一種微納米纖維紗線紡紗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種紡紗裝置，具體涉及一種微納米纖維紗線紡紗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熔噴法紡絲技術(shù)主要用于非織造布的生產(chǎn)。焰噴非織造技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代初，當(dāng)時(shí)美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室在政府資助下，研究并開發(fā)用于收集核彈爆炸后上層大氣中放射性微粒的過(guò)濾材料，其工藝是將焰融的聚合物通過(guò)擠壓機(jī)擠入一股斂聚的熱氣流中，在氣流的拉伸作用下形成的超細(xì)纖維被吹向凝網(wǎng)器，從而堆積成一種超細(xì)過(guò)濾材料。該工藝是現(xiàn)代熔噴非織造技術(shù)的雛形。20世紀(jì)60年代中期，美國(guó)Exxon公司對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)入70年代將此技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，并與美國(guó)田納西大學(xué)聯(lián)合建立了非織造材料發(fā)展研發(fā)中心，焰噴技術(shù)進(jìn)入了產(chǎn)學(xué)研發(fā)展階段。20世紀(jì)80年代開始，溶噴非織造材料在全球增長(zhǎng)迅速，保持了 10%?12%的年增長(zhǎng)率，得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
[0003]熔噴法非織造布是20世紀(jì)50年代首先在美國(guó)研制成功的，我國(guó)也曾在60年代初進(jìn)行過(guò)研制。它由高熔融指數(shù)的聚丙烯切片直接紡絲成布，是一種高新技術(shù)產(chǎn)品。
[0004]熔噴法非織造工藝流程為:聚合物切片在螺桿擠出機(jī)中受熱熔融，熔體被輸送到噴絲板的噴絲孔中，離開噴絲孔的聚合物熔體在高速高溫氣流的強(qiáng)烈牽伸作用下形成超細(xì)長(zhǎng)絲或超細(xì)短纖維，并隨氣流沉積于成網(wǎng)簾或接收滾筒上形成熔噴纖網(wǎng)。
[0005]熔噴工藝是聚合物熔體從模頭中擠出后，受到高速熱氣流的作用，在聚合物射流冷卻凝固前，利用高速氣流對(duì)聚合物射流進(jìn)行拉伸，在接收裝置上直接形成超細(xì)纖維無(wú)紡布的一種加工工藝。
[0006]商業(yè)熔噴纖維的直徑通常為1?ΙΟμπι，目前實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)能利用熔噴技術(shù)制備出的恪噴纖維最小直徑低于0.6μηι，屬納米纖維。從噴絲板擠出后進(jìn)入高速高溫氣流場(chǎng)中并被迅速拉伸變細(xì)至微納米纖維。
[0007]熔噴法非織造布的纖維特點(diǎn)是超細(xì)，其纖維直徑最小可達(dá)到0.5μπι，一般在1?5μπι之間。纖維越細(xì)，恪噴布質(zhì)量越好，但產(chǎn)量相對(duì)減少。
[0008]熔噴纖維的直徑很細(xì)，比表面積大且纖網(wǎng)的孔徑小，熔噴非織造產(chǎn)品其有優(yōu)越的粒子欄截、粒子捕獲的性能以及保暖性，同時(shí)，熔噴產(chǎn)品還有不同尋常的毛細(xì)作用以及透氣性(水與血液不能滲透而水蒸汽可以滲透)。為此，熔噴產(chǎn)品也廣泛用作過(guò)濾材料、保暖材料、衛(wèi)生材料、醫(yī)用材料等。
[0009]聚合物從喂料漏斗中喂入，由螺桿馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺桿擠壓螺紋強(qiáng)制推動(dòng)向機(jī)筒前方，先后經(jīng)過(guò)5個(gè)設(shè)有不同溫度的加熱區(qū)域。聚合物在機(jī)筒中溫度會(huì)逐漸升高，其物理狀態(tài)也由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，最后成為粘流態(tài)，達(dá)到完全熔融。螺桿按一定速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，把均勾的熔融聚合物等壓，等量地運(yùn)輸?shù)絿娊z板。流經(jīng)噴絲板孔徑后擠出的聚合物細(xì)流再經(jīng)兩股高溫高速氣流牽伸熔融聚合物，制得微納米纖維。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)際操作方便，可以把微納米纖維紡成紗線，特別是在紗線的表面，貼合率高且工作效率高，使得生產(chǎn)出來(lái)的紗線具有抗菌、隔熱、吸聲等功能的微納米纖維紗線紡紗裝置。
[0011 ]技術(shù)方案:本實(shí)用新型所述的一種微納米纖維紗線紡紗裝置，包括噴絲頭，喂紗系統(tǒng)，纖維聚合機(jī)構(gòu)以及加捻機(jī)構(gòu)，所述噴絲頭由熱空氣管道、聚合物熔體管道和冷空氣管道構(gòu)成，所述喂紗系統(tǒng)由退繞羅拉、導(dǎo)紗桿和筒紗構(gòu)成，所述纖維聚合機(jī)構(gòu)由相互嚙合連接的上滾筒和下滾筒構(gòu)成，所述下滾筒的溝槽底部設(shè)有若干微孔，所述下滾筒內(nèi)部還設(shè)有異形風(fēng)管。
[0012]進(jìn)一步的，所述熱空氣管道分別設(shè)置在所述聚合物熔體管道的上下兩側(cè)，所述熱空氣管道的外側(cè)分別設(shè)有冷空氣管道。
[0013]進(jìn)一步的，所述噴絲頭的噴絲出口位置與所述下滾筒的中心線在同一水平面上。
[0014]進(jìn)一步的，所述筒紗采用化纖長(zhǎng)絲或者紗線。
[0015]進(jìn)一步的，所述上滾筒和下滾筒的旋轉(zhuǎn)方向相反、速度相同，所述上、下滾筒的轉(zhuǎn)速為:0.05-50m/min。
[0016]進(jìn)一步的，所述上滾筒和下滾筒的表面均為“V”型溝槽結(jié)構(gòu)，溝槽頂寬度A為5-200mm，角度B 為 30° -120°，溝槽深度 C 為 5_150mm。
[00?7]進(jìn)一步的，所述微孔的孔徑為0.3-4mm，孔的密度為4_100個(gè)/cm2。
[0018]進(jìn)一步的，所述下滾筒溝槽底部表面的負(fù)壓為:0.1Pa-1000Pa。
[0019]進(jìn)一步的，所述異形風(fēng)管是一根帶有120°缺口的風(fēng)管結(jié)構(gòu)。
[0020]有益效果:本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0021 ] 1、把熔噴紡絲噴絲頭噴出的微納米纖維，在噴向下滾筒V型凝聚槽時(shí)，由于凝聚槽低部微孔形成負(fù)壓，引導(dǎo)噴絲頭噴出的纖維向凝聚槽底部集聚，下滾筒按照一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，與喂入系統(tǒng)喂入的紗線或者長(zhǎng)絲疊和，經(jīng)過(guò)上滾筒的碾壓，使微納米纖維與紗線或者長(zhǎng)絲貼合在一起，再經(jīng)過(guò)加捻系統(tǒng)加捻，形成表面是微納米纖維的包芯紗；
[0022]2、通過(guò)這個(gè)裝置，可以把微納米纖維紡成紗線，特別是在紗線的表面。由于熔噴紡絲形成的微納米纖維細(xì)度在微米與納米之間，纖維細(xì)度很細(xì)，具有很多特殊功能:抗菌、隔熱、吸聲等。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的紡紗裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型的纖維聚合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型的下滾筒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型的異形風(fēng)管結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1到圖4所示的一種微納米纖維紗線紡紗裝置，包括噴絲頭1，喂紗系統(tǒng)，纖維聚合機(jī)構(gòu)以及加捻機(jī)構(gòu)7，所述噴絲頭1由熱空氣管道、聚合物熔體管道和冷空氣管道構(gòu)成，所述喂紗系統(tǒng)由退繞羅拉2、導(dǎo)紗桿3和筒紗4構(gòu)成，所述纖維聚合機(jī)構(gòu)由相互嚙合連接的上滾筒5和下滾筒6構(gòu)成，所述下滾筒6的溝槽底部設(shè)有若干微孔8，所述下滾筒6內(nèi)部還設(shè)有異形風(fēng)管9。
[0028]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
[0029]進(jìn)一步的，所述熱空氣管道分別設(shè)置在所述聚合物熔體管道的上下兩側(cè)，所述熱空氣管道的外側(cè)分別設(shè)有冷空氣管道。
[0030]進(jìn)一步的，所述噴絲頭1的噴絲出口位置與所述下滾筒6的中心線在同一水平面上。
[0031]進(jìn)一步的，所述筒紗4采用化纖長(zhǎng)絲或者紗線。
[0032]進(jìn)一步的，所述上滾筒5和下滾筒6的旋轉(zhuǎn)方向相反、速度相同，所述上、下滾筒的轉(zhuǎn)速為:0.05-50m/min。
[0033]進(jìn)一步的，所述上滾筒5和下滾筒6的表面均為“V”型溝槽結(jié)構(gòu)，溝槽頂寬度A為5-200mm，角度B 為 30° -120°，溝槽深度 C 為 5_150mm。
[0034]進(jìn)一步的，所述微孔8的孔徑為0.3-4mm，孔的密度為4-100個(gè)/cm2。
[0035]進(jìn)一步的，所述下