一种纤维预处理装置及其使用方法与流程

本发明属于纺织装备技术领域，具体涉及一种纤维预处理装置及其使用方法。

背景技术

现代纺织产业的主要纤维种类分为化学纤维和天然纤维。其中，化学纤维包括再生纤维、合成纤维和无机纤维，常采用人工再生和化学合成的方法得到；天然纤维包括植物纤维、动物纤维和矿物纤维，通常需要使用化肥、占用耕地和人工种殖获得。随着现代社会的环境恶化、绿色低碳和生态意识加强，人们不断积极寻找更加环保经济的纺织纤维和新型纺织材料加工技术。在此背景下，开发和利用新型天然环保纤维已成为当务之急。然而，大多数天然纤维本身不具备良好的纺织加工性能，如卡洛丝纤维、木棉纤维、麻纤维等天然生态植物纤维。举例来说，卡洛丝（calotropisgigantea）纤维是从卡洛丝果实的种子中生长出来的一种生态环保、超轻质和多功能性的天然植物纤维，其横截面具有与木棉纤维类似的高达80%-90%中空度。与棉纤维相比，该纤维纵向结构没有天然卷曲，质量更轻，表面更光滑，光泽如蚕丝一般，手感柔软，除此之外纤维还具有抗菌抑菌和驱虫防霉等优良性能，可以用来织造具有抗菌性能的内衣裤、袜子等贴身衣物以及床上用品的开发。然而，现阶段卡洛丝纤维的纺纱工艺尚不成熟。原因是和其它很多天然植物纤维一样，卡洛丝纤维的断裂强度低、质量轻、韧性差和回潮率低，纤维与纤维之间缺少抱合力且表面摩擦力小，纤维极易发生脆断、打滑和飞花等问题，造成了极大的纺纱加工难度，导致不能大规模生产。因此，为了实现卡洛丝纤维的产业化，需要完善卡洛丝纤维纺纱前的预处理工艺。关于不同纤维的预处理工艺和方法多种多样，例如，针对麻纤维的预处理，一般采用专门的空置厂房进行较长时间静置调湿。这种方法效率低、耗费时间，且占用空间。又如棉纺厂在干燥季节采用回潮率低于6%的棉纤维进行梳棉工艺时，容易产生静电、飞花问题。通常在车间安装喷雾加湿系统，即利用喷头连接供水管进行加湿。但由于车间的空间很大，并且车间设备发热量很大会很快的将喷雾的水份蒸发掉，远远不能满足纤维纺纱前所需要的性能。然而，针对有些木质素含量高的种子纤维如卡洛丝纤维在纺纱前不仅需要加湿处理，还需要喷洒一些特殊的前处理助剂，来提高纤维的韧性和塑性，如果是在车间中直接喷洒，会影响正常生产、设备锈蚀、车间环境和人身安全等危害。另外，采用助剂直接浸泡的方法，需要助剂量多；并且经过重力离心去除残留助剂和烘干工艺后，纤维容易缠结，不易打散，这不仅加大了梳理难度，还极易造成纤维的损伤。因此，需要开发出一种纤维预处理装置，能实现对纤维的均匀和大批量预处理，为成功开发一系列卡洛丝等天然植物纤维纱线和最终产品打下基础。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种纤维预处理装置及其使用方法，能够在纤维上均匀喷洒预处理溶液，解决纤维在纺纱过程中容易脆断、打滑和飞花问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纤维预处理装置，包括机架、传送架、网状传送带、处理液收集板、处理液回收容器、纤维收集箱、伺服电机、空压机和处理液容器，

所述机架包括前机架和后机架，所述前机架的底部和所述后机架的底部均设置在地面上，所述前机架的顶端与所述后机架的顶端连接，所述传送架架设在所述前机架和所述后机架上，所述网状传送带设置在所述传送架上，所述伺服电机与所述传送架固定连接，所述处理液收集板架设在所述前机架和所述后机架上，所述处理液收集板设置在所述网状传送带的下方，在所述前机架上端设有第一喷洒区，所述第一喷洒区中设有若干个喷头，所述喷头朝向所述网状传送带的上表面，所述喷头通过管道连接空压机和处理液容器，所述处理液回收容器位于所述处理液收集板的下方，所述传送架的后端下方装有所述纤维收集箱。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，在所述前机架和所述后机架上设有若干个定位孔和若干个横梁，所述横梁的一端插入一侧定位孔内，另一端插入另一侧定位孔内。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，在所述后机架下端设有第二喷洒区，若干个喷头设置在所述第二喷洒区内，所述喷头与所述后机架连接，所述喷头朝向所述网状传送带的下表面，所述喷头通过管道连接空压机和处理液容器。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，所述处理液回收容器位于所述处理液收集板的一侧下方。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，所述处理液收集板的长度至少为2-10m，宽度至少为0.2-2m。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，所述处理液收集板的中心向下倾斜形成一折角，使所述处理液收集板呈“v”字形，所述处理液回收容器位于所述处理液收集板的中心下方。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，所述处理液收集板的长度至少为3-12m，宽度至少为0.5-2.5m。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的一种优选方案，所述传送架的长度为2-10m，宽度至少为0.2-2m，前机架和后机架的高度均至少设置为1.5-2m，所述喷头喷洒的角度为30-120°，所述喷头的喷洒范围为0.2-0.5m，所述喷头为多喷孔结构。

本发明还提供一种纤维预处理装置的使用方法，包括步骤：

a）开机准备：调节前、后机架高度为1.5-2m，通过将横梁选择性插入定位孔中来调节网状传送带与喷头之间高度，所述网状传送带的速度通过伺服电机调节，所述网状传送带速度为0.05-2.5m/s、喷洒流量为0.1-10l/min、喷头角度范围为30-120°，喷头的喷雾距离为0.2-0.5m；

b）将待处理纤维均匀平铺在所述网状传送带上，打开所述伺服电机使所述待处理纤维随着所述网状传送带移动，在经过第一喷洒区时，喷头在空压机的作用下，将处理液从处理液容器中经管路从所述喷头喷出，对所述待处理纤维层正面进行喷雾处理，处理后的待处理纤维随着网状传送带输送至纤维收集箱中；

c）将所述待处理纤维手动翻面，使所述待处理纤维层的反面朝上，继续步骤b）对所述待处理纤维层的反面进行喷雾处理，直至所述待处理纤维得到完全喷雾处理后，收集纤维，准备下一步自然风干或者机器烘干；

d）多余的处理液通过处理液收集板收集至处理液回收容器中，准备循环利用。

作为本发明所述一种纤维预处理装置的使用方法的一种优选方案，步骤b）和c）可以替换为步骤e）：将待处理纤维均匀平铺在所述网状传送带上，打开所述伺服电机使所述待处理纤维随着所述网状传送带移动，在经过第一喷洒区和第二喷洒区时，喷头在空压机的作用下，将处理液从处理液容器中经管路从所述喷头喷出，对所述待处理纤维层正反面进行喷雾处理，处理后的待处理纤维随着所述网状传送带输送至纤维收集箱中，准备下一步自然风干或者机器烘干。

与现有技术相比，本发明提出的一种纤维预处理装置及其使用方法，具有以下优点：

1、能够对天然纤维、化学纤维以及混合纤维进行加湿、增韧和增重等有利于改善纤维纺纱和织造性能的改性处理工艺，运行稳定，适应性强；

2、可以简易调节支架高度、传送带速度、喷洒量和喷头角度，操作方法简单，拆装方便，能快速更换待处理纤维品种；

3、具备实时收集处理液的功能，并可以循坏利用，生态环保；

4、能够准确控制喷洒助剂的使用量，确保处理效果的均一性，有助于开发出高质量纱线和最终产品，提高产品附加值和经济效益。

5、发明装置结构简单，维护保养成本低，易于学习和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，

图1为本发明的一种纤维预处理装置在实施例1中的结构示意图；

图2为本发明的一种纤维预处理装置在实施例2中的结构示意图；

图3为本发明的一种纤维预处理装置在实施例3中的结构示意图；

图4（a）为采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的卡洛丝纤维处理前后效果对比：单根纤维增重率柱状图；

图4（b）为采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的卡洛丝纤维处理前后效果对比：单根纤维断裂比强度和断裂伸长率柱状图；

图4（c）为采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的卡洛丝纤维处理前后效果对比：单根纤维初始模量柱状图；

图5（a-e）分别代表卡洛丝纤维改性处理前（a）和采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的处理后（b-e）的卡洛丝纤维横向和纵向扫描电镜图。

其中：1为传送架、2为网状传送带、3为处理液收集板、4为处理液回收容器、5为纤维收集箱、6为伺服电机、7为前机架、8为后机架、9为横梁、10为定位孔、11为第一喷洒区、12为第二喷洒区、13为喷头、14为空压机、15为处理液容器。

具体实施方式

本发明公开了一种自动喷雾纤维预处理装置，包括机架，传送架1，网状传送带2，收集残留处理液的处理液回收容器4，伺服电机6，机架由前机架7和后机架8组成，前、后机架上装有多组横梁9和定位孔10，前机架7上端为第一喷洒区11和/或后机架8下方是第二喷洒区12，第一喷洒区11和第二喷洒区12分别位于网状传送带2的上下方，第一喷洒区11和第二喷洒区12均匀设置多个活动喷头13，喷头13连接空压机14，实现自动喷雾。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示一种纤维预处理装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明的一种纤维预处理装置在实施例1中的结构示意图。如图1所示，所述纤维预处理装置，包括：本实施例提供了一种纤维预处理的自动喷雾装置，包括传送架1，长度为2-10m，宽度至少设置为0.2-2m，传送架1上设置网状传送带2，处理液收集板3位于传送架1的下方，长度至少设置为2-10m，宽度至少设置为0.2-2m；处理液回收容器4位于处理液收集板3的一侧，传送架1后端下方装有纤维收集箱5，伺服电机6置于传送架1上，前机架7、后机架8上均标有刻度，高度至少设置为1.5-2m，前、后机架上设置有若干个横梁9和定位孔10，均可调节传送架1和处理液收集板3的高度，前机架7上端横梁9处是第一喷洒区11，后机架8下端是第二喷洒区12，均设置若干个喷头13，喷头喷洒角度、工作压力、喷雾强度、喷距、流量、雾粒大小可以调整，角度范围是30-120°，喷雾距离的可调控范围为0.2-0.5m，喷头13为多喷孔结构，喷洒区通过管道连接空压机14和处理液容器15。

本装置在使用时，首先，进行装置的开机准备阶段，调节机架高度、网状传送带2速度、喷洒流量、喷头13角度和喷雾距离等参数。前、后机架上有定位孔10，可以调节网状传送带2与喷头之间高度，传送带2速度通过伺服电机6调节，速度范围为0.05-2.5m/s，喷洒流量为0.1-10l/min，喷头角度范围30-120°。然后，再将待处理纤维均匀平铺在网状传送带2上，打开伺服电机6、空压机14，在经过网状传送带2向机后输送，经过第一喷洒区11和第二喷洒区12时，开始喷洒处理溶液，对纤维层正反面进行喷雾处理。由于网状传送带2是网状镂空结构，纤维层正反面都得到了喷洒处理后，纤维随着网状传送带2输送至纤维收集箱5中，准备下一步自然风干或者机器烘干，多余的处理液在经过处理液收集板3中被回收至处理液回收容器4中，可以循环利用。

经本装置制得的纤维的特性，请参阅图4和图5，图4（a）为采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的卡洛丝纤维处理前后效果对比：单根纤维增重率柱状图；图4（b）为采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的卡洛丝纤维处理前后效果对比：单根纤维断裂比强度和断裂伸长率柱状图；图4（c）为采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的卡洛丝纤维处理前后效果对比：单根纤维初始模量柱状图；图5（a-e）分别代表卡洛丝纤维改性处理前（a）和采用实施例1中所述装置和不同处理助剂所得到的处理后（b-e）的卡洛丝纤维横向和纵向扫描电镜图。如图4和5所示，经过不同助剂处理后的卡洛丝纤维在增重率、断裂比强度、断裂伸长率、初始模量上都得到了不同程度的提高，并且提高了表面的粗糙程度，增大了纤维与纤维之间的摩擦力和抱合力，从而使卡洛丝纤维在纺纱过程中可以充分混合和梳理，成网均匀，减少断头、飞花和改善纱线毛羽、条干均匀度以及提高纱线强力，最终可以达到改善卡洛丝纱线及其织物的等级和品质的效果。

实施例2

请参阅图2，图2为本发明的一种纤维预处理装置在实施例2中的结构示意图。如图2所示，所述纤维预处理装置，包括：传送架1，长度为2-10m，宽度至少设置为0.2-2m，传送架1上设置网状传送带2，处理液收集板3位于传送架1的下方，长度至少设置为2-10m，宽度至少设置为0.2-2m；处理液回收容器4位于收集板3的一侧，传送架1后端下方装有纤维收集箱5，伺服电机6置于传送架1上，前机架7，后机架8上均标有刻度，高度至少设置为1.5-2m，前、后机架上设置有若干个横梁9和定位孔10，均可调节传送架1和处理液收集板3的高度，前机架7上端横梁9处是第一喷洒区11，设置若干个喷头13，喷头13的喷洒角度、工作压力、喷雾强度、喷距、流量、雾粒大小均可以调整，角度范围是30-120°，喷雾距离的可调控范围为0.2-0.5m，喷头13为多喷孔结构，第一喷洒区通过管道连接空压机14和处理液容器15。

本装置在使用时，首先，进行装置的开机准备阶段，调节机架高度、网状传送带2速度、喷洒流量、喷头13角度和喷雾距离等参数。前、后机架上有定位孔10，可以调节网状传送带2与喷头13之间高度，网状传送带2速度通过伺服电机6调节，速度范围为0.05-2.5m/s，喷洒流量为0.1-10l/min，喷头13角度范围30-120°。然后，再将待处理纤维均匀平铺在网状传送带2上，打开伺服电机6、空压机14，在经过网状传送带2向机后输送，经过第一喷洒区11时，开始喷洒处理溶液，对纤维层正面进行喷雾处理。处理后的纤维随着网状传送带2输送至纤维收集箱5中，准备下一步自然风干或者机器烘干。随后，重新将纤维手动翻面继续上述操作，对纤维层的反面进行喷雾处理，直至纤维得到完全喷雾处理后，收集纤维，准备下一步自然风干或者机器烘干，多余的处理液经过处理液收集板3收集至处理液回收容器4中，可以循环利用。

实施例3

请参阅图3，图3为本发明的一种纤维预处理装置在实施例3中的结构示意图。如图3所示，所述纤维预处理装置，包括：传送架1和网状传送带2，长度至少设置为2-10m，宽度至少设置为0.2-2m，“v”形处理液收集板3位于传送架1的下方，用于回收残余处理液，长度至少设置为3-12m，宽度至少设置为0.5-2.5m，传送架1后端下方装有纤维收集箱5，伺服电机6置于传送架1上，前机架7，后机架8上均标有刻度，高度至少设置为1.5-2m，前、后机架上设置有若干个横梁9和定位孔10，均可调节高度，前机架7上端横梁9处是第一喷洒区11，均设置若干个喷头13，喷头13喷洒角度、工作压力、喷雾强度、喷距、流量、雾粒可以自由调整，角度范围是30-120°，喷雾距离的可调控范围为0.2-0.5m，喷头13为多喷孔结构，第一喷洒区11通过管道连接空压机14和处理液容器15。

本装置在使用时，首先，进行装置的开机准备阶段，调节机架高度、网状传送带2速度、喷洒流量、喷头13角度和喷雾距离等参数。前、后机架上有定位孔10，可以调节网状传送带2与喷头13之间高度，网状传送带2速度通过伺服电机6调节，速度范围为0.05-2.5m/s，喷洒流量为0.1-10l/min，喷头13角度范围30-120°。然后，再将待处理纤维均匀平铺在网状传送带2上，打开伺服电机6、空压机14，在经过网状传送带2向机后输送，经过第一喷洒区11时，开始喷洒处理溶液，对纤维层正面进行喷雾处理。处理后的纤维随着网状传送带2输送至纤维收集箱5中。随后，重新将纤维手动翻面继续上述操作，对纤维层的反面进行喷雾处理，直至纤维得到完全喷雾处理后，收集纤维，准备下一步自然风干或者机器烘干。多余的处理液通过“v”形处理液收集板3收集至处理液回收容器4中，准备循环利用。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。