CN113201832B - 一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品 - Google Patents

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Abstract

一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，先由喷气孔向涡流室内喷入带压气体以形成旋转气流，再向纤维通道内输入纤维束，纤维束在导引针的作用下进入涡流室，纤维束中的一部分进入引纱通道内成为芯纤维，其余部分则随气流回转以对芯纤维进行包缠，从而构成初级纱线，随后，在初级纱线经引纱通道向外输出的过程中，初级纱线依次经历阳离子涂覆区、阴离子涂覆区以获得所述的抗菌纱线，阳、阴离子涂覆区之间为非涂覆区，阳、阴离子涂覆区内分布的为阳、阴离子水雾。本设计不仅能够通过喷气涡流纺制取抗菌纱线，制取难度较小，而且均匀度较高，雾化效果较强。

Description

一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品
技术领域
本发明涉及一种抗菌纱线的制取工艺，属于功能性纱线制备技术领域，尤其涉及一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品。
背景技术
喷气涡流纺是由喷气纺发展而来的一种新型纺纱技术，制作时会形成由芯纤维和包缠纤维组成的两相结构喷气涡流纱线，生产效率较高，但是，现有的喷气涡流纺纱线功能性单一，抗菌、抑菌效果不佳。因此，创新开发功能化、高附加值的新型喷气涡流纺纱线，成为喷气涡流纺企业提质增效、转型发展的必由之路。
目前抗菌纱线的制备方法，主要包括两大类：第一类是纤维材料的改性，主要通过化学方法将功能性高分子接枝到纤维表面，或者将功能性无机纳米颗粒负载到纤维表面来形成功能纱线；第二类是采用混纺的方法，通过具有抗菌功能的纤维与普通纤维进行混合纺纱的方法，制备具有抗菌功能的纱线。但这两种方法对纱线的品种及纱线的结构都有限制，应用于喷气涡流纺中的难度较大，导致不能在保证喷气涡流纺既有优点的基础上增强抗菌功能。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不易通过喷气涡流纺制取抗菌纱线、制取难度较大的缺陷与问题，提供一种能够通过喷气涡流纺制取抗菌纱线、制取难度较小的制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，所述喷气涡流纺工艺包括以下步骤：
先由喷气孔向涡流室内喷入带压气体以形成旋转气流，再向纤维通道内输入纤维束，随后，纤维束在导引针的作用下进入涡流室，其中，纤维束中的一部分进入引纱通道内成为芯纤维，而纤维束的其余部分则随气流回转以对芯纤维进行包缠，从而构成初级纱线，并从引纱通道向外输出，在输出的同时，涡流管、空心锭子之间夹成的管锭间隙向外排气；
在初级纱线经引纱通道向外输出的过程中，初级纱线依次经历阳离子涂覆区、阴离子涂覆区以获得所述的抗菌纱线，其中，阳离子涂覆区、阴离子涂覆区均位于引纱通道内，阳离子涂覆区、阴离子涂覆区之间为非涂覆区；
所述阳离子涂覆区内分布的为阳离子水雾，该阳离子水雾的溶质为阳离子聚电解质，所述阴离子涂覆区内分布的为阴离子水雾，该阴离子水雾的溶质为阴离子聚电解质。
所述阳离子水雾的溶质为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合。
所述阴离子水雾的溶质为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合。
所述空心锭子的内壁内设置有阳离子涂覆段与阴离子涂覆段，阳离子涂覆段、阴离子涂覆段之间为非涂覆段，阳离子涂覆段、阴离子涂覆段均环绕引纱通道设置，所述阳离子涂覆段向阳离子涂覆区内输送阳离子水雾，所述阴离子涂覆段向阴离子涂覆区内输送阴离子水雾。
所述阳离子涂覆段、阴离子涂覆段的结构一致，均包括生雾环、出雾环与喷嘴环，所述喷嘴环、生雾环、出雾环都环绕引纱通道设置，生雾环、出雾环、引纱通道由外至内依次同心设置，生雾环、出雾环的底面均与喷嘴环的顶面相连接；
所述喷嘴环内设置有至少一个液喷嘴，该液喷嘴的嘴口斜向延伸至生雾环内，嘴口朝远离出雾环的方向延伸，所述出雾环内设置有多个出雾管，该出雾管的一端与引纱通道相通，出雾管的另一端与生雾环相通。
所述出雾管倾斜设置，出雾管上与引纱通道相通的一端高于该出雾管上与生雾环相通的一端。
所述液喷嘴的顶端为嘴口，所述液喷嘴的底端经进液口与外部设备相通。
所述生雾环包括环顶面、环底面与环侧围，所述环顶面的直径小于环底面的底面，所述环顶面的周边经环侧围与环底面的周边相连接，所述环侧围的外壁与管锭间隙相接触，所述环顶面与环侧围的交接处为顶侧交接部，该顶侧交接部与嘴口的中轴线正对设置。
所述环侧围的制作材料为弹性膜、弹性金属片或弹性塑料片中的任意一种。
一种抗菌纱线，所述抗菌纱线为上述制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺所制得的产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品中，在初级纱线经引纱通道向外输出的过程中，初级纱线需要依次经历阳离子涂覆区、阴离子涂覆区，其中，当经历阳离子涂覆区时，阳离子水雾会在初级纱线的表面涂覆上一层阳离子聚电解质溶液，随后，再当经历阴离子涂覆区时，前述涂覆后的纱线的表面会再涂覆一层阴离子聚电解质溶液，此时，阳、阴离子聚电解质相互之间通过静电吸附作用形成非水溶性的阳、阴离子聚电解质复合膜，以包覆于初级纱线的表面，从而获得抗菌纱线，由于阳、阴离子聚电解质本就具有抗菌功能，因此，它们相互结合形成的复合膜也具有抗菌功能，同时，复合膜还具有稳定的结构，耐水洗性良好。此外，整个工艺只需在现有的喷气涡流纺工艺中，依次设置阳离子涂覆区、阴离子涂覆区即可，设计构思巧妙，也比较容易实现。因此，本发明不仅能够通过喷气涡流纺制取抗菌纱线，抗菌效果较强，而且制取难度较小，易于实现。
2、本发明一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品中，阳离子涂覆区、阴离子涂覆区均位于引纱通道内，阳离子涂覆区、阴离子涂覆区之间为非涂覆区，应用时，初级纱线依次经历阳离子涂覆区、阴离子涂覆区，以分别实现阳、阴离子聚电解质溶液的涂覆，而在整个涂覆过程中，初级纱线在引纱通道内是不断自转的，该种自转能提高涂覆的均匀度，确保形成高质量的复合膜，从而提高最终制得的抗菌纱线的抗菌效果。因此，本发明的均匀度较高，抗菌功能较强。
3、本发明一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品中，阳离子涂覆段、阴离子涂覆段的结构一致，均包括生雾环、出雾环与喷嘴环，其中，喷嘴环、生雾环、出雾环都环绕引纱通道设置，喷嘴环内设置有至少一个液喷嘴，该液喷嘴的嘴口斜向延伸至生雾环内，出雾环内设置有多个与引纱通道、生雾环都相通的出雾管，应用时，液喷嘴倾斜、向上的喷出溶液，以使溶液与生雾环的顶部相互撞击，从而产生溅射的水雾或水滴，再经历出雾管后向引纱通道内输出，水雾在引纱通道内蔓延、分布以形成涂覆区，蔓延分布雾气的方式能够提高雾化的效果，提高后续涂覆的效果。因此，本发明不仅雾化效果较强，而且涂覆效果较好。
4、本发明一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品中，出雾管倾斜设置，出雾管上与引纱通道相通的一端高于该出雾管上与生雾环相通的一端，应用时，本发明在生雾环中撞击产生的水雾能够通过出雾管蔓延至引纱通道内，此外，撞击产生的处于溅射状态的水滴也会进入出雾管，此时，出雾管的倾斜设置会产生两个优点：
第一，如果水滴与出雾管再次撞击会产生新的水雾，则会继续蔓延至引纱通道内；
第二，倾斜的角度设计能确保最终蔓延出去的都是水雾，而且是相对浓度不厚重的水雾，从而确保在引纱通道最大程度上避免水滴的产生，进而避免对涂覆、后续的复合膜产生影响。
因此，本发明能最大程度上确保涂覆区的雾化效果，提升最终的复合膜的质量。
5、本发明一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺及产品中，涡流室中的气流会顺着管锭间隙向外排出，同时，生雾环中当液喷嘴倾斜、向上的喷出溶液时，溶液会撞击顶侧交接部的周围，产生溅射的水雾或水滴，而环侧围受到管锭间隙之间向外排出的气流的作用，会对撞击产生的水雾或水滴进行反弹，从而提升水雾或水滴进入出雾管的效率。因此，本发明能提升气流的利用效果，增加水雾的蔓延效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中阳离子涂覆段的结构示意图。
图3是本发明中引纱通道、出雾环、生雾环之间的相对位置示意图。
图中：纤维束1、纤维通道11、初级纱线2、抗菌纱线3、喷气孔4、涡流室5、导引针6、引纱通道7、阳离子涂覆区71、阳离子水雾711、阴离子涂覆区72、阴离子水雾721、非涂覆区73、空心锭子8、阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82、非涂覆段83、生雾环84、环顶面841、环底面842、环侧围843、顶侧交接部844、出雾环85、出雾管851、喷嘴环86、液喷嘴87、嘴口871、进液口872、涡流管9、管锭间隙91。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1—图3，一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，所述喷气涡流纺工艺包括以下步骤：
先由喷气孔4向涡流室5内喷入带压气体以形成旋转气流，再向纤维通道11内输入纤维束1，随后，纤维束1在导引针6的作用下进入涡流室5，其中，纤维束1中的一部分进入引纱通道7内成为芯纤维，而纤维束1的其余部分则随气流回转以对芯纤维进行包缠，从而构成初级纱线2，并从引纱通道7向外输出，在输出的同时，涡流管9、空心锭子8之间夹成的管锭间隙91向外排气；
在初级纱线2经引纱通道7向外输出的过程中，初级纱线2依次经历阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72以获得所述的抗菌纱线3，其中，阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72均位于引纱通道7内，阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72之间为非涂覆区73；
所述阳离子涂覆区71内分布的为阳离子水雾711，该阳离子水雾711的溶质为阳离子聚电解质，所述阴离子涂覆区72内分布的为阴离子水雾721，该阴离子水雾721的溶质为阴离子聚电解质。
所述阳离子水雾711的溶质为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合。
所述阴离子水雾721的溶质为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合。
所述空心锭子8的内壁内设置有阳离子涂覆段81与阴离子涂覆段82，阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82之间为非涂覆段83，阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82均环绕引纱通道7设置，所述阳离子涂覆段81向阳离子涂覆区71内输送阳离子水雾711，所述阴离子涂覆段82向阴离子涂覆区72内输送阴离子水雾721。
所述阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82的结构一致，均包括生雾环84、出雾环85与喷嘴环86，所述喷嘴环86、生雾环84、出雾环85都环绕引纱通道7设置，生雾环84、出雾环85、引纱通道7由外至内依次同心设置，生雾环84、出雾环85的底面均与喷嘴环86的顶面相连接；
所述喷嘴环86内设置有至少一个液喷嘴87，该液喷嘴87的嘴口871斜向延伸至生雾环84内，嘴口871朝远离出雾环85的方向延伸，所述出雾环85内设置有多个出雾管851，该出雾管851的一端与引纱通道7相通，出雾管851的另一端与生雾环84相通。
所述出雾管851倾斜设置，出雾管851上与引纱通道7相通的一端高于该出雾管851上与生雾环84相通的一端。
所述液喷嘴87的顶端为嘴口871，所述液喷嘴87的底端经进液口872与外部设备相通。
所述生雾环84包括环顶面841、环底面842与环侧围843，所述环顶面841的直径小于环底面842的底面，所述环顶面841的周边经环侧围843与环底面842的周边相连接，所述环侧围843的外壁与管锭间隙91相接触，所述环顶面841与环侧围843的交接处为顶侧交接部844，该顶侧交接部844与嘴口871的中轴线正对设置。
所述环侧围843的制作材料为弹性膜、弹性金属片或弹性塑料片中的任意一种。
一种抗菌纱线，所述抗菌纱线为上述制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺所制得的产品。
本发明的原理说明如下：
本发明中，当初级纱线2依次经历阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72以获得所述的抗菌纱线3之后，可以在后续过程中增加热烘燥阶段，从而显著提高最终纱线的耐磨强度，一举两得，极其适宜抗菌功能纱线的连续化大规模制备。
本发明中环侧围843的制作材料优选为弹性膜、弹性金属片或弹性塑料片中的任意一种，其应用时为非松弛的状态，同时，优选生雾环84中嘴口871喷出的溶液，较大部分的直接射向环侧围843，以使环侧围843外凸，同时，环侧围843受气流的作用会对外凸进行应激反应，从而提高环侧围843的反弹效果，提升对撞击产生的水雾或水滴的反弹效果，增强后续的蔓延、分布功能。
实施例1：
参见图1—图3，一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，所述喷气涡流纺工艺包括以下步骤：先由喷气孔4向涡流室5内喷入带压气体以形成旋转气流，再向纤维通道11内输入纤维束1，随后，纤维束1在导引针6的作用下进入涡流室5，其中，纤维束1中的一部分进入引纱通道7内成为芯纤维，而纤维束1的其余部分则随气流回转以对芯纤维进行包缠，从而构成初级纱线2，并从引纱通道7向外输出，在输出的同时，涡流管9、空心锭子8之间夹成的管锭间隙91向外排气；在初级纱线2经引纱通道7向外输出的过程中，初级纱线2依次经历阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72以获得所述的抗菌纱线3，其中，阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72均位于引纱通道7内，阳离子涂覆区71、阴离子涂覆区72之间为非涂覆区73；所述阳离子涂覆区71内分布的为阳离子水雾711，该阳离子水雾711的溶质为阳离子聚电解质（优选为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合），所述阴离子涂覆区72内分布的为阴离子水雾721，该阴离子水雾721的溶质为阴离子聚电解质（优选为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合）。
一种抗菌纱线，所述抗菌纱线为上述制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺所制得的产品。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述空心锭子8的内壁内设置有阳离子涂覆段81与阴离子涂覆段82，阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82之间为非涂覆段83，阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82均环绕引纱通道7设置，所述阳离子涂覆段81向阳离子涂覆区71内输送阳离子水雾711，所述阴离子涂覆段82向阴离子涂覆区72内输送阴离子水雾721。优选阳离子涂覆段81、阴离子涂覆段82的结构一致，均包括生雾环84、出雾环85与喷嘴环86，所述喷嘴环86、生雾环84、出雾环85都环绕引纱通道7设置，生雾环84、出雾环85、引纱通道7由外至内依次同心设置，生雾环84、出雾环85的底面均与喷嘴环86的顶面相连接；所述喷嘴环86内设置有至少一个液喷嘴87，该液喷嘴87的嘴口871斜向延伸至生雾环84内，嘴口871朝远离出雾环85的方向延伸，所述出雾环85内设置有多个出雾管851，该出雾管851的一端与引纱通道7相通，出雾管851的另一端与生雾环84相通。
实施例3：
基本内容同实施例2，不同之处在于：
所述出雾管851倾斜设置，出雾管851上与引纱通道7相通的一端高于该出雾管851上与生雾环84相通的一端。所述液喷嘴87的顶端为嘴口871，所述液喷嘴87的底端经进液口872与外部设备相通。
实施例4：
基本内容同实施例2，不同之处在于：
所述生雾环84包括环顶面841、环底面842与环侧围843，所述环顶面841的直径小于环底面842的底面，所述环顶面841的周边经环侧围843与环底面842的周边相连接，所述环侧围843的外壁与管锭间隙91相接触，所述环顶面841与环侧围843的交接处为顶侧交接部844，该顶侧交接部844与嘴口871的中轴线正对设置。优选环侧围843的制作材料为弹性膜、弹性金属片或弹性塑料片中的任意一种。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述喷气涡流纺工艺包括以下步骤：
先由喷气孔（4）向涡流室（5）内喷入带压气体以形成旋转气流，再向纤维通道（11）内输入纤维束（1），随后，纤维束（1）在导引针（6）的作用下进入涡流室（5），其中，纤维束（1）中的一部分进入引纱通道（7）内成为芯纤维，而纤维束（1）的其余部分则随气流回转以对芯纤维进行包缠，从而构成初级纱线（2），并从引纱通道（7）向外输出，在输出的同时，涡流管（9）、空心锭子（8）之间夹成的管锭间隙（91）向外排气；
在初级纱线（2）经引纱通道（7）向外输出的过程中，初级纱线（2）依次经历阳离子涂覆区（71）、阴离子涂覆区（72）以获得所述的抗菌纱线（3），其中，阳离子涂覆区（71）、阴离子涂覆区（72）均位于引纱通道（7）内，阳离子涂覆区（71）、阴离子涂覆区（72）之间为非涂覆区（73）；
所述阳离子涂覆区（71）内分布的为阳离子水雾（711），该阳离子水雾（711）的溶质为阳离子聚电解质，所述阴离子涂覆区（72）内分布的为阴离子水雾（721），该阴离子水雾（721）的溶质为阴离子聚电解质。
2.根据权利要求1所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述阳离子水雾（711）的溶质为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合。
3.根据权利要求1所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述阴离子水雾（721）的溶质为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述空心锭子（8）的内壁内设置有阳离子涂覆段（81）与阴离子涂覆段（82），阳离子涂覆段（81）、阴离子涂覆段（82）之间为非涂覆段（83），阳离子涂覆段（81）、阴离子涂覆段（82）均环绕引纱通道（7）设置，所述阳离子涂覆段（81）向阳离子涂覆区（71）内输送阳离子水雾（711），所述阴离子涂覆段（82）向阴离子涂覆区（72）内输送阴离子水雾（721）。
5.根据权利要求4所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述阳离子涂覆段（81）、阴离子涂覆段（82）的结构一致，均包括生雾环（84）、出雾环（85）与喷嘴环（86），所述喷嘴环（86）、生雾环（84）、出雾环（85）都环绕引纱通道（7）设置，生雾环（84）、出雾环（85）、引纱通道（7）由外至内依次同心设置，生雾环（84）、出雾环（85）的底面均与喷嘴环（86）的顶面相连接；
所述喷嘴环（86）内设置有至少一个液喷嘴（87），该液喷嘴（87）的嘴口（871）斜向延伸至生雾环（84）内，嘴口（871）朝远离出雾环（85）的方向延伸，所述出雾环（85）内设置有多个出雾管（851），该出雾管（851）的一端与引纱通道（7）相通，出雾管（851）的另一端与生雾环（84）相通。
6.根据权利要求5所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述出雾管（851）倾斜设置，出雾管（851）上与引纱通道（7）相通的一端高于该出雾管（851）上与生雾环（84）相通的一端。
7.根据权利要求5所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述液喷嘴（87）的顶端为嘴口（871），所述液喷嘴（87）的底端经进液口（872）与外部设备相通。
8.根据权利要求5所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述生雾环（84）包括环顶面（841）、环底面（842）与环侧围（843），所述环顶面（841）的直径小于环底面（842）的底面，所述环顶面（841）的周边经环侧围（843）与环底面（842）的周边相连接，所述环侧围（843）的外壁与管锭间隙（91）相接触，所述环顶面（841）与环侧围（843）的交接处为顶侧交接部（844），该顶侧交接部（844）与嘴口（871）的中轴线正对设置。
9.根据权利要求8所述的一种制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺，其特征在于：所述环侧围（843）的制作材料为弹性膜、弹性金属片或弹性塑料片中的任意一种。
10.一种抗菌纱线，其特征在于：所述抗菌纱线为权利要求1、2或3所述的制作抗菌纱线的喷气涡流纺工艺所制得的产品。
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