一种新型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，具体涉及一种新型微纳米纤维纱线纺纱装置及其纺纱工艺。
【背景技术】
[0002]熔喷法纺丝技术主要用于非织造布的生产，是20世纪50年代首先在美国研制成功的，当时美国海军实验室在政府资助下，研究并开发用于收集核弹爆炸后上层大气中放射性微粒的过滤材料，其工艺是将熔融的聚合物通过挤压机挤入一股敛聚的热气流中，在气流的拉伸作用下形成的超细纤维被吹向凝网器，从而堆积成一种超细过滤材料。该工艺是现代熔喷非织造技术的雏形。20世纪60年代中期，美国Exxon公司对该方法进行了改进，进入70年代将此技术转为民用，并与美国田纳西大学联合建立了非织造材料发展研发中心，熔喷技术进入了产学研发展阶段。20世纪80年代开始，熔喷非织造材料在全球增长迅速，保持了 10%?12%的年增长率，得到了突飞猛进的发展。我国也曾在60年代初进行过研制。
[0003]熔喷法非织造工艺流程为:聚合物切片从喂料漏斗喂入，在螺杆挤出机中受热熔融，熔体被输送到喷丝板的喷丝孔中，离开喷丝孔的聚合物细流在高速高温气流的强烈牵伸作用下形成超细的纤维，并随气流沉积于成网帘或接收滚筒上形成熔喷纤网。
[0004]目前的熔喷技术已能制备出直径小于600nm广义上所属的纳米纤维。利用熔喷制取的非织造布基于其纤维超细，比表面积大、孔径小，产品具有优异的细微粒子拦截捕获能力，也具有优异的保暖性、透气性，广泛用作过滤、保暖、医用卫生材料等。纤维直径越小产品质量越好，但产量也相对降低。
【发明内容】
[0005]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，可以将微纳米尺度的纤维纺成纱线，特别是在纱线的表面，纤维贴合率高且生产效率高，使得生产出来的纱线具有抗菌、隔热、吸附过滤、吸声等功能的微纳米纤维纱线纺纱装置及其纺纱工艺。
[0006]技术方案:本发明所述的一种新型微纳米纤维纱线纺纱装置，包括喷丝头，纤维聚合机构，牵伸机构以及加捻机构，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，所述纤维聚合机构由异形排气管、网格圈、张力架构成，所述牵伸机构由第一罗拉、第二罗拉及与所述第一罗拉、第二罗拉配合的皮辊、集棉器构成，所述异形排气管表面设有若干吸风口，所述网格圈张紧包裹在所述异形排气管的外表面，并由第二罗拉的驱动进行转动，所述集棉器设在所述第一罗拉与所述第二罗拉之间。
[0007]进一步的，所述喷丝头与所述异形排气管之间的距离是5-150cm。
[0008]进一步的，所述网格圈采用带有网格的圈体，该网格圈材质为化纤长丝或金属丝织物，网格圈网孔数为50-3500孔/cm2，网格圈的周长10-30cm。
[0009]进一步的，所述网格圈采用打孔皮圈，孔数为为10-150孔/cm2。[00?0] 进一步的，所述第一罗拉、第二罗拉的转速为0-2000cm/min。
[0011]进一步的，所述吸风口的上宽度C为3-30mm，下宽度B为3-60mm，倾斜角度A为60-120。。
[0012]进一步的，所述异形排气管负压的设置为0.1Pa-1000Pa。
[0013]本发明还公开了一种新型微纳米纤维纱线纺纱工艺，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，到达接收装置异形排风管，异形排风管表面有网格圈，由于异形排风管内部抽气风管的抽气，通过网格圈的微孔在异形排风管表面形成负压，引导纤维向异形排风管处网格圈表面集聚，形成纤维层；
(3)随着第二罗拉的转动，带动网格圈转动，形成的微纳米纤维层送入第一、第二罗拉组成的牵伸区，经过牵伸，然后进入加捻区加捻，形成微纳米纤维的纱。
[0014]本发明具有如下有益效果:
I.把熔喷纺丝喷丝头喷出的微纳米纤维，在喷向异形排风管时，由于异形排风管抽气，在网格圈表面形成负压，引导喷丝头喷出的纤维向网格圈表面集聚，网格圈随着第二罗拉按照一定速度转动，进入牵伸系统牵伸，再经过加捻系统加捻，既可以纺微纳米纤维贴合在芯纱外表层的包覆类纱线，也可以纺由纯微纳米尺度纤维形成的纱线。
[0015]2、通过这个装置，可以把微纳米纤维纺成纱线，由于熔喷纺丝形成的微纳米纤维细度在微米与纳米之间，纤维超细，具有隔热、保暖、吸附过滤、吸声等功能特性，并可便捷的通过熔体组份设计实现抗菌、抗紫外等功能特性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的纺纱装置整体结构示意图；
图2为本发明的异形排气管结构示意图；
图3为本发明的纤维聚合机构整体结构示意图；
图4为本发明异形排风管吸风口展开示意图；
图5为本发明集棉器结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1到图5所示的一种新型微纳米纤维纱线纺纱装置，包括喷丝头I，纤维聚合机构，牵伸机构以及加捻机构9，所述喷丝头I由热空气管道、聚合物熔体管道和冷空气管道构成，所述纤维聚合机构由异形排气管2、网格圈5、张力架6构成，所述牵伸机构由第一罗拉8、第二罗拉3及与所述第一罗拉8、第二罗拉3配合的皮辊4、集棉器7构成，所述异形排气管2表面设有若干吸风口 10，所述网格圈5张紧包裹在所述异形排气管2的外表面，并由第二罗拉3的驱动进行转动，所述集棉器7设在所述第一罗拉8与所述第二罗拉3之间。
[0018]作为上述技术方案的进一步优化:
进一步的，所述喷丝头I与所述异形排气管2之间的距离是5-150cm。
[0019]进一步的，所述网格圈5采用带有网格的圈体，该网格圈材质为化纤长丝或金属丝织物，网格圈网孔数为50-3500孔/cm2，网格圈的周长10-30cm。
[0020]进一步的，所述网格圈或采用打孔皮圈，孔数为10-150孔/cm2。
[0021 ] 进一步的，所述第一罗拉8、第二罗拉3的转速为0-2000cm/min。
[0022]进一步的，所述吸风口 10的上宽度C为3-30mm，下宽度B为3-60mm，倾斜角度A为60-120。。
[0023]进一步的，所述异形排气管2负压的设置为0.lPa-1000Pa。
[0024]本发明还公开了一种新型微纳米纤维纱线纺纱工艺，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