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CN107955983A - 一种制备双组份纳米纤维的生产工艺 - Google Patents

一种制备双组份纳米纤维的生产工艺 Download PDF

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CN107955983A
CN107955983A CN201711077014.3A CN201711077014A CN107955983A CN 107955983 A CN107955983 A CN 107955983A CN 201711077014 A CN201711077014 A CN 201711077014A CN 107955983 A CN107955983 A CN 107955983A
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China
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spinneret
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nanofiber
hopper
production technology
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CN201711077014.3A
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汪明星
刘金抗
陈凤
陆汇鑫
翁平镕
李清
李娟�
陈永兵
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Violet Home Textile Technology Co Ltd
Original Assignee
Violet Home Textile Technology Co Ltd
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备双组份纳米纤维的生产工艺。本发明利用电加热使两种塑料粒子热熔后同时加压交联喷丝后气流拉伸形成纳米级双组份纤维的制作技术工艺，可以通过控制不同塑料的性质得到多性状和功能的纳米纤维，比如：用不同热熔缩率的双组份螺旋弹性纤维，改变出丝孔性状和出丝角度双组份异型和异性纤维，对两种不同料箱里热熔料匀混不同的功能纳米材料可以得到不同功能的双组份纤维。可以用于填充料做纳米被子，也可以做纺织材料纺出超柔和超弹性能的功能性纱线做成有特异功能的纳米纤维面料。是纳米材料的一个新型通用技术。解决了现在单组份纳米纤维成型的单一性；可以做出不同组分的纳米复合纤维，使得纳米材料更加多元化和多功能化。

Description

一种制备双组份纳米纤维的生产工艺
技术领域
本发明具体涉及一种制备双组份纳米纤维的生产工艺。
背景技术
纳米材料具有特殊的光学性能、电学性能及空间几何结构，是研究电子传输、纳米材料光学特性和力学性能等物理性质的理想系统。它们本身在纳米器件方面有着重要的应用前景，特别是在器件微型化方面将起到无可替代的作用，已经成为研究的热点。
目前有多种制备纳米纤维的方法，如拉伸法、模板合成、自组装和海岛型纺丝等，但都需要复杂的工艺过程或对材料有特殊要求，很难达到简单、快速、大量、高质量地制备纳米纤维的需求。
拉伸法制备纳米纤维的工艺过程类似于传统地干法纺丝过程，可以得到单根纳米长纤维。但是这一方法的主要问题是只有粘弹性材料才可能拉伸成纳米纤维，极大地限制了其应用范围。
模板合成代表了一类直接制备纳米纤维的方法，它是利用各种具有一维形貌的模板来引导纳米纤维的形成，得到表面形貌与模板互补的纳米材料。模板合成是一类比较简单、高效、价廉的方法，但是在将模板除去的过程中容易对已经形成的纳米纤维结构造成破坏，且工艺过程比较复杂。
自组装方法是指分子和纳米颗粒等结构单元在平衡条件下，通过非共价键作用自发地结合成热力学上稳定、结构上确定、性能上特殊的聚集体过程。自组装过程一旦开始将自动进行到某一个预期的终点，分子等结构单元将自动排列成纳米纤维等形貌，但是这种方法需要较长的时间且产量很小。
海岛型复合纺丝技术是将两种不同成分通过纺丝得到海岛型纤维，这种纤维中的一种组分是“海”另一种是“岛”。这两种组分在纤维轴向上是连续密集、均匀分布的，若将“海”的成份去除便得到了超细纤维。但是这种方法制备的纤维直径都在1000nm以上。
上述制备纳米纤维的方法存在着各种不足，需要提供一种有效的制备纳米纤维的方法，这一方法与其他方法相比具有明显地优势。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种制备双组份纳米纤维的生产工艺。
技术方案：一种制备双组份纳米纤维的生产工艺，制备双组份纳米纤维的装置包括机架、输送带、空压机、气压调节器、压缩空气喷头、螺旋式输送器、混料仓、第一料斗、第二料斗、喷丝模、成品仓、减速器和电机；
所述机架上安装有成品仓，所述成品仓的底部有输送带穿过，所述输送带连接有减速器，所述减速器由电机控制；所述成品仓的顶部内安装有压缩空气喷头，所述压缩空气喷头与空压机连接，所述空压机与压缩空气喷头之间还设有气压调节器进行气压的调节；
所述成品仓的顶部外固定安装有混料仓，所述混料仓内装有喷丝模，所述喷丝模通过导管连接至2个相互独立的螺旋式输送器，2个相互独立的螺旋式输送器上分别安装有第一料斗和第二料斗；
所述的制备双组份纳米纤维的生产工艺，包括如下步骤：两种不同的塑料成分分别在第一料斗和第二料斗中经过加热成融化状态，经过螺旋式输送器的螺杆挤压形成高压塑料溶液，然后通过导管到达喷丝模的喷丝板喷丝出来，经过压缩空气喷头的高压气流进行拉伸，气流速度可以由气压调节器控制，喷出的纳米纤维可以均匀铺在输送带上，根据需求厚度调节每平方的铺纳米棉厚度。
进一步的，所述纳米喷丝模的喷丝板板面上设有若干个的喷丝孔，两种组分材料在喷丝孔开口处8字型边界相融后出丝。
进一步的，所述喷丝孔的单孔直径在0.001-0.005mm。
进一步的，所述的两种不同的塑料材料为不同热熔缩率的双组份螺旋弹性纤维。
有益效果：本发明利用电加热使两种塑料粒子热熔后同时加压交联喷丝后气流拉伸形成纳米级双组份纤维的制作技术工艺，可以通过控制不同塑料的性质得到多性状和功能的纳米纤维，比如：用不同热熔缩率的双组份螺旋弹性纤维，改变出丝孔性状和出丝角度双组份异型和异性纤维，对两种不同料箱里热熔料匀混不同的功能纳米材料可以得到不同功能的双组份纤维——如：抗菌、防螨、负离子、远红外、除臭等。可以用于填充料做纳米被子，也可以做纺织材料纺出超柔和超弹性能的功能性纱线做成有特异功能的纳米纤维面料。是纳米材料的一个新型通用技术。解决了现在单组份纳米纤维成型的单一性；可以做出不同组分的纳米复合纤维，使得纳米材料更加多元化和多功能化。
附图说明
图1是本发明中的整体结构示意图；
图2是本发明中的喷丝孔的结构示意图；
图3是本发明中的喷丝孔的竖剖面图；
图4是本发明中的喷丝孔的横剖面图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种制备双组份纳米纤维的装置，包括机架1、输送带2、空压机3、气压调节器4、压缩空气喷头5、螺旋式输送器6、混料仓7、第一料斗8、第二料斗9、喷丝模10、成品仓11、减速器12和电机13。
所述机架1上安装有成品仓11，所述成品仓11的底部有输送带2穿过，所述输送带2连接有减速器12，所述减速器12由电机13控制；所述成品仓11的顶部内安装有压缩空气喷头5，所述压缩空气喷头5与空压机3连接，所述空压机3与压缩空气喷头5之间还设有气压调节器4进行气压的调节。
所述成品仓11的顶部外固定安装有混料仓7，所述混料仓7内装有喷丝模10，所述喷丝模10通过导管连接至2个相互独立的螺旋式输送器6，2个相互独立的螺旋式输送器6上分别安装有第一料斗8和第二料斗9。
所述的制备双组份纳米纤维的生产工艺，包括如下步骤：两种不同的塑料成分分别在第一料斗8和第二料斗9中经过加热成融化状态，经过螺旋式输送器6的螺杆挤压形成高压塑料溶液，然后通过导管到达喷丝模10的喷丝板喷丝出来，经过压缩空气喷头5的高压气流进行拉伸，气流速度可以由气压调节器4控制，喷出的纳米纤维可以均匀铺在输送带2上，根据需求厚度调节每平方的铺纳米棉厚度。
本实施例中，如图2-4所示，所述纳米喷丝模10的喷丝板板面上设有若干个的喷丝孔14，两种组分材料在喷丝孔开口处8字型边界相融后出丝。所述喷丝孔14的单孔直径在0.001-0.005mm。所述的两种不同的塑料材料为不同热熔缩率的双组份螺旋弹性纤维。
本发明利用电加热使两种塑料粒子热熔后同时加压交联喷丝后气流拉伸形成纳米级双组份纤维的制作技术工艺，可以通过控制不同塑料的性质得到多性状和功能的纳米纤维，比如：用不同热熔缩率的双组份螺旋弹性纤维，改变出丝孔性状和出丝角度双组份异型和异性纤维，对两种不同料箱里热熔料匀混不同的功能纳米材料可以得到不同功能的双组份纤维——如：抗菌、防螨、负离子、远红外、除臭等。可以用于填充料做纳米被子，也可以做纺织材料纺出超柔和超弹性能的功能性纱线做成有特异功能的纳米纤维面料。是纳米材料的一个新型通用技术。解决了现在单组份纳米纤维成型的单一性；可以做出不同组分的纳米复合纤维，是的纳米材料更加多元化和多功能化。

Claims (4)

1.一种制备双组份纳米纤维的生产工艺，其特征在于：制备双组份纳米纤维的装置包括机架(1)、输送带(2)、空压机(3)、气压调节器(4)、压缩空气喷头(5)、螺旋式输送器(6)、混料仓(7)、第一料斗(8)、第二料斗(9)、喷丝模(10)、成品仓(11)、减速器(12)和电机(13)；
所述机架(1)上安装有成品仓(11)，所述成品仓(11)的底部有输送带(2)穿过，所述输送带(2)连接有减速器(12)，所述减速器(12)由电机(13)控制；所述成品仓(11)的顶部内安装有压缩空气喷头(5)，所述压缩空气喷头(5)与空压机(3)连接，所述空压机(3)与压缩空气喷头(5)之间还设有气压调节器(4)进行气压的调节；
所述成品仓(11)的顶部外固定安装有混料仓(7)，所述混料仓(7)内装有喷丝模(10)，所述喷丝模(10)通过导管连接至2个相互独立的螺旋式输送器(6)，2个相互独立的螺旋式输送器(6)上分别安装有第一料斗(8)和第二料斗(9)；
所述的制备双组份纳米纤维的生产工艺，包括如下步骤：两种不同的塑料成分分别在第一料斗(8)和第二料斗(9)中经过加热成融化状态，经过螺旋式输送器(6)的螺杆挤压形成高压塑料溶液，然后通过导管到达喷丝模(10)的喷丝板喷丝出来，经过压缩空气喷头(5)的高压气流进行拉伸，气流速度可以由气压调节器(4)控制，喷出的纳米纤维可以均匀铺在输送带(2)上，根据需求厚度调节每平方的铺纳米棉厚度。
2.根据权利要求1所述的制备双组份纳米纤维的生产工艺，其特征在于：所述纳米喷丝模(10)的喷丝板板面上设有若干个的喷丝孔(14)，两种组分材料在喷丝孔开口处8字型边界相融后出丝。
3.根据权利要求2所述的制备双组份纳米纤维的生产工艺，其特征在于：所述喷丝孔(14)的单孔直径在
4.根据权利要求1所述的制备双组份纳米纤维的生产工艺，其特征在于：所述的两种不同的塑料材料为不同热熔缩率的双组份螺旋弹性纤维。
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