一种高性能生物基纤维的拉丝设备及其拉丝方法

技术领域

本发明涉及纤维工业生产技术领域，尤其涉及一种高性能生物基纤维的拉丝设备及其拉丝方法。

背景技术

生物基纤维是指，利用生物体本身或者其提取物制成的纤维，比如以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料的聚乳酸纤维，以褐藻类植物为原材料的海藻酸盐纤维。

传统的纺织品中的合成纤维一般使用石油化工原料制成，废弃后的旧衣物大多采用填埋和焚烧的处理方式，造成严重的环境污染，各国政府已着手采取各种措施，以减少石油资源的使用，寻找更加环保的再生资源进行替代。

为此，申请公告号为CN 113136628 A的中国专利提出了一种生物纤维及其制备方法和湿法纺丝装置，其主要的技术方案是：将核酸、金属离子与水混合均匀，配制成纺丝核酸原液；将纺丝核酸原液装入注射器中，并在注射器出口端连接点胶针头；将纺丝核酸原液经点胶针头出口挤入含有金属离子的凝固浴中，收集生物纤维，通过提供了核酸分子作为纺丝原料，同时结合不同针头内径的点胶针头，通过原液及凝固浴中离子种类、成分及浓度调节，可制备不同尺寸和力学性能的核酸生物纤维。

上述现有专利提供了一种制备不同尺寸和力学性能的生物纤维的解决方式，该技术方案较为完备，但在实际大批量的工业生产中，生物纤维在成丝后进行拉升处理时缺乏多方位的牵引处理，形成的生物纤维的柔韧性较低。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题：

如何提供一种可提高纺丝纤维柔韧度的高性能生物基纤维的拉丝设备。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高性能生物基纤维的拉丝设备，包括将纤维原液转变成纺丝的成丝模组，所述成丝模组一侧设有拉丝模组，拉丝模组包括导丝架、过渡辊及收丝辊，成丝模组生成的纺丝依次穿过导丝架及过渡辊后收卷在收丝辊上，过渡辊与收丝辊间设置有可多方位牵拉纺丝的牵引组件；

牵引组件包括绕丝辊，过渡辊与收丝辊间的纺丝缠绕通过绕丝辊，绕丝辊架设在转筒上，转筒转动安装在装载架中，装载架底部固定有滑块，滑块上开设有卡槽，滑块一侧设有电机，电机输出轴上安装有与滑块上卡槽配合的卡柱，驱使滑块带动转筒往复移动。

电机输出轴上固定有圆环件，圆环件上固定有相对电机输出轴偏心安装的卡柱，滑块上开设的卡槽呈折线状，卡槽两端与滑块滑动方向平行，中间部位呈斜线状。

电机一侧设有滑轨，滑块相对滑轨滑动连接。

滑轨的端部上安装有基板，基板上对称地滑动安装有限位柱，限位柱朝向基板内侧一端设有与滑块挤压接触的垫板，垫板与基板间安装有弹簧。

转筒一端固定有转轴，转轴上固定有凸柱，滑轨上固定架设有槽板，槽板上间隔地分布有与凸柱配合的弧形凸起和弧形槽，驱使凸柱水平移动同时往复摆动。

绕丝辊上对称地固定有环形套，纺丝卷绕在环形套间的绕丝辊辊面上。

成丝模组包括凝固浴槽，凝固浴槽一侧安装有喷丝头，凝固浴槽中填充有没过喷丝头的凝固液。

过渡辊与牵引组件间设有热风烘干机，热风烘干机的热风输出方向竖直向上。

过渡辊与收丝辊规格相同且位于同一水平面上，导丝架与绕丝辊位于同一水平面上，两水平面间存在高度差。

一种高性能生物基纤维的拉丝设备的拉丝方法，具体步骤如下：

1)水浴成丝：将纺丝原液生产设备与喷丝头连通后，从喷丝头中喷出的纺丝原液进入凝固浴槽中，经凝固浴槽中凝固液的凝固作用转变成纺丝；

2)架设纺丝：将1)中得到的纺丝依次穿过导丝架、过渡辊、绕丝辊及收丝辊，纺丝经导丝架及过渡辊时均直接穿插通过，经绕丝辊时缠绕一圈后收卷到收丝辊上；

3)牵伸加固：纺丝架设完成后,通过牵引组件对其进行增加柔韧度的处理，开启电机，使得卡柱进行偏心转动，利用卡柱与滑块上卡槽的配合，驱动滑块相对滑轨往复滑动，从而使得纺丝以绕丝辊为基点，在卷绕过程中进行水平的往复摆动，另外转轴上固定的凸柱随滑块一同往复移动，与槽板接触时，其作用面会受到槽板上弧形凸起的往复挤压，从而使得绕丝辊随着转筒往复地扭转，通过水平的往复摆动作用和扭转作用的结合，来增加纺丝的柔韧性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:

1、相较于传统的拉丝设备，纺丝在牵引卷绕的过程中，运行的轨迹并不局限在一条直线上，这就使得纺丝在进行拉丝处理时，内部纤维进行往复地展开与叠合，形成更加质密的结构，从而使得最终纺丝在卷绕时，获得较高的柔韧性，生成高性能的纺丝成品。

2、利用滑块的往复滑动作用，使得凸柱带动绕丝辊以转筒为轴进行往复地小幅度摆动，这样纺丝就会受到与水平移动方向相垂直的扭转作用，往复地收紧和放松，纺丝中的纤维不断地展开和收拢，进一步增加最终形成的纺丝成品的柔韧性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明纺丝运行相关结构示意图；

图3为本发明牵引组件结构示意图；

图4为本发明牵引组件牵引纺丝水平往复结构示意图；

图5为本发明牵引组件牵引纺丝扭转结构示意图；

附图标记：1-凝固浴槽；2-喷丝头；3-导丝架；4-过渡辊；5-热风烘干机；6-牵引组件；61-装载架；62-转筒；621-转轴；622-凸柱；623-槽板； 63-绕丝辊；64-滑块；65-电机；66-卡柱；67-滑轨；68-限位柱；7-收丝辊。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例一

如图1-5所示，一种高性能生物基纤维的拉丝设备，包括将纤维原液转变成纺丝的成丝模组，所述成丝模组一侧设有拉丝模组，拉丝模组包括导丝架3、过渡辊4及收丝辊7，成丝模组生成的纺丝依次穿过导丝架3及过渡辊4后收卷在收丝辊7上，过渡辊4与收丝辊7间设置有可多方位牵拉纺丝的牵引组件6。

牵引组件6包括绕丝辊63，过渡辊4与收丝辊7间的纺丝缠绕通过绕丝辊 63，绕丝辊63架设在转筒62上，转筒62转动安装在装载架61中，装载架61底部固定有滑块64，滑块64上开设有卡槽，滑块64一侧设有电机65，电机65输出轴上安装有与滑块64上卡槽配合的卡柱66，驱使滑块64带动转筒62往复移动。

电机65输出轴上固定有圆环件，圆环件上固定有相对电机65输出轴偏心安装的卡柱66，滑块64上开设的卡槽呈折线状，卡槽两端与滑块64滑动方向平行，中间部位呈斜线状。

纺丝架设完成后，在其卷绕输送的过程中对其增加柔韧性的作用原理是，开启电机65，使得卡柱66进行偏心转动，利用卡柱66与滑块64上卡槽的配合，驱动滑块64相对滑轨67往复滑动，从而使得纺丝以绕丝辊63为基点，在卷绕过程中进行水平的往复摆动；

基于上述的作用原理，相较于传统的拉丝设备，纺丝在牵引卷绕的过程中，运行的轨迹并不局限在一条直线上，这就使得纺丝在进行拉丝处理时，内部纤维进行往复地展开与叠合，形成更加质密的结构，从而使得最终纺丝在卷绕时，获得较高的柔韧性，生成高性能的纺丝成品。

牵引组件6中，电机65一侧设有滑轨67，滑块64相对滑轨67滑动连接，滑轨67的设置为绕丝辊63的往复移动提供稳定的滑动基础。

另外，滑轨67的端部上安装有基板，基板上对称地滑动安装有限位柱68，限位柱68朝向基板内侧一端设有与滑块64挤压接触的垫板，垫板与基板间安装有弹簧，滑块64在滑轨67中进行往复滑动时，在往复转变的临界点处，受到垫板的限位，利用弹簧的弹性可以增加转变的顺畅程度，总体上增加滑块 64往复滑动的稳定程度。

绕丝辊63上对称地固定有环形套，纺丝卷绕在环形套间的绕丝辊63辊面上，环形套高于绕丝辊63的辊面，与绕丝辊63间形成一定的凹陷空间，纺丝限位在这一空间中，可以有效地防止纺丝与绕丝辊63脱离。

成丝模组包括凝固浴槽1，凝固浴槽1一侧安装有喷丝头2，凝固浴槽1中填充有没过喷丝头2的凝固液。

过渡辊4与牵引组件6间设有热风烘干机5，热风烘干机5的热风输出方向竖直向上，在纺丝进行柔韧度增加处理前，利用热风烘干机5产生的热风烘干纺丝经过凝固浴槽1时沾染的凝固液，避免其对柔韧度处理的干扰。

过渡辊4与收丝辊7规格相同且位于同一水平面上，导丝架3与绕丝辊63位于同一水平面上，两水平面间存在高度差，高度差的设置，使得纺丝在拉丝过程中运行轨迹呈往复地上坡下坡变化，进一步增加对纺丝的拉伸程度，为柔韧度处理提供助力。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于，在对绕丝辊63(纺丝纤维的牵引作用部位)进行水平往复的移动外，增加一定的扭转来进一步增加纺丝纤维的柔韧度。

如图1-5所示，转筒62一端固定有转轴621，转轴621上固定有凸柱622，滑轨67上固定架设有槽板623，槽板623上间隔地分布有与凸柱622配合的弧形凸起和弧形槽，驱使凸柱622水平移动同时往复摆动。

利用滑块64的往复滑动作用，使得凸柱622带动绕丝辊63以转筒62为轴进行往复地小幅度摆动，这样纺丝就会受到与水平移动方向相垂直的扭转作用，往复地收紧和放松，纺丝中的纤维不断地展开和收拢，进一步增加最终形成的纺丝成品的柔韧性。

实施例三

如图1-5所示，一种高性能生物基纤维的拉丝设备的拉丝方法，具体步骤如下：

1)水浴成丝：将纺丝原液生产设备与喷丝头2连通后，从喷丝头2中喷出的纺丝原液进入凝固浴槽1中，经凝固浴槽1中凝固液的凝固作用转变成纺丝；

2)架设纺丝：将1)中得到的纺丝依次穿过导丝架3、过渡辊4、绕丝辊 63及收丝辊7，纺丝经导丝架3及过渡辊4时均直接穿插通过，经绕丝辊63时缠绕一圈后收卷到收丝辊7上；

3)牵伸加固：纺丝架设完成后,通过牵引组件6对其进行增加柔韧度的处理，开启电机65，使得卡柱66进行偏心转动，利用卡柱66与滑块64上卡槽的配合，驱动滑块64相对滑轨67往复滑动，从而使得纺丝以绕丝辊63为基点，在卷绕过程中进行水平的往复摆动，另外转轴621上固定的凸柱622随滑块64 一同往复移动，与槽板623接触时，其作用面会受到槽板623上弧形凸起的往复挤压，从而使得绕丝辊63随着转筒62往复地扭转，通过水平的往复摆动作用和扭转作用的结合，来增加纺丝的柔韧性。