CN103966676B - 纳米薄膜纺丝装置 - Google Patents
纳米薄膜纺丝装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103966676B CN103966676B CN201410187380.4A CN201410187380A CN103966676B CN 103966676 B CN103966676 B CN 103966676B CN 201410187380 A CN201410187380 A CN 201410187380A CN 103966676 B CN103966676 B CN 103966676B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- generator
- nano thin
- pole plate
- spinning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009987 spinning Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 15
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 1
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纳米薄膜纺丝装置，包括与高压静电发生器连接的薄膜发生器以及设置在所述薄膜发生器前端的接收极板，在所述的薄膜发生器的后端设置有一气流腔，在气流腔的出口设置有一薄膜成形装置，在气流腔的入口设置一气体入口和纳米颗粒入口，在所述的气体入口连接一气流发生器，在所述的纳米颗粒入口连接一纳米颗粒容器。与现有技术相比，纳米薄膜在高压静电场或气流场或二者的混合场中被拉伸，这就使得制备的纳米纤维直径更细。同时，通过纳米颗粒容器在气流腔中加入纳米颗粒，使得纳米薄膜与纳米颗粒在纺丝过程中混合得更加均匀，可以有效制得纤维表面的均匀突起结构。且可以通过控制颗粒的形状、性质等来精确控制纤维的表观形貌。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米薄膜纺丝装置 ，属于纺丝制备技术领域。
背景技术
纳米纤维具有超高的比表面积、极大长径比、高表面活性、优越的机械性能（高强高韧）等特点，在纺织工程、环境工程、生物科技、医疗与卫生健康、能源贮存、军事与反恐安全等不同领域都具有十分广阔的应用前景。传统制备超细纤维和纳米纤维最直接也是最基本的方法是静电纺丝方法。目前，实验室和工业界制备纳米纤维，均广泛采用单喷头或多喷头针筒式静电纺纳米纤维的装置。
传统的纳米静电纺丝技术存在一些缺陷。制备的纤维形貌受溶液浓度、粘性等性能的影响较大；针头直径较小，易造成针头堵塞，该缺点大大限制了制备具有纳米颗粒包覆的纤维；制备的纤维细度平均值仍然为几百纳米。同时，静电针纺式方法制备纳米纤维的产量非常低，很难实现工业化的批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种纳米纤维更细且表面具有突起结构的通过薄膜发生器和成形器制备纳米纤维的纳米薄膜纺丝装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种纳米薄膜纺丝装置，包括与高压静电发生器连接的薄膜发生器以及设置在所述薄膜发生器前端的接收极板，其特征在于：在所述的薄膜发生器的后端设置有一气流腔，在气流腔的出口设置有一薄膜成形装置，在气流腔的入口设置一气体入口和纳米颗粒入口，在所述的气体入口连接一气流发生器，在所述的纳米颗粒入口连接一纳米颗粒容器。
在所述的薄膜发生器上还连接有一薄膜发生器移动控制装置，在所述的气流发生器上连接有一气流强度与温度控制装置。
所述的接收极板为带负压泵的接收极板、平行电极接收极板或温控型接收极板。
所述的薄膜发生器为滚筒式、毛刷式、海绵网式或纺织品式。
所述的薄膜成形装置的形状为正方形、长方形、圆形或三角形。
所述薄膜成形装置的叠加层数为1——10层。
所述薄膜发生器的数量为1——20个，尺寸：长0——20cm，宽为0——20cm。
所述气流强度与温度控制装置的气流强度控制范围为0——100L/min，温度控制范围为0——100℃。
所述的薄膜成形装置与接收极板的距离为0——100cm。
与现有技术相比，本发明装置的有益效果是：
1、由于薄膜发生器和薄膜成形装置的使用，使得纺丝溶液在进行纺丝前形成了纳米级薄膜，纳米薄膜在高压静电场或气流场或二者的混合场中被拉伸，这就使得制备的纳米纤维直径更细。由于薄膜发生器形成的薄膜面积总和较大，这使得纳米纤维的大批量生产得以实现。同时，通过纳米颗粒容器在气流腔中加入纳米颗粒，使得纳米薄膜与纳米颗粒在纺丝过程中混合得更加均匀，可以有效制得纤维表面的均匀突起结构。且可以通过控制颗粒的形状、性质等来精确控制纤维的表观形貌。
2、可以使纺丝溶液在纺丝前形成纳米薄膜，薄膜的大小和厚度可以通过调节薄膜成形器的尺寸、材质和形状来进行精确控制。因为调节薄膜成形器的尺寸可以自由调节，所以可以填补现有技术的空白，更好的实现纳米纤维的工业化生产，以满足生产生活需要。
3、本发明使用了气流强度和温度控制器，这可以有效的控制气流场，从而有效控制纤维的形貌。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明接收极板的结构示意图，其中a为带负压泵的接收极板，b为平行电极接收极板，c为温控型接收极板。
图3为本发明薄膜发生器的结构示意图，其中a为滚筒式薄膜发生器，b为毛刷式薄膜发生器。
图4为本发明薄膜成形装置的结构示意图，其中a为圆形，b为方形/菱形。
其中：1、接收极板，2、薄膜发生器移动控制装置，3、驻液池，4、薄膜成形装置，5、薄膜发生器，6、气流腔，7、高压静电发生器，8、气流强度与温度控制装置，9、气流发生器，10、纳米颗粒容器，11、负压泵，12、温控接收极板。
具体实施方式
下面结合具体实施案例，进一步阐述本发明，而这些实施案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。同时，在阅读本发明讲授的内容后，本领域的技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明一种纳米薄膜纺丝装置，由接收极板1，薄膜发生器移动控制装置2，驻液池3，薄膜成形装置4，薄膜发生器5，气流腔6，高压静电发生器7，气流强度与温度控制装置8，气流发生器9以及纳米颗粒容器10组成。
（1）本发明纳米薄膜纺丝装置利用薄膜发生器和成形器形成的纳米薄膜，在气流或者高压静电力的作用下，可以大批量生产纳米纤维。同时，可以通过改变薄膜成形器形状或材质、纺丝溶液性质、高压静电的大小、气流大小、气流的成分来对纤维形貌及其性能进行控制。
（2）本发明纳米薄膜纺丝装置中接收极板1的接收方式可以根据不同的溶液和纤维形貌进行调整。具体包括：带负压泵的接收极板、平行电极接收极板、温控型接收极板等。
（3）本发明纳米薄膜纺丝装置中薄膜成形装置4的材质和形状可以进行改变。材质可以采用铜、铝以及其他任一金属，也可以采用金属纺织品。形状可以为正方形、长方形、三角形或其他任一几何形状。单个几何形状的最大直径/边长为0——10cm。薄膜成形装置的叠加层数可以为1——10层。
（4）本发明纳米薄膜纺丝装置中薄膜发生器5的使用形式可以根据纺丝溶液性质等进行调整。具体可为滚轮形式、毛刷形式、海绵网形式、纺织品形式等。薄膜发生器5的数量为1——20个，尺寸：长0——20cm，宽为0——20cm。
（5）本发明纳米薄膜纺丝装置中气流强度与温度控制装置8的气流强度控制范围为0——100L/min，温度控制范围为0——100℃。
（6）本发明纳米薄膜纺丝装置的薄膜成形装置4与接收极板1的距离为0——100cm。
（7）本发明纳米薄膜纺丝装置的注液池3的数量可以根据纺丝纤维的组分和性质来进行增减，数量可以为1——20个。
本发明在使用时首先将注液池3装满纺丝溶液，并通过树脂导管将溶液注入薄膜发生器5，使得薄膜发生器5的表面呈润湿状态，并通过薄膜发生器移动控制装置2来控制薄膜发生器的移动。然后，先将纳米颗粒容器10与气流腔6和气流发生器9连接，再与薄膜成形装置4连接，并通过气流强度与温度控制装置8来控制气流。最后，将薄膜成型装置4连接高压静电发生器7正极，接收极板1连接负极。
实施例1
如图1所示，纳米薄膜纺丝装置在使用时，首先将注液池3装满纺丝溶液，并通过树脂导管将溶液注入薄膜发生器5，使得薄膜发生器5的表面呈润湿状态，并通过薄膜发生器移动控制装置2来控制薄膜发生器的移动。然后，先将纳米颗粒容器10与气流腔6和气流发生器9连接，再与薄膜成形装置4连接，并通过气流强度与温度控制装置8来控制气流。最后，将薄膜成型装置4连接高压发生器7正极，接收极板1连接负极。
在运用气流场或气流静电场进行纺丝时，将该装置的接收极板变为附带负压泵的接收极板（a）；制备多孔纳米纤维时采用温控接收极板（b）；制备平行纤维时采用平行电极接收极板（c）。
实施例2
如图1所示，纳米薄膜纺丝装置在使用时的安装步骤与实施案例1一致。在混合溶液复合纺丝时，可以根据复合纤维的种类、溶液性质选择薄膜发生器5的数量和材质，如图3所示。也可以根据薄膜成形装置4的大小来选择薄膜发生器5的数量和尺寸。
实施例3
如图1所示，纳米薄膜纺丝装置在使用时的安装步骤与实施案例1一致。在对不同溶液进行纺丝时，可以根据溶液的性质，改变薄膜成形器的形状、大小和数量。如图4所示，薄膜成形器的形状可以为圆形孔状结构，菱形/三角形结构，规则或不规则多边形等几何结构。材质可以为金属、非金属半导体、非织造/织造金属纺织品等。同时，可以根据不同的纤维性能需求，增加薄膜成形器的叠加层数。
Claims (7)
1.一种纳米薄膜纺丝装置，包括与高压静电发生器连接的薄膜发生器以及设置在所述薄膜发生器前端的接收极板，其特征在于：在所述的薄膜发生器的后端设置有一气流腔，在气流腔的出口设置有一薄膜成形装置，在气流腔的入口设置一气体入口和纳米颗粒入口，在所述的气体入口连接一气流发生器，在所述的纳米颗粒入口连接一纳米颗粒容器；所述的接收极板为带负压泵的接收极板、平行电极接收极板或温控型接收极板；所述薄膜发生器的数量为1—20个。
2.根据权利要求1所述的纳米薄膜纺丝装置，其特征在于：在所述的薄膜发生器上还连接有一薄膜发生器移动控制装置，在所述的气流发生器上连接有一气流强度与温度控制装置。
3.根据权利要求1或2所述的纳米薄膜纺丝装置，其特征在于：所述的薄膜发生器为滚筒式、毛刷式、海绵网式或纺织品式。
4.根据权利要求1或2所述的纳米薄膜纺丝装置，其特征在于：所述的薄膜成形装置的形状为正方形、长方形、圆形或三角形。
5.根据权利要求1或2所述的纳米薄膜纺丝装置，其特征在于：所述薄膜成形装置的叠加层数为1—10层。
6.根据权利要求2所述的纳米薄膜纺丝装置，其特征在于：所述气流强度与温度控制装置的气流强度控制范围为0—100L/min，温度控制范围为0—100℃。
7.根据权利要求1或2所述的纳米薄膜纺丝装置，其特征在于：所述的薄膜成形装置与接收极板的距离为0—100cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410187380.4A CN103966676B (zh) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | 纳米薄膜纺丝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410187380.4A CN103966676B (zh) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | 纳米薄膜纺丝装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103966676A CN103966676A (zh) | 2014-08-06 |
| CN103966676B true CN103966676B (zh) | 2019-03-29 |
Family
ID=51236664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410187380.4A Expired - Fee Related CN103966676B (zh) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | 纳米薄膜纺丝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103966676B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105063772B (zh) * | 2015-07-22 | 2017-11-21 | 苏州大学 | 一种气泡静电纺丝装置 |
| CN105063771B (zh) * | 2015-07-22 | 2017-12-26 | 苏州大学 | 一种气流气泡纺丝装置 |
| CN109865608A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-11 | 盐城工业职业技术学院 | 一种静电喷涂技术 |
| CN110528090B (zh) * | 2019-09-05 | 2024-02-02 | 南京工业职业技术学院 | 一种高孔隙率多孔结构纤维的制备装置及制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102534821A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-04 | 兰州大学 | 一种基于静电纺丝技术的纳米材料连续式生产装置 |
| CN102660783A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-12 | 苏州大学 | 多孔气泡静电纺丝装置 |
| CN102851753A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-02 | 苏州大学 | 多孔气泡静电纺丝装置 |
| TW201323675A (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-16 | Taiwan Textile Res Inst | 無針式熱融電紡設備 |
| CN203947192U (zh) * | 2014-05-05 | 2014-11-19 | 南通百博丝纳米科技有限公司 | 纳米薄膜纺丝装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2485384A (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Ngee Ann Polytechnic | Porous fibre encapsulating biological material |
-
2014
- 2014-05-05 CN CN201410187380.4A patent/CN103966676B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201323675A (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-16 | Taiwan Textile Res Inst | 無針式熱融電紡設備 |
| CN102534821A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-04 | 兰州大学 | 一种基于静电纺丝技术的纳米材料连续式生产装置 |
| CN102660783A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-12 | 苏州大学 | 多孔气泡静电纺丝装置 |
| CN102851753A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-02 | 苏州大学 | 多孔气泡静电纺丝装置 |
| CN203947192U (zh) * | 2014-05-05 | 2014-11-19 | 南通百博丝纳米科技有限公司 | 纳米薄膜纺丝装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103966676A (zh) | 2014-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105926161B (zh) | 一种具有梯度结构的粗细组合纳米纤维空气过滤材料的制备方法 | |
| CN102828260B (zh) | 一种离心式无针头静电纺丝装置 | |
| Shi et al. | Solution blowing nylon 6 nanofiber mats for air filtration | |
| CN103966676B (zh) | 纳米薄膜纺丝装置 | |
| Kang et al. | Advanced electrospinning using circle electrodes for freestanding PVDF nanofiber film fabrication | |
| CN105648547B (zh) | 一种静电纺纳米纤维纱装置及纳米纤维纱的制备方法 | |
| Yu et al. | A modified coaxial electrospinning for preparing fibers from a high concentration polymer solution. | |
| Zhang et al. | Stable multi-jet electrospinning with high throughput using the bead structure nozzle | |
| CN104611773B (zh) | 一种偏心套管并列纺丝头及其应用 | |
| Hsiao et al. | Effect of air blowing on the morphology and nanofiber properties of blowing‐assisted electrospun polycarbonates | |
| CN105999852B (zh) | 一种具有梯度结构的微珠/纳米纤维复合空气过滤材料及其制备方法 | |
| CN103806221A (zh) | 一种多组分网状纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN105063771B (zh) | 一种气流气泡纺丝装置 | |
| He et al. | Nanofiber coated hybrid yarn fabricated by novel electrospinning-airflow twisting method | |
| CN108842195A (zh) | 一种基于伯努利原理的静电纺丝装置及方法 | |
| CN103757718B (zh) | 一种平板自由液面同轴静电纺丝方法及其装置 | |
| CN103774251A (zh) | 一种通过多针滚筒高压静电喷丝生产纳米纤维无纺布的装置 | |
| CN106345181A (zh) | 静电纺pa6/pan/pa6多层过滤材料及其制备方法 | |
| CN105709832A (zh) | ZnO/全氟聚合物纳米纤维光催化膜的制备方法 | |
| CN106801261A (zh) | 一种具有药物梯度分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法 | |
| CN203947192U (zh) | 纳米薄膜纺丝装置 | |
| CN103668482B (zh) | 一种电场均布的多射流静电纺丝喷头 | |
| CN103484954B (zh) | 一种制备纳米纤维的静电纺丝装置 | |
| CN206553662U (zh) | 一种具有多孔喷头的静电纺丝装置 | |
| CN202830246U (zh) | 多孔气泡静电纺丝装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210118 Address after: No.25 Chunhui Road, Zhangguo Town, Xinghua City, Taizhou City, Jiangsu Province Patentee after: Xinghua Lingyi science and Technology Consulting Service Co.,Ltd. Address before: 226300 Building 1, 299 Xingyuan Road, hi tech Zone, Nantong, Jiangsu Patentee before: NANTONG BUBBFIL NANO TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210811 Address after: 610000 Group 8, zhuanlong Town, Jintang County, Chengdu City, Sichuan Province Patentee after: Li Xiaojing Address before: No.25 Chunhui Road, Zhangguo Town, Xinghua City, Taizhou City, Jiangsu Province Patentee before: Xinghua Lingyi science and Technology Consulting Service Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220303 Address after: 224499 group 5, Xinqiao village, Funing County, Yancheng City, Jiangsu Province (c) Patentee after: JIANGSU HANTING ENVIRONMENTAL PROTECTION FILTER MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 610000 Group 8, zhuanlong Town, Jintang County, Chengdu City, Sichuan Province Patentee before: Li Xiaojing |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190329 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |