CN114855322B - 一种耐超高温无捻缝纫线、制备装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐超高温无捻缝纫线、制备装置及制备方法,包括耐高温无捻长丝纤维束和低熔点填充包物,所述耐高温无捻长丝纤维束的外部由低熔点填充包物包覆,所述耐高温无捻长丝纤维束的外圆周间隙由低熔点填充包物填充,所述低熔点填充包物的外部为包浆层。缝纫线需结合其制造装备依次进行:无捻退绕合束——包缠——低温熔融定型——上浆——烘干——绕卷的步骤制造而成,本发明的缝纫线不仅具备耐超高温的性能,而且具备良好的强度和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐超高温无捻缝纫线、制备装置及制备方法,具体适用于提高缝纫线在超高温条件下的强度及耐磨性能。
背景技术
耐高温无机纤维在航天航空极端环境条件下有独特的应用优势。高性能的玄武岩纤维可在500 ℃的环境下应用,石英纤维可在800 ℃的环境下应用,而耐超高温纤维如氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳化硼纤维等陶瓷纤维可在1200 ℃及以上的环境中服役。采用耐高温缝纫线对耐高温无机纤维织物进行缝合组装,形成三维结构的耐超高温热防护系统,具有很低的导热系数,可在航天航空器超高速飞行时阻止热传递、保护内部精密器件。
目前已有的缝纫线专利如:CN 112411006 A公开的一种耐高温氧化铝连续纤维编织缝纫线及其制备方法等专利都采用了将氧化铝纤维进行加捻得到芯材的方式。由于氧化铝纤维属于脆性陶瓷材料,加捻工艺会使氧化铝纤维缝纫线的强力降低,且捻度越大,强力越低。
另外目前制造缝纫线的设备都是常见纤维所用的常见设备,其对于抗弯折性能差、耐磨性差的高性能耐超高温纤维而言,具有易拉断、易磨损的缺点。
因此,如何制备一种具有良好耐磨性能的耐超高温无捻缝纫线及设计一种专门用于制备高性能耐超高温纤维缝纫线的设备是目前亟需解决因加捻工艺造成强力损失的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的耐高温缝纫线强力损失的问题,提供了一种具备高强力、高耐磨性能的耐超高温无捻缝纫线、制备装置及制备方法。
为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:
一种耐超高温无捻缝纫线,所述无捻缝纫线包括:耐高温无捻长丝纤维束和低熔点填充包物,所述耐高温无捻长丝纤维束的外部由低熔点填充包物包覆,所述耐高温无捻长丝纤维束的外圆周间隙由低熔点填充包物填充,所述低熔点填充包物的外部为包浆层。
所述耐高温无捻长丝纤维束为氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳化硼纤维中的一种或两种以上高性能耐超高温纤维长丝制造,所述高性能耐超高温纤维长丝为可耐受1000℃以上的高性能纤维;
所述低熔点填充包物为低熔点的聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种熔融后形成,所述低熔点纤维为熔点在120℃以下、细度为20D—300D的纤维。
一种耐超高温无捻缝纫线的制备装置,包括:无捻退绕装置、包缠装置、熔融成型装置、上浆装置、烘干装置和绕卷装置,所述无捻退绕装置与包缠装置同轴设置,所述无捻退绕装置的下方设置有包缠装置,所述包缠装置、低温熔融装置、上浆装置、烘干装置和绕卷装置沿一个方向依次横向排布,所述包缠装置、熔融成型装置、上浆装置、烘干装置和绕卷装置之间均设置有导向轮。
所述包缠装置4包括两至四组沿圆周旋转的包缠转子,上下相邻的两组包缠转子之间沿相反方向旋转,所述熔融成型装置包括低温熔融装置和冷却定型装置,所述冷却定型装置正对低温熔融装置出线端设置;所述上浆装置包括浆液盛装盒及其内设置的两个上浆导轮,所述浆液盛装盒的底部设置有加热片。
所述低温熔融装置为中空的陶瓷加热装置,冷却定型装置为风冷降温设备。
一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,所述制备方法基于耐超高温无捻缝纫线的制备装置:
所述无捻缝纫线的制备方法包括如下步骤:
步骤1将无捻的耐超高温纤维集纤成束:将耐超高温纤维通过无捻退绕装置,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置;
步骤2将无捻纤维束通过包缠装置进行包缠:在圆筒形的包缠装置内部,通过两个包缠转子分别以顺时针、逆时针方向将低熔点的人造丝包覆于耐高温无捻长丝纤维之上;
步骤3将包缠好的纤维束通过低温熔融装置:将步骤2的产物通过设置低温熔融装置的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合,从而相互粘结,固定芯层的耐高温无捻长丝纤维,此时形成低熔点填充包物包裹耐高温无捻长丝纤维束的结构;
步骤4将上述纤维束通过上浆装置:将步骤3的产物在上浆装置内上浆,使其表面浸润上浆剂,然后在烘干装置内将上浆剂烘干,然后使其缠绕在绕卷装置上成卷,此时耐超高温无捻缝纫线制备完成。
所述步骤1中的主动除捻方式指的是将多组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为0.5—2m/min。
所述步骤2中的包缠转子的转速为500—5000r/min。
所述步骤3中的低温熔融装置的温度为60—120℃,加热时间为5—35秒。
所述步骤4中的上浆剂温度为35—90℃,所述的上浆剂为石蜡乳液、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇乳液、聚乙二醇乳液中的一种或两种。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明一种耐超高温无捻缝纫线中其耐高温无捻长丝纤维束采用无捻工艺,相对于传统耐高温缝纫线而言避免了现有加捻工艺对脆性耐高温纤维所造成的强力损失,同时在无捻纤维束外部设置由低熔点纤维熔融得到的低熔点填充包物,对缝纫线外部起到定型作用的同时,保护了其内部耐高温纤维,使其在缝纫过程中具备良好的耐磨性能,当缝纫线处于超高温环境下时,低熔点填充包物及其表面的上浆剂其熔融分解能够带走部分热量进而降低耐高温无捻长丝纤维束的温度,从而优化缝纫线的耐高温性能。因此,本设计采用无捻工艺在高温条件下仍然具有良好的强度和耐磨性能。
2、本发明一种耐超高温无捻缝纫线的制备装置中将现有的加捻并线装置加以改进,将纤维卷反装使其在并线成束的同时回复无捻状态,然后依次通过包缠装置、低温熔融装置、冷却定型装置、上浆装置、烘干装置和绕卷装置实现对无捻缝纫线的工业化生产,其加工制造设备简单合理,有效减少缝纫线的制造工艺流程,提高生产效率。因此,本设计结构设计合理,有效提高生产效率。
3、本发明一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法中结合其制造装备依次进行:无捻退绕合束——包缠——低温熔融定型——上浆——烘干——绕卷的步骤制造而成,其制造流程设计合理确保芯纱在整个制造过程中保持无捻状态定型,同时进一步利用低温熔融的方式进一步优化缝纫线的结构强化其耐磨性能,最后在其表面上浆对缝纫线表面进行润滑;加工流程设计简洁合理实用性强。因此,本设计的制造方法流程设计合理、实用性强。
附图说明
图1是本发明无捻缝纫线的截面结构示意图。
图2是本发明无捻缝纫线制备装置的结构示意图。
图3是本发明无捻缝纫线制备方法中步骤2包缠后的成品截面示意图。
图中:耐高温无捻长丝纤维束1、低熔点填充包物2、包浆层21、无捻退绕装置3、包缠装置4、包缠转子41、熔融成型装置5、低温熔融装置51、冷却定型装置52、上浆装置6、浆液盛装盒61、上浆导轮62、加热片63、烘干装置7、绕卷装置8、导向轮9。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图3,一种耐超高温无捻缝纫线,所述无捻缝纫线包括:耐高温无捻长丝纤维束1和低熔点填充包物2,所述耐高温无捻长丝纤维束1的外部由低熔点填充包物2包覆,所述耐高温无捻长丝纤维束1的外圆周间隙由低熔点填充包物2填充,所述低熔点填充包物2的外部为包浆层21。
所述耐高温无捻长丝纤维束1为氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳化硼纤维中的一种或两种以上高性能耐超高温纤维长丝制造,所述高性能耐超高温纤维长丝为可耐受1000℃以上的高性能纤维;
所述低熔点填充包物2为低熔点的聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种熔融后形成,所述低熔点纤维为熔点在120℃以下、细度为20D—300D的纤维。
一种耐超高温无捻缝纫线的制备装置,所述无捻缝纫线的制备装置包括:无捻退绕装置3、包缠装置4、熔融成型装置5、上浆装置6、烘干装置7和绕卷装置8,所述无捻退绕装置3与包缠装置4同轴设置,所述无捻退绕装置3的下方设置有包缠装置4,所述包缠装置4、低温熔融装置5、上浆装置6、烘干装置7和绕卷装置8沿一个方向依次横向排布,所述包缠装置4、熔融成型装置5、上浆装置6、烘干装置7和绕卷装置8之间均设置有导向轮9。
所述包缠装置4包括两至四组沿圆周旋转的包缠转子41,上下相邻的两组包缠转子41之间沿相反方向旋转,所述熔融成型装置5包括低温熔融装置51和冷却定型装置52,所述冷却定型装置52正对低温熔融装置51出线端设置;所述上浆装置6包括浆液盛装盒61及其内设置的两个上浆导轮62,所述浆液盛装盒61的底部设置有加热片63。
所述低温熔融装置51为中空的陶瓷加热装置,冷却定型装置52为风冷降温设备。
一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,所述制备方法基于耐超高温无捻缝纫线的制备装置:
所述无捻缝纫线的制备方法包括如下步骤:
步骤1将无捻的耐超高温纤维集纤成束:将耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置;
步骤2将无捻纤维束通过包缠装置进行包缠:在圆筒形的包缠装置4内部,通过两个包缠转子分别以顺时针、逆时针方向将低熔点的人造丝包覆于耐高温无捻长丝纤维之上;
步骤3将包缠好的纤维束通过低温熔融装置:将步骤2的产物通过设置低温熔融装置51的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合,从而相互粘结,固定芯层的耐高温无捻长丝纤维,此时形成低熔点填充包物2包裹耐高温无捻长丝纤维束1的结构;
步骤4将上述纤维束通过上浆装置:将步骤3的产物在上浆装置6内上浆,使其表面浸润上浆剂,然后在烘干装置7内将上浆剂烘干,然后使其缠绕在绕卷装置8上成卷,此时耐超高温无捻缝纫线制备完成。
所述步骤1中的主动除捻方式指的是将多组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为0.5—2m/min。
所述步骤2中的包缠转子41的转速为500—5000r/min。
所述步骤3中的低温熔融装置51的温度为60—120℃,加热时间为5—35秒。
所述步骤4中的上浆剂温度为35—90℃,所述的上浆剂为石蜡乳液、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇乳液、聚乙二醇乳液中的一种或两种。
本发明的原理说明如下:
无捻退绕装置3为存在2~16组可沿圆周运转的锭子,每组锭子带有回转阻尼,当纱线退绕时会带动锭子旋转,回转阻尼则为纱线退绕提供张力。
包缠装置4为2~5组可沿圆周运转的包缠转子41,每组包缠转子41带有转向控制器与转速控制器,当纱线退绕时可控制包缠方向、包缠密度。
低温熔融装置51为直径50~100 mm的空心陶瓷加热器,加热器通电后对缝纫线进行加热,并通过温度传感器和温控设备控制加热的温度。
上浆装置6通过浆液盛装盒61使上浆剂浸润纱线,经过烘干装置去除上浆剂中的可挥发物质,通过往复运动的摆针进行导向,最后利用主动卷绕装置8进行卷装。
实施例1:
一种耐超高温无捻缝纫线,所述无捻缝纫线包括:耐高温无捻长丝纤维束1和低熔点填充包物2,所述耐高温无捻长丝纤维束1的外部由低熔点填充包物2包覆,所述耐高温无捻长丝纤维束1的外圆周间隙由低熔点填充包物2填充,所述低熔点填充包物2的外部为包浆层21。
所述耐高温无捻长丝纤维束1为氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳化硼纤维中的一种或两种以上高性能耐超高温纤维长丝制造,所述高性能耐超高温纤维长丝为可耐受1000℃以上的高性能纤维;
所述低熔点填充包物2为低熔点的聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种熔融后形成,所述低熔点纤维为熔点在120℃以下、细度为20D—300D的纤维。
一种耐超高温无捻缝纫线的制备装置,所述无捻缝纫线的制备装置包括:无捻退绕装置3、包缠装置4、熔融成型装置5、上浆装置6、烘干装置7和绕卷装置8,所述无捻退绕装置3与包缠装置4同轴设置,所述无捻退绕装置3的下方设置有包缠装置4,所述包缠装置4、低温熔融装置5、上浆装置6、烘干装置7和绕卷装置8沿一个方向依次横向排布,所述包缠装置4、熔融成型装置5、上浆装置6、烘干装置7和绕卷装置8之间均设置有导向轮9。
所述包缠装置4包括两至四组沿圆周旋转的包缠转子41,上下相邻的两组包缠转子41之间沿相反方向旋转,所述熔融成型装置5包括低温熔融装置51和冷却定型装置52,所述冷却定型装置52正对低温熔融装置51出线端设置;所述上浆装置6包括浆液盛装盒61及其内设置的两个上浆导轮62,所述浆液盛装盒61的底部设置有加热片63。
一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,所述制备方法基于耐超高温无捻缝纫线的制备装置:
所述无捻缝纫线的制备方法包括如下步骤:
步骤1将无捻的耐超高温纤维集纤成束:将耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置,主动除捻方式指的是将多组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为0.5—2m/min;
步骤2将无捻纤维束通过包缠装置进行包缠:在圆筒形的包缠装置4内部,通过两个包缠转子分别以顺时针、逆时针方向将低熔点的人造丝包覆于耐高温无捻长丝纤维之上,包缠转子41的转速为500—5000r/min;
步骤3将包缠好的纤维束通过低温熔融装置:将步骤2的产物通过设置低温熔融装置51的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合,低温熔融装置51的温度为60—120℃,加热时间为5—35秒,从而相互粘结,固定芯层的耐高温无捻长丝纤维,此时形成低熔点填充包物2包裹耐高温无捻长丝纤维束1的结构;
步骤4将上述纤维束通过上浆装置:将步骤3的产物在上浆装置6内上浆,使其表面浸润上浆剂,上浆剂温度为35—90℃,所述的上浆剂为石蜡乳液、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇乳液、聚乙二醇乳液中的一种或两种,然后在烘干装置7内将上浆剂烘干,然后使其缠绕在绕卷装置8上成卷,此时耐超高温无捻缝纫线制备完成。
实施例2:
实施例2与实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述低温熔融装置51为中空的陶瓷加热装置,冷却定型装置52为风冷降温设备。
实施例3
实施例3实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述耐高温无捻长丝纤维束1采用3根205tex的碳化硅纤维,所述的低熔点填充包物2采用低熔点的75D聚酰胺纤维。
步骤1中将3组耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置4。所述的主动除捻方式指的是将3组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为1m/min;
步骤2中分别通过顺时针和逆时针转动的两个空芯包缠转子41,将低熔点的人造丝以不同方向包覆于无捻的耐高温无捻长丝纤维束1之上,所述的包缠转子的转速为5000r/min;
步骤3通过空心陶瓷加热圆辊设定合适的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合粘结耐超高温的无捻纤维,熔融温度为85℃,熔融时间为30s;
步骤4将外层熔融粘结的耐高温无捻纤维引入温度为65℃的石蜡乳液上浆装置、富余浆料去除装置、烘干装置,最后经过主动卷绕装置得到缝纫线。
对制备的耐高温无捻缝纫线进行性能测试,测试结果为:室温下断裂强度为53.1cN/tex,耐磨次数为1307次,1200 ℃温度下断裂强度为38.5 cN/tex,1500 ℃温度下断裂强度为24.4 cN/tex,碳化硅纤维从室温到1500 ℃质量变化仅为0.55%。该工艺适合生产耐高温1200 ℃及以上的缝纫线,该缝纫线可用于缝合多层氧化铝织物、碳化硅织物、氮化硅织物、碳化硼织物其中的一种或多种。表层的包缠人造丝与石蜡上浆剂在高温下分解,可带走部分热量,对芯纱陶瓷纤维起到一定的保护作用。
实施例4
实施例4实施例3基本相同,其不同之处在于:
调整实施例2中将1根205tex碳化硅纤维与6根65tex氧化铝纤维通过无捻退绕装置3合股并线作为耐高温无捻长丝纤维束1;
步骤1中将7组耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置4。所述的主动除捻方式指的是将3组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为1m/min;
步骤2中分别通过顺时针和逆时针转动的两个空芯包缠转子41,将低熔点的人造丝以不同方向包覆于无捻的耐高温无捻长丝纤维束1之上,所述的包缠转子的转速为5000r/min;
步骤3通过空心陶瓷加热圆辊设定合适的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合粘结耐超高温的无捻纤维,熔融温度为85℃,熔融时间为30s;
步骤4将外层熔融粘结的耐高温无捻纤维引入温度为65℃的石蜡乳液上浆装置、富余浆料去除装置、烘干装置,最后经过主动卷绕装置得到缝纫线。
对制备的耐高温无捻缝纫线进行性能测试,测试结果为:室温下断裂强度为37.3cN/tex,耐磨次数为1259次,1200 ℃温度下断裂强度为26.8 cN/tex,1500 ℃温度下断裂强度为16.4 cN/tex,氧化铝纤维从室温到1500 ℃质量变化仅为0.13%。
实施例5
实施例5实施例3基本相同,其不同之处在于:
调整实施例2中将9根65tex氧化铝纤维通过无捻退绕装置3合股并线作为耐高温无捻长丝纤维束1;
步骤1中将9组耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置4。所述的主动除捻方式指的是将3组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为1m/min;
步骤2中分别通过顺时针和逆时针转动的两个空芯包缠转子41,将低熔点的人造丝以不同方向包覆于无捻的耐高温无捻长丝纤维束1之上,所述的包缠转子的转速为5000r/min;
步骤3通过空心陶瓷加热圆辊设定合适的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合粘结耐超高温的无捻纤维,熔融温度为85℃,熔融时间为30s;
步骤4将外层熔融粘结的耐高温无捻纤维引入温度为65℃的石蜡乳液上浆装置、富余浆料去除装置、烘干装置,最后经过主动卷绕装置得到缝纫线。
对制备的耐高温无捻缝纫线进行性能测试,测试结果为:室温下断裂强度为28.9cN/tex,耐磨次数为1116次,1200 ℃温度下断裂强度为20.5 cN/tex,1500 ℃温度下断裂强度为11.8 cN/tex。
实施例6
实施例6实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述耐高温无捻长丝纤维束1采用4根165tex的氮化硅纤维,所述的低熔点填充包物2采用低熔点的50D聚酯纤维。
步骤1中将4组耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置4。所述的主动除捻方式指的是将5组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为1.7m/min;
步骤2中分别通过顺时针和逆时针转动的两个空芯包缠转子41,将低熔点的人造丝以不同方向包覆于无捻的耐高温无捻长丝纤维束1之上,所述的包缠转子的转速为1000r/min;
步骤3通过空心陶瓷加热圆辊设定合适的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合粘结耐超高温的无捻纤维,熔融温度为110℃,熔融时间为12s;
步骤4将外层熔融粘结的耐高温无捻纤维引入温度为80℃的聚四氟乙烯乳液上浆装置、富余浆料去除装置、烘干装置,最后经过主动卷绕装置得到缝纫线。
该缝纫线可用于耐高温透波材料的缝合。
实施例7
实施例7实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述耐高温无捻长丝纤维束1采用2根165tex的氮化硅纤维与4根65tex氧化铝纤维通过无捻退绕装置3合股并线作为耐高温无捻长丝纤维束1,所述的低熔点填充包物2采用低熔点的40D聚丙烯纤维。
步骤1中将6组耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置4。所述的主动除捻方式指的是将7组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为0.6m/min;
步骤2中分别通过顺时针和逆时针转动的两个空芯包缠转子41,将低熔点的人造丝以不同方向包覆于无捻的耐高温无捻长丝纤维束1之上,所述的包缠转子的转速为4000r/min;
步骤3通过空心陶瓷加热圆辊设定合适的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合粘结耐超高温的无捻纤维,熔融温度为120℃,熔融时间为33s;
步骤4将外层熔融粘结的耐高温无捻纤维引入温度为35℃的聚乙烯醇乳液上浆装置、富余浆料去除装置、烘干装置,最后经过主动卷绕装置得到缝纫线。
该实施例可制备低成本的耐高温透波缝纫线。
实施例8
实施例8实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述耐高温无捻长丝纤维束1采用2根165tex的氮化硅纤维与1根205tex的碳化硅纤维通过无捻退绕装置3合股并线作为耐高温无捻长丝纤维束1,所述的低熔点填充包物2采用低熔点的100D聚乙烯纤维。
步骤1中将3组耐超高温纤维通过无捻退绕装置3,以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置4。所述的主动除捻方式指的是将9组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为1.2m/min;
步骤2中分别通过顺时针和逆时针转动的两个空芯包缠转子41,将低熔点的人造丝以不同方向包覆于无捻的耐高温无捻长丝纤维束1之上,所述的包缠转子的转速为3000r/min;
步骤3通过空心陶瓷加热圆辊设定合适的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合粘结耐超高温的无捻纤维,熔融温度为90℃,熔融时间为24s;
步骤4将外层熔融粘结的耐高温无捻纤维引入温度为60℃的石蜡乳液上浆装置、富余浆料去除装置、烘干装置,最后经过主动卷绕装置得到缝纫线。
该实施例可制备高强度、低成本的耐高温透波缝纫线。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的技术和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种耐超高温无捻缝纫线,其特征在于:
所述无捻缝纫线包括:耐高温无捻长丝纤维束(1)和低熔点填充包物(2),所述耐高温无捻长丝纤维束(1)的外部由低熔点填充包物(2)包覆,所述耐高温无捻长丝纤维束(1)的外圆周间隙由低熔点填充包物(2)填充,所述低熔点填充包物(2)的外部为包浆层(21);
所述耐高温无捻长丝纤维束(1)为可耐受1000℃以上的高性能纤维长丝;所述低熔点填充包物(2)为熔点在120℃以下低熔点纤维。
2.根据权利要求1所述的一种耐超高温无捻缝纫线,其特征在于:
所述耐高温无捻长丝纤维束(1)为氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳化硼纤维中的一种或两种以上高性能耐超高温纤维长丝制造;
所述低熔点填充包物(2)为低熔点的聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种熔融后形成,所述低熔点纤维细度为20D—300D的纤维。
3.一种权利要求1或2所述的耐超高温无捻缝纫线的制备装置,其特征在于:
所述无捻缝纫线的制备装置包括:无捻退绕装置(3)、包缠装置(4)、熔融成型装置(5)、上浆装置(6)、烘干装置(7)和绕卷装置(8),所述无捻退绕装置(3)与包缠装置(4)同轴设置,所述无捻退绕装置(3)的下方设置有包缠装置(4),所述包缠装置(4)、熔融成型装置(5)、上浆装置(6)、烘干装置(7)和绕卷装置(8)沿一个方向依次横向排布,所述包缠装置(4)、熔融成型装置(5)、上浆装置(6)、烘干装置(7)和绕卷装置(8)之间均设置有导向轮(9)。
4.根据权利要求3所述的一种耐超高温无捻缝纫线的制备装置,其特征在于:
所述包缠装置(4)包括两至五组沿圆周旋转的包缠转子(41),上下相邻的两组包缠转子(41)之间沿相反方向旋转,所述熔融成型装置(5)包括低温熔融装置(51)和冷却定型装置(52),所述冷却定型装置(52)正对低温熔融装置(51)出线端设置;所述上浆装置(6)包括浆液盛装盒(61)及其内设置的两个上浆导轮(62),所述浆液盛装盒(61)的底部设置有加热片(63)。
5.根据权利要求4所述的一种耐超高温无捻缝纫线的制备装置,其特征在于:
所述低温熔融装置(51)为中空的陶瓷加热装置,冷却定型装置(52)为风冷降温设备。
6.一种权利要求1或2所述的耐超高温无捻缝纫线的制备方法,其特征在于:
所述制备方法基于权利要求3、4或5所述的耐超高温无捻缝纫线的制备装置:
所述无捻缝纫线的制备方法包括如下步骤:
步骤1将无捻的耐超高温纤维集纤成束:将耐超高温纤维通过无捻退绕装置(3),以主动除捻的方式去除卷装纤维的低捻回,使其以无捻的状态进入包缠装置;
步骤2将无捻纤维束通过包缠装置进行包缠:在圆筒形的包缠装置(4)内部,通过两个包缠转子分别以顺时针、逆时针方向将低熔点的人造丝包覆于耐高温无捻长丝纤维之上;
步骤3将包缠好的纤维束通过低温熔融装置:将步骤2的产物通过设置空心陶瓷加热圆辊的温度使得低熔点的人造丝充分熔融抱合,从而相互粘结,固定芯层的耐高温无捻长丝纤维,此时形成低熔点填充包物(2)包裹耐高温无捻长丝纤维束(1)的结构;
步骤4将上述纤维束通过上浆装置:将步骤3的产物在上浆装置(6)内上浆,使其表面浸润上浆剂,然后在烘干装置(7)内将上浆剂烘干,然后使其缠绕在绕卷装置(8)上成卷,此时耐超高温无捻缝纫线制备完成。
7.根据权利要求6所述的一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,其特征在于:
所述步骤1中的主动除捻方式指的是将多组耐超高温纤维通过与卷装时方向相反的回转方式将纤维退绕,退绕的速率为0.5—2m/min。
8.根据权利要求7所述的一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,其特征在于:
所述步骤2中的包缠转子(41)的转速为500—5000r/min。
9.根据权利要求8所述的一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,其特征在于:
所述步骤3中的空心陶瓷加热圆辊的温度为60—120℃,加热时间为5—35秒。
10.根据权利要求9所述的一种耐超高温无捻缝纫线的制备方法,其特征在于:
所述步骤4中的上浆剂温度为35—90℃,所述的上浆剂为石蜡乳液、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇乳液、聚乙二醇乳液中的一种或两种。
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