一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的裝置和方法與流程

文檔序號：11147846閱讀：765來源：國知局

本發明涉及纖維制造領域，具體涉及一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的裝置和方法。

背景技術：

熔噴超細纖維是熱塑性材料經過熔融在高速熱風的噴吹下，極度拉伸形成超細纖維，但正是由于它的超細，導致其強力很低，無法單獨使用，這樣一來大大限制了熔噴超細纖維的使用范圍。通常的熔噴裝置是在超細纖維噴出后直接鋪網形成熔噴布，無法收集單纖維或纖維束，因而無法利用其纖維束的性能。超細纖維束是無數根超細纖維的集合體，因而具有非常大的比表面積，繼而有非常好的過濾吸附效果，而且也能彌補單纖維強力不足的問題。

現有的利用超細纖維紡紗的方法只是簡單的將超細纖維添加到長絲或者紗線表面，形成微納米纖維紗線。而由于超細纖維強力低、纖維脆，若在加捻前就經過搓輥機構等的搓輥，只是簡單的覆蓋在長絲或紗線表面上摩擦抱合作用不強的超細纖維容易被破壞；而且盡管紗線表面有超細纖維，但由于只有外層為超細纖維，最終得到的紗線的比表面積的提升是有限的，抗菌、隔熱、吸聲、過濾吸附等功能的效果也是有限的；再者超細纖維為短纖維，將其包覆在長絲或紗線表面加捻形成的紗線毛羽多、條干不勻。

技術實現要素：

本發明針對上述存在的問題，提出了一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的裝置和方法，有效提高了熔噴超細纖維紡紗的質量。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的裝置，包括熔噴裝置、冷卻集束裝置、加捻裝置和環錠紡紗裝置；

所述熔噴裝置用于制備熔噴超細纖維，并將熔噴超細纖維輸送至冷卻集束裝置；

所述冷卻集束裝置設置在熔噴裝置下方，用于對熔噴裝置噴出的熔噴超細纖維進行冷卻和集束；

所述加捻裝置用于對集束后的熔噴超細纖維進行加捻，并將加捻后的熔噴超細纖維輸送至環錠紡紗裝置；

所述環錠紡紗裝置用于利用環錠紡紗方法將熔噴超細纖維紡制成超細纖維紗線。

進一步的，所述冷卻集束裝置包括冷風箱和第一集束裝置；所述冷風箱設置在熔噴裝置的噴絲口下方，用于對熔噴裝置噴出的熔噴超細纖維進行冷卻，所述第一集束裝置設置在冷風箱下方，用于對冷卻后的熔噴超細纖維進行集束；所述第一集束裝置沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度。

進一步的，所述冷卻集束裝置包括冷風箱、簾網接收裝置和第二集束裝置；

所述熔噴裝置、冷風箱和簾網接收裝置沿著垂直方向由上到下順次設置；所述簾網接收裝置的輸出端后設置有第二集束裝置；所述第二集束裝置的入口面對簾網接收裝置，第二集束裝置的出口遠離簾網接收裝置；

所述簾網接收裝置沿著熔噴裝置中熔噴模頭的幅寬方向，由遠離第二集束裝置的一端，向靠近第二集束裝置的一端傳動。

進一步的，所述冷風箱上表面與熔噴裝置中熔噴模頭的下表面之間的距離范圍為5-10cm，冷風箱沿幅寬方向的寬度為熔噴裝置中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度的1.1倍-1.25倍。

進一步的，所述冷風箱包括制冷設備、空氣調節設備、風機、管道、側吹風系統和控制系統；

所述側吹風系統包括風道、箱體、多孔板和出風口；所述風道設置在箱體上，用于進風；

所述多孔板采用厚度范圍為2-3mm的不銹鋼板，且開孔率范圍為50％-80％，單個孔直徑范圍為1-3mm，所述多孔板的數量為1-3塊，且平行放置在箱體內；

所述箱體為一側設置有出風口的長方體結構，所述出風口面對熔噴模頭噴出的熔噴超細纖維，冷風通過出風口吹向熔噴裝置噴出的熔噴超細纖維；

所述出風口包括阻尼網和導流板，所述導流板采用鋁質蜂窩板，厚度范圍為30-50mm，單個蜂窩孔每對平行的面之間距離L范圍為3-5mm；導流板兩側均設置有阻尼網；所述阻尼網為60-150目的不銹鋼網或黃銅網；

所述箱體除安裝有出風口一面的其他幾面的外表面上還覆蓋有保溫層。

進一步的，所述環錠紡紗裝置包括導絲口、前羅拉、導絲鉤和管筒。

超細纖維直接經導絲口、前羅拉、導絲鉤，穿過鋼絲圈，由管筒收集，可紡制低至0.1tex的純超細纖維紗線；

進一步的，所述環錠紡紗裝置還包括紗線喂入裝置，用于將紗線從導絲口喂入前羅拉。

制造包芯紗時，芯紗需要經過導絲口再進入前羅拉，包覆紗直接進入前羅拉。當熔噴超細纖維作為芯紗時，熔噴超細纖維經過集束裝置集束后，經過導絲口再進入前羅拉，紗線喂入裝置直接將短纖紗或長絲喂入前羅拉，進行環錠紡紗得到超細纖維在里，短纖紗或長絲在外的包芯紗；當熔噴超細纖維作為包覆紗時，熔噴超細纖維經過集束裝置集束后，直接進入前羅拉，紗線喂入裝置將短纖紗或長絲通過導絲口喂入前羅拉，進行環錠紡紗得到熔噴超細纖維在外，短纖紗或長絲在里的包芯紗。

一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的方法，包括以下步驟：

步驟S1、熔噴裝置制備熔噴超細纖維，并將熔噴超細纖維輸送至冷卻集束裝置；

步驟S2、冷卻集束裝置對熔噴裝置噴出的熔噴超細纖維進行冷卻和集束；

步驟S3、加捻裝置對集束后的熔噴超細纖維進行加捻，并將加捻后的熔噴超細纖維輸送至環錠紡紗裝置；

步驟4、環錠紡紗裝置利用環錠紡紗方法將熔噴超細纖維紡制成超細纖維紗線。

進一步的，所述步驟S2的冷卻集束裝置包括冷風箱、簾網接收裝置和第二集束裝置；所述步驟S2具體為：冷風箱對熔噴超細纖維進行冷卻，冷卻后的熔噴超細纖維依次落在沿著熔噴裝置中熔噴模頭的幅寬方向傳動的簾網接收裝置上，熔噴超細纖維在簾網接收裝置上互相疊合后，經簾網接收裝置傳動至簾網接收裝置末端的第二集束裝置內；第二集束裝置對熔噴超細纖維集束得到超細纖維束。

進一步的，所述步驟S2的冷卻集束裝置包括冷風箱和第一集束裝置；所述步驟S2具體為：所述冷風箱對熔噴裝置的噴出的熔噴超細纖維進行冷卻，所述第一集束裝置對冷卻后的熔噴超細纖維進行集束；且所述第一集束裝置沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度。

本發明的有益效果為：本發明對常規熔噴法進行了改進，通過增加冷側吹風加速熔噴超細纖維的冷卻，使纖維在完全冷卻的情況下收集，避免超細纖維間的粘結，也可防止纖維在較高溫度下發生解取向，熔噴超細纖維保留了一定的取向度，纖維強力提高。同時，將簾網由傳統制備無紡布的垂直于熔噴模頭幅寬方向移動改為沿著熔噴模頭幅寬方向移動，或者在對熔噴超細纖維冷卻后直接進行集束，可直接制得直徑能達到1～5μm的超細纖維束，本發明將傳統的環錠紡紗工藝應用到超細纖維上，將熔噴超細纖維紡成紗線。因為熔噴超細纖維為超細短纖維，紗線強力低，因此在紡紗前經過集束和加捻處理，加捻后的纖維束具有一定的抱合摩擦，擁有很好的強力，再經過前羅拉時不易被破壞；而且本發明是將熔噴超細纖維直接紡成紗線或紡成包芯紗，因而熔噴纖維含量高，具有較高的比表面積，較低的細度和質量，擁有很好的隔熱、吸聲、過濾吸附等功能；再者纖維間由于具有較好的抱合摩擦，紡成的紗線毛羽少、條干好。

附圖說明

圖1為冷卻集束裝置采用第一種實施方式時的裝置結構示意圖；

圖2為冷卻集束裝置采用第二種實施方式時的裝置結構示意圖；

圖3為裝置的側吹風系統結構示意圖；

附圖中，各標號代表的部件列表如下：

1、熔噴裝置；2、冷風箱；3、簾網接收裝置；41、第一集束裝置；42、第二集束裝置；5、環錠紡紗裝置；6、熔噴超細纖維；7、加捻裝置；8、纖維通道；21、風道；22、箱體；23、多孔板；24、阻尼網；25、導流板；51、前羅拉；52、導絲鉤；53、管筒；54、紗線喂入裝置；55、導絲口

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

如圖1和圖2所示，一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的裝置，包括熔噴裝置1、冷卻集束裝置、加捻裝置7和環錠紡紗裝置5；

所述熔噴裝置1用于制備熔噴超細纖維6，并將熔噴超細纖維6輸送至冷卻集束裝置；

所述冷卻集束裝置設置在熔噴裝置1下方，用于對熔噴裝置1噴出的超細纖維6進行冷卻和集束；

所述加捻裝置7用于對集束后的熔噴超細纖維6進行加捻，并將加捻后的熔噴超細纖維6輸送至環錠紡紗裝置5；

所述環錠紡紗裝置5用于利用環錠紡紗方法將熔噴超細纖維6紡制成超細纖維紗線。

如圖1所示為冷卻集束裝置的第一種實施方式，所述冷卻集束裝置包括冷風箱2、簾網接收裝置3和第二集束裝置42；

所述熔噴裝置1、冷風箱2和簾網接收裝置3沿著垂直方向由上到下順次設置；所述簾網接收裝置3的輸出端后設置有第二集束裝置42；所述第二集束裝置42的入口面對簾網接收裝置3，第二集束裝置42的出口遠離簾網接收裝置3；

所述簾網接收裝置3沿著熔噴裝置1中熔噴模頭的幅寬方向，由遠離第二集束裝置42的一端，向靠近第二集束裝置42的一端傳動。

所述簾網接收裝置3內設置有抽吸裝置31，用于將熔噴超細纖維6吸至簾網接收裝置3的上表面上。

如圖2所示為冷卻集束裝置的第二種實施方式，所述冷卻集束裝置包括冷風箱2和第一集束裝置41；所述冷風箱2設置在熔噴裝置1的噴絲口下方，用于對熔噴裝置1的噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻，所述第一集束裝置41設置在冷風箱2下方，用于對冷卻后的熔噴超細纖維6進行集束得到超細纖維束；所述超細纖維束經過纖維通道8被輸送至加捻裝置7。所述纖維通道8的作用為托持和引導纖維束，可采用托板等形式。所述第一集束裝置41沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置1中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度，因此熔噴裝置噴出的熔噴超細纖維均可進入第一集束裝置41進行集束。

所述冷風箱2上表面與熔噴裝置1中熔噴模頭的下表面之間的距離范圍為5-10cm，冷風箱2沿幅寬方向的寬度為熔噴裝置1中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度的1.1倍-1.25倍。

所述冷風箱2包括制冷設備、空氣調節設備、風機、管道、側吹風系統和控制系統；

如圖3所示，所述側吹風系統包括風道21、箱體22、多孔板23和出風口；所述風道21設置在箱體22上，用于進風；

所述多孔板23采用厚度范圍為2-3mm的不銹鋼板，且開孔率范圍為50％-80％，單個孔直徑范圍為1-3mm，所述多孔板(23)的數量為1-3塊，且平行放置在箱體內；

所述箱體為一側設置有出風口的長方體結構，所述出風口面對熔噴裝置1噴出的熔噴超細纖維6，冷風通過出風口吹向熔噴裝置1噴出的熔噴超細纖維6；

所述出風口包括阻尼網24和導流板25，所述導流板25采用鋁質蜂窩板，厚度范圍為30-50mm，單個蜂窩孔每對平行的面之間距離L范圍為3-5mm；導流板25兩側均設置有阻尼網24；所述阻尼網24為60-150目的不銹鋼網或黃銅網；

所述箱體22除安裝有出風口一面的其他幾面的外表面上還覆蓋有保溫層。

所述冷風箱2吹出的冷卻風溫度為5-20℃，冷卻風流量范圍為10000-20000m³/h，冷卻風壓范圍為1000-2500Pa，風速范圍為1-2.5m/s。

所述冷風箱2采用側吹風冷卻方式。

所述冷卻集束裝置采用第一種實施方式和第二種實施方式時，所述第一集束裝置41和第二集束裝置42均采用喇叭口集束器，所述喇叭口集束器縱截面呈喇叭形，所述集束裝置4還連接抽吸裝置。

所述環錠紡紗裝置5包括導絲口55、前羅拉51、導絲鉤52和管筒53。

所述環錠紡紗裝置5還包括紗線喂入裝置55，用于將紗線從導絲口54喂入前羅拉51。

一種利用熔噴超細纖維進行環錠紡紗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、熔噴裝置1制備熔噴超細纖維6，并將熔噴超細纖維6輸送至冷卻集束裝置；

步驟S2、冷卻集束裝置對熔噴裝置1噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻和集束；

步驟S3、加捻裝置7對集束后的熔噴超細纖維6進行加捻，并將加捻后的熔噴超細纖維6輸送至環錠紡紗裝置5；

步驟4、環錠紡紗裝置5利用環錠紡紗方法將熔噴超細纖維6紡制成超細纖維紗線。

冷卻集束裝置采用第一種實施方式時，所述步驟S2的冷卻集束裝置包括冷風箱2、簾網接收裝置3和第二集束裝置42；所述步驟S2具體為：冷風箱3對熔噴超細纖維6進行冷卻，冷卻后的熔噴超細纖維6依次落在沿著熔噴裝置1中熔噴模頭的幅寬方向傳動的簾網接收裝置3上，熔噴超細纖維6在簾網接收裝置3上互相疊合后，經簾網接收裝置3傳動至簾網接收裝置3末端的第二集束裝置42內；第二集束裝置42對熔噴超細纖維6集束得到超細纖維束。

冷卻集束裝置采用第二種實施方式時，所述步驟S2的冷卻集束裝置包括冷風箱2和第一集束裝置41；所述步驟S2具體為：所述冷風箱對熔噴裝置1的噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻，所述第一集束裝置41對冷卻后的熔噴超細纖維6進行集束；且所述第一集束裝置41沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度。

以下采用實施例的方式對本發明進行說明，以下所有實施例中，集束裝置4均采用喇叭口集束器。

以下采用實施例的方式對本發明進行說明。

實施例1

一種利用超細纖維進行環錠紡紗的方法，包括以下步驟：

(1)制備超細纖維：PP粒料進入熔噴裝置的料斗后，經過螺桿擠出機熔融，計量泵定量后從噴絲板噴出，螺桿擠出機四區溫度分別為260℃，260℃，270℃，270℃。噴出的熔噴超細纖維首先在兩側的熱風下進行快速牽伸拉細，熱風溫度為220℃，熱風壓力為0.5MPa，熔噴速度為10m/min。纖維被熱風牽伸后，在冷風箱中冷卻，冷卻風溫度為8℃，冷卻風流量為15000m³/h，冷卻風壓為1500Pa，風速在2m/s，所得超細纖維平均直徑為1μm。

(2)對熔噴超細纖維進行冷卻和集束：冷卻集束裝置采用第一種實施方式時，熔噴超細纖維被簾網接收裝置收集后進入喇叭口集束器，在喇叭口集束器中進行集束得到超細纖維束，冷卻集束裝置采用第二種實施方式時，熔噴超細纖維直接進入喇叭口集束器，在喇叭口集束器的負壓抽吸作用下，熔噴超細纖維被集束得到超細纖維束，超細纖維束經過纖維通道，繼而進入加捻裝置；