一种功能纤维的制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及功能纤维的制备技术领域，提供了一种功能纤维的制备装置及方法，功能纤维的制备装置，至少包括：热拉结构，适于将预制棒拉制成待压制的纤维；压制结构，包括压辊与驱动装置，所述压辊的表面具有微纳结构，所述压辊的进料端对应所述热拉结构的出料端设置；所述驱动装置与所述压辊相连，适于驱动所述压辊转动，以将所述待压制的纤维压制成表面具有微纳结构的目标纤维。本发明专利技术提供的功能纤维的制备装置，通过热拉结构对预制棒进行拉丝操作，以形成待压制的纤维；再采用表面具有微纳结构的压辊对所述待压制的纤维进行压制，以形成表面具有微纳结构的目标纤维。在制备过程中不会产生废气，废水，避免对环境造成影响。避免对环境造成影响。避免对环境造成影响。

【技术实现步骤摘要】
一种功能纤维的制备装置及方法


[0001]本专利技术涉及功能纤维的制备
，具体涉及一种功能纤维的制备装置及方法。

技术介绍

[0002]微纳结构表面可以赋予材料许多优异的特性，如亲疏水，抗菌及产生结构色等。因此，研究一种在纤维表面制备可控微纳结构的方法，对于拓宽纤维应用场景，促进智能织物的发展都具有重要的现实意义。
[0003]现有技术中制备表面具有微纳结构的纤维时，一般采用相分离法，如溶剂挥发法和固相分离法等。如专利CN110528095A“一种多孔表面结构纤维的制备方法及装置”中提出将聚合物熔体在含有PVA粒子的高温高速气流吹喷下，拉伸为表面嵌入有纳米PVA粒子的超细纤维，再经过水浴将纳米PVA粒子溶解，得到多孔表面纤维结构。但是，采用相分离法，如溶剂挥发法和固相分离法等，在制备过程中产生废气，废水，会对环境造成影响。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有技术中制备表面具有微纳结构的功能纤维时，采用相分离法，如溶剂挥发法和固相分离法等，在制备过程中产生废气，废水，会对环境造成影响，从而提供一种功能纤维的制备装置及方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种功能纤维的制备装置，至少包括：热拉结构，适于将预制棒拉制成待压制的纤维；压制结构，包括压辊与驱动装置，所述压辊的表面具有微纳结构，所述压辊的进料端对应所述热拉结构的出料端设置；所述驱动装置与所述压辊相连，适于驱动所述压辊转动，以将所述待压制的纤维压制成表面具有微纳结构的目标纤维。
[0007]进一步地，所述压辊的内部为中空结构，以形成冷却腔，所述压辊上设置有与所述冷却腔相连通的进水部和出水部。
[0008]进一步地，所述压辊包括连接部以及工作部，所述工作部设置有所述微纳结构及所述冷却腔，所述进水部和出水部设置在所述连接部上。
[0009]进一步地，所述进水部的进口以及出水部的出口设置在所述压辊的同一端面上。
[0010]进一步地，该功能纤维的制备装置还包括泵体、第一管路与第二管路，所述第一管路与所述压辊的进水部相连接，所述第二管路与所述压辊的出水部相连接。
[0011]进一步地，所述压辊包括两个，两个所述压辊平行间隔设置，两个所述压辊中的主动辊与被动辊之间通过传动齿轮相连；所述驱动装置的输出端与所述主动辊相连，适于驱动所述主动辊与所述被动辊沿相互面对的方向转动，以使所述待压制的纤维从所述主动辊与所述被动辊之间的缝隙穿过后形成表面具有微纳结构的目标纤维。
[0012]进一步地，所述热拉结构的加热炉内沿预制棒的输送方向上分为预热区与加热区，所述预热区的温度范围为100℃
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150℃，所述加热区的温度范围为150℃
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400℃。
[0013]本专利技术还提供一种功能纤维的制备方法，至少包括如下步骤：对预制棒进行拉丝操作，以形成待压制的纤维；采用表面具有微纳结构的压辊对所述待压制的纤维进行压制，以形成表面具有微纳结构的目标纤维。
[0014]进一步地，在对所述预制棒进行拉丝操作之前，还包括：对所述预制棒进行加热，使其软化。
[0015]进一步地，所述对所述预制棒进行加热具体包括：在温度范围为100℃
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150℃的环境下对所述预制棒进行预热；在温度范围为150℃
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400℃的环境下对预热后的所述预制棒进行加热。
[0016]进一步地，对所述目标纤维进行冷却，并将冷却后的所述目标纤维进行绞盘处理。
[0017]进一步地，该功能纤维的制备方法还包括：对所述目标纤维进行质量检测，具体包括：采用可见的激光束照射所述目标纤维；若激光束穿透所述目标纤维，形成了“彩虹”颜色的二维衍射图案，则所述目标纤维的质量合格；若激光束穿透所述目标纤维，未形成“彩虹”颜色的二维衍射图案，则所述目标纤维的质量不合格。
[0018]进一步地，采用表面具有微纳结构的压辊对所述待压制的纤维进行压制之前还包括：制备表面具有微纳结构的PET膜；将表面具有微纳结构的PET膜包覆在表面光滑的压辊表面。
[0019]进一步地，制备表面具有微纳结构的PET膜具体包括：使用聚焦离子束在铬模具的表面加工出微纳结构；将表面空白的PET膜覆盖在铬模具的表面上，并放置在真空环境下进行加热；其中，加热温度范围为220℃
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260℃，加热时间范围为20min
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40min；冷却后，将表面具有微纳结构的PET膜从铬模具上剥落。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]本专利技术提供的功能纤维的制备装置，通过热拉结构对预制棒进行拉丝操作，以形成待压制的纤维；再采用表面具有微纳结构的压辊对所述待压制的纤维进行压制，以形成表面具有微纳结构的目标纤维。在制备过程中不会产生废气，废水，避免对环境造成影响。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0023]图1为本专利技术实施例中功能纤维的制备装置的局部结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例中功能纤维的制备装置中循环冷却的示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例中功能纤维的制备装置中主动辊的示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例中功能纤维的制备装置中被动辊的示意图；
[0027]图5为图3的剖视图；
[0028]图6为本专利技术实施例中功能纤维的制备方法中制备带有微纳结构的压辊的工艺过程示意图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、预制棒；
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2、待压制的纤维；
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3、目标纤维；
[0031]4、压辊；
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5、加热炉；
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6、工作部；
[0032]7、连接部；
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8、冷却腔；
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9、泵体；
[0033]10、第一管路；
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11、第二管路；
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12、电机；
[0034]13、主动辊；
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14、被动辊；
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15、传动齿轮；
[0035]16、铬模具；
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17、微纳结构；
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18、PET膜；
[0036]19、进水部；
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20、出水部。
具体实施方式
[0037]下面将结合附图对本专利技术的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能纤维的制备装置，其特征在于，至少包括：热拉结构，适于将预制棒拉制成待压制的纤维；压制结构，包括压辊与驱动装置，所述压辊的表面具有微纳结构，所述压辊的进料端对应所述热拉结构的出料端设置；所述驱动装置与所述压辊相连，适于驱动所述压辊转动，以将所述待压制的纤维压制成表面具有微纳结构的目标纤维。2.根据权利要求1所述的功能纤维的制备装置，其特征在于，所述压辊的内部为中空结构，以形成冷却腔，所述压辊上设置有与所述冷却腔相连通的进水部和出水部。3.根据权利要求2所述的功能纤维的制备装置，其特征在于，所述压辊包括连接部以及工作部，所述工作部设置有所述微纳结构及所述冷却腔，所述进水部和出水部设置在所述连接部上。4.根据权利要求3所述的功能纤维的制备装置，其特征在于，所述进水部的进口以及出水部的出口设置在所述压辊的同一端面上。5.根据权利要求2
‑
4任一所述的功能纤维的制备装置，其特征在于，还包括泵体、第一管路与第二管路，所述第一管路与所述压辊的进水部相连接，所述第二管路与所述压辊的出水部相连接。6.根据权利要求1所述的功能纤维的制备装置，其特征在于，所述压辊包括两个，两个所述压辊平行间隔设置，两个所述压辊中的主动辊与被动辊之间通过传动齿轮相连；所述驱动装置的输出端与所述主动辊相连，适于驱动所述主动辊与所述被动辊沿相互面对的方向转动，以使所述待压制的纤维从所述主动辊与所述被动辊之间的缝隙穿过后形成表面具有微纳结构的目标纤维。7.根据权利要求1所述的功能纤维的制备装置，其特征在于，所述热拉结构的加热炉内沿预制棒的输送方向上分为预热区与加热区，所述预热区的温度范围为100℃
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150℃，所述加热区的温度范围为150℃
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400℃。8.一种功能纤维的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：对预制棒进行拉丝操作，以形成待...

【专利技术属性】
技术研发人员：张挺，杨啸，申亚南，郑兴华，王春阳，陈海生，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：