闪蒸法纺制纤维的装置的制作方法

本实用新型涉及一种闪蒸法纺制纤维的装置。

背景技术：

闪蒸纺丝使将高分子溶液处于溶剂的沸点以上，同时处在高压下经喷丝板挤出而达到高压的纺丝方法。纺丝时由于压力突然降低，溶剂急剧蒸发，喷出极细的丝条。该方法可以制备超细纤维。

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称。在紫外光及可见光的作用下，光触媒产生强烈催化降解功能，有效地降解空气中有毒有害气体，有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。将光触媒与纤维结合可以制得功能性纤维材料。

目前的光触媒纤维织物多采用喷涂技术，将光触媒制成喷剂或涂料，喷洒或涂膜在纤维织物上。但是这样会出现一些弊端。例如，在灌装溶液中，光触媒易产生团聚现象，减低了光触媒的比表面积，造成催化能力下降。涂抹在纤维织物上时，长时间易产生脱落现象，严重影响光触媒纤维织物的功能。如果直接将光触媒混合在纺丝溶液中，在纺丝的过程中，光触媒不能吸附于纤维表面，从而影响了光触媒的催化作用，且光触媒混合在纤维中，会影响纤维的机械性能。

cn107740198a公开了一种闪蒸纺丝设备包括箱体、喷丝头、转向板及传送装置，所述箱体一侧设有纺丝原液入口，所述喷丝头设于所述纺丝原液入口上，所述转向板设于所述箱体另一侧且与所述喷丝头相对，用于传送纺丝纤维网的传送装置设于所述箱体的底部，该纺丝设备还包括空气放大器，所述的空气放大器设于所述的转向板及传送装置之间，且靠近所述转向板设置，经转向板引出的带有纤维束的高压空气从所述空气放大器的压缩空气进口进入，通过附壁效应，经空气放大器的出口吹出。该闪蒸纺丝设备中不含有光触媒添设备，无法制备光触媒吸附于表面的纤维制品。

cn20922716u公开了一种闪蒸法的纺丝设备，包括加料系统和反应釜，其中，加料系统与反应釜相联通，反应釜远离加料系统的一侧设置有加工箱，加工箱侧边设置有导丝系统，导丝系统远离加工箱的一侧设置有收丝系统。该闪蒸纺丝设备中不含有光触媒添加设备，无法制备光触媒吸附于表面的纤维制品。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种闪蒸纺制纤维的装置，其能够将光触媒附着于纤维的表面。本实用新型采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本实用新型提供一种闪蒸法纺制纤维的装置，包括闪蒸喷丝器、转向设备、转移设备和光触媒添加设备；

所述闪蒸喷丝器设置为将纺丝液喷出以形成初生纤维；

所述转向设备与所述闪蒸喷丝器在水平方向上间隔一定的距离，从而使得所述闪蒸喷丝器与所述转向设备之间形成喷丝区；

所述的光触媒添加设备包括喷射器；该喷射器设置在所述喷丝区的上方，其设置为将光触媒喷射至初生纤维的表面以形成附着光触媒的初生纤维；

所述转向设备倾斜设置，其设置为将附着光触媒的初生纤维转向；

所述转向设备与所述转移设备之间形成冷却区；该冷却区设置为将转向后的附着光触媒的初生纤维冷却，以形成含有光触媒的纤维；

所述转移设备设置在所述转向设备的下方，其设置为收集含有光触媒的纤维。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为60～120°。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述喷射器的喷射方向设置为垂直向下；所述闪蒸喷丝器的喷丝方向设置为水平。

另一方面，本实用新型提供一种闪蒸法纺制纤维的装置，包括闪蒸喷丝器、转向设备、转移设备和光触媒添加设备；

所述闪蒸喷丝器设置为将纺丝液喷出以形成初生纤维；

所述转向设备与所述闪蒸喷丝器在水平方向上间隔一定的距离，从而使得所述闪蒸喷丝器与所述转向设备之间形成喷丝区；

所述转向设备倾斜设置，其设置为将初生纤维转向；

所述转向设备与所述转移设备之间形成冷却区，所述光触媒添加设备包括喷射器；该喷射器设置在所述冷却区的一侧，其设置为将光触媒喷射至转向后的初生纤维的表面以形成附着光触媒的初生纤维；所述冷却区设置为将附着光触媒的初生纤维冷却，以形成含有光触媒的纤维；

所述转移设备设置在所述转向设备的下方，其设置为收集含有光触媒的纤维。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为0～30°。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述喷射器的喷射方向设置为水平；所述闪蒸喷丝器的喷丝方向设置为水平。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述的转向设备所在平面与水平面的夹角为15～75°。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述光触媒添加设备还包括雾化器和连接管，所述连接管设置为将所述雾化器和所述喷射器连接；

所述雾化器设置为将光触媒溶液转变为雾化液；

所述连接管设置为将雾化液输送至所述喷射器；

所述喷射器的外周设有用于供给气体的气流通路，用于促进雾化液的喷射。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，所述雾化器具有载气通道，该载气通道用于输送气体至所述雾化器。

根据本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置，优选地，还包括收卷设备，其设置为将来自所述转移设备的含有光触媒的纤维收卷。

本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置在喷丝区或冷却区设置有光触媒添加设备的喷射器，该喷射器可以将光触媒喷射在纤维的表面。在溶剂蒸发的过程中，光触媒与纤维表面达到牢固的吸附状态，从而得到表面牢固附着光触媒的纤维。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型光触媒添加设备的结构示意图；

图4为由实施例1所得纤维的扫描电镜照片。

附图标记说明如下：

1-闪蒸喷丝器；2-转向板；3-铺网转移设备；4-光触媒添加设备；5-收卷设备；401-雾化器；402-连接管；403-喷射器；404-气流通路；405-载气通道。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置可以纺制纤维，也可以纺制由纤维形成的纺织品，例如织物等。通常，闪蒸法采用较低的纺丝液浓度，而以极高的压力和速度从喷丝孔中喷出。由于纺丝液粘度低，流动性好，液态丝条在高速运动中固化形成极细的纤维丝条，最后被吸附在成网帘上直接形成纤维网。

本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置包括闪蒸喷丝器、转向设备、转移设备和光触媒添加设备。任选地，本实用新型的闪蒸法纺制纤维的装置还可以包括收卷设备。

闪蒸喷丝器设置为将纺丝液喷出以形成初生纤维。闪蒸喷丝器可以包括纺丝液存储槽、计量泵和喷丝头，纺丝液由计量泵输送到喷丝头，喷丝头上设置有喷丝孔，纺丝液经喷丝孔喷出，形成初生纤维。本实用新型的闪蒸喷丝器可以为本领域经常使用的那些闪蒸喷丝器的结构，包括但不限于上述实例。

转向设备与所述闪蒸喷丝器在水平方向上间隔一定的距离，从而使得所述闪蒸喷丝器与所述转向设备之间形成喷丝区。转向设备所在平面与水平面的夹角可以为15～75°，优选为30～60°，更优选为40～50°。

本实用新型的转向设备可以为转向板。转向板的形状可以为圆形、长方形、正方形或不规则形状。转向板所在平面与水平面的夹角可以为15～75°。优选地，转向板所在平面与水平面的夹角为30～60°。更优选地，转向板所在平面与水平面的夹角为40～50°。根据本实用新型一个具体的实施方式，转向板所在平面与水平面的夹角为45°。这样可以更好地将闪蒸喷丝器喷出的初生纤维全部转向至转移设备上，减少原料损失。

本实用新型的光触媒添加设备的喷射器可以设置在喷丝区上方，也可以设置在冷却区的一侧。光触媒溶液经过雾化后喷射至初生纤维表面。雾化也可以为气溶胶。

本实用新型的光触媒添加设备包括雾化器、连接管和喷射器；所述连接管将雾化器和喷射器连接。雾化器可以为超声波雾化器、压缩雾化器等。雾化器的结构为常用的那些结构，在此不再赘述。雾化器设置为将光触媒溶液转变为雾化液；连接管设置为将雾化液输送至所述喷射器；喷射器的外周设有用于供给气体的气流通路，用于促进雾化液的喷射。雾化器具有载气通道，用于输送气体至所述雾化器。

将光触媒溶液置于雾化器中，经雾化器雾化形成雾化液滴，外加气体通过载气通道与雾化液滴相遇形成光触媒气溶胶，光触媒气溶胶通过连接管输送至喷射器中，由喷射器喷射至初生纤维表面。这样可以使光触媒更加均匀地附着在初生纤维的表面。喷射器的外周设有气流通路，可以向气流通路中通入气体，例如热空气。这样可以促进光触媒气溶胶喷射。

本实用新型的转移设备设置在转向设备的下方，其设置为收集含有光触媒的纤维。在某些实施方案中，转移设备设置在闪蒸喷丝器和转向设备的下方。转移设备可以包括收集带和设置在收集带两端的辊轮。含有光触媒的纤维沉积在收集带上，依靠两端的辊轮转动带动沉积在收集带上的纤维转移。根据本实用新型一个具体的实施方式，转移设备可以为铺网转移设备。

转移设备收集含有光触媒的纤维，以形成收集物。该收集物可为纤维或纺织品。本实用新型的收卷设备可以将来自转移设备的收集物收卷。

根据本实用新型的一个实施方式，闪蒸法纺制纤维的装置包括闪蒸喷丝器、转向设备、转移设备和光触媒添加设备；所述闪蒸喷丝器设置为将纺丝液喷出以形成初生纤维；所述转向设备与所述闪蒸喷丝器在水平方向上间隔一定的距离，从而使得所述闪蒸喷丝器与所述转向设备之间形成喷丝区；所述的光触媒添加设备包括喷射器；该喷射器设置在所述喷丝区的上方，其设置为将光触媒喷射至初生纤维的表面以形成附着光触媒的初生纤维；所述转向设备倾斜设置，其设置为将附着光触媒的初生纤维转向；所述转向设备与所述转移设备之间形成冷却区；该冷却区设置为将转向后的附着光触媒的初生纤维冷却，以形成含有光触媒的纤维；所述转移设备设置在所述转向设备的下方，其设置为收集含有光触媒的纤维。

在上述闪蒸法纺制纤维的装置中，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为60～120°。优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为75～100°。更优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为85～90°。这样有利于光触媒牢固地附着于纤维的表面。根据本实用新型的一个具体实施方式，所述喷射器的喷射方向设置为垂直向下；所述闪蒸喷丝器的喷丝方向设置为水平。

根据本实用新型的另一个实施方式，闪蒸法纺制纤维的装置包括闪蒸喷丝器、转向设备、转移设备和光触媒添加设备；所述闪蒸喷丝器设置为将纺丝液喷出以形成初生纤维；所述转向设备与所述闪蒸喷丝器在水平方向上间隔一定的距离，从而使得所述闪蒸喷丝器与所述转向设备之间形成喷丝区；所述转向设备倾斜设置，其设置为将初生纤维转向；所述转向设备与所述转移设备之间形成冷却区，所述光触媒添加设备包括喷射器；该喷射器设置在所述冷却区的一侧，其设置为将光触媒喷射至转向后的初生纤维的表面以形成附着光触媒的初生纤维；所述冷却区设置为将附着光触媒的初生纤维冷却，以形成含有光触媒的纤维；所述转移设备设置在所述转向设备的下方，其设置为收集含有光触媒的纤维。

在上述闪蒸法纺制纤维的装置中，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为0～30°。优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为0～15°。更优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向的夹角为0～5°。这样有利于光触媒牢固地附着于纤维的表面。根据本实用新型的一个具体实施方式，所述喷射器的喷射方向设置为水平；所述闪蒸喷丝器的喷丝方向设置为水平。所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向相互平行，更加有利于光触媒牢固地附着于纤维的表面。所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向可以相同，也可以相反。优选地，所述喷射器的喷射方向与所述闪蒸喷丝器的喷丝方向可以相同。

实施例1

图1为本实用新型的一种闪蒸法纺制纤维的装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的闪蒸法纺制纤维的装置包括闪蒸喷丝器1、转向板2、光触媒添加设备4、铺网转移设备3和收卷设备5。

转向板2与闪蒸喷丝器1在水平方向上间隔一定的距离，从而形成喷丝区。光触媒添加设备4具有喷射器403，其设置在喷丝区的上方，用于向初生纤维喷射光触媒。转向板2倾斜设置。在本实施例中，转向板2所在平面与水平面的夹角可以为45°。喷射器403的喷射方向设置为垂直向下；闪蒸喷丝器1的喷丝方向设置为水平。

闪蒸喷丝器1将纺丝液喷出以形成初生纤维，光触媒添加设备4将光触媒喷射至初生纤维的表面，以形成附着光触媒的初生纤维，转向板2接纳附着光触媒的初生纤维并使其发生转向。在本实施例中，可以将光触媒气溶胶添加至初生纤维。

铺网转移设备3设置在转向板2的下方，二者之间形成冷却区。附着光触媒的初生纤维在冷却区进行冷却，冷却得到的含有光触媒的纤维收集在铺网转移设备3上，形成收集物(例如纤维或纺织品)。收卷设备5设置在铺网转移设备3的一侧，将收集物收卷。

图3为本实用新型的一种光触媒添加设备的结构示意图。如图3所示，光触媒添加设备4包括雾化器401、连接管402和喷射器403。连接管402将雾化器401和喷射器403连接。雾化器401具有载气通道405，从而将载气添加至雾化器401。光触媒溶液在雾化器401形成雾化液滴，通过连接管402进入喷射器403，然后从喷射器403喷出。喷射器403的外周设有气流通路404，供给气体(例如热空气)以促进光触媒气溶胶的喷出。

喷出的光触媒气溶胶与闪蒸喷丝器1喷出的初生纤维在喷丝区接触，从而使得光触媒颗粒附着在初生纤维的表面，从而形成附着光触媒的初生纤维，然后经过转向板2发生转向，进入冷却区冷却以形成含有光触媒的纤维。含有光触媒的纤维收集在铺网转移设备3上，然后经过收卷设备5收卷。

本实施例所得纤维的扫描电镜照片参见图4。

实施例2

图2为本实用新型的另一种闪蒸法纺制纤维的装置的结构示意图。如图2所示，本实施例的闪蒸法纺制纤维的装置包括闪蒸喷丝器1、转向板2、光触媒添加设备4、铺网转移设备3和收卷设备5。

转向板2倾斜设置。在本实施例中，转向板2所在平面与水平面的夹角可以为45°。转向板2与闪蒸喷丝器1在水平方向上间隔一定的距离，从而形成喷丝区。闪蒸喷丝器1将纺丝液喷出以形成初生纤维，转向板2接纳初生纤维并使其发生转向。

铺网转移设备3设置在转向板2的下方，二者之间形成冷却区。初生纤维在冷却区进行冷却。光触媒添加设备4具有喷射器403，其设置在冷却区的一侧，用于向初生纤维添加光触媒，从而形成附着光触媒的初生纤维。喷射器403的喷射方向设置为水平；闪蒸喷丝器1的喷丝方向设置为水平。在本实施例中，可以将光触媒气溶胶添加至初生纤维。附着光触媒的初生纤维在冷却区继续冷却，冷却得到的含有光触媒的纤维收集在铺网转移设备3上，形成收集物(例如纤维或纺织品)。收卷设备5设置在铺网转移设备3的一侧，将收集物收卷。

图3为本实用新型的一种光触媒添加设备的结构示意图。如图3所示，光触媒添加设备4包括雾化器401、连接管402和喷射器403。连接管402将雾化器401和喷射器403连接。雾化器401具有载气通道405，从而将载气添加至雾化器401。光触媒溶液在雾化器401形成雾化液滴，通过连接管402进入喷射器403，然后从喷射器403喷出。喷射器403的外周设有气流通路404，供给气体(例如热空气)以促进光触媒气溶胶的喷出。

喷出的光触媒气溶胶与初生纤维在冷却区接触，从而使得光触媒颗粒附着在初生纤维的表面，从而形成附着光触媒的初生纤维。附着光触媒的初生纤维在冷却区继续冷却以形成含有光触媒的纤维。含有光触媒的纤维收集在铺网转移设备3上，然后经过收卷设备5收卷。

实施例3

除了以下结构，其余结构与实施例1相同：

转向板2所在平面与水平面的夹角为30°。

实施例4

除了以下结构，其余结构与实施例1相同：

转向板2所在平面与水平面的夹角为75°。

实施例5

除了以下结构，其余结构与实施例2相同：

转向板2所在平面与水平面的夹角为30°。

实施例6

除了以下结构，其余结构与实施例1相同：

转向板2所在平面与水平面的夹角为75°。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。