[发明专利]一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混纺复合纱线的制备领域，特别涉及一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，在关注纺织品舒适性的同时对纺织服装的功能性要求也越来越高，纳米概念的纱线被不断提出和受到重视。目前市场上所谓的纳米功能纺织品大多只是采用纳米功能材料对织物进行后整理而得到。根据我们的检索，目前市场上还没有含有纳米纤维的纱线。

静电纺技术是目前唯一能够直接、连续、高效制备聚合物纳米纤维的方法，以其设备简单、操作容易、材料来源广泛、工艺过程不破坏材料本体等优良特性成为纳米纤维研究的热点。静电纺丝适合于大多数高分子溶液，由静电纺丝法制得的纳米纤维具有较小的直径和很大的比表面积，使纤维具有多种独特的性能，在生物医学、空气过滤、防护衣服等领域都有着巨大的应用潜力。

传统纤维直径较粗，长径比低，比表面积小。为传统纤维赋予一定的功能性多通过纤维表面的物理和化学改性、成纱组分搭配和工艺调整、织物组织结构的变化及后处理过程中添加一定功能性物质等途径获得。这些方式存在着纤维改性难度高、成纱和织造过程工艺复杂、成本高以及功能拓展受限的缺点，另外，向纺织品中添加的功能性物质也存在一定时期穿着、使用后功能无法长久保持的缺陷。

通过向传统纤维中添加功能性纳米纤维可以弥补上述的问题。例如，通过在静电纺聚合物纳米纤维中添加各类抗菌剂，制备具有优异抗菌性能的新型功能聚合物纳米材料；在聚合物溶液中添加一定比例的特定物质通过静电纺纺成的纳米纤维丝可吸收电磁波。同理，添加其它与最终产品的设计目的相对应的物质，并最终在类似上述过程中形成具有一定功能的纳米纤维混纺复合纱线。通过将具有功能性的纳米纤维丝在传统纤维成纱过程某个环节混入，并随着成纱过程继续直至最终获得含有功能性纳米纤维的混纺复合纱线。

传统静电纺丝技术产量较低，无法满足工业化的生产和应用，利用《TAYLOR锥多喷头静电纺丝机》（申请号200710172744.1，公开日2008.07.02,公开号101210352）可解决传统纺丝技术产量低的问题，实现静电纺纳米纤维的规模化生产。另外，通常的静电纺纳米纤维由于其制备方法的特殊性大都以无规的无纺布形式存在，无法直接被传统纺织工艺设备所利用。目前已有学者研究出利用静电纺丝设备制取纳米纱线，但是单纯的利用静电纺设备制备出的纳米纱线普遍强力较低，无法满足其在某些特定领域尤其是纺织服装上的应用。且静电纺纳米纱线对聚合物溶液的要求较高，并不适用于各种高聚物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法，该方法通过将静电纺丝技术与传统纺纱技术结合，制得的纳米纤维混纺复合纱线由于含有一定含量的功能性纳米纤维，使纱线具有一定的功能性，属于真正意义上的纳米纺织品，可以提高产品的附加值。

本发明的一种纳米纤维复合纱线的制备方法，包括：

（1）将具有功能性的高分子聚合物溶解在相应溶剂中制得均匀的静电纺丝溶液；

（2）将短纤进行传统的纺纱工序，所述的传统的纺纱工序中包括梳棉工序；将步骤（1）得到的静电纺丝溶液采用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机进行静电纺丝，其中纺丝射流直接向上喷到所述梳棉工序中即将成条的棉网上，得到含有纳米纤维的棉网；

（3）将上述含有纳米纤维的棉网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到连续的含有功能性纳米纤维的混纺复合纱线。

步骤（2）中所述的短纤为纯化纤或纯棉短纤或棉化纤混纺短纤。

步骤（2）中所述的传统的纺纱工序依次包括：配棉、抓棉、开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱。

步骤（2）中所述的TAYLOR锥多喷头静电纺丝机中国专利CN101210352A中所公开的TAYLOR锥多喷头静电纺丝机（申请号200710172744.1，公开日2008.07.02）。

步骤（2）操作过程中同时保证短纤进行传统的纺纱工序的生产连续性。

步骤（2）所述的TAYLOR锥多喷头静电纺丝机，包括：TAYLOR锥多喷头、高压静电发生器、高聚物溶液及供液装置、导液管、连接线、接收极板及接地线；TAYLOR锥多喷头一侧通过导液管由供液装置供液，另一侧通过连接线连接高压静电发生器。

步骤（2）所述的静电纺丝中TAYLOR锥多喷头的顶端与接收极板下表面的距离调节范围为0.1cm～100cm，输出电压范围为0～100kV。