[發(fā)明專利]一種納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合紗的制備方法及應(yīng)用該方法的復(fù)合紗制備裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610882133.5
• 申請日: 2016-10-10
• 公開（公告）號: CN107916480A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周寶明;袁小婷;劉雍;王瑞;馬崇啟;稽境龑;康慶慶
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: D02G3/04
• 分類號: D02G3/04;D02G3/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合紗的制備方法及應(yīng)用該方法的復(fù)合紗制備裝置，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)紡紗技術(shù)按纖維原料的種類、長度不同可分為棉紡、毛紡、麻紡和絹紡紡紗系統(tǒng)，各紡紗系統(tǒng)所加工的纖維一般直徑范圍都為微米級，如毛纖維直徑范圍為8-30um，棉纖維直徑范圍為13-30um，紡紗用化學(xué)纖維直徑范圍為8-20um，各紡紗系統(tǒng)均可加工單一纖維的純紡紗或多種纖維的混紡紗。普通纖維紗線可以進(jìn)行針織、機(jī)織、編織等二次加工，進(jìn)而應(yīng)用于紡織服裝領(lǐng)域。

靜電紡絲技術(shù)是目前唯一能夠制備連續(xù)納米纖維的技術(shù)，該技術(shù)通過將高聚物的溶液或熔體置于高壓電場之中，利用電場力的拉伸作用獲得納米纖維。納米纖維直徑小，比表面積大，具有多種獨特的性能，在組織工程、過濾、能源、復(fù)合材料等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)靜電紡絲技術(shù)產(chǎn)量低，納米纖維一般以無紡布形式存在，無法利用傳統(tǒng)的紡織技術(shù)繼續(xù)加工。雖然目前已有學(xué)者通過改進(jìn)靜電紡絲設(shè)備制備出納米纖維紗線，Ali等人利用雙針頭靜電紡絲系統(tǒng)和加捻漏斗制備出連續(xù)納米纖維紗，但由于純納米纖維紗線強力低，仍無法在紡織服裝領(lǐng)域應(yīng)用。已公開專利膜裂法靜電紡連續(xù)納米纖維紗裝置及制備納米纖維紗方法(申請?zhí)?01510277735.3，公開日2015.09.30，公開號CN104947211A)，公開了一種利用膜裂法制備納米纖維紗的方法，但該方法的產(chǎn)量較低，紗線強力不高。美國專利US610913-A中，balonis等人將靜電紡納米纖維利用氣流沉積法引導(dǎo)到長絲上，經(jīng)牽引卷繞形成高強力納米纖維包芯紗，該紗線可以進(jìn)行二次加工，應(yīng)用于紡織服裝領(lǐng)域，但由于納米纖維膜分布在長絲表面，類似紗線上漿后的漿膜，加工、使用過程中很容易磨損掉落。

已公開專利一種納米纖維混紡復(fù)合紗線的制備方法(申請?zhí)?01310586642X，公開日2008.02.12，公開號CN103572448A)，利用傳統(tǒng)紡紗技術(shù)與靜電紡絲技術(shù)相結(jié)合加工納米纖維與普通纖維混紡復(fù)合紗，由于復(fù)合紗實現(xiàn)了納米纖維與普通纖維之間的近似均勻混合，該紗線改善了納米纖維包芯紗不耐磨的缺點，但由于該方法的靜電紡絲步驟位于棉紡梳棉機(jī)成條工序之前，成條后制得的是納米普通纖維復(fù)合條，復(fù)合條線密度一般為3-8ktex，要想制成真正意義的復(fù)合紗線，即使不考慮并合，也要經(jīng)過粗紗、細(xì)紗工序，再牽伸100倍左右；若考慮棉條的并合，則要經(jīng)過幾千倍的牽伸，該牽伸會導(dǎo)致納米纖維膜斷裂，造成納米纖維在紗線內(nèi)部分布不勻，影響納米纖維的應(yīng)用效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合紗的制備方法及應(yīng)用該方法的復(fù)合紗制備裝置，采用該方法制備的納米普通纖維復(fù)合紗線既具有納米纖維單紗的超高的比表面積和獨特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，又具有普通纖維紗線的強力高，耐磨性好等性能特點，納米纖維普通纖維在紗線長度截面方向混合均勻，可以進(jìn)行機(jī)織、針織、編織等二次加工，制備納米普通纖維復(fù)合紡織品。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的解決方案是：

一種納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合紗的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將普通纖維制成纖維網(wǎng)；

(2)將高分子聚合物溶解到溶劑中制成高分子聚合物溶液或?qū)⒏叻肿泳酆衔锶廴冢缓髮⒕酆衔锶芤夯蛉垠w以一定速率注入到連接有高壓電的噴絲裝置中，將步驟(1)制備的普通纖維網(wǎng)布置于噴絲裝置與單獨接地的接收裝置之間，使噴絲裝置中噴出的在電場力作用下飛向接收裝置的納米纖維被普通纖維網(wǎng)攔截，制備出納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合纖維網(wǎng)；

(3)將步驟(2)制得的納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合纖維網(wǎng)切條，制成納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合纖維條帶；

(4)將步驟(3)制得的納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合纖維條帶加捻制成具有一定強力，截面成圓形的納米纖維和普通纖維混紡復(fù)合纖維紗。

另外可優(yōu)選的，所述普通纖維可以為植物纖維包括：棉、亞麻、苧麻、大麻、羅布麻中的至少一種，也可以為動物纖維包括：羊毛、羊絨、兔毛、駝絨、羊駝絨、牦牛絨、蠶絲中的至少一種，還可以為化學(xué)纖維包括：聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、粘膠、芳綸中的至少一種。

另外可優(yōu)選的，所述高分子聚合物可以為聚酯、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種，所述溶劑為水、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、無水乙醇、二甲基乙酰胺和丙酮中的至少一種。