CN115559062A - 一种新型纺粘生产线在线功能添加装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，包括：侧吹风箱，纺丝箱，牵伸风道以及扩散风道，纺丝箱出丝路线与侧吹风箱出风路线相交，且纺丝箱出丝方向朝向所述牵伸风道入口；牵伸风道出口朝向所述扩散风道入口，且牵伸风道与所述扩散风道之间留有补偿风口；侧吹风箱包括冷却风出口，功能材料出风口以及进风口，冷却风出口与所述进风口之间设有若干多孔板，且顺风流向上若干所述多孔板的孔径与开孔率逐渐缩小，板间距逐渐缩小；所述功能材料出风口与所述进风口之间，在顺风流向上依次设有输出区、混合区以及稳压区，本发明可在纺丝过程中在线添加功能材料，节约离线和在线的功能整理设备、烘干设备、所占场地、人工及能耗。

Description

一种新型纺粘生产线在线功能添加装置

技术领域

本发明涉及无纺布技术领域，尤其涉及一种新型纺粘生产线在线功能添加装置。

背景技术

功能性纺粘非织造布制备方法有后整理、在线整理和在线添加。后整理为离线整理，从纺粘生产线下来的卷材在单独的后整理设备上通过浸渍、浸轧、喷洒、涂层等方法赋予其功能性。此方法需离线功能后整理设备、场地、人员；整理后的产品需要烘干，能耗大；且功能材料在纤维表面附着力低。在线整理方法为产品成型后收卷前，即在纺粘生产线的轧机和收卷机之间设置功能整理装置，从而实现在线一步法将功能整理剂整理到纺粘非织造布上；此方法可节省放卷和收卷设备，且节省了离线后整理设备中卸料、上料的人工操作，但仍需功能整理设备、烘干设备和场地，此方法所制备产品的功能持久性与后整理方法类似，比较有限。

在线添加法中，可直接将功能材料加入纺丝原料中，也可将功能材料制作成功能母粒后加入纺丝原料中。此方法制备的纺粘非织造布功能材料存在于纤维内部，功能性比较持久，可节省功能整理和烘干设备的投入及其所用空间和能耗；但是由于过多的功能材料会影响纺丝性能，功能材料添加量有限；纺丝时熔体温度较高，不耐高温的功能材料不适用此方法。

当下还没有一种能够同时解决不耐高温功能材料在线添加、产品功能可持久保留以及节能降耗的问题的添加设备。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种新型纺粘生产线在线功能添加装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，包括：侧吹风箱，纺丝箱，牵伸风道以及扩散风道，其特征在于：所述纺丝箱出丝路线与所述侧吹风箱出风路线相交，且所述纺丝箱出丝方向朝向所述牵伸风道入口；所述牵伸风道出口朝向所述扩散风道入口，且所述牵伸风道与所述扩散风道之间留有补偿风口；所述补偿风口附近设置有功能材料发生器，所述牵伸风道能够进行宽度调节；所述侧吹风箱包括冷却风出口，功能材料出风口以及进风口，所述冷却风出口与所述进风口之间设有若干多孔板，且顺风流向上若干所述多孔板的孔径与开孔率逐渐缩小，板间距逐渐缩小；所述功能材料出风口与所述进风口之间，在顺风流向上依次设有输出区、混合区以及稳压区。

本发明一个较佳实施例中，两个所述侧吹风箱相对设置，且均与所述纺丝箱通过密封垫连接。

本发明一个较佳实施例中，所述补偿风口位置设有补偿风挡板，所述功能材料发生器通过设置在所述补偿风挡板上的功能材料管通向所述扩散风道。

本发明一个较佳实施例中，所述混合区内设置有若干螺旋混风器，所述混合区与所述稳压区之间设有多孔板。

本发明一个较佳实施例中，所述混合区的迎风面幅面内若干所述螺旋混风器密集排布。

本发明一个较佳实施例中，所述牵伸风道有牵伸板，牵伸背板，宽度调节装置，横梁以及墙板构成。

本发明一个较佳实施例中，所述牵伸背板由若干钢板叠放连接而成。

本发明一个较佳实施例中，所述宽度调节装置能够对两侧牵伸板对称调节。

本发明一个较佳实施例中，所述扩散风道内的吸附量大于其上方的送风总量，补偿风口形成负压。

本发明一个较佳实施例中，所述稳压区内设置有功能材料浓度探测器。

本发明一个较佳实施例中，所述功能材料出风口出设有开关板。

本发明一个较佳实施例中，所述功能材料出风口外侧设有锥形导板。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明能够单独通过侧吹风箱或补偿风口添加功能材料，也可同时添加不同的功能材料，赋予产品功能，提高产品附加值，侧吹风箱添加的方法适合固态的功能材料(粉末)，补偿风处添加的方法功能材料固态(粉末)、液态(溶液、悬浊液、乳浊液等)形式均可以。

(2)具体的，侧吹风箱添加能够在纺丝过程中在线添加功能材料，节约离线和在线的功能整理设备、烘干设备、所占场地、人工及能耗，通过设置多层孔径、开孔率和间距逐渐减小的多孔板，使工艺冷风在侧吹风箱内风速逐渐减小、出口风的均匀性大大提升，达到充分冷却丝条、又不至于因风速过大而引起丝条缠绕的效果；并且功能材料在纤维未完全固化时嵌入纤维表面，随着纤维牵伸、扩散、成网，一方面功能材料能充分扩散，分布均匀；另一方面功能材料嵌入纤维，粘结强度高，效果持久。本发明与纺丝原料添加方法相比，功能材料均分布在纤维表面，达到相同效果所需的功能性材料的量较少，可以大大节省原料消耗，降低产品成本。

(3)进一步的，补偿风添加法由于下方抽吸风的存在，使功能材料在纤网中分布均匀，后经热轧使功能材料与纤网固结在一起；牵伸风道、扩散风道为一个整体，减少了连接处密封及连接处的阶梯对牵伸风的影响；此外牵伸风道宽度可调，拓宽了纤维粗细的变化幅度；并且不论是否开启功能材料添加功能，本装置均可正常纺丝，开启功能材料添加时，产品原有质量不受影响。

(4)本发明所适用的功能添加剂形式和种类较多，即可涵盖在线功能整理和离线后整理的功能材料，又可涵盖纺丝熔体中直接添加的功能材料，以及不适合在纺丝熔体中添加的不耐高温的功能材料，既适用于粉末状功能材料，又适用于液态功能材料。

(5)牵伸风道宽度能够调节，能够根据需求制备不同粗细的纤维，具体的，牵伸风道宽度调小时，能够制备超细旦纤维；牵伸风道宽度调大时，能够制备常规纤维，从而满足不同应用场景的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明优选实施例的侧吹风箱平面示意图；

图2是本发明优选实施例的螺旋混风器结构示意图；

图3(a)是本发明优选实施例的牵伸风道背视图；

图3(b)是本发明优选实施例的牵伸风道正视图；

图4是本发明优选实施例的宽度调节装置结构图；

图5是本发明优选实施例的整体结构示意图；

图6是本发明另一实施例的整体结构示意图；

图7是图1中A向的混合区视图；

图中：1-侧吹风箱；2-纺丝箱；21-纺丝箱边缘丝条出丝面；3-功能材料发生器；4-牵伸风道；5-补偿风导板；6-功能材料管；7-扩散风道；11-侧吹风箱进风口；12-导板；13-第一多孔板；14-第二多孔板；15-第三多孔板；16-第四多孔板；17-蜂窝网；19-螺旋混风器；110-混料多孔板；111-开关板；41-牵伸板；42-牵伸背板；43-宽度调节装置；44-横梁；45-墙板；431-双头螺杆；432-左旋滑块；433-右旋滑块；434-定位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明的描述中，“实施例”、“一个实施例”或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。如果说明书描述了部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性不是必需被包括的。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，包括：侧吹风箱1，纺丝箱2，牵伸风道4以及扩散风道7，纺丝箱2出丝路线与侧吹风箱1出风路线相交，且纺丝箱2出丝方向朝向牵伸风道4入口；牵伸风道4出口朝向扩散风道7入口，且牵伸风道4与扩散风道7之间留有补偿风口；侧吹风箱1包括冷却风出口，功能材料出风口以及进风口11，冷却风出口与进风口11之间设有若干多孔板，且顺风流向上若干多孔板的孔径与开孔率逐渐缩小，板间距逐渐缩小；功能材料出风口与进风口11之间，在顺风流向上依次设有输出区、混合区以及稳压区。

如图5所示的一实施例中，侧吹风箱1上的蜂窝网17的冷却风出口平面与纺丝箱边缘丝条出丝面21的标准距离L为40mm，能够通过调整侧吹风箱1与纺丝箱2之间的密封垫厚度来对该距离L进行调节。

如图1中，侧吹风箱进风口11设有2块左右对称的导板12，导板12的高度H为侧吹风箱1总高度的1/3，导板12上出口宽度范围在80～100mm。

需要说明的是，侧吹风箱1与传统风箱的主要区别在于，出风口分为两个部分，上部出风口起到冷却从纺丝箱2出来的丝的作用，称为冷却风出口；下部为功能材料添加区域出风口，称为功能材料出风口；而传统风箱只有单一的冷却风出口。

如图1所示的侧吹风箱1的工作流程为：

冷风通过导风板进入侧吹风箱1后，通过4块多孔板，顺着风流向的4块多孔板孔径和开孔率逐渐缩小、板间距逐渐减小。标准状态下第一多孔板13的孔径4.4mm，开孔率35％，第二多孔板14的孔径3.8mm，开孔率30％，第三多孔板15的孔径2.5mm，开孔率25％，第四多孔板16的孔径1.5mm，开孔率20％。第一多孔板13与第二多孔板14间距为200mm,第二多孔板14与第三多孔板15间距为180mm，第三多孔板15与第四多孔板16间距为150mm，第四多孔板16与冷却风出口处的蜂窝网17间距为120mm。通过设置导风板、多层孔径、开孔率和间距逐渐减小的多孔板，使工艺冷风在侧吹风箱1内风速逐渐减小、出口风的均匀性大大提升，达到充分冷却丝条、又不至于因风速过大而引起丝条缠绕的效果。

侧吹风箱1下部较小的区域单独分隔开来，作为功能材料添加区域，此区域包含功能材料输出区、混合区、稳压区。功能材料从发生器出来后悬浮在空气中，在气流的带动下进入混合区，混合区布置有若干个如图2所示的螺旋混风器19，空气与功能材料气溶胶在混合区充分混合。在混料多孔板110前的静态混合区，由于空气通过螺旋混风器19后发生偏转绕流，使功能材料在静态混合区与空气充分混合。混合后的功能材料通过混料多孔板110进入稳压区，使风在整个幅宽方向流速均匀，此区域设置有功能材料浓度探测器，从而反馈调节发生器的流量，最后充分混合功能材料后的风均匀进入到两个侧吹风箱1之间的空间，附着在纤维上，需要说明的是，如图7所示的混合区内部构造，内部交错混合多排螺旋混风器19，保证功能粒子在幅宽方向均匀分布，使功能粒子与进风充分混合，功能材料出风口处设有开关板111。关闭开关板111可以暂停此处侧吹风箱1功能材料添加，调节开关板111的开度可以调节功能材料出风口处风量。

侧吹风箱1添加能够在纺丝过程中在线添加功能材料，节约离线和在线的功能整理设备、烘干设备、所占场地、人工及能耗，通过设置多层孔径、开孔率和间距逐渐减小的多孔板，使工艺冷风在侧吹风箱1内风速逐渐减小、出口风的均匀性大大提升，达到充分冷却丝条、又不至于因风速过大而引起丝条缠绕的效果；并且功能材料在纤维未完全固化时嵌入纤维表面，随着纤维牵伸、扩散、成网，一方面功能材料能充分扩散，分布均匀；另一方面功能材料嵌入纤维，粘结强度高，效果持久。本发明与纺丝原料添加方法相比，功能材料均分布在纤维表面，达到相同效果所需的功能性材料的量较少，可以大大节省原料消耗，降低产品成本。

如图3(a)以及图3(b)所示，新型在线功能添加装置的牵伸风道4为多段式，从上到下共分4段，每段与竖直方向的夹角减小，最上的第一段夹角45°，第四段与竖直方向平行。牵伸风道4由牵伸板41、牵伸背板42、宽度调节装置43、横梁44、墙板45等零件组成。牵伸板41为整块不锈钢镜面板，而不是通常所见的多块板加工后组装。牵伸背板42由若干块厚度≥15mm的钢板加工，再与牵伸板41紧密贴合，贴合方式可以有胶黏结、焊接、螺栓紧固等。贴合后各块牵伸背板42间留有1～2mm间隙δ，使得牵伸板41狭缝宽度调节时，各牵伸背板42间有足够的变形空间。这种薄牵伸板41加厚背板的贴合方式，薄钢板可使用不锈钢镜面板，表面光洁度非常好，易于裁剪、折弯，可以做成一块整板，牵伸风道4内无接缝，不易挂丝、粘丝；而厚背板分成若干部分独立加工，降低加工难度，又能对牵伸板41提供足够的支撑，牵伸板41加背板的整体刚度得到保证，从而保证牵伸风道4性能。牵伸板41宽度调节装置43可以方便的调节左右牵伸板41之间的间距，使左右两侧的牵伸板41同时向外或向内侧移动，从而均匀的增加或者减小最小牵伸狭缝间距，改变最大牵伸速度，达到理想的纺丝和布面效果。

如图4所示的专用的宽度调节装置43由双头螺杆431、左旋滑块432、右旋滑块433、定位块434组成。双头螺杆431两端螺纹旋向不同，配合相应旋向的滑块，转动双头螺杆431，左右滑块同时向中心或远离中心运动，运动距离相等，仍保持中心对称。避免了现有的风道宽度调节装置43只能一次调整一侧，调整繁琐、调整后两侧不对称的问题。

如图5所示的新型在线功能添加装置的扩散风道7与牵伸风道4间有喉口宽度5～10mm的补偿风口。在补偿风口处设有补偿风导板5，功能材料管6安装在补偿风导板5上。功能材料管6在风道两侧呈面对称分布，沿幅宽方向延伸两端封闭，管道正对补偿风口侧有一条与补偿风口长度相同的细长缝，此处安装有流量传感器，可监测功能材料输出量。为保证功能材料管6出来的材料通过补偿风口顺利进入扩散风道7，下方抽吸风量需大于上方送风量，使补偿风口形成负压；此外为避免功能材料管6主动出风对扩散通道中的纤维造成扰动，功能材料主动出风量应小于正常纺丝工艺参数下的补偿风量，由于下方抽吸风的存在，使功能材料在纤网中分布均匀，后经热轧使功能材料与纤网固结在一起；牵伸风道4、扩散风道7为一个整体，减少了连接处密封及连接处的阶梯对牵伸风的影响；此外牵伸风道4宽度可调，拓宽了纤维粗细的变化幅度；并且不论是否开启功能材料添加功能，本装置均可正常纺丝，开启功能材料添加时，产品原有质量不受影响。

如图6所示的一实施例中，侧吹风箱下部功能粒子出口外围，增加锥形导板8，用于引导丝束倾斜进入牵伸风道。锥形导板8板面开孔，使功能粒子在幅宽方向上均匀流入主牵伸风道，与丝条充分混合，粘固。

需要说明的是，设置有补偿风口的纺粘生产线正常开机时，上方牵伸风道4的风量不足以满足下方抽吸风的风量，空气会从补偿风口被动进入扩散通道，未启用功能添加装置时，补偿风口仅用于补偿扩散通道中的风量；启用功能添加装置时，雾化发生器或干粉发生器使功能材料悬浮在空气中或以气溶胶的形式输出，通过管道输送到安装在补偿风导板5上的功能材料管6，由于气溶胶较轻，不会使功能材料由于自重而快速下沉，功能材料从管道的长缝出来后在补偿风的带动下顺利进入扩散通道，在下方抽吸风的作用下，功能材料可均匀地分散在纤维中，随着纤维一起落到网帘上，经热轧后与纤维固结。本发明能够单独通过侧吹风箱1或补偿风口添加功能材料，也可同时添加不同的功能材料，赋予产品功能，提高产品附加值，侧吹风箱1添加的方法适合固态的功能材料(粉末)，补偿风处添加的方法功能材料固态(粉末)、液态(溶液、悬浊液、乳浊液等)形式均可以。

上述功能材料发生器3包括但不限于干粉(气溶胶)发生器、雾化(气溶胶)发生器。上述功能材料形式包括但不限于普通功能材料和微胶囊功能材料，功能材料的功能范围包括但不限于抑菌抗菌、抗病毒、阻燃、抗静电、防紫外、凉感、冰爽、远红外、双向调温、吸湿排汗、亲水、拒水、负离子。功能材料的形态包括但不限于粉末、溶液、悬浊液、乳浊液等。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，包括：侧吹风箱，纺丝箱，牵伸风道以及扩散风道，其特征在于：

所述纺丝箱出丝路线与所述侧吹风箱出风路线相交，且所述纺丝箱出丝方向朝向所述牵伸风道入口；所述牵伸风道出口朝向所述扩散风道入口，且所述牵伸风道与所述扩散风道之间留有补偿风口；所述补偿风口附近设置有功能材料发生器，所述牵伸风道能够进行宽度调节；

所述侧吹风箱包括冷却风出口，功能材料出风口以及进风口，所述冷却风出口与所述进风口之间设有若干多孔板，且顺风流向上若干所述多孔板的孔径与开孔率逐渐缩小，板间距逐渐缩小；

所述功能材料出风口与所述进风口之间，在顺风流向上依次设有输出区、混合区以及稳压区。

2.根据权利要求1所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：两个所述侧吹风箱相对设置，且均与所述纺丝箱通过密封垫连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述补偿风口位置设有补偿风挡板，所述功能材料发生器通过设置在所述补偿风挡板上的功能材料管通向所述扩散风道。

4.根据权利要求1所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述混合区内设置有若干螺旋混风器，所述混合区与所述稳压区之间设有多孔板。

5.根据权利要求4所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述混合区的迎风面幅面内若干所述螺旋混风器密集排布。

6.根据权利要求1所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述牵伸风道有牵伸板，牵伸背板，宽度调节装置，横梁以及墙板构成。

7.根据权利要求6所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述牵伸背板由若干钢板叠放连接而成。

8.根据权利要求6所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述宽度调节装置能够对两侧牵伸板对称调节。

9.根据权利要求1所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述扩散风道内的吸附量大于其上方的送风总量，补偿风口形成负压。

10.根据权利要求1所述的一种新型纺粘生产线在线功能添加装置，其特征在于：所述稳压区内设置有功能材料浓度探测器。

Images