CN110468459B - 一种复合聚丙烯纤维纺丝设备及其制备方法 - Google Patents

一种复合聚丙烯纤维纺丝设备及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚丙烯纤维技术领域，尤其涉及一种复合聚丙烯纤维纺丝设备及其工艺。包括壳体、过滤腔、滤网、针管、锁紧环、锥形卷筒、电机和高压静电发生器；所述壳体内对称设有两个过滤腔和两个倾斜通孔，所述倾斜通孔穿过过滤腔并贯通整个壳体，所述壳体两侧开设有进料孔，所述滤网设置于过滤腔底部；所述针管穿设于倾斜通孔内且所述针管两端均延伸直壳体外部，本发明的有益效果在于：能够使生产的复合聚丙烯纤维具有较高的复合程度；本发明的纺丝设备可以制备复合聚丙烯也能够制备单组分聚丙烯纤维；针管倾斜设置使熔融聚丙烯流出壳体后距离较近能够更好地复合卷绕；圆锥形的锥形卷筒能够使复合聚丙烯纤维更好的被缠绕，不会散落至外部。

Description

一种复合聚丙烯纤维纺丝设备及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯纤维技术领域，尤其涉及一种复合聚丙烯纤维纺丝设备及其制备方法。
背景技术
聚丙烯纤维可分为长纤维、短纤维、纺黏无纺布、熔喷无纺布等。聚丙烯短纤维的生产工艺大部分采用多孔、低速、连续化工艺，即短纺工艺。聚丙烯短纤维与棉花混纺，可做成丙棉细布、床单，即纤维与黏胶混纺可做毛毯，聚丙烯纯纺和混纺毛线，聚丙烯毛毯、地毯，聚丙烯棉絮烟用滤咀。
复合聚丙烯纤维即使用多种不同组分的聚丙烯进行共纺所得到的聚丙烯纤维，从公开号为CN204982164U的“一种流量可控的双组份复合纺丝组件”能够得知，现有双组分纺丝组件一般是熔体过滤、分配、组合成一定形状后，从喷丝孔中吐出而成形的，这种纺丝组件所得到的双组分纺丝普遍混合程度不高，或是纺出的纤维还需经过二次加工。
现有的静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形即“泰勒锥”，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，如何将静电纺丝原理应用于聚丙烯纤维纺丝的生产领域从而制造出复合程度更高的复合聚丙烯纤维是本发明所需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够纺制高复合程度的复合聚丙烯纤维纺丝设备以及其复合聚丙烯纤维的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种复合聚丙烯纤维纺丝设备，包括壳体、过滤腔、滤网、针管、锁紧环、锥形卷筒、电机和高压静电发生器；
所述壳体内对称设有两个过滤腔和两个倾斜通孔，所述倾斜通孔穿过过滤腔并贯通整个壳体，所述壳体两侧开设有进料孔，所述滤网设置于过滤腔底部；
所述针管穿设于倾斜通孔内且所述针管两端均延伸直壳体外部，所述针管与倾斜通孔内壁之间设有空隙，所述针管顶部通过锁紧环与壳体相连；
所述锥形卷筒位于壳体下方，所述锥形卷筒通过绝缘转轴与电机连接；
所述高压静电发生器其中一个电极与针管连接另一个电极与锥形卷筒连接。
上述复合聚丙烯纤维纺丝设备制备复合聚丙烯纤维的方法，包括以下步骤：
步骤一：将两种组分不同的熔融聚丙烯分别通入过滤腔过滤；
步骤二：打开高压静电发生器，使针管和锥形卷筒之间形成电场；
步骤三：步骤一中过滤后的两种熔融聚丙烯喷丝得到复合聚丙烯纤维；
步骤四：步骤三中得到的复合聚丙烯纤维沿锥形卷筒表面进行卷绕。
本发明的有益效果在于：能够使生产的复合聚丙烯纤维具有较高的复合程度；本发明的纺丝设备可以制备复合聚丙烯也能够制备单组分聚丙烯纤维；针管倾斜设置使熔融聚丙烯流出壳体后距离较近能够更好地复合卷绕；圆锥形的锥形卷筒能够使复合聚丙烯纤维更好的被缠绕，不会散落至外部。
本发明制备方法的有益效果在于：相比于普通复合聚丙烯纤维纺丝的制备方法，本发明的制备方法操作简单，生产出的复合聚丙烯纤维复合程度高。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的复合聚丙烯纤维纺丝设备结构示意图；
标号说明：1、壳体；101、倾斜通孔；102、进料孔；2、过滤腔；3、滤网；4、针管；5、锁紧环；6、锥形卷筒；7、电机；8、高压静电发生器；9、软管。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：能够使生产的复合聚丙烯纤维具有较高的复合程度。
请参照图1，一种复合聚丙烯纤维纺丝设备，包括壳体1、过滤腔2、滤网3、针管4、锁紧环5、锥形卷筒6、电机7和高压静电发生器8；
所述壳体1内对称设有两个过滤腔2和两个倾斜通孔101，所述倾斜通孔101穿过过滤腔2并贯通整个壳体1，所述壳体1两侧开设有进料孔102，所述滤网3设置于过滤腔2底部；
所述针管4穿设于倾斜通孔101内且所述针管4两端均延伸直壳体1外部，所述针管4与倾斜通孔101内壁之间设有空隙，所述针管4顶部通过锁紧环5与壳体1相连；
所述锥形卷筒6位于壳体1下方，所述锥形卷筒6通过绝缘转轴与电机7连接；
所述高压静电发生器8其中一个电极与针管4连接另一个电极与锥形卷筒6连接。
从上述描述可知，本发明的工作过程为：将两种不同组分的的熔融聚丙烯分别由进料孔102通入两个过滤腔2，熔融聚丙烯经过滤网3得到过滤，过滤后的熔融聚丙烯沿针管4与倾斜通孔101内壁之间的空隙向下流动，同时启动电机7和高压静电发生器8，使锥形卷筒6开始旋转，同时针管4和锥形卷筒6表面之间形成电场，熔融聚丙烯流出壳体1后，在电场作用下针管4处的熔融聚丙烯液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝；两种不同组分的的熔融聚丙烯纤维在形成圆锥的同时互相缠绕，形成复合程度较高的复合聚丙烯纤维，并卷绕在锥形卷筒6表面。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：能够使生产的复合聚丙烯纤维具有较高的复合程度；本发明的纺丝设备可以制备复合聚丙烯也能够制备单组分聚丙烯纤维；针管倾斜设置使熔融聚丙烯流出壳体后距离较近能够更好地复合卷绕；圆锥形的锥形卷筒能够使复合聚丙烯纤维更好的被缠绕，不会散落至外部。
进一步的，还包括软管9，所述针管4为空心管，所述软管9一端与针管4顶部连接另一端与外部的溶液泵连接。
从上述描述可知，空心的针管能够用于通入液体纤维溶剂，使聚丙烯纤维生产过程中能够复合其他液体纤维溶剂从而制备出更多种特性的复合聚丙烯纤维。
进一步的，所述锁紧环5中部开设有圆孔，所述针管4外径与圆孔内径为过渡配合。
从上述描述可知，针管能够卡在锁紧环的圆孔内从而进行固定。
进一步的，所述锁紧环5顶端开设有与圆孔同心的圆形凹槽，所述针管4顶部设有与凹槽配合的凸块。
从上述描述可知，凹槽和凸块配合能够对针管进行限位，防止其下落。
进一步的，所述锁紧环5外侧设有螺纹，所述壳体1顶部开设有螺纹孔，所述锁紧环5与壳体1通过螺纹连接。
从上述描述可知，锁紧环和壳体通过螺纹连接，连接方式简单且稳定。
进一步的，所述过滤腔2内填充有金属砂。
从上述描述可知，金属砂能够对熔融聚丙烯进行过滤，并且金属砂异形度高、比表面积大，过滤杂质能力强。
进一步的，所述针管4与倾斜通孔101内壁之间的空隙为0.1-1mm。
上述复合聚丙烯纤维纺丝设备制备复合聚丙烯纤维的方法，包括以下步骤：
步骤一：将两种组分不同的熔融聚丙烯分别通入过滤腔过滤；
步骤二：打开高压静电发生器，使针管和锥形卷筒之间形成电场；
步骤三：步骤一中过滤后的两种熔融聚丙烯喷丝得到复合聚丙烯纤维；
步骤四：步骤三中得到的复合聚丙烯纤维沿锥形卷筒表面进行卷绕。
从上述描述可知，相比于普通复合聚丙烯纤维纺丝的制备方法，本发明的制备方法操作简单，生产出的复合聚丙烯纤维复合程度高。
进一步的，所述步骤三具体为：步骤一中过滤后的两种熔融聚丙烯沿针管喷丝并在电场作用下互相卷绕得到复合聚丙烯纤维。
进一步的，所述步骤四具体为：步骤三中得到的复合聚丙烯纤维落在锥形卷筒表面，锥形卷绕在电机作用下旋转并将复合聚丙烯纤维沿锥形表面进行卷绕。
实施例一
一种复合聚丙烯纤维纺丝设备，包括壳体1、过滤腔2、滤网3、针管4、锁紧环5、锥形卷筒6、电机7和高压静电发生器8；
所述壳体1内对称设有两个过滤腔2和两个倾斜通孔101，所述倾斜通孔101穿过过滤腔2并贯通整个壳体1，所述过滤腔2内填充有金属砂，所述壳体1两侧开设有进料孔102，所述滤网3设置于过滤腔2底部；
所述针管4穿设于倾斜通孔101内且所述针管4两端均延伸直壳体1外部，所述针管4与倾斜通孔101内壁之间设有空隙，所述针管4与倾斜通孔101内壁之间的空隙为0.1-1mm，所述针管4顶部通过锁紧环5与壳体1相连，所述锁紧环5中部开设有圆孔，所述针管4外径与圆孔内径为过渡配合，所述锁紧环5顶端开设有与圆孔同心的圆形凹槽，所述针管4顶部设有与凹槽配合的凸块，所述锁紧环5外侧设有螺纹，所述壳体1顶部开设有螺纹孔，所述锁紧环5与壳体1通过螺纹连接；
所述锥形卷筒6位于壳体1下方，所述锥形卷筒6通过绝缘转轴与电机7连接；所述高压静电发生器8其中一个电极与针管4连接另一个电极与锥形卷筒6连接；还包括软管9，所述针管4为空心管，所述软管9一端与针管4顶部连接另一端与外部的溶液泵连接。
上述复合聚丙烯纤维纺丝设备制备复合聚丙烯纤维的方法，包括以下步骤：
步骤一：将两种组分不同的熔融聚丙烯分别通入过滤腔过滤；
步骤二：打开高压静电发生器，使针管和锥形卷筒之间形成电场；
步骤三：步骤一中过滤后的两种熔融聚丙烯沿针管喷丝并在电场作用下互相卷绕得到复合聚丙烯纤维；
步骤四：步骤三中得到的复合聚丙烯纤维落在锥形卷筒表面，锥形卷绕在电机作用下旋转并将复合聚丙烯纤维沿锥形表面进行卷绕。
综上所述，本发明的有益效果在于：能够使生产的复合聚丙烯纤维具有较高的复合程度；本发明的纺丝设备可以制备复合聚丙烯也能够制备单组分聚丙烯纤维；针管倾斜设置使熔融聚丙烯流出壳体后距离较近能够更好地复合卷绕；圆锥形的锥形卷筒能够使复合聚丙烯纤维更好的被缠绕，不会散落至外部。空心的针管能够用于通入液体纤维溶剂，使聚丙烯纤维生产过程中能够复合其他液体纤维溶剂从而制备出更多种特性的复合聚丙烯纤维。针管能够卡在锁紧环的圆孔内从而进行固定。凹槽和凸块配合能够对针管进行限位，防止其下落。锁紧环和壳体通过螺纹连接，连接方式简单且稳定。金属砂能够对熔融聚丙烯进行过滤，并且金属砂异形度高、比表面积大，过滤杂质能力强。
相比于普通复合聚丙烯纤维纺丝的制备方法，本发明的制备方法操作简单，生产出的复合聚丙烯纤维复合程度高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，包括壳体、过滤腔、滤网、针管、锁紧环、锥形卷筒、电机和高压静电发生器；
所述壳体内对称设有两个过滤腔和两个倾斜通孔，所述倾斜通孔穿过过滤腔并贯通整个壳体，所述壳体两侧开设有进料孔，所述滤网设置于过滤腔底部；
所述针管穿设于倾斜通孔内且所述针管两端均延伸至 壳体外部，所述针管与倾斜通孔内壁之间设有空隙，所述针管顶部通过锁紧环与壳体相连；
所述锥形卷筒位于壳体下方，所述锥形卷筒通过绝缘转轴与电机连接；
所述高压静电发生器其中一个电极与针管连接另一个电极与锥形卷筒连接。
2.根据权利要求1所述复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，还包括软管，所述针管为空心管，所述软管一端与针管顶部连接另一端与外部的溶液泵连接。
3.根据权利要求1所述复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，所述锁紧环中部开设有圆孔，所述针管外径与圆孔内径为过渡配合。
4.根据权利要求3所述复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，所述锁紧环顶端开设有与圆孔同心的圆形凹槽，所述针管顶部设有与凹槽配合的凸块。
5.根据权利要求1所述复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，所述锁紧环外侧设有螺纹，所述壳体顶部开设有螺纹孔，所述锁紧环与壳体通过螺纹连接。
6.根据权利要求1所述复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，所述过滤腔内填充有金属砂。
7.根据权利要求1所述复合聚丙烯纤维纺丝设备，其特征在于，所述针管与倾斜通孔内壁之间的空隙为0.1-1mm。
8.根据权利要求1所述复合聚丙烯纤维纺丝设备制备复合聚丙烯纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将两种组分不同的熔融聚丙烯分别通入过滤腔过滤；
步骤二：打开高压静电发生器，使针管和锥形卷筒之间形成电场；
步骤三：步骤一中过滤后的两种熔融聚丙烯喷丝得到复合聚丙烯纤维；
步骤四：步骤三中得到的复合聚丙烯纤维沿锥形卷筒表面进行卷绕。
9.根据权利要求8所述复合聚丙烯纤维纺丝设备制备复合聚丙烯纤维的方法，其特征在于，所述步骤三具体为：步骤一中过滤后的两种熔融聚丙烯沿针管喷丝并在电场作用下互相卷绕得到复合聚丙烯纤维。
10.根据权利要求8所述复合聚丙烯纤维纺丝设备制备复合聚丙烯纤维的方法，其特征在于，所述步骤四具体为：步骤三中得到的复合聚丙烯纤维落在锥形卷筒表面，锥形卷绕在电机作用下旋转并将复合聚丙烯纤维沿锥形表面进行卷绕。
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