[發明專利]一種離心螺旋紡絲裝置

有效

• 申請號: 201610224066.8
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105648545B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 段曉博;劉向文;邱凱麗
• 申請（專利權）人: 煙臺森森環保科技有限公司
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02;D01D5/18;D01D7/00;D01D5/00
• 代理公司: 北京文苑專利代理有限公司 11516
• 代理人: 王煒

本發明公開了一種離心螺旋紡絲頭和使用該紡絲頭的離心螺旋紡絲裝置。離心螺旋紡絲頭包括中空螺桿和與之相連接的同軸螺旋葉片兩部分，螺旋葉片外緣端面垂直于軸向均勻分布有噴絲孔，螺桿高速旋轉時料液在離心力作用下流經中空螺桿，從螺旋葉片尖端噴絲孔噴出。該離心螺旋紡絲裝置克服了現有離心紡絲設備結構復雜、密封性差、紡絲均勻性不好等缺點，能很好的滿足實際需要。

技術領域

本發明屬于離心紡絲技術領域，具體涉及一種離心螺旋紡絲裝置。

背景技術

離心紡絲和靜電紡絲是目前制備超細纖維的兩種最主要的方法。離心紡絲法是聚合物熔體或溶液借助高速旋轉的裝置所產生的離心力和剪切力由細孔甩出而成纖的方法。相較于傳統的靜電紡絲法，新的離心紡絲納米技術的生產效率約提高了1000倍，成本低、紡絲效率高，可用來制備高聚物、金屬、陶瓷、復合材料纖維等。隨著科學技術的發展，離心紡絲已由最初的用來制備人造絲發展到現在的制備納米纖維膜。隨著離心紡絲的不斷發展，離心靜電紡絲應運而生，離心靜電紡絲是將離心紡絲與靜電紡絲相結合的一種新紡絲形式。

隨著研究的逐漸深入，離心紡絲的一些突出問題也日益顯現出來，例如高速旋轉對電機的高要求以及軸承的質量、壽命、減震等問題；當高速離心紡熔體時，加熱裝置以及測溫、控溫系統的設計與選擇復雜；接收裝置為筒狀，難以連續化生產；纖維直徑較粗達不到相關超細纖維的要求等等。相關科研人員針對離心紡絲的缺點進行了一系列探索，盡管一定程度上改善了裝置缺陷，但是發明本身仍存在著一定問題：如CN103215666A公開了一種新型離心熔體靜電紡絲的裝置，它利用高壓電場力和高速離心力的共同作用，使高分子熔體紡出納米級超細纖維，通過多層噴嘴設計提高紡絲效率，但是收集裝置扔為收集桶，產品為桶裝纖維膜，不利于連續化生產。同時多層噴嘴的一個突出問題是噴絲不均，當對產品的厚度均勻性要求較高時，該專利的實用性將大打折扣。CN102061530A描述了一種離心式無針頭靜電紡絲方法，原理是利用金屬網制成的甩桶作為紡絲電極和紡絲頭，得到筒狀納米纖維非織造布，結構復雜，所得納米纖維直徑在5nm～1000nm，離散較大，產品結構極為不勻，難以滿足實際應用要求。CN102828260A提供一種紡絲裝置：內圓輥、外圓筒和中心軸組成，內圓輥的外表面均布有外凸釘，可由中心軸帶動進行旋轉運動，外圓筒為一個靜態或固裝的薄壁空心圓筒，外圓桶與內圓輥同軸組合配裝，最高上表面處軸向均布開有1-3排紡絲孔。紡絲時僅通過最高上表面射流紡絲，相比其他相同規格離心紡絲，紡絲速率較低，盡管該專利通過紡絲頭一邊連續紡絲，一邊沿幅寬方向進行往復運動的方式一定程度上解決了紡絲不均勻現象，但是裝置本身結構復雜，制備成本和制作精度要求較高，往復運動的方式也決定了難以實現絕對均勻。

發明內容

為了解決離心紡絲結構復雜、密封性差、均勻性不好等缺點，本發明旨在提供一種離心螺旋紡絲頭和使用該紡絲頭的離心螺旋紡絲裝置。

為了實現上述發明目的，本發明提供的技術方案如下：

一種離心螺旋紡絲頭，包括中空螺桿和與之相連接的同軸螺旋葉片兩部分，螺旋葉片外緣端面垂直于軸向均勻分布有噴絲孔，所述噴絲孔與所述中空螺桿連通。

進一步地，螺旋葉片外緣端面上的噴絲孔直徑小于0.5mm。

進一步地，螺旋葉片的螺距為5-500mm；螺旋葉片的外徑為10～1000mm；中空螺桿的外徑不大于螺旋葉片的外徑。

進一步地，螺旋葉片的螺距為20～100mm；螺旋葉片的外徑為50～200mm。

本發明還提供了一種離心螺旋紡絲裝置，包括上述離心螺旋紡絲頭，動力系統，料液槽和連續接收裝置；所述動力系統分別與離心螺旋紡絲頭和料液槽連接。

進一步地，所述連續接收裝置為相互平行的兩組收卷機，離心螺旋紡絲頭的軸向與連續接收裝置軸向平行，且離心螺旋紡絲頭位于兩組收卷機之間。