[發明專利]一種微量熔融紡絲方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310321963.7
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103352265A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 戴禮興;王一帆
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D01D13/00
• 分類號: D01D13/00;D01D5/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種人造纖維的紡絲技術，具體涉及一種適用于實驗室的微量熔融紡絲設備及其紡絲工藝。

背景技術

實驗室用熔融紡長絲設備的應用范圍越來越廣泛，市場上能買到的大部分是小型紡絲設備，如公開號為CN?202499939U的中國實用新型專利所提供的一種智能型多功能新纖維試驗紡絲機，所述的試驗紡絲機包括：由紡絲物料料斗、熔融螺桿擠出機、計量泵、內有熔體管道的紡絲箱體以及紡絲組件組成紡絲部分；由側吹風系統、油嘴、導絲鉤、導絲盤組成的紡絲成型部分；由第一熱輥、熱板、第二熱輥、網絡器以及卷繞頭組成的卷繞部分；其特征在于所述的螺桿擠出機、紡絲箱體、側吹風系統、第一熱輥、第二熱輥、卷繞頭都布置在同一層面；該設備可模擬熔紡長絲的整個生產過程，單次試機所需的樹脂原料的用量一般在1kg以上。然而，實驗室更需要原料使用量更小的微量紡絲設備，而它們一般為靜電紡絲或濕法紡絲設備，無法形成規則長絲，如公開號為CN?102071484?A的中國發明專利“一種高壓靜電梭納米紡絲裝置”和公開號為CN?2685358Y的中國實用新型專利“一種再生蜘蛛絲微型紡絲機”等。

目前，可紡制連續長絲的微量熔融紡絲設備，如荷蘭DSM?Explore公司的Micro?fiber?spin?device?微型紡絲機，采用微型雙螺桿擠出機輸出樹脂熔體，并通過附帶的拉伸單元對紡制的纖維進行拉伸、卷繞，單次試機所需的物料最少為2ml。又如美國?DACA?Instruments公司的SpinLink微型紡絲設備采用柱塞輸料的方式對樹脂熔體進行擠出，單次紡絲所需的樹脂用量為5cc，并附帶組合式拉伸組件，可采用熔融紡絲法制備連續長絲。但這些設備結構復雜，且價格昂貴。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、價格低廉，適用于實驗的微量熔融紡絲裝置及其紡絲方法。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是提供一種微量熔融紡裝置，包括加壓系統、紡絲系統、加料系統、冷卻系統、拉伸系統和組合支架；紡絲系統由組合支架懸空固定，加壓系統置于紡絲系統的上方，加料系統置于紡絲系統的側邊，冷卻系統置于紡絲系統與拉伸系統中間，由組合支架固定；所述的紡絲系統，料筒的直徑為5～6mm，底部出口處設有一環形側邊，直徑為4mm；噴絲頭的外徑為5mm，內徑為0.5～1.2mm，置于料筒的底部；紡絲柱塞置于料筒中，紡絲柱塞的頂部與加壓系統連接；料筒的外部設有鑄鋁均熱塊，石棉保溫層包覆于鑄鋁均熱塊的外側，隔熱板分別設置在鑄鋁均熱塊的上、下方；所述的加料系統，加料柱塞與料斗相連通，置于紡絲系統的側邊，加料柱塞與料筒的軸向呈30～60°的夾角。

本發明所述的冷卻系統包括環形鏤空鋁管和兩個風扇；風扇置于環形鏤空鋁管的外側，呈對稱排列。所述的拉伸系統，導絲輥置于噴絲頭的下方，卷繞錕與導絲錕平行排列，加熱筒置于導絲錕與卷繞錕之間。

本發明技術方案還包括一種采用如上所述的裝置進行微量熔融紡絲的方法，包括如下步驟：

1、將鑄鋁均熱塊和加熱筒的溫度分別加熱至220℃～280℃，待溫度穩定后，自料斗中加入紡絲樹脂切片，用加料柱塞壓入到料筒中；

2、待樹脂切片熔融后，通過加壓系統加壓于紡絲柱塞，將樹脂熔體自噴絲頭中擠出；

3、擠出的熔體細流經風扇風冷凝固后，手動牽引至導絲輥與卷繞錕上進行拉伸、紡絲，拉伸溫度為110℃～160℃；得到的長絲直徑為30um～100um。

在紡絲工藝中，導絲錕的轉速為40m/min～80m/min；卷繞錕的轉速為90m/min～140m/min。

與已有技術相比，本發明提供的微量熔融紡絲機的有益效果在于：紡絲機結構緊湊，便于拆裝，占地面積小，操作便捷，單人即可完成整個流程。完成單次紡絲實驗所需的樹脂僅為3～5g，除可紡制如聚酯、尼龍、聚丙烯等常規合成樹脂的纖維外，還可選擇不同形狀的噴絲頭來制備異形纖維，適合于新型合成樹脂的紡絲試驗，為進一步試驗提供可靠依據；同時，該種紡絲設備直觀，貼近生產實際，適合作為課堂演示裝置，以滿足教學需要。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的微量熔融紡絲機的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的微量熔融紡絲機的紡絲系統的結構示意圖；

圖3是采用本發明實施例提供的微量熔融紡絲機制備的纖維的電鏡照片圖；