CN107338541A - 一种纳米纤维包芯纱制备装置 - Google Patents

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钟海炎
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    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/36—Cored or coated yarns or threads

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Abstract

本发明公开了一种纳米纤维包芯纱制备装置。包括聚合物纺丝液喷丝装置，微量注射泵，磁性接收盘，导纱通道，长丝喂入装置，导纱罗拉，分丝板，卷绕装置，加捻装置以及电机，聚合物纺丝液喷丝装置是磁纺喷丝装置，聚合物纺丝液是磁性聚合物纺丝液，磁性接收盘用于接收磁性聚合物纺丝以形成磁性聚合物纳米纤维，磁性聚合物纳米纤维被包覆在长丝表面。

Description

一种纳米纤维包芯纱制备装置
技术领域
本发明涉及一种包芯纱的制备装置，具体涉及一种由磁纺设备制备的纳米纤维包芯纱的制备装置。
背景技术
静电纺丝法是目前制备聚合物纳米纤维最简单高效的方法之一，以其加工设备简单、原料来源广泛、纺丝工艺可控等诸多优点，静电纺丝纳米纤维具有超高比表面积、高孔隙率和强吸附性等特点，可以广泛应用于过滤、光催化、传感器和生物应用等领域。
静电纺主要用于制备非织造布形式的纤维膜，其产品大多以膜或者类似于膜的形式存在，因此静电纺纳米纤维的强力一般不高，由于静电纺纳米纤维的低强力使其在实际的应用中备受阻碍，因此，需要借助其他技术手段增强纳米纤维的强力。比如将纳米纤维与其他的高强力材料复合使用，这就需要将纳米纤维制备装置与其他的机器设备放在一起使用。
此外，静电纺制备纳米纤维还存在如下技术问题：静电纺需要较高的纺丝电压以形成电场，这一电压通常高达几万至几十万伏特，将带有如此大电压的设备与其他设备连用会产生潜在的危险，而且如此高电压以及高电场很可能会击穿加其他设备的风险。因此，需要一种制备纳米纤维的手段，并且可以将该手段与其他机器设备放在一起使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制备纳米纤维包芯纱的装置，该装置在纱线的纺制过程中以磁场力代替电场力，在交变磁场力作用下拉伸聚合物纺丝液制备纳米纤维，将聚合物纳米纤维包覆在长丝的表面，形成以长丝为芯的包芯复合纱线，由于芯部长丝的存在，极大的改善了纳米纤维的强力，拓展了其应用范围，整个制备过程无需高压电作用，有效降低安全隐患，制得的是一种具有纳米级包覆层的包芯纱。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种纳米纤维包芯纱制备装置，其特征在于，所述纳米纤维包芯制备装置包括聚合物纺丝液喷丝装置，微量注射泵，磁性接收盘，导纱通道，长丝喂入装置，导纱罗拉，分丝板，卷绕装置，加捻装置以及电机，所述聚合物纺丝液喷丝装置是磁纺喷丝装置，所述聚合物纺丝液是磁性聚合物纺丝液，所述磁性接收盘用于接收磁性聚合物纺丝以形成磁性聚合物纳米纤维，所述磁性聚合物纳米纤维被包覆在长丝表面。
所述磁性接收盘用于形成强磁场，由喷丝装置喷射出的纺丝液射流在强磁场的拉伸作用下变细，形成纳米纤维包覆在长丝表面；所述微量注射泵调节聚合物纺丝液喷丝装置的推进速度；所述磁性接收盘的表面固定有提供磁场的条形永磁铁，所述条形磁铁的长轴与磁性接收盘的中轴线垂直。
本发明的有益效果为：借助该装置，以磁场力代替电场力，在交变磁场力作用下拉伸磁性聚合物纺丝液制备聚合物纳米纤维，将聚合物纳米纤维包覆在长丝的表面，形成以长丝为芯的包芯复合纱线，由于芯部长丝的存在，极大的改善了纳米纤维的强力，拓展了其应用范围；整个制备过程无需高压电作用，有效降低安全隐患，制得的是一种具有纳米级包覆层的包芯纱。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
如图1所示：所述纳米纤维包芯纱制备装置包括右侧聚合物纺丝液喷丝装置1、左侧聚合物纺丝液喷丝装置1’、右侧磁性接收盘2、左侧磁性接收盘2’、右侧导纱通道3、左侧导纱通道3’、右侧长丝喂入装置4、左侧长丝喂入装置4’、 右侧电机5、左侧电机5’、右侧导纱罗拉6、左侧导纱罗拉6’、分丝板7、卷绕装置8、旋转加捻盘9等。
结合图1所示，本发明所述纳米纤维包芯纱制备装置包括右侧聚合物纺丝液喷丝装置1和左侧聚合物纺丝液喷丝装置1’，右侧聚合物纺丝液喷丝装置1 和左侧聚合物纺丝液喷丝装置1’均与各自的微量注射泵相连，它们的的注射喷口分别对准右侧磁性接收盘2和左侧磁性接收盘2’，右侧聚合物纺丝液喷丝装置1和右侧磁性接收盘2通过磁场形成一束纳米纤维，左侧聚合物纺丝液喷丝装置1’和左侧磁性接收盘2’通过磁场形成另一束纳米纤维；所述右侧磁性接收盘2和左侧磁性接收盘2’的表面均固定有提供磁场的条形永磁铁，所述条形磁铁的长轴与磁性接收盘的中轴线垂直。在右侧磁性接收盘2和左侧磁性接收盘2’的中心孔中分别设置右侧导纱通道3和左侧导纱通道3’，右侧长丝和左侧长丝分别穿过右侧导纱通道3和左侧导纱通道3’；右侧电机5和左侧电机5’分别为带动右侧磁性接收盘2和左侧磁性接收盘2’转动，在右侧磁性接收盘2和左侧磁性接收盘2’后方分别设置右侧导纱罗拉6和左侧导纱罗拉6’；在所述右侧磁性接收盘6和左侧磁性接收盘6’的下方依次设置分丝板7、卷取装置 8和旋转加捻盘9。
其工作过程如下：磁性聚合物纺丝液在微量注射泵的作用下将磁性聚合物纺丝推出形成磁性射流，磁性射流在磁性接收盘的作用下拉伸得到左右两束纳米纤维，这两束纳米纤维分别包覆在同时从左右两侧喂入的长丝上，复合成纱，再经由分丝板、卷取装置和加捻盘卷取加捻后卷绕在卷绕装置上。

Claims (4)

1.一种纳米纤维包芯纱制备装置，其特征在于，所述纳米纤维包芯制备装置包括聚合物纺丝液喷丝装置，微量注射泵，磁性接收盘，导纱通道，长丝喂入装置，导纱罗拉，分丝板，卷绕装置，加捻装置以及电机，所述聚合物纺丝液喷丝装置是磁纺喷丝装置，所述聚合物纺丝液是磁性聚合物纺丝液，所述磁性接收盘用于接收磁性聚合物纺丝以形成磁性聚合物纳米纤维，所述磁性聚合物纳米纤维被包覆在长丝表面。
2.如权利要求1所述的纳米纤维包芯纱制备装置，其特征在于，所述磁性接收盘用于形成强磁场，由喷丝装置喷射出的纺丝液射流在强磁场的拉伸作用下变细，形成纳米纤维包覆在长丝表面。
3.如权利要求1所述的纳米纤维包芯纱制备装置，其特征在于，所述微量注射泵调节聚合物纺丝液喷丝装置的推进速度。
4.如权利要求2所述的纳米纤维包芯纱制备装置，其特征在于：所述磁性接收盘的表面固定有提供磁场的条形永磁铁，所述条形磁铁的长轴与磁性接收盘的中轴线垂直。
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