CN108532008B - 一种弹力纱线的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹力纱线的制备装置,涉及熔喷纺丝技术领域。该装置通过气流发生器产生的气流经过螺旋喷气嘴时,由螺旋喷气嘴上以喷丝孔为中心均匀设有的等角度分布的至少3个喷气孔分流为螺旋气流,从而使得喷丝孔喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下进行螺旋状的坠落轨迹,并由接收组件的输送带接收形成网状螺旋纤维,最后在加热辊和喇叭口、加捻装置的加固下形成弹力纱线。本发明提供的弹力纱线的制备装置,通过对传统熔喷纺丝装置进行改进,使用螺旋喷气嘴代替传统狭槽或环形熔喷气流喷嘴,可解决弹力纱线的原材料弹性要求较大,制备成本较高,成纱效率较低的技术问题,达到提高弹力纱线制备效率,降低弹力纱线制备成本的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及熔喷纺丝技术领域,特别涉及一种弹力纱线的制备装置。
背景技术
弹力纱线具有类似弹簧般的外观形状,经染整定型处理后,具有自发卷缩的弹性特性,弹性纱线作为织物的制备材料,可赋予织物良好的伸缩弹性、弹性回复率佳及蓬松感,因此广泛应用于织布、祙子、织带、羊毛衫、护腕、护踢、手套等多种需要具有特定弹性物品的制备。
现有制备弹力纱线的纺纱工艺流程通常较长,需要经过开松工序、梳理工序、并条工序、粗纱工序和细纱工序,每个工序均需要一组或者多组昂贵的设备,且,现有弹力纱线的弹力通常主要源自用于制备弹力纱线的原材料自身弹性,使得弹力纱线的制备原料弹性要求较高,制备成本较高,成纱效率较低。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种弹力纱线的制备装置,所述弹力纱线的制备装置利用熔喷技术制备螺旋的弹性纱线,然后加固,最后进入加捻部件进行加捻,具有制备原料弹性要求较低,流程短,速度快,弹力可控的优点。本发明的技术方案如下:
本发明实施例提供了一种弹力纱线的制备装置,所述装置包括:纺丝组件、接收组件和加固组件;
所述纺丝组件包括料斗、高温螺杆、分配腔体、气流发生器、气流加热器、螺旋喷气嘴和喷丝孔;其中,所述高温螺杆的一端上方设置有所述料斗,所述高温螺杆的另一端与所述分配腔体相连;所述气流发生器设置有所述气流加热器;所述螺旋喷气嘴设置于所述分配腔体的下端,所述螺旋喷气嘴的中心垂直设有所述喷丝孔,且所述螺旋喷气嘴上以所述喷丝孔为中心均匀设有等角度分布的至少3个喷气孔;对于每个喷气孔,所述喷气孔上端至所述喷丝孔所在轴线的距离L1大于所述喷气孔下端至所述喷丝孔所在轴线的距离L2,且所述喷气孔的延长线与所述喷丝孔的延长线不相交;所述气流发生器通过通气管分别与所述螺旋喷气嘴上的所述至少3个喷气孔相连通;所述料斗通过所述高温螺杆在所述分配腔体内与所述喷丝孔连通;
所述接收组件设于所述喷丝孔的下方,包括输送带和传送滚轮;其中,所述输送带用于接收所述喷丝孔喷出的螺旋纤维并形成网状螺旋纤维,所述传送滚轮用于带动所述输送带沿预设方向输送;
所述加固组件设于所述输送带的输送方向一侧,依次包括加热辊、喇叭口和加捻装置;其中,所述加热辊包括上下对称设置的一对加热辊,用于加固所述网状螺旋纤维;所述喇叭口在入口处的内径大于在出口处的内径,用于将所述网状螺旋纤维收束为条状螺旋纤维束;所述加捻装置用于对所述条状螺旋纤维束进行加捻形成弹力纱线。
在一个可选的实施例中,在处于工作状态时,所述螺旋喷气嘴以所述喷丝孔为中心进行布置。
在一个可选的实施例中,所述螺旋喷气嘴具有可拆卸结构。
在一个可选的实施例中,所述传送滚轮与驱动装置相连接,所述驱动装置用于控制所述传送滚轮的转动速率,进而控制所述输送带的输送速率。
在一个可选的实施例中,所述通气管上还设有气体流量计。
与现有技术相比,本发明提供的弹力纱线的制备装置具有以下优点:
本发明提供的弹力纱线的制备装置,通过气流发生器产生的气流经过螺旋喷气嘴时,由螺旋喷气嘴上以喷丝孔为中心均匀设有的等角度分布的至少3个喷气孔分流为螺旋气流,从而使得喷丝孔喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下进行螺旋状的坠落轨迹,并由接收组件的输送带进行接收形成网状螺旋纤维,最后在加热辊和喇叭口、加捻装置的加固下形成弹力纱线。本发明提供的弹力纱线的制备装置,通过对传统熔喷纺丝装置进行改进,使用螺旋喷气嘴代替传统熔喷气流喷嘴,可解决弹力纱线的原材料弹性要求较大,制备成本较高,成纱效率较低的技术问题,达到对原材料弹性要求较小,提高弹力纱线制备效率,降低弹力纱线制备成本的技术效果。
需要注意的是,本发明提供的弹力纱线的制备装置制备得到的弹力纱线的弹力不是来源于纤维自身的弹性,而是通过形成纤维之间的自锁结构来达到弹性目的,因此对制备弹力纱线的原材料的弹性要求较小,从而扩宽弹力纱线的原材料选择,使得更多具有特殊性能的原材料可供作为弹力纱线的制备选择,为弹力纱线的多性能富集提供了一种可能,因此具有极大的开发潜能。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种弹力纱线的制备装置的装置示意图。
图2是一种现有熔喷纺丝喷头的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种螺旋喷气嘴的示意图。
图4是一种传统熔喷纺丝喷头喷出的气流场示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种螺旋喷气嘴喷出的气流场示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种网状螺旋纤维的结构示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种喇叭口的主视图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种喇叭口的侧视图。
具体实施方式
以下结合具体实施例(但不限于所举实施例)与附图详细描述本发明,本实施例的具体方法仅供说明本发明,本发明的范围不受实施例的限制,本发明在应用中可以作各种形态与结构的修改与变动,这些基于本发明基础上的等价形式同样处于本发明申请权利要求保护范围。
熔喷法是目前已商业化制备纤维的技术方法,该方法是将聚合物熔体经喷丝板挤出后,经两股高速高温的热空气进行牵伸而细化成纤维。在该纺丝过程中需要熔融的聚合物流体,高速高温的热空气,其耗能较大。
现有纤维的制备装置采用熔喷法制备纤维具体过程中,工作人员将聚合物的颗粒状切片从料斗A中加入,然后经过高温螺杆B的挤压与加热作用,颗粒切片融化为聚合物熔体。聚合物熔体经过分配腔体C的定量输出作用从喷丝孔D挤出,挤出的聚合物熔体经过风机E产生的高温高速的气流从两侧的喷气孔吹喷而出,进而拉细成纤维,该纤维的制备装置如图1所示。
在上述传统熔喷工艺中,两股气流是对称的,在中心线气流具有向下的合速度,纤维从喷丝孔挤出后会垂直下落。
本发明对传统熔喷纺丝装置进行改进,使用螺旋喷气嘴代替传统熔喷气流喷嘴,从而使得弹力纱线的制备装置的喷丝孔喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下进行螺旋状的坠落轨迹,并由接收组件的输送带进行接收形成网状螺旋纤维,最后在加热辊和喇叭口、加捻装置的加固下形成弹力纱线。
如图1所示,图1是根据一示例性实施例示出的一种弹力纱线的制备装置的装置示意图,该纺丝组件100、接收组件200和加固组件300。
所述纺丝组件100包括料斗110、高温螺杆120、分配腔体130、气流发生器140、气流加热器150、螺旋喷气嘴160和喷丝孔170;其中,所述高温螺杆120的一端上方设置有所述料斗110,所述高温螺杆120的另一端与所述分配腔体130相连;所述气流发生器140设置有所述气流加热器150;所述螺旋喷气嘴160设置于所述分配腔体130的下端,所述螺旋喷气嘴160的中心垂直设有所述喷丝孔170,且所述螺旋喷气嘴160上以所述喷丝孔170为中心均匀设有等角度分布的至少3个喷气孔161;对于每个喷气孔161,所述喷气孔161上端至所述喷丝孔170所在轴线的距离L1大于所述喷气孔161下端至所述喷丝孔170所在轴线的距离L2,且所述喷气孔161的延长线与所述喷丝孔170的延长线不相交;所述气流发生器140通过通气管141分别与所述螺旋喷气嘴160上的所述至少3个喷气孔161相连通;所述料斗110通过所述高温螺杆120在所述分配腔体130内与所述喷丝孔170连通。
在纺丝组件100中,料斗110用于放置用于制备弹力纱线的聚合物原料切片,高温螺杆120用于对聚合物原料切片进行挤压和加热,使得聚合物原料切片在经过高温螺杆120时融化为聚合物熔体,分配腔体130再对聚合物熔体进行定量输出并将聚合物熔体从喷气孔161挤出;气流发生器140则用于产生高速气流,气流加热器150再对气流发生器140产生的高速气流进行加热,使得气流发生器140通过通气管141输入螺旋喷气嘴160的高速气流温度上升,螺旋喷气嘴160上各个喷气孔161喷出的高温高速气流用于对喷气孔161挤出的聚合物熔体进行牵伸,形成纤维。
需要说明的是,本发明实施例提供的制备装置中,螺旋喷气嘴160的特殊设计使得螺旋喷气嘴160上各个喷气孔161喷出的气流呈螺旋下坠轨迹,并带动喷丝孔170喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下被牵伸为纤维并呈螺旋状下坠至接收组件200。
为了更好地说明本发明实施例提供的螺旋喷气嘴,示出如图2所示的一种现有熔喷纺丝喷头的示意图,以及如图3所示的本发明实施例提供的螺旋喷气嘴的示意图,其中,图3示出的螺旋喷气嘴具有6个喷气孔。
在图2中,传统熔喷纺丝喷头的中心设有喷丝孔A,该喷丝孔A的左右两侧对称设有一对喷气孔B,且对于每个喷气孔B,该喷气孔B与喷丝孔A的中心轴之间具有一个夹角α1,该夹角α1使得喷丝孔A两侧的喷气孔B喷出的高温高速气流能够聚集,并对喷丝孔A喷出的聚合物熔体具有牵伸的作用,从而使得聚合物熔体被牵伸为纤维并垂直下坠于接收组件。
在图3中,螺旋喷气嘴160为圆盘状实心结构,且螺旋喷气嘴160上以所述喷丝孔170为中心均匀设有等角度分布的6个喷气孔161。对于每个喷气孔161,该喷气孔161上端至喷丝孔170所在轴线的距离L1大于述喷气孔161下端至该喷丝孔170所在轴线的距离L2,且该所述喷气孔161的延长线与喷丝孔170的延长线不相交,即,以水平面所在平面作为x-y平面,喷丝孔170的中心轴作为z轴建立三维坐标系,那么,对于每个喷气孔161,该喷气孔161在该三维坐标系中所在的位置与喷丝孔170的中心轴具有一个夹角 θ,该夹角 θ使得各个喷气孔161喷出的气流能聚集,从而对喷丝孔170喷出的聚合物熔体具有牵伸的作用,另外,该喷气孔161在y-z平面上的投影与z轴具有一个扭转角α2,该扭转角α2则使得喷气孔161喷出的气流呈螺旋状运动,同时带动喷丝孔170喷出的聚合物熔体进行螺旋运动,夹角θ和扭转角α2的共同作用使得各个喷气孔161喷出的高温高速气流呈螺旋下坠轨迹,并带动喷丝孔170喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下被牵伸为纤维并呈螺旋状下坠至接收组件200。
为了更好的说明螺旋喷气嘴上喷气孔喷出的气流轨迹,示出如图4所示的传统熔喷纺丝喷头喷出的气流场示意图,以及如图5示出的螺旋喷气嘴160喷出的气流场示意图。
所述接收组件200设于所述喷丝孔170的下方,包括输送带210和传送滚轮220;其中,所述输送带210用于接收所述喷丝孔170喷出的螺旋纤维并形成网状螺旋纤维,所述传送滚轮220用于带动所述输送带210沿预设方向输送。
需要说明的是,由于螺旋喷气嘴160的螺旋吹喷作用,聚合物熔体被牵伸为纤维后,呈螺旋状下坠至接收组件200的输送带210上形成网状螺旋纤维,网状螺旋纤维的结构示意图如图6所示,在图6中,网状螺旋纤维上各个纤维之间具有若干重合点,例如,重合点a、b、c。
所述加固组件300设于所述输送带210的输送方向一侧,依次包括加热辊310、喇叭口320和加捻装置330;其中,所述加热辊310包括上下对称设置的一对加热辊310,用于加固所述网状螺旋纤维;所述喇叭口320在入口处的内径大于在出口处的内径,用于将所述网状螺旋纤维收束为条状螺旋纤维束;所述加捻装置330用于对所述条状螺旋纤维束进行加捻形成弹力纱线。
需要说明的是,喇叭口320的材质可以为金属,比如不锈钢、铁、铜等,且喇叭口320在入口处的内径大于在出口处的内径,因而具备收束结构。在经过喇叭口320的收束作用前,所述网状螺旋纤维为二维平面状,而在经过喇叭口320的收束作用后,所述网状螺旋纤维被收束为具有圆截面结构的条状螺旋纤维束。
为了更好地说明本发明实施例提出的喇叭口320,示出如图7所示的喇叭口的主视图以及图8所示的喇叭口的侧视图。
网状螺旋纤维在输送带210的输送下经过加固组件300,并依次经过加热辊310、喇叭口320和加捻装置330。
由于网状螺旋纤维上各个纤维之间具有若干重合点,网状螺旋纤维在经过加热辊310的热熔加固后,各个纤维之间的重合点形成热熔粘合点,从而使得网状螺旋纤维具有二维网状自锁结构。需要说明的是,网状螺旋纤维在经过加热辊310后,厚度变薄,其宽度变化较小,且形状为二维平面状。
经过加热辊310加固后的网状螺旋纤维在进入喇叭口320后,由于喇叭口的内径逐渐减小的原因,使得二维平面状的网状螺旋纤维在通过喇叭口320后被收束为具有圆截面结构的条状螺旋纤维束,并进一步在加捻装置330的加捻作用下形成弹力纱线。
在一个优选的实施例中,在处于工作状态时,所述螺旋喷气嘴160以所述喷丝孔170为中心进行布置。
在一个优选的实施例中,所述螺旋喷气嘴160具有可拆卸结构。
为了满足不同弹力纱线的制备工艺选择,螺旋喷气嘴160具有可拆卸结构,从而使得用户可以根据不同弹力纱线的制备要求更换不同规格的螺旋喷气嘴160,比如,将制备装置上具有3个喷气孔161的螺旋喷气嘴160更换为具有6个喷气孔161的螺旋喷气嘴160。
在一个优选的实施例中,所述传送滚轮220与驱动装置相连接,所述驱动装置用于控制所述传送滚轮220的转动速率,进而控制所述输送带210的输送速率。
弹力纱线的弹力强弱取决于螺旋纤维的加固工艺,以及输送带210的输送速度,输送带210的输送速度越慢,网状螺旋纤维的重合点越多,纤维自锁结构越强烈,最终弹性纱线的弹力越大,反之则弹性纱线弹力会越小;驱动装置用于控制所述传送滚轮220的转动速率,可使得用户可以根据弹力纱线成品的弹力数值要求控制制备得到的弹力纱线弹力强度。
在一个优选的实施例中,所述通气管141上还设有气体流量计。
气体流量计的设置可对制备装置内气流大小进行监控,从而及时发现设备异常。
本发明提供的弹力纱线的制备装置,通过气流发生器产生的气流经过螺旋喷气嘴时,由螺旋喷气嘴上以喷丝孔为中心均匀设有的等角度分布的至少3个喷气孔分流为螺旋气流,从而使得喷丝孔喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下进行螺旋状的坠落轨迹,并由接收组件的输送带进行接收形成网状螺旋纤维,最后在加热辊和喇叭口、加捻装置的加固下形成弹力纱线。本发明提供的弹力纱线的制备装置,通过对传统熔喷纺丝装置进行改进,使用螺旋喷气嘴代替传统熔喷气流喷嘴,可解决弹力纱线的原材料弹性要求较大,制备成本较高,成纱效率较低的技术问题,达到对原材料弹性要求较小,提高弹力纱线制备效率,降低弹力纱线制备成本的技术效果。
需要注意的是,本发明提供的弹力纱线的制备装置制备得到的弹力纱线的弹力不是来源于纤维自身的弹性,而是通过形成纤维之间的自锁结构来达到弹性目的,因此对制备弹力纱线的原材料的弹性要求较小,从而扩宽弹力纱线的原材料选择,使得更多具有特殊性能的原材料可供作为弹力纱线的制备选择,为弹力纱线的多性能富集提供了一种可能,因此具有极大的开发潜能。
虽然,前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明做了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之进行修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
Claims (5)
1.一种弹力纱线的制备装置,其特征在于,所述装置包括:纺丝组件、接收组件和加固组件;
所述纺丝组件包括料斗、高温螺杆、分配腔体、气流发生器、气流加热器、螺旋喷气嘴和喷丝孔;其中,所述高温螺杆的一端上方设置有所述料斗,所述高温螺杆的另一端与所述分配腔体相连;所述气流发生器设置有所述气流加热器;所述螺旋喷气嘴设置于所述分配腔体的下端,所述螺旋喷气嘴的中心垂直设有所述喷丝孔,且所述螺旋喷气嘴上以所述喷丝孔为中心均匀设有等角度分布的至少3个喷气孔;对于每个喷气孔,所述喷气孔上端至所述喷丝孔所在轴线的距离L1大于所述喷气孔下端至所述喷丝孔所在轴线的距离L2,且所述喷气孔的延长线与所述喷丝孔的延长线不相交;所述气流发生器通过通气管分别与所述螺旋喷气嘴上的所述至少3个喷气孔相连通;所述料斗通过所述高温螺杆在所述分配腔体内与所述喷丝孔连通,所述螺旋喷气嘴上各个喷气孔喷出的气流呈螺旋下坠轨迹,并带动所述喷丝孔喷出的聚合物熔体在螺旋气流的吹喷作用下被牵伸为纤维并呈螺旋状下坠至所述接收组件;
所述接收组件设于所述喷丝孔的下方,包括输送带和传送滚轮;其中,所述输送带用于接收所述喷丝孔喷出的螺旋纤维并形成网状螺旋纤维,所述传送滚轮用于带动所述输送带沿预设方向输送;
所述加固组件设于所述输送带的输送方向一侧,依次包括加热辊、喇叭口和加捻装置;其中,所述加热辊包括上下对称设置的一对加热辊,用于加固所述网状螺旋纤维;所述喇叭口在入口处的内径大于在出口处的内径,用于将所述网状螺旋纤维收束为条状螺旋纤维束;所述加捻装置用于对所述条状螺旋纤维束进行加捻形成弹力纱线。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,在处于工作状态时,所述螺旋喷气嘴以所述喷丝孔为中心进行布置。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述螺旋喷气嘴具有可拆卸结构。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述传送滚轮与驱动装置相连接,所述驱动装置用于控制所述传送滚轮的转动速率,进而控制所述输送带的输送速率。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述通气管上还设有气体流量计。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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