一種納微尺度增強(qiáng)纖維成紗的長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種納微尺度增強(qiáng)纖維成紗的長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗方法，屬紡織加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)采用在環(huán)錠紡紗機(jī)的前皮輥與導(dǎo)絲輥之間設(shè)置靜電紡絲裝置，靜電紡絲裝置的靜電噴絲頭與接收板的接收面之間形成靜電噴絲區(qū)，使得靜電噴絲頭將納米纖維持續(xù)噴射到經(jīng)導(dǎo)絲輥喂入到前羅拉前鉗口的長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2上，形成納米纖維網(wǎng)，在前羅拉鉗口處納米纖維網(wǎng)與長(zhǎng)絲、短纖維須條內(nèi)纖維同時(shí)接觸，增加了長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紗條中各纖維之間的成紗抱合力，解決了常規(guī)復(fù)合紡紗時(shí)長(zhǎng)絲與短纖維間易滑移、抱合力不足的問(wèn)題。本發(fā)明專利技術(shù)本質(zhì)上是將納米紡絲與常規(guī)長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗有機(jī)結(jié)合在一起，克服了純納米纖維成紗強(qiáng)力低的問(wèn)題，保證納微纖維混合紗線的高速順利生產(chǎn)。

Filament ring composite spinning method for nano micro scale reinforcing fiber yarn

The invention relates to a filament ring compound spinning method of nano micro scale enhanced fiber yarn, which belongs to the technical field of textile processing. The invention adopts the electrostatic spinning device is arranged between the front roller and guide roller ring spinning machine, electrostatic spinning area is formed between the electrostatic spinneret electrospinning device and a receiving plate receiving surface, the electrostatic spinneret will continue to spray nano fiber to the guide roller feeding to the front roller before the F1 and F2 jaw filament filament, forming nano fiber net, the front roller nip and filament, nano fiber staple fiber sliver of fibers in contact at the same time, increase the filament yarn between the fiber ring spun composite yarn in cohesion, solves the conventional composite spinning filament and short fiber easy to slip, the problem of insufficient cohesion. The invention essentially combines the nanometer spinning with the conventional filament ring compound spinning, overcomes the problem of low yarn strength of the pure nanometer fiber and ensures the high-speed and smooth production of the nanometer fiber blended yarn.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種納微尺度增強(qiáng)纖維成紗的長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗方法
本專利技術(shù)涉及一種納微尺度增強(qiáng)纖維成紗的長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗方法，屬紡織加工
技術(shù)背景紗線的結(jié)構(gòu)直接決定紗線性能。線密度不同的環(huán)錠紗線，其平均孔隙率一般都在10％-30％之間，但不同線密度紗線的平均孔隙率有差異，紗線越粗，平均孔隙率越大；在環(huán)錠紗截面上中間層的孔隙率最小，呈現(xiàn)出緊密結(jié)構(gòu)，紗線外層的孔隙率最大，呈現(xiàn)出松弛結(jié)構(gòu)。較大的紗線孔隙率是紗線具有較大的蓬松、透氣性能的主要因素，但孔隙率較大，紗體內(nèi)纖維間連接較松散，導(dǎo)致紗線內(nèi)纖維間抱合力下降，紗線強(qiáng)度降低的問(wèn)題。針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，目前常規(guī)方法是采用或設(shè)計(jì)較大的紡紗捻系數(shù)，增加短纖維須條成紗時(shí)加捻力度，促使成紗結(jié)構(gòu)更加緊密、成紗紗體內(nèi)纖維間接觸更充分、抱合力更大，實(shí)現(xiàn)成紗強(qiáng)度的較大提高；但是常規(guī)方法增強(qiáng)紗線強(qiáng)度，也改變了紗線結(jié)構(gòu)，較大捻度的紗線緊密，強(qiáng)力增加的同時(shí)，硬度增加，不適合對(duì)柔軟性能要求較高的針織生產(chǎn)，一般只用作機(jī)織紗。為了增加紗線內(nèi)部纖維間緊密度和抱合力，同時(shí)不改變最終成紗的捻度，美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)US2012/0151894A1，公開(kāi)日2012年6月21日，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為“Methodandapparatusforreducingresidualtorqueandnepsinsinglesringyarns”，該申請(qǐng)公案提供了一種采用在環(huán)錠成紗區(qū)加裝假捻裝置，增加成紗區(qū)纖維紗條的捻度，同時(shí)又不改變成紗的最終捻度的紡紗方法，這種先增加捻度實(shí)施助捻、后退捻取消增加的捻度的方法，不僅提高成紗強(qiáng)度，而且降低成紗殘余扭矩，是針對(duì)提高針織紗生產(chǎn)品質(zhì)的有效技術(shù)，但該技術(shù)適用范圍有限，主要用于針織紗的生產(chǎn)，且生產(chǎn)中涉及加裝假捻器轉(zhuǎn)動(dòng)，能耗和生產(chǎn)成本較高。另一類有效增加普通環(huán)錠紡成紗強(qiáng)力的方法是采用集聚紡紗技術(shù)：如美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局1984年12月18日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Deviceforstretching,condensingandtransportingaroveoffibersduringaspinningoperation”，專利號(hào)US4488397；美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2000年6月13日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Deviceforcondensingadraftedfiberstrand”，專利號(hào)6073314；美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2000年7月4日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Arrangementforcondensingadraftedfiberstrand”，專利號(hào)6082089；美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2001年1月9日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Transportbeltfortransportingafiberstrandtobecondensed”，專利號(hào)US6170126B1；美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2001年7月24日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Arrangementandmethodforcondensingadraftedfiberstrandandmethodformakingyarnthereform”，專利號(hào)US6263656B1；美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2001年8月14日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Apparatusforcondensingadraftedstrand”，專利號(hào)US6272834B1；美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2001年5月29日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“Condensingzoneforaspinningmachine”，專利號(hào)US6237317B1。上述集聚紡紗技術(shù)專利公案的核心原理都是針環(huán)錠紡紗過(guò)程，利用負(fù)壓抽吸的方式聚集紡紗三角區(qū)纖維須條，促使纖維須條在緊密聚集狀態(tài)下進(jìn)行加捻，加強(qiáng)對(duì)纖維須條邊緣纖維控制，有效降低紡紗過(guò)程纖維頭端外露，降低紗線毛羽，增加成紗緊密度，提高成紗強(qiáng)度；雖然緊密紡紗線內(nèi)部纖維排列平齊、緊密，但集聚紡消除紡紗三角區(qū)，紗體內(nèi)部纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移不夠，纖維間交叉抱合力不足，外層仍有毛羽露出，紗體經(jīng)受摩擦后毛羽仍舊劇增；特別是目前通過(guò)氣流集聚的緊密紡紗技術(shù)，只對(duì)高支紗增強(qiáng)、降低毛羽效果明顯，對(duì)粗特紗線增強(qiáng)、降低毛羽效果差。與纖維須條集聚方法不同，纖維須條分束法也能提高短纖維須條的成紗強(qiáng)度，主要以賽絡(luò)紡為代表，但是賽絡(luò)紡成紗區(qū)為兩根支束須條預(yù)先加捻，然后在匯合加捻，預(yù)加捻須條上的捻度少，對(duì)須條纖維控制力不足，纖維流失嚴(yán)重，且支束捻度較少，容易造成紡紗過(guò)程中的紡紗斷頭。針對(duì)新型上述新型環(huán)錠紡紗技術(shù)問(wèn)題，紡紗行業(yè)也常常采用長(zhǎng)絲伴紡的方法，增強(qiáng)成紗強(qiáng)力、降低紡紗斷頭，這類方法屬于長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗范疇，其主要有賽絡(luò)菲爾紡、嵌入紡、包芯紡等技術(shù)。賽絡(luò)菲爾紡是將一根長(zhǎng)絲與一根粗紗須條以一定隔距喂入，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)絲與短纖維須條之間相互包纏成紗；包芯紗是將一根長(zhǎng)絲從一根或兩根粗紗須條中間喂入，實(shí)現(xiàn)短纖維為鞘長(zhǎng)絲為芯的紗復(fù)合線結(jié)構(gòu)；嵌入紡是將兩根長(zhǎng)絲以一定間距喂入前羅拉，將兩根須條分別以一定間距左右對(duì)稱地喂入前羅拉，形成一側(cè)的長(zhǎng)絲與該側(cè)短纖維須條先預(yù)包纏，然后再與另一側(cè)預(yù)包纏后的復(fù)合紗線須條進(jìn)行匯合加捻，形成結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的復(fù)合紗線。但是，上述長(zhǎng)絲復(fù)合紡紗方法要求長(zhǎng)絲與短纖維須條的位置相對(duì)固定不變，所得到的復(fù)合紗線結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)絲相對(duì)于短纖維的位置相對(duì)固定，長(zhǎng)絲沒(méi)能最大限度地在復(fù)合紗體中進(jìn)行內(nèi)外轉(zhuǎn)移，長(zhǎng)絲與纖維在紗體中不能實(shí)現(xiàn)自然均勻地混合和抱合。因此，現(xiàn)有上述長(zhǎng)絲復(fù)合紡紗方法所生產(chǎn)的復(fù)合紗線都存在長(zhǎng)絲與短纖維之間抱合力不夠，在后續(xù)加工中容易出現(xiàn)長(zhǎng)絲與短纖維之間相對(duì)滑動(dòng)，不但織造效率低，而且布面質(zhì)量和織物耐磨性差。納米纖維直徑處在1nm-100nm范圍內(nèi)，具有孔隙率高、比表面積大、長(zhǎng)徑比大、表面能和活性高等性能優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)出優(yōu)異的增強(qiáng)、抗菌、拒水、過(guò)濾等功能，應(yīng)用在分離過(guò)濾、生物醫(yī)療、能源材料、聚合物增強(qiáng)、光電傳感等各領(lǐng)域。如將納米纖維加工成宏觀紗線，將可采用現(xiàn)代紡織手段生產(chǎn)出各類功能醫(yī)用、功能服裝、工業(yè)面料等制品，將突破傳統(tǒng)紡織產(chǎn)品性能和價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊；目前將納米材料加工成紗線主要以純納米紗線加工技術(shù)的嘗試為主：中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2005年11月09日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“納米纖維紗線、帶和板的制造和應(yīng)用”，專利申請(qǐng)?zhí)朲L201310153933.X，該申請(qǐng)公案提供了一種采用平行鋪放的帶狀或板狀碳納米管陣列，進(jìn)行抽拉加捻形成納米紗線的方法，并將納米帶或紗用于復(fù)合增強(qiáng)有機(jī)聚合物、制作電極、光學(xué)傳感器等領(lǐng)域；中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2013年09月27日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“一種取向納米纖維紗線連續(xù)制備裝置及方法”，專利申請(qǐng)?zhí)朲L201310454345.X，該申請(qǐng)公案提出采用自制旋轉(zhuǎn)加捻裝置，將納米紡絲所制作的纖維直接加捻卷繞成線性狀材料。但是納米纖維本身形狀尺度太細(xì)，纖維絕對(duì)強(qiáng)力低，特別是碳納米纖維具有脆性高的特征，導(dǎo)致純納米纖維進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加捻成紗后，纖維受到嚴(yán)重?fù)p傷和破壞，據(jù)報(bào)道納米纖維加捻成紗時(shí)納米纖維扭轉(zhuǎn)斷裂較多，沒(méi)有發(fā)揮出納米纖維的力學(xué)優(yōu)勢(shì)，所紡紗線遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期的理論效果?；诩兗{米纖維紗的技術(shù)問(wèn)題和瓶頸，中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2012年11月01日公開(kāi)的專利技術(shù)專利“納米纖維與長(zhǎng)絲復(fù)合紗線的紡紗裝置及紡紗方法”，專利申請(qǐng)?zhí)朲L201210433332.X，該申請(qǐng)公案提供了一種采用在靜電紡絲的同時(shí)，向兩個(gè)納米纖維接收盤上引入長(zhǎng)絲，使納米纖維粘附在兩根納米長(zhǎng)絲上，然后再將兩根長(zhǎng)絲進(jìn)行加捻并合，得到具本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種納微尺度增強(qiáng)纖維成紗的長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗方法，在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的每一個(gè)牽伸機(jī)構(gòu)上，從粗紗筒管退繞下來(lái)的短纖維粗紗，經(jīng)喇叭口喂入由后羅拉、后皮輥、中羅拉、中下皮圈、中上皮圈、前羅拉(7)、前皮輥(6)組成的牽伸區(qū)，牽伸成短纖維須條S，短纖維須條S經(jīng)由前羅拉(7)、前皮輥(6)組成的前羅拉鉗口輸出，進(jìn)入長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合成紗區(qū)，分別從兩個(gè)長(zhǎng)絲卷裝上退繞下來(lái)的長(zhǎng)絲F1、長(zhǎng)絲F2，經(jīng)導(dǎo)絲輥(4)平行的喂入到由前羅拉(7)、前皮輥(6)組成的前羅拉鉗口，在前羅拉鉗口處，長(zhǎng)絲F1、長(zhǎng)絲F2對(duì)稱地分布在短纖維須條S兩側(cè)，長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2經(jīng)前羅拉鉗口輸出后進(jìn)入長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合成紗區(qū)，與短纖維須條S匯合加捻成復(fù)合紗條，加捻形成的復(fù)合紗條經(jīng)導(dǎo)紗鉤、鋼領(lǐng)、鋼絲圈，最后卷繞到紗管上，其特征在于：在前皮輥(6)與導(dǎo)絲輥(4)之間設(shè)置靜電紡絲裝置，靜電紡絲裝置的接收板(5)位于由前皮輥(6)右側(cè)和導(dǎo)絲輥(4)左側(cè)所形成的公切面的一側(cè)，接收板(5)的接收面與該公切面平行，靜電裝置的靜電噴絲頭(3)位于該公切面的另一側(cè)，靜電噴絲頭(3)與接收板(5)的接收面之間形成靜電噴絲區(qū)，納米靜電噴絲頭(3)通過(guò)連通管接到計(jì)量泵(2)上；復(fù)合紡紗時(shí)，由導(dǎo)絲輥(4)引導(dǎo)的平行長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2沿公切面途經(jīng)噴絲頭(3)與接收板(5)的接收面之間時(shí)，納米紡絲液經(jīng)計(jì)量泵(2)分別注入納米靜電噴絲頭(3)，在納米靜電噴絲頭(3)與接收板(5)的接收面之間的高壓靜電作用下，從納米靜電噴絲頭(3)紡出的納米纖維持續(xù)噴射到平行運(yùn)行的長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2之間，在長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2之間形成納米纖維網(wǎng)N，納米纖維網(wǎng)N隨運(yùn)行的長(zhǎng)絲F1、長(zhǎng)絲F2與經(jīng)牽伸區(qū)牽伸成的短纖維須條S共同經(jīng)前羅拉鉗口輸出，進(jìn)入復(fù)合紡紗加捻區(qū)，在復(fù)合紡紗加捻區(qū)，短纖維須條S、納米纖維網(wǎng)、長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2匯合在一起，加捻成復(fù)合紗線，復(fù)合紗線經(jīng)導(dǎo)紗鉤、鋼領(lǐng)、鋼絲圈，最后卷繞到紗管上。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種納微尺度增強(qiáng)纖維成紗的長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合紡紗方法，在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的每一個(gè)牽伸機(jī)構(gòu)上，從粗紗筒管退繞下來(lái)的短纖維粗紗，經(jīng)喇叭口喂入由后羅拉、后皮輥、中羅拉、中下皮圈、中上皮圈、前羅拉(7)、前皮輥(6)組成的牽伸區(qū)，牽伸成短纖維須條S，短纖維須條S經(jīng)由前羅拉(7)、前皮輥(6)組成的前羅拉鉗口輸出，進(jìn)入長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合成紗區(qū)，分別從兩個(gè)長(zhǎng)絲卷裝上退繞下來(lái)的長(zhǎng)絲F1、長(zhǎng)絲F2，經(jīng)導(dǎo)絲輥(4)平行的喂入到由前羅拉(7)、前皮輥(6)組成的前羅拉鉗口，在前羅拉鉗口處，長(zhǎng)絲F1、長(zhǎng)絲F2對(duì)稱地分布在短纖維須條S兩側(cè)，長(zhǎng)絲F1和長(zhǎng)絲F2經(jīng)前羅拉鉗口輸出后進(jìn)入長(zhǎng)絲環(huán)錠復(fù)合成紗區(qū)，與短纖維須條S匯合加捻成復(fù)合紗條，加捻形成的復(fù)合紗條經(jīng)導(dǎo)紗鉤、鋼領(lǐng)、鋼絲圈，最后卷繞到紗管上，其特征在于：在前皮輥(6)與導(dǎo)絲輥(4)之間設(shè)置靜電紡絲裝置，靜電紡絲裝置的接收板(5)位于由前皮輥(6)右側(cè)和導(dǎo)絲輥(4)左側(cè)所形成的公切...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏治剛，曹根陽(yáng)，劉欣，王運(yùn)利，陳軍，葉汶祥，徐衛(wèi)林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢紡織大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北,42