CN108315829A - 通气式静电纺丝装置及纺丝方法 - Google Patents

通气式静电纺丝装置及纺丝方法 Download PDF

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何吉欢
田丹
李雅
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus

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Abstract

本发明涉及一种通气式静电纺丝装置及纺丝方法，包括：喷丝组件、通过导气管与所述喷丝组件连接的气泵及与所述喷丝组件通过导液管连接并为所述喷丝组件提供溶液的储液装置，所述喷丝组件包括喷丝板、设置在所述喷丝板上的圆筒及设置在所述圆筒内的纺丝针头；其中，所述圆筒上设置有通孔。所述纺丝方法通过在圆筒上设置通孔使得气体流入圆筒内与圆筒壁碰撞形成涡流螺旋风，在纺丝过程中加捻纤维，从而达到增强纤维膜的强度、提高纺丝纤维质量和纺丝效率的效果，步骤简单，操作方便。

Description

通气式静电纺丝装置及纺丝方法
技术领域
本发明涉及一种通气式静电纺丝装置及纺丝方法，属于静电纺丝领域。
背景技术
微纳米材料具有尺寸微小，比表面积大，理化性能优异等一系列的优点，因而在环境卫生、能源安全、生物医学等领域具有广阔的应用前景。目前，制备微纳米纤维材料的方法有很多，包括单针头静电纺丝技术，多针头静电纺丝技术，气泡静电纺丝技术，气流气泡纺丝技术等，这些技术在一定规模上都实现了生产微纳米材料。静电纺丝技术作为制备微纳米材料的主要方法，近年来得到了广泛研究，但是利用静电纺丝方法制备出的纤维膜，通常强度不是很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高纤维膜强度和质量、同时提高纺丝效率的通气式静电纺丝装置及纺丝方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通气式静电纺丝装置，包括：喷丝组件、通过导气管与所述喷丝组件连接的气泵及与所述喷丝组件通过导液管连接并为所述喷丝组件提供溶液的储液装置，所述喷丝组件包括喷丝板、设置在所述喷丝板上的圆筒及设置在所述圆筒内的纺丝针头；其中，所述圆筒上设置有通孔。
进一步地，所述通孔与所述纺丝针头垂直设置。
进一步地，所述气泵与所述通孔连接。
进一步地，所述圆筒为薄壁圆筒。
进一步地，所述通气式静电纺丝装置还包括设置在所述喷丝组件一侧的接收装置。
进一步地，所述通气式静电纺丝装置还包括与所述纺丝针头电性连接的高压静电装置。
本发明还提供一种通气式纺丝方法，所述纺丝方法采用如上所述的通气式纺丝装置，其特征在于，所述纺丝方法包括如下步骤：
S1：打开气泵与储液池，气泵所发出的气体经由导气管从通孔处流入圆筒，通入的气体在圆筒内与圆筒壁碰撞从而形成自上而下的涡流螺旋风；
S2：纺丝针头开始纺丝，所述涡流螺旋风包围所述纺丝针头并促使纤维在形成过程中开始加捻，随后纤维在所述涡流螺旋风的作用下沉积在接收装置上。
进一步地，所述圆筒为薄壁圆筒。
本发明的有益效果在于：通过在圆筒上设置有通孔，气泵所发出的气体经由导气管从通孔处流入圆筒，通入的气体在圆筒内与圆筒壁碰撞从而形成自上而下的涡流螺旋风，涡流螺旋风包围纺丝针头并促使纤维在形成过程中开始加捻，达到提高纤维膜强度、提高纺丝效率及纺丝质量的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明的通气式静电纺丝装置的结构示意图。
图2为图1中的喷丝组件的结构示意图。
图3为图1中的圆筒的俯视图。
图4为图1中圆筒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参见图1至图4，本发明的一较佳实施例中的通气式纺丝装置包括喷丝组件1、通过导气管与所述喷丝组件1连接的气泵4及与所述喷丝组件1通过导液管连接并为所述喷丝组件1提供溶液的储液装置3，所述喷丝组件1包括喷丝板11、设置在所述喷丝板11上的圆筒12及设置在所述圆筒12内的纺丝针头13。所述通气式静电纺丝装置还包括设置在所述喷丝组件1一侧的接收装置5及与所述纺丝针头13电性连接的高压静电装置2。其中，所述圆筒12上设置有通孔121，所述气泵4与所述通孔121连接。在本实施例中，所述通孔121与所述纺丝针头13垂直设置，所述通孔121设置在所述圆筒12的上端。当启动气泵4，气泵4发出的气流经由导气管输送至圆筒12内，由于通孔121与所述纺丝针头13垂直设置，气流与所述圆筒12内壁来回碰撞从而产生涡流螺旋风。上端的气流越积越多，从而产生气压差，使得所述螺旋风从上而下。所述纺丝针头13设置在所述圆筒12的正中央位置，以使气流更好的运行。诚然，在其他实施例中，所述纺丝针头13可设置在所述圆筒12的任意位置，根据实际情况而定。所述纺丝针头13的长度可大于所述圆筒12，也可短于所述圆筒12，根据实际情况而定。在本实施例中，所述喷丝板11上均匀布置了六个圆筒12和设置在所述圆筒12内的纺丝针头13。诚然，在其他实施例中，所述圆筒12与设置在所述圆筒12内的纺丝针头13也可为其他个数，根据实际情况而定。所述圆筒12上的通孔121的个数为4个，4个通孔121均匀设置以使得进入所述圆筒12内的气流更加均匀。诚然，在其他实施例中，所述通孔121的个数也可为其他个数，根据实际情况而定。所述圆筒12为薄壁圆筒12，所述薄壁圆筒12的材质可为金属或非金属，根据实际情况而定。
所述喷丝组件1的纺丝针头13朝下设置，所述接收装置5设置在所述喷丝组件1的正下方以便更好的接收纤维，所述高压静电装置2与所述纺丝针头13连接，使得纺丝溶液带电以防止在静电纺丝过程中产生意外。当需要进行混合纺时，可以直接添加储液装置3的个数，步骤简单，操作方便。
本发明还提供一种通气式纺丝方法，所述纺丝方法采用如上所述的通气式纺丝装置，其特征在于，所述纺丝方法包括如下步骤：
S1：打开气泵4与储液池，气泵4所发出的气体经由导气管从通孔121处流入圆筒12，通入的气体在圆筒12内与圆筒12壁碰撞从而形成自上而下的涡流螺旋风；
S2：纺丝针头13开始纺丝，所述涡流螺旋风包围所述纺丝针头13并在促使纤维在形成过程中开始加捻，随后纤维在所述涡流螺旋风的作用下沉积在接收装置5上。
综上所述：通过在圆筒12上设置有通孔121，气泵4所发出的气体经由导气管从通孔121处流入圆筒12，通入的气体在圆筒12内与圆筒12壁碰撞从而形成自上而下的螺旋风，螺旋风包围纺丝针头13并促使纤维在形成过程中开始加捻，达到提高纤维膜强度、提高纺丝效率及纺丝质量的效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种通气式静电纺丝装置，其特征在于，包括：喷丝组件、通过导气管与所述喷丝组件连接的气泵及与所述喷丝组件通过导液管连接并为所述喷丝组件提供溶液的储液装置，所述喷丝组件包括喷丝板、设置在所述喷丝板上的圆筒及设置在所述圆筒内的纺丝针头；其中，所述圆筒上设置有通孔。
2.如权利要求1所述的通气式静电纺丝装置，其特征在于，所述通孔与所述纺丝针头垂直设置。
3.如权利要求1所述的通气式静电纺丝装置，其特征在于，所述气泵与所述通孔连接。
4.如权利要求1所述的通气式静电纺丝装置，其特征在于，所述圆筒为薄壁圆筒。
5.如权利要求1所述的通气式静电纺丝装置，其特征在于，所述通气式静电纺丝装置还包括设置在所述喷丝组件一侧的接收装置。
6.如权利要求1所述的通气式静电纺丝装置，其特征在于，所述通气式静电纺丝装置还包括与所述纺丝针头电性连接的高压静电装置。
7.一种通气式纺丝方法，所述纺丝方法采用如权利要求1～6中任意一项所述的通气式纺丝装置，其特征在于，所述纺丝方法包括如下步骤：
S1：打开气泵与储液池，气泵所发出的气体经由导气管从通孔处流入圆筒，通入的气体在圆筒内与圆筒壁碰撞从而形成自上而下的涡流螺旋风；
S2：纺丝针头开始纺丝，所述涡流螺旋风包围所述纺丝针头并促使纤维在形成过程中开始加捻，随后纤维在所述涡流螺旋风的作用下沉积在接收装置上。
8.如权利要求7所述的通气式纺丝方法，其特征在于，所述圆筒为薄壁圆筒。
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