[发明专利]一种喂入式纳米级静电环锭纺纱方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织装置和方法，尤其涉及一种喂入式纳米级静电环锭纺纱方法，属于纺织技术领域。

背景技术

纳米纤维从狭义上讲是指直径于1nm到100nm之间的纤维，当纤维直径进入纳米级别时，相应的材料会表现出多种惊人的特性。如将纳米纤维植入织物表面，可形成一层稳定的气体薄膜，制成双疏性界面织物，既可防水，又可防油、防污；用纳米纤维制成的高级防护服，其织物多孔且有膜，不仅能使空气透过，具可呼吸性，还能挡风和过滤微细粒子，对气溶胶有阻挡性，可防生化武器及有毒物质。此外，纳米纤维还可用于化工、医药等产品的提纯、过滤等。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。但当静电纺丝技术应用到越来越多的领域史，静电纺制造效率低的缺点也随之体现出来。因此，很多学者在喷丝头的开发上做了大量研究。但将静电纺丝技术与传统纺纱技术结合来研究的案例很少。这种结合可以提高纱线的质量、扩大应用领域、提高纳米纤维用途和静电纺纤维利用率。

环锭纺纱主要以短纤维为原料，如需制备具有特种性能比如吸水吸油性好的纱线只能通过改变纤维原料或者后整理。如若在成纱过程中加入静电纺丝的纳米纤维，环锭纺纱线性将凸显更优异性能，但目前现有技术缺乏相应的技术，难以获得良好性能的面料。

背景技术

本发明需要解决的技术问题是：如何将静电纺丝与环锭纺纱相结合，提供一种性能更优的纺织面料。

本发明采取以下技术方案：

一种喂入式纳米级静电环锭纺纱方法，在环锭细纱机的每一个牵伸上，从粗纱筒退绕下来的短纤维粗纱，经过一个介于喂入罗拉4和粗纱吊架1之间的与外界绝缘的静电纺丝区间19；静电纺丝区间内部装置包括喇叭型接收器2、料筒11、若干金字塔形喷丝头12、静电发生器13、喇叭型接收器动力机构；在此区间内，金字塔形喷丝头12为1个或多个，喇叭形接收器2接静电发生器13负极，金字塔形喷丝头12接静电发生器13正极，正负极之间形成电场对纳米纤维B拉伸；以一定速度喇叭型接收器动力机构驱动喇叭型接收器2转动，喇叭型接收器2旋转形成空气流，纳米纤维B在电场力驱动下螺旋沉积在喇叭型接收器2的接收环20上，在气流的带动下已沉积的纳米纤维束以与流经喇叭型接收器2的粗纱A并合；粗纱A带动纳米纤维B进入后置的喇叭型导纱器3，经过若干个罗拉皮辊组构成的牵伸区进行牵伸加捻，最后经导纱钩16穿过钢丝圈，卷绕在细纱筒17上。进一步的，所述金字塔形喷丝头12呈锥形分布在喇叭形接收器2后部周围。更进一步的，金字塔形喷丝头12须在对称位置放置多个，且竖直放置，喷丝头中心正对喇叭口。

进一步的，所述喇叭型接收器动力机构为电动机14和链条15。

进一步的，所述罗拉皮辊组包括喂入罗拉4、喂入皮辊5；中罗拉6、中皮辊；前罗拉9、前皮辊10。

更进一步的，喇叭型接收器2是聚四氟一些类绝缘材料，内边缘口附着金属材料的接收环20。

更进一步的，金字塔形喷丝头为一层层阶梯叠加状，接线柱22接静电发生器正极，溶液在料筒挤压下经过中心通道23，到达喷丝头内部收集槽21，在每层阶梯边缘上开有喷丝孔24，纺丝液从一个个喷丝孔24中被挤压出，经过静电压拉伸形成纳米纤维。

再进一步的，喇叭型接收器口径比金字塔形喷丝头口径大，喇叭口朝下放置，倾斜角度<30°。

更进一步的，粗纱在正中央，4个金字塔形喷丝头需围绕粗纱，在喇叭型接收器下方竖直放置，喷丝头与接收器之间距离控制在20cm以内；金字塔形喷丝头加高压后，大量的纳米纤维喷向收集喇叭口，随着喇叭口的旋转，周围空气带动纳米纤维旋转包覆在粗纱周围，形成短暂的皮芯结构；随着纱线进入喇叭口开始牵伸，皮芯结构开始发生变化，纳米纤维逐渐内移，形成内外转移结构纱线。

本发明的有益效果在于：

1)在喂入区添加纳米纤维，经过牵伸和加捻，有效保证纱线结构紧密，不会因纳米纤维产生毛羽和条干的问题；

2)粗纱覆盖的一层纳米纤维经过牵伸和加捻使纱线产生内外转移结构，纱线更致密；

3)赋予纱线更好的吸湿性、吸油性和过滤性能；

4)提高静电纺纳米纤维的利用率，与传统纺纱方式结合扩大静电纺丝机的应用领域；

5)由于纳米纤维大的表面积而带来的高吸湿性，缓解传统纺纱过程中静电带来的飞花和断头。