[发明专利]一种双组分微纳米纤维纱线及纺纱装置

说明书

本发明公开了一种双组分微纳米纤维纱线及纺纱装置，将两种成分的微纳米纤维，通过喷气纺纱装置上的两个熔喷口，一边通过将TPU和PP熔喷共混纺丝形成的微纳米纤维通过在V形容腔内做螺旋运动，随着快速气流的牵引、旋转，完成拉伸，另一边采用具有透明、隔热、吸声等功能的CQ‑M81‑PP纳米聚丙烯切片通过熔喷纺丝制取微纳米纤维通过在V形容腔内做螺旋运动，随着快速气流的牵引、旋转，完成拉伸，两个微纳米纤维在V形容腔旋转、加捻形成一根纱线；最后由引纱罗拉引出，经过导纱罗拉、卷绕罗拉卷绕成筒纱。本发明加捻效果好且工作效率高，使得生产出来的纱线结构蓬松、孔隙多，具有抗菌、隔热、保暖、过滤、吸附、吸声等功能。

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种双组分微纳米纤维纱线及纺纱装置。

背景技术

熔喷法纺丝技术主要用于非织造布的生产。熔喷非织造技术起源于20世纪50年代初，当时美国海军实验室在政府资助下，研究并开发用于收集核弹爆炸后上层大气中放射性微粒的过滤材料，其工艺是将熔融的聚合物通过挤压机挤入一股敛聚的热气流中，在气流的拉伸作用下形成的超细纤维被吹向凝网器，从而堆积成一种超细过滤材料。该工艺是现代熔喷非织造技术的雏形。20 世纪 60 年代中期，美国 Exxon公司对该方法进行了改进，进入70 年代将此技术转为民用，并与美国田纳西大学联合建立了非织造材料发展研发中心，熔喷技术进入了产学研发展阶段。20 世纪 80 年代开始，熔喷非织造材料在全球增长迅速，保持了 10%~12% 的年增长率，得到了突飞猛进的发展。

熔喷法非织造布是 20 世纪 50 年代首先在美国研制成功的，我国也曾在 60 年代初进行过研制。它由高熔融指数的聚丙烯切片直接纺丝成布，是一种高新技术产品。

熔喷法非织造工艺流程为：聚合物切片在螺杆挤出机中受热熔融，熔体被输送到喷丝板的喷丝孔中，离开喷丝孔的聚合物熔体在高速高温气流的强烈牵伸作用下形成超细长丝或超细短纤维，并随气流沉积于成网帘或接收滚筒上形成熔喷纤网。

熔喷工艺是聚合物熔体从模头中挤出后，受到高速热气流的作用，在聚合物射流冷却凝固前，利用高速气流对聚合物射流进行拉伸，在接收装置上直接形成超细纤维无纺布的一种加工工艺。

商业熔喷纤维的直径通常为1～10μｍ，目前实验室已经能利用熔喷技术制备出的熔喷纤维最小直径低于0.6μｍ，属纳米纤维。从喷丝板挤出后进入高速高温气流场中并被迅速拉伸变细至微纳米纤维。

熔喷法非织造布的纤维特点是超细，其纤维直径最小可达到0.5μm，一般在1~5μm之间，纤维越细，非织造布的质量越好，但产量相对减少。

熔喷纤维的直径很细，比表面积大且纤网的孔径小，熔喷非织造产品其有优越的粒子栏截、粒子捕获的性能以及保暖性。同时，熔喷产品还有不同寻常的毛细作用以及透气性（水与血液不能渗透而水蒸汽可以渗透）。为此，熔喷产品也广泛用作过滤材料、保暖材料、卫生材料、医用材料等。

聚合物从喂料漏斗中喂入，由螺杆马达带动旋转的螺杆挤压螺纹推动向机筒前方，先后经过5个设有不同温度的加热区域。聚合物在机筒中温度会逐渐升高，其物理状态也由玻璃态转变为高弹态，最后成为粘流态，达到完全熔融。螺杆按一定速度稳定旋转，把均匀的熔融聚合物等压、等量地输送到喷丝板。流经喷丝板孔径后挤出的聚合物细流再经两股高温高速气流牵伸熔融聚合物，制得微纳米纤维。

CQ-M81- PP纳米聚丙烯切片是具有透明、隔热、吸声等功能，富含超细复合型纳米新材料的PP聚丙烯切片。

PP属于热塑性高聚物，TPU属于弹性高聚物，两组份的收缩量差异巨大。在熔喷共混纺丝中，二者由于收缩量的不同，一种高收缩性的纤维会缠绕在另一种低收缩性的纤维上，在径向产生螺旋结构的卷曲，形成螺旋结构纤维。采用弹性高聚物TPU和热塑性高聚物PP熔喷共混纺丝，由于收缩性不同可以形成螺旋结构的纤维。这种螺旋结构的纤维可以获得更好的蓬松效果、透气效果，由于具有良好的弹性，可以提高其面料的柔软性能。