[實用新型]一種制備微納米纖維的模頭裝置

有效

• 申請號: 201320813080.3
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN203593813U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 辛三法;胡守忠
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術領域

本實用新型涉及一種制備微納米纖維的模頭裝置，屬于材料制備技術領域。

背景技術

采用雙槽空氣射流紡制微納米纖維是一種比較常見方法。如雙槽熔噴非織造紡絲方法和雙槽液噴非織造紡絲方法。其主要紡絲原理過程是：雙槽高速空氣射流對高聚物流體（熔體或濃溶液）進行撞擊，該撞擊作用快速拉伸細化聚合物流體成為超細纖維，逐漸凝聚到接受裝置上形成纖維。采用熔噴和液噴工藝所制備的纖維直徑一般為1～5μm。

在雙槽射流非織造紡絲工藝領域，模頭是生產纖維的核心部件，許多研究和改進圍繞模頭展開。如在熔噴工藝方面，美國熔噴模頭專利USP5523033，該專利主要采用脈動氣流（非連續氣流）拉伸高聚物熔體成更細熔噴纖維。其細化纖維機理是，在雙槽熔噴工藝中，通過運用空氣電磁閥設置兩個氣槽通道的通斷情況，來控制雙槽射流的交變脈動規律。即在電磁閥控制下，開始時，一個氣槽關閉，一個氣槽開通，空氣從開通的氣槽中通過，沖擊纖維細流一側，并拉伸纖維細流。由于此時纖維細流單側受力，故其運動軌跡將偏離紡絲中心線的一側；經過一定時間后，在電磁閥作用下，原來開通的氣槽關閉，空氣射流在該氣槽中停止通過，原來關閉的氣槽開通，空氣射流從該氣槽中通過沖擊纖維細流另一側，并拉伸纖維細流。由于此時纖維細流單側受力，故其運動軌跡將偏離紡絲中心線的另一側。在電磁閥的控制下，這樣的雙槽通斷情況重復進行，纖維細流的運動軌跡將以紡絲中心線為基準線左右擺動（或振動），因此，在脈動氣流作用下雙槽熔噴工藝中纖維細化歷程是以一定的振幅和頻率條件下被拉伸細化，而不是在直線狀態下被拉伸細化（理論上），以致所制備的纖維直徑不能達到更細（微納米級）要求。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的上述缺陷，提供一種制備微納米纖維的模頭裝置，使所制備的纖維直徑達到微納米級。

為了解決以上技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種制備微納米纖維的模頭裝置，包括模頭本體，所述模頭本體的軸中心設有噴絲孔，其特征在于：所述模頭本體上還設有一個靜態氣槽和一個動態氣槽，所述的靜態氣槽與模頭本體固定連接，所述的動態氣槽與模頭本體活動連接，且在動態氣槽的入口端連接有機械振動發生器。

作為一種優選方案，所述動態氣槽的入口端為活動端，所述動態氣槽的出口端與模頭本體鉸接。

作為一種優選方案，所述的機械振動發生器與動態氣槽的入口端鉸接。

作為一種優選方案，動態氣槽的入口端繞出口端以自身軸線為平衡位置左右來回振動的角度范圍為－5°～＋5°。

作為一種優選方案，所述機械振動發生器的振動頻率≤60Hz。

與現有技術相比，本實用新型提供的模頭裝置采用機械振動和連續性射流相結合方式實現了對熔體細化過程中的擾動，達到了細化最終纖維直徑的目的，且所述裝置的機構相對簡單，形成纖維的直徑可以比現有技術減小約13%左右，能用于制備微納米級纖維，具有實用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種制備微納米纖維的模頭裝置的剖面結構示意圖。

圖2是本實用新型所述裝置在工作時的原理示意圖。

圖中：1、模頭本體；11、噴絲孔；12、靜態氣槽；13、動態氣槽；2、機械振動發生器。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖和使用實例對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述。

如圖1所示：本實用新型提供的一種制備微納米纖維的模頭裝置，包括模頭本體1，所述模頭本體1的軸中心設有噴絲孔11，其特征在于：所述模頭本體1上還設有一個靜態氣槽12和一個動態氣槽13，所述的靜態氣槽12與模頭本體1固定連接，所述的動態氣槽13與模頭本體1活動連接，且在動態氣槽13的入口端連接有機械振動發生器2。

作為優選方案，所述動態氣槽13的入口端為活動端，所述動態氣槽13的出口端與模頭本體1鉸接；所述動態氣槽的入口端繞出口端以自身軸線為平衡位置左右來回振動的角度范圍為－5°～＋5°。

作為優選方案，所述的機械振動發生器2與動態氣槽13的入口端鉸接，所述機械振動發生器2的振動頻率≤60Hz。

本實用新型所述模頭裝置的工作過程如下：