CN104358094A - 一种纤维易原纤化程度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维易原纤化程度检测装置及方法，装置包括固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊，所述固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊通过四根支架依次排列在原纤化箱内，且固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊的轴线相互平行；所述原纤化辊上方设有加湿导管；所述原纤化箱的基底上设有两个排气孔，其中，一个位于所述固定辊和输入辊之间，另一个位于原纤化辊和输出辊之间。使用时，测试样品固定于固定辊上，并从输入辊下缘绕过至所述原纤化辊，再从原纤化辊上缘绕过固定于所述输出辊上。本发明在使用过程中，操作灵活，工作效率高，可调节能力强，适应多种纤维种类以及纤维状态。

Description

一种纤维易原纤化程度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及纤维检测技术领域，特别是涉及一种纤维易原纤化程度检测装置及方法。

背景技术

纤维的原纤化过程是指纤维沿纤维主题剥离成为直径小于1μm～4μm的巨原纤以及进而劈裂成更加细小的微原纤的过程。原纤化表示原纤维沿着各自纤维的纤维表面发生分裂，这是由于纤维在湿态下，由于横向的膨胀作用力增强，减弱了微原纤间的横向结合力，当结合力减弱的纤维与外界物体摩擦作用下，皮层纤维脱落，表层纤维纵向开裂，形成长短不匀的原纤绒毛。

易于原纤化的纤维，纤维表面产生的短绒可以增加纤维的吸湿透气性能，改善纤维手感。但是原纤化同时也会为纤维带来一定程度的弊端，即纤维原纤化过程中伴随着短纤维从主体纤维中剥离，剥离的短纤维会对生产机器造成影响，同时对纤维本身表现为纤维表层结构受损，纤维力学性能稳定性降低，纤维品质下降。

根据纤维原纤化的机理，纤维发生原纤维化需要水分和摩擦两大因素。原纤化通过原纤化辊实施，在原纤化辊的圆周上突出的固定了90度交叉的斜纹凸起，从而在原纤化辊上提高纤维丝束与原纤化辊直径的摩擦力。

原纤化过程需要水分提供内部的膨胀力，因此再原纤化辊上提供一定温度的水蒸气，使纤维丝束不仅持续保持水分，并且蒸汽形式的水分更容易粘附于纤维表面，促进纤维的吸收，持续的水分供给可以保证现在因为摩擦发热而蒸发掉内部水分。同时蒸汽给予一定的温度，根据时温定等效原理，根据纤维材料特性，在一定范围内，提高纤维的温度，促销内部大分子的运动，对原纤化具有促进的作用。

在已知的装置中，原纤化元件都为固定位置，丝束固定的置于原纤化装置中。因此在丝束的起始端和结尾端两个固定端，设置为可以上下浮动的固定辊，通过固定辊的位置，来调节丝束受到原纤化辊的摩擦力方向、摩擦面积以及纤维丝束的拉伸力大小，可针对材料对摩擦的敏感性进行调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纤维易原纤化程度检测装置及方法，能够对纤维的易原纤化程度进行有效检测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种纤维易原纤化程度检测装置，包括固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊，所述固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊通过四根支架依次排列在原纤化箱内，且固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊的轴线相互平行；所述原纤化辊上方设有加湿导管；所述原纤化箱的基底上设有两个排气孔，其中，一个位于所述固定辊和输入辊之间，另一个位于原纤化辊和输出辊之间，测试样品固定于固定辊上，并从输入辊下缘绕过至所述原纤化辊，再从原纤化辊上缘绕过固定于所述输出辊上。

所述加湿导管固定在所述原纤化箱的上盖上。

所述原纤化箱的上盖和基底通过嵌入方式连接。

所述固定辊的位置高于所述原纤化辊的位置，由两片圆形辊夹持测试样品，夹持面为表面有凸起的粗糙表面。

所述输入辊为被动转动辊，能够沿支架上下移动，其剖面为两侧高、中间凹的结构，中间凹的部分设有凸起的交叉斜线。

所述原纤化辊为主动转动辊，与转动控制单元相连，其剖面为两侧高、中间凹的结构，中间凹的部分设有凸起的交叉斜线。

所述输出辊为不转动的固定辊，能够沿支架上下移动，由两片圆形辊夹持纤维，夹持面为表面有凸起的粗糙表面。

所述加湿导管的喷嘴位于所述原纤化辊的正上方，距离原纤化辊5mm-20mm。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种使用上述纤维易原纤化程度检测装置进行纤维易原纤化程度检测的方法，包括以下步骤：

(1)将测试样品按固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊的顺序置于原纤化箱中，并且调节所述输入辊的高度，保证测试样品与所述原纤化辊保持接触；

(2)通入蒸汽于原纤化箱内，等待箱内湿度达到60％以上时，再使所述原纤化辊转动；

(3)所述原纤化辊开始转动后，迅速调到固定转速，并开启计时装置；

(4)观察纤维形态，当纤维断裂时，关闭计时装置，读取时间读数。

所述步骤(3)中原纤化箱内的温度控制在20-95℃，湿度控制在60％-95％。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明在使用过程中，操作灵活，工作效率高，可调节能力强，适应多种纤维种类以及纤维状态。不仅可以测试纤维的易原纤化程度，其进一步方案可以结合丝束生产线，产生具有一定程度原纤化的丝束。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中原纤化辊和输入辊的俯视图；

图3是本发明中原纤化辊和输入辊的剖视图；

图4是本发明中原纤化程度调节装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明涉及一种纤维易原纤化程度检测装置，如图1所示，包括用于夹持纤维的固定辊1，可上下调节位置的输入辊2，可变速转动的原纤化辊3，可上下调节用于夹持纤维的输出辊4，用于原纤化辊提供热蒸汽的加湿导管5，保持原纤化箱密封性的原纤化箱上盖6，维持原纤化整体以及控制箱体内蒸汽排出的原纤化箱基底8。

其中，固定辊1、输入辊2、原纤化辊3和输出辊4通过四根支架依次排列在原纤化箱内，且固定辊1、输入辊2、原纤化辊3和输出辊4的轴线相互平行；所述原纤化辊3上方设有加湿导管5；所述原纤化箱3的基底上设有两个排气孔，其中，一个位于所述固定辊1和输入辊2之间，另一个位于原纤化辊3和输出辊4之间。

如图2和图3所示，原纤化辊表面设有45度和135度两条交叉凸起条纹9，增加纤维与原纤化辊的摩擦作用。为了防止纤维丝束或薄膜在运动过程中偏离或脱离原纤化辊，在原纤化辊以及输入辊中设有凹陷部分10，从而能够控制纤维丝束和薄膜在摩擦区域运动。

本装置中原纤化辊左右两侧分别由丝束输入辊和丝束输出辊夹持纤维，输入辊和输出辊分别为纵向可调节，根据纤维特性进行摩擦区域以及丝束拉伸力的调节，输入辊与丝束起始辊相连，在输入辊和输出辊下方设有蒸汽溢出孔。

为确保纤维丝束或薄膜可以调节不同程度的摩擦力，为原纤化辊配置主动控制驱动装置，通过原纤化辊的变速调节(其转速可以在0转-10000转之间进行无极转速调节)，改变纤维单位之间内摩擦的距离。为了控制纤维在摩擦过程中，处于摩擦位置的丝束不发生移动，对固定辊和输出辊，采用两片对辊夹持纤维，对辊夹持面采用涂层或者表面粗糙突起，增加纤维与夹持辊之间的摩擦系数，保持纤维不因拉伸受力脱离夹持棍。

使用时，根据纤维丝束或薄膜7的长度，调节输出辊4的位置，确定输出辊4位置后，将纤维丝束或薄膜先固定于固定辊1上，将纤维丝束或薄膜从输入辊2下面穿过，再经过原纤化辊3的上表面，最后固定于输出辊4上。待纤维丝束固定后，调节输入辊2的位置，改变测试丝束的拉伸应力，以及丝束与原纤化辊3的接触面积。待丝束确定后，盖上原纤化箱上盖6，开启加湿导管5，使得热湿气体充满原纤化箱，然后开始原纤化辊3的控制电机，调节转速，测试纤维断裂所需时间。具体步骤如下：

(1)纤维丝束一端固定于固定辊上，丝束通过输入辊，原纤化辊，到达输出辊，根据丝束特性，调节输入辊和输出辊的高度，高度控制在0mm～500mm之间，改变纤维丝束在原纤化辊上的压力和摩擦面积。

(2)利用加湿设备，通过压力为0.1Mpa～0.9Mpa的水蒸气，温度为20℃～95℃，对纤维丝丝束或薄膜进行加湿，加温处理，增加纤维原纤化程度。

(3)根据丝束特性调节原纤化辊上转速，转速控制在0转-10000转，可以改变纤维因摩擦断裂的时间，并且在转速固定后开启计时装置

(4)观察纤维形态，当纤维断裂时，关闭计时装置，读取时间读数。

本发明通过用蒸汽或者喷雾对纤维摩擦部位进行加湿加热，通过热湿摩擦效应，观测纤维丝束摩擦断裂时间或者纤维相同时间摩擦产生的毛羽数量，来判定纤维容易原纤化程度。

由于纤维在摩擦过程之前，纤维内部经过吸湿作用，已经为到达一定含水量，纤维内部膨胀，同时调节输入辊的位置，增加纤维丝束的伸直程度，有利于纤维于纤维丝束更加密切的贴合，原纤化辊以一定转速摩擦纤维使摩擦力促使表面膨胀的微原纤从纤维主体中剥离出来，当外层原纤从纤维主体剥离后，内层原纤重复外层原纤过程，逐步剥离，从而使纤维达到最终的断裂。

根据本发明的装置，在原则上适用于所有热塑性材料丝束或薄膜的易原纤化程度测试。使用本发明装置时，优先选用相同位置的输入辊、输出辊高度和原纤化辊转速，通过断裂时间的长短，确定纤维易于原纤化程度。当材料为不易原纤化纤维时，可控制输入辊高度、输出辊高度以及原纤化辊转速三个变量中两个，加大另一个变量值，来减少断裂时间。

本装置的另一个用途为用于直接连接处丝束生产装置中的可调节原纤化程度装置。如图4所示，丝束从原纤化箱上盖进入，先通过用于输入导向的固定辊1，然后经过输入辊2下部，再经过原纤化辊3，穿过输出调节辊11，再经过输出导向辊12，稳定的一定程度的原纤化处理完成。

上述装置中，纤维输入辊导向辊和输出导向辊为可转动圆辊，对丝束在原纤化箱内过滤掉丝束的运动不匀，原纤化箱内部的输入辊和输出调节辊，通过位置的调节，调整纤维的原纤化程度。另外也可以通过改变原纤化辊以及箱体内的温湿度调整纤维的原纤化程度。此装置理论上可以用于于所有热塑性纤维丝束的生产过程中，可以直接产生具有一定原纤化程度的纤维丝束。此装置度原纤化程度可以通过原纤化辊的转速进行宏观调节，利用输入输出辊的高度进行微量调节。调节方便，易于控制。可有效的增加同一丝束生产线产出品种的多样性。

Claims (10)

1.一种纤维易原纤化程度检测装置，包括固定辊(1)、输入辊(2)、原纤化辊(3)和输出辊(4)，其特征在于，所述固定辊(1)、输入辊(2)、原纤化辊(3)和输出辊(4)通过四根支架依次排列在原纤化箱内，且固定辊(1)、输入辊(2)、原纤化辊(3)和输出辊(4)的轴线相互平行；所述原纤化辊(3)上方设有加湿导管(5)；所述原纤化箱的基底(8)上设有两个排气孔，其中，一个位于所述固定辊(1)和输入辊(2)之间，另一个位于原纤化辊(3)和输出辊(4)之间，测试样品(7)固定于固定辊(1)上，并从输入辊(2)下缘绕过至所述原纤化辊(3)，再从原纤化辊(3)上缘绕过固定于所述输出辊(4)上。

2.根据权利要求1所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述加湿导管(5)固定在所述原纤化箱的上盖(6)上。

3.根据权利要求2所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述原纤化箱的上盖(6)和基底(8)通过嵌入方式连接。

4.根据权利要求1所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述固定辊(1)的位置高于所述原纤化辊(3)的位置，由两片圆形辊夹持测试样品，夹持面为表面有凸起的粗糙表面。

5.根据权利要求1所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述输入辊(2)为被动转动辊，能够沿支架上下移动，其剖面为两侧高、中间凹的结构，中间凹的部分设有凸起的交叉斜线。

6.根据权利要求1所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述原纤化辊(3)为主动转动辊，与转动控制单元相连，其剖面为两侧高、中间凹的结构，中间凹的部分设有凸起的交叉斜线。

7.根据权利要求1所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述输出辊(4)为不转动的固定辊，能够沿支架上下移动，由两片圆形辊夹持纤维，夹持面为表面有凸起的粗糙表面。

8.根据权利要求1所述的纤维易原纤化程度检测装置，其特征在于，所述加湿导管(5)的喷嘴位于所述原纤化辊的正上方，距离原纤化辊5mm-20mm。

9.一种使用权利要求1-8中任一权利要求所述纤维易原纤化程度检测装置进行纤维易原纤化程度检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将测试样品按固定辊、输入辊、原纤化辊和输出辊的顺序置于原纤化箱中，并且调节所述输入辊的高度，保证测试样品与所述原纤化辊保持接触；

(2)通入蒸汽于原纤化箱内，等待箱内湿度达到60％以上时，再使所述原纤化辊转动；

(3)所述原纤化辊开始转动后，迅速调到固定转速，并开启计时装置；

(4)观察纤维形态，当纤维断裂时，关闭计时装置，读取时间读数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中原纤化箱内的温度控制在20-95℃，湿度控制在60％-95％。