[发明专利]一种复合纱线及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合纱线及其制备方法和应用，该方法使静电纺丝机构纺出的短纤纳米纤维通过一个特定的具有的网孔的导向板进行处理，对刚纺出的短纤纳米纤维进行纵向和横向的作用，改变短纤纳米纤维刚纺出呈现的螺旋状态，使其更平直，并在重力(优选配和其他外力)的作用下经过网孔，进而能够与常规纱并排排列或趋近于并排排列，获得更规整的复合方式，同时通过控制纺丝针头、导向板和常规纱的相对运动状态，使得短纤纳米纤维持续且均匀地分布在常规纱上并获得理想的复合数量，从而使得本发明方法制成的复合纱线不仅具备了比表面积大、透气性好等优势，而且还实现了高强度、纱线较硬，毛羽现象被极大抑制，表面光洁度高，适于功能性服饰制备。

技术领域

本发明属于静电纺丝技术领域，具体涉及一种复合纱线及其制备方法和应用。

背景技术

通过静电纺丝技术制作的纳米纤维的直径通常在1nm-100nm范围内，具有孔隙率高、比表面积大、长径比大、表面能和活性高等性能优势，但是纤维的断裂强度与耐磨性相对较差，难以满足高强度的产品生产。目前，常用的改善方式是将静电纺丝制成的纳米纤维与传统纺纱方法制成的纤维或纱线复合，进而制成复合纱线，然而，实践表明，存在纳米纤维与纱线复合后的材料强度仍然不佳，表面纳米纤维有脱落的现象，尤其是表面纳米纤维分布不匀，且极易出现毛羽现象，严重限制了纳米纤维的实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种改进的将静电纺丝制成的纳米纤维与除静电纺丝方法以外的常规纺纱方法制成的纤维或纱线进行复合的方法，该方法制备的复合纱线不仅具备了比表面积大、透气性好等优势，而且还实现了高强度、纱线较硬，尤其是毛羽现象被极大抑制。

本发明同时还提供了一种上述方法制备的复合纱线。

本发明同时还提供了一种上述方法制备的复合纱线在制备功能性服饰中的应用，该功能性服饰包括但不限于生物医疗、安全防护、军事等方面的服装领域。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种复合纱线的制备方法，该复合纱线包括第一纱和第二纱，所述第一纱由静电纺丝纺出的纳米纤维构成，所述第二纱包括由除静电纺丝之外的其他纺纱方法纺成的纤维或由除静电纺丝之外的其他纺纱方法纺成的纤维制成的初级纱线，所述复合纱线的制备方法包括：

在将至少一根所述第二纱经传送机构传送的过程中，使静电纺丝机构纺出的短纤纳米纤维穿过形成有多个网孔的导向板并分别与每根所述第二纱复合，形成至少一根复合初纱，然后加捻，制成所述复合纱线；

其中，所述复合初纱中，所述第二纱与所述短纤纳米纤维并排排列或呈相互之间的锐角夹角为大于0°且小于等于10°；

使所述导向板位于所述静电纺丝机构与所述传送机构之间，所述静电纺丝机构包括纺丝针头，控制所述纺丝针头在纺出短纤纳米纤维的过程中相对所述导向板发生往复移动，且使所述纺丝针头的移动速度大于所述第二纱的传送速度。

本发明中，由除静电纺丝之外的其他纺纱方法纺成的纤维优选为通过常规的传统方法纺出制成，该纤维具体例如包括但不限于为：玻璃纤维、碳纤维、聚乳酸纤维等。

根据本发明的一些优选方面，使所述纺丝针头的移动速度为所述第二纱的传送速度的偶数倍。

根据本发明的一些优选且具体的方面，使所述纺丝针头的移动速度为所述第二纱的传送速度的2-10倍。进一步地，使所述纺丝针头的移动速度为所述第二纱的传送速度的4-8倍。

在本发明的一些具体实施方式中，所述纺丝针头的移动速度为1-10m/s，进一步为2-6m/s。

根据本发明的一些优选方面，所述导向板水平设置，所述纺丝针头纺出短纤纳米纤维的方向相对所述导向板的延伸方向呈倾斜设置，且倾斜角度为20°-40°。该设置方式可以更好地使短纤纳米纤维获得理想的牵伸状态。