CN112522829A - 一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱及其制备方法，所述聚四氟乙烯短纤维包芯纱的皮纱为聚四氟乙烯短纤维，芯纱为纤维长丝或短纱纺成的纱。所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法包括如下步骤：（1）预处理：将聚四氟乙烯短纤维进行表面预处理；（2）预处理后的聚四氟乙烯短纤维通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在芯纱的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。本发明在满足密封盘根的使用性能的前提下，通过选用不同的芯纱材料、不同的皮芯比例，能够充分发挥聚四氟乙烯纤维的耐热性、热稳定性、耐化学腐蚀性、摩擦系数低、阻燃性等优异性能，也能改善聚四氟乙烯包芯纱的性价比，来满足多种不同的市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术，具体涉及一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯是一种高性能纤维，具有优异的耐热性、热稳定性和耐化学腐蚀性，摩擦系数低，阻燃性高，被用于高温过滤、防护服、防水涂层等领域，但由于PTFE非极性的分子结构、优异的电绝缘性及低吸湿性，使其在摩擦过程中极易积累大量的负电荷，并且PTFE限位较难被赋予稳定的卷曲，使得PTFE短纤维的纺纱工艺性能很差。所以，用于密封盘根的聚四氟乙烯纤维都是以长丝的形态编织成盘根，用长丝编织的盘根，单位重量下，盘根的体积小，盘根不够丰满。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱及其制备方法，在满足密封盘根的使用性能的前提下，通过选用不同的芯纱材料、不同的皮芯比例，能够充分发挥聚四氟乙烯纤维的耐热性、热稳定性、耐化学腐蚀性、摩擦系数低、阻燃性等优异性能，也能改善聚四氟乙烯包芯纱的性价比，来满足多种不同的市场需求。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱，皮纱为聚四氟乙烯短纤维，芯纱为纤维长丝或短纱纺成的纱。
本发明还提供一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，包括如下步骤：
（1）预处理：将聚四氟乙烯短纤维进行表面预处理；
（2）预处理后的聚四氟乙烯短纤维通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在芯纱的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
其中，步骤（1）预处理的具体步骤为：
（1-1）准备
（1-1-1）配制油剂：将抗静电剂、柔软剂和水以1:1-3:50-150的体积比混合，配制成油剂；
（1-1-2）在恒温恒湿空间内将聚四氟乙烯短纤维均匀摊开；
（1-1-3）将步骤（1-1-1）配制的油剂均匀地喷洒在步骤（1-1-2）中摊开的聚四氟乙烯短纤维上；
（1-1-4）用塑料薄膜盖在步骤（1-1-3）喷洒了油剂的聚四氟乙烯短纤维上，捂16-24小时；
（1-2）开松
将步骤（1-1-4）中捂好的聚四氟乙烯短纤维进行开松，开松好的聚四氟乙烯短纤维风送至密封的棉箱内；
（1-3）梳理出条
利用罗拉式梳理机对棉箱内的聚四氟乙烯短纤维进行梳理后输出棉条，以备纺纱用。
优选的，所述聚四氟乙烯短纤维的长度为35-150mm。
其中，步骤（2）中的芯纱为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、金属丝和聚丙烯腈纤维中的一种或多种组合。
进一步，所述芯纱为纤维长丝。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明采用聚四氟乙烯短纤维包芯纱皮芯结构、聚四氟乙烯短纤维纺纱预处理工艺、聚四氟乙烯短纤维包芯纱纺纱设备主动送条装置，把聚四氟乙烯短纤维作为皮层，采用适用的芯纱，纺制成聚四氟乙烯短纤维包芯纱，采用不同材质、不同规格的芯纱等，按不同的皮芯配比，可以设计不同性价比的聚四氟乙烯短纤维包芯纱，以满足多种不同的市场需求。
附图说明
图1为本发明中主动送条的原理框图；
图2为本发明中细棉条自动收集装置的俯视示意图；
图3为本发明中支撑座处的结构示意图的放大图；
图4为本发明中放袋机构的结构示意图的放大图；
图5为本发明中灌装机构的结构示意图的放大图；
图6为本发明中密封机构的结构示意图的放大图；
图7为本发明中抽真空机构的结构示意图的放大图；
图8为本发明中卸料机构的结构示意图的放大图。
附图标记说明：
1、棉条桶；2、棉条输入传送带；3、棉条输入罗拉；4、分梳辊；51、旋转盘；511、支撑座；52、放袋机构；521、密封袋张口机；53、灌装机构；531、灌装漏斗；532、灌装漏斗驱动装置；54、密封机构；541、L形机架；542、加热块；543、加热块液压驱动杆；55、抽真空机构；551、抽真空泵；56、卸料机构；561、卸料机架；562、卸料横杆；563、卸料机械手；6、密封袋。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱，皮纱为聚四氟乙烯短纤维，芯纱为纤维长丝或短纱纺成的纱。
所述聚四氟乙烯短纤维的长度为35-150mm。所述芯纱为一种或几种纤维长丝，如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、金属丝和聚丙烯腈纤维中的一种或多种组合。
本发明还提供一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，包括如下步骤：
（1）预处理：将聚四氟乙烯短纤维进行表面预处理；具体步骤为：
（1-1）准备
（1-1-1）配制油剂：将抗静电剂、柔软剂和水以1:1-3:50-150的体积比混合，配制成油剂；
（1-1-2）在恒温恒湿空间内将聚四氟乙烯短纤维均匀摊开；
（1-1-3）将步骤（1-1-1）配制的油剂加水稀释至浓度低于20%后均匀地喷洒在步骤（1-1-2）中摊开的聚四氟乙烯短纤维上，每100kg聚四氟乙烯短纤维上喷洒不多于3kg的油剂溶液，喷洒后聚四氟乙烯短纤维要保持一定的含水率；
（1-1-4）用塑料薄膜盖在步骤（1-1-3）喷洒了油剂的聚四氟乙烯短纤维上，捂16-24小时；
（1-2）开松
将步骤（1-1-4）中捂好的聚四氟乙烯短纤维进行开松，开松好的聚四氟乙烯短纤维风送至密封的棉箱内；
（1-3）梳理出条
利用罗拉式梳理机对棉箱内的聚四氟乙烯短纤维进行梳理后输出棉条，以备纺纱用。
本步骤中所用罗拉式梳理机采用主动送条装置，包括棉条桶1、棉条输入传送带2、棉条输入罗拉3和分梳辊4，所述棉条输入传送带2、棉条输入罗拉3和分梳辊4在棉条输送方向上从后往前依次设置，所述棉条桶1设于棉条输入传送带2的后侧下方。梳理时，先将棉箱内的棉条转移至棉条桶1内（也可棉箱直接用作棉条桶），棉条经由棉条输入传送带2传送至棉条输入罗拉3内，自棉条输入罗拉3输出的棉条送入分梳辊4后被梳理成细棉条（细纤维）。
梳理后的细棉条应尽快纺纱，以防喷晒的油剂干燥流失影响防纱。短时间内不用的棉条要用密封的塑料袋包装好暂存待用。
分梳辊4的前侧还设有细棉条自动收集装置，结构如图2所示。所述细棉条自动收集装置包括旋转盘51、放袋机构52、灌装机构53、密封机构54、抽真空机构55和卸料机构56，所述旋转盘51在设于其下方的旋转电机的驱动下旋转，旋转电机选用伺服电机。所述旋转盘51上设有5个工位，每一工位上设有支撑座511，所述支撑座511上设有放置密封袋6的置袋凹槽（如图3所示），所述密封袋6用来灌装细棉条。
所述放袋机构52、灌装机构53、密封机构54、抽真空机构55和卸料机构56沿逆时针设置于旋转盘51的侧方。
如图4所示，所述放袋机构52包括两个固定设置于支撑座511上的密封袋张口机521，两个所述密封袋张口机521分置于置袋凹槽的两侧，所述密封袋张口机521包括张口负压吸引机和张口吸引头，所述张口负压吸引机固定设置于支撑座511上，所述张口负压吸引机通过硬质的负压吸引管与张口吸引头相连，所述张口吸引头上设有条形张口吸引槽，所述密封袋6的口部两侧各设有一个张口吸引头，且张口吸引头与密封袋6之间有间隙。将密封袋6的底部放置在置袋凹槽内之后，通过两个张口吸引头将密封袋6的口部两侧对应负压吸引后相对拉开。放袋机构所用的张口负压吸引机及其负压吸引原理为常规技术，此处不再赘述。
如图5所示，所述灌装机构53包括灌装漏斗531和灌装漏斗驱动装置532，所述灌装漏斗531包括设于分梳辊4侧方并相对于固定设置的灌装漏斗头、连接于灌装漏斗头下方的灌装漏斗管，所述灌装漏斗头为喇叭口，且灌装漏斗头的靠近分梳辊的侧壁较之另一侧壁低，低的位置用于分梳辊4的一部分位于灌装漏斗头内。所述灌装漏斗管为两段式结构，包括灌装漏斗内管和灌装漏斗外管，所述灌装漏斗内管的上端与灌装漏斗头的下端固定连接，所述灌装漏斗内管的下端插于灌装漏斗外管的上端内侧并相对滑动，所述灌装漏斗驱动装置532包括灌装漏斗驱动环和灌装漏斗驱动电机，所述灌装漏斗驱动环套装于灌装漏斗内管的外侧并与灌装漏斗外管的上端固定连接，所述灌装漏斗驱动电机固定设置在分梳辊下方的罗拉式梳理机机架上，所述灌装漏斗驱动电机为直线电机，其输出端与灌装漏斗驱动环固定连接，灌装漏斗驱动电机通过灌装漏斗驱动环带动灌装漏斗外管相对于灌装漏斗内管上下移动，所述灌装漏斗外管下移后其下端伸至旋转至其下方的密封袋6内。分梳辊梳理后的细棉条在分梳辊旋转时落入灌装漏斗头内，沿灌装漏斗管下落至密封袋内。
如图6所示，所述密封机构54选用塑料袋封口机，包括L形机架541、加热块542和加热块液压驱动杆543，加热块542为两块，沿旋转盘51的径向内外设置。L形机架541设于旋转盘51的侧方，上部延伸至旋转盘51的上方，两块加热块542设置在L形机架541的下方，外侧的加热块542的外侧与L形机架541之间设有加热块液压驱动杆543。
两块加热块542通电后加热，加热块542急剧升温至所需温度。装有细棉条的密封袋6由旋转盘51带动至密封机构的下方时，两个张口吸引头撤去对密封袋6口部两侧的吸力，密封袋6的封口部分被自动送入两块加热块542之间，加热块液压驱动杆543推动外侧的加热块542向内侧的加热块542靠近，夹紧密封袋6的封口部分，加热块542的热量传输到密封袋6的封口部分，使密封袋6受热熔软化、粘合，完成封口。断电，加热块逐渐冷却，同时加热块液压驱动杆拉动外侧的加热块相对内侧的加热块分离，封好的包装袋等待旋转盘带动至下一工作位。
如图7所示，所述抽真空机构55包括设于旋转盘51侧方的抽真空泵551，密封袋6上设有抽真空孔，抽真空泵551通过抽真空管将密封袋6内的空气抽取后形成真空状态。此处的抽真空机构的原理参考常用的抽真空压缩袋的工作原理。
如图8所示，所述卸料装置56包括卸料机架561、卸料横杆562和卸料机械手563，所述卸料机架561设于旋转盘51的侧方，所述卸料机架561的上端设置有卸料旋转电机，所述卸料横杆562连接于卸料旋转电机的上端，所述卸料横杆562的两端各连接一个卸料机械手563。抽真空后的密封袋6跟随旋转盘51转动至卸料横杆562的一端下方时，此端的卸料机械手563将密封袋6抓取后，卸料横杆562在卸料旋转电机带动下旋转180°后将密封袋6卸下。卸料装置所用卸料机械手选用包括机械爪的常规结构，只要能实现抓取密封袋的功能即可，本领域技术人员可自市场购买，不需要付出创造性劳动，其结构本文中不再赘述。
（2）预处理后的聚四氟乙烯短纤维通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在芯纱的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
实施例1
取聚四氟乙烯短纤维200tex、碳纤维长丝6K，200tex的聚四氟乙烯短纤维表面预处理后通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在6K碳纤维长丝的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
实施例2
取聚四氟乙烯短纤维300tex、碳纤维长丝12K，300tex的聚四氟乙烯短纤维表面预处理后通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在12K碳纤维长丝的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
实施例3
取聚四氟乙烯短纤维200tex、玻璃纤维无捻粗纱600tex，把聚四氟乙烯短纤维200tex通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在600tex玻璃纤维无捻粗纱的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
实施例4
取聚四氟乙烯短纤维200tex、玄武岩纤维无捻粗纱600tex，把聚四氟乙烯短纤维200tex通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在600tex玄武岩纤维无捻粗纱的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
实施例5
取聚四氟乙烯短纤维200tex、碳纤维长丝6K、一根不锈钢丝(直径0.1mm)，把聚四氟乙烯短纤维200tex通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在碳纤维和不锈钢丝的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种聚四氟乙烯短纤维包芯纱，其特征在于，皮纱为聚四氟乙烯短纤维，芯纱为纤维长丝或短纱纺成的纱。
2.一种如权利要求1所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）预处理：将聚四氟乙烯短纤维进行表面预处理；
（2）预处理后的聚四氟乙烯短纤维通过空气摩擦纺纱工艺均匀缠包在芯纱的外面，纺成聚四氟乙烯短纤维包芯纱。
3.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，步骤（1）预处理的具体步骤为：
（1-1）准备
（1-1-1）配制油剂：将抗静电剂、柔软剂和水以1:1-3:50-150的体积比混合，配制成油剂；
（1-1-2）在恒温恒湿空间内将聚四氟乙烯短纤维均匀摊开；
（1-1-3）将步骤（1-1-1）配制的油剂均匀地喷洒在步骤（1-1-2）中摊开的聚四氟乙烯短纤维上；
（1-1-4）用塑料薄膜盖在步骤（1-1-3）喷洒了油剂的聚四氟乙烯短纤维上，捂16-24小时；
（1-2）开松
将步骤（1-1-4）中捂好的聚四氟乙烯短纤维进行开松，开松好的聚四氟乙烯短纤维风送至密封的棉箱内；
（1-3）梳理出条
利用罗拉式梳理机对棉箱内的聚四氟乙烯短纤维进行梳理后输出棉条，以备纺纱用。
4.根据权利要求2或3所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯短纤维的长度为35-150mm。
5.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的芯纱为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、金属丝和聚丙烯腈纤维中的一种或多种组合。
6.根据权利要求2或5所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，所述芯纱为纤维长丝。
7.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，所述罗拉式梳理机包括棉条桶、棉条输入传送带、棉条输入罗拉和分梳辊，所述棉条输入传送带、棉条输入罗拉和分梳辊在棉条输送方向上从后往前依次设置，所述棉条桶设于棉条输入传送带的后侧下方。
8.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯短纤维包芯纱的制备方法，其特征在于，所述分梳辊的前侧还设有细棉条自动收集装置，包括旋转盘、放袋机构、灌装机构、密封机构、抽真空机构和卸料机构，所述旋转盘在设于其下方的旋转电机的驱动下旋转；所述旋转盘上设有5个工位，每一工位上设有支撑座，所述支撑座上设有放置密封袋的置袋凹槽，所述密封袋用于灌装细棉条；
所述放袋机构、灌装机构、密封机构、抽真空机构和卸料机构沿逆时针设置于旋转盘的侧方；
所述放袋机构包括两个固定设置于支撑座上的密封袋张口机，两个所述密封袋张口机分置于置袋凹槽的两侧，所述密封袋张口机包括张口负压吸引机和张口吸引头，所述张口负压吸引机固定设置于支撑座上，所述张口负压吸引机通过硬质的负压吸引管与张口吸引头相连，所述张口吸引头上设有条形张口吸引槽，所述密封袋的口部两侧各设有一个张口吸引头，且张口吸引头与密封袋之间有间隙；
所述灌装机构包括灌装漏斗和灌装漏斗驱动装置，所述灌装漏斗包括设于分梳辊侧方并相对于固定设置的灌装漏斗头、连接于灌装漏斗头下方的灌装漏斗管，所述灌装漏斗头为喇叭口，且灌装漏斗头的靠近分梳辊的侧壁较之另一侧壁低，低的位置用于分梳辊的一部分位于灌装漏斗头内；
所述灌装漏斗管为两段式结构，包括灌装漏斗内管和灌装漏斗外管，所述灌装漏斗内管的上端与灌装漏斗头的下端固定连接，所述灌装漏斗内管的下端插于灌装漏斗外管的上端内侧并相对滑动，所述灌装漏斗驱动装置包括灌装漏斗驱动环和灌装漏斗驱动电机，所述灌装漏斗驱动环套装于灌装漏斗内管的外侧并与灌装漏斗外管的上端固定连接，所述灌装漏斗驱动电机固定设置在分梳辊下方的罗拉式梳理机机架上，所述灌装漏斗驱动电机为直线电机，其输出端与灌装漏斗驱动环固定连接，灌装漏斗驱动电机通过灌装漏斗驱动环带动灌装漏斗外管相对于灌装漏斗内管上下移动，所述灌装漏斗外管下移后其下端伸至旋转至其下方的密封袋内；
所述密封机构包括L形机架、加热块和加热块液压驱动杆，所述加热块有两块，沿旋转盘的径向内外设置；所述L形机架设于旋转盘的侧方，上部延伸至旋转盘的上方，两块加热块设置在L形机架的下方，外侧的加热块542的外侧与L形机架之间设有加热块液压驱动杆；
所述抽真空机构包括设于旋转盘侧方的抽真空泵，所述密封袋上设有抽真空孔，抽真空泵通过抽真空管将密封袋内的空气抽取后形成真空状态；
所述卸料装置包括卸料机架、卸料横杆和卸料机械手，所述卸料机架设于旋转盘的侧方，所述卸料机架的上端设置有卸料旋转电机，所述卸料横杆连接于卸料旋转电机的上端，所述卸料横杆的两端各连接一个卸料机械手。
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