一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺

本发明涉及一种增加抗菌及负离子功能的喷气涡流纺工艺，属于在线纺织技术领域，尤其涉及一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺。

背景技术：

喷气涡流纺是由喷气纺发展而来的一种新型纺纱技术，制作时会形成由芯纤维和包缠纤维组成的两相结构喷气涡流纱线，生产效率较高，但是，现有的喷气涡流纺纱线功能性单一，抗菌、抑菌效果不佳。

目前抗菌纱线的制备方法，主要包括两大类：第一类是纤维材料的改性，主要通过化学方法将功能性高分子接枝到纤维表面，或者将功能性无机纳米颗粒负载到纤维表面来形成功能纱线；第二类是采用混纺的方法，通过具有抗菌功能的纤维与普通纤维进行混合纺纱的方法，制备具有抗菌功能的纱线。但这两种方法对纱线的品种及纱线的结构都有限制，应用于喷气涡流纺中的难度较大，导致不能在保证喷气涡流纺既有优点的基础上增强抗菌功能。此外，在不能实现抗菌功能的基础上，更难赋予喷气涡流纺所制取的纱线以新的功能，如负离子功能，从而有损其市场效益。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的难以让喷气涡流纱线兼具抗菌、释放负离子功能的缺陷与问题，提供一种能够让喷气涡流纱线兼具抗菌、释放负离子功能的在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置，包括涡流管与引纱管，所述引纱管的中部开设有引纱通道，引纱管的外部套设有涡流管，所述涡流管的顶部设置有与引纱通道正对的加捻室；

所述涡流管包括涡流上锥管与涡流下锥管，涡流上锥管的顶端窄于其底端，涡流下锥管的顶端宽于其底端，涡流上锥管的底端与涡流下锥管的顶端相连接；

所述引纱管包括引纱上锥管、引纱中锥管与引纱下竖管，所述引纱上锥管的顶端窄于其底端，引纱中锥管的顶端宽于其底端，所述引纱上锥管的底端经引纱中锥管与引纱下竖管的顶端相连接，引纱上锥管、引纱中锥管、引纱下竖管的内部共穿设有同一个引纱通道；

所述涡流上锥管与引纱上锥管之间夹成有排气通道，涡流下锥管与引纱中锥管、引纱下竖管之间夹成有吹液气室，该吹液气室包括上吹液道、中间隔部与下吹液道，所述上吹液道的一端与排气通道相通，上吹液道的另一端是与阴粉区相通的上出液口，上吹液道的侧部与阴粉管相通，所述下吹液道的一端与排气通道相通，下吹液道的另一端是与阳液区相通的下出液口，下吹液道的侧部与阳液管相通，所述阴粉区与阳液区均位于引纱通道的内部，且在阴粉区、阳液区之间设置有间隔区。

所述引纱通道包括由上至下依次连通的细长纱道、过渡纱道与粗长纱道，所述细长纱道的上部分开设于引纱上锥管的内部，细长纱道的下部分与过渡纱道均开设于引纱中锥管的内部，所述粗长纱道开设于引纱下竖管的内部；

所述粗长纱道上近其顶端的部位是阴粉区，粗长纱道上近其底端的部位是阳液区，且在阴粉区、阳液区之间设置有间隔区。

所述过渡纱道的横截面为上窄下宽的梯形。

所述上吹液道与下吹液道均为倾斜设置，所述上吹液道上与排气通道相通的一端高于上吹液道上与阴粉区相通的一端，所述下吹液道上与排气通道相通的一端高于下吹液道上与阳液区相通的一端。

所述上吹液道内设置有倾斜设置的上喷涂管，该上喷涂管的一端与引纱中锥管的侧围相连接，上喷涂管的另一端与上出液口的侧上部正对设置，上喷涂管的中部与阴粉管一端设置的阴粉液出口相通，阴粉管的另一端为阴粉液进口。

所述上喷涂管的另一端与引纱中锥管的侧围之间的夹角为锐角，所述阴粉管与上喷涂管之间的夹角为锐角，阴粉液进口位于阴粉液出口、引纱通道之间。

所述下吹液道内设置有倾斜设置的下喷涂管，该下喷涂管的一端与中间隔部的底部相连接，下喷涂管的另一端与下出液口的侧上部正对设置，下喷涂管的中部与阳液管一端设置的阳液出口相通，阳液管的另一端为阳液进口。

所述下喷涂管的另一端与中间隔部的底部之间的夹角为锐角，所述阳液管与下喷涂管之间的夹角为锐角，阳液进口位于阳液出口、引纱通道之间。

一种上述在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置的使用工艺，包括以下步骤：

先从外部向加捻室内输入纤维束，该纤维束会在加捻室中旋转气流的作用下进行喷气涡流纺以获得涡流纺初级纱线，该涡流纺初级纱线沿引纱通道向外输出；

在涡流纺初级纱线沿引纱通道向外输出的过程中，会依次经历阴粉区、间隔区、阳液区，其中，在涡流纺初级纱线穿过阴粉区的过程中，上出液口会向涡流纺初级纱线的侧围喷涂雾化的阴粉混合液，该阴粉混合液由阴离子聚电解质溶液与纳米电气石粉末混合而成，所述阴离子聚电解质溶液的溶质为阴离子聚电解质，随后，在涡流纺初级纱线穿过阳液区的过程中，下出液口会向涡流纺初级纱线的侧围再喷涂上雾化的阳离子聚电解质溶液以获得涡流纺抗菌负离子纱线，该阳离子聚电解质溶液的溶质为阳离子聚电解质。

所述阴离子聚电解质为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合；

所述阳离子聚电解质为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺中，涡流下锥管与引纱中锥管、引纱下竖管之间夹成有吹液气室，该吹液气室包括上吹液道、中间隔部与下吹液道，其中，上吹液道的一端与排气通道相通，上吹液道的另一端是与阴粉区相通的上出液口，上吹液道的侧部与阴粉管相通，同时，下吹液道的一端与排气通道相通，下吹液道的另一端是与阳液区相通的下出液口，下吹液道的侧部与阳液管相通，阴粉区、阳液区之间设置有间隔区，阴粉区、阳液区、间隔区都位于引纱通道的内部，应用中，当涡流纺初级纱线穿经阴粉区时，上出液口会向涡流纺初级纱线的侧围喷涂雾化的阴粉混合液，该阴粉混合液由阴离子聚电解质溶液与纳米电气石粉末混合而成，随后，当涡流纺初级纱线穿过阳液区时，下出液口会向涡流纺初级纱线的侧围再喷涂上雾化的阳离子聚电解质溶液，从而获得涡流纺抗菌负离子纱线，该设计的优点包括：首先，阳、阴离子聚电解质溶液中的溶质分别为阳、阴离子聚电解质，而阳、阴离子聚电解质本就具有抗菌功能，因此，它们相互结合形成的复合膜也具有抗菌功能；其次，复合膜具有稳定的结构，耐水洗性良好；再次，纳米电气石粉末具备释放负离子的功能。因此，本发明不仅能够让喷气涡流纱线兼具抗菌、释放负离子的功能，而且不会降低喷气涡流纱线的生产效率。

2、本发明一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺中，上吹液道、下吹液道的一端，即进气端均与排气通道相通，该设计不仅不妨碍加捻室中气体的顺利排出，确保喷气涡流纺的顺利进行，而且能够提高气体的利用率，此外，当上吹液道、下吹液道均为倾斜设置时，该设计不仅能够提高上吹液道、下吹液道中气体的流速，提高后续喷涂的效率，而且能够降低上吹液道、下吹液道对排气通道的反作用，确保喷气涡流纺的顺利进行。因此，本发明不仅能够提高气体利用率，而且能够在确保喷气涡流纺的基础上，让喷气涡流纱线增加抗菌、释放负离子的功能。

3、本发明一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺中，上喷涂管的另一端与上出液口的侧上部正对设置，下喷涂管的另一端与下出液口的侧上部正对设置，该设计不仅能够使出液口喷出的部分水雾直接进入阴粉区或阳液区，而且留有充足的空间使得引入的排气能与水雾相互协作，排气吹动水雾，提高水雾的喷涂范围与喷涂速度，提升喷涂效果，而且还能避免引入的排气对上、下喷涂管的喷涂造成阻碍，此外，最大的优点在于确保最终喷涂出去的都是水雾，而且水雾的主方向是与涡流纺初级纱线的行进方向相协作的，而不是抵触的，避免液滴的产生，有损最终复合膜的质量。因此，本发明不仅喷涂效果较好，而且能够避免液滴的产生，利于提高复合膜的质量。

4、本发明一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置及工艺中，上喷涂管的另一端与引纱中锥管的侧围之间的夹角为锐角，阴粉管与上喷涂管之间的夹角为锐角，阴粉液进口位于阴粉液出口、引纱通道之间，同时，下喷涂管的另一端与中间隔部的底部之间的夹角为锐角，阳液管与下喷涂管之间的夹角为锐角，阳液进口位于阳液出口、引纱通道之间，加之，阴粉管、上喷涂管、阳液管、下喷涂管都为倾斜设置，如此，不仅能够避免喷涂出的水雾的反涌，或者引入的排气的返流，而且能够提高阴粉混合液、阳离子聚电解质溶液在运动过程中的雾化效果，有利于水雾的产生，从而提高最终的喷涂效果。因此，本发明能够生成高质量的水雾，从而提高复合膜的质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中上吹液道的结构示意图。

图3是图1中下吹液道的结构示意图。

图中：涡流纺初级纱线1、涡流纺抗菌负离子纱线11、涡流管2、加捻室20、涡流上锥管21、涡流下锥管22、排气通道23、引纱管3、引纱上锥管31、引纱中锥管32、引纱下竖管33、阴粉管34、阴粉液出口341、阴粉液进口342、引纱通道4、细长纱道41、过渡纱道42、粗长纱道43、阴粉区44、阳液区45、间隔区46、吹液气室5、上吹液道51、上出液口511、上液网格512、中间隔部52、下吹液道53、下出液口531、下液网格532、阳液管54、阳液出口541、阳液进口542、上喷涂管6、上喷涂口61、下喷涂管7、下喷涂口71。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1—图3，一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置，包括涡流管2与引纱管3，所述引纱管3的中部开设有引纱通道4，引纱管3的外部套设有涡流管2，所述涡流管2的顶部设置有与引纱通道4正对的加捻室20；

所述涡流管2包括涡流上锥管21与涡流下锥管22，涡流上锥管21的顶端窄于其底端，涡流下锥管22的顶端宽于其底端，涡流上锥管21的底端与涡流下锥管22的顶端相连接；

所述引纱管3包括引纱上锥管31、引纱中锥管32与引纱下竖管33，所述引纱上锥管31的顶端窄于其底端，引纱中锥管32的顶端宽于其底端，所述引纱上锥管31的底端经引纱中锥管32与引纱下竖管33的顶端相连接，引纱上锥管31、引纱中锥管32、引纱下竖管33的内部共穿设有同一个引纱通道4；

所述涡流上锥管21与引纱上锥管31之间夹成有排气通道23，涡流下锥管22与引纱中锥管32、引纱下竖管33之间夹成有吹液气室5，该吹液气室5包括上吹液道51、中间隔部52与下吹液道53，所述上吹液道51的一端与排气通道23相通，上吹液道51的另一端是与阴粉区44相通的上出液口511，上吹液道51的侧部与阴粉管34相通，所述下吹液道53的一端与排气通道23相通，下吹液道53的另一端是与阳液区45相通的下出液口531，下吹液道53的侧部与阳液管54相通，所述阴粉区44与阳液区45均位于引纱通道4的内部，且在阴粉区44、阳液区45之间设置有间隔区46。

所述引纱通道4包括由上至下依次连通的细长纱道41、过渡纱道42与粗长纱道43，所述细长纱道41的上部分开设于引纱上锥管31的内部，细长纱道41的下部分与过渡纱道42均开设于引纱中锥管32的内部，所述粗长纱道43开设于引纱下竖管33的内部；

所述粗长纱道43上近其顶端的部位是阴粉区44，粗长纱道43上近其底端的部位是阳液区45，且在阴粉区44、阳液区45之间设置有间隔区46。

所述过渡纱道42的横截面为上窄下宽的梯形。

所述上吹液道51与下吹液道53均为倾斜设置，所述上吹液道51上与排气通道23相通的一端高于上吹液道51上与阴粉区44相通的一端，所述下吹液道53上与排气通道23相通的一端高于下吹液道53上与阳液区45相通的一端。

所述上吹液道51内设置有倾斜设置的上喷涂管6，该上喷涂管6的一端与引纱中锥管32的侧围相连接，上喷涂管6的另一端与上出液口511的侧上部正对设置，上喷涂管6的中部与阴粉管34一端设置的阴粉液出口341相通，阴粉管34的另一端为阴粉液进口342。

所述上喷涂管6的另一端与引纱中锥管32的侧围之间的夹角为锐角，所述阴粉管34与上喷涂管6之间的夹角为锐角，阴粉液进口342位于阴粉液出口341、引纱通道4之间。

所述下吹液道53内设置有倾斜设置的下喷涂管7，该下喷涂管7的一端与中间隔部52的底部相连接，下喷涂管7的另一端与下出液口531的侧上部正对设置，下喷涂管7的中部与阳液管54一端设置的阳液出口541相通，阳液管54的另一端为阳液进口542。

所述下喷涂管7的另一端与中间隔部52的底部之间的夹角为锐角，所述阳液管54与下喷涂管7之间的夹角为锐角，阳液进口542位于阳液出口541、引纱通道4之间。

一种上述在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置的使用工艺，包括以下步骤：

先从外部向加捻室20内输入纤维束，该纤维束会在加捻室20中旋转气流的作用下进行喷气涡流纺以获得涡流纺初级纱线1，该涡流纺初级纱线1沿引纱通道4向外输出；

在涡流纺初级纱线1沿引纱通道4向外输出的过程中，会依次经历阴粉区44、间隔区46、阳液区45，其中，在涡流纺初级纱线1穿过阴粉区44的过程中，上出液口511会向涡流纺初级纱线1的侧围喷涂雾化的阴粉混合液，该阴粉混合液由阴离子聚电解质溶液与纳米电气石粉末混合而成，所述阴离子聚电解质溶液的溶质为阴离子聚电解质，随后，在涡流纺初级纱线1穿过阳液区45的过程中，下出液口531会向涡流纺初级纱线1的侧围再喷涂上雾化的阳离子聚电解质溶液以获得涡流纺抗菌负离子纱线11，该阳离子聚电解质溶液的溶质为阳离子聚电解质。

所述阴离子聚电解质为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合；

所述阳离子聚电解质为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合。

本发明的原理说明如下：

本发明中优选在上出液口511内设置上液网格512，在上喷涂管6的出口设置网格状的上喷涂口61，从而提高阴粉混合液被喷出时的雾化效果，进而提高对纱线喷涂的均匀度。

本发明中优选在下出液口531内设置下液网格532，在下喷涂管7的出口设置网格状的下喷涂口71，从而提高阳离子聚电解质溶液被喷出时的雾化效果，进而提高对纱线喷涂的均匀度。

本发明中的涡流纺初级纱线1沿引纱通道4向外输出的过程中，涡流纺初级纱线1或涡流纺抗菌负离子纱线11都处于自转的状态。

本发明中制取的涡流纺抗菌负离子纱线11，可以在后续过程中经历热烘燥阶段，以显著提高最终纱线的耐磨强度，一举两得，极其适宜兼具抗菌、负离子功能的纱线的连续化大规模制备。

实施例1：

参见图1—图3，一种在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置，包括涡流管2与引纱管3，所述引纱管3的中部开设有引纱通道4，引纱管3的外部套设有涡流管2，所述涡流管2的顶部设置有与引纱通道4正对的加捻室20；所述涡流管2包括涡流上锥管21与涡流下锥管22，涡流上锥管21的顶端窄于其底端，涡流下锥管22的顶端宽于其底端，涡流上锥管21的底端与涡流下锥管22的顶端相连接；所述引纱管3包括引纱上锥管31、引纱中锥管32与引纱下竖管33，所述引纱上锥管31的顶端窄于其底端，引纱中锥管32的顶端宽于其底端，所述引纱上锥管31的底端经引纱中锥管32与引纱下竖管33的顶端相连接，引纱上锥管31、引纱中锥管32、引纱下竖管33的内部共穿设有同一个引纱通道4；所述涡流上锥管21与引纱上锥管31之间夹成有排气通道23，涡流下锥管22与引纱中锥管32、引纱下竖管33之间夹成有吹液气室5，该吹液气室5包括上吹液道51、中间隔部52与下吹液道53，所述上吹液道51的一端与排气通道23相通，上吹液道51的另一端是与阴粉区44相通的上出液口511，上吹液道51的侧部与阴粉管34相通，所述下吹液道53的一端与排气通道23相通，下吹液道53的另一端是与阳液区45相通的下出液口531，下吹液道53的侧部与阳液管54相通，所述阴粉区44与阳液区45均位于引纱通道4的内部，且在阴粉区44、阳液区45之间设置有间隔区46。

一种上述在线制备喷气涡流纺抗菌负离子纱线的装置的使用工艺，包括以下步骤：先从外部向加捻室20内输入纤维束，该纤维束会在加捻室20中旋转气流的作用下进行喷气涡流纺以获得涡流纺初级纱线1，该涡流纺初级纱线1沿引纱通道4向外输出；在涡流纺初级纱线1沿引纱通道4向外输出的过程中，会依次经历阴粉区44、间隔区46、阳液区45，其中，在涡流纺初级纱线1穿过阴粉区44的过程中，上出液口511会向涡流纺初级纱线1的侧围喷涂雾化的阴粉混合液，该阴粉混合液由阴离子聚电解质溶液与纳米电气石粉末混合而成，所述阴离子聚电解质溶液的溶质为阴离子聚电解质，随后，在涡流纺初级纱线1穿过阳液区45的过程中，下出液口531会向涡流纺初级纱线1的侧围再喷涂上雾化的阳离子聚电解质溶液以获得涡流纺抗菌负离子纱线11，该阳离子聚电解质溶液的溶质为阳离子聚电解质。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述阴离子聚电解质为聚丙烯基盐酸盐、壳聚糖、聚二乙烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚乙烯吡啶中的任意一种或任意混合；

所述阳离子聚电解质为海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸中的任意一种或任意混合。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述上吹液道51与下吹液道53均为倾斜设置，所述上吹液道51上与排气通道23相通的一端高于上吹液道51上与阴粉区44相通的一端，所述下吹液道53上与排气通道23相通的一端高于下吹液道53上与阳液区45相通的一端。所述上吹液道51内设置有倾斜设置的上喷涂管6，该上喷涂管6的一端与引纱中锥管32的侧围相连接，上喷涂管6的另一端与上出液口511的侧上部正对设置，上喷涂管6的中部与阴粉管34一端设置的阴粉液出口341相通，阴粉管34的另一端为阴粉液进口342。所述上喷涂管6的另一端与引纱中锥管32的侧围之间的夹角为锐角，所述阴粉管34与上喷涂管6之间的夹角为锐角，阴粉液进口342位于阴粉液出口341、引纱通道4之间。

实施例4：

基本内容同实施例3，不同之处在于：

所述下吹液道53内设置有倾斜设置的下喷涂管7，该下喷涂管7的一端与中间隔部52的底部相连接，下喷涂管7的另一端与下出液口531的侧上部正对设置，下喷涂管7的中部与阳液管54一端设置的阳液出口541相通，阳液管54的另一端为阳液进口542。所述下喷涂管7的另一端与中间隔部52的底部之间的夹角为锐角，所述阳液管54与下喷涂管7之间的夹角为锐角，阳液进口542位于阳液出口541、引纱通道4之间。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。