多噴頭靜電紡絲裝置制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種多噴頭靜電紡絲裝置，包括多個(gè)噴絲頭、收集裝置和高壓電源，所述每個(gè)噴絲頭沿其軸線方向設(shè)有紡絲液流道，所述紡絲液流道的四周開設(shè)有熱空氣流道，所述熱空氣流道連通于氣泵，所述氣泵和熱空氣流道之間設(shè)置有加熱裝置。本發(fā)明在紡絲液流道的四周開設(shè)有熱空氣流道，通過熱空氣流道的拉伸作用可以進(jìn)一步降低纖維的直徑，改善靜電紡絲過程的不穩(wěn)定性，引導(dǎo)纖維的著落方向，并且可以提高靜電紡絲工藝的效率。利用氣流拉伸和靜電力的拉伸的共同作用，提高了納米纖維制備的可控性和產(chǎn)量，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電紡技術(shù)，產(chǎn)量提高幾倍至幾十倍。
【專利說明】多噴頭靜電紡絲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)屬于紡織領(lǐng)域，具體涉及一種多噴頭靜電紡絲裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 靜電紡絲技術(shù)是目前制備超細(xì)纖維和納米纖維最直接也是最基本的方法之一，由 靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維具有超高的比表面積、極大長徑比、高表面活性、優(yōu)越的機(jī)械 性能（高強(qiáng)高韌）等特點(diǎn)，在紡織工程、環(huán)境工程、生物科技、醫(yī)療與衛(wèi)生健康、能源貯存、軍 事與反恐安全等不同領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著靜電紡絲技術(shù)研究的不斷深 入，目前己經(jīng)有幾十種聚合物成功通過靜電紡絲技術(shù)制備超細(xì)纖維，制備的超細(xì)纖維直徑 一般在幾十納米至一微米之間，紡絲條件適當(dāng)時(shí)纖維直徑可達(dá)1納米。靜電紡絲法制備超 細(xì)纖維的基本原理可以簡(jiǎn)單概括為，聚合物溶液或熔體在高壓靜電場(chǎng)中電場(chǎng)力的作用下， 從毛細(xì)管或者氣泡的末端形成射流飛向接收裝置，射流在到達(dá)接收裝置的過程中產(chǎn)生高度 拉伸，纖維變細(xì)，同時(shí)溶液中的溶劑蒸發(fā)或是熔體固化，最后纖維沉積在接收裝置上。
[0003] 對(duì)于直列式多噴頭的靜電紡絲裝置，在多個(gè)噴絲頭同時(shí)紡絲的過程中，電場(chǎng)強(qiáng)度 小于單個(gè)噴絲頭單獨(dú)工作時(shí)的大小，同時(shí)各并列排布的噴絲頭的電場(chǎng)強(qiáng)度大小也不相同， 噴絲頭之間還存在互擾現(xiàn)象。
[0004] 另外，現(xiàn)有的靜電紡絲裝置，紡絲液從噴絲頭噴出時(shí)，纖維的直徑比較大，而且噴 出的纖維的著落方向難控制，紡絲效率比較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種多噴頭靜電紡絲裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種多噴頭靜電紡絲裝置，包括多個(gè)噴絲頭、收集裝置和高 壓電源，所述每個(gè)噴絲頭沿其軸線方向設(shè)有紡絲液流道，所述紡絲液流道的四周開設(shè)有熱 空氣流道，所述熱空氣流道連通于氣泵，所述氣泵和熱空氣流道之間設(shè)置有加熱裝置。
[0008] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，還包括輔助電極，所述高壓電源連接于 所述輔助電極，所述輔助電極與所述收集裝置呈板對(duì)板設(shè)置，所述輔助電極上鏤空設(shè)有與 所述噴絲頭數(shù)量相同的圓形孔，所述每個(gè)噴絲頭對(duì)應(yīng)設(shè)置于一圓形孔內(nèi)。
[0009] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述噴絲頭位于所述圓形孔的中間位 置。
[0010] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述噴絲頭管口的最前端平齊于所述 輔助電極靠近收集裝置的表面。
[0011] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述收集裝置包括導(dǎo)軌、滑動(dòng)于所述導(dǎo) 軌上的滑板、安裝于所述滑板上的兩個(gè)導(dǎo)桿、以及固定于所述兩個(gè)導(dǎo)桿之間的收集板。
[0012] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述噴絲頭與收集板之間的間距為 100 ?500mm〇
[0013] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括升降支架，所 述升降支架安裝于所述輔助電極和噴絲頭的下方。
[0014] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述靜電紡絲裝置還包括步進(jìn)電機(jī)，所 述步進(jìn)電機(jī)安裝于所述輔助電極和噴絲頭的下方。
[0015] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述多個(gè)噴絲頭直線式排列。
[0016] 優(yōu)選的，在上述的多噴頭靜電紡絲裝置中，所述圓形孔的直徑小于或等于40mm ; 所述輔助電極的寬度為500?600mm。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] (1)本發(fā)明通過輔助電極上的多個(gè)圓形孔對(duì)噴絲頭進(jìn)行有效隔離，達(dá)到平衡工作 電場(chǎng)的效果，從而提高紡絲效率，改善紡絲質(zhì)量。
[0019] (2)本發(fā)明在紡絲液流道的四周開設(shè)有熱空氣流道，通過熱空氣流道的拉伸作用 可以進(jìn)一步降低纖維的直徑，改善靜電紡絲過程的不穩(wěn)定性，引導(dǎo)纖維的著落方向，并且可 以提高靜電紡絲工藝的效率。利用氣流拉伸和靜電力的拉伸的共同作用，提高了納米纖維 制備的可控性和產(chǎn)量，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電紡技術(shù)，產(chǎn)量提高幾倍至幾十倍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中多噴頭靜電紡絲裝置的原理示意圖；
[0022] 圖2所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中噴絲頭的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描 述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024] 參圖1所示，靜電紡絲裝置包括多個(gè)噴絲頭1、收集裝置2、輔助電極3和高壓電源 4。
[0025] 多個(gè)噴絲頭1呈直列式排布，噴絲頭1包括注射器11以及與注射器11相連的注 射泵12。
[0026] 收集裝置2包括導(dǎo)軌21、滑動(dòng)于導(dǎo)軌21上的滑板22、安裝于滑板上且沿堅(jiān)直方向 延伸的兩個(gè)導(dǎo)桿23、以及固定于兩個(gè)導(dǎo)桿23之間的收集板24。滑板22垂直于導(dǎo)軌21，并 可沿導(dǎo)軌21作遠(yuǎn)離或接近輔助電極3移動(dòng)。收集板24連接于高壓電源4。
[0027] 輔助電極3與收集板24呈板對(duì)板設(shè)置，在噴絲頭1對(duì)應(yīng)的極板的位置，以噴絲頭 1為圓心鏤空設(shè)有圓形孔31，噴絲頭1置于圓形孔31的中間位置，噴絲頭1管口最前端平 齊于輔助電極3靠近收集板24的表面。輔助電極3電性連接于高壓電源4。
[0028] 輔助電極3和噴絲頭1的下方還安裝有升降支架5,升降支架5用以驅(qū)動(dòng)輔助電極 3和噴絲頭1上升或下降。
[0029] 輔助電極3和噴絲頭1的下方還安裝有步進(jìn)電機(jī)6,步進(jìn)電機(jī)6用以驅(qū)動(dòng)輔助電極 3和噴絲頭1沿接近或遠(yuǎn)離收集板24的方向移動(dòng)。
[0030] 進(jìn)一步地，圓形孔31的直徑小于等于40mm。
[0031] 進(jìn)一步地，噴絲頭1與收集板24之間的間距優(yōu)選為100mm至500mm。
[0032] 進(jìn)一步地，輔助電極3的寬度優(yōu)選為500mm至600mm。
[0033] 進(jìn)一步地，噴絲頭1的管口還可以突出于所述輔助電極3的表面，但是不超過輔助 電極3表面的1. 5mm。
[0034] 本發(fā)明在設(shè)置輔助電極之后，工作電場(chǎng)的均勻性顯著提高，各噴絲頭的電場(chǎng)強(qiáng)度 大小和變化趨勢(shì)基本一致，從而提高了紡絲效率，改善了紡絲質(zhì)量。
[0035] 參圖2所示，每個(gè)噴絲頭1沿其軸線方向開設(shè)有紡絲液流道13,紡絲液流道13的 四周開設(shè)有熱空氣流道14,熱空氣流道14與氣泵連通，氣泵與熱空氣流道之間還設(shè)置有加 熱裝置。
[0036] 在紡絲液流道的四周開設(shè)有熱空氣流道，通過熱空氣流道的拉伸作用可以進(jìn)一步 降低纖維的直徑，改善靜電紡絲過程的不穩(wěn)定性，引導(dǎo)纖維的著落方向，并且可以提高靜電 紡絲工藝的效率。利用氣流拉伸和靜電力的拉伸的共同作用，提高了納米纖維制備的可控 性和產(chǎn)量，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電紡技術(shù)，產(chǎn)量提高幾倍至幾十倍。
[0037] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí) 體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存 在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵 蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0038] 以上所述僅是本申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于，包括多個(gè)噴絲頭、收集裝置和高壓電源，所 述每個(gè)噴絲頭沿其軸線方向設(shè)有紡絲液流道，所述紡絲液流道的四周開設(shè)有熱空氣流道， 所述熱空氣流道連通于氣泵，所述氣泵和熱空氣流道之間設(shè)置有加熱裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：還包括輔助電極，所述高 壓電源連接于所述輔助電極，所述輔助電極與所述收集裝置呈板對(duì)板設(shè)置，所述輔助電極 上鏤空設(shè)有與所述噴絲頭數(shù)量相同的圓形孔，所述每個(gè)噴絲頭對(duì)應(yīng)設(shè)置于一圓形孔內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述噴絲頭位于所述圓 形孔的中間位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述噴絲頭管口的最前 端平齊于所述輔助電極靠近收集裝置的表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述收集裝置包括導(dǎo)軌、 滑動(dòng)于所述導(dǎo)軌上的滑板、安裝于所述滑板上的兩個(gè)導(dǎo)桿、以及固定于所述兩個(gè)導(dǎo)桿之間 的收集板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述噴絲頭與收集板之 間的間距為100?500mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述靜電紡絲裝置還包 括升降支架，所述升降支架安裝于所述輔助電極和噴絲頭的下方。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述靜電紡絲裝置還包 括步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)安裝于所述輔助電極和噴絲頭的下方。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述多個(gè)噴絲頭直線式 排列。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴頭靜電紡絲裝置，其特征在于：所述圓形孔的直徑小于 或等于40mm ;所述輔助電極的寬度為500?600mm。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK104060336SQ201410235980
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】惠宇娜, 蔣敏海, 蔣含憶 申請(qǐng)人:張家港市宏盛貿(mào)易有限公司