一種多微孔靜電紡絲噴頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種靜電紡絲噴頭。本實用新型的一種多微孔靜電紡絲噴頭，包括噴嘴、下固定件和上固定件，所述噴嘴夾設在上固定件和下固定件之間，且該上固定件和下固定件上均設有流液通道，所述上固定件上還開設有導管接口，所述噴嘴的射流噴出通道由復數(shù)個孔徑為10-60μm的微孔構(gòu)成。本實用新型的靜電紡絲噴頭能在同一平面同時產(chǎn)生多股射流，增加了由一個噴頭中產(chǎn)生的射流數(shù)量，大大提高了紡絲的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，且用該噴頭制備的紡絲纖維直徑小，靜電紡絲射流的噴射速度大小和方向一致，受力均勻，能保證纖維直徑和品質(zhì)的一致性，制備得到質(zhì)量更好的紡絲纖維。
【專利說明】一種多微孔靜電紡絲噴頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種靜電紡絲噴頭，特別是一種具有多射流的平面多孔靜電紡絲嗔頭。
【背景技術(shù)】
[0002]通過靜電紡絲技術(shù)可以制備種類豐富的納米纖維，包括有機、有機/無機復合和無機納米纖維，已經(jīng)成為了近十幾年來全世界納米材料制造研究的重要技術(shù)手段之一。通過靜電紡絲技術(shù)能夠得到直徑為幾納米到幾百納米的納米纖維，并且靜電紡絲技術(shù)所噴射制造的纖維膜重量輕、滲透性好、孔隙率高、內(nèi)部孔隙的連通性好、容易與納米級的化學物質(zhì)或功能性物質(zhì)相結(jié)合，已經(jīng)成為了功能性納米纖維材料制造的重要途徑。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產(chǎn)納米纖維的新型加工技術(shù)，將在生物醫(yī)用材料、過濾及防護、催化、能源、光電、食品工程、化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。
[0003]利用靜電紡絲技術(shù)，目前已經(jīng)可以獲得最小直徑達到幾納米的纖維。但是現(xiàn)有的技術(shù)都處于實驗室階段，產(chǎn)量少、效率低，因此如何提高產(chǎn)量和效率，降低成本，得到品質(zhì)優(yōu)良的靜電紡絲，實現(xiàn)其工業(yè)化成為當今靜電紡絲領(lǐng)域研究的熱點之一。
[0004]傳統(tǒng)的靜電紡絲裝置主要由高壓靜電發(fā)生器、微量注射泵、帶毛細管的注射器和接收器四個部分組成。近年來，靜電紡絲裝置得到很大發(fā)展，目前的靜電紡絲裝備簡單、易操作，但是有如下缺點:第一，有極細小微孔的毛細管是加工困難，成本較高，且在紡絲過程中容易堵塞，影響靜電紡絲的連續(xù)進行；第二，傳統(tǒng)的靜電紡絲裝置效率低，產(chǎn)量低，很難達到高效率生產(chǎn)的目的。第三，目前能夠噴射多射流的靜電紡絲裝備很難保證各射流品質(zhì)一致。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種具有陣列微孔的平板電極噴頭，以實現(xiàn)多射流靜電紡絲納米纖維的快速穩(wěn)定噴射，能實現(xiàn)高效率、高產(chǎn)量、高品質(zhì)的靜電紡絲纖維生產(chǎn)，克服了傳統(tǒng)多針尖紡絲噴頭射流間的干擾與抑制作用。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種多微孔靜電紡絲噴頭，包括噴嘴、下固定件和上固定件，所述噴嘴夾設在上固定件和下固定件之間，且該上固定件和下固定件上均設有流液通道，所述上固定件上還開設有導管接口，所述噴嘴的射流噴出通道由復數(shù)個孔徑為10-60 μ m的微孔構(gòu)成。
[0007]進一步的，所述噴嘴為帽狀噴嘴，該帽狀噴嘴具有一圓形凸起部和一帽沿部，且該圓形凸起部頂面為一平面。設計成平面是為了方便微孔的陣列分布，同時也使得射流角度—致。
[0008]更進一步的，所述微孔以每平方厘米5-10個方式排列在該平面上。以這個密度分布微孔，能夠在保證多股射流能夠準確地噴射到收集裝置上，且不會相互干擾。
[0009]進一步的，所述下固定件為一環(huán)臺狀固定件，該環(huán)臺狀固定件具有一內(nèi)環(huán)臺，所述上固定件為同軸套筒狀固定件，該同軸套筒狀固定件由上套筒和下套筒同軸連接而成，該上套筒的外徑小于下套筒的外徑，該同軸套筒狀固定件的上套筒與下套筒連接部設有導管接口，該同軸套筒狀固定件下套筒外表面與環(huán)臺狀固定件內(nèi)表面螺紋配合連接。通過這種方式能夠方便地拆卸上下固定件。
[0010]進一步的，帽狀噴嘴的帽沿部的外邊緣直徑略小于環(huán)臺狀固定件內(nèi)徑。
[0011]更進一步的，帽狀噴嘴的帽沿部的外邊緣直徑為6-8cm，該帽狀噴嘴的圓形凸起部的直徑為3_5cm,高度為0.5-lcm。
[0012]更進一步的，所述環(huán)臺狀固定件的內(nèi)環(huán)臺和帽狀噴嘴的帽沿部之間設有下橡膠墊圈，所述帽狀噴嘴的帽沿部和同軸套筒狀固定件下套筒之間設有上橡膠墊圈。通過設置調(diào)上橡膠圈和下橡膠圈，能夠保證噴嘴夾緊并保證密封性。
[0013]本實用新型通過采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0014]本實用新型的多微孔靜電紡絲噴頭，其噴嘴的主要部分設計成復數(shù)個微孔構(gòu)成的網(wǎng)孔狀，噴頭內(nèi)的射流在一定流速的驅(qū)動下會被分成多股直徑較小的溶液流通過微孔，在高壓靜電場的作用下，溶液流會在微孔處形成泰勒錐，經(jīng)拉伸形成多股獨立的射流。該靜電紡絲噴頭能在同一平面同時產(chǎn)生多股射流，增加了由一個噴頭中產(chǎn)生的射流數(shù)量，大大提高了紡絲的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，且用該噴頭制備的紡絲纖維直徑小，靜電紡絲射流的噴射速度大小和方向一致，受力均勻，能保證纖維直徑和品質(zhì)的一致性，制備得到質(zhì)量更好的紡絲纖維。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種多微孔靜電紡絲噴頭的主視圖。
[0016]圖2是本實用新型一種多微孔靜電紡絲噴頭的側(cè)視圖。
[0017]圖3是圖1的D-D的剖視圖(增加與高壓電源連接示意)。
[0018]圖4是本實用新型一種多微孔靜電紡絲噴頭的噴嘴的主視圖。
[0019]圖5是圖4中H部放大圖。
[0020]圖6是本實用新型一種多微孔靜電紡絲噴頭的噴嘴的側(cè)視圖。
[0021]【符號說明】1-下固定件，2-下橡膠墊圈，3-噴嘴，4-上橡膠墊圈，5-上固定件，6-高壓電源，7-導管接口，8-電極接頭，9-微孔。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0023]作為一個具體的實施例，如圖1至圖6所示，本實用新型的一種多微孔靜電紡絲噴頭，包括噴嘴3、下固定件I和上固定件5，所述噴嘴3為采用沖壓技術(shù)制成帽狀噴嘴3，該帽狀噴嘴3具有一圓形凸起部31和一 帽沿部32，帽狀噴嘴3的帽沿部32的外邊緣直徑為6-8cm，該帽狀噴嘴3的圓形凸起部31的直徑為3-5cm，高度為0.l_3mm。且該噴嘴3圓形凸起部31頂面為一平面311，該平面311的厚度為0.l-3mm，在該平面311上以每平方厘米5-10個方式排列分布設有復數(shù)個孔徑為10-60 μ m的微孔9，所述微孔9可用激光打孔技術(shù)制作，最佳微孔9孔徑可以選擇10 μ m,該微孔9構(gòu)成所述噴嘴3的射流噴出通道。圓形凸起部31頂面設計成平面311是為了方便微孔9的陣列分布，同時也使得射流角度一致。所述微孔9以每平方厘米5-10個的密度分布，能夠在保證多股射流能夠準確地噴射到收集裝置上，且不會相互干擾。
[0024]所述下固定件I為一環(huán)臺狀固定件I，該環(huán)臺狀固定件I具有一內(nèi)環(huán)臺11，帽狀噴嘴3的帽沿部32的外邊緣直徑略小于環(huán)臺狀固定件I內(nèi)徑，所述上固定件5為同軸套筒狀固定件5，該同軸套筒狀固定件5由上套筒51和下套筒52同軸連接而成，該上套筒51的外徑小于下套筒52的外徑。的上套筒51與下套筒52連接部設有導管接口 7，所述導管接口7以及環(huán)臺狀固定件I的內(nèi)腔和同軸套筒狀固定件5的內(nèi)腔一起構(gòu)成流液通道，該同軸套筒狀固定件5下套筒52外表面與環(huán)臺狀固定件I內(nèi)表面螺紋配合連接。通過這種方式能夠方便地拆卸上下固定件1、5。所述環(huán)臺狀固定件I的內(nèi)環(huán)臺11和帽狀噴嘴3的帽沿部32之間設有下橡膠墊圈2，所述帽狀噴嘴3的帽沿部32和同軸套筒狀固定件5下套筒52之間設有上橡膠墊圈4。所述環(huán)臺狀固定件I還連接有電極接頭8，該電極接頭8連接高壓電源6輸出端實現(xiàn)電源供給。
[0025]所述環(huán)臺狀固定件I和同軸套筒狀固定件5均采用車床、鉆床、銑床制出。
[0026]裝配時，先將下橡膠墊圈2置于該環(huán)臺狀固定件I的內(nèi)環(huán)臺11上，再將所述帽狀噴嘴3的帽沿部32置于該下橡膠墊圈2上，再將該上橡膠墊圈4置于帽狀噴嘴3的帽沿部32上，最后將同軸套筒狀固定件5下套筒52套入環(huán)臺狀固定件I內(nèi)并螺紋配合連接，將噴嘴3夾緊并保證其密封性即可。
[0027]使用前對該帽狀噴嘴3的一圓形凸起部31平面311進行疏水化處理，阻止溶液在微孔9表面積累，供液裝置通過導管接口 7與上固定件5連接，使溶液以恒定的速度流下，帽狀噴嘴3的一圓形凸起部31平面311和微孔9出口恰好無溶液積累。
[0028]使用時，在一定的溶液流速和高壓靜電場的作用下，本實用新型的平面多孔靜電紡絲噴頭能夠在噴嘴3平面311形成多股射流，在距離噴頭一定距離處放置一接收器即可收集到靜電紡絲纖維。這種連續(xù)進行的多射流模型的噴頭可提高靜電紡絲的效率、產(chǎn)量，并能通過改變微孔9的孔徑或密度改變紡絲的直徑，提高紡絲纖維質(zhì)量。這種噴頭設備簡單，易操作，可滿足實際中規(guī)?；募{米纖維批量生產(chǎn)的需求。
[0029]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:包括噴嘴、下固定件和上固定件，所述噴嘴夾設在上固定件和下固定件之間，且該上固定件和下固定件上均設有流液通道，所述上固定件上還開設有導管接口，所述噴嘴的射流噴出通道由復數(shù)個孔徑為10-60 μ m的微孔構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:所述噴嘴為帽狀噴嘴，該帽狀噴嘴具有一圓形凸起部和一帽沿部，且該圓形凸起部頂面為一平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:所述微孔以每平方厘米5-10個方式排列在該平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:所述下固定件為一環(huán)臺狀固定件，該環(huán)臺狀固定件具有一內(nèi)環(huán)臺，所述上固定件為同軸套筒狀固定件，該同軸套筒狀固定件由上套筒和下套筒同軸連接而成，該上套筒的外徑小于下套筒的外徑，該同軸套筒狀固定件的上套筒與下套筒連接部設有導管接口，該同軸套筒狀固定件下套筒外表面與環(huán)臺狀固定件內(nèi)表面螺紋配合連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:帽狀噴嘴的帽沿部的外邊緣直徑略小于環(huán)臺狀固定件內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:所述環(huán)臺狀固定件的內(nèi)環(huán)臺和帽狀噴嘴的帽沿部之間設有下橡膠墊圈，所述帽狀噴嘴的帽沿部和同軸套筒狀固定件下套筒之間設有上橡膠墊圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5或6所述的一種多微孔靜電紡絲噴頭，其特征在于:帽狀噴嘴的帽沿部的外邊緣直徑為6-8cm，該帽狀噴嘴的圓形凸起部的直徑為3-5cm，高度為0.5_lcm0
【文檔編號】D01D4/02GK203639618SQ201320668758
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】鄭高峰, 趙艷媛, 王馨然, 陳冬陽, 莊明鳳, 劉海燕 申請人:廈門大學