一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法及应用该方法的复合纱制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法及应用该方法的复合纱制备装置，所述一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法，包括：(1)将传统纺纱用普通纤维成网；(2)制备纳米纤维和普通纤维混纺复合网；(3)制备纳米纤维和普通纤维混纺复合条带；(4)制备纳米纤维和普通纤维混纺复合纱。本发明专利技术复合纱制备装置，包括：普通纤维成网装置，纳米纤维制备装置，纳米纤维和普通纤维复合网切条装置和加捻卷绕装置。制备的纳米和普通纤维混纺复合纱既具有纳米纤维纱超高的比表面积和独特的结构优势，又具有普通纤维纱的高强力和良好的二次加工性能，可以进行机织、针织、编织等二次加工，制备纳米普通纤维复合纺织品。

A preparation method of composite yarn of nanofiber and ordinary fiber blended yarn and a composite yarn preparation device using this method

Composite yarn preparation device and preparation method and application of the invention relates to a nano fiber and ordinary fiber blended composite yarn of the method, including the method of preparing the nano fiber and ordinary fiber blended composite yarn: (1) the traditional spinning with ordinary fiber network; (2) preparation nano fiber and ordinary fiber blended composite net; (3) preparation of nano fiber and ordinary fiber blended composite strip; (4) preparation of nano fiber and ordinary fiber blended yarn. The composite yarn preparation device comprises a common fiber mesh forming device, a nanofiber preparation device, a nano fiber and a common fiber composite web cutting device and a twisting winding device. The preparation of nano fiber blended yarn and ordinary composite nano fiber yarn has high specific surface area and unique structural advantages, also has the common yarn high strength and good processing performance two times, can be woven, knitting, weaving and other two processing, the general preparation of nano fiber composite textiles.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法及应用该方法的复合纱制备装置
本专利技术涉及一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法及应用该方法的复合纱制备装置，属于纺织

技术介绍
传统纺纱技术按纤维原料的种类、长度不同可分为棉纺、毛纺、麻纺和绢纺纺纱系统，各纺纱系统所加工的纤维一般直径范围都为微米级，如毛纤维直径范围为8-30um，棉纤维直径范围为13-30um，纺纱用化学纤维直径范围为8-20um，各纺纱系统均可加工单一纤维的纯纺纱或多种纤维的混纺纱。普通纤维纱线可以进行针织、机织、编织等二次加工，进而应用于纺织服装领域。静电纺丝技术是目前唯一能够制备连续纳米纤维的技术，该技术通过将高聚物的溶液或熔体置于高压电场之中，利用电场力的拉伸作用获得纳米纤维。纳米纤维直径小，比表面积大，具有多种独特的性能，在组织工程、过滤、能源、复合材料等领域都有着广阔的应用前景。传统静电纺丝技术产量低，纳米纤维一般以无纺布形式存在，无法利用传统的纺织技术继续加工。虽然目前已有学者通过改进静电纺丝设备制备出纳米纤维纱线，Ali等人利用双针头静电纺丝系统和加捻漏斗制备出连续纳米纤维纱，但由于纯纳米纤维纱线强力低，仍无法在纺织服装领域应用。已公开专利膜裂法静电纺连续纳米纤维纱装置及制备纳米纤维纱方法(申请号201510277735.3，公开日2015.09.30，公开号CN104947211A)，公开了一种利用膜裂法制备纳米纤维纱的方法，但该方法的产量较低，纱线强力不高。美国专利US610913-A中，balonis等人将静电纺纳米纤维利用气流沉积法引导到长丝上，经牵引卷绕形成高强力纳米纤维包芯纱，该纱线可以进行二次加工，应用于纺织服装领域，但由于纳米纤维膜分布在长丝表面，类似纱线上浆后的浆膜，加工、使用过程中很容易磨损掉落。已公开专利一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法(申请号201310586642X，公开日2008.02.12，公开号CN103572448A)，利用传统纺纱技术与静电纺丝技术相结合加工纳米纤维与普通纤维混纺复合纱，由于复合纱实现了纳米纤维与普通纤维之间的近似均匀混合，该纱线改善了纳米纤维包芯纱不耐磨的缺点，但由于该方法的静电纺丝步骤位于棉纺梳棉机成条工序之前，成条后制得的是纳米普通纤维复合条，复合条线密度一般为3-8ktex，要想制成真正意义的复合纱线，即使不考虑并合，也要经过粗纱、细纱工序，再牵伸100倍左右；若考虑棉条的并合，则要经过几千倍的牵伸，该牵伸会导致纳米纤维膜断裂，造成纳米纤维在纱线内部分布不匀，影响纳米纤维的应用效果。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法及应用该方法的复合纱制备装置，采用该方法制备的纳米普通纤维复合纱线既具有纳米纤维单纱的超高的比表面积和独特的结构优势，又具有普通纤维纱线的强力高，耐磨性好等性能特点，纳米纤维普通纤维在纱线长度截面方向混合均匀，可以进行机织、针织、编织等二次加工，制备纳米普通纤维复合纺织品。为了实现上述目的，本专利技术提供的解决方案是：一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将普通纤维制成纤维网；(2)将高分子聚合物溶解到溶剂中制成高分子聚合物溶液或将高分子聚合物熔融，然后将聚合物溶液或熔体以一定速率注入到连接有高压电的喷丝装置中，将步骤(1)制备的普通纤维网布置于喷丝装置与单独接地的接收装置之间，使喷丝装置中喷出的在电场力作用下飞向接收装置的纳米纤维被普通纤维网拦截，制备出纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网；(3)将步骤(2)制得的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网切条，制成纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维条带；(4)将步骤(3)制得的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维条带加捻制成具有一定强力，截面成圆形的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维纱。另外可优选的，所述普通纤维可以为植物纤维包括：棉、亚麻、苎麻、大麻、罗布麻中的至少一种，也可以为动物纤维包括：羊毛、羊绒、兔毛、驼绒、羊驼绒、牦牛绒、蚕丝中的至少一种，还可以为化学纤维包括：聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、粘胶、芳纶中的至少一种。另外可优选的，所述高分子聚合物可以为聚酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯、聚氨酯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的至少一种，所述溶剂为水、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、无水乙醇、二甲基乙酰胺和丙酮中的至少一种。可优选的，所述高压电可以为高压直流电的正电压或负电压，也可以为高压交流电，所述高电压范围为5kV～100kV。另外可优选的，所述切条采用刚性切割或柔性切割。进一步的，所属刚性切割的形式为固定或不固定间距排列的若干刚性剪刀。另外可优选的，所述刚性切割的形式为采用紧压的一对罗拉，其中一个罗拉表面套有固定或不固定间距的若干个套筒，另一根罗拉表面配置有固定或不固定间距的能够沿前述罗拉所述套筒相切的圆形刀片。另外可优选的，所述柔性切割的形式为采用成剪状上下间隔配制的皮带丝，所述皮带丝将纤维网紧压在割条轴上然后将纤维网撕扯成纤维条。本申请也包含一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱制备装置，包括：普通纤维成网装置，纳米纤维制备装置，纳米纤维和普通纤维复合纤维网切条装置，纳米纤维和普通纤维复合纤维条加捻卷绕装置；所述普通纤维成网装置包括，普通纤维喂入部分，普通纤维握持开松部分，普通纤维梳理部分，普通纤维网转移部分；所述纳米纤维制备装置包括，供液部分，蠕动泵，喷丝部分，高压电源，接收装置；所述纳米纤维和普通纤维复合纤维网切条装置包括，纳米纤维和普通纤维网喂入部分，切条部分，纤维条输送部分。可优选的，所述普通纤维网制备装置至少配备一套，若配备两套或更多时，可以制备更加均匀的普通纤维网，但装置中间需要将单层纤维网旋转90度折叠铺层。可优选的，所述喷丝装置可以为单针头喷丝装置，多针头喷丝装置，也可以为异形滚筒，螺旋金属丝，直线金属丝等无针静电纺喷丝装置，所述单独接地的托持有普通纤维网的接收装置的材料为导电金属材料或导电复合材料，所述喷丝装置与接收装置间隔50-500mm，普通纤维网从二者之间贴近接收装置的位置通过。可优选的，所述切条部分采用刚性切割或柔性切割。另外可优选的，所述刚性切割的形式为固定或不固定间距排列的若干刚性剪刀。另外可优选的，所述刚性切割的形式为采用紧压的一对罗拉，其中一个罗拉表面套有固定或不固定间距的若干个套筒，另一根罗拉则表面配置有固定或不固定间距的能够沿前述罗拉所述套筒相切的圆形刀片，可以同时生产出与间隔个数相同根数的不同细度的纳米纤维和普通纤维混纺复合纱线；。另外可优选的，所述柔性切割的形式为成剪状上下间隔配制的皮带丝，所述皮带丝将纤维网紧压在割条轴上然后将纤维网撕扯成纤维条。本专利技术优选柔性切割方法，以减少纤维损伤。可优选的，所述加捻部分可以为搓捻装置，也可以为沿纱线轴线配置的旋转加捻装置。本专利技术采用所述一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法制备纳米纤维和普通纤维混纺复合纱时，首先利用传统纺纱的工艺流程，将所述传统普通纤维进行预处理，然后经抓棉，开棉，混棉工序，或经过开毛，和毛工序，将普通纤维开松，除杂，混合均匀，然后喂入普通纤维成网装置，纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将普通纤维制成纤维网；(2)将高分子聚合物溶解到溶剂中制成高分子聚合物溶液或将高分子聚合物熔融，然后将聚合物溶液或熔体以一定速率注入到连接有高压电的喷丝装置中，将步骤(1)制备的普通纤维网布置于喷丝装置与单独接地的接收装置之间，使喷丝装置中喷出的在电场力作用下飞向接收装置的纳米纤维被普通纤维网拦截，制备出纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网；(3)将步骤(2)制得的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网切条，制成纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维条带；(4)将步骤(3)制得的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维条带加捻制成具有一定强力，截面成圆形的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维纱。

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将普通纤维制成纤维网；(2)将高分子聚合物溶解到溶剂中制成高分子聚合物溶液或将高分子聚合物熔融，然后将聚合物溶液或熔体以一定速率注入到连接有高压电的喷丝装置中，将步骤(1)制备的普通纤维网布置于喷丝装置与单独接地的接收装置之间，使喷丝装置中喷出的在电场力作用下飞向接收装置的纳米纤维被普通纤维网拦截，制备出纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网；(3)将步骤(2)制得的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网切条，制成纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维条带；(4)将步骤(3)制得的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维条带加捻制成具有一定强力，截面成圆形的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维纱。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述普通纤维可以为植物纤维包括：棉、亚麻、苎麻、大麻、罗布麻中的至少一种，也可以为动物纤维包括：羊毛、羊绒、兔毛、驼绒、羊驼绒、牦牛绒、蚕丝中的至少一种，还可以为化学纤维包括：聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、粘胶、芳纶中的至少一种；优选的所述高分子聚合物可以为聚酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯、聚氨酯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的至少一种，所述溶剂为水、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、无水乙醇、二甲基乙酰胺和丙酮中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述高压电可以为高压直流电的正电压或负电压，也可以为高压交流电，所述高电压范围为5kV～100kV。4.一种复合纱制备装置，适用于权利要求1-3之一的方法，其特征在于，包括：普通纤维成网装置，纳米纤维制备装置，纳米纤维和...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝明，袁小婷，刘雍，王瑞，马崇启，稽境龑，康庆庆，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12