一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置及纱线处理方法

1.本发明涉及纱线加工技术领域，具体涉及一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置及纱线处理方法。


背景技术：

2.在多孔纱线的织造过程中，经纱要受到纺织机械各组件的反复摩擦；还要经受由于各种机构运动而产生的反复拉伸、屈曲及磨损作用。未经均匀化和强化处理的皮芯结构多孔纱线，其表面多孔膜均匀性差，皮层与芯层间的结合牢度差，在织机机械力或水洗外力的作用下，纱身表面的多孔膜会破损甚至脱落，此外还易造成经纱间相互粘连，导致开口不清、经纱断头和产生织疵等问题，大大限制了皮芯结构多孔纱线的实际应用。
3.目前，已有相关技术人员在本领域做了一些研究。专利cn202020439357.0介绍了一种再生纤维素纤维纺丝过程中上浆均匀化装置，该装置包括浆料搅拌罐、计量泵和上浆梳丝器，浆料孔与浆料输入管出浆口相对，浆料孔与梳齿之间的梳齿板上设有过渡凹槽且该过渡凹槽延伸至梳齿上，用于使浆料均匀连续地涂布于丝条上，从而实现纱线的连续均匀上浆，该发明可在一定程度上改善纱线上浆层的均匀性，但该装置难以改变梳齿间距，应用材料单一、对浆膜无强化作用，且难以实现破裂浆膜的修复，限制了其实际应用。专利cn202110983475.7公开了一种超声辅助均匀化连续纤维表面热气流反应的方法及装置，该发明在管式炉两侧适当位置加入了连接在超声波换能器上的陶瓷滑轮组，通过在连续纤维中传播的超声振动波达到使大丝束纤维的内部纤维表面充分接触反应气体的效果，解决了大丝束纤维内部纤维表面反应不足的问题，但该技术难以控制纤维皮层膜的厚度，制备出的材料具有较大的静电，不利于后续的织造加工，且存在设备占地面积大、能耗高等缺陷。
4.因此，开发出一种功能性且通用性强的纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置，有望解决上述瓶颈问题，具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置及纱线处理方法，以解决纱线表面多孔膜不均匀、结合牢度差的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置，包括纱线表面多孔膜检测装置、抗静电装置、多孔膜均匀化装置、多孔膜强化装置和纱线传送装置；
7.所述的纱线表面多孔膜检测装置包括纱线多孔膜均匀性检测装置和纱线断纱自停装置，纱线多孔膜均匀性检测装置位于纱线的入口处，分布在纱线的上下两侧，纱线断纱自停装置位于纱线多孔膜均匀性检测装置与抗静电装置之间，负责在意外时停经；
8.所述的抗静电装置包括抗静电剂喷洒装置和抗静电剂存储箱，抗静电剂喷洒装置位于纱线断纱自停装置后端，抗静电剂存储箱安装在抗静电剂喷洒装置的上下两侧；
9.所述的多孔膜均匀化装置包括热风预热装置、冷风冷却装置、进风装置、抽风装置和多孔膜平滑装置，热风预热装置位于抗静电装置后端，冷风冷却装置位于多孔膜平滑装置与纱线出口之间，进风装置分布于热风预热装置与冷风冷却装置的两侧，抽风装置分布于热风预热装置与冷风冷却装置的两侧，多孔膜平滑装置位于热风预热装置与冷风冷却装置之间；
10.所述的多孔膜强化装置位于热风预热装置与多孔膜平滑装置之间，纱线传送装置用于纱线传送。
11.所述的抗静电装置主要负责在纱线表面均匀的喷洒抗静电剂，防止后续加工时纱线间摩擦产生静电带来的不良影响。
12.优选地，所述的热风预热装置包括气流加热装置、温度传感器一和多孔出风口一；所述的冷风冷却装置包括气流冷却装置、温度传感器二和多孔出风口二；所述的进风装置包括进风管、进风机和气体干燥装置；所述的抽风装置包括吸风口、抽风管、抽风机和活性炭吸附箱。
13.进一步优选地，所述的进风管和抽风管的流量范围为1～300m3/h，风速范围为0.1～3m/s。
14.优选地，所述的多孔膜平滑装置包括可更换的高硬度空心圆台与支撑架。
15.优选地，所述的多孔膜强化装置包括微波辐射装置，通过微波辐射加热的方式使多孔膜内侧的温度高于外侧，从而加固多孔膜与芯层纱线间的联系。
16.优选地，所述的纱线传送装置包括环形旋转齿轮、传动滚轮、高度调节架和控速装置。
17.进一步优选地，所述的多孔膜平滑装置材质为铝合金、钛合金、镍合金或不锈钢，内径在0.5～1.5mm内可调。
18.进一步优选地，所述的微波辐射装置功率为100～3000w。
19.优选地，所述的纱线多孔膜均匀性检测装置由支撑组件、光电感应器和张力检测组件组成。
20.优选地，所述的纱线断纱自停装置由经停片和断纱检测装置组成，具有信号检测、控制和执行自停的功能。
21.优选地，上下两排抗静电剂喷洒装置均配备多排均匀出液的输送管及金属圆孔，以确保抗静电剂可以不受气流影响，均匀稳定负载在纱线皮层多孔膜表面，喷射速度为每排0.1～50ml/h。
22.优选地，所述的抗静电剂存储箱内设有抗静电剂，抗静电剂为烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基硫酸酯、烷基苯酚、聚氧乙烯醚硫酸酯、烷基磷酸酯、多元醇类、聚氧乙烯醚类、聚胺类、聚酯聚醚类、聚丙烯酸酯类或聚氨酯型抗静电剂的一种或几种组合。
23.优选地，所述的热风预热装置设置的气体温度为50～300℃，气体流速为0.1～5m/s。
24.优选地，所述的冷风冷却装置设置的气体温度为0～60℃，气体流速为0.1～5m/s。
25.本发明围绕如何改善纱线表面多孔膜的均匀性和加强皮层芯层间的结合牢度，通过感应检测、喷涂抗静电剂、热风预热、微波辐射、模具刮涂、冷风冷却的方式实现纱线表面聚合物多孔膜的均匀化和稳定化，目的是解决现有纱线表面多孔不匀和皮层多孔膜易脱落
的问题。
26.本发明的技术原理如下：
27.皮芯结构多孔纱线在纱线控制装置的驱动作用下送入自动调匀强化装置，在此过程中，纱线首先会经过多孔膜均匀性检测装置，该装置可实时观察纱线上下表面多孔膜的均匀程度与瑕疵数量和大小，并将信息实时反馈到热风预热装置控制系统中，随后纱线经过断纱自停装置，当纱线断头或皮层多孔膜出现大面积严重破损时将纱线拦停；接着抗静电装置将抗静电剂均匀喷洒在纱线多孔膜表面，经过热风加热区域后抗静电剂固化，热量同时将多孔膜软化使其可塑性增强；在微波辐射作用下纱线表面多孔膜内测的温度急剧上升，交联剂迅速反应，在增强多孔膜本体结构的同时使多孔膜与芯层纱线结合牢度提高；具有微流动性的多孔膜开始接触多孔膜平滑装置，通过调整平滑装置的内径控制膜的厚度，同时使多孔膜在一定程度上得到重塑，改善其均匀性；最后纱线会经过冷风冷却装置，在冷气流作用下，纱线皮层多孔膜会由表及里逐渐固化，确保多孔膜在纱线出装置仓后足够稳定，以应对接下来的其它工序。
28.一种纱线处理方法，使用上述装置进行。
29.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
30.1.本发明通过感应检测、喷涂抗静电剂、热风预热、微波辐射、模具刮涂、冷风冷却的方式实现纱线表面聚合物多孔膜的均匀化和稳定化，能在线检测纱线表面皮层多孔膜的均匀性，发现破损或不均时可实时反馈并进行修正，并在均匀平滑多孔的同时调整膜的厚度，以便后续的织造加工，从而满足对不同结构或功能性织物的要求；
31.2.本发明通过热风预热装置、多孔膜平滑装置和冷风冷却装置的协调配合实现多孔膜厚度的控制与均匀化；
32.3.本发明利用微波辐射作用使纱线表面多孔膜内测的温度急剧上升，交联剂迅速反应，在增强多孔膜本体结构的同时使多孔膜与芯层纱线结合牢度提高，实现多孔膜的增强；
33.4.本发明通过抗静电装置将抗静电剂均匀喷洒在纱线多孔膜表面，经过热风加热区域后抗静电剂固化，使抗静电剂均匀稳定负载在纱线表面，可显著降低纱线携带的电荷量。
附图说明
34.图1为本发明的一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置示意图；
35.图2为本发明纱线传送装置的结构示意图；
36.图3为本发明环形旋转齿轮和传动滚轮的结构示意图；
37.图中：1-纱线表面多孔膜检测装置，2-抗静电装置，3-多孔膜均匀化装置，4-多孔膜强化装置，5-纱线传送装置，6-纱线多孔膜均匀性检测装置，7-纱线断纱自停装置，8-抗静电剂喷洒装置，9-液体加压装置，10-静电剂存储箱，11-挡风板，12-热风预热装置，13-冷风冷却装置，14-进风装置，15-抽风装置，16-多孔膜平滑装置，17-气流加热装置，18-温度传感器一，19-多孔出风口一，20-气流冷却装置，21-温度传感器二，22-多孔出风口二，23-进风管，24-进风机，25-气体干燥装置，26-吸风口，27-抽风管，28-抽风机，29-活性炭吸附箱，30-微波辐射装置，31-环形旋转齿轮，32-传动滚轮，33-高度调节架，34-控速装置。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
39.实施例1
40.一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置，如图1～3所示，包括纱线表面多孔膜检测装置1、抗静电装置2、多孔膜均匀化装置3、多孔膜强化装置4和纱线传送装置5。
41.多孔膜检测装置1主要由纱线多孔膜均匀性检测装置6和纱线断纱自停装置7组成；纱线多孔膜均匀性检测装置6位于纱线的入口处，分布在纱线的上下两侧，纱线断纱自停装置7位于检测装置6与抗静电装置2之间，负责在意外时停经。
42.抗静电装置2主要由抗静电剂喷洒装置8、液体加压装置9、抗静电剂存储箱10和挡风板11组成；抗静电剂喷洒装置8位于纱线断纱自停装置7后端，抗静电剂存储箱10安装在喷洒装置8的上下两侧，抗静电装置主要负责在纱线表面均匀的喷洒抗静电剂，防止后续加工时纱线间摩擦产生静电带来的不良影响。
43.多孔膜均匀化装置3主要由热风预热装置12、冷风冷却装置13、进风装置14、抽风装置15和多孔膜平滑装置16组成；热风预热装置12主要由气流加热装置17、温度传感器一18和多孔出风口一19组成，位于抗静电装置2后端，热风预热装置可设置的气体温度为50～300℃，气体流速为0.1～5m/s；冷风冷却装置13主要由气流冷却装置20、温度传感器二21和多孔出风口二22组成，位于多孔膜平滑装置16与纱线出口之间，冷风冷却装置可设置的气体温度为0～60℃，气体流速为0.1～5m/s；进风装置主要由进风管23、进风机24和气体干燥装置25组成，分布于热风预热装置12与冷风冷却装置13的两侧；抽风装置15主要由吸风口26、抽风管27、抽风机28和活性炭吸附箱29组成，分布于热风预热装置12与冷风冷却装置13的两侧，进风装置与抽风装置中的进风管和抽风管的流量范围为1～300m3/h，风速范围为0.1～3m/s；多孔膜平滑装置16由可更换的高硬度空心圆台与支撑架组成，位于热风预热装置12与冷风冷却装置13之间。
44.多孔膜强化装置4主要由微波辐射装置30组成，通过微波辐射加热的方式使多孔膜内侧的温度高于外侧，从而加固多孔膜与芯层纱线间的联系。
45.纱线传送装置5主要由环形旋转齿轮31、传动滚轮32、高度调节架33和控速装置34组成。
46.实施例2
47.利用一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置对纱线表面多孔膜进行均匀化和强化处理，操作步骤如下：
48.第一步：将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线放入纱线传送装置上，设定传送速度后传送装置将纱线送入调匀强化仓前；
49.第二步：将烷基磺酸钠放入抗静电剂存储箱，设定抗静电剂喷洒装置的喷射速度为5ml/h，热风预热装置的气流温度为100℃，热气流速度为0.5m/s，冷风冷却装置的气流温度为15℃，冷气流速度为1m/s，多孔膜平滑装置的内径为0.7mm，微波辐射装置功率为1000w；
50.第三步：待装置内的各项指标均达到设定值时，启动纱线传送装置，将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线进行均匀化和强化处理，多孔膜在各装置的协同配合下完成均匀化和强化，最终得到表面均匀且皮层与芯层结合牢度高的多孔纱线。
51.实施例3
52.利用一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置对纱线表面多孔膜进行均匀化和强化处理，操作步骤如下：
53.第一步：将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线放入纱线传送装置上，设定传送速度后传送装置将纱线送入调匀强化仓前；
54.第二步：将烷基硫酸钠放入抗静电剂存储箱，设定抗静电剂喷洒装置的喷射速度为3ml/h，热风预热装置的气流温度为110℃，热气流速度为0.7m/s，冷风冷却装置的气流温度为12℃，冷气流速度为0.9m/s，多孔膜平滑装置的内径为0.8mm，微波辐射装置功率为1300w；
55.第三步：待装置内的各项指标均达到设定值时，启动纱线传送装置，将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线进行均匀化和强化处理，多孔膜在各装置的协同配合下完成均匀化和强化，最终得到表面均匀且皮层与芯层结合牢度高的多孔纱线。
56.实施例4
57.利用一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置对纱线表面多孔膜进行均匀化和强化处理，操作步骤如下：
58.第一步：将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线放入纱线传送装置上，设定传送速度后传送装置将纱线送入调匀强化仓前；
59.第二步：将烷基苯酚放入抗静电剂存储箱，设定抗静电剂喷洒装置的喷射速度为6ml/h，热风预热装置的气流温度为90℃，热气流速度为1m/s，冷风冷却装置的气流温度为10℃，冷气流速度为1.5m/s，多孔膜平滑装置的内径为0.5mm，微波辐射装置功率为1800w；
60.第三步：待装置内的各项指标均达到设定值时，启动纱线传送装置，将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线进行均匀化和强化处理，多孔膜在各装置的协同配合下完成均匀化和强化，最终得到表面均匀且皮层与芯层结合牢度高的多孔纱线。
61.实施例5
62.利用一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置对纱线表面多孔膜进行均匀化和强化处理，操作步骤如下：
63.第一步：将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线放入纱线传送装置上，设定传送速度后传送装置将纱线送入调匀强化仓前；
64.第二步：将聚氧乙烯醚硫酸酯放入抗静电剂存储箱，设定抗静电剂喷洒装置的喷射速度为5ml/h，热风预热装置的气流温度为130℃，热气流速度为0.4m/s，冷风冷却装置的气流温度为5℃，冷气流速度为0.5m/s，多孔膜平滑装置的内径为0.9mm，微波辐射装置功率为1400w；
65.第三步：待装置内的各项指标均达到设定值时，启动纱线传送装置，将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线进行均匀化和强化处理，多孔膜在各装置的协同配合下完成均匀化和强化，最终得到表面均匀且皮层与芯层结合牢度高的多孔纱线。
66.实施例6
67.利用一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置对纱线表面多孔膜进行均匀化和强化处理，操作步骤如下：
68.第一步：将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线放入纱线传送装置上，设定传送速度后传送装置将纱线送入调匀强化仓前；
69.第二步：将烷基磷酸酯放入抗静电剂存储箱，设定抗静电剂喷洒装置的喷射速度为7ml/h，热风预热装置的气流温度为85℃，热气流速度为1m/s，冷风冷却装置的气流温度为0℃，冷气流速度为1m/s，多孔膜平滑装置的内径为0.8mm，微波辐射装置功率为1100w；
70.第三步：待装置内的各项指标均达到设定值时，启动纱线传送装置，将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线进行均匀化和强化处理，多孔膜在各装置的协同配合下完成均匀化和强化，最终得到表面均匀且皮层与芯层结合牢度高的多孔纱线。
71.实施例7
72.利用一种用于纱线表面皮层多孔膜的自动调匀强化装置对纱线表面多孔膜进行均匀化和强化处理，操作步骤如下：
73.第一步：将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线放入纱线传送装置上，设定传送速度后传送装置将纱线送入调匀强化仓前；
74.第二步：将烷基苯磺酸钠放入抗静电剂存储箱，设定抗静电剂喷洒装置的喷射速度为10ml/h，热风预热装置的气流温度为140℃，热气流速度为0.8m/s，冷风冷却装置的气流温度为8℃，冷气流速度为0.8m/s，多孔膜平滑装置的内径为1mm，微波辐射装置功率为2000w；
75.第三步：待装置内的各项指标均达到设定值时，启动纱线传送装置，将表面覆盖有聚合物多孔膜的纱线进行均匀化和强化处理，多孔膜在各装置的协同配合下完成均匀化和强化，最终得到表面均匀且皮层与芯层结合牢度高的多孔纱线。
76.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。