一種微重力懸浮式離心紡絲方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微重力懸浮式離心紡絲方法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的微重力懸浮式離心紡絲方法在離心紡絲罐前方設(shè)置纖維收集裝置和第一溫控板，在離心紡絲罐后方設(shè)置主氣流發(fā)生器和第二溫控板，在第二溫控板下方設(shè)置副氣流發(fā)生器，纖維收集裝置下方設(shè)置負壓發(fā)生器，使離心紡絲罐至纖維收集裝置之間形成拋物線軌跡的離心紡絲氣流通道，離心紡絲罐噴射出的射流在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向纖維收集裝置方向運行，在第一溫控板和第二溫控板的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，最終均勻、連續(xù)、不間斷地鋪展在纖維收集裝置上，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。本發(fā)明的方法紡絲效率高、設(shè)備簡單、易操作、原材料廣泛。
【專利說明】
一種微重力懸浮式離心紡絲方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種微重力懸浮式離心紡絲方法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]離心紡其原理是:利用高速旋轉(zhuǎn)噴絲器產(chǎn)生的離心力將紡絲溶液或熔體甩出噴嘴并產(chǎn)生初始射流，隨后經(jīng)拉伸和固化而形成超細纖維。
[0003]離心紡絲中纖維的成形過程通常可以分為以下三個階段:初始射流源的產(chǎn)生、射流的牽伸與固化和纖維的收集三個過程。其中第一階段決定紡絲能否正常進行，是離心紡絲的首要前提;第二階段決定纖維的形貌和性能，是離心紡絲中最為關(guān)鍵的一個階段;第三階段主要負責(zé)纖維的收集，是決定離心紡絲能否進行工業(yè)化應(yīng)用的一個重要因素。上述三個階段相互影響，最終決定纖維的形貌和使用性能。1991年，美國專利US5075063公開了一種利用離心力進行熔融紡絲的裝置，該設(shè)備是具有連續(xù)進料系統(tǒng)、原料熔融混合系統(tǒng)和高速離心噴絲器的專業(yè)離心紡絲機。1998年，荷蘭阿克佐諾貝爾公司在中國公開了一種溶液法離心紡絲設(shè)備的專利CN1177385A，該設(shè)備特點是凝固劑在纖維收集器的表面循環(huán)流動，但是該方法缺陷在于紡絲液的要求高、產(chǎn)品品種單一及纖維強力低。進入21世紀，以美國的德州大學(xué)泛美分校Karen Lozano團隊的研究較為深入，他們在2009年申請的專利US20090280325A1公開了不同類型的紡絲裝置，包括帶有四通道引流槽的紡絲盤、不同噴嘴形狀的注射器以及用金屬格柵作為紡絲器的噴絲孔等，利用該裝置，KarenLonazo團隊成功的實現(xiàn)了對諸如:PAN、PE0、PS和ABS等常規(guī)材料進行試紡并且得到了直徑在I微米左右的纖維。目前在美國，除了美國德州大學(xué)泛美分校的Karen Lozano帶領(lǐng)的團隊對離心紡絲在理論上研究最為深入外，與Karen Lozano合作的Fiber1公司，注冊Forcespinning商標(biāo)，已經(jīng)開始搭建出世界首套離心紡絲生產(chǎn)線，其生產(chǎn)效率已經(jīng)遠遠地超過其它納米纖維制備技術(shù)，該公司生產(chǎn)的離心紡絲設(shè)備目前也是代表著離心紡產(chǎn)業(yè)化的最高水平，其中Fiber1制備的PA6納米纖維，直徑分布為110納米左右，同時已經(jīng)成功的對諸如:聚丙烯腈(PAN)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、摻錫氧化銦(ITO)、二氧化鈦(Ti02)、二氧化硅(Si02)、氧化鋅(ZnO)、二氧化鋯(ZrO2)、鈦酸鋇(BaT1O2 )、氧化鋁(Al2O3)等進行了離心紡絲，但是根據(jù)Forcespinning技術(shù)從現(xiàn)有的文獻資料，其制備的纖維為短纖。
[0004]根據(jù)離心紡成絲過程，為了緩解擾動氣流對射流拉伸過程的影響，V.R.GoriDev和S.Ramakrishna等，研制了一種封閉式的離心紡絲裝置。該裝置的特點是收集器安裝在圓柱形噴絲器正下方，噴嘴一側(cè)設(shè)有一個氣流發(fā)生器，整個裝置采用“上下結(jié)構(gòu)”的布局形式，將給定的紡絲溶液由噴嘴中甩出，隨后產(chǎn)生的纖維在噴絲器的正下方逐級卷繞并形成層次結(jié)構(gòu)，接著，將依次堆疊實現(xiàn)纖維膜卷繞收集。利用氣流發(fā)生器將噴嘴附近的“切向”氣流強制成“徑向”氣流。實際中，因中心區(qū)域的氣壓低于外側(cè)的氣壓，在噴嘴下方形成微弱的下沉氣流，進一步的提高了纖維的收集效率;此外這種“徑向下沉氣流”可以有效的將噴嘴上包纏的纖維打散，使得漂浮的纖維不易被卷繞到噴絲器上，與其他方法相比這種方法不易產(chǎn)生阻塞問題(隨機分布的纖維被旋轉(zhuǎn)噴絲器卷繞并在其側(cè)壁包纏有大量纖維，易造成噴嘴堵塞現(xiàn)象)。另外封閉的收集系統(tǒng)使得裝置與外部環(huán)境相隔離，有效避免了外界氣流的干擾，有利于內(nèi)部的溫濕度的發(fā)生。該方法制備的纖維直徑分布較為集中、纖維的取向度非常高、并且不易產(chǎn)生噴嘴堵塞現(xiàn)象，對某些有毒物質(zhì)的紡絲，提高了安全性。然而該裝置的不足在于產(chǎn)量相對較低，收集方式上依然沿著環(huán)形收集的思路，雖然制備的纖維膜對氣流的影響被有效的降低，但在批量化制備方面依然存在較大的難度。幾乎與此同時，
S.Mahal ingam和Mohan Edir i singhe提出了離心氣流超細纖維的制備方法，該方法依賴于噴絲器內(nèi)部的高壓氮氣和高速旋轉(zhuǎn)的噴絲器。其紡絲過程更類似于傳統(tǒng)的熔噴，不同的是前者利用離心力產(chǎn)生射流，后者利用螺桿擠出機和計量栗來產(chǎn)生細長流體。相比傳統(tǒng)離心紡絲方法，空氣阻力對射流的拉伸效果被強化，射流經(jīng)歷的拉伸程度遠高于傳統(tǒng)離心紡絲方法。由于該裝置的圓柱形噴絲器沒有安裝“氣流發(fā)生器”，因而實際紡絲時，產(chǎn)生了纖維卷繞在噴絲器上的現(xiàn)象，但因為在噴嘴處存在高壓氮氣氣流，使得包纏的纖維膜沒有將噴嘴覆蓋，因而沒有產(chǎn)生阻塞問題。該方法具有產(chǎn)量高，纖維直徑細和易于批量化生產(chǎn)等優(yōu)點。局限性在于基于該方法的裝置過于復(fù)雜，高壓氮氣與高速旋轉(zhuǎn)的噴絲器之間的密封需要設(shè)計復(fù)雜的密封結(jié)構(gòu)件;此外強大的氣流將纖維吹散，不利于一次性成膜，因此其產(chǎn)品還需要一定的后處理才能實現(xiàn)納米纖維膜的制備。
[0005]本質(zhì)上來說，目前困擾離心紡絲技術(shù)進一步發(fā)展的兩個關(guān)鍵問題，分別是:纖維的連續(xù)收集和纖維形貌的有效發(fā)生。實際中，上述兩個問題又是十分相關(guān)的，收集方式對射流的運動軌跡和受力過程有重要影響，特別是考慮未來離心紡絲的大規(guī)模應(yīng)用，造成了傳統(tǒng)的環(huán)形收集方法并不符合未來離心紡絲技術(shù)發(fā)展的需求。關(guān)于這方面的問題，已經(jīng)得到了眾多研究人員的重視。在此背景下，基于靜電收集的離心紡絲技術(shù)近來成為了人們的一個研究熱點，具體原理如下:通過靜電力對射流的受力過程進行干預(yù)，不僅改變射流的運動方向同時也優(yōu)化了射流的拉伸過程。通過這種原理為離心紡絲技術(shù)帶來的優(yōu)點是:解決了離心紡絲中纖維的連續(xù)收集問題、改進了噴絲器外圍的氣流狀態(tài)同時提高了纖維的形貌和性能。但是由于靜電存在，導(dǎo)致基于靜電收集的離心紡絲技術(shù)存在耗能高、安全性低等缺點。
[0006]綜上所述，基于環(huán)形收集的離心紡先將纖維紡制在環(huán)形分布于離心紡絲罐周圍的接收柱子上，再經(jīng)氣流進行收集，是一種兩步法的離心紡絲方法，且獲得的纖維為不連續(xù)的短纖，效率低;基于靜電收集的離心紡絲方法得到的纖維仍然不連續(xù)，且整個過程伴隨高壓靜電，導(dǎo)致耗能高，安全系數(shù)低，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微重力懸浮式離心紡絲方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為，
[0009]—種微重力懸浮式離心紡絲方法，即在離心紡絲罐前方設(shè)置纖維收集裝置，纖維收集裝置為導(dǎo)輥式的輸送機構(gòu)，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶與離心紡絲罐的底部所在的平面之間的夾角為5-40°，導(dǎo)布帶的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為50-150cm，導(dǎo)布帶的下方設(shè)置負壓發(fā)生器，負壓發(fā)生器的吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面相對，吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面之間的距離為lcm，負壓發(fā)生器的風(fēng)量為200-500m3/h，在離心紡絲罐與纖維收集裝置之間設(shè)置弧度為0.04-0.0Srad的第一溫控板，第一溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第一溫控板的兩端分別高于離心紡絲罐和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的上表面，在離心紡絲罐后方設(shè)置主氣流發(fā)生器，主氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口朝向纖維收集裝置，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口處設(shè)置有主風(fēng)向調(diào)節(jié)板，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部在同一水平面上，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為50-200cm，主氣流發(fā)生器的風(fēng)量為200-500m3/h，離心紡絲罐與主氣流發(fā)生器之間設(shè)置第二溫控板，第二溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第二溫控板的兩端分別高于離心紡絲罐和主氣流發(fā)生器，在第二溫控板的下方設(shè)置副氣流發(fā)生器，副氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，出風(fēng)口與第二溫控板的下表面相對，出風(fēng)口處設(shè)置有副風(fēng)向調(diào)節(jié)板，副氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐底部中心點的直線距離為100-150cm，副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為200-500m3/h，離心紡絲時，通過調(diào)節(jié)主氣流發(fā)生器和副氣流發(fā)生器的風(fēng)量以及主風(fēng)向調(diào)節(jié)板和副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度形成離心紡絲氣流通道，由儲液裝置經(jīng)輸液裝置注入至離心紡絲罐的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐的噴絲孔射出形成射流，并在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向前運行，在第二溫控板和第一溫控板的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，在負壓發(fā)生器負壓的作用下，懸浮在離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在運行中的導(dǎo)布帶的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。
[0010]所述的第一溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為l-3cm，第一溫控板與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的頂部之間的垂直距離為l_5cm。
[0011]所述的第二溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為l-3cm，第二溫控板與主氣流發(fā)生器頂部的垂直距離為l-5cm0
[0012]所述的主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口、副氣流發(fā)生器的出風(fēng)口、第一溫控板和第二溫控板的寬度一致。
[0013]所述的第一溫控板的寬度大于導(dǎo)布帶的寬度。
[0014]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)特點在于:
[0015]與利用傳統(tǒng)的環(huán)形收集的離心紡絲方法和基于靜電收集的離心紡絲方法相比，本發(fā)明專利主要通過氣流通道實現(xiàn)對離心紡絲纖維進行連續(xù)不間斷的收集，且獲得的纖維是連續(xù)長絲。主氣流發(fā)生器產(chǎn)生向纖維收集裝置的導(dǎo)布帶水平或水平向下前進的主氣流，該氣流可以推動離心紡絲纖維水平或水平向下運動至纖維收集裝置的導(dǎo)布帶上，副氣流發(fā)生器產(chǎn)生向纖維收集裝置的導(dǎo)布帶水平向上前進的副氣流，該氣流主要起到減弱離心紡絲纖維受到的重力作用，使其受到的垂下向下的合力為其重力的10-20%，導(dǎo)布帶下方的負壓發(fā)生器主要獲得負壓氣流，使主氣流和副氣流匯集至導(dǎo)布帶上表面，起到收集離心紡絲纖維的作用。對主氣流、副氣流和負壓氣流的風(fēng)力與方向并結(jié)合離心紡絲射流受到的重力進行力學(xué)分解和分析，并以此改變主氣流發(fā)生器、副氣流發(fā)生器和負壓發(fā)生器與離心紡絲罐之間的位置關(guān)系，調(diào)節(jié)主氣流發(fā)生器和副氣流發(fā)生器的風(fēng)量和風(fēng)向，調(diào)整的負壓發(fā)生器的風(fēng)量，能夠在離心紡絲罐至導(dǎo)布帶上表面的空間形成拋物線軌跡的離心紡絲氣流通道，且該拋物線軌跡可以調(diào)節(jié)，以控制離心紡絲纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和尺寸大小。離心紡絲氣流通道前進至纖維收集裝置的導(dǎo)布帶上表面時，負壓發(fā)生器的負壓將氣流通過吸收并導(dǎo)通出去。在離心紡絲時，由儲液裝置經(jīng)輸液裝置注入至離心紡絲罐的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐的噴絲孔射出形成射流，在離心紡絲氣流通道中，主氣流風(fēng)力、副氣流風(fēng)力和重力的綜合作用使射流以偏心圓形旋轉(zhuǎn)狀態(tài)在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向?qū)Р紟Х较蛐羞M，在第一溫控板和第二溫控板的作用下，通過熱輻射使射流固化成連續(xù)長絲，連續(xù)長絲保持偏心圓形旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并在負壓發(fā)生器負壓的作用下，以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在運行中的導(dǎo)布帶的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。
[0016]第一溫控板和第二溫控板的熱輻射作用能有效得作用于離心紡絲氣流通道，加速射流在離心紡絲氣流通道中的固化成型，且第一溫控板和第二溫控板的寬度都大于離心紡絲氣流通道和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的寬度，減少離心紡絲過程中射流在離心紡絲氣流通道中的固化成型時的差別。第一溫控板的弧度為0.04-0.08rad，該弧度形成的空間能夠為主氣流、副氣流和負壓氣流結(jié)合時產(chǎn)生的氣流漩渦提供有效場所，并有助于該氣流漩渦消散。
[0017]纖維收集裝置的導(dǎo)布帶速率、離心紡絲速率、主氣流速度、副氣流速度和負壓氣流速度之間可以進行調(diào)配，進而能夠有效得調(diào)控和優(yōu)化離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲的前進運動速度，使得連續(xù)長絲能夠均勻、連續(xù)、不間斷的鋪展在導(dǎo)布帶的上表面。同時，調(diào)整導(dǎo)布帶與離心紡絲罐的底部所在的平面之間的夾角，能夠在纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的上表面獲得以環(huán)形或折疊鏈形軌跡分布的連續(xù)長絲網(wǎng)。
[0018]本發(fā)明提出了一種微重力懸浮式離心紡絲方法，實現(xiàn)了高效率規(guī)?；笈可a(chǎn)納米或亞微米纖維的目的。該方法突破了現(xiàn)有基于環(huán)形收集的離心紡及基于靜電收集的離心紡的技術(shù)要點，解決了連續(xù)長絲的制備問題，解決了離心紡批量化生產(chǎn)的技術(shù)問題，避免離心紡產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中耗能高、危險系數(shù)高的實際應(yīng)用問題，可適用于寬幅無紡布表面納米纖維或亞微米纖維的復(fù)合改性或?qū)挿{米或亞微米尺度的無紡布的生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的微重力懸浮式離心紡絲設(shè)備布置示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明進行具體詳細描述。
[0021]見附圖1。
[0022]—種微重力懸浮式離心紡絲方法，將離心紡絲罐I放置在支撐板架上，離心紡絲罐I的直徑為4-7cm，在離心紡絲罐I前方設(shè)置纖維收集裝置，纖維收集裝置為導(dǎo)輥式的輸送機構(gòu)，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶2的寬度為40-100cm，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶2與離心紡絲罐I的底部所在的平面之間的夾角為5-40°，導(dǎo)布帶2的中心點與離心紡絲罐I的底部中心點之間的直線距離為50-150cm，導(dǎo)布帶2的下方設(shè)置有負壓發(fā)生器3，負壓發(fā)生器3的出風(fēng)口的寬度與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶2的寬度一致，負壓發(fā)生器3的吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶2的下表面相對，吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶2的下表面之間的距離為lcm，負壓發(fā)生器3的風(fēng)量為200-500m3/h，在離心紡絲罐I與纖維收集裝置之間設(shè)置弧度為0.04-0.0Srad的第一溫控板4，第一溫控板4與離心紡絲罐I通過支架連接，第一溫控板4的寬度為50-1 1cm，第一溫控板4的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，加熱器主要以熱輻射控溫為主，可以為熱電阻或紅外燈管，功率為500-2000?，第一溫控板4的兩端分別位于離心紡絲罐I和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶2的上表面的上方，第一溫控板4與離心紡絲罐I頂部之間的垂直距離為l-3cm，第一溫控板4與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶2的頂部之間的垂直距離為l-5cm，第一溫控板4的長度可根據(jù)纖維收集裝置的導(dǎo)布帶2與離心紡絲罐I的底部所在的平面之間的夾角及弧度來計算，在離心紡絲罐I后方設(shè)置主氣流發(fā)生器6，主氣流發(fā)生器6的高度為30-60cm，主氣流發(fā)生器6和離心紡絲罐I通過支架連接，主氣流發(fā)生器6上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，主氣流發(fā)生器6的出風(fēng)口的寬度與第一溫控板4的寬度一致，主氣流發(fā)生器6的出風(fēng)口朝向纖維收集裝置，主氣流發(fā)生器6的出風(fēng)口處設(shè)置有主風(fēng)向調(diào)節(jié)板，主風(fēng)向調(diào)節(jié)板的寬度與主氣流發(fā)生器6的出風(fēng)口的寬度一致，主風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度可自由調(diào)節(jié)，主氣流發(fā)生器6的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐I的底部在同一水平面上，主氣流發(fā)生器6的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐I的底部中心點之間的直線距離為50-200cm，主氣流發(fā)生器6的風(fēng)量為200-500m3/h，離心紡絲罐I與主氣流發(fā)生器6之間設(shè)置第二溫控板7，第二溫控板7與離心紡絲罐I和主氣流發(fā)生器6通過支架連接，第二溫控板7的寬度與第一溫控板4的寬度一致，第二溫控板7的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第二溫控板7的加熱器與第一溫控板4的加熱器一致，第二溫控板7的兩端分別位于離心紡絲罐I和主氣流發(fā)生器6的上方，第二溫控板7與離心紡絲罐I頂部之間的垂直距離為l_3cm，第二溫控板7與主氣流發(fā)生器6頂部的垂直距離為l-5cm，第二溫控板7的長度可根據(jù)主氣流發(fā)生器6和離心紡絲罐I之間的關(guān)系進行計算，在第二溫控板7的下方設(shè)置副氣流發(fā)生器8，副氣流發(fā)生器8上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，副氣流發(fā)生器8的長度為30-60cm，副氣流發(fā)生器8的出風(fēng)口的寬度與第一溫控板4對的寬度一致，出風(fēng)口與第二溫控板7的下表面相對，出風(fēng)口處設(shè)置有副風(fēng)向調(diào)節(jié)板，副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的寬度與副氣流發(fā)生器8的出風(fēng)口的寬度一致，副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度可自由調(diào)節(jié)，副氣流發(fā)生器8的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐I底部中心點的直線距離為100-150cm，副氣流發(fā)生器8的風(fēng)量為200-500m3/h，離心紡絲時，通過調(diào)節(jié)主氣流發(fā)生器6和副氣流發(fā)生器8的風(fēng)量以及主風(fēng)向調(diào)節(jié)板和副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度形成離心紡絲氣流通道，離心紡絲罐I以2000-6000rpm的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，由儲液裝置1經(jīng)輸液裝置11注入至離心紡絲罐I的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐I的噴絲孔射出形成射流，并在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向前運行，在第二溫控板7和第一溫控板4的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，在負壓發(fā)生器3負壓的作用下，懸浮在離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在以2-10m/min的運行速度由從動輥9向主動輥5運動的導(dǎo)布帶2的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。
[0023]本發(fā)明的一種微重力懸浮式離心紡絲方法適用于熔融紡絲體系和溶液紡絲體系。
[0024]具體實施例
[0025]實施例1
[0026]離心紡絲時，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶與離心紡絲罐的底部所在的平面之間的夾角為5°，導(dǎo)布帶的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為50cm，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的寬度為40cm，導(dǎo)布帶的下方設(shè)置負壓發(fā)生器，負壓發(fā)生器的吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面相對，吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面之間的距離為lcm，負壓發(fā)生器的風(fēng)量為200m3/h，在離心紡絲罐與纖維收集裝置之間設(shè)置弧度為0.04rad的第一溫控板，第一溫控板的寬度為50cm，第一溫控板，的下表面設(shè)置相互平行且均勾分布的加熱器，第一溫控板的兩端分別位于離心紡絲罐和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的上表面的上方，第一溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為lcm，第一溫控板與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶頂部之間的垂直距離為lcm，在離心紡絲罐后方設(shè)置主氣流發(fā)生器，主氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的寬度與第一溫控板的寬度一致，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口朝向纖維收集裝置，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口處設(shè)置有主風(fēng)向調(diào)節(jié)板，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部在同一水平面上，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為50cm，主氣流發(fā)生器的風(fēng)量為200m3/h，離心紡絲罐與主氣流發(fā)生器之間設(shè)置第二溫控板，第二溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第二溫控板的兩端分別位于離心紡絲罐和主氣流發(fā)生器的上方，第二溫控板與主氣流發(fā)生器頂部的垂直距離為lcm，第二溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為lcm，第二溫控板的寬度與第一溫控板的寬度一致，在第二溫控板的下方設(shè)置副氣流發(fā)生器，副氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，出風(fēng)口與第二溫控板的下表面相對，出風(fēng)口的寬度與第一溫控板的寬度一致，出風(fēng)口處設(shè)置有副風(fēng)向調(diào)節(jié)板，副氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐底部中心點的直線距離為100cm，副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為200m3/h，在主氣流發(fā)生器和副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為200m3/h的調(diào)節(jié)下通過調(diào)節(jié)主風(fēng)向調(diào)節(jié)板和副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度形成離心紡絲氣流通道，離心紡絲罐以2000rpm的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，由儲液裝置經(jīng)輸液裝置注入至離心紡絲罐的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐的噴絲孔射出形成射流，并在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向前運行，在第二溫控板和第一溫控板的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，在負壓發(fā)生器負壓的作用下，懸浮在離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在以2-10m/min的運行速度由從動輥向主動輥運動的導(dǎo)布帶的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。
[0027]實施例2
[0028]離心紡絲時，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶與離心紡絲罐的底部所在的平面之間的夾角為40°，導(dǎo)布帶的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為150cm，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的寬度為100cm，導(dǎo)布帶的下方設(shè)置負壓發(fā)生器，負壓發(fā)生器的吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面相對，吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面之間的距離為lcm，負壓發(fā)生器的風(fēng)量為500m3/h，在離心紡絲罐與纖維收集裝置之間設(shè)置弧度為0.0Srad的第一溫控板，第一溫控板的寬度為110cm，第一溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第一溫控板的兩端分別位于離心紡絲罐和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的上表面的上方，第一溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為3cm，第一溫控板與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶頂部之間的垂直距離為5cm，在離心紡絲罐后方設(shè)置主氣流發(fā)生器，主氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的寬度與第一溫控板的寬度一致，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口朝向纖維收集裝置，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口處設(shè)置有主風(fēng)向調(diào)節(jié)板，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部在同一水平面上，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為200cm，主氣流發(fā)生器的風(fēng)量為500m3/h，離心紡絲罐與主氣流發(fā)生器之間設(shè)置第二溫控板，第二溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第二溫控板的兩端分別位于離心紡絲罐和主氣流發(fā)生器的上方，第二溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為3cm，第二溫控板與主氣流發(fā)生器頂部的垂直距離為5cm，第二溫控板的寬度與第一溫控板的寬度一致，在第二溫控板的下方設(shè)置副氣流發(fā)生器，副氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，出風(fēng)口與第二溫控板的下表面相對，出風(fēng)口的寬度與第一溫控板的寬度一致，出風(fēng)口處設(shè)置有副風(fēng)向調(diào)節(jié)板，副氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐底部中心點的直線距離為150cm，副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為500m3/h，在主氣流發(fā)生器和副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為500m3/h的調(diào)節(jié)下通過調(diào)節(jié)主風(fēng)向調(diào)節(jié)板和副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度形成離心紡絲氣流通道，離心紡絲罐以6000rpm的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，由儲液裝置經(jīng)輸液裝置注入至離心紡絲罐的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐的噴絲孔射出形成射流，并在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向前運行，在第二溫控板和第一溫控板的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，在負壓發(fā)生器負壓的作用下，懸浮在離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在以10m/min的運行速度由從動輥向主動輥運動的導(dǎo)布帶的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。實施例3
[0029]離心紡絲時，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶與離心紡絲罐的底部所在的平面之間的夾角為25°，導(dǎo)布帶的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為100cm，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的寬度為70cm，導(dǎo)布帶的下方設(shè)置負壓發(fā)生器，負壓發(fā)生器的吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面相對，吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶的下表面之間的距離為lcm，負壓發(fā)生器的風(fēng)量為350m3/h，在離心紡絲罐與纖維收集裝置之間設(shè)置弧度為0.06rad的第一溫控板，第一溫控板的寬度為80cm，第一溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第一溫控板的兩端分別位于離心紡絲罐和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶的上表面的上方，第一溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為2cm，第一溫控板與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶頂部之間的垂直距離為3cm，在離心紡絲罐后方設(shè)置主氣流發(fā)生器，主氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的寬度與第一溫控板的寬度一致，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口朝向纖維收集裝置，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口處設(shè)置有主風(fēng)向調(diào)節(jié)板，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部在同一水平面上，主氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐的底部中心點之間的直線距離為125cm，主氣流發(fā)生器的風(fēng)量為350m3/h，離心紡絲罐與主氣流發(fā)生器之間設(shè)置第二溫控板，第二溫控板的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第二溫控板的兩端分別位于離心紡絲罐和主氣流發(fā)生器的上方，第二溫控板與離心紡絲罐頂部之間的垂直距離為2cm，第二溫控板與主氣流發(fā)生器頂部的垂直距離為3cm，第二溫控板的寬度與第一溫控板的寬度一致，在第二溫控板的下方設(shè)置副氣流發(fā)生器，副氣流發(fā)生器上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，出風(fēng)口與第二溫控板的下表面相對，出風(fēng)口的寬度與第一溫控板的寬度一致，出風(fēng)口處設(shè)置有副風(fēng)向調(diào)節(jié)板，副氣流發(fā)生器的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐底部中心點的直線距離為125cm，副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為350m3/h，在主氣流發(fā)生器和副氣流發(fā)生器的風(fēng)量為350m3/h的調(diào)節(jié)下通過調(diào)節(jié)主風(fēng)向調(diào)節(jié)板和副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度形成離心紡絲氣流通道，離心紡絲罐以4000rpm的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，由儲液裝置經(jīng)輸液裝置注入至離心紡絲罐的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐的噴絲孔射出形成射流，并在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向前運行，在第二溫控板和第一溫控板的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，在負壓發(fā)生器負壓的作用下，懸浮在離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在以2-6m/min的運行速度由從動輥向主動輥運動的導(dǎo)布帶的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。
【主權(quán)項】
1.一種微重力懸浮式離心紡絲方法，其特征在于:在離心紡絲罐(I)前方設(shè)置纖維收集裝置，纖維收集裝置為導(dǎo)輥式的輸送機構(gòu)，纖維收集裝置的導(dǎo)布帶(2)與離心紡絲罐(I)的底部所在的平面之間的夾角為5-40°，導(dǎo)布帶(2)的中心點與離心紡絲罐(I)的底部中心點之間的直線距離為50-150cm，導(dǎo)布帶(2)的下方設(shè)置負壓發(fā)生器(3)，負壓發(fā)生器(3)的吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶(2)的下表面相對，吸風(fēng)口與導(dǎo)布帶(2)的下表面之間的距離為lcm，負壓發(fā)生器(3)的風(fēng)量為200-500m3/h，在離心紡絲罐(I)與纖維收集裝置之間設(shè)置弧度為0.04-0.0Srad的第一溫控板(4)，第一溫控板(4)的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第一溫控板(4)的兩端分別高于離心紡絲罐(I)和纖維收集裝置的導(dǎo)布帶(2)的上表面，在離心紡絲罐(I)后方設(shè)置主氣流發(fā)生器(6)，主氣流發(fā)生器(6)上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，主氣流發(fā)生器(6)的出風(fēng)口朝向纖維收集裝置，主氣流發(fā)生器(6)的出風(fēng)口處設(shè)置有主風(fēng)向調(diào)節(jié)板，主氣流發(fā)生器(6)的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐(I)的底部在同一水平面上，主氣流發(fā)生器(6)的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐(I)的底部中心點之間的直線距離為50-200cm，主氣流發(fā)生器(6)的風(fēng)量為200-500m3/h，離心紡絲罐(I)與主氣流發(fā)生器(6)之間設(shè)置第二溫控板(7)，第二溫控板(7)的下表面設(shè)置相互平行且均勻分布的加熱器，第二溫控板(7)的兩端分別高于離心紡絲罐(I)和主氣流發(fā)生器(6)，在第二溫控板(7)的下方設(shè)置副氣流發(fā)生器(8)，副氣流發(fā)生器(8)上設(shè)有水平排列的出風(fēng)口，出風(fēng)口與第二溫控板(7)的下表面相對，出風(fēng)口處設(shè)置有副風(fēng)向調(diào)節(jié)板，副氣流發(fā)生器(8)的出風(fēng)口的中心點與離心紡絲罐(I)底部中心點的直線距離為100-150cm，副氣流發(fā)生器(8)的風(fēng)量為200-500m3/h，離心紡絲時，通過調(diào)節(jié)主氣流發(fā)生器(6)和副氣流發(fā)生器(8)的風(fēng)量以及主風(fēng)向調(diào)節(jié)板和副風(fēng)向調(diào)節(jié)板的角度形成離心紡絲氣流通道，由儲液裝置(10)經(jīng)輸液裝置(11)注入至離心紡絲罐(I)的紡絲液在離心力作用下從離心紡絲罐(I)的噴絲孔射出形成射流，并在離心紡絲氣流通道中呈微重力懸浮狀態(tài)向前運行，在第二溫控板(7)和第一溫控板(4)的熱輻射作用下逐漸固化成連續(xù)長絲，在負壓發(fā)生器(3)負壓的作用下，懸浮在離心紡絲氣流通道中的連續(xù)長絲以拋物線的軌跡連續(xù)不間斷的從離心紡絲氣流通道中下落，最終鋪展在運行中的導(dǎo)布帶(2)的上表面，形成連續(xù)長絲網(wǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種微重力懸浮式離心紡絲方法，其特征在于:所述的第一溫控板(4)與離心紡絲罐(I)頂部之間的垂直距離為l-3cm，第一溫控板(4)與纖維收集裝置的導(dǎo)布帶(2)的頂部之間的垂直距離為l-5cm03.如權(quán)利要求1所述的一種微重力懸浮式離心紡絲方法，其特征在于:所述的第二溫控板(7)與離心紡絲罐(I)頂部之間的垂直距離為l-3cm，第二溫控板(7)與主氣流發(fā)生器(6)頂部的垂直距離為l_5cm04.如權(quán)利要求1所述的一種微重力懸浮式離心紡絲方法，其特征在于:所述的主氣流發(fā)生器(6)的出風(fēng)口、副氣流發(fā)生器(8)的出風(fēng)口、第一溫控板(4)和第二溫控板(7)的寬度一致。5.如權(quán)利要求1所述的一種微重力懸浮式離心紡絲方法，其特征在于:所述的第一溫控板(4)的寬度大于導(dǎo)布帶(2)的寬度。
【文檔編號】D01D5/18GK105951195SQ201610477733
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】徐衛(wèi)林, 劉欣, 楊鍇, 張科, 李文斌, 夏治剛, 鄧波, 吳龍濤, 宋寶祥, 陳利軍
【申請人】武漢紡織大學(xué)