一种多层复合包芯结构微纳米纱及其制备方法

技术领域

本发明属于微纳米纤维材料技术领域，具体涉及一种多层复合包芯结构微纳米纱及其制备方法。

背景技术

熔喷法纺丝技术主要用于非织造布的生产，这一技术起源于20世纪50年代初，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。

熔喷纤维的直径很细，比表面积大且纤网的孔径小，因此熔喷非织造产品具有优越的粒子拦截、粒子捕获等性能。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，熔喷产品可广泛用作过滤材料、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。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种多层复合包芯结构微纳米纱及其制备方法。

技术方案：一种多层复合包芯结构微纳米纱，微纳米纱由三层结构组成：外层A是微纳米纤维层、中间层B是常规短纤维层、芯层C是长丝纱或者短纤纱；采用纺纱装置一步纺制出多层复合包芯结构微纳米纱，而且该纱从芯层C到外层A是同步加捻，纱线结构紧密、包覆牢固。

作为优化：所述的外层A为熔喷纤维层，熔喷纤维层可以是PP/PET/PA/PLA中的一种。

作为优化：所述的中间层B是精梳棉纤维。

作为优化：所述的芯层C是高强中空涤纶ATY长丝30D/12F。

一种多层复合包芯结构微纳米纱的制备方法，制备微纳米纱的纺纱装置包括熔喷纺丝装置、后罗拉、中罗拉及皮圈牵伸装置、前罗拉、网帘装置、输出罗拉和加捻装置；

粗纱依次通过后罗拉、中罗拉及皮圈牵伸装置到达网帘装置，然后通过熔喷纺丝装置进行熔喷纺丝后，与芯丝一起通过输出罗拉后，使用加捻装置进行同步加捻，得到多层复合包芯结构微纳米纱。

有益效果：本发明的纺纱装置可以一步纺制出微纳米纤维多层结构包芯纱，而且该纱从芯层到外层是同步加捻，纱线结构紧密、包覆牢固。本发明的芯纱选用可以赋予纱线强力保障、微纳米外层带来纱线在吸附、保暖、吸湿等特性相比常规纱更优。同时多层结构纱的设计，可以为纺织结构传感器、形成梯度效应后的芯吸等功能性纺织品设计等提供纱线。

附图说明

图1是本发明的多层结构包芯纱纺纱设备结构示意图；

图2是本发明的多层结构包芯纱结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-2所示，一种多层复合包芯结构微纳米纱，微纳米纱由三层结构组成：外层A是微纳米纤维层、中间层B是常规短纤维层、芯层C是长丝纱或者短纤纱；采用纺纱装置一步纺制出多层复合包芯结构微纳米纱，而且该纱从芯层C到外层A是同步加捻，纱线结构紧密、包覆牢固。

所述的外层A为熔喷纤维层，熔喷纤维层可以是PP/PET/PA/PLA中的一种。所述的中间层B是精梳棉纤维。所述的芯层C是高强中空涤纶ATY长丝30D/12F。

一种多层复合包芯结构微纳米纱的制备方法，制备微纳米纱的纺纱装置包括熔喷纺丝装置1、后罗拉4、中罗拉及皮圈牵伸装置5、前罗拉6、网帘装置7、输出罗拉8和加捻装置9。

粗纱2依次通过后罗拉4、中罗拉及皮圈牵伸装置5到达网帘装置7，然后通过熔喷纺丝装置1进行熔喷纺丝后，与芯丝3一起通过输出罗拉8后，使用加捻装置9进行同步加捻，得到多层复合包芯结构微纳米纱。

本发明的纺纱装置可以一步纺制出微纳米纤维多层结构包芯纱，而且该纱从芯层到外层是同步加捻，纱线结构紧密、包覆牢固。本发明的芯纱选用可以赋予纱线强力保障、微纳米外层带来纱线在吸附、保暖、吸湿等特性相比常规纱更优。同时多层结构纱的设计，可以为纺织结构传感器、形成梯度效应后的芯吸等功能性纺织品设计等提供纱线。