CN110184687A - 一种纤维丝束的开松方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于纤维丝束的开松领域，具体公开了一种纤维丝束的开松方法，包括干燥处理和开松处理，所述干燥处理和开松处理同时进行或交叉多次进行。通过两种处理的协同作用使得丝束达到干燥、蓬松、无粘连的状态。该方法绿色环保、节能高效，对于丝束和短纤的开松均有效，开松后的纤维状态自然、蓬松、无粘连、卷曲性和光泽好，后续开发应用条件优越，具有广阔的应用前景。

Description

一种纤维丝束的开松方法

技术领域

本发明属于纤维丝束开松领域，具体地说，涉及一种纤维丝束的开松方法。

背景技术

多氢键类丝束在其生产制造从湿态到干燥过程中易于相互粘连，形成硬、直、脆、并丝等特征的丝束，从而影响后续产品开发。现有的常规开松装置主要是针对已经干燥的、处于蓬松状态的棉纤维、粘胶纤维、化学纤维等进行设计的机械设备，其主要作用是对这些纤维的蓬松性、密集度、密集均匀性进行调整，便于后续纺纱或无纺加工，并不适于对上述纤维在湿态后到干燥前的开松。如果对上述纤维进行干燥后再采用上述常规开松装置进行开松，纤维间氢键作用带来的粘连作用使得单丝之间难以被拆开，丝束难以实现均匀有效的蓬松。

针对这类问题和情况，当前的主要方法是先对丝束在干燥前进行上油剂，然后采用梯度温度进行干燥，即通过化学小分子物质对丝束表面进行处理，使得丝间接触处被疏水性物质隔离，从而避免丝间氢键缔合带来的粘连。这种方法在大规模生产中应用广泛，但是对于一些不便使用含油剂纤维的应用场合，却往往带来了困扰。对于多氢键纤维丝束开松处理的另一类方法是在丝束干燥前采用有机溶剂置换和稀释其中的水分，切断丝束上相邻分子间氢键发生缔合作用的桥梁，进一步除去有机溶剂，实现纤维的干燥和开松。这种方法开松纤维的效果好，但是有机溶剂需要回收处理，其成本较高、安全性低，应用阻力大、应用面窄。

申请号CN108823687A提出了一种多氢键纤维丝束的开松方法，包括以下步骤：在多氢键纤维丝束的长度方向上选定多氢键纤维丝束的作用点或作用点间隔；针对所述作用点在空间至少3个方向做弯折操作，使得所述多氢键纤维丝束中的每根纤维与其周围的纤维都发生相对运动而消除每根纤维与其周围的纤维之间的粘连。但该方法在进行开松处理之前需要将丝束进行干燥处理，整个干燥和开松工艺时间长，多达两个小时，且开松效果也不是很理想。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种干燥程度和开松程度更加均匀和完全，丝束整体上达到更好的蓬松性、卷曲性和光泽状态，高效、节能、环保的纤维丝束的开松方法。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种纤维丝束的开松方法，包括干燥处理和开松处理，所述干燥处理和开松处理同时进行或交叉多次进行。

本发明将丝束进行干燥和开松的复合叠加处理，为同时进行或分别交叉进行，使得丝束干燥程度的加深与开松过程总体保持相伴而行，干燥程度的逐渐提高促使已经施加的开松作用效果得到沉淀和累积，干燥的速度和开松的速度通过匹配可以实现同步，干燥过快则不利于丝束得到全面、均匀、有效的开松，干燥过慢则不利于整个过程处理效率的提高。开松处理的效果与施加开松作用的方式、频率、力度有显著关系。本发明公开的通过协同作用开松丝束的方法，可应用于多氢键的纤维丝束的开松，将丝束干燥和开松的过程同步进行或多步交叉进行，使得单丝间氢键在形成或稳固前得到有效拆解，促使单根纤维在干燥过程中保持相对独立、无明显粘连的自然干燥过程，直至纤维达到干燥、蓬松状态。所述协同作用使得丝束的干燥和开松同时进行、互为促进、最终同时实现，丝束干燥和开松的效果都能达到良好。

进一步的，干燥处理前控制所述纤维丝束的含水量为30％～200％，优选含水量为30％～90％。

本发明在进行干燥处理前，将丝束含水量调节在30％-200％范围内，多余的水分通过挤压、离心等方法高效除去，只保留利于干燥和开松的含水量，显著节约干燥过程的能耗。优选含水量调节在30％-90％范围，在满足后续处理过程需要的情况下，更加有利于提效、节能和降耗。

进一步的，所述的干燥处理为采用空气对流、热传导或射频干燥的一种或多种方式进行。

本发明中，所述的空气对流是指采用一定温度和湿度的空气与丝束接触，促使丝束温度升高、水分挥发并被带走；其中的传导是指将丝束贴附在一定温度的发热面上使其受热升温、水分挥发；其中的射频干燥是指采用微波或一定频率的电磁波对丝束进行辐射，促使其中的水分子活化升温到适当的温度而不断挥发出来；空气对流有利于水分的挥发和流动，热传导有利于将热量直接和有针对性地施加在丝束上，射频干燥的采用更加有利于快速精准调温和节能的实现。三种干燥方法可以单独使用，也可以结合使用。本发明优选使用空气对流与其他干燥方式相结合的技术路线。

进一步的，所述干燥过程中丝束表面的温度为10～120℃，空气的相对湿度为0～80％，优选丝束表面的温度为40～80℃，空气的相对湿度为30～80％。

本发明中，通过将丝束温度和空气湿度控制在上述范围内，空气作用于丝束上，丝束上的水分在热传导作用和对流作用下逸出速度加快。

进一步的，所述开松为采用外力促使相邻单丝或不同根数丝束间发生相对运动，直至丝束达到干燥、蓬松、无粘连的状态。

进一步的，所述丝束的形态为未切断的长丝束，或经过切断的短纤维集合体。在开松过程中，对长丝束进行多次弯折和解弯折操作，或对短纤集合体施加外力作用，促使丝束中单丝之间发生相对运动。

本发明中，为了促使丝束中单丝之间发生相对运动，可以对长丝丝束进行弯折、解弯折等操作，其中的弯折作用使得丝束厚度方向的单丝因为弯曲半径的差异而产生外层与内层小丝束之间的相对位移，解弯折过程则实现这一位移的相反方向位移运动。对短纤维集合体施加外力作用，促使丝束中单丝之间发生相对运动，所述的外力作用包括但不限于张紧、松弛、拆松，其中张紧和松弛作用使得丝束以相邻单丝之间紧密度发生变化的方式实现相对运动；拆松作用使得丝束中相邻单丝之间主要以被动增加距离的方式实现相对运动。上述单丝间相对运动的过程可采用多种相对位移、多次重复进行的方式来实施，以达到更好的开松效果。

进一步的，所述丝束材质为多氢键类纤维丝束，优选纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、蛋白纤维中的一种或多种的混合纤维。

进一步的，所述干燥处理和开松处理连续进行或间歇进行。

进一步的，经干燥和开松处理后的丝束的含湿量不大于标准状态下的回潮率。

具体步骤为：

1)将纤维丝束的含水量调节为30％-200％，优选30％-90％，以有利于丝束快捷、高效地实现干燥和开松。

2)将纤维丝束按照设定速度从进丝口送入设定转子速度的装置中，丝束沿着转子外缘的作用杆在风道中不同转子间顺序绕行穿过，从出丝口穿出，通过牵引保持丝束中张力≥0。

3)通过加热温控系统设定并控制丝束被加热温度为10～120℃，风道中风温为10～

120℃，通过湿度控制系统设定并控制风道中空气相对湿度为0～80％，通过通风系统设定并控制风道中风速为1～10米/秒，通过开松控制设定转子外缘线速度与丝束进出装置速度一致，速度范围在1～30米/分钟。

4)收集或重复处理经过上述装置干燥开松后的丝束，直至丝束达到干燥和开松的效果。

本发明的开松装置在使用中可以采用多台串联使用，多个开松装置可以采用设定不同的温度、风速、湿度、开松转子尺寸，以实现对丝束开松效果的最佳调控。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的开松丝束的方法，将干燥过程和开松过程同时或交叉进行，两个过程相互促进，丝束的开松效果和干燥效果都更加显著，同时过程也更加节能、高效；

2、采用本发明的开松丝束的方法进行开松的长丝束或短纤维集合体，由于干燥过程和开松过程的协同和连续性，其干燥程度和开松程度更加均匀和完全，丝束整体上达到更好的蓬松性、卷曲性和光泽状态。

3、本发明的开松丝束的方法实施过程更加高效、节能、环保，运行成本更加低廉，在各方面显示出无与伦比的优越性和先进性，相关产品和方法均具有显著的市场竞争力和广阔的推广应用前景。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为本发明多纤维丝束开松的流程图；

图2-图4为本发明提供的通过协同作用开松纤维丝束的方法的装置图。

其中1、电机，2、减速箱，3、皮带，4、第一轴承，5、第二轴承，6、传动轴，7、箱体，8、转子，9、出风口，10、进风口，11、转子杆，12、转子轴套，13、进丝口，14、出丝口，15丝束进入方向，16丝束穿出方向。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

实施例1

对再生纤维素纤维的长丝束进行开松，对丝束同时施加干燥处理和开松处理，流程图如图1所示，开松装置如图2所示，

具体步骤为：

1)将纤维丝束的含水量调节为100％；

2)从进丝口引入需要进行开松处理的丝束，在干燥开松机的进风口通入温度为120℃，相对湿度为80％的空气，干燥过程中功率为5KW，干燥时间为1.5分钟，丝束在转子间穿行、环绕、被多次弯折，最后从出丝口穿出。

3)收集或重复处理经过上述装置干燥开松后的丝束，直至丝束达到干燥和开松的效果

实施例2～6采用与实施例1相同的开松工艺，其工艺参数见表1。

表1：实施例2～4工艺参数

实施例7

如图2、3所示，本实施例提供了一种开松装置，主要包括开松系统、通风系统、温控系统，其中开松系统包括1电机、2减速箱、皮带3、第一轴承4、第二轴承5、传动杆6、箱体7、转子8、转子杆11、转子轴套12、进丝口13、出丝口14，电机1可带动减速箱2以一定速度输出旋转动作，通过传动杆6带动皮带3以及其它传动轴旋6转，各个传动轴6由第一轴承4和第二轴承5实现定位，并将旋转动能传递给转子8和转子杆11。通过12转子轴套可以实现不同直径和型式8转子的更换，以实现对丝束不同的开松效果。本装置中的通风系统包括出风口9、进风口10、风道(进风口和出风口之间风场流过的空间)、风速调节装置、湿度调节装置。可以通过设定实现风速在1-15米/秒范围的调节，实现空气相对湿度在0-80％范围的调节。本装置中的温控系统包括加热装置、热传感器、控制装置。可以通过设定实现温度在10-120℃范围的调节。

如图4所示，将含湿量为30-200％、纤度为4000dtex的丝束以2-4米/分钟的速度从进丝口13进入开松装置的箱体中(见丝束进入15方向)，沿着转子8的转子杆11以一定的顺序绕行，转子8外缘转子杆11的线速度与丝束速度保持一致，为2-4米/分钟，丝束受到上下转子8的转子杆11的夹持而被迫以弯折方式水平穿行，由于受到多组转子8上转子杆11的作用，丝束的不同部位分别受到多次不同方向的弯折作用。当丝束进一步绕行到下排转子8上转子杆11的夹持空间时，经过一段非夹持的转子杆11弯折作用，实现对丝束紧密程度、开松强度的调节。丝束经过多个周期的弯折作用后，从出丝口14穿出开松箱体(见丝束出行方向16)。在丝束穿行开松的过程中，温控系统和通风系统分别同时对开松系统中的丝束和空气进行温度和湿度的调节控制，将进风口10风速控制在2-7米/秒范围，空气相对湿度控制在35％-45％，空气温度控制在60-70℃范围。而出风口9的风速控制在2-7米/秒范围，空气相对湿度控制在45％-55％，空气温度控制在40-50℃范围。丝束经过处理后从出丝口14穿出。

对比例1

本对比例为再生纤维素纤维采用油剂法干燥开松的工艺，具体工艺步骤为：将成型出来的再生纤维素纤维通过导丝辊和压辊调节含水量为100％，将其送入油剂浴中，经过油剂浸润处理后引出，然后再次进行卷绕和挤压，调节丝束的含湿量为100％，随后将丝束送入干燥箱中，干燥箱加热功率为10千瓦，经过7分钟的干燥处理，丝束含湿量为20％，丝束柔软、蓬松、无粘并，开松效果良好。

对比例2

本对比例为海藻纤维采用油剂法干燥开松的工艺，具体工艺步骤为：将成型出来的海藻纤维通过导丝辊和压辊调节含水量为100％，将其送入油剂浴中，经过油剂浸润处理后引出，然后再次进行卷绕和挤压，调节丝束的含湿量为100％，随后将丝束送入干燥箱中，干燥箱加热功率为10千瓦，经过10分钟的干燥处理，丝束含湿量为15％，丝束柔软、蓬松、无粘并，开松效果良好。

对比例3

本对比例为将海藻纤维采用公开号：CN108823687A实施例1的方法进行开松。

试验例

本实验例为将实施例1和实施例2的干燥开松方法和对比例1-3的的干燥开松方法进行比较，比较结果如表2。

表2：实施例1-2与对比例1-3的干燥开松方式的比较结果

根据以上试验结果可知，对比例1-2的开松效果与实施例1-2的开松效果相同，但相对于油剂法干燥开松的工艺，采用本发明方法对纤维丝束的干燥开松在干燥能耗上节能约50％，在干燥时间上省时约80％，相当于总体节能90％的效果，同时有显著的高效性。而对比例3的工艺时长显著高于实施例1-2，能耗和成本最高，同时能够达到干燥和开松的效果也不及实施例1-2。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，包括干燥处理和开松处理，所述干燥处理和开松处理同时进行或交叉多次进行。

2.根据权利要求1所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，在进行干燥处理前控制所述纤维丝束的含水量为30％～200％，优选含水量为30％～90％。

3.根据权利要求1或2所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述的干燥处理为采用空气对流、热传导或射频干燥的一种或多种方式进行。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述干燥处理过程中丝束表面温度为10～120℃，空气的相对湿度为0～80％。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述干燥处理过程中丝束表面温度为40～80℃，空气的相对湿度为30～80％。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述的开松为采用外力促使相邻单丝或不同根数丝束间发生相对运动的方式进行。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述干燥处理和开松处理连续进行或间歇进行。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，经干燥处理和开松处理后的丝束的含湿量不大于标准状态下的回潮率。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述丝束的形态为未切断的长丝束，或经过切断的短纤维集合体。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种纤维丝束的开松方法，其特征在于，所述丝束材质为多氢键类纤维丝束，优选纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、蛋白纤维中的一种或多种的混合纤维。