专利名称：用于静电纺丝的注射喷嘴及使用该喷嘴的静电纺丝设备的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种用于静电纺丝的注射喷嘴及使用该喷嘴的静电纺丝设备，尤其涉及一种用于选择性地进行纯静电纺丝、空气静电纺丝或热空气静电纺丝的方法。
背景技术：
一般来说，静电纺丝用于通过挤压带电压的纤维源液来制造细直径纤维。静电纺丝可以追溯到静电喷涂，采用静电喷涂时，在毛细管顶端由于水表面张力作用形成的水滴带有高电压时，细直径的长丝从水滴表面喷出。静电纺丝基于以下现象向具有足够高粘度的聚合物溶液或聚合物熔体施加静电力时，溶液或熔体形成纤维。由于静电纺丝可利用纤维源液制造细直径纤维，因此静电纺丝近年来被用来制造直径为几纳米至几百纳米的纳米纤维。与传统超细纤维相比，纳米纤维本身具有较高的表面积_体积比以及各种表面和结构特征，因此，纳米纤维是高科技产业如电气、电子、环保和生物技术产业中必不可少的材料，纳米纤维的应用正扩大到包括用作环保产业中的过滤器，电气电子产业的材料，医用生物材料等。通常利用静电纺丝注射喷嘴来制造纳米纤维，该喷嘴利用空气挤压纤维源液。静电纺丝注射喷嘴包括形成在喷丝板本体中并挤出纤维源液的源液挤压单元； 以及绕喷丝板本体中的源液挤压单元形成的并具有从源液挤压单元的外围向下延伸的空气注射孔的空气喷嘴单元，其中从源液挤压单元挤出的纤维源液连同通过空气注射孔从源液挤压单元的外围向下送入的压缩空气一起注射。静电纺丝设备还包括收集从静电纺丝注射喷嘴抽出的纤维的收集器。在静电纺丝设备中，静电纺丝注射喷嘴与正极连接，收集器与负极连接，以便在喷嘴和收集器之间产生使静电纺丝成为可能的电压差。通过注射纤维源液和压缩空气，静电纺丝喷嘴可制造直径为几纳米至几百纳米的纳米纤维。在传统静电纺丝喷嘴中，为了实现有效注射，源液挤压单元的端部凹入空气注射孔。然而，传统静电纺丝喷嘴用于进行只注射纤维源液的一般静电纺丝时，通过注射纤维源液而形成的纤维可能会被空气注射孔夹住并堵塞该空气注射孔。因此，传统静电纺丝喷嘴的问题在于仅限于通过注射高压缩空气来制造直径为几纳米至几百纳米的纳米纤维。进一步地，提出了另一种静电纺丝喷嘴，其中源液挤压单元的端部突出在空气注射孔的外面。然而，在该静电纺丝喷嘴中，为了实现无误差静电纺丝，源液挤压单元的突出长度限制为1 3mm。由于突出长度有限，该静电纺丝喷嘴不能进行只注射纤维源液而不注射空气的纯静电纺丝。换句话说，在相关技术中，通过只注射纤维源液进行纯静电纺丝的纯静电纺丝喷嘴以及通过送入空气进行空气静电纺丝的空气静电纺丝喷嘴是单独制造并单独使用的。因此，当静电纺丝设备用于利用通过只注射纤维源液进行纯静电纺丝的纯静电纺丝喷嘴以及通过送入空气进行空气静电纺丝的静电纺丝喷嘴制造具有多个由不同直径纤维制成的结构层的产品时，有必要单独使用两种类型的静电纺丝喷嘴，这增加了设备成本并要求在静电纺丝过程中在两种类型的静电纺丝喷嘴之间频繁进行更换。此外，在传统静电纺丝喷嘴中，电极直接与喷丝板本体连接并允许电流在送入源液挤压单元的纤维源液中流动，这使得磁场可能从喷丝板本体泄漏到外面。因此，传统静电纺丝喷嘴的问题在于喷嘴也许不能进行稳定的或有效的静电纺丝并要求施加高电压以补偿磁场泄漏。传统静电纺丝喷嘴的另一个问题在于为了能直接连接电极，需要使用导电的金属材料来制造喷嘴，因此喷嘴较重，且增加了其制造成本。
发明内容
技术问题有鉴于此，在考虑到现有技术中存在上述问题的情况下提出本发明，本发明的目的在于提供一种静电纺丝注射喷嘴及使用该喷嘴的静电纺丝设备，其可形成具有细直径的纳米纤维并可选择性地进行只注射纤维源液的一般静电纺丝(纯静电纺丝， Pure Electrospirming)、或纤维源液连同高压缩的空气一起注射的空气静电纺丝(Air Electrospirming)、或纤维源液连同高压缩的热空气一起注射的热空气静电纺丝(Hot Air Electrospinning)。技术方案为达到上述目的，本发明提供一种用于静电纺丝的注射喷嘴，包括第一喷嘴本体，具有用于从外面接收纤维源液的源液送入通道；喷嘴构件，设置为从所述第一喷嘴本体的下端向下突出并向下排出通过所述源液送入通道送入的纤维源液；以及第二喷嘴本体，可拆卸地安装在所述第一喷嘴本体的下侧，其中所述第二喷嘴本体将所述喷嘴构件容纳在其中并在其中设置有插入孔，所述喷嘴构件插入所述插入孔内，在所述插入孔下方的位置形成有注射孔以将所述喷嘴构件的下部容纳在其中，在所述第二喷嘴本体内形成有空气通道以将空气送入所述注射孔。此外，本发明提供一种静电纺丝设备，包括第一喷嘴本体，具有用于从外面接收纤维源液的源液送入通道；喷嘴构件，设置为从所述第一喷嘴本体的下端向下突出并向下排出通过所述源液送入通道送入的纤维源液；第二喷嘴本体，可拆卸地安装在所述第一喷嘴本体的下侧，所述第二喷嘴本体将所述喷嘴构件容纳在其中并在其中设置有插入孔，所述喷嘴构件插入所述插入孔内，在所述插入孔下方的位置形成有注射孔以将所述喷嘴构件的下部容纳在其中，在所述第二喷嘴本体内形成有空气通道以将空气送入所述注射孔；
电压施加单元，与所述第一喷嘴本体的源液送入通道连接、临时将纤维源液储存在其中并向储存在其中的纤维源液施加电压；源液供应单元，纤维源液从所述源液供应单元供应至所述电压施加单元；空气供应单元，空气从所述空气供应单元供应至所述空气通道；以及收集器，用于收集所述喷嘴构件纺制的纤维网。有益效果如上所述，本发明可选择性地进行一般静电纺丝(纯静电纺丝)、空气静电纺丝或热空气静电纺丝，从而根据产品的纳米网结构和类型随意控制纺丝模式。进一步地，本发明的优点在于在一个单线工艺中可选择性地使用不同的纺丝模式，因此本发明可用于制造多个结构层层叠的产品。进一步地，本发明的优点在于向纤维源液施加电压，从而利用低电压进行无误差静电纺丝。
图1和图2为根据本发明的静电纺丝注射喷嘴的截面图；图3为根据本发明的静电纺丝设备的示意图。
具体实施例方式如图1所示，轴向通道穿过本发明的喷嘴构件10形成，以便纤维源液可通过轴向通道排入安装在喷嘴构件10的下端的针状构件11。针状构件11设置有细直径通孔，通孔的直径小于轴向通道的直径，通孔与轴向通道连通。针状构件11插入第二喷嘴本体30 (将在下文描述)的注射孔32内。进一步地， 该针状构件11这样安装在注射孔32中使针状构件的顶端相对于注射孔32凹入。针状构件11可拆卸地安装在喷嘴构件10的端部以便针状构件损坏或断裂时用新构件替换。因为针状构件11的直径狭窄，所以针状构件受冲击后容易弯曲变形或断裂，因此针状构件最好配置为在损坏或断裂时易于用新构件替换。利用螺旋式锁固法将针状构件11可拆卸地安装在喷嘴构件10的端部。可拆卸地将针状构件安装到喷嘴构件的方法可从多种传统方法中进行选择。喷嘴构件10由能实现有效静电纺丝的导电材料制成。喷嘴构件10安装在第一喷嘴本体20的下部并从第一喷嘴本体20的下端向下突出。喷嘴构件10的突出部插入第二喷嘴本体30。第二喷嘴本体30可拆卸地安装在第一喷嘴本体20上。在第一喷嘴本体20的下部形成喷嘴锁固部件21，喷嘴构件10的上部插入喷嘴锁固部件21并被锁固在那里。在喷嘴锁固部件21中设置螺旋式锁固部件21a，喷嘴构件10用螺旋式锁固法安装在螺旋式锁固部件21a上，以便喷嘴构件10可通过螺旋式锁固部件21a可拆卸地安装在喷嘴锁固部件上。在第一喷嘴本体20中，形成有源液送入通道22和第一空气通道23，其中，源液送入通道22用于将纤维源液送入喷嘴构件10，即送入喷嘴构件的轴向通道；第一空气通道23 延伸至第一喷嘴本体的下表面并与第二空气通道33 (将在下文描述)连通。
进一步地，在第一喷嘴本体20的下部，可通过排成一列并彼此间隔开的方式形成多个喷嘴锁固部件21，以便将多个喷嘴构件10插入并安装在各个喷嘴锁固部件上。
源液送入通道22包括多个主送入通道22a和多个连接送入通道22b，其中，多个主送入通道22a与插入多个喷嘴锁固部件21的多个喷嘴构件10的轴向通道连通；多个连接送入通道22b与多个主送入通道22a连通。将与源液供应单元70 (将在下文描述)相连的各第一管道接头20a安装在连接送入通道22b上。第一管道接头20a将来自源液供应单元的纤维源液送入主送入通道22a。进一步地，多个喷嘴构件10可安装成使其上端突入源液送入通道22或主送入通道22a预定距离。这里，利用能夹持喷嘴构件10的喷嘴安装夹具(未示出)将喷嘴构件10这样安装到喷嘴锁固部件21 使喷嘴构件的上端突入主送入通道22a预定距离。当喷嘴安装夹具用于通过配件安装喷嘴构件10时，第一喷嘴本体20的下部夹住夹持喷嘴构件10的夹具的夹持部，喷嘴构件10的上端突入主送入通道22a预定长度。这里，喷嘴构件10突出的长度根据纤维源液的粘度可能会发生改变，在本发明中，喷嘴构件的突出长度设置为3 5mm或更少。当喷嘴构件10不均勻突入源液送入通道22时，通过连接送入通道22b送入的纤维源液按照由短到长的突出长度顺序注入喷嘴构件10。因此，从多个喷嘴构件10静电纺丝而成并收集在收集器上的纤维层中可能会存在不期望的偏差。喷嘴构件10的上端安装成上端与主送入通道22a的底面齐平时，根据喷嘴构件10 的上端靠近连接送入通道22b的程度将纤维源液送入喷嘴构件10，因此纤维源液不能由多个喷嘴构件10同步静电纺丝，且在静电纺丝而成的并被收集的纤维层中形成有偏差。然而，当在喷嘴构件10的上端突入主送入通道22a预定距离的状态下将纤维源液送入源液送入通道22时，纤维源液从主送入通道22a的底面逐渐填充主送入通道22a，之后被同步引入多个喷嘴构件10中至喷嘴构件10的上端从主送入通道22a的底面突出的高度。因此，纤维源液被同步注射并由多个喷嘴构件10被静电纺丝，以便在静电纺丝而成的并被收集的纤维层中不存在偏差。如上所述，第二喷嘴本体30可拆卸地安装在第一喷嘴本体20的下侧。第二喷嘴本体30可拆卸地安装在第一喷嘴本体20的下侧并设置在带有插入孔31 的上表面中，各喷嘴构件10插入该插入孔。在第二喷嘴本体的插入孔31下方的位置，形成用于从喷嘴构件10的下端或从针状构件11的外围向下注射空气的注射孔32。这里，喷嘴构件10放置在注射孔32中，空气通过注射孔和喷嘴构件10之间限定的间隙注射。进一步地，注射孔32从空气通道接收空气并从针状构件11外围侧限定的间隙向下注射空气。
空气通道包括第一空气通道23和第二空气通道33，其中，第一空气通道23形成在第一喷嘴本体20中；第二空气通道33形成在第二喷嘴本体30中，与第一空气通道23和注射孔32连通并将空气送入注射孔32。进一步地，第一空气通道23延伸至第一喷嘴本体20的上表面，第二管道接头(未示出)安装在第一空气通道的上端。第二管道接头与空气供应单元80 (将在下文描述)连接。第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30彼此组合在一起时，喷嘴构件10暴露在喷嘴锁固部件21外面的部分插入各插入孔31中。这里，针状构件11放置在形成在插入孔31 下方的注射孔32中。这里，针状构件11的顶端相对于注射孔32的出口的端部凹入。因此，纤维源液通过快速流动的空气流从针状构件11的端部排出并连同通过注射孔32内侧限定的间隙强力注射的空气一起注射，所以不会形成小珠。进一步地，送入注射孔32的空气被引导集中到针状构件11的轴向孔的端部，以便有效注射纤维源液。第二空气通道33包括穿过第二喷嘴本体30横向形成并与注射孔32连通的第一通道33a，以及从第二喷嘴本体30的上表面延伸至第一通道33a的第二通道33b。分别用塞子40封闭形成在第二喷嘴本体30中的第一通道33a的相对开口端。为了形成第二空气通道33，从第二喷嘴本体30的上表面纵向形成第二通道33b以连通第一空气通道23，第一通道33a横向形成在第二喷嘴本体30的相对侧之间以连通第二通道33b和注射孔32。因此，第一通道33a在第二喷嘴本体30的相对侧开口。如上所述的封闭第一通道33a的相对开口端的塞子40可防止通过构成第二空气通道33的第一通道33a和第二通道33b送入注射孔32的空气泄漏，并通过注射孔32实现有效注射。进一步地，在第二喷嘴本体30的上表面上，多个螺栓锁孔52彼此间隔开地形成在各边。进一步地，对应于螺栓锁孔52的多个螺栓通孔形成在第一喷嘴本体20中。第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30利用穿过螺栓通孔并紧固至螺栓锁孔52的多个锁固螺栓50彼此可拆卸地组合。还可利用除上述锁固单元外的多种传统锁固单元来实现第一和第二喷嘴本体的可拆卸组合。在第一喷嘴本体20的下表面以及第二喷嘴本体30的上表面，设置有锁固部件。 由于该锁固部件，第一喷嘴本体和第二喷嘴本体可通过槽舌接合的方式(grooving and tonguing manner)彼此锁固，其中喷嘴本体中形成的第一空气通道23和第二空气通道33 彼此连通。锁固部件包括形成在第二喷嘴本体30的上表面的锁定导向突出部34，第二空气通道33形成在锁定导向突出部中，以及形成在第一喷嘴本体20的下表面以将锁定导向突出部34容纳在其中的锁孔24，第一空气通道23形成在锁孔中。通过将锁定导向突出部34以以下方式插入锁孔24来使第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30彼此组合第一空气通道23和第二空气通道33能够精确对准，并且第一空气通道23和第二空气通道33之间的接合处能被密封。锁定导向突出部34可形成为从第一喷嘴本体20的下表面突出，第一空气通道23形成在锁定导向突出部中，锁孔24可形成在第二喷嘴本体30的上表面，第二空气通道33 形成在锁孔中。如上所述，锁定导向突出部34可以通过从第一喷嘴本体20的下表面或第二喷嘴本体30的上表面突出来形成，锁孔24可形成在剩余的第一喷嘴本体20的下表面或第二喷嘴本体30的上表面中。第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30可由合成树脂材料制成且可由聚醚醚酮 (PEEK)，乙缩醛(聚甲醛；POM)以及浇铸尼龙(MC尼龙)中的任何一种制成。聚醚醚酮(PEEK)，乙缩醛(聚甲醛；POM)以及浇铸尼龙(MC尼龙)为机械性能如耐热性、耐化学性及耐久性优良的工程塑料材料。上述材料中，最适宜的是PEEK，其是能够进行溶解成型工艺(dissolved molding process)的结晶树脂并具有最高的耐热性。第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30由聚醚醚酮(PEEK)，乙缩醛(聚甲醛；Ρ0Μ) 以及浇铸尼龙(MC尼龙)制成，所以喷嘴本体可进行利用高压缩的热空气注射纤维源液的热空气静电纺丝。热空气静电纺丝可以制备具有细直径的纳米纤维。换句话说，在根据本发明的第二喷嘴本体30安装在第一喷嘴本体20上的静电纺丝注射喷嘴中，纤维源液被送入喷嘴构件10并且高压缩的空气被送入注射孔32，以便纤维源液可以连同空气一起注射。这里，根据本发明的静电纺丝注射喷嘴可选择性地进行能够制备具有细直径的纳米纤维的空气静电纺丝或热空气静电纺丝。进一步地，如图2所示，在根据本发明的静电纺丝注射喷嘴中从第一喷嘴本体20 拆下第二喷嘴本体30时，喷嘴构件10的针状构件11被暴露在外面。也就是说，根据本发明的静电纺丝注射喷嘴可进行不注射空气而只注射纤维源液的纯静电纺丝，其中，纤维源液从针状构件11注射。在第二喷嘴本体30安装在第一喷嘴本体20的状态下针状构件11的顶端凹入注射孔32时，在不注射空气的情况下进行静电纺丝是不可能的。在不注射空气而只注射纤维源液时，通过从针状构件11的凹入顶端注射纤维源液而形成的纤维可能被注射孔32夹住并堵塞该注射孔，所以不能有效进行静电纺丝。因此，可通过分离第二喷嘴本体30与喷嘴构件10从而将针状构件11暴露在外面来实现不注射空气的无误差纯静电纺丝。进一步地，如图3所示，本发明的利用上述静电纺丝喷嘴的静电纺丝设备包括设置有从外面接收纤维源液的源液送入通道22的第一喷嘴本体20 ；通过向下突出的方式安装在第一喷嘴本体20的下端的喷嘴构件10，喷嘴构件10 从源液送入通道22接收纤维源液并向下排出纤维源液；可拆卸地安装在第一喷嘴本体20的下侧且其中设置有插入孔31的第二喷嘴本体 30，喷嘴构件10插入插入孔内，注射孔32形成在插入孔下方的位置以将喷嘴构件10的下部容纳在其中，空气通道形成在第二喷嘴本体内以将空气送入注射孔32 ；与第一喷嘴本体20的源液送入通道22连接，将纤维源液暂时储存在其中并向储存在其中的纤维源液施加电压的电压施加单元60 ；将纤维源液供应至电压施加单元60的源液供应单元70 ；
将空气供应至空气通道的空气供应单元80 ；以及收集喷嘴构件10纺制的纤维网的收集器90。本发明的静电纺丝设备进一步包括电压供应单元100，其中用于施加电压的一个电极与储存在电压施加单元60中的纤维源液连接，另一电极接地，由此产生电压差。源液供应单元70包括储存纤维源液的源液储罐71，从源液储罐71延伸至电压施加单元60的第一软管72以及从电压施加单元60延伸至源液送入通道22的第二软管73。 源液供应单元70通过电压施加单元60将纤维源液送入源液送入通道22。进一步地，优选将控制所供应的纤维源液的量的流量控制阀安装在第一软管72 或第二软管73上，从而控制供应到源液送入通道22的纤维源液的量。第二软管73与安装在第一喷嘴本体20的上表面中的源液送入通道22的第一管道接头20a连接。第二软管73将有电流流过的纤维源液送入到源液送入通道22。如上所述，在本发明的静电纺丝设备中，将自源液储罐71送入的纤维源液暂时储存在电压施加单元60中，并向所储存的纤维源液施加电压。在电压供应单元100中，一个电极与储存在电压施加单元60中的纤维源液连接， 另一电极接地，从而在喷嘴构件10和收集由喷嘴构件10静电纺丝而成的纤维网的收集器 90之间产生能够实现静电纺丝的电压差。收集器90包括第一卷盘91，围绕第一卷盘缠绕有纤维收集板91a，如纺犊皮纸板、无纺织物板、或薄膜板，以收集静电纺丝而成的纤维；第二卷盘92，其放置在与第一卷盘91间隔开的位置，绕第一卷盘91缠绕的纤维收集板91a的端部与第二卷盘连接，第二卷板通过电机而被旋转并卷绕纤维收集板91a ；多个导向辊93，以彼此间隔预定距离的方式放置在第一卷盘91和第二卷盘92之间并引导被从第一卷盘91送入第二卷盘92的纤维收集板91a的运动；以及第三卷盘94，放置在第二卷盘92附近的位置，通过电机而被旋转并卷绕纤维收集板上收集的静电纺丝而成的纤维。在本发明中，通过向纤维源液施加电压来实现静电纺丝，因此本发明可防止静电纺丝在磁场泄漏到第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30外面时可能发生的变化或无效，而且即便针状构件和收集器90之间的电压差较小也可实现无误差静电纺丝。进一步地，在纤维收集板91a的表面上，以网状形式收集由喷嘴构件10的针状构件11进行静电纺丝得到的纤维，纤维与纤维收集板91a —起移动并绕第三卷盘94卷绕。这里，第二卷盘92卷绕的纤维收集板91a可从第二卷盘上拆去并安装在第一卷盘 91上，以便重复利用。进一步地，第二喷嘴本体30可与第一喷嘴本体20组合或从第一喷嘴本体20拆除，以便本发明可选择性地进行一般静电纺丝(纯静电纺丝)、空气静电纺丝或热空气静电纺丝。进一步地，本发明的静电纺丝设备包括的第一喷嘴本体20、第二喷嘴本体30和喷嘴构件10与之前描述的一样，因此省略进一步阐述以免重复。空气供应单元80包括将空气储存在其中的储气罐81 ；从储气罐81延伸至第一空气通道23的送气管82 ；安装在送气管82上，打开或关闭送气管82的空气控制阀83 ；
设置在第一喷嘴本体20和第二喷嘴本体30的接合处，检测第二喷嘴本体30的锁固或分离状态的传感器84 ；以及响应于传感器84输出的信号配合传感器84和空气控制阀83并打开或关闭空气控制阀83的阀控制单元85。阀控制单元85还与第一软管72和第二软管73的流量控制阀配合，从而打开或关闭流量控制阀并控制流量控制阀的开口率。进一步地，传感器84采用接触式传感器，接触式传感器这样安装在第一喷嘴本体 20的下表面使传感器接触第二喷嘴本体30的上表面。传感器84主要用来检测第二喷嘴本体30相对于第一喷嘴本体20的下表面的锁固或分离状态，可利用传统传感器对传感器84进行不同改进。指示第二喷嘴本体30的分离状态的信号被从传感器84输出至阀控制单元85时， 空气控制阀83关闭送气管82。因此，当第二喷嘴本体30与第一喷嘴本体20分离时，不将空气送入喷嘴构件，只从针状构件11注射纤维源液，因此可以进行纯静电纺丝。然而，当第二喷嘴本体30锁固到第一喷嘴本体时，传感器84检测第二喷嘴本体的锁固状态并输出指示锁固状态的信号给阀控制单元85。响应于输入信号，阀控制单元85驱动空气控制阀83并打开送气管82。因此，当第二喷嘴本体30锁固到第一喷嘴本体20时，空气或热空气被送入注射孔 32并且纤维源液被送入喷嘴构件10，以便进行空气静电纺丝或热空气静电纺丝。本发明的静电纺丝设备可通过自动检测第二喷嘴本体30的锁固或分离状态来控制供气，因此本发明可选择性地进行无误差纯静电纺丝或空气静电纺丝而不需要另外控制 {共飞。尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应理解， 在不背离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下可进行各种修改、添加及替代。
权利要求
1.一种用于静电纺丝的注射喷嘴，包括第一喷嘴本体，具有用于从外面接收纤维源液的源液送入通道；喷嘴构件，设置为从所述第一喷嘴本体的下端向下突出并向下排出通过所述源液送入通道送入的纤维源液；以及第二喷嘴本体，可拆卸地安装在所述第一喷嘴本体的下侧，其中所述第二喷嘴本体将所述喷嘴构件容纳在其中并在其中设置有插入孔，所述喷嘴构件插入所述插入孔内，在所述插入孔下方的位置形成有注射孔以将所述喷嘴构件的下部容纳在其中，在所述第二喷嘴本体内形成有空气通道以将空气送入所述注射孔。
2.如权利要求1所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，进一步包括可拆卸地安装在所述第一喷嘴本体的下侧并放置在所述注射孔内的针状构件。
3.如权利要求1所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，其中所述空气通道包括形成在所述第一喷嘴本体内的第一空气通道；以及形成在所述第二喷嘴本体内以连通所述第一空气通道和所述注射孔并将空气送入所述注射孔的第二空气通道，所述第二空气通道包括横向贯穿形成在所述第二喷嘴本体的相对侧之间以与所述插入孔连通的第一通道；以及从所述第二喷嘴本体的上表面纵向形成以与所述第一通道连通的第二通道。
4.如权利要求3所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，进一步包括塞子，安装在所述第一通道的相对端，从而封闭所述第一通道在所述第二喷嘴本体的相对侧开口的开口端。
5.如权利要求1所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，其中在分别具有第一空气通道和第二空气通道的所述第一喷嘴本体的下表面和所述第二喷嘴本体的上表面中设置锁固部件，彼此以槽舌接合方式组合以使所述第一和第二空气通道相互连通。
6.如权利要求1所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，其中所述第一喷嘴本体以及所述第二喷嘴本体由聚醚醚酮(PEEK)，乙缩醛(聚甲醛；POM) 以及浇铸尼龙(MC尼龙)中的任何一种制成。
7.如权利要求1所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，其中用于锁固多个喷嘴构件的多个喷嘴锁固部件以彼此间隔开的方式形成在所述第一喷嘴本体的下部，所述源液送入通道与锁固到所述多个喷嘴锁固部件的所述多个喷嘴构件的通道连通并包括将纤维源液送入所述喷嘴构件的主送入通道，其中所述多个喷嘴构件安装成使得所述喷嘴构件的上端突入所述主送入通道预定距罔。
8.如权利要求1所述的用于静电纺丝的注射喷嘴，其中在所述第一喷嘴本体和所述第二喷嘴本体之间设置有传感器以检测所述第二喷嘴本体的分离或锁固状态。
9.一种静电纺丝设备，包括第一喷嘴本体，具有用于从外面接收纤维源液的源液送入通道；喷嘴构件，设置为从所述第一喷嘴本体的下端向下突出并向下排出通过所述源液送入通道送入的纤维源液；第二喷嘴本体，可拆卸地安装在所述第一喷嘴本体的下侧，所述第二喷嘴本体将所述喷嘴构件容纳在其中并在其中设置有插入孔，所述喷嘴构件插入所述插入孔内，在所述插入孔下方的位置形成有注射孔以将所述喷嘴构件的下部容纳在其中，在所述第二喷嘴本体内形成有空气通道以将空气送入所述注射孔；电压施加单元，与所述第一喷嘴本体的源液送入通道连接、将纤维源液储存在其中并向储存在其中的纤维源液施加电压；源液供应单元，纤维源液从所述源液供应单元供应至所述电压施加单元；空气供应单元，空气从所述空气供应单元供应至所述空气通道；以及收集器，用于收集所述喷嘴构件纺制的纤维网。
10.如权利要求9所述的静电纺丝设备，其中所述空气供应单元包括用于将空气储存在其中的储气罐；从所述储气罐延伸至所述空气通道的送气管；安装在所述送气管上，打开或关闭所述送气管的空气控制阀；用于检测所述第二喷嘴本体相对于所述第一喷嘴本体的锁固或分离状态的传感器；以及响应于所述传感器输出的信号配合所述传感器和所述空气控制阀并打开或关闭所述空气控制阀的阀控制单元。
全文摘要
本发明公开了一种用于静电纺丝的注射喷嘴及使用该喷嘴的静电纺丝设备，该注射喷嘴包括彼此可拆卸地结合的第一喷嘴本体和第二喷嘴本体以及插入所述第一和第二喷嘴本体的喷嘴构件。所述静电纺丝设备主要进行空气静电纺丝，其中纤维源液连同空气一起注射，并且纤维源液通过所述喷嘴构件排出，通过如下方式分离所述第二喷嘴本体可有效进行无空气注射的纯静电纺丝使所述喷嘴构件的下端暴露预定长度或更长。因此，根据本发明，可选择性地进行纯静电纺丝、空气静电纺丝或热空气静电纺丝。
文档编号D01D5/00GK102459719SQ201080035112
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月11日 优先权日2009年6月12日
发明者徐寅踊, 徐尚哲, 李承勋, 赵炳光, 金哲贤, 金材环, 金灿 申请人:阿莫绿色技术有限公司