一种无针静电纺丝头制造技术

本发明专利技术公开了一种无针静电纺丝头，包括支撑轴以及设置于支撑轴外侧并呈螺旋布置的一级螺旋叶片，所述的一级螺旋叶片由等径的螺旋叶片主体段和位于两侧端头的螺旋叶片过渡段构成，所述过渡段的直径由支撑轴的表面自然过渡到与所述主体段相等；以所述一级螺旋叶片的内侧为根部，外侧为端部，所述一级螺旋叶片经其根部与所述支撑轴相连，在所述一级螺旋叶片的端部的端面开设有由沿其走向连续的和/或非连续的槽体组成的二级结构，所述二级结构的槽体走向与所述一级螺旋叶片的走向相一致；所述一级螺旋叶片主体段的直径为30～150mm，所述一级螺旋叶片的螺距为10～60mm，所述一级螺旋叶片的厚度为1～12mm。叶片的厚度为1～12mm。叶片的厚度为1～12mm。

【技术实现步骤摘要】
一种无针静电纺丝头


[0001]本专利技术涉及一种新型螺旋结构静电纺丝头，具体来说为一种无针静电纺丝头。

技术介绍

[0002]材料工程领域通常把直径小于1000nm而长径比大于1000的线状材料称为纳米纤维。纳米纤维具有优异的结构和性能，在生物工程、工业防护服、酶催化、锂电池隔膜、化妆品、空气和水过滤等领域有巨大的应用潜力。静电纺丝技术以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺原料丰富、工艺可控等优点，已成为唯一可以用来规模化生产真正意义上的纳米纤维的新兴纺丝技术。
[0003]静电纺丝技术已经经历了单针头式、多针头式和无针头式三个技术阶段。单针头式静电纺丝产量低，无法实现纳米纤维工业化生产。传统多针头式静电纺丝生产的纤维直径小、细度均匀，但存在针头易堵、不易清理、多射流间静电干扰、生产效率低等问题。无针静电纺丝技术是目前最有发展前景和应用潜力的纳米纤维宏量制备技术，其发展主要集中在纺丝头的创新，目前纺丝头的种类有很多，包括如申请号为WO2006131081的专利文献中提到的板式、公告号为CN103774250A的专利文献中提到的螺杆式、申请号为WO2005024101的专利文献中提到的圆筒式及申请号为WO2010043002的专利文献中提到的螺旋丝式，这些无针静电纺丝技术的产量都比多针头式高且不存在针头堵塞问题，但普遍存在所需纺丝电压大，纺丝时溶液流失较快，对纤维结构和形态的控制能力弱等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种可提高纳米纤维的产量，降低静电纺丝的纺丝电压，并能实现对纤维结构和形态的精确控制的无针静电纺丝头。
[0005]其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
[0006]一种无针静电纺丝头，包括支撑轴以及设置于支撑轴外侧并呈螺旋布置的一级螺旋叶片，所述的一级螺旋叶片由等径的螺旋叶片主体段和位于两侧端头的螺旋叶片过渡段构成，所述过渡段的直径由支撑轴的表面自然过渡到与所述主体段相等；以所述一级螺旋叶片的内侧为根部，外侧为端部，所述一级螺旋叶片经其根部与所述支撑轴相连，其特点为，
[0007]在所述一级螺旋叶片的端部的端面开设有由沿其走向连续的和/或非连续的槽体组成的二级结构，所述二级结构的槽体走向与所述一级螺旋叶片的走向相一致；所述一级螺旋叶片主体段的直径为30～150mm，所述一级螺旋叶片的螺距为10～60mm，所述一级螺旋叶片的厚度为1～12mm。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述一级螺旋叶片的端部的端面开设有两组或多组所述二级结构，两组或多组二级结构的走向大致平行。
[0009]也作为本技术方案的进一步改进，所述槽体槽壁所处的一级螺旋叶片的端部位，
形成所述二级结构的叶片，以所述槽体相对侧的槽壁所对应的二级结构的叶片分别为第一叶片和第二叶片，所述第一叶片和第二叶片的宽度为等宽或不等宽。
[0010]作为本技术方案的更进一步改进，所述第一叶片的宽度为0.1～10mm；所述第二叶片的宽度为0.1～10mm。
[0011]作为本专利技术的优选形式，单组所述二级结构为由一个连续的槽体组成的二级结构，该槽体断面呈矩形，其槽宽为0.3～30mm，槽深为0.2～5mm。或者，该槽体断面呈V形，其V形开口宽0.1～30mm，槽深为0.2～5mm。
[0012]也作为本专利技术的优选形式，单组所述二级结构由非连续的两个或多个槽体组成，该槽体断面呈矩形，其槽宽为0.3～30mm，槽深为0.2～5mm。；或者，该槽体断面呈V形，其V形开口宽0.1～30mm，槽深为0.2～5mm。
[0013]更进一步，所述两个或多个槽体的长度相等或不相等，单个槽体的长度为2～100mm。
[0014]同样作为本技术方案的进一步改进，所述一级螺旋叶片为实心或空心结构。
[0015]采用上述技术方案的无针静电纺丝头，在将其置于供液装置中后，通过旋转带液，并在高压电场下形成纳米纤维沉积在接收装置上。与一级螺旋叶片纺丝装置静电纺丝过程相比，其优势在于不仅将纳米纤维的产量提高了2倍以上，而且将工作电压降低了5kV以上。
[0016]本专利技术提供的新型无针静电纺丝头，不仅进一步提高了纳米纤维的产量，而且降低了静电纺丝的纺丝电压并可实现对纤维结构和形态的精确控制。
附图说明
[0017]图1为本专利技术无针静电纺丝头的整体结构示意；
[0018]图2为本专利技术实施例1的二级结构示意图；
[0019]图3为图2中二级结构的俯视结构示意；
[0020]图4为本专利技术实施例2的二级结构示意图；
[0021]图5为本专利技术实施例3的二级结构示意图；
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的详细说明。
[0023]实施例1：
[0024]本专利技术提供了一种无针静电纺丝头，包含支撑轴1、一级螺旋叶片2及叶片上的二级结构。其中一级螺旋叶片2设置于支撑轴1的外侧，一级螺旋叶片2的内侧为根部，外侧边缘为端部，一级螺旋叶片通过根部与支持轴相连，而螺旋叶片上的二级结构设置于一级螺旋叶片2的边缘。
[0025]其中，所述支撑轴1是采用金属或塑料制成实心棒状结构或者是中空筒状结构，所述支撑轴1的直径为5～50mm。
[0026]所述一级螺旋叶片2由变径和等径螺旋叶片组成，等径段为主体段，变径段为过渡段；材质为金属或非金属材质，等径段直径为30～150mm，变径段为从支撑轴到等径叶片自由光滑过渡；一级螺旋叶片的螺距为10～60mm，一级螺旋叶片的厚度为1～12mm。一级螺旋叶片2可以为实心或者空心。
[0027]所述螺旋叶片2上的端部20处形成的二级结构为在螺旋结构叶片2顶端(图中的端部20)所开的一条槽300，如图3所示，该槽为连续贯通的，其走向与一级螺旋叶片的走向保持一致；材质可以是任何材质，导电或者绝缘材料均可。对螺旋叶片的材料要求是不能在纺丝液中溶解和降解。
[0028]进一步，其断面最好呈矩形，凹槽300宽度为0.3～30mm，深度为0.2～5mm，凹槽300两边的二级结构的叶片21和22的宽度为0.1～10mm，两边叶片21和22的宽度可以是等宽的也可以是不等宽的。
[0029]实施例2：
[0030]如图4所示，本实施例与实施例1相比，一级螺旋叶片的端部20开设的槽体为非连续贯通结构，具体为图中的凹槽310、320和330所形成的一个槽体组；并且，二级结构为非连续结构时，图中的各凹槽可以是长度不等的凹槽或长度相等的凹槽。
[0031]当二级结构的螺旋凹槽为非连续结构的两个或两个以上时(如图中的三个)，凹槽宽度为0.3～30mm，深度为0.2～5mm，凹槽两边的叶片宽度分别为0.1～10mm，两边叶片宽度可以是等宽的也可以是不等宽的。整个槽体组由不同长度的凹槽组成，每个凹槽长度为2～100mm，各凹槽的长度可以是相等也可以是不相等的。整体的走向与一级螺旋叶片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无针静电纺丝头，包括支撑轴以及设置于支撑轴外侧并呈螺旋布置的一级螺旋叶片，所述的一级螺旋叶片由等径的螺旋叶片主体段和位于两侧端头的螺旋叶片过渡段构成，所述过渡段的直径由支撑轴的表面自然过渡到与所述主体段相等；以所述一级螺旋叶片的内侧为根部，外侧为端部，所述一级螺旋叶片经其根部与所述支撑轴相连，其特征在于，在所述一级螺旋叶片的端部的端面开设有由沿其走向连续的和/或非连续的槽体组成的二级结构，所述二级结构的槽体走向与所述一级螺旋叶片的走向相一致；所述一级螺旋叶片主体段的直径为30～150mm，所述一级螺旋叶片的螺距为10～60mm，所述一级螺旋叶片的厚度为1～12mm。2.根据权利要求1所述的无针静电纺丝头，其特征在于，所述一级螺旋叶片的端部的端面开设有两组或多组所述二级结构，两组或多组二级结构的走向大致平行。3.根据权利要求1所述的无针静电纺丝头，其特征在于，所述槽体槽壁所处的一级螺旋叶片的端部位，形成所述二级结构的叶片，以所述槽体相对侧的槽壁所对应的二级结构的叶片分别为第一叶片和第二叶片，所述第一叶片和第二叶片的宽度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵曙光，林童，安广超，
申请(专利权)人：上海云同新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：