CN208250501U - 一种微纳米纤维喷气纺纱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微纳米纤维喷气纺纱装置，包括装置本体，装置本体内设有V形容腔，V形容腔上部设有容纳芯纱进入的芯轴，装置本体的侧部设有容纳微纳米纤维穿入的熔喷嘴，装置本体熔喷嘴的下方设有螺旋导流板，装置本体的侧部还设有多个压缩空气入口，压缩空气入口与V形容腔相连通，V形容腔底部出料口下方依次设有引纱罗拉、筒纱和卷绕罗拉。本实用新型的微纳米纤维喷气纺纱装置，通过将微纳米纤维通过在V形容腔内做螺旋运动，随着快速气流的牵引、旋转，完成拉伸、加捻，然后缠绕在芯丝上，形成包芯纱，贴合率高且工作效率高，使得生产出来的纱线结构蓬松、孔隙多，具有抗菌、隔热、保暖、过滤、吸附、吸声等功能。

Description

一种微纳米纤维喷气纺纱装置

技术领域

本实用新型属于纺织技术领域，具体涉及一种微纳米纤维喷气纺纱装置。

背景技术

熔喷法纺丝技术主要用于非织造布的生产。熔喷非织造技术起源于20世纪50年代初，当时美国海军实验室在政府资助下，研究并开发用于收集核弹爆炸后上层大气中放射性微粒的过滤材料，其工艺是将熔融的聚合物通过挤压机挤入一股敛聚的热气流中，在气流的拉伸作用下形成的超细纤维被吹向凝网器，从而堆积成一种超细过滤材料。该工艺是现代熔喷非织造技术的雏形。20世纪60年代中期，美国Exxon公司对该方法进行了改进，进入70年代将此技术转为民用，并与美国田纳西大学联合建立了非织造材料发展研发中心，熔喷技术进入了产学研发展阶段。20世纪80年代开始，熔喷非织造材料在全球增长迅速，保持了10％～12％的年增长率，得到了突飞猛进的发展。

熔喷法非织造布是20世纪50年代首先在美国研制成功的，我国也曾在60年代初进行过研制。它由高熔融指数的聚丙烯切片直接纺丝成布，是一种高新技术产品。

熔喷法非织造工艺流程为：聚合物切片在螺杆挤出机中受热熔融，熔体被输送到喷丝板的喷丝孔中，离开喷丝孔的聚合物熔体在高速高温气流的强烈牵伸作用下形成超细长丝或超细短纤维，并随气流沉积于成网帘或接收滚筒上形成熔喷纤网。

熔喷工艺是聚合物熔体从模头中挤出后，受到高速热气流的作用，在聚合物射流冷却凝固前，利用高速气流对聚合物射流进行拉伸，在接收装置上直接形成超细纤维无纺布的一种加工工艺。

商业熔喷纤维的直径通常为1～10μm，目前实验室已经能利用熔喷技术制备出的熔喷纤维最小直径低于0.6μm，属纳米纤维。从喷丝板挤出后进入高速高温气流场中并被迅速拉伸变细至微纳米纤维。

熔喷法非织造布的纤维特点是超细，其纤维直径最小可达到0.5μm，一般在1～5μm之间，纤维越细，非织造布的质量越好，但产量相对减少。

熔喷纤维的直径很细，比表面积大且纤网的孔径小，熔喷非织造产品其有优越的粒子栏截、粒子捕获的性能以及保暖性。同时，熔喷产品还有不同寻常的毛细作用以及透气性(水与血液不能渗透而水蒸汽可以渗透)。为此，熔喷产品也广泛用作过滤材料、保暖材料、卫生材料、医用材料等。

聚合物从喂料漏斗中喂入，由螺杆马达带动旋转的螺杆挤压螺纹推动向机筒前方，先后经过5个设有不同温度的加热区域。聚合物在机筒中温度会逐渐升高，其物理状态也由玻璃态转变为高弹态，最后成为粘流态，达到完全熔融。螺杆按一定速度稳定旋转，把均匀的熔融聚合物等压、等量地输送到喷丝板。流经喷丝板孔径后挤出的聚合物细流再经两股高温高速气流牵伸熔融聚合物，制得微纳米纤维。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种微纳米纤维喷气纺纱装置。

技术方案：本实用新型所述的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，包括装置本体，所述装置本体内设有V形容腔，所述V形容腔上部设有容纳芯纱进入的芯轴，所述装置本体的侧部设有容纳微纳米纤维进入的熔喷嘴，所述装置本体的侧部熔喷嘴两侧设有热空气入口，所述热空气入口与V形容腔相连通，所述装置本体熔喷嘴的下方设有螺旋导流板，所述装置本体的中部还设有多个压缩空气入口，所述压缩空气入口与V形容腔相连通，所述装置本体的下部还设有多个减压排气孔，所述V形容腔底部出料口下方依次设有引纱罗拉、导纱罗拉、筒纱和卷绕罗拉。

进一步的，所述V形容腔的半径自上到下逐渐变小。

进一步的，所述芯轴与V形容腔底部出料口同轴心。

进一步的，所述熔喷嘴的上部设有一个热空气入口，熔喷嘴的下部设有四个相互对称的压缩空气入口。

进一步的，所述熔喷嘴下方设有螺旋导流板。

进一步的，所述V形容腔的角度a范围是5°-60°。

有益效果：本实用新型的微纳米纤维喷气纺纱装置，通过将微纳米纤维通过在V形容腔内做螺旋运动，随着快速气流的牵引、旋转，完成拉伸、加捻，然后缠绕在芯丝上，形成包芯纱，贴合率高且工作效率高，使得生产出来的纱线具有抗菌、隔热、保暖、过滤吸附、吸声等功能。由于芯纱没有加捻，而微纳米纤维通过旋转缠绕包覆在芯纱，因此形成的包覆纱不会产生类似环锭纱存在的扭曲应力，而芯纱因为没有旋转产生扭曲，所以包覆均匀、贴合率高。

本发明提供了一种微纳米纤维喷气纺纱装置，通过本纺纱装置，熔喷形成的微纳米纤维通过螺旋气流加捻，直接形成包芯纱线，为熔喷微纳米纤维纺纱技术带来较大进步，也为微纳米纤维的应用提供了广阔的空间。本发明装置结构紧凑，设计合理，便于工业化、规模化生产，把纺丝、成纱结合在一起，极大缩短了工艺流程，有利于纺织行业技术进步。

附图说明

图1为本实用新型的微纳米纤维融合过程示意图；

图2为本实用新型的芯纱融合过程示意图；

图3为本实用新型的V形容腔上部截面示意图；

图4为本实用新型的V形容腔中部截面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1到图4所示的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，包括装置本体1，所述装置本体1内设有V形容腔2，所述V形容腔2上部设有容纳芯纱4进入的芯轴3，所述装置本体1的侧部设有容纳微纳米纤维进入的熔喷嘴5，所述装置本体1的侧部熔喷嘴5两侧设有热空气入口，所述热空气入口与V形容腔2相连通，所述装置本体1的中部还设有多个压缩空气入口6，所述压缩空气入口6与V形容腔2相连通，所述装置本体1 熔喷嘴5的下方设有螺旋导流板7，所述装置本体1的下部还设有多个减压排气孔12，所述V形容腔2底部出料口下方依次设有引纱罗拉8、导纱罗拉9、筒纱10和卷绕罗拉11。

作为上述实施例的进一步优化：

优选地，所述V形容腔2的半径自上到下逐渐变小。

优选地，所述芯轴3与V形容腔2底部出料口同轴心。

优选地，所述熔喷嘴5的上部设有一个热空气入口，熔喷嘴5的下部设有四个相互对称的压缩空气入口6(如图4所示)。

优选地，所述熔喷嘴5下方设有螺旋导流板7。

优选地，所述V形容腔2的角度a范围是5°-60°。

本实用新型的工作原理是：在V型喷气纺纱管上端，高速热空气沿着切线方向喷入纺纱管，在螺旋导流板的约束下在V形腔内旋转，热熔喷嘴喷出微纳米纤维，在高速旋转的热气流的引导下，不断牵引、旋转、拉伸。四个沿切线方向分布的压缩空气喷气孔，喷入的压缩空气对来自V形腔上部的旋转热气流进行旋转加速、降温，使微纳米纤维在降温中完成结晶、成形。随着气流下移，V型纺纱管直径越来越小，旋转速度不断加快，微纳米纤维在高速旋转气流的引导下进一步完成拉伸、加捻，在V形腔的下部设有减压排气孔，高速旋转气流通过排气孔排出，旋转的微纳米纤维缠绕在芯丝上形成包覆纱，再由引纱罗拉引出，经过导纱罗拉、卷绕罗拉卷绕成筒纱。旋转速度的提高可以使微纳米纤维更好的包覆在芯纱表面。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭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，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种微纳米纤维喷气纺纱装置，其特征在于：包括装置本体(1)，所述装置本体(1)内设有V形容腔(2)，所述V形容腔(2)上部设有容纳芯纱(4)进入的芯轴(3)，所述装置本体(1)的侧部设有容纳微纳米纤维进入的熔喷嘴(5)，所述装置本体(1)的侧部熔喷嘴(5)两侧设有热空气入口，所述热空气入口与V形容腔(2)相连通，所述装置本体(1)熔喷嘴(5)的下方设有螺旋导流板(7)，所述装置本体(1)的中部还设有多个压缩空气入口(6)，所述压缩空气入口(6)与V形容腔(2)相连通，所述装置本体(1)的下部还设有多个减压排气孔(12)，所述V形容腔(2)底部出料口下方依次设有引纱罗拉(8)、导纱罗拉(9)、筒纱(10)和卷绕罗拉(11)。

2.根据权利要求1所述的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，其特征在于：所述V形容腔(2)的半径自上到下逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，其特征在于：所述芯轴(3)与V形容腔(2)底部出料口同轴心。

4.根据权利要求1所述的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，其特征在于：所述熔喷嘴(5)的上部设有一个热空气入口，熔喷嘴(5)的下部设有四个相互对称的压缩空气入口(6)。

5.根据权利要求1所述的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，其特征在于：所述熔喷嘴(5)下方设有螺旋导流板(7)。

6.根据权利要求1所述的一种微纳米纤维喷气纺纱装置，其特征在于：所述V形容腔(2)的角度a范围是5°-60°。