[发明专利]纳米纤维纱线加捻卷绕装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种纳米纤维纱线加捻卷绕装置及其使用方法，捻笼机构的两个空心外滚筒水平对称设置、中间形成加捻间隙，空心外滚筒设有矩阵式分布的气孔，隔离网覆盖于空心外滚筒表面，空心外滚筒通过传动机构驱动转动，气流集聚内套筒分别固定于空心外滚筒内部，气流集聚内套筒内设气腔并沿侧面开有集气口且相对设置，气流集聚内套筒分别与抽气设备连接，引纱罗拉对应加捻间隙设置于空心外滚筒的端部。方法包括：开启传动机构带动两个空心外滚筒沿相同方向转动；开启抽气设备分别对两个气流集聚内套筒进行抽气；将纳米纤维束喂入加捻间隙加捻得到纳米纤维纱；纳米纤维纱牵引卷绕。本发明实现对纳米纤维纱线加捻参数的调控，提高加捻过程的稳定性。

技术领域

本发明属于纱线加捻卷绕的技术领域，特别是涉及一种纳米纤维纱线加捻卷绕装置及其使用方法。

背景技术

纳米纤维的最大特点是小直径和大比表面积，随着纤维直径变细，表面原子数、表面张力和表面能急剧增强，从而在物理化学方面表现出特异性。因此尝试将纳米技术与传统的纺织产业相结合，以期改善纺织产业的现状，加工出具有高附加值的功能性纺织品是很多纺织研究学者和纤维科学家一直以来的奋斗目标。纳米纤维的制备方法有很多，而静电纺丝的加工工艺简单，自Anton formhals 1934年获得美国专利以来，这种借助静电场作用进行纺丝的方法一直受到人们的广泛关注。到目前为止，大多数静电纺纳米纤维是以无纺布的形式或松散的取向纤维束收集到的，由于其杂乱无章的结构、较低的力学性能、缺乏缝编性以及量产困难等，无法与传统纺织纤维材料(机织物、针织物等)有同等的广泛应用，极大地限制其在各个领域的应用。因此将纳米纤维制备成连续的纳米纤维纱线，使其具备更为优良的力学性能及可编织性是近年来的发展方向。根据纺织相关理论，加捻是提高纱线强力最为有效的方法，可以制备出具有较高力学性能的纱线。

目前，有关静电纺纳米纤维成纱的装置陆续出现并取得了一些突破性的成果，纳米纤维纱线加捻的方法也相应的改变。Teo[Teo WE,Polymer,2007,48,3400-3405]等利用液体凝固浴制备连续取向纳米纤维纱线，该方法是靠液体的涡流作用对纤维进行加捻。专利CN102703998A公开了一种气流喷嘴加捻纳米纤维的方法。[Afifi AM,Macromol MaterEng,2010(295),660-665]等、Dalton[Dalton PD,Polymer,2005(46),611-614]等、Lee[LeeJ H，Polymer,2016,84,52-58]、专利CN 201310058070.8等分别利用漏斗型靶、圆形、圆环形等收集装置制备连续取向纳米纤维纱线，这些方法是利用收集装置相对于卷绕装置的旋转对纱线进行加捻。这些加捻方法由于无法控制液体的涡流、气流以及纳米纤维的强力限制了收集装置的旋转速度等原因，无法做到调控纳米纤维纱线的加捻参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米纤维纱线加捻卷绕装置及其使用方法，实现对纳米纤维纱线加捻参数的调控，提高加捻过程的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种纳米纤维纱线加捻卷绕装置，包括传动机构、捻笼机构、引纱罗拉和卷绕罗拉，所述引纱罗拉与卷绕罗拉对应设置，所述捻笼机构包括两个空心外滚筒、两个气流集聚内套筒、隔离网和抽气设备，所述两个空心外滚筒水平对称设置、中间形成加捻间隙，所述空心外滚筒沿周向设有矩阵式分布的气孔，所述隔离网覆盖于空心外滚筒的表面，所述两个空心外滚筒分别通过传动机构驱动转动，所述两个气流集聚内套筒分别固定设置于两个空心外滚筒内部，所述气流集聚内套筒内设气腔并沿侧面开有集气口，所述两个气流集聚内套筒的集气口相对设置，所述两个气流集聚内套筒分别与抽气设备连接进行抽气，所述引纱罗拉对应加捻间隙设置于两个空心外滚筒的端部。

所述气流集聚内套筒为两端带有连接杆的近圆柱中空筒结构，所述抽气设备与气流集聚内套筒一端的连接杆连接且与抽气设备连接的连接杆内开有与气腔连通的气道。

所述空心外滚筒的两端分别安装有端盖，所述端盖与气流集聚内套筒的连接杆之间通过轴承同轴装配。