一种双面平板丝的生产装置及生产方法与流程

1.本发明属于平板丝生产技术领域，尤其是一种双面平板丝的生产装置及生产方法。


背景技术：

2.蚕茧是由蚕幼虫构建而成的生物结构材料，是蚕蛹的天然屏障，用于抵御自然环境、免于寄生虫或捕食者的侵袭。蚕茧特殊的多孔层级结构使其具有良好的抗冲击能力、吸附能力、温湿度相关性的电学性能和光电性能，可用于制作防护材料、吸附材料、气体过滤材料和生物传感器等。在不破坏蚕茧独特的生物结构的前提下，来改善蚕茧的微观结构和性能使其更好的应用于复合材料和仿生材料，已受到越来越多的关注。
3.然而，普通蚕茧的形状单一，茧层不均匀，孔隙率高，力学性能相对较低等缺陷限制了蚕茧的进一步开发与应用。蚕茧的结构和性能受多种因素的影响，其中，上簇环境是影响蚕幼虫吐丝结茧的关键因素，通过改变家蚕的簇具使家蚕在不同的空间中进行吐丝可以获得不同形状或结构的蚕丝材料。
4.平板丝就是将大量熟蚕放置在二维的平面上进行吐丝，从而获得具有与蚕茧结构一致的一种蚕丝材料。由于平板丝蓬松柔软，可任意裁剪且制作方便，被用作高档丝绵被、丝绵类衣服的填充原料；并且平板丝还具有与蚕茧相同的结构，还是制备轻质高强复合材料和生物医用材料的重要原料。但由于平板丝的制备过程是迫使家蚕在平面上进行吐丝，一定程度上违背了家蚕吐丝结茧的正常生理行为。因此目前生产平板丝主要存在以下几个方面的问题：
5.(1)底层的平板丝存留大量的蚕砂和蚕尿，严重影响平板丝的清洁程度；
6.(2)家蚕在平面吐丝时，不利于其头部的摆动和身体游走，因此家蚕在平面上吐丝时间比正常结茧时间长48-72小时；
7.(3)家蚕在平面吐丝的产丝量仅为正常结茧产丝量的75％左右，这将严重影响原料成本，从而导致终端产品的市场价格偏高；
8.(4)平板丝由众多家蚕协同吐丝完成，如放置的家蚕分布不均匀等会使平板丝的结构不均匀，严重影响高端产品的开发与应用。
9.当然，针对这些问题，近年也涌现了一些专门用于生产平板丝的装置和方法，例如，申请号为“cn202011189351.3”的发明专利，公开了一种平板丝生产装置及平板丝生产方法，该平板丝生产装置包括底框、分别与底框相对两侧边连接的第一侧框和第二侧框及光照组件，第一侧框和第二侧框之间等距架设有与底框平行的吐丝板，吐丝板可相对第一侧框和第二侧框固定或者可受力相对第一侧框和第二侧框倾斜，在吐丝板的一侧设置有棉纱网及吸收棉布。在生产平板丝时，蚕在棉纱网上吐丝，蚕砂蚕尿通过吸收棉布吸收，并通过光照组件对蚕进行照射，促进蚕吐丝的均匀性。
10.该发明中记载的技术方案，虽然在一定程度上能减少平板丝上残留的蚕砂、蚕尿，但是效果并不理想，制得的平板丝，在反面依然会存在蚕尿色斑；同时，光照虽然能在一定
程度上提升吐丝的均匀度，但是光照也相应会降低蚕的吐丝效率，并且还会增加平板丝的生产成本；另外，在平板丝生产过程中，需要对吐丝板的角度进行调整，调整角度后，就使家蚕容易藏在吐丝板背后形成蚕茧，这也会进一步增加平板丝生产的成本，并不利于平板丝的获得。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于：提供一种双面平板丝的生产装置及生产方法，以解决上述问题。
12.本发明采用的技术方案如下：
13.一种双面平板丝的生产装置，包括2个支架及若干转动设置在2个支架之间的吐丝床，所述吐丝床上下两面均包裹有网孔材料。
14.更进一步地，所述网孔材料为棉布网、尼龙网布、塑料网或铁丝网。
15.更进一步地，所述网孔材料的孔径为3-5mm。
16.更进一步地，所述支架上沿竖直方向设置有若干第一连接件，所述第一连接件交错设置在支架两侧，所述吐丝床两端设置有与第一连接件配合的第二连接件，且相邻吐丝床通过第一连接件交错安装在支架两侧。
17.更进一步地，所述第一连接件包括与支架连接的凸块，所述凸块顶部设置有卡槽，所述第二连接件包括卡入卡槽内并与卡槽转动连接的螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接有卡件。
18.更进一步地，所述卡件设置有2个，且2个卡件分别位于凸块两侧。
19.更进一步地，所述吐丝床设置有4个。
20.采用上述双面平板丝的生产装置生产平板丝的方法，包括如下步骤：
21.待蚕上蔟后，将蚕放在平放的吐丝床上，待其稳定1-3h后旋转吐丝床50-90
°
使蚕游走、吐丝，并自动排除蚕砂、蚕尿和病蚕；
22.待蚕上蔟8h后，将吐丝床再次旋转至平整，直至吐丝完成。
23.优选地，所述蚕的吐丝密度为3-8斤熟蚕/m2。
24.优选地，蚕5龄第七天时，在桑叶上喷洒一定量的蜕皮激素，使家蚕整齐上蔟。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.1.吐丝床双面均能形成平板丝，生产同样产量的平板丝，生产装置的体积及占地面积明显减小，从而能有效增加空间的利用率；
27.2.在吐丝床的两侧均能形成平板丝，既方便蚕游走，也方便平板丝生产，降低蚕丝的浪费；
28.3.生产装置配合生产方法，无需增加光照，便可获得均匀的平板丝；
29.4.生产装置配合生产方法，无需在吐丝床下铺设吸收棉布，即可自动清除蚕砂、蚕尿，获得的平板丝清洁度极高；
30.5.在蚕吐丝过程中，通过控制吐丝床倾斜角度，大幅度缩短了蚕的游走时间，提高了蚕的吐丝效率和平板丝的产量，从而有效降低了平板丝的生产成本；
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
32.图1为吐丝床水平放置的生产装置结构示意图；
33.图2为吐丝床旋转90
°
后的生产装置结构示意图；
34.图3为支架结构示意图；
35.图4是吐丝床结构示意图；
36.图5是实施例1中同一吐丝床上的2块平板丝；
37.附图标记：1-支架，2-吐丝床，3-网孔材料，4-凸块，5-卡槽，6-螺纹杆，7-卡件。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.本发明提供一种双面平板丝的生产装置，如图1-4所示，包括2个支架1及若干转动设置在2个支架1之间的吐丝床2，即吐丝床2可以相对支架1旋转，所述吐丝床2上下两面均包裹有网孔材料3，其中支架1可以稳定立在地面，主要起支撑作用，蚕则是在网孔材料3上吐丝形成平板丝，即每个吐丝床2两面都可以供蚕结成平板丝。当然，吐丝床2的数量不是固定的，可以根据生产需要进行设置，例如2个、3个、4个、5个等等。
41.其中，支架1可以采用木材或不锈钢等硬质材料进行制作，吐丝床2也可以采用木材或不锈钢等硬质材料进行制作，例如将木材制成长方形的框架，框架内部可以加装木条进行支撑，并在框架上包裹上网孔材料3即可，网孔材料3只要不会对蚕造成不利影响，又能供蚕攀附吐丝即可使用，例如棉网布、尼龙网布、塑料网、铁丝网，当然网孔孔径最好为3-5mm。
42.其中，为了便于操作，丝床与支架1之间最好采用可拆卸的方式进行连接，可以直接在吐丝床2两端设置杆件，并在支架1上设置供杆件插入的通孔，利用杆件来带动吐丝床2进行转动，同时在杆件上螺纹连接螺母限制杆件的位置，但是这样的方式，想要使吐丝床2各个位置都能互相不干扰，彼此之间在竖直方向上要留有较大的间隙，会使得支架1整体的高度较高，饲养者很难对高层的吐丝床2进行操作，并且想要实现其中某一个吐丝床2的拆卸与安装也是极为困难的。
43.对此，可以使支架1上沿竖直方向设置有若干第一连接件，所述第一连接件交错设
置在支架1两侧，所述吐丝床2两端设置有与第一连接件配合的第二连接件，且相邻吐丝床2通过第一连接件交错安装在支架1两侧。这样的设置方式，能在降低支架1高度的同时，确保吐丝床2旋转90
°
至竖直状态时，彼此之间仍然留有较为宽松的间隔，不同吐丝床2上的熟蚕不会相互干扰。
44.作为第一连接件与第二连接件的一种具体实施方式，所述第一连接件包括与支架1连接的凸块4，所述凸块4顶部设置有卡槽5，所述第二连接件包括卡入卡槽5内并与卡槽5转动连接的螺纹杆6，所述螺纹杆6螺纹连接有卡件7，在安装时，直接将螺纹杆6从卡槽5顶部插入卡槽5内，而由于吐丝床2是左右交错设置的，这使得螺纹杆6放入卡槽5内时，吐丝床2彼此之间不会相互影响，其中，卡槽5没有螺纹，螺纹杆6放入卡槽5内后能在卡槽5内自由转动，而卡件7则在螺纹杆6放入卡槽5内后，拧动至与凸块4相抵，从而对螺纹杆6的位置进行限制，而需要取下吐丝床2时，则可以拧松卡件7，直接握住螺纹杆6上抬吐丝床2，即可使吐丝床2与卡槽5分离，操作极为简便。其中，卡件7可以为螺母，也可以为任意形状的卡块，只要能与螺纹杆6螺纹连接，且尺寸大于卡槽5的尺寸，能对螺纹杆6的位置进行限制即可，当然，最好是在卡槽5两侧各设置一个卡件7。
45.当然，第一连接件、第二连接件，也可以为其它形式，不一定是螺纹杆6与卡槽5，只要能连接吐丝床2与支架1，并使吐丝床2相对支架1能360
°
转动即可。
46.另外，整个生产装置的尺寸，最好与饲养者的身高适配，以便饲养者可以直接进行操作，例如将支架1的宽度设置为7-20cm、高度设置为160-230cm，吐丝床2的长度设置为100-250cm、宽度设置为30-150cm，而螺杆的长度设置为20-30cm、直径设置为5-10mm，以这样的尺寸进行生产，吐丝床2设置4个为宜。
47.本发明采用如下方法来利用生产装置生产平板丝：
48.待蚕5龄第七天时，在桑叶上喷洒一定量的蜕皮激素，促使蚕整齐上簇；
49.待蚕上簇后，将其放置在平放的吐丝床2上，蚕吐丝的密度为3-8斤熟蚕/m2；
50.待蚕稳定1-3小时后旋转吐丝床50-90
°
后使其游走、吐丝，并自动排除多余蚕沙、蚕尿和病蚕，确保吐丝板的干净与整洁，吐丝环境温度为24-28℃；
51.待熟蚕上簇12-24小时后将吐丝床2再次放平整，使其继续吐丝，一般72小时后即可完成吐丝，获得干净整洁的平板丝。
52.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
53.实施例1
54.将支架与吐丝床组装好，然后按照如下方法生产平板丝：
55.1)正常饲养两广二号家蚕，待家蚕5龄第七天时，在桑叶上喷洒一定量的蜕皮激素，促使家蚕整齐上簇；
56.2)待家蚕上簇后，将其放置在水平放置的吐丝床2上，蚕吐丝的密度为3斤熟蚕/m2；
57.3)待家蚕稳定1小时后将吐丝床2旋转80
°
后使家蚕游走、吐丝，并自动排除多余蚕沙、蚕尿和病蚕，吐丝环境温度为25℃；
58.4)待熟蚕上簇12小时后将吐丝床再次旋转至水平，使其继续吐丝，保持吐丝温度为25℃；
59.5)待上蔟60小时后，将吐丝床2旋转20
°
，使部分完成吐丝的蚕滑落至接蚕盘中，其
余未完成吐丝的蚕继续吐丝；
60.6)待家蚕全部完成吐丝24小时后将平板丝整体取下，得到平板丝(如图5所示)。
61.对比例1
62.在平板丝生产过程中，使吐丝床始终保持在水平状态，其它操作与实施例1均相同。
63.对比例2
64.按照申请号为“cn202011189351.3”的发明专利中的方式制作平板丝生产装置，并与实施例1在相同的温度与湿度条件下，按如下方式生产平板丝：
65.1)正常饲养两广二号家蚕，待家蚕5龄第七天时，在桑叶上喷洒一定量的蜕皮激素；
66.2)将排泄干净后的熟蚕放置到所述吐丝板上开始进行吐丝，且每1.2平方米放置6斤熟蚕；
67.3)前3h时保持吐丝板处于水平状态，3h后根据熟蚕的爬行状况及吐丝厚度调节所述吐丝板的倾斜程度；且在吐丝过程中，开启所述led灯并控制所述led灯交替发出白光和橙黄色光，且每个光色持续照射时间为3-4h；
68.4)当出现熟蚕收脚掉落时，将熟蚕取走；
69.5)在吐丝板上放置吐丝24h后的熟蚕，让其吐丝3h，3h后取走；
70.6)将平板丝生产装置原地放置12h后,摘取平板丝。
71.对比例3
72.按照实施例1的方式生产平板丝，并在生产过程中对吐丝装置增加光照板，以3h的频率采用白光和橙黄色光对熟蚕进行交替照射，得到平板丝。
73.对比例4
74.选用正常饲养的两广二号家蚕，与实施例1在相同的温度、湿度条件下，使家蚕在正常簇具上进行吐丝结茧。
75.在家蚕吐丝过程中，统计实施例1与对比例1-4的吐丝时间、丝腺残留量和化蛹率，并随机抽取实施例1、对比例1-3生产得到的平板丝各15张，对吐丝量进行定量分析，并对平板丝表面的平整度、光洁度以及清洁度等进行定性分析，获得的结果如表1所示(表1的各项结果，均为平均值)：
76.表1家蚕吐丝情况与平板丝情况分析表
[0077][0078]
从表1中可以明显看出，实施例1从上蔟到吐丝的结束时间为72h，与对比例4的时间基本一致，而对比例1-3的时间则明显延长，说明本发明的方法，能有效提升平板丝的生
产效率；同时，实施例1中每头蚕的吐丝量为0.29g，与对比例4的吐丝量基本一致，而对比例1-3则明显小于实施例1，相对而言实施例1的蚕丝利用率高，是有利于节省生产成本的，并且实施例1的化蛹率也最接近对比例4；另外，实施例1与对比例3制得的平板丝清洁度非常好、几乎无蚕砂残留，而对比例1、对比例2的蚕砂残留量大，且清洁程度也很差，说明本发明的方法，制得的平板丝清洁程度是极高的，这从图5中也可以明显看出。
[0079]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。