一種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的方法及系統技術方案

本發明專利技術公開一種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的方法及系統，屬于紡織工業領域。該方法包括：將紡絲噴頭與收集器相對設置并保持一定距離，使紗線或纖維束在紡絲噴頭的噴口與收集器之間通過；將紡絲溶液通過自動輸液裝置持續供給到所述紡絲噴頭內，使收集器接地，在紡絲噴頭上施加高壓直流電，使紡絲噴頭與所述收集器之間產生電場力；控制所述紡絲噴頭上的高壓直流電，使所述紡絲噴頭與收集器之間的電場力大于所述紡絲噴頭噴口處紡絲溶液的表面張力，使紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴口內射流噴出包覆在通過的紗線或纖維束表面形成納米涂層，表面形成納米涂層的紗線即為制得的納米纖維。該方法工藝步驟簡單，可控性好，能以較低成本制造出直徑分布均勻，性能優異的納米纖維。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及紡織エ業領域，尤其涉及ー種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的方法及系統。
技術介紹
紡織エ業中通常用漿紗エ藝將紗線包覆ー層功能層，以增強紗線的穩定性、耐磨性、耐腐蝕性，或使紗線具有不同的顔色。漿紗エ藝具體是在經紗上施加漿料以提高其可織性的エ藝過程。可織性是指經紗在織機上能承受經停片、綜、筘等的反復摩擦、拉伸、彎曲等作用而不致大量起毛甚至斷裂的性能。未上漿的單紗纖維互相抱合不牢，表面毛羽較多，難以織制。上漿一方面要讓漿料滲入到紗線內部，使纖維彼此之間抱合粘結在一起，另ー方面要讓漿料包覆蓬松的紗線表面，伏貼伸出紗體的毛羽，從而形成具有一定強力、韌性、耐磨性且光滑、柔軟的漿膜，滿足織造要求。以漿液透入單紗纖維之間為主的上漿稱浸透性上漿，以漿液粘附在經紗表面為主的上漿稱被覆性上漿。隨著納米材料技術的飛速發展，納米纖維技術已成為纖維科學的前沿和研究熱點，并在電子、機械、生物醫學、化工、紡織等領域得到一定的應用。納米技術的發展為開發功能性纖維和紡織品開辟了新的途徑。納米纖維是ー種功能性纖維，能滿足特殊需求的纖維，如抗菌、除臭、抗紫外線輻射、抗靜電、防微波、遠紅外、拒水拒油等纖維。然而納米纖維很難用傳統化學加工方法如熔融紡絲、溶液紡絲、液晶紡絲和膠體紡絲等生產，用這些方法得到的纖維的直徑范圍一般為5 500 μ m。
技術實現思路
本專利技術可以解決現在制備納米纖維方法所存在的不足，提供ー種在紗線或纖維束表面制備納米涂層的方法及系統，可以制備直徑分布均勻，性能良好的納米纖維。實現本專利技術目的的技術方案具體如下本專利技術給出ー種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的方法，該方法包括將紡絲噴頭與收集器相對設置并保持一定距離，使紗線或纖維束在紡絲噴頭的噴ロ與收集器之間通過；將紡絲溶液通過自動輸液裝置持續供給到所述紡絲噴頭內，使收集器接地，在紡絲噴頭上施加高壓直流電，使紡絲噴頭與所述收集器之間產生電場カ；控制所述紡絲噴頭上的高壓直流電，使所述紡絲噴頭與收集器之間的電場カ大于所述紡絲噴頭噴ロ處紡絲溶液的表面張カ，使紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴ロ內射流噴出包覆在通過的紗線或纖維束表面形成納米涂層，表面形成納米涂層的紗線或纖維束即為制得的納米纖維。此外，所述紡絲噴頭與紗線或纖維束之間的距離為3cm 30m。此外，所述向紡絲噴頭上施加的高壓直流電為10KV 100KV的直流電壓。此外，所述制備涂層的紡絲溶液為具有為粘度在5 SOmm2 · s—1的高分子聚合物或陶瓷前軀體溶液，比如PA6、PA66、PET、PVA、PEO或聚碳硅烷先驅體、聚丙烯腈、氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠等。此外，所述在紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴口內射流噴出過程中，還包括通過 自動輸液裝置持續向紡絲噴頭內輸入紡絲溶液的步驟，輸入紡絲溶液的速度為O. OlmL/min 3mL/min。此外，所述在紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴口內射流噴出包覆在所述紗線或纖維束表面過程中，控制紗線或纖維束在紡絲噴頭噴出紡絲溶液的射流區域通過的速度為O.05m/min lm/min。此外，所述制得的納米纖維的直徑為分布在100 2000nm。本專利技術還給出ー種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的系統，該系統包括噴頭裝置、高壓直流電源、自動輸液裝置和纏繞裝置；其中，所述噴頭裝置包括保持一定距離相對設置的紡絲噴頭與接地的收集器；所述高壓直流電源與所述噴頭裝置的紡絲噴頭電連接，所述計量泵自動輸液裝置與所述噴頭裝置的紡絲噴頭的進液ロ連通；所述纏繞裝置設置在所述噴頭裝置的紡絲噴頭與接地的收集器之間，纏繞裝置上的紗線或纖維束穿過所述噴頭裝置的紡絲噴頭與接地的收集器之間的區域。此外，所述紡絲噴頭采用內徑為O. I 2_的金屬針頭；所述收集器為導電金屬制成的平板式結構，其豎向設置，與地電連接；所述高壓直流電源采用輸出直流電壓為10 100KV的高壓靜電發生器。此外，所述纏繞裝置包括驅動輥、進料輥、導絲輥和紗纏繞輥；其中，所述驅動輥由驅動輥體，驅動所述驅動輥體轉動的電動機以及調節電動機速度的電機速度調節器連接；所述進料輥由進料輥體，驅動所述進料輥體轉動的電動機以及調節電動機速度的電機速度調節器連接；所述導絲輥由導絲輥體設置在支架上構成；所述紗纏繞輥由紗纏繞輥體，驅動所述紗纏繞輥體轉動的電動機以及調節電動機速度的電機速度調節器連接；所驅動輥與進料輥、導絲輥以及紗纏繞輥呈ー排排列設置，所述驅動輥的驅動輥體與所述進料輥的進料輥體、導絲輥的導絲輥體以及紗纏繞輥的紗纏繞輥體處于一條直線上。本專利技術的有益效果是通過在紡絲噴頭上施加高壓直流電，使得該紡絲噴頭與相對設置的接地的收集器之間形成電場力，通過調節電場カ大于紡絲噴頭內紡絲溶液的表面張力，來使紡絲噴頭內紡絲溶液射流噴出包覆在紡絲噴頭與收集器之間通過的紗線或纖維束上，形成具有納米涂層的納米纖維。該方法ェ藝步驟簡單，可控性好，能以較低成本制造出直徑分布均勻，性能優異的納米纖維，有效克服了現有化學法制造納米纖維所存在纖維直徑大、性能不好的問題。附圖說明下面給出實施例描述中所需要使用的附圖。圖I為本專利技術實施例提供的制備方法示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的制備系統的示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的制備系統的纏繞裝置結構示意圖；圖4為本專利技術實施例提供的制備系統的纏繞裝置的驅動輥結構示意圖；圖5為本專利技術實施例提供的制備方法中紗線不同包覆時間的掃描電鏡照片。具體實施例方式下面結合具體實施例，進ー步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此為應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本專利技術給出ー種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的方法，以較簡單的エ藝制備性能優異的納米纖維，如圖I所示，該方法包括以下步驟步驟1，將紡絲噴頭與收集器相對設置并保持一定距離，使紗線或纖維束在紡絲噴頭的噴ロ與收集器之間通過； 上述步驟I中，可使紡絲噴頭與收集器保持2 50cm，可使紡絲噴頭與紗線之間的距離為3cm 30cm。步驟2，將紡絲溶液通過自動輸液裝置持續加入到所述紡絲噴頭內，使收集器接地，在紡絲噴頭上施加高壓直流電，使紡絲噴頭與所述收集器之間產生電場カ；上述步驟2中，加入紡絲噴頭內制備涂層的紡絲溶液可采用濃度為1.5g/mL 2.Og/mL的聚丙烯腈溶液，也可根據制備涂層的不同，采用不同材料、不同濃度的紡絲溶液，紡絲溶液可采用具有為粘度在5 80mm2 -s^1的高分子聚合物或陶瓷前軀體溶液，比如PA6、PA66、PET、PVA、PEO或聚碳硅烷先驅體、聚丙烯腈、氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠等；可在紡絲噴頭上施加IOKV 100KV的直流電壓。步驟3，控制所述紡絲噴頭上的高壓直流電，使所述紡絲噴頭與收集器之間的電場力大于所述紡絲噴頭噴ロ處紡絲溶液的張カ，使紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴ロ內射流噴出包覆在通過的紗線或纖維束表面形成納米涂層，表面形成納米涂層的紗線或纖維束即為制得的納米纖維，制得的納米纖維的直徑分布在100 2000nm。上述步驟3中，在紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴口內射流噴出過程中，由自動輸液裝置(如計量泵)持續向紡絲噴頭內輸入紡絲溶液，輸入紡絲溶液的速度為O. 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的方法，其特征在于，該方法包括：將紡絲噴頭與收集器相對設置并保持一定距離，使紗線或纖維束在紡絲噴頭的噴口與收集器之間通過；將紡絲溶液通過自動輸液裝置持續供給到所述紡絲噴頭內，使收集器接地，在紡絲噴頭上施加高壓直流電，使紡絲噴頭與所述收集器之間產生電場力；控制所述紡絲噴頭上的高壓直流電，使所述紡絲噴頭與收集器之間的電場力大于所述紡絲噴頭噴口處紡絲溶液的表面張力，使紡絲噴頭內的紡絲溶液從其噴口內射流噴出包覆在通過的紗線或纖維束表面形成納米涂層，表面形成納米涂層的紗線或纖維束即為制得的納米纖維。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊大祥，魏梧淞，李恩重，
申請(專利權)人：中國人民解放軍裝甲兵工程學院，北京博弈飛科技開發有限公司，
類型：發明
國別省市：