CN115198399B - 一种制备微纳米纤维复合纱线的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备微纳米纤维复合纱线的装置及方法。该装置包括:梳棉机的一侧设置阶梯负压分流吸风组件(5),所述阶梯负压分流吸风组件(5)分别与第一剥取辊(6)、第二剥取辊(7)相连,所述第一剥取辊(6)与第二传送装置(9)相连,所述第二剥取辊(7)与第一传送装置(8)相连,所述第二传送装置(9)下方设置自由液面静电纺丝装置(10),所述第二传送装置(9)与所述第一传送装置(8)在纤维网输出端相连,所述输出装置(11)设置在纤维网输出端一侧。该装置使得纳米纤维喷覆到两层纤维网之间,形成微纳米纤维三明治结构,从而从根本上解决纳米纤维与纺纱机部件摩擦过程中的损耗。
Description
技术领域
本发明属于纺纱加工装置及方法领域,特别涉及一种制备微纳米纤维复合纱线的装置及方法。
背景技术
随着经济的发展人民生活水平提高,人们越来越注重纺织品的功能性,追求纺织品的健康性、舒适性、防护性及易护理性等。例如抗菌纺织品:微生物虽然平时见不到,但它却无时无刻不存在于我们的周围环境,流感、霍乱等传染病、手足癣等皮肤病、发臭的衣物等都是由细菌和病毒所引起的。因此能够抗菌、抑菌、防臭的纺织品应运而生。防紫外线纺织品:紫外线不仅使纺织品褪色和脆化,也可使人体皮肤晒伤老化,产生黑色素和色斑,更严重的还会诱发癌变,危害人类健康,已引起国内外的广泛关注和纺织品预防研究。防污纺织品:随着经济的飞速发展,人们对高档奢侈纺织品的需求与日俱增,但大多珍贵的纺织品不耐油污,于是人们想到通过拒水拒油整理,将织物的表面张力降低到油性污的表面张力以下,达到防污目的。
目前市面上的功能纺织品,因考虑到成本的因素,大多采用纺织品后处理的方法制得。主要有(1)对成品进行涂层整理,该方法生产效率高、短时间内功能良好,但是因为涂层与纺织品间界面的结合力较弱,几次洗涤后因涂层脱落,丧失功能性;(2)在纤维、纱线或者纺织品表面接枝,该法可以赋予纺织品良好的功能性,但流程繁琐、可控性差、制备效率低;(3)通过共混纺丝法将多功能试剂加入高聚物中进行纺丝,该法工艺简单、成本低廉,但其主要适用于部分溶液纺丝,因为熔融纺丝对功能试剂的耐高温性要求极高,且功能试剂的用量会影响纤维的纺丝性能。因此,成本低廉、工艺简单,满足消费者需求的功能纺织品仍在研究和开发中。
纳米材料是当前研究热门的高新材料之一,具有小尺寸效应、量子尺寸效用、表面效用等优势,随着纳米技术的发展,纳米功能材料的安全、高效、广谱的优势得到广泛关注和应用。而静电纺丝方法是制备纳米纤维最可控、最高效便捷的方法,且成本低廉,可以产业化。中国专利CN201811479671.5公开了梳理机、纤网传输装置、静电纺丝装置和输出装置,将纳米纤维直接喷涂在梳棉机的棉网上,制备了纳米纤维均匀分布的混纺纱线用于微纳米功能性纺织品,但因为制备纳米纤维时使用的有机溶剂来不及挥发,以及本身纳米纤维小尺度效用的吸附性,使得纳米纤维在经过喇叭口、收集罗拉等部件时,会粘附到部件表面,大大损耗了纳米纤维在最终成纱中的含量。尽管中国专利CN201810012232.7为解决纳米纤维粘连的问题,将上输出辊和下输出辊的表面均涂覆光滑漆,以及通过对下输出辊进行区段镂空处理有效地降低了纳米纤维层与下输出辊的实际接触面积,从而避免了由于纳米纤维粘附下输出辊而引起了的大量损失问题,但此种方法也仅仅只是降低纳米纤维在此阶段的损耗量,无法从根本上解决纳米纤维与纺纱部件摩擦而造成损耗的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备微纳米纤维复合纱线的装置及方法,以克服现有技术中纳米纤维与纺纱部件摩擦而造成损耗的缺陷。
本发明提供一种制备微纳米纤维复合纱线的装置,包括:梳棉机的一侧设置阶梯负压分流吸风组件,所述阶梯负压分流吸风组件分别与第一剥取辊、第二剥取辊相连,所述第一剥取辊与第二传送装置相连,所述第二剥取辊与第一传送装置相连,所述第二传送装置下方设置自由液面静电纺丝装置,所述第二传送装置与所述第一传送装置在纤维网输出端相连,所述输出装置设置在纤维网输出端一侧。
优选地,所述梳棉机包括喂棉罗拉、锡林、盖板和道夫。
优选地,所述阶梯负压分流吸风组件包括:吸纤风嘴与第一负压腔室相连,所述第一负压腔室分别与第二负压腔室、第三负压腔室相连,所述第一负压腔室与第二负压腔室之间设置第一分离开关,所述第一负压腔室和第三负压腔室之间设置第二分离开关,所述第二负压腔室与第一出纤风嘴相连,所述第三负压腔室与第二出纤风嘴相连,其中第二负压腔室和第三负压腔室的负压分别大于第一负压腔室,形成阶梯负压气流。经锡林、道夫分梳的纤维,在阶梯负压吸动的作用下,由吸纤风嘴吸入第一负压腔室,再依靠阶梯负压的作用分成两路分别进入第二负压腔室和第三负压腔室。其中第一分离开关用于控制第一负压腔室与第二负压腔室的连通或关闭,第二分离开关用于控制第一负压腔室和第三负压腔室的连通或关闭。
优选地,所述第一负压腔室、第二负压腔室和第三负压腔室之间设置齿轮控制器;所述第一负压腔室与负压风机1相连,负压5000~7000Pa,所述第二负压腔室和第三负压腔室与负压风机2相连,负压6000~10000Pa,所述负压风机2的功率大于所述负压风机1,使得第二负压腔室和第三负压腔室的负压大于第一负压腔室,形成阶梯负压气流。
优选地,所述齿轮控制器和负压风机2由可编程逻辑控制器控制,当第二负压腔室和第三负压腔室中的纤维达到设定数量,可编程逻辑控制器控制齿轮控制器关闭第一分离开关和第二分离开关,并关闭负压风机2,此时第二负压腔室和第三负压腔室内气压与大气相等,纤维可由第一出纤风嘴和第二出纤风嘴输出,当第二负压腔室和第三负压腔室内纤维输出后,可编程逻辑控制器控制齿轮控制器重新打开第一分离开关和第二分离开关,并打开负压风机2,再次形成阶梯负压气流,纤维进入第二负压腔室和第三负压腔室,如此往复输送纤维。
更优选地,所述可编程逻辑控制器可控制第一分离开关和第二分离开关打开的大小,可控开关范围6~12cm,从而控制进入第二负压腔室和第三负压腔室的纤维量,从而影响两路纤维形成的纤维网厚度。
优选地,所述第一剥取辊的针布针尖与第一出纤风嘴呈正负10°的角度,以便调整与第一出纤风嘴契合相接,所述第一剥取辊逆时针旋转,所述第二剥取辊的针布针尖与第二出纤风嘴呈正负10°角度,以便调整与第二出纤风嘴契合相接,所述第二剥取辊顺时针旋转。
优选地,所述第一剥取辊和第二剥取辊表面针布的针间隔距离为1.9~2.3mm,比正常针距加大1.1~1.2倍。
优选地,所述第一传送装置包括六组步进转动棍。该六组步进转动棍的位置根据其带动的纤维网的厚度、张力进行调整,以防止纤维网断裂。
优选地,所述第一传送装置和第二传送装置表面均布孔洞,孔洞大小为0.5mm~2mm,孔洞间距为5mm-10mm。
优选地,所述装置还包括改进的转杯纺纱机。
优选地,所述改进的转杯纺纱机包括:输纤通道、气流通道、转杯和负压风机,所述气流通道和输纤通道的出口设置在转杯中,且关于转杯底部中心对称分布,所述气流通道和输纤通道与水平线的角度为30~60°,所述负压风机与所述气流通道相连,其中负压风机负压5000~12000Pa。通过负压风机调整转杯内气流运动,使原本输纤通道进入的气流速度减弱后,气流通道加强气流接续对纤维作用,从而提高转杯成纱的紧密度,减少后续纺纱工艺中纳米纤维的损失。
本发明还提供一种上述装置制备微纳米纤维复合纱线的方法,包括:
(1)将纤维卷喂入梳棉机梳理,然后喂入阶梯负压分流吸风组件,再分别由第一剥取辊、第二剥取辊将纤维网分成两路分别送入第一传送装置和第二传送装置制得第一纤维网和第二纤维网;
(2)将高聚物、功能性试剂和溶剂配成功能性纺丝液,经自由液面静电纺丝装置产生纳米纤维喷覆到第二传送装置的第二纤维网上,第一传送装置传送的第一纤维网与第二纤维网在两传送装置的纤维网输出端复合,将纳米纤维夹在两层纤维网之间,经输出装置引出形成混合生条,再经并条制得熟条,纺纱,得到微纳米纤维复合纱线。
优选地,所述步骤(1)中纤维卷包括棉纤维、粘胶纤维、莫代尔纤维、涤纶纤维中的一种或几种混纺。
优选地,所述步骤(1)中将纤维卷喂入梳棉机梳理,然后喂入阶梯负压分流吸风组件为:将纤维卷由喂棉罗拉喂入,经梳棉机的锡林、盖板、道夫喂入阶梯负压分流吸风组件。
优选地,所述步骤(2)中高聚物包括聚丙烯腈、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或几种。
优选地,所述步骤(2)中功能性试剂包括抗紫外功能性试剂、抗菌功能试剂、抑螨功能试剂、抗静电功能试剂中的一种或几种。
优选地,所述步骤(2)中溶剂包括无水乙醇、二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或几种。
优选地,所述步骤(2)中纺丝液中高聚物浓度为5~20%,功能性试剂浓度为0.01~2%。
优选地,所述步骤(2)中纺纱采用改进的转杯纺纱机,由输纤通道喂入,由引纱管引出。
有益效果
本发明在梳棉机道夫出口处加装阶梯负压分流吸风组件,并配合第一传送装置和第二传送装置将纤维网分成两层,使得纳米纤维喷覆到两层纤维网之间,形成微纳米纤维三明治结构,从而从根本上解决纳米纤维与纺纱机部件摩擦过程中的损耗。另外配备改进的转杯纺纱机及其短流程纺纱工艺路线,可以减少纳米纤维在后道纺纱工序的损失,能够进一步提高纳米纤维在最终产品中的含量,从而能够批量化制备性能优异的功能性纺织品。
附图说明
图1为本发明用于制备微纳米功能性纱线装置的结构示意图;
图2为本发明阶梯负压分流吸风组件的结构示意图;
图3为本发明改进的转杯纺结构示意图;
图4为本发明有限元模拟转杯内气流图;
图5为本发明改进的转杯纱与正常转杯纱结构对比图;
图6为本发明纳米纤维荧光标记图;
图7为实施例2中制备正常的转杯微纳米复合纱线装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例提供一种制备微纳米纤维复合纱线的装置,包括:梳棉机的一侧设置阶梯负压分流吸风组件5,所述阶梯负压分流吸风组件5分别与第一剥取辊6、第二剥取辊7相连,所述第一剥取辊6与第二传送装置9相连,所述第二剥取辊7与第一传送装置8相连,所述第二传送装置9下方设置自由液面静电纺丝装置10,所述第二传送装置9与所述第一传送装置8在纤维网输出端相连,所述输出装置11设置在纤维网输出端一侧。
所述梳棉机包括喂棉罗拉1、锡林2、盖板3和道夫4。
所述阶梯负压分流吸风组件5包括:吸纤风嘴51与第一负压腔室52相连,所述第一负压腔室52分别与第二负压腔室55、第三负压腔室57相连,所述第一负压腔室52与第二负压腔室55之间设置第一分离开关54,所述第一负压腔室和第三负压腔室57之间设置第二分离开关56,所述第二负压腔室55与第一出纤风嘴58相连,所述第三负压腔室57与第二出纤风嘴59相连,其中第二负压腔室55和第三负压腔室57的负压分别大于第一负压腔室52,形成阶梯负压气流。
所述第一负压腔室52、第二负压腔室55和第三负压腔室57之间设置齿轮控制器53;所述第一负压腔室52与负压风机1相连,所述第二负压腔室55和第三负压腔室57与负压风机2相连,所述负压风机2的功率大于所述负压风机1,使得第二负压腔室55和第三负压腔室57的负压大于第一负压腔室52,形成阶梯负压气流。
所述齿轮控制器和负压风机2由可编程逻辑控制器控制,当第二负压腔室和第三负压腔室中的纤维达到设定数量,可编程逻辑控制器控制齿轮控制器关闭第一分离开关54和第二分离开关56,并关闭负压风机2,此时第二负压腔室和第三负压腔室内气压与大气相等,纤维可由第一出纤风嘴和第二出纤风嘴输出,当第二负压腔室和第三负压腔室内纤维输出后,可编程逻辑控制器控制齿轮控制器重新打开第一分离开关54和第二分离开关56,并打开负压风机2,再次形成阶梯负压气流,纤维进入第二负压腔室和第三负压腔室,如此往复输送纤维。
所述可编程逻辑控制器可控制第一分离开关54和第二分离开关56打开的大小,可控开关范围6~12cm,控制进入第二负压腔室和第三负压腔室的纤维量,从而影响两路纤维形成的纤维网厚度。
所述第一剥取辊6和第二剥取辊7表面针布的针间隔距离比正常针距加大1.2倍,为2.2mm,所述第一剥取辊6的针布针尖与第一出纤风嘴58呈正3°的角度,所述第一剥取辊6逆时针旋转,所述第二剥取辊7的针布针尖与第二出纤风嘴59呈负4°角度,所述第二剥取辊7顺时针旋转。
所述第一传送装置8包括六组步进转动棍。所述第一传送装置8和第二传送装置9表面均布孔洞,孔洞大小为0.8mm,孔洞间距为7mm。
所述装置还包括改进的转杯纺纱机13;所述改进的转杯纺纱机13包括:输纤通道131、气流通道132、转杯133和负压风机134,所述气流通道132和输纤通道131的出口设置在转杯133中,且关于转杯133底部中心对称分布,所述气流通道132和输纤通道131与水平线的角度为45°,所述负压风机134与所述气流通道132相连。
实施例2
本实施例提供一种制备微纳米纤维复合纱线的方法,该方法采用实施例1中装置,包括:
(1)将粘胶纤维由喂棉罗拉1喂入梳棉机,经锡林2、盖板3、道夫4的纤维在阶梯负压吸动的作用下,由吸纤风嘴51吸入第一负压腔室52,再依靠阶梯负压的作用分成两路分别进入第二负压腔室55和第三负压腔室57,第一负压腔室52与负压风机1相连,负压6000Pa,第二负压腔室55和第三负压腔室57与负压风机2相连,负压8000Pa,可编程逻辑控制器控制第一分离开关54和第二分离开关56打开的大小为10cm,控制两路纤维形成中等的纤维网厚度。再分别由第一剥取辊6、第二剥取辊7将纤维网分成两路分别送入第一传送装置8和第二传送装置9制得第一纤维网和第二纤维网;其中六组步进转动辊带动表面均布孔洞的梳网帘孔洞大小0.8mm,孔洞间距7mm。
(2)将聚丙烯腈、抗紫外功能性试剂和二甲基甲酰胺和荧光剂罗丹明B配成功能性纺丝液,纺丝液中聚丙烯腈浓度为10%,抗紫外功能性试剂浓度为0.5%,荧光剂罗丹明B的浓度为0.3%,在静电纺丝的过程中荧光标记纳米纤维,纺丝液经自由液面静电纺丝装置10产生纳米纤维喷覆到第二传送装置9的第二纤维网上,静电纺丝的工艺参数为:高压发生电压为30kV,纺丝液面与第二传送装置的纺丝间距为25cm,环境温度为23±2℃,湿度为55±5%,第一传送装置8传送的第一纤维网与第二纤维网在两传送装置的纤维网输出端复合,将纳米纤维夹在两层纤维网之间,经输出装置11引出形成微纳米混合生条12,再经并条制得熟条,由输纤通道131喂入改进的转杯纺纱机13,负压风机134负压8000Pa,结合有限元气流模拟如图4,通过负压风机134调整转杯133内气流运动,使原本输纤通道131进入的气流速度减弱后,气流通道132加强气流接续对纤维作用,纤维在转杯100000r/min高速回转的作用下,凝聚加捻成纱,最后由引纱管引出,分梳辊速度为7000r/min,捻度为800捻/米,张力系数为0.98,喂入的微纳米复合生条定量为4500tex,制备39tex微纳米混合纱线,牵伸倍数为115倍,得到带有荧光标记的装置改进的纳米纤维含量提高的微纳米纤维复合纱线,在荧光倒置纤维镜下观察荧光纳米纤维分布并拍摄图像。
同时制备带有荧光标记的正常的微纳米纤维复合纱线,与上述制备的改进的纳米纤维含量提高的微纳米纤维复合纱线相比,梳棉机为原始没有改进的,即没有阶梯负压分流吸风组件5、第一剥取辊6、第二剥取辊7和第一传送装置8,转杯纺也是没有改进的,即没有气流通道132和负压风机134,具体制备流程为:如图7,将粘胶纤维由喂棉罗拉1喂入梳棉机,经锡林2、盖板3、道夫4的得到纤维网,纤维网经传送装置9向前传送。将聚丙烯腈、抗紫外功能性试剂和二甲基甲酰胺和荧光剂罗丹明B配成功能性纺丝液,纺丝液中聚丙烯腈浓度为10%,抗紫外功能性试剂浓度为0.5%,荧光剂罗丹明B的浓度为0.3%,在静电纺丝的过程中荧光标记纳米纤维,纺丝液经自由液面静电纺丝装置10产生纳米纤维喷覆到传送装置9的纤维网上,静电纺丝的工艺参数为:高压发生电压为30kV,纺丝液面与传送装置的纺丝间距为25cm,环境温度为23±2℃,湿度为55±5%,传送装置9将纤维网向前传送,经输出装置11引出形成微纳米混合生条12,再经并条制得熟条,由输纤通道131喂入正常的转杯纺纱机,纤维在转杯133内以100000r/min高速回转的作用下,凝聚加捻成纱,最后由引纱管引出,分梳辊速度为7000r/min,捻度为800捻/米,张力系数为0.98,喂入的微纳米复合生条定量为4500tex,制备39tex微纳米混合纱线,牵伸倍数为115倍,得到带有荧光标记的正常的微纳米纤维复合纱线。
将带有荧光标记的改进的纳米纤维含量提高的微纳米纤维复合纱线和带有荧光标记的正常的微纳米纤维复合纱线在扫描电子显微镜(SEM)下观察并拍摄图像,如图5所示,证明制备得到的改进的微纳米纤维复合纱线比正常微纳米纤维复合纱线结构更紧密,从而有利于减少纳米纤维在复合纱体中的损失。将带有荧光标记的纳米纤维含量提高的微纳米纤维复合纱线和带有荧光标记的正常的微纳米纤维复合纱线,在荧光倒置纤维镜下观察荧光纳米纤维分布并拍摄图像,由图6可以看出,纳米纤维含量提高的微纳米纤维复合纱线荧光标记数量更多,证明改进的装置使最后成纱保留了更多的纳米纤维。
为进一步定量表明改进的微纳米纤维复合纱线保留了更多的纳米纤维,改进的微纳米纤维复合纱线和正常的微纳米纤维复合纱线在转杯纺工艺阶段设置相同的纱线支数39tex,然后分别截取100m,放置在电子天平上进行称量,分别记录下两纱线的重量值,重复测量5次,结果如表1所示,可知改进的微纳米纤维复合纱线的百米重量平均值大于正常的微纳米纤维复合纱线,由此可以定量表明改进的微纳米纤维复合纱线保留了更多的纳米纤维,纳米纤维保留率提高了25%。
表1百米纱线重量
备注:保留提高率=[(改进的微纳米纤维复合纱线质量-39/1000*100)-(正常的微纳米纤维复合纱线质量-39/1000*100)]/(正常的微纳米纤维复合纱线质量-39/1000*100)
Claims (9)
1.一种制备微纳米纤维复合纱线的装置,其特征在于,包括:梳棉机的一侧设置阶梯负压分流吸风组件(5),所述阶梯负压分流吸风组件(5)分别与第一剥取辊(6)、第二剥取辊(7)相连,所述第一剥取辊(6)与第二传送装置(9)相连,所述第二剥取辊(7)与第一传送装置(8)相连,所述第二传送装置(9)下方设置自由液面静电纺丝装置(10),所述第二传送装置(9)与所述第一传送装置(8)在纤维网输出端相连,输出装置(11)设置在纤维网输出端一侧;所述阶梯负压分流吸风组件(5)包括:吸纤风嘴(51)与第一负压腔室(52)相连,所述第一负压腔室(52)分别与第二负压腔室(55)、第三负压腔室(57)相连,所述第一负压腔室(52)与第二负压腔室(55)之间设置第一分离开关(54),所述第一负压腔室和第三负压腔室(57)之间设置第二分离开关(56),所述第二负压腔室(55)与第一出纤风嘴(58)相连,所述第三负压腔室(57)与第二出纤风嘴(59)相连,其中第二负压腔室(55)和第三负压腔室(57)的负压分别大于第一负压腔室第一负压腔室(52),形成阶梯负压气流。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述梳棉机包括喂棉罗拉(1)、锡林(2)、盖板(3)和道夫(4)。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一负压腔室(52)、第二负压腔室(55)和第三负压腔室(57)之间设置齿轮控制器(53);所述第一负压腔室(52)与负压风机1相连,负压5000~7000Pa,所述第二负压腔室(55)和第三负压腔室(57)与负压风机2相连,负压6000~10000Pa,所述负压风机2的功率大于所述负压风机1,使得第二负压腔室(55)和第三负压腔室(57)的负压大于第一负压腔室(52),形成阶梯负压气流。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一剥取辊(6)的针布针尖与第一出纤风嘴(58)呈正负10°的角度,所述第一剥取辊(6)逆时针旋转,所述第二剥取辊(7)的针布针尖与第二出纤风嘴(59)呈正负10°角度,所述第二剥取辊(7)顺时针旋转。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一剥取辊(6)和第二剥取辊(7)表面针布的针间隔距离为1.9~2.3mm;所述第一传送装置(8)包括六组步进转动棍;第一传送装置(8)和第二传送装置(9)表面均布孔洞,孔洞大小为0.5mm~2mm,孔洞间距为5mm-10mm。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括改进的转杯纺纱机(13);所述改进的转杯纺纱机(13)包括:输纤通道(131)、气流通道(132)、转杯(133)和负压风机(134),所述气流通道(132)和输纤通道(131)的出口设置在转杯(133)中,且关于转杯(133)底部中心对称分布,所述气流通道(132)和输纤通道(131)与水平线的角度为30~60°,所述负压风机(134)与所述气流通道(132)入口相连。
7.一种采用权利要求1-6任一所述装置制备微纳米纤维复合纱线的方法,包括:
步骤(1)将纤维卷喂入梳棉机梳理,然后喂入阶梯负压分流吸风组件(5),再分别由第一剥取辊(6)、第二剥取辊(7)将纤维网分成两路分别送入第一传送装置(8)和第二传送装置(9)制得第一纤维网和第二纤维网;
步骤(2)将高聚物、功能性试剂和溶剂配成功能性纺丝液,经自由液面静电纺丝装置(10)产生纳米纤维喷覆到第二传送装置(9)的第二纤维网上,第一传送装置(8)传送的第一纤维网与第二纤维网在两传送装置的纤维网输出端复合,将纳米纤维夹在两层纤维网之间,经输出装置(11)引出形成微纳米混合生条(12),再经并条机制得熟条,纺纱,得到微纳米纤维复合纱线。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中纤维卷包括棉纤维、粘胶纤维、莫代尔纤维、涤纶纤维中的一种或几种混纺。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中高聚物包括聚丙烯腈、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或几种;功能性试剂包括抗紫外功能性试剂、抗菌功能试剂、抑螨功能试剂、抗静电功能试剂中的一种或几种;溶剂包括无水乙醇、二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或几种;纺丝液中高聚物浓度为5~20%,功能性试剂浓度为0.01~2%;纺纱采用改进的转杯纺纱机(13)。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU505759A1 (ru) * | 1971-03-24 | 1976-03-05 | Вызкумны Устав Бавлнарскы Усти Над Орлицы (Инопредприятие) | Устройство дл бескольцевого пр дени |
CN202865444U (zh) * | 2012-08-14 | 2013-04-10 | 温岭市日盛机械有限公司 | 抽气式转杯纺纱机的转杯装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN202865444U (zh) * | 2012-08-14 | 2013-04-10 | 温岭市日盛机械有限公司 | 抽气式转杯纺纱机的转杯装置 |
CN203611537U (zh) * | 2013-09-30 | 2014-05-28 | 睿金生物科技(上海)有限公司 | 一种静电纺织纳米纤维膜制备装置 |
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