CN105937055A - 一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 - Google Patents

一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 Download PDF

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梅晨
温尊伟
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Abstract

本发明公开了一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴,包括纺丝电极本体，纺丝电极本体设有圆柱面，圆柱面上设置有若干等距分布的诱导针，各诱导针以螺旋方式环绕圆柱面外圆面设置。此圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴，在纺丝电极本体上按虚拟螺旋线等距分布有若干诱导针，使得将纺丝单元离散化，形成小单元，诱导针针尖之间的电场干扰性更小，电场极化效果更好，纺丝效果更好。且单元呈螺旋线分布，电场均匀，轨迹连续性好，射流喷射点相对固定，容易实现纤维的均匀性，大幅提高了成型纤维的质量和产量,本发明适用于静电纺丝领域。

Description

一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴
技术领域
本发明涉及静电纺丝领域，特别是涉及一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴。
背景技术
目前，上海云同纳米科技螺旋叶片技术以及澳大利亚迪肯大学的金属螺旋线技术这两种工艺均为螺旋线轨迹，研究和实验证明螺旋线分布电场更加均匀，而且纺丝区域具有连续性，这是螺旋线分布的优势，但也存在纺丝方式的电极曲率小，难于被极化的问题，由于边缘电场较小，需要更大电压方可纺丝。还存在在纺丝过程中，射流在纺丝单元上是随机喷射的，位置不固定，影响纤维膜的均匀性等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种在螺旋线上设置若干诱导针的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴，包括纺丝电极本体，纺丝电极本体设有圆柱面， 圆柱面上设置有若干等距分布的诱导针，各诱导针以螺旋方式环绕圆柱面外圆面设置。
进一步作为本发明技术方案的改进，各诱导针均垂直于圆柱面的切面。
进一步作为本发明技术方案的改进，诱导针为空心。
进一步作为本发明技术方案的改进，在纺丝电极本体上方设有收集基材，收集基材上设有收集电极，收集电极及纺丝电极本体分别连接至高压电源的两极。
进一步作为本发明技术方案的改进，收集基材通过左右两侧设置的传送辊带动。
进一步作为本发明技术方案的改进，各诱导针环绕圆柱面外圆面的螺旋为等螺距螺旋。
进一步作为本发明技术方案的改进，纺丝电极本体设置在溶液槽上。
进一步作为本发明技术方案的改进，各诱导针的材质均为导电材质。
本发明的有益效果：此圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴，在纺丝电极本体上按虚拟螺旋线等距分布有若干诱导针，使得将纺丝单元离散化，形成小单元，诱导针尖端电场，极化效果更好，纺丝效果更好。且单元呈螺旋线分布，电场均匀，轨迹连续性好，同时诱导针位置固定，射流喷射点固定，容易实现纤维的均匀性，大幅提高了成型纤维的质量和产量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例应用于静电纺丝的整体结构示意图；
图2是本发明实施例所述纺丝电极本体整体结构示意图；
图3是本发明实施例所述纺丝电极本体主视图；
图4是本发明实施例所述纺丝电极本体测试图；
图5是本发明实施例螺旋叶片和诱导针尖端电场对比示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参照图1至图5，本发明为一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴，包括纺丝电极本体6，纺丝电极本体6设有圆柱面10， 圆柱面10上设置有若干等距分布的诱导针5，各诱导针5以螺旋方式环绕圆柱面10外圆面设置。
此圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，在纺丝电极本体6上按虚拟螺旋线等距分布有若干诱导针5，使得将纺丝单元离散化，形成小单元，诱导针尖端电场，极化效果更好，纺丝效果更好。且单元呈螺旋线分布，且垂直于圆柱面切面，诱导针针尖之间的电场干扰性更小，电场均匀，轨迹连续性好，同时诱导针位置固定，射流喷射点固定，容易实现纤维的均匀性，大幅提高了成型纤维的质量和产量。
作为本发明优选的实施方式，各诱导针5均垂直于圆柱面10的切面。
作为本发明优选的实施方式，诱导针5为空心。
作为本发明优选的实施方式，在纺丝电极本体6上方设有收集基材2，收集基材2上设有收集电极1，收集电极1及纺丝电极本体6分别连接至高压电源9的两极。
作为本发明优选的实施方式，收集基材2通过左右两侧设置的传送辊3带动。
作为本发明优选的实施方式，各诱导针5环绕圆柱面10外圆面的螺旋为等螺距螺旋。
作为本发明优选的实施方式，纺丝电极本体6设置在溶液槽7上。
作为本发明优选的实施方式，各诱导针5的材质均为导电材质。
本发明优选实施例，收集电极1放置于收集基材2上方，收集基材在传送辊3的带动下运动，诱导针5安装在纺丝电极6的圆柱面10上，各诱导针5的分布在圆柱面10面上的虚拟螺旋线11轨迹上，各诱导针5在虚拟螺旋线11上等距分布，诱导针5是空心的，诱导针是空心的，具有一定的储液能力，保证纺丝的连续性。当诱导针5插入溶液中带起时，具有一定的储液能力，保证纺丝过程中有足够的溶液供给。溶液槽7在纺丝电极本体6的下方，用于存储纺丝液，高压电源9的两极分别通过导线一13和导线二8连接纺丝电极本体6和收集电极1，使得诱导针5与收集电极1之间形成一个高压电场，纺丝电极6在电机的带动下转动，在转动过程中，诱导针5蘸上溶液槽7中的溶液，在电场的作用下，诱导针5上的溶液喷射出去形成射流，最终在收集基材2的接收下收集成纳米纤维膜。
参照图5，为相同直径相同螺距的螺旋叶片和诱导针螺旋线分布的仿真结尖端电场对比图。针的直径为2mm，螺距为30mm，直径为75mm，距离收集装置距离为100mm，仿真电压为50kv。图5中21为螺旋叶片的仿真结果，20为诱导针螺旋线分布的仿真结果，结果表明，诱导针的尖端电场远远大于螺旋叶片尖端的电场。因此诱导针螺旋线分布电极比螺旋叶片更适合纺丝。
本发明的静电纺丝针尖诱导喷嘴将纺丝单元离散化，形成小单元，变成诱导针的方式，诱导针按螺旋线分布，且垂直于圆柱面切面，针尖之间的电场干扰性更小，针尖的极化效果更好，更加容易纺丝，纺丝效果更好。诱导针呈螺旋线分布，电场均匀，且轨迹连续性好，容易实现纤维的均匀性，整体大幅提高了纳米纤维膜的质量。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴，其特征在于：包括纺丝电极本体（6），所述纺丝电极本体（6）设有圆柱面（10），所述圆柱面（10）上设置有若干等距分布的诱导针（5），各所述诱导针（5）以螺旋方式环绕圆柱面（10）外圆面设置。
2.根据权利要求1所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：各所述诱导针（5）均垂直于圆柱面（10）的切面。
3.根据权利要求2所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：所述诱导针（5）为空心。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：在所述纺丝电极本体（6）上方设有收集基材（2），所述收集基材（2）上设有收集电极（1），所述收集电极（1）及纺丝电极本体（6）分别连接至高压电源（9）的两极。
5.根据权利要求4所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：所述收集基材（2）通过左右两侧设置的传送辊（3）带动。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：各所述诱导针（5）环绕圆柱面（10）外圆面的螺旋为等螺距螺旋。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：所述纺丝电极本体（6）设置在溶液槽（7）上。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的圆柱面螺旋线阵列分布方式的静电纺丝针尖诱导喷嘴 ，其特征在于：各所述诱导针（5）的材质均为导电材质。
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