[發明專利]一種亞微米纖維在線跨尺度環錠包芯紡紗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910566864.2
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110373754A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 覃小紅;楊宇晨;權震震;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01H5/72
• 分類號: D01H5/72;D01H5/74;D02G3/36;D01D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 王亮

本發明涉及一種亞微米纖維在線跨尺度環錠包芯紡紗裝置及方法，通過在環錠紡紗機前牽伸區正上方設置主動式V型沉積槽導輪和單針頭靜電紡絲系統，使針頭與導輪之間形成靜電紡絲區，在V型沉積槽銅環尖端的誘導和導輪的高速運轉下，靜電紡亞微米纖維在槽中取向線形沉積，導輪的主動運動帶動凝聚的亞微米纖維束與微米纖維須條在前鉗口處匯合，紡紗三角區的捻度傳遞實現了外圍的微米纖維對芯層亞微米纖維束形成良好的包覆，形成穩定的皮芯結構。本發明實現了多尺度纖維的在線包芯成紗，解決了多尺度纖維復合成紗效率低、紗線結構不可控，純紡微米纖維紗線功能單一、附加值低的技術問題，可顯著拓寬靜電紡亞微米纖維和傳統紗線的應用領域。

技術領域

本發明涉及紡織加工技術領域，特別是涉及一種亞微米纖維在線跨尺度環錠包芯紡紗裝置及方法。

背景技術

靜電紡絲是目前唯一能夠批量化紡制連續亞微米纖維的通用方法，操作簡單，可實施性強。由靜電紡制備的亞微米纖維的直徑通常在100-1000nm，纖維尺度小、比表面積高，并且纖維形貌和組分可通過紡絲工藝參數和聚合物的靈活選擇來調控，使靜電紡亞微米纖維成為了纖維科學與工程領域的研究熱點，并被廣泛應用于過濾、能源、生物醫學、催化、防水透濕、油水分離等領域。但由于靜電紡亞微米纖維的直徑小，結晶度低，導致其絕對力學強力極差，遠低于傳統短纖維和化學長絲的拉伸斷裂強力，由此帶來了亞微米纖維制品在加工和使用過程中易磨損，結構穩定性差等突出問題，嚴重限制了其商業化應用。

針對上述問題，目前的一種做法是將靜電紡亞微米纖維加工成純紡亞微米纖維紗線，以提高亞微米纖維集合體的力學性能。中國知識產權局2010年6月23日公開的發明專利“一種靜電紡納米纖維紗線系統及納米纖維紗線的制備方法”，專利申請號CN200810018267，該申請公案公布了一種通過外邊緣固定有環形銅膜的旋轉圓盤收集靜電紡納米纖維，利用切刀進行納米纖維束的剝取，后續再經加捻、卷繞裝置成紗的納米纖維紗線系統和紗線制備方法。中國知識產權局2010年9月15日公開的發明專利“蜘蛛絲蛋白/聚乳酸復合納米纖維紗及其制備方法”，專利申請號CN200810235929，該申請公案公布了一種通過水浴法收集納米纖維束，在經導絲、加熱、卷繞成形等步驟制備蜘蛛絲蛋白/聚乳酸復合納米纖維紗的制備方法。中國知識產權局2015年8月31日公開的發明專利“一種靜電紡納米纖維的多股噴氣摩擦成紗裝置及制備方法”，專利申請號CN201510545647，該申請公案提出了一種通過金屬摩擦輥對納米纖維進行收集和加捻的納米纖維成紗裝置和紡紗方法。盡管關于通過靜電紡亞微米纖維取向成紗增強亞微米纖維集合體的力學性能的研究以較為普遍，但現有的成紗機構仍無法實現亞微米纖維紗線的批量制備，加上亞微米纖維紗線自身耐磨性差，導致其在各領域尤其是紡織服裝領域的工業化應用受到了嚴重的限制。