專利名稱：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(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織エ業(yè)領(lǐng)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(tǒng)。
背景技術(shù)：
紡織エ業(yè)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(wěn)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(jīng)紗上施加漿料以提高其可織性的エ藝過程。可織性是指經(jīng)紗在織機上能承受經(jīng)停片、綜、筘等的反復(fù)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(nèi)部，使纖維彼此之間抱合粘結(jié)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(jīng)紗表面為主的上漿稱被覆性上漿。隨著納米材料技術(shù)的飛速發(fā)展，納米纖維技術(shù)已成為纖維科學(xué)的前沿和研究熱點，并在電子、機械、生物醫(yī)學(xué)、化工、紡織等領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用。納米技術(shù)的發(fā)展為開發(fā)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(tǒng)化學(xué)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(chǎn)，用這些方法得到的纖維的直徑范圍一般為5 500 μ m。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以解決現(xiàn)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(tǒng)，可以制備直徑分布均勻，性能良好的納米纖維。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案具體如下本發(fā)明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(shè)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(xù)供給到所述紡絲噴頭內(nèi)，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(chǎn)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(nèi)的紡絲溶液從其噴ロ內(nèi)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(qū)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(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)射流噴出過程中，還包括通過 自動輸液裝置持續(xù)向紡絲噴頭內(nèi)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(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)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(qū)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。本發(fā)明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(tǒng)，該系統(tǒng)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(shè)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(shè)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(qū)域。此外，所述紡絲噴頭采用內(nèi)徑為O. I 2_的金屬針頭；所述收集器為導(dǎo)電金屬制成的平板式結(jié)構(gòu)，其豎向設(shè)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(fā)生器。此外，所述纏繞裝置包括驅(qū)動輥、進料輥、導(dǎo)絲輥和紗纏繞輥；其中，所述驅(qū)動輥由驅(qū)動輥體，驅(qū)動所述驅(qū)動輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所述進料輥由進料輥體，驅(qū)動所述進料輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所述導(dǎo)絲輥由導(dǎo)絲輥體設(shè)置在支架上構(gòu)成；所述紗纏繞輥由紗纏繞輥體，驅(qū)動所述紗纏繞輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所驅(qū)動輥與進料輥、導(dǎo)絲輥以及紗纏繞輥呈ー排排列設(shè)置，所述驅(qū)動輥的驅(qū)動輥體與所述進料輥的進料輥體、導(dǎo)絲輥的導(dǎo)絲輥體以及紗纏繞輥的紗纏繞輥體處于一條直線上。本發(fā)明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(shè)置的接地的收集器之間形成電場力，通過調(diào)節(jié)電場カ大于紡絲噴頭內(nèi)紡絲溶液的表面張力，來使紡絲噴頭內(nèi)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(yōu)異的納米纖維，有效克服了現(xiàn)有化學(xué)法制造納米纖維所存在纖維直徑大、性能不好的問題。


下面給出實施例描述中所需要使用的附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的制備方法示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的制備系統(tǒng)的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的制備系統(tǒng)的纏繞裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的制備系統(tǒng)的纏繞裝置的驅(qū)動輥結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明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(jié)合具體實施例，進ー步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此為應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明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(yōu)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(shè)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(xù)加入到所述紡絲噴頭內(nèi)，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(chǎn)生電場カ；上述步驟2中，加入紡絲噴頭內(nèi)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(jù)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(qū)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(nèi)的紡絲溶液從其噴ロ內(nèi)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(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)射流噴出過程中，由自動輸液裝置(如計量泵)持續(xù)向紡絲噴頭內(nèi)輸入紡絲溶液，輸入紡絲溶液的速度為O. OlmL/min 3mL/min,此外,在紡絲噴頭內(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)射流噴出包覆在所述紗線表面過程中，控制紗線在紡絲噴頭噴出紡絲溶液的射流區(qū)域內(nèi)通過的速度為O. 05 lm/min。本發(fā)明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(tǒng)，可用于實施上述方法制備納米纖維表面的涂層，如圖2所示，該系統(tǒng)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，噴頭裝置包括保持一定距離相對設(shè)置的紡絲噴頭與接地的收集器；高壓直流電源與所述噴頭裝置的紡絲噴頭電連接，自動輸液裝置與所述噴頭裝置的紡絲噴頭的進液ロ連通，以控制紡絲噴頭的進液量；
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所述纏繞裝置設(shè)置在所述噴頭裝置的紡絲噴頭與接地的收集器之間，纏繞裝置上的紗線穿過所述噴頭裝置的紡絲噴頭與接地的收集器之間的區(qū)域。上述系統(tǒng)中的紡絲噴頭可采用內(nèi)徑為O. I 2mm的金屬針頭；收集器可采用導(dǎo)電金屬(如鋁箔、銀、銅等)制成的平板式結(jié)構(gòu)，其豎向設(shè)置，與地電連接；高壓直流電源采用輸出直流電壓為10 100KV的高壓靜電發(fā)生器?！と鐖D3所示，上述系統(tǒng)中的纏繞裝置包括驅(qū)動輥6、進料輥7、導(dǎo)絲輥8和紗纏繞輥9 ;其中，所述的驅(qū)動輥由驅(qū)動輥體，驅(qū)動所述驅(qū)動輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所述的進料輥由進料輥體，驅(qū)動所述進料輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所述的導(dǎo)絲輥由導(dǎo)絲輥體，驅(qū)動所述導(dǎo)絲輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所述的紗纏繞輥由紗纏繞輥體，驅(qū)動所述紗纏繞輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；所述驅(qū)動輥與進料輥、導(dǎo)絲輥以及紗纏繞輥呈ー排排列設(shè)置，所述驅(qū)動輥的驅(qū)動輥體與所述進料輥的進料輥體、導(dǎo)絲輥的導(dǎo)絲輥體以及紗纏繞輥的紗纏繞輥體處于一條直線上，紗線纏繞在所述驅(qū)動輥與進料輥、導(dǎo)絲輥以及紗纏繞輥上，由驅(qū)動輥端向紗纏繞輥端纏繞，從而經(jīng)過射流區(qū)包覆涂層，制成納米纖維。下面結(jié)合具體制備納米纖維的過程對本發(fā)明作進ー步說明。本發(fā)明是通過將幾萬伏的高壓靜電施加在紡絲噴頭上，于紡絲噴頭和接地的收集器間產(chǎn)生ー個強大的電場カ。如果該電場カ的大小等于紡絲溶液或熔體的表面張カ時，液滴或熔滴就懸掛在紡絲噴頭末端并處于平衡狀態(tài)；隨著電場カ的増大，在紡絲噴頭末端呈半球狀的液滴或熔滴在電場カ的作用下將被拉伸成圓錐狀，成為Taylor錐；當(dāng)電場カ超過ー個臨界值(即液滴或熔滴的表面張カ)后，將克服液滴或熔滴的表面張カ形成射流噴出。射流在從紡絲噴頭末端向收集器運動的過程中，會發(fā)生加速現(xiàn)象，會導(dǎo)致射流在電場中的拉伸，最終在射流通路的紗線表面形成涂層，從而制成納米纖維。本發(fā)明利用靜電紡絲包覆紗線的系統(tǒng)如圖2所示，該系統(tǒng)包括計量泵1(自動輸液裝置)、帶有金屬針頭4的注射器2 (紡絲噴頭)、收集器5、高壓直流電源3、驅(qū)動輥6、進料輥7、紗纏繞輥8和導(dǎo)絲輥9，帶有金屬針頭的注射器與收集器5組成噴射裝置，驅(qū)動輥6、進料輥7、紗纏繞輥8和導(dǎo)絲輥9組成控制紗線的纏繞裝置。其中的高壓直流電源用以提供紡絲噴頭與收集器之間的強電場，一般采用最大輸出電壓在10 100KV的直流高壓靜電發(fā)生器，在這種強電場的作用下，溶液細流的速度一般可達到數(shù)十米毎秒。其中的注射器2內(nèi)裝滿聚合物溶液(如聚丙烯腈溶液)，將高壓直流電源與注射器的金屬針頭相連，使金屬針頭內(nèi)溶液帶電，一般米用內(nèi)徑為O. 8mm的金屬針頭。在未通電時，溶液應(yīng)能夠充滿噴嘴但又不至于滴落。利用注射器與計量泵配合控制控制溶液的流量，流量可精確控制在O. 01 100mL/min。其中的收集器5可采用鋁箔制成的平板式接收屏，將收集器接地，這樣由于噴嘴
7和收集器之間的電勢差異，在兩者之間形成高電場，電場強度可有高壓電源的輸出值及噴射裝置與收集器之間的距離控制。其中的纏繞裝置的驅(qū)動輥6如圖4所示，由長為200mm、外徑為IOOmm的聚酰胺圓筒作為驅(qū)動輥體61和電動機62及電機速度調(diào)節(jié)器63三部分組成驅(qū)動輥，驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速可精確控制在O. I 10rad/s ;未包覆的紗線纏繞在聚酰胺圓筒上，由電動機驅(qū)動進行供紗。其中的纏繞裝置的紗纏繞輥由長為200mm、外徑為IOOmm的聚酰胺收集筒作為紗纏繞輥體和電動機及電機速度調(diào)節(jié)器三部分組成紗纏繞輥，紗纏繞輥的轉(zhuǎn)速可精確控制在
O.I 10rad/s ;已包覆的紗線經(jīng)導(dǎo)絲輥后整齊地纏繞在電機驅(qū)動的收集筒上。其中的纏繞裝置的進料輥由直徑為20_的聚酰胺輥作為進料輥體與電動機及電機速度調(diào)節(jié)器三部分組成進料輥，進料輥的轉(zhuǎn)速可精確控制在O. I lOrad/s ;由驅(qū)動輥提供的紗線經(jīng)進料輥后進入紗線包覆區(qū)，對紗線進行包覆。通過調(diào)節(jié)電機速度調(diào)節(jié)器及與導(dǎo)絲輪聯(lián)用，可以控制紗線經(jīng)過包覆區(qū)的速度，從而達到調(diào)節(jié)紗線被包覆的時間；并且還可以通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)紗線的張力。其中的纏繞裝置的導(dǎo)絲輥由直徑為20mm的聚酰胺輥作為導(dǎo)絲輥體固定在支架上構(gòu)成；已包覆的紗線經(jīng)導(dǎo)絲輪后整齊地排列在紗纏繞輥上。導(dǎo)絲輥與進料輥聯(lián)用可以控制紗線經(jīng)過包覆區(qū)的速度，從而達到調(diào)節(jié)紗線被包覆的時間，控制涂層的厚度實現(xiàn)控制制成納米纖維的厚度。上述纏繞裝置中的進料輥、紗纏繞輥的結(jié)構(gòu)基本與圖4所示的驅(qū)動輥相同，不同只是進料輥體和紗纏繞輥體的形狀與驅(qū)動輥體略有不同。利用上述系統(tǒng)制備納米纖維的エ藝過程如下打開總電源開關(guān)一打開高壓直流電源以預(yù)熱高壓靜電發(fā)生器一開啟計量泵輸液—打開高壓靜電發(fā)生器高壓開關(guān)，調(diào)整電壓，開始紡絲一打開驅(qū)動輥，調(diào)節(jié)驅(qū)動輥速度進行供紗一打開進料輥，調(diào)節(jié)進料輥使紗線具有一定張カ并按一定速度通過包覆區(qū)一已包覆的紗線經(jīng)過導(dǎo)絲輥一打開紗纏繞輥，調(diào)節(jié)紗纏繞輥速度對已包覆的紗線進行收集一紡絲完畢后關(guān)掉計量泵，停止輸液一關(guān)閉高壓靜電發(fā)生器高壓開關(guān)，停止紡絲一依次關(guān)閉紗纏繞輥、進料輥及驅(qū)動輥的電源，停止紗線的包覆一關(guān)閉高壓發(fā)生器的電源一關(guān)閉總電源開關(guān)一從紗纏繞輥上取下放好的紗線。當(dāng)使用本發(fā)明采用聚丙烯腈(PAN)進行紡絲時，采用PAN溶液(即紡絲溶液)的質(zhì)量濃度為I. 5 2. Og/mL，PAN溶液的制備過程為稱取適量的固體PAN(聚丙烯腈)粉末與DMF溶劑放入錐形瓶內(nèi)，在一定水浴溫度下磁力攪拌12h，得到質(zhì)量濃度為I. 5 2. Og/mL的PAN溶液；紡絲溶液注入計量泵，輸液速度控制在O. OlmL/min O. lmL/min ;將高壓靜電發(fā)生器的電壓調(diào)節(jié)到20kV，纏繞裝置以O(shè). 5m/min的速度控制紗線平移，纏繞裝置與紡絲噴頭的距離為20cm ;制造出的納米纖維的直徑約分布在300 800nm。可根據(jù)生產(chǎn)不同直徑的納米纖維，調(diào)節(jié)エ藝流程的參數(shù)。紗線不同包覆時間的掃描電鏡照圖如圖5所示，其中圖5中的a為包覆時間為OS的紗線掃描電鏡照圖，b為包覆時間為2S的紗線掃描電鏡照圖，c為包覆時間為5S的紗線掃描電鏡照圖，d為包覆時間為20S的紗線掃描電鏡照圖。由圖5可見，大量PAN納米纖維已經(jīng)很好的包覆在紗線表面，部分PAN納米纖維呈彎曲纏繞狀，和紗線很好地結(jié)合在一起。綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點在于將納米纖維包覆在紗線上可以使紗線具有連續(xù)ー致的包覆層，克服包覆在基體布上的納米纖維層易于從基體布上脫落，耐磨性差等缺點；采用水平噴射的方法，使得噴絲液不會滴到紗線上使得紗線質(zhì)量惡化；在エ藝條件相同的情況下，紡制的納米纖維細度比傳統(tǒng)靜電紡絲機的小一半；在本發(fā)明的纏繞裝置中，通過設(shè)置驅(qū)動輥由精密電機控制可以自動連續(xù)的進行供紗；設(shè)置紗纏繞輥由精密電機控制可以自動連續(xù)的對已包覆的紗線進行收集；設(shè)置進料輥由調(diào)節(jié)電機速度調(diào)節(jié)器及與導(dǎo)絲輥聯(lián)用，可以控制紗線經(jīng)過包覆區(qū)的速度，從而達到調(diào)節(jié)紗線被包覆的時間。計量泵作為自動輸液裝置可以滿足連續(xù)自動輸液，保持精密控制輸液量，為靜電紡絲連續(xù)化生產(chǎn)提供了保障，能使紡絲噴頭內(nèi)溶液的液面保持理想的弧形，多根射流能同時不間斷地從弧形液面抽出。利用本發(fā)明的制備方法，可將具有特殊功能的納米微粒與紡織原料進行復(fù)合，可以得到納米纖維，從而開發(fā)出多功能、高附加值的紡織品，有效地改善織物性能。上述僅是本發(fā)明較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限在這些實施例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露技術(shù)范圍內(nèi)，可以想到的變化及替換，都在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明保護范圍以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
1.ー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(shè)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(xù)供給到所述紡絲噴頭內(nèi)，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(chǎn)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(nèi)的紡絲溶液從其噴ロ內(nèi)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー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，所述紡絲噴頭與紗線或纖維束之間的距離為3cm 30m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー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，所述向紡絲噴頭上施加的高壓直流電為=IOKV 100KV的直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備納米纖維的方法，其特征在于，所述制備涂層的紡絲溶液為粘度在5 80mm2 · s—1的高分子聚合物或陶瓷前軀體溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー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，所述在紡絲噴頭內(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)射流噴出過程中，還包括通過自動輸液裝置持續(xù)向紡絲噴頭內(nèi)輸入紡絲溶液的步驟，輸入紡絲溶液的速度為O. OlmL/min 3mL/min0
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー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，所述在紡絲噴頭內(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)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(qū)域通過的速度為O. 05m/min lm/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー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，所述制得的納米纖維的直徑為100 2000nm。
8.ー種在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)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(shè)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(shè)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(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的系統(tǒng)，其特征在于，所述紡絲噴頭采用內(nèi)徑為O. I 2_的金屬針頭； 所述收集器為導(dǎo)電金屬制成的平板式結(jié)構(gòu)，其豎向設(shè)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(fā)生器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在紗線或纖維束表面制備納米纖維涂層的系統(tǒng)，其特征在于，所述纏繞裝置包括 驅(qū)動輥、進料輥、導(dǎo)絲輥和紗纏繞輥；其中，2所述驅(qū)動輥由驅(qū)動輥體，驅(qū)動所述驅(qū)動輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接；· 所述進料輥由進料輥體，驅(qū)動所述進料輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接； 所述導(dǎo)絲輥由導(dǎo)絲輥體設(shè)置在支架上構(gòu)成； 所述紗纏繞輥由紗纏繞輥體，驅(qū)動所述紗纏繞輥體轉(zhuǎn)動的電動機以及調(diào)節(jié)電動機速度的電機速度調(diào)節(jié)器連接； 所驅(qū)動輥與進料輥、導(dǎo)絲輥以及紗纏繞輥呈ー排排列設(shè)置，所述驅(qū)動輥的驅(qū)動輥體與所述進料輥的進料輥體、導(dǎo)絲輥的導(dǎo)絲輥體以及紗纏繞輥的紗纏繞輥體處于一條直線上。
全文摘要
本發(fā)明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(tǒng)，屬于紡織工業(yè)領(lǐng)域。該方法包括將紡絲噴頭與收集器相對設(shè)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(xù)供給到所述紡絲噴頭內(nèi)，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(chǎn)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(nèi)的紡絲溶液從其噴口內(nèi)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(yōu)異的納米纖維。
文檔編號D01D7/00GK102912456SQ20111022163
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者楊大祥, 魏梧淞, 李恩重 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院, 北京博弈飛科技開發(fā)有限公司