具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置及其纺纱工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纺纱装置及其工艺，具体涉及一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置及其纺纱工艺。
【背景技术】
[0002]长丝是连续长度很长的化学纤维中的丝条，其长度达几千米或几万米，可分单丝和复丝两种。化学纤维长丝普遍应用于各种衣着、装饰用和其他产业部门，其中Kevlar纤维(凯夫拉尔纤维)、碳纤维、玻璃纤维等特种长丝已是工业应用中的奇葩。
[0003]纳米纤维由于具有良好的粘附性能和表面吸附性，容易粘附在长丝上，但也容易剥落。将两根同时吸附了纳米纤维的长丝再进一步同时捻和、并股，将实现长丝与纳米纤维的有效抱和与捻附。
[0004]现有技术中通常采用静电纺丝技术将纳米纤维与纱线结合，静电纺丝技术是通过在聚合物溶液喷出器和接收板之间施加电场从而制造纳米级纤维的纺丝技术。该方法首先将聚合物溶液或熔融体带上几千至上万伏静电，使得聚合物克服表面张力形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发、聚合物固化，吸附在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。
[0005]但是采用静电纺丝技术通常设备较复杂，操作不方便，且吸附在长丝表面的纳米纤维依然会出现剥落的现象。且现有技术中在纳米纤维与纺纱相结合的过程中，往往纳米纤维至吸附在靠近喷嘴的一侧，而远离喷嘴的一侧往往无法覆盖纳米纤维。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种结构以及工艺设计合理，实际操作方便，可以把微纳米纤维纺成纱线，特别360°完全覆盖在纱线的表面，贴合率高且工作效率高，使得生产出来的纱线具有抗菌、隔热、吸声、过滤吸附等功能的具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置及其纺纱工艺。
[0007]技术方案:本发明所述的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，包括喷丝头，喂纱系统，纤维收集机构，搓辊机构以及加捻机构，所述喷丝头由热空气管道、聚合物熔体管道和冷空气管道构成，所述喂纱系统由纺纱和罗拉构成，所述纤维收集机构由接收帘、紧压罗拉、卷绕罗拉构成，所述搓辊机构由两个搓辊滚轮构成，所述两个搓辊滚轮之间贯穿有所述纺纱。
[0008]进一步的，所述热空气管道分别设置在所述聚合物熔体管道的上下两侧，所述热空气管道的外侧分别设有冷空气管道。
[0009]进一步的，所述喷丝头的喷丝出口方向与贯穿所述两个搓辊滚轮之间的纺纱垂直或不垂直。
[0010]进一步的，所述纺纱采用化纤长丝或者纱线。
[0011]进一步的，所述两个搓辊滚轮的运动方向相反，搓动速度为5-500r/min。
[0012]本发明还公开了上述一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置的纺纱工艺，其特征在于:包括如下步骤:
(1)首先采用熔喷工艺，聚合物熔体从模头中挤出后，受到高速热气流的作用，在聚合物射流冷却凝固前，利用高速气流对聚合物射流进行拉伸形成微纳米纤维；
(2)微纳米纤维随着气流，到达纺纱表面，且由于搓辊机构的不断搓辊动作，使得纺纱表面全部包裹微纳米纤维；
(3)多余喷出的微纳米纤维经过纤维收集机构收集后卷成微纳米纤维卷，进行其他利用。
[0013]有益效果:本发明具有如下有益效果:
本发明的结构以及工艺设计合理，实际操作方便，可以把微纳米纤维纺成纱线，特别是在纱线的表面，且360°完全覆盖，贴合率高且工作效率高，且多余的纳米纤维可以重复利用，生产出来的纱线具有抗菌、隔热、吸声、过滤吸附等功能。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的纺纱装置整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，包括喷丝头1，喂纱系统，纤维收集机构，搓辊机构7以及加捻机构8，所述喷丝头1由热空气管道、聚合物熔体管道和冷空气管道构成，所述喂纱系统由纺纱2和罗拉3构成，所述纤维收集机构由接收帘4、紧压罗拉5、卷绕罗拉6构成，所述搓辊机构7由两个搓辊滚轮构成，所述两个搓辊滚轮之间贯穿有所述纺纱2。
[0016]作为上述技术方案的进一步优化:
进一步的，所述热空气管道分别设置在所述聚合物熔体管道的上下两侧，所述热空气管道的外侧分别设有冷空气管道。
[0017]进一步的，所述喷丝头1的喷丝出口方向与贯穿所述两个搓辊滚轮之间的纺纱2垂直或不垂直。
[0018]进一步的，所述纺纱2采用化纤长丝或者纱线。
[0019]进一步的，所述两个搓辊滚轮的运动方向相反，搓动速度为5-500r/min。
[0020]本发明还公开了上述一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置的纺纱工艺，其特征在于:包括如下步骤:
(1)首先采用熔喷工艺，聚合物熔体从模头中挤出后，受到高速热气流的作用，在聚合物射流冷却凝固前，利用高速气流对聚合物射流进行拉伸形成微纳米纤维；
(2)微纳米纤维随着气流，到达纺纱表面，且由于搓辊机构的不断搓辊动作，使得纺纱表面全部包裹微纳米纤维；
(3)多余喷出的微纳米纤维经过纤维收集机构收集后卷成微纳米纤维卷，进行其他利用。
[0021]下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明:
实施例1 采用单孔熔喷试验机，气槽宽度为0.65mm ;气槽角度为3 0 ° ;喷丝孔直径为0.42mm，喷丝工艺为:聚合物熔体温度为260°C，热空气温度为280°C，空气压力为0.3MP a，在接收距离为10cm，所用P P聚合物熔体流动速率为900g/10min，纺丝纤维直径在0.6-1.1 μ m之间。
[0022]纺纱工艺参数:采用涤纶DTY 30D/48f长丝，喂入速度为1500mm/min，搓动辊搓动速度为100r/min。加捻部分，钢领为PG1-4254，钢丝圈为772 2/0，锭速为3000r/min。所纺纱号为18.5tex。
[0023]实施例2
采用单孔熔喷法试验机，气槽宽度为0.65mm;气槽角度为3 0 ° ;喷丝孔直径为0.42mm。喷丝工艺为:聚合物熔体温度为240°C，热空气温度为280°C，空气压力为0.3 ΜP a，接收距离为15cm，所用P P聚合物熔体流动速率为900g/10min，纺丝纤维直径平均为 1.2 μ m0
[0024]纺纱工艺参数:采用涤纶DTY 70D/96f长丝，喂入速度为3000mm/min，搓动辊搓动速度为200r/min。加捻部分，钢领为PG1-4254，钢丝圈为GS 3#，锭速为4500r/min。所纺纱号为29.5tex。
[0025]本发明的纺纱装置把熔喷纺丝喷丝头喷出的微纳米纤维，在喷向向下运动同时自身旋转的纱线时，由于搓辊使得喂入的纱线不停的旋转运动，使得纳米纤维与喂入系统喂入的纱线或者长丝全方位360°完美叠和，使微纳米纤维与纱线或者长丝贴合在一起，再经过加捻系统加捻，形成表面是微纳米纤维的包芯纱。同时喷射出的多余的纳米纤维可以通过收集机构收集进行再次利用。
[0026]通过这个装置，可以把微纳米纤维纺成纱线，特别是在纱线的表面。由于熔喷纺丝形成的微纳米纤维细度在微米与纳米之间，纤维细度很细，具有很多特殊功能:抗菌、隔热、吸声、过滤吸附等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，其特征在于:包括喷丝头(1)，喂纱系统，纤维收集机构，搓辊机构(7)以及加捻机构(8)，所述喷丝头(1)由热空气管道、聚合物熔体管道和冷空气管道构成，所述喂纱系统由纺纱(2)和罗拉(3)构成，所述纤维收集机构由接收帘(4)、紧压罗拉(5)、卷绕罗拉(6)构成，所述搓辊机构(7)由两个搓辊滚轮构成，所述两个搓辊滚轮之间贯穿有所述纺纱(2 )。2.根据权利要求1所述的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，其特征在于:所述热空气管道分别设置在所述聚合物熔体管道的上下两侧，所述热空气管道的外侧分别设有冷空气管道。3.根据权利要求1所述的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，其特征在于:所述喷丝头(1)的喷丝出口方向与贯穿所述两个搓辊滚轮之间的纺纱(2)垂直或不垂直。4.根据权利要求1所述的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，其特征在于:所述纺纱(2)采用化纤长丝或者纱线。5.根据权利要求1所述的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置，其特征在于:所述两个搓辊滚轮的运动方向相反，搓动速度为5-500r/min。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置的纺纱工艺，其特征在于:包括如下步骤: (1)首先采用熔喷工艺，聚合物熔体从模头中挤出后，受到高速热气流的作用，在聚合物射流冷却凝固前，利用高速气流对聚合物射流进行拉伸形成微纳米纤维； (2)微纳米纤维随着气流，到达纺纱表面，且由于搓辊机构的不断搓辊动作，使得纺纱表面全部包裹微纳米纤维； (3)多余喷出的微纳米纤维经过纤维收集机构收集后卷成微纳米纤维卷，进行其他利用。
【专利摘要】本发明公开了一种具有高纺纱效率的微纳米纤维纱线纺纱装置及其纺纱工艺，该纺纱装置包括喷丝头，喂纱系统，纤维收集机构，搓辊机构以及加捻机构，所述喷丝头由热空气管道、聚合物熔体管道和冷空气管道构成，所述喂纱系统由纺纱和罗拉构成，所述纤维收集机构由接收帘、紧压罗拉、卷绕罗拉构成，所述搓辊机构由两个搓辊滚轮构成，所述两个搓辊滚轮之间贯穿有所述纺纱。本发明的结构以及工艺设计合理，实际操作方便，可以把微纳米纤维纺成纱线，特别是在纱线的表面，且360°完全覆盖，贴合率高且工作效率高，且多余的纳米纤维可以重复利用，生产出来的纱线具有抗菌、隔热、吸声、过滤吸附等功能。
【IPC分类】D02G3/36, D02G3/02, D01D5/00
【公开号】CN105239172
【申请号】CN201510736070
【发明人】洪杰, 刘梅城
【申请人】江苏工程职业技术学院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月4日