一种抗菌抗静电聚氨酯复合纱线及其制备方法与一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抗菌抗静电聚氨酯复合纱线及其制备方法与一体化装置，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚氨酯溶于溶剂中得到纺丝液，湿法纺丝得到聚氨酯纤维长丝，由导丝盘牵伸通过干燥装置进行半干燥处理；(2)将羊毛角蛋白与PVA溶于溶剂中得到混合纺丝液，加入紫外吸收剂混匀，在紫外灯照射下进行喷纺，喷纺的同时喷射纳米银颗粒，纳米银颗粒粘附在羊毛角蛋白/PVA纳米纤维锥形内壁上，一同包覆至半干燥处理后的聚氨酯纤维长丝上，得到抗菌抗静电聚氨酯复合纱线；上述方法制备的复合纱线具有优异的抗菌、抗紫外、抗静电性能且耐久性好；本发明专利技术还公开了一种用于制备上述复合纱线的一体化装置，提高制备效率的同时有利于资源的可回收利用。的可回收利用。的可回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗静电聚氨酯复合纱线及其制备方法与一体化装置


[0001]本专利技术涉及纺织
，具体涉及一种抗菌抗静电聚氨酯复合纱线及其制备方法与一体化装置。

技术介绍

[0002]聚氨酯纤维是一种多嵌段弹性纤维，其软硬链段交联形成网状结构，具有高断裂伸长、低模量和高弹性回复率。聚氨酯纤维一般不单独使用，通常以包芯纱、包覆纱、合捻纱形式存在。包芯纱和包覆纱的表现形式为以氨纶为纱芯，外包一种或几种纤维或纱线。以天然纤维为外包纤维的聚氨酯复合纱线吸湿性好，舒适性好，常应用于服装用纺织品，其耐穿吸汗，是制作无缝内衣、瑜伽服、运动服等的理想材料。但目前仅通过纤维复合制备的纱线以难以满足特定需求，例如抗菌性、抗静电、抗紫外等功能需求。
[0003]目前赋予纤维或织物特殊功能多采用基本为采用浸渍、涂覆的方式，而浸渍、涂覆的方式分别是将功能性助剂分散在溶剂中制成相应的浸渍液或涂覆浆料，然后对纤维或织物进行表面改性，例如专利CN202011404332.8的一种防水抗菌型面料配方中包括面料层和涂层，抗菌抑菌涂层喷涂于面料层表面，从而赋予该面料抗菌功能层，改性后的面料在短期内具有良好的效果，但由于改性层在后期使用中容易受损或脱落，导致功能性面料的使用寿命短，且上述制备方法需进行后处理，相对较为繁琐；此外，有采用将功能性颗粒与纺丝液直接混合后进行混纺，但该方法对对功能颗粒的粒径大小要求很高以及添加的浓度要求较高，避免影响纤维本身的强度，但通过该方法制备特殊功能性的纤维，为满足功能性的需求需加入足够量的功能颗粒，导致纤维力学性能的下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种抗菌抗静电聚氨酯复合纱线及其制备方法与一体化装置，利用共轭静电纺丝的结构特点以及纺丝液中的紫外吸收剂的光热效应，将纳米银颗粒喷射并粘附在具有热粘性的纳米纤维锥形内壁上，一同包覆至半干燥处理后的聚氨酯纤维长丝上，制备得到具有良好抗菌、抗静电、抗紫外性能的聚氨酯复合纱线，同时满足舒适性和力学性能的要求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种制备复合纱线的一体化装置，所述一体化装置包括：
[0007]湿法纺丝装置，包括湿法纺丝注射泵、喷丝头以及凝固浴，所述喷丝头设置于凝固浴内，并与湿法纺丝注射泵相连通；
[0008]牵引、卷收装置，包括沿着纤维走线方向依次设置的第一导丝盘、第二导丝盘、第一卷绕收集装置与第二卷绕收集装置，所述第一导丝盘设置于凝固浴内，与所述第二导丝盘用于牵引湿法纺丝制备的纤维；
[0009]烘干装置，设置于所述第二导丝盘和第一卷绕收集装置之间，包括烘干机和位于烘干机下方的废液储存装置，所述废液储存装置与所述烘干机相连通；
[0010]紫外灯、喇叭口一体装置，设置于所述第一卷绕收集装置与第二卷绕收集装置之间；所述紫外灯为环形，与喇叭口固定连接并设置在喇叭口正上方，用于烘干芯纱以及加热喇叭口下方包含紫外吸收剂的纤维；所述喇叭口下端固定设置一个或多个气喷头，所述气喷头用于喷射纳米银颗粒；
[0011]共轭静电纺丝装置，包含设置于喇叭口下方两侧的两个共轭静电纺丝注射泵，其中一个连接高压正极电源，另一个连接高压负极电源，所述共轭静电纺丝注射泵喷出纺丝液在电场作用下形成锥形纳米纤维网面；
[0012]所述一体化装置开启时，所述紫外灯、喇叭口一体装置被机械带动旋转。
[0013]进一步地，湿法纺丝装置中喷丝头上的喷丝口的直径优选为0.8
‑
1.2cm。
[0014]进一步地，喇叭口下端固定设置的气喷头距离轴心距离L3/2为3
‑
4cm，与共轭静电纺丝装置喷纺形成的锥形纳米纤维网面的距离L4为5
‑
6cm
[0015]进一步地，所述紫外灯边缘与喇叭口边缘竖直夹角α为10
°‑
30
°
；所述锥形纳米纤维网面尖端角度β为60
°‑
80
°
。
[0016]进一步地，所述紫外灯与喇叭口下截面的垂直距离为10
‑
13cm。
[0017]进一步地，制备本专利技术所述抗菌抗静电聚氨酯复合纱线时，所述紫外灯、喇叭口一体装置的转速为2500
‑
2750r/min。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种使用第一方面所述的一体化装置制备抗菌抗静电聚氨酯复合纱线的方法，包括以下步骤：
[0019](1)将聚氨酯溶于溶剂中得到纺丝液，通过湿法纺丝装置制备得到聚氨酯纤维长丝，由第一、第二导丝盘牵伸以及第一卷绕收集装置进行收卷，将聚氨酯纤维长丝通过设置于第二导丝盘与卷绕收集装置之间的烘干装置，进行半干燥处理；
[0020](2)将羊毛角蛋白与PVA溶于溶剂中得到混合纺丝液，加入紫外吸收剂混匀，在紫外灯照射下通过共轭静电纺丝装置进行喷纺形成锥形纳米纤维网面；喷纺的同时，固定设置于喇叭口下端的气喷头喷射纳米银颗粒，纳米银颗粒粘附在具有热粘性的羊毛角蛋白/PVA纳米纤维锥形内壁上，一同包覆至半干燥处理后的聚氨酯纤维长丝上，由第二卷绕收集装置收卷得到抗菌抗静电聚氨酯复合纱线。
[0021]进一步地，步骤(1)中，所述溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂，其中N,N
‑
二甲基甲酰胺和四氢呋喃的体积比为1:1
‑
2:3。
[0022]进一步地，所述导丝盘包含第一导丝盘和第二导丝盘。
[0023]进一步地，上述第一导丝盘、第二导丝盘、第一卷绕收集装置、第二卷绕收集装置的速度依次递增。
[0024]进一步地，所述第一导丝盘的速度为6
‑
16cm/s，第二导丝盘速度为7
‑
18cm/s，第一卷绕收集装置收卷的速度为8
‑
22cm/s，所述第二卷绕收集装置收卷的速度为10
‑
28cm/s。
[0025]通过设置梯度上升速度的实现对纤维的牵伸作用，使纤维沿集合体的轴向作相对位移，从而优化聚氨酯长丝的结晶取向，以提高聚氨酯长丝的强度。
[0026]进一步地，步骤(1)中，所述烘干装置的烘干温度为100
‑
110℃。
[0027]步骤(1)中通过控制导丝盘以及第一卷绕收集装置收卷的速度，使芯纱通过烘干装置进行半干燥处理，由于湿法纺丝制备纤维时，部分溶剂分子会进入纤维的无定形区，增大分子间距离，因此处于半干燥状态的纱线比完全干燥后的纱线分子间作用力小，结构更
为松散，在外力牵伸下分子链易发生相对滑移，大分子进行取向重排；较之完全干燥处理，对芯纱进行半干燥处理一方面可以节省干燥处理的时间，且有利于后续的二次牵伸，另一方面，未完全干燥的芯纱通过高功率紫外灯照射的喇叭口时，可保护芯纱以避免过热影响力学强度，同时在余热的作用下达到再次干燥的目的。
[0028]进一步地，步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备复合纱线的一体化装置，其特征在于，所述一体化装置包括：湿法纺丝装置，包括湿法纺丝注射泵、喷丝头以及凝固浴，所述喷丝头设置于凝固浴内，并与湿法纺丝注射泵相连通；牵引、卷收装置，包括沿着纤维走线方向依次设置的第一导丝盘、第二导丝盘、第一卷绕收集装置与第二卷绕收集装置，所述第一导丝盘设置于凝固浴内，与所述第二导丝盘用于牵引湿法纺丝制备的纤维；烘干装置，设置于所述第二导丝盘和第一卷绕收集装置之间，包括烘干机和位于烘干机下方的废液储存装置，所述废液储存装置与所述烘干机相连通；紫外灯、喇叭口一体装置，设置于所述第一卷绕收集装置与第二卷绕收集装置之间；所述紫外灯为环形，与喇叭口固定连接并设置在喇叭口正上方，用于烘干芯纱以及加热喇叭口下方包含紫外吸收剂的纤维；所述喇叭口下端固定设置一个或多个气喷头，所述气喷头用于喷射纳米银颗粒；共轭静电纺丝装置，包含设置于喇叭口下方两侧的两个共轭静电纺丝注射泵，其中一个连接高压正极电源，另一个连接高压负极电源，所述共轭静电纺丝注射泵喷出纺丝液在电场作用下形成锥形纳米纤维网面；所述一体化装置开启时，所述紫外灯、喇叭口一体装置被机械带动旋转。2.根据权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述紫外灯边缘与喇叭口边缘竖直夹角α为10
°‑
30
°
；所述锥形纳米纤维网面尖端角度β为60
°‑
80
°
。3.一种使用权利要求1或2所述的一体化装置制备抗菌抗静电聚氨酯复合纱线的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚氨酯溶于溶剂中得到纺丝液，通过湿法纺丝装置制备得到聚氨酯纤维长丝，由第一、第二导丝盘牵伸以及第一卷绕收集装置进行收卷，将聚氨酯纤维长丝通过设置于第二导丝盘与卷绕收集装置之间的烘干装置，进行半干燥处理；(2)将羊毛角蛋白与PVA溶于溶剂中得到混合纺丝液，加入紫外吸收剂混匀，在紫外灯照射下通过共轭静电纺丝装置进行喷纺形成锥形纳米纤维网面；喷纺的同时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇清，周雨萱，方剑，张克勤，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：