nèi)壁。在電紡過程過程中，電紡液7從 噴絲頭2的若干噴孔8噴出，在電場作用下拉伸成纖維噴到接收?qǐng)A筒9的內(nèi)壁上，接收?qǐng)A筒 在位移控制器作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而形成無紡布。 采用本實(shí)用新型噴絲頭和接收裝置，用數(shù)均分子量20000的10%聚乳酸，微量注 射泵的速率為0. 1 5. 0毫升/小時(shí)，調(diào)節(jié)各種參數(shù)，靜電紡絲24小時(shí)后，得到15*40*0. 4cm
的無紡布。 采用傳統(tǒng)的噴絲頭和接收裝置(平板或滾軸)，其它參數(shù)同本實(shí)用新型，同樣用數(shù) 均分子量20000的10%聚乳酸，微量注射泵的速率為0. 1 5. 0毫升/小時(shí)，調(diào)節(jié)各種參數(shù)， 靜電紡絲24小時(shí)后，僅能得到10*40*0. 4cm的無紡布。與現(xiàn)有傳統(tǒng)的噴絲頭相比，電紡效 率提高了 50%。
權(quán)利要求一種用于靜電紡絲設(shè)備的噴絲頭，包括噴絲孔，其特征在于噴絲孔設(shè)置于噴絲頭壁上。
2. 如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其特征在于所述噴絲孔的數(shù)量為兩個(gè)以上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的噴絲頭，其特征在于所述噴絲孔的孔徑一致。
4. 如權(quán)利要求2所述的噴絲頭，其特征在于所述噴絲孔均勻分布于噴絲頭壁上。
5. —種與權(quán)利要求1所述的噴絲頭配套使用的噴絲接收裝置，其特征在于所述噴絲接 收裝置為中空?qǐng)A筒結(jié)構(gòu)；所述噴絲頭位于中空?qǐng)A筒正中位置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于靜電紡絲設(shè)備的噴絲頭，所述噴絲頭壁上設(shè)有至少兩個(gè)噴絲孔。本實(shí)用新型還提供了與所述的噴絲頭配套使用的噴絲接收裝置，所述噴絲接收裝置為中空?qǐng)A筒結(jié)構(gòu)；所述噴絲頭位于中空?qǐng)A筒正中位置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案增加了噴絲頭上噴出原液的噴絲孔，從噴絲孔中壓出的紡絲原液進(jìn)入高壓電場，由于紡絲原液可以從同時(shí)從數(shù)個(gè)噴絲孔噴出，大大提高了靜電紡絲的效率。
文檔編號(hào)D01D4/02GK201506860SQ20092006132
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者徐弢, 袁玉宇 申請(qǐng)人:廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司