一种微重力悬浮式离心纺丝方法
【专利摘要】本发明涉及一种微重力悬浮式离心纺丝方法，属于纺织技术领域。本发明的微重力悬浮式离心纺丝方法在离心纺丝罐前方设置纤维收集装置和第一温控板，在离心纺丝罐后方设置主气流发生器和第二温控板，在第二温控板下方设置副气流发生器，纤维收集装置下方设置负压发生器，使离心纺丝罐至纤维收集装置之间形成抛物线轨迹的离心纺丝气流通道，离心纺丝罐喷射出的射流在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向纤维收集装置方向运行，在第一温控板和第二温控板的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，最终均匀、连续、不间断地铺展在纤维收集装置上，形成连续长丝网。本发明的方法纺丝效率高、设备简单、易操作、原材料广泛。
【专利说明】
一种微重力悬浮式离心纺丝方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种微重力悬浮式离心纺丝方法，属于纺织技术领域。
【背景技术】
[0002]离心纺其原理是:利用高速旋转喷丝器产生的离心力将纺丝溶液或熔体甩出喷嘴并产生初始射流，随后经拉伸和固化而形成超细纤维。
[0003]离心纺丝中纤维的成形过程通常可以分为以下三个阶段:初始射流源的产生、射流的牵伸与固化和纤维的收集三个过程。其中第一阶段决定纺丝能否正常进行，是离心纺丝的首要前提;第二阶段决定纤维的形貌和性能，是离心纺丝中最为关键的一个阶段;第三阶段主要负责纤维的收集，是决定离心纺丝能否进行工业化应用的一个重要因素。上述三个阶段相互影响，最终决定纤维的形貌和使用性能。1991年，美国专利US5075063公开了一种利用离心力进行熔融纺丝的装置，该设备是具有连续进料系统、原料熔融混合系统和高速离心喷丝器的专业离心纺丝机。1998年，荷兰阿克佐诺贝尔公司在中国公开了一种溶液法离心纺丝设备的专利CN1177385A，该设备特点是凝固剂在纤维收集器的表面循环流动，但是该方法缺陷在于纺丝液的要求高、产品品种单一及纤维强力低。进入21世纪，以美国的德州大学泛美分校Karen Lozano团队的研究较为深入，他们在2009年申请的专利US20090280325A1公开了不同类型的纺丝装置，包括带有四通道引流槽的纺丝盘、不同喷嘴形状的注射器以及用金属格栅作为纺丝器的喷丝孔等，利用该装置，KarenLonazo团队成功的实现了对诸如:PAN、PE0、PS和ABS等常规材料进行试纺并且得到了直径在I微米左右的纤维。目前在美国，除了美国德州大学泛美分校的Karen Lozano带领的团队对离心纺丝在理论上研究最为深入外，与Karen Lozano合作的Fiber1公司，注册Forcespinning商标，已经开始搭建出世界首套离心纺丝生产线，其生产效率已经远远地超过其它纳米纤维制备技术，该公司生产的离心纺丝设备目前也是代表着离心纺产业化的最高水平，其中Fiber1制备的PA6纳米纤维，直径分布为110纳米左右，同时已经成功的对诸如:聚丙烯腈(PAN)、聚己内酯(PCL)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、掺锡氧化铟(ITO)、二氧化钛(Ti02)、二氧化硅(Si02)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO2)、钛酸钡(BaT1O2 )、氧化铝(Al2O3)等进行了离心纺丝，但是根据Forcespinning技术从现有的文献资料，其制备的纤维为短纤。
[0004]根据离心纺成丝过程，为了缓解扰动气流对射流拉伸过程的影响，V.R.GoriDev和S.Ramakrishna等，研制了一种封闭式的离心纺丝装置。该装置的特点是收集器安装在圆柱形喷丝器正下方，喷嘴一侧设有一个气流发生器，整个装置采用“上下结构”的布局形式，将给定的纺丝溶液由喷嘴中甩出，随后产生的纤维在喷丝器的正下方逐级卷绕并形成层次结构，接着，将依次堆叠实现纤维膜卷绕收集。利用气流发生器将喷嘴附近的“切向”气流强制成“径向”气流。实际中，因中心区域的气压低于外侧的气压，在喷嘴下方形成微弱的下沉气流，进一步的提高了纤维的收集效率;此外这种“径向下沉气流”可以有效的将喷嘴上包缠的纤维打散，使得漂浮的纤维不易被卷绕到喷丝器上，与其他方法相比这种方法不易产生阻塞问题(随机分布的纤维被旋转喷丝器卷绕并在其侧壁包缠有大量纤维，易造成喷嘴堵塞现象)。另外封闭的收集系统使得装置与外部环境相隔离，有效避免了外界气流的干扰，有利于内部的温湿度的发生。该方法制备的纤维直径分布较为集中、纤维的取向度非常高、并且不易产生喷嘴堵塞现象，对某些有毒物质的纺丝，提高了安全性。然而该装置的不足在于产量相对较低，收集方式上依然沿着环形收集的思路，虽然制备的纤维膜对气流的影响被有效的降低，但在批量化制备方面依然存在较大的难度。几乎与此同时，
S.Mahal ingam和Mohan Edir i singhe提出了离心气流超细纤维的制备方法，该方法依赖于喷丝器内部的高压氮气和高速旋转的喷丝器。其纺丝过程更类似于传统的熔喷，不同的是前者利用离心力产生射流，后者利用螺杆挤出机和计量栗来产生细长流体。相比传统离心纺丝方法，空气阻力对射流的拉伸效果被强化，射流经历的拉伸程度远高于传统离心纺丝方法。由于该装置的圆柱形喷丝器没有安装“气流发生器”，因而实际纺丝时，产生了纤维卷绕在喷丝器上的现象，但因为在喷嘴处存在高压氮气气流，使得包缠的纤维膜没有将喷嘴覆盖，因而没有产生阻塞问题。该方法具有产量高，纤维直径细和易于批量化生产等优点。局限性在于基于该方法的装置过于复杂，高压氮气与高速旋转的喷丝器之间的密封需要设计复杂的密封结构件;此外强大的气流将纤维吹散，不利于一次性成膜，因此其产品还需要一定的后处理才能实现纳米纤维膜的制备。
[0005]本质上来说，目前困扰离心纺丝技术进一步发展的两个关键问题，分别是:纤维的连续收集和纤维形貌的有效发生。实际中，上述两个问题又是十分相关的，收集方式对射流的运动轨迹和受力过程有重要影响，特别是考虑未来离心纺丝的大规模应用，造成了传统的环形收集方法并不符合未来离心纺丝技术发展的需求。关于这方面的问题，已经得到了众多研究人员的重视。在此背景下，基于静电收集的离心纺丝技术近来成为了人们的一个研究热点，具体原理如下:通过静电力对射流的受力过程进行干预，不仅改变射流的运动方向同时也优化了射流的拉伸过程。通过这种原理为离心纺丝技术带来的优点是:解决了离心纺丝中纤维的连续收集问题、改进了喷丝器外围的气流状态同时提高了纤维的形貌和性能。但是由于静电存在，导致基于静电收集的离心纺丝技术存在耗能高、安全性低等缺点。
[0006]综上所述，基于环形收集的离心纺先将纤维纺制在环形分布于离心纺丝罐周围的接收柱子上，再经气流进行收集，是一种两步法的离心纺丝方法，且获得的纤维为不连续的短纤，效率低;基于静电收集的离心纺丝方法得到的纤维仍然不连续，且整个过程伴随高压静电，导致耗能高，安全系数低，效率低。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种微重力悬浮式离心纺丝方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为，
[0009]—种微重力悬浮式离心纺丝方法，即在离心纺丝罐前方设置纤维收集装置，纤维收集装置为导辊式的输送机构，纤维收集装置的导布带与离心纺丝罐的底部所在的平面之间的夹角为5-40°，导布带的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为50-150cm，导布带的下方设置负压发生器，负压发生器的吸风口与导布带的下表面相对，吸风口与导布带的下表面之间的距离为lcm，负压发生器的风量为200-500m3/h，在离心纺丝罐与纤维收集装置之间设置弧度为0.04-0.0Srad的第一温控板，第一温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第一温控板的两端分别高于离心纺丝罐和纤维收集装置的导布带的上表面，在离心纺丝罐后方设置主气流发生器，主气流发生器上设有水平排列的出风口，主气流发生器的出风口朝向纤维收集装置，主气流发生器的出风口处设置有主风向调节板，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部在同一水平面上，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为50-200cm，主气流发生器的风量为200-500m3/h，离心纺丝罐与主气流发生器之间设置第二温控板，第二温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第二温控板的两端分别高于离心纺丝罐和主气流发生器，在第二温控板的下方设置副气流发生器，副气流发生器上设有水平排列的出风口，出风口与第二温控板的下表面相对，出风口处设置有副风向调节板，副气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐底部中心点的直线距离为100-150cm，副气流发生器的风量为200-500m3/h，离心纺丝时，通过调节主气流发生器和副气流发生器的风量以及主风向调节板和副风向调节板的角度形成离心纺丝气流通道，由储液装置经输液装置注入至离心纺丝罐的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐的喷丝孔射出形成射流，并在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向前运行，在第二温控板和第一温控板的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，在负压发生器负压的作用下，悬浮在离心纺丝气流通道中的连续长丝以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在运行中的导布带的上表面，形成连续长丝网。
[0010]所述的第一温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为l-3cm，第一温控板与纤维收集装置的导布带的顶部之间的垂直距离为l_5cm。
[0011]所述的第二温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为l-3cm，第二温控板与主气流发生器顶部的垂直距离为l-5cm0
[0012]所述的主气流发生器的出风口、副气流发生器的出风口、第一温控板和第二温控板的宽度一致。
[0013]所述的第一温控板的宽度大于导布带的宽度。
[0014]由于采用了以上技术方案，本发明的技术特点在于:
[0015]与利用传统的环形收集的离心纺丝方法和基于静电收集的离心纺丝方法相比，本发明专利主要通过气流通道实现对离心纺丝纤维进行连续不间断的收集，且获得的纤维是连续长丝。主气流发生器产生向纤维收集装置的导布带水平或水平向下前进的主气流，该气流可以推动离心纺丝纤维水平或水平向下运动至纤维收集装置的导布带上，副气流发生器产生向纤维收集装置的导布带水平向上前进的副气流，该气流主要起到减弱离心纺丝纤维受到的重力作用，使其受到的垂下向下的合力为其重力的10-20%，导布带下方的负压发生器主要获得负压气流，使主气流和副气流汇集至导布带上表面，起到收集离心纺丝纤维的作用。对主气流、副气流和负压气流的风力与方向并结合离心纺丝射流受到的重力进行力学分解和分析，并以此改变主气流发生器、副气流发生器和负压发生器与离心纺丝罐之间的位置关系，调节主气流发生器和副气流发生器的风量和风向，调整的负压发生器的风量，能够在离心纺丝罐至导布带上表面的空间形成抛物线轨迹的离心纺丝气流通道，且该抛物线轨迹可以调节，以控制离心纺丝纤维的形态结构和尺寸大小。离心纺丝气流通道前进至纤维收集装置的导布带上表面时，负压发生器的负压将气流通过吸收并导通出去。在离心纺丝时，由储液装置经输液装置注入至离心纺丝罐的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐的喷丝孔射出形成射流，在离心纺丝气流通道中，主气流风力、副气流风力和重力的综合作用使射流以偏心圆形旋转状态在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向导布带方向行进，在第一温控板和第二温控板的作用下，通过热辐射使射流固化成连续长丝，连续长丝保持偏心圆形旋转状态并在负压发生器负压的作用下，以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在运行中的导布带的上表面，形成连续长丝网。
[0016]第一温控板和第二温控板的热辐射作用能有效得作用于离心纺丝气流通道，加速射流在离心纺丝气流通道中的固化成型，且第一温控板和第二温控板的宽度都大于离心纺丝气流通道和纤维收集装置的导布带的宽度，减少离心纺丝过程中射流在离心纺丝气流通道中的固化成型时的差别。第一温控板的弧度为0.04-0.08rad，该弧度形成的空间能够为主气流、副气流和负压气流结合时产生的气流漩涡提供有效场所，并有助于该气流漩涡消散。
[0017]纤维收集装置的导布带速率、离心纺丝速率、主气流速度、副气流速度和负压气流速度之间可以进行调配，进而能够有效得调控和优化离心纺丝气流通道中的连续长丝的前进运动速度，使得连续长丝能够均匀、连续、不间断的铺展在导布带的上表面。同时，调整导布带与离心纺丝罐的底部所在的平面之间的夹角，能够在纤维收集装置的导布带的上表面获得以环形或折叠链形轨迹分布的连续长丝网。
[0018]本发明提出了一种微重力悬浮式离心纺丝方法，实现了高效率规模化大批量生产纳米或亚微米纤维的目的。该方法突破了现有基于环形收集的离心纺及基于静电收集的离心纺的技术要点，解决了连续长丝的制备问题，解决了离心纺批量化生产的技术问题，避免离心纺产业化生产过程中耗能高、危险系数高的实际应用问题，可适用于宽幅无纺布表面纳米纤维或亚微米纤维的复合改性或宽幅纳米或亚微米尺度的无纺布的生产。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的微重力悬浮式离心纺丝设备布置示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实例对本发明进行具体详细描述。
[0021]见附图1。
[0022]—种微重力悬浮式离心纺丝方法，将离心纺丝罐I放置在支撑板架上，离心纺丝罐I的直径为4-7cm，在离心纺丝罐I前方设置纤维收集装置，纤维收集装置为导辊式的输送机构，纤维收集装置的导布带2的宽度为40-100cm，纤维收集装置的导布带2与离心纺丝罐I的底部所在的平面之间的夹角为5-40°，导布带2的中心点与离心纺丝罐I的底部中心点之间的直线距离为50-150cm，导布带2的下方设置有负压发生器3，负压发生器3的出风口的宽度与纤维收集装置的导布带2的宽度一致，负压发生器3的吸风口与导布带2的下表面相对，吸风口与导布带2的下表面之间的距离为lcm，负压发生器3的风量为200-500m3/h，在离心纺丝罐I与纤维收集装置之间设置弧度为0.04-0.0Srad的第一温控板4，第一温控板4与离心纺丝罐I通过支架连接，第一温控板4的宽度为50-1 1cm，第一温控板4的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，加热器主要以热辐射控温为主，可以为热电阻或红外灯管，功率为500-2000?，第一温控板4的两端分别位于离心纺丝罐I和纤维收集装置的导布带2的上表面的上方，第一温控板4与离心纺丝罐I顶部之间的垂直距离为l-3cm，第一温控板4与纤维收集装置的导布带2的顶部之间的垂直距离为l-5cm，第一温控板4的长度可根据纤维收集装置的导布带2与离心纺丝罐I的底部所在的平面之间的夹角及弧度来计算，在离心纺丝罐I后方设置主气流发生器6，主气流发生器6的高度为30-60cm，主气流发生器6和离心纺丝罐I通过支架连接，主气流发生器6上设有水平排列的出风口，主气流发生器6的出风口的宽度与第一温控板4的宽度一致，主气流发生器6的出风口朝向纤维收集装置，主气流发生器6的出风口处设置有主风向调节板，主风向调节板的宽度与主气流发生器6的出风口的宽度一致，主风向调节板的角度可自由调节，主气流发生器6的出风口的中心点与离心纺丝罐I的底部在同一水平面上，主气流发生器6的出风口的中心点与离心纺丝罐I的底部中心点之间的直线距离为50-200cm，主气流发生器6的风量为200-500m3/h，离心纺丝罐I与主气流发生器6之间设置第二温控板7，第二温控板7与离心纺丝罐I和主气流发生器6通过支架连接，第二温控板7的宽度与第一温控板4的宽度一致，第二温控板7的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第二温控板7的加热器与第一温控板4的加热器一致，第二温控板7的两端分别位于离心纺丝罐I和主气流发生器6的上方，第二温控板7与离心纺丝罐I顶部之间的垂直距离为l_3cm，第二温控板7与主气流发生器6顶部的垂直距离为l-5cm，第二温控板7的长度可根据主气流发生器6和离心纺丝罐I之间的关系进行计算，在第二温控板7的下方设置副气流发生器8，副气流发生器8上设有水平排列的出风口，副气流发生器8的长度为30-60cm，副气流发生器8的出风口的宽度与第一温控板4对的宽度一致，出风口与第二温控板7的下表面相对，出风口处设置有副风向调节板，副风向调节板的宽度与副气流发生器8的出风口的宽度一致，副风向调节板的角度可自由调节，副气流发生器8的出风口的中心点与离心纺丝罐I底部中心点的直线距离为100-150cm，副气流发生器8的风量为200-500m3/h，离心纺丝时，通过调节主气流发生器6和副气流发生器8的风量以及主风向调节板和副风向调节板的角度形成离心纺丝气流通道，离心纺丝罐I以2000-6000rpm的转速进行旋转，由储液装置1经输液装置11注入至离心纺丝罐I的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐I的喷丝孔射出形成射流，并在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向前运行，在第二温控板7和第一温控板4的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，在负压发生器3负压的作用下，悬浮在离心纺丝气流通道中的连续长丝以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在以2-10m/min的运行速度由从动辊9向主动辊5运动的导布带2的上表面，形成连续长丝网。
[0023]本发明的一种微重力悬浮式离心纺丝方法适用于熔融纺丝体系和溶液纺丝体系。
[0024]具体实施例
[0025]实施例1
[0026]离心纺丝时，纤维收集装置的导布带与离心纺丝罐的底部所在的平面之间的夹角为5°，导布带的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为50cm，纤维收集装置的导布带的宽度为40cm，导布带的下方设置负压发生器，负压发生器的吸风口与导布带的下表面相对，吸风口与导布带的下表面之间的距离为lcm，负压发生器的风量为200m3/h，在离心纺丝罐与纤维收集装置之间设置弧度为0.04rad的第一温控板，第一温控板的宽度为50cm，第一温控板，的下表面设置相互平行且均勾分布的加热器，第一温控板的两端分别位于离心纺丝罐和纤维收集装置的导布带的上表面的上方，第一温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为lcm，第一温控板与纤维收集装置的导布带顶部之间的垂直距离为lcm，在离心纺丝罐后方设置主气流发生器，主气流发生器上设有水平排列的出风口，主气流发生器的出风口的宽度与第一温控板的宽度一致，主气流发生器的出风口朝向纤维收集装置，主气流发生器的出风口处设置有主风向调节板，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部在同一水平面上，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为50cm，主气流发生器的风量为200m3/h，离心纺丝罐与主气流发生器之间设置第二温控板，第二温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第二温控板的两端分别位于离心纺丝罐和主气流发生器的上方，第二温控板与主气流发生器顶部的垂直距离为lcm，第二温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为lcm，第二温控板的宽度与第一温控板的宽度一致，在第二温控板的下方设置副气流发生器，副气流发生器上设有水平排列的出风口，出风口与第二温控板的下表面相对，出风口的宽度与第一温控板的宽度一致，出风口处设置有副风向调节板，副气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐底部中心点的直线距离为100cm，副气流发生器的风量为200m3/h，在主气流发生器和副气流发生器的风量为200m3/h的调节下通过调节主风向调节板和副风向调节板的角度形成离心纺丝气流通道，离心纺丝罐以2000rpm的转速进行旋转，由储液装置经输液装置注入至离心纺丝罐的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐的喷丝孔射出形成射流，并在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向前运行，在第二温控板和第一温控板的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，在负压发生器负压的作用下，悬浮在离心纺丝气流通道中的连续长丝以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在以2-10m/min的运行速度由从动辊向主动辊运动的导布带的上表面，形成连续长丝网。
[0027]实施例2
[0028]离心纺丝时，纤维收集装置的导布带与离心纺丝罐的底部所在的平面之间的夹角为40°，导布带的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为150cm，纤维收集装置的导布带的宽度为100cm，导布带的下方设置负压发生器，负压发生器的吸风口与导布带的下表面相对，吸风口与导布带的下表面之间的距离为lcm，负压发生器的风量为500m3/h，在离心纺丝罐与纤维收集装置之间设置弧度为0.0Srad的第一温控板，第一温控板的宽度为110cm，第一温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第一温控板的两端分别位于离心纺丝罐和纤维收集装置的导布带的上表面的上方，第一温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为3cm，第一温控板与纤维收集装置的导布带顶部之间的垂直距离为5cm，在离心纺丝罐后方设置主气流发生器，主气流发生器上设有水平排列的出风口，主气流发生器的出风口的宽度与第一温控板的宽度一致，主气流发生器的出风口朝向纤维收集装置，主气流发生器的出风口处设置有主风向调节板，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部在同一水平面上，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为200cm，主气流发生器的风量为500m3/h，离心纺丝罐与主气流发生器之间设置第二温控板，第二温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第二温控板的两端分别位于离心纺丝罐和主气流发生器的上方，第二温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为3cm，第二温控板与主气流发生器顶部的垂直距离为5cm，第二温控板的宽度与第一温控板的宽度一致，在第二温控板的下方设置副气流发生器，副气流发生器上设有水平排列的出风口，出风口与第二温控板的下表面相对，出风口的宽度与第一温控板的宽度一致，出风口处设置有副风向调节板，副气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐底部中心点的直线距离为150cm，副气流发生器的风量为500m3/h，在主气流发生器和副气流发生器的风量为500m3/h的调节下通过调节主风向调节板和副风向调节板的角度形成离心纺丝气流通道，离心纺丝罐以6000rpm的转速进行旋转，由储液装置经输液装置注入至离心纺丝罐的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐的喷丝孔射出形成射流，并在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向前运行，在第二温控板和第一温控板的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，在负压发生器负压的作用下，悬浮在离心纺丝气流通道中的连续长丝以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在以10m/min的运行速度由从动辊向主动辊运动的导布带的上表面，形成连续长丝网。实施例3
[0029]离心纺丝时，纤维收集装置的导布带与离心纺丝罐的底部所在的平面之间的夹角为25°，导布带的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为100cm，纤维收集装置的导布带的宽度为70cm，导布带的下方设置负压发生器，负压发生器的吸风口与导布带的下表面相对，吸风口与导布带的下表面之间的距离为lcm，负压发生器的风量为350m3/h，在离心纺丝罐与纤维收集装置之间设置弧度为0.06rad的第一温控板，第一温控板的宽度为80cm，第一温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第一温控板的两端分别位于离心纺丝罐和纤维收集装置的导布带的上表面的上方，第一温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为2cm，第一温控板与纤维收集装置的导布带顶部之间的垂直距离为3cm，在离心纺丝罐后方设置主气流发生器，主气流发生器上设有水平排列的出风口，主气流发生器的出风口的宽度与第一温控板的宽度一致，主气流发生器的出风口朝向纤维收集装置，主气流发生器的出风口处设置有主风向调节板，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部在同一水平面上，主气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐的底部中心点之间的直线距离为125cm，主气流发生器的风量为350m3/h，离心纺丝罐与主气流发生器之间设置第二温控板，第二温控板的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第二温控板的两端分别位于离心纺丝罐和主气流发生器的上方，第二温控板与离心纺丝罐顶部之间的垂直距离为2cm，第二温控板与主气流发生器顶部的垂直距离为3cm，第二温控板的宽度与第一温控板的宽度一致，在第二温控板的下方设置副气流发生器，副气流发生器上设有水平排列的出风口，出风口与第二温控板的下表面相对，出风口的宽度与第一温控板的宽度一致，出风口处设置有副风向调节板，副气流发生器的出风口的中心点与离心纺丝罐底部中心点的直线距离为125cm，副气流发生器的风量为350m3/h，在主气流发生器和副气流发生器的风量为350m3/h的调节下通过调节主风向调节板和副风向调节板的角度形成离心纺丝气流通道，离心纺丝罐以4000rpm的转速进行旋转，由储液装置经输液装置注入至离心纺丝罐的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐的喷丝孔射出形成射流，并在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向前运行，在第二温控板和第一温控板的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，在负压发生器负压的作用下，悬浮在离心纺丝气流通道中的连续长丝以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在以2-6m/min的运行速度由从动辊向主动辊运动的导布带的上表面，形成连续长丝网。
【主权项】
1.一种微重力悬浮式离心纺丝方法，其特征在于:在离心纺丝罐(I)前方设置纤维收集装置，纤维收集装置为导辊式的输送机构，纤维收集装置的导布带(2)与离心纺丝罐(I)的底部所在的平面之间的夹角为5-40°，导布带(2)的中心点与离心纺丝罐(I)的底部中心点之间的直线距离为50-150cm，导布带(2)的下方设置负压发生器(3)，负压发生器(3)的吸风口与导布带(2)的下表面相对，吸风口与导布带(2)的下表面之间的距离为lcm，负压发生器(3)的风量为200-500m3/h，在离心纺丝罐(I)与纤维收集装置之间设置弧度为0.04-0.0Srad的第一温控板(4)，第一温控板(4)的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第一温控板(4)的两端分别高于离心纺丝罐(I)和纤维收集装置的导布带(2)的上表面，在离心纺丝罐(I)后方设置主气流发生器(6)，主气流发生器(6)上设有水平排列的出风口，主气流发生器(6)的出风口朝向纤维收集装置，主气流发生器(6)的出风口处设置有主风向调节板，主气流发生器(6)的出风口的中心点与离心纺丝罐(I)的底部在同一水平面上，主气流发生器(6)的出风口的中心点与离心纺丝罐(I)的底部中心点之间的直线距离为50-200cm，主气流发生器(6)的风量为200-500m3/h，离心纺丝罐(I)与主气流发生器(6)之间设置第二温控板(7)，第二温控板(7)的下表面设置相互平行且均匀分布的加热器，第二温控板(7)的两端分别高于离心纺丝罐(I)和主气流发生器(6)，在第二温控板(7)的下方设置副气流发生器(8)，副气流发生器(8)上设有水平排列的出风口，出风口与第二温控板(7)的下表面相对，出风口处设置有副风向调节板，副气流发生器(8)的出风口的中心点与离心纺丝罐(I)底部中心点的直线距离为100-150cm，副气流发生器(8)的风量为200-500m3/h，离心纺丝时，通过调节主气流发生器(6)和副气流发生器(8)的风量以及主风向调节板和副风向调节板的角度形成离心纺丝气流通道，由储液装置(10)经输液装置(11)注入至离心纺丝罐(I)的纺丝液在离心力作用下从离心纺丝罐(I)的喷丝孔射出形成射流，并在离心纺丝气流通道中呈微重力悬浮状态向前运行，在第二温控板(7)和第一温控板(4)的热辐射作用下逐渐固化成连续长丝，在负压发生器(3)负压的作用下，悬浮在离心纺丝气流通道中的连续长丝以抛物线的轨迹连续不间断的从离心纺丝气流通道中下落，最终铺展在运行中的导布带(2)的上表面，形成连续长丝网。2.如权利要求1所述的一种微重力悬浮式离心纺丝方法，其特征在于:所述的第一温控板(4)与离心纺丝罐(I)顶部之间的垂直距离为l-3cm，第一温控板(4)与纤维收集装置的导布带(2)的顶部之间的垂直距离为l-5cm03.如权利要求1所述的一种微重力悬浮式离心纺丝方法，其特征在于:所述的第二温控板(7)与离心纺丝罐(I)顶部之间的垂直距离为l-3cm，第二温控板(7)与主气流发生器(6)顶部的垂直距离为l_5cm04.如权利要求1所述的一种微重力悬浮式离心纺丝方法，其特征在于:所述的主气流发生器(6)的出风口、副气流发生器(8)的出风口、第一温控板(4)和第二温控板(7)的宽度一致。5.如权利要求1所述的一种微重力悬浮式离心纺丝方法，其特征在于:所述的第一温控板(4)的宽度大于导布带(2)的宽度。
【文档编号】D01D5/18GK105951195SQ201610477733
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】徐卫林, 刘欣, 杨锴, 张科, 李文斌, 夏治刚, 邓波, 吴龙涛, 宋宝祥, 陈利军
【申请人】武汉纺织大学