專利名稱：一種靜電紡絲多股絲噴頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲領域。
背景技術：
靜電紡絲過程就是在噴頭和接收裝置間施加高壓靜電場，使被極化的流體在電場 力的作用下克服表面張力，形成射流，在接收板上獲得超細纖維的過程。隨著納米技術的升溫，利用靜電紡絲制備納米纖維成為當今研究熱點之一。目前 已經可以獲得最小直徑達到幾十納米的纖維。因此考慮如何提高產量，將電紡納米纖維相 關產品投入市場成為必然。然而現有的技術都處在實驗室階段，量產的紡絲機尚未面世?，F 有的紡絲設備大多采用單根毛細管，大多主要進行毛細管的疊加來提高效率，也出現了一 些高效紡絲噴頭，但其加工細孔有一定的難度，高成本不利于工業(yè)化。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了一種靜電紡絲多股絲噴頭，通過此噴頭可以形成多股均一噴射流， 在減小加工難度的前提下，利用導流件和貼合件的導流間隙獲得多股噴射流，大大提高了 靜電紡絲的效率，其縱向和橫向的組合適宜于溶液或熔體的大批量靜電紡絲。本發(fā)明的技術方案是一種靜電紡絲多股絲噴頭，主要包括貼合件、導流件和控熱 裝置，外貼合面和內導流件通過螺紋連接，并通過圓柱面定位，控熱裝置固定在貼合件外表 面上，起到為噴頭整體控制溫度的作用，導流件的上端面在螺紋配合作用下和貼合件頂緊 密封，防止漏流，導流件的配合柱面和貼合件的對應面通過緊配合貼緊，防止流體回流，配 合柱面的下端垂直于柱面均勻分布多個分流孔，實現流體一定程度的周向均布，導流件的 緩沖面錐角稍大于分流錐面，以使得和貼合件形成一楔形面，起到對流體的壓縮和進一步 均布作用，在分流錐面上環(huán)形均布多個分流槽，實現流體的多股細分，和分流錐面對應的貼 合件上的錐面與它平行，導流件下端設置一內六角螺釘孔或一字孔以方便安裝，同時在下 端面設置淺的凹面，目的在于紡絲時電荷在流體處積聚，優(yōu)化紡絲效果。具體的工作原理為 貼合件流體入口引入流體，接著流體進入導流件的內流道，再進入分流孔，流體被引導入環(huán) 繞于導流件腰部的緩沖面上，使其分布更加均勻，均勻的流體沿著緩沖面楔形間隙往下流 動，直到下端導流錐面上環(huán)形均布的多個分流槽將流體流量均分，最終在下端面呈現一組 環(huán)形分布的細小液珠，這些液珠在電場力作用下就會極化并形成泰勒錐進而形成噴射流， 獲得超細纖維，同時流體供料裝置保持一定的背壓，將為連續(xù)紡絲創(chuàng)造條件。本發(fā)明一種靜電紡絲多股絲噴頭，除了緩沖面外，在導流件分流孔出口周向設置 緩沖槽，和緩沖面的共同作用下，可以使流體周向更加均勻。本發(fā)明一種靜電紡絲多股絲噴頭，可以在導流件上端面加一個調節(jié)墊以調節(jié)導流 件導流錐面和貼合件對應面之間的導流間隙，使各分流槽之間的流體有串聯(lián)作用，壓力的 串通可以使最終每股絲的流量更加一致，導流間隙推薦為0. 1-0. 3mm,間隙過大易導致分流 失敗，導流槽深度最好在0. 3-lmm,深度太小導致背壓過大，深度太大會導致制備的纖維過粗，甚至無法電紡。本發(fā)明一種靜電紡絲多股絲噴頭，其內導流件也可以批量裝配到一個整板上，板 件上可以加工多個橫向和縱向組合的具有相同貼合件內部結構的安裝位置，通過這種積分 方式的累積，可以得到可靠的連接和更大的產量，整體板上流體的入口和具有均一流量的 上級分流道連接。本發(fā)明一種靜電紡絲多股絲噴頭，導流槽的截面可以為圓弧也可為方形，也可為 三角形溝槽，引流槽通過鍍層具有低摩擦阻力，能夠暢通引流，無滯留現象。本發(fā)明由于改變了傳統(tǒng)的靜電紡絲毛細管的結構，將靜電紡絲由單根的出絲方 式，變?yōu)槎喔h(huán)形排列的結構，其連接方式簡單，貼合方式降低了細孔的加工難度，有利于 組合安裝，尤其適于熔體的大批量電紡，大大提高了靜電紡絲的效率，同時，改善了紡絲的 結構形式，為靜電紡絲的工業(yè)化奠定了一定的基礎。


圖1是本發(fā)明一種靜電紡絲多股絲噴頭的剖視示意圖。圖2是圖1所示的仰視示意圖。圖3是本發(fā)明一種新型靜電紡絲多股絲噴頭導流件的剖視示意圖。圖4是圖2所示A處結構的放大圖。圖中1_貼合件；2-導流件；3-控熱裝置；4-調節(jié)墊；1-1-流體入口 ； 1_2_導流 間隙；1-3-噴絲口 ；2-1-上端面；2-2-螺紋；2-3-配合柱面；2_4_分流孔；2_5_緩沖面； 2-6-導流錐面；2-7-下端面；2-8-凹面；2-9-內六角孔；2_10_緩沖槽；2_11_內流道； 2-12-導流槽；
具體實施例方式本發(fā)明一種靜電紡絲多股絲噴頭，如圖1 4所示的示意圖，主要包括貼合件1， 與其通過螺紋2-2連接的導流件2，以及整個噴頭的控熱裝置3，其中，內導流件2的上端面 2-1在螺紋2-2連接作用下和貼合件1對應面頂緊密封，導流件2的配合柱面2-3和貼合件 1對應面通過緊配合防止流體回流。紡絲時，從流體入口 1-1引入流體，接著流體進入導流 件2的內流道2-11，再進入多個分流孔2-4，流體被弓I導入環(huán)繞于導流件腰部的緩沖槽2-10 上，使其分布更加均勻，均勻流體沿著緩沖面2-5楔形間隙往下流動直到導流錐面2-6上環(huán) 形均布的多個分流槽2-12，將流體流量均分，最終在下端面2-7的噴絲口 1-3處呈現一組 環(huán)形分布的細小液珠，在導流件2下端面2-7設置了淺的凹面2-8和便于拆卸的內六角孔 2-9，在電場力作用下，電荷在噴絲口 1-3處聚集并極化流體，形成泰勒錐進而形成噴射流， 獲得超細纖維，同時流體供料裝置保持一定的背壓，將為連續(xù)紡絲創(chuàng)造條件。一個實施例如圖1所示，在導流件2上端面2-1上加厚度為0. 5mm的調節(jié)墊4調 節(jié)導流間隙1-2，設置四個分流孔2-4，其直徑為2mm，緩沖槽2-10直徑為2mm，緩沖槽2-10 下端設置錐角為83°的緩沖面2-5，導流錐面2-6角度為60°，導流錐面2_6上均勻銑出深 度為0. 4mm的40個分流槽2_12，導流件2下端面2_7上的凹面2_8深1mm。將該多股絲噴 頭安裝在上級熔體供料裝置上，使用PP6310粒料，熔體靜電紡絲裝置熔體供料部分設定為 2000C，噴頭控熱裝置3溫度升至240°C，調整噴頭和接收裝置的距離為15cm，待到加壓裝置使得噴絲孔1-3有液滴出現時，加上50KV正極電壓，噴頭端接地，40股噴射流沿著噴絲孔 1-3垂直方向均勻噴出，紡絲效率約37g/h。
權利要求
一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于主要包括貼合件、導流件和控溫裝置，貼合面和導流件通過螺紋連接，并通過配合柱面定位，控熱裝置固定在貼合件外表面上，導流件的上端面在螺紋配合作用下和貼合件頂緊密封，導流件的配合柱面和貼合件的對應面通過緊配合貼緊，下端垂直于柱面均勻分布多個分流孔，導流件的緩沖面錐角大于分流錐面，分流錐面上環(huán)形均布多個分流槽，分流錐面同貼合件上的對應錐面平行。
2.根據權利要求1所述的一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于分流孔出口設置一 緩沖槽。
3.根據權利要求1所述的一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于可以在導流件上加 調節(jié)墊，導流間隙為0. 1-0. 3mm。
4.根據權利要求1所述的一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于導流槽深度為 0. 3-lmm。
5.根據權利要求1所述的一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于導流件下端設置一 內六角孔或一字孔。
6.根據權利要求1所述的一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于導流件下端設置淺 的凹面。
7.根據權利要求1所述的一種靜電紡絲多股絲噴頭，其特征在于導流槽的截面為圓 弧形溝槽、方形溝槽或三角形溝槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種靜電紡絲多股絲噴頭，屬于靜電紡絲領域。它包括貼合件、導流件和控熱裝置，其中貼合件和導流件通過螺紋連接，控熱裝置固定在貼合件外表面上，導流件的配合柱面和貼合件的對應面通過緊配合貼緊，下端垂直于柱面均勻分布多個分流孔，分流孔出口設置緩沖槽，下端的分流錐面上環(huán)形均布多個分流槽，分流錐面同貼合件上的對應錐面平行，導流件下端設置一內六角孔和淺的凹面。此噴頭用于熔體或是溶液的電紡可以實現多股絲的均勻制備，可以將多個此結構的組合引入大批量靜電紡絲裝置中，本發(fā)明將極大地提高靜電紡絲的生產效率，降低多噴頭的加工成本。
文檔編號D01D4/02GK101985778SQ20101055618
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月22日
發(fā)明者丁玉梅, 何雪濤, 劉勇, 李好義, 楊衛(wèi)民, 王建強 申請人:北京化工大學