精梳机、纳米纤维复合棉条以及制备方法与流程

本发明涉及纺织领域，特别是涉及一种精梳机、纳米纤维复合棉条以及制备方法。

背景技术：

精梳机是指纺纱过程中实现精梳工艺所用的主要设备，其主要作用是排除较短纤维，清除纤维中的扭结粒(棉结、毛粒、草屑、茧皮等)，使较长纤维进一步伸直、平行，最终制成粗细均匀的精梳纱线。但传统的精梳棉条摩擦力不足，且不具备抗菌、隔水等功能特性，进而制得的精梳纱线存在强力不足、不具备功能特性。

纳米纤维是直径处在1nm-1000nm范围内，具有孔隙率高、比表面积大、长径比大、表面能和活性高等性能优势的纤维材料。纳米纤维具有优异的抗菌、隔水、过滤等功能特性，应用在生物医疗、能源材料、聚合物增强、光电传感等各领域。纳米纤维在纺织领域也有广泛的应用，通过加入纳米纤维可以生产出各类功能服装、工业面料、纱线等制品，但目前为止，市场上未见含纳米纤维的复合精梳棉条的制品。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的精梳棉条摩擦力不足、无功能特性的问题，提供一种可以制作摩擦力强、具备抗菌、隔水等功能特性的纳米纤维复合棉条的精梳机。

一种精梳机，其包括：

精梳机本体；

第一传输罗拉，所述第一传输罗拉安装于所述精梳机本体上，所述第一传输罗拉用于除掉短纤维并传输棉网；

紧压罗拉，所述紧压罗拉安装于所述精梳机本体另一位置上，所述紧压罗拉用于对所述第一传输罗拉传输来的棉网压紧；以及

静电纺丝装置，所述静电纺丝装置位于所述第一传输罗拉和所述紧压罗拉之间，所述静电纺丝装置包括若干用于喷射纳米纤维液的静电喷丝头以及与所述静电喷丝头相对设置的纤维接收机构，所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间形成容纳棉网通过的静电纺丝区。

上述精梳机的结构简单，棉网依次经过第一传输罗拉、静电喷丝头与纤维接收机构之间的静电纺丝区、紧压罗拉，再经并和牵伸得到纳米纤维复合棉条。将静电纺丝装置设于所述第一传输罗拉和所述紧压罗拉之间的位置是利于棉网与纳米纤维之间形成纳米纤维复合棉条。具体而言，棉网是在精梳工艺后从所述第一传输罗拉传输出来，此时，棉网厚度薄且去掉了短纤维后棉网纤维之间疏松，具有较大空隙，所述静电纺丝装置喷射的纳米纤维液易于渗入棉网空隙中，形成均匀的纳米纤维复合棉条，而如果在梳棉工序中喷入纳米纤维液，则容易被锡林毛刷将刚成型的纳米纤维丝一并清理掉，降低纳米纤维的有效利用率。

再者，上述精梳机制备的纳米纤维复合棉条的摩擦力大，且赋予精梳棉条抗菌、隔水等的功能特性，进而利于得到强力高、具有抗菌、隔水等功能特性的精梳纱线。

在其中一个实施例中，所述精梳机还包括安装于所述精梳机本体上用于传输棉网的第二传输罗拉，所述第二传输罗拉位于所述静电纺丝装置与所述紧压罗拉之间。

在其中一个实施例中，所述精梳机还包括用于承载并传导棉网的棉网导出板，所述棉网导出板安装于所述精梳机本体上，所述棉网导出板的一端位于所述第一传输罗拉的棉网输出端侧，所述棉网导出板的另一端位于所述紧压罗拉的棉网进入端侧，所述棉网导出板上设有若干朝向所述纤维接收机构的槽孔，所述静电喷丝头一一对应地安装于所述槽孔中，所述棉网导出板位于所述纤维接收机构的下方以使纳米纤维液由下至上喷出。

在其中一个实施例中，所述槽孔均匀分布于所述棉网导出板上。

在其中一个实施例中，所述静电喷丝头的喷头孔径为0.1mm-5mm。

在其中一个实施例中，所述纤维接收机构包括安装有电磁铁的接收极板，所述静电喷丝头与所述接收极板的接收面之间的距离为20mm-150mm。

本发明还提供一种利用本发明任一项所述的精梳机制备纳米纤维复合棉条的制备方法，其包括如下步骤：在电压为5kv-25kv下，驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液，在驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液的同时，所述第一传输罗拉向所述静电纺丝区中传输棉网以使棉网上形成纳米纤维丝，所述紧压罗拉将形成纳米纤维丝的棉网进行压实、并合牵伸得到纳米纤维复合棉条。

在其中一个实施例中，在所述第一传输罗拉向所述静电纺丝区中传输棉网的步骤中，棉网的运行速度为0.5m/min-3m/min。

在其中一个实施例中，在驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液的步骤中，所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间的喷射夹角为45度-90度。

本发明还提供一种纳米纤维复合棉条，其包括本发明任一项所述的纳米纤维复合棉条的制备方法制备而成。

附图说明

图1为一实施例中精梳机的纵剖面的结构示意图；

图2为一实施例中精梳机的棉网导出板的仰视图；

图3为另一实施例中精梳机的棉网导出板的仰视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1至图3，本发明一实施例提供一种精梳机，其包括精梳机本体100、传输罗拉200、紧压罗拉300以及位于传输罗拉200与紧压罗拉300之间的静电纺丝装置。

其中，精梳机本体100为精梳机的主体结构，精梳机本体100上承载精梳机的主要元件，例如传输罗拉200、紧压罗拉300、除掉棉网上短纤维的锡林毛刷等。

其中，所述传输罗拉200安装于所述精梳机本体100上，所述传输罗拉200主要作用是传输棉网。本发明的传输罗拉200传输的棉网主要是指锡林毛刷去除掉短纤维的棉网。

在本实施例中，所述第一传输罗拉200的个数可以不受限制，可根据分离的实际情况进行调整。进一步地，所述第一传输罗拉200为两个且并排设置，更利于棉网在传输过程中，附于棉网上的短纤维的去除，还可以在静电纺丝装置与紧压罗拉300之间设置第二传输罗拉210，第二传输罗拉210安装于所述精梳机本体100上，所述第二传输罗拉210用于将喷涂纳米纺丝液的棉网传至紧压罗拉300处。

在其中一个实施例中，与第一传输罗拉200相对位置设置有安装于所述精梳机本体100上的皮辊201。皮辊201的主要作用是与对应的第一传输罗拉200相互配合，便于传输棉网。

其中，所述紧压罗拉300安装于所述精梳机本体100上另一位置，所述紧压罗拉300用于对所述第一传输罗拉200传输来的棉网压紧，也就是说，紧压罗拉对依次经过第一传输罗拉200、静电纺丝装置的棉网进行压紧。

在其中一个实施例中，紧压罗拉300上方还设有v型口301，便于将棉网汇集后，再进行压紧。

其中，所述静电纺丝装置位于所述第一传输罗拉200和所述紧压罗拉300之间，所述静电纺丝装置包括若干用于喷射纳米纤维液的静电喷丝头以及与所述静电喷丝头相对设置的纤维接收机构，所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间形成容纳棉网通过的静电纺丝区500。

在本实施例中，棉网是在精梳工艺后从所述第一传输罗拉200传输出来，此时，棉网厚度薄且去掉了短纤维，所述静电纺丝装置喷射的纳米纤维液易于渗入棉网空隙中，形成均匀的纳米纤维复合棉条。而如果在梳棉工序中喷入纳米纤维液，则容易被锡林毛刷将刚成型的纳米纤维丝一并清理掉，降低纳米纤维的有效利用率。而如果在紧压罗拉300工序后喷射纳米纤维液，由于棉网经紧压罗拉300压实后，棉网致密，棉网的纤维之间空隙小，纳米纤维液很难进入棉网内部，形成均匀的纳米纤维复合棉网。

在其中一个实施例中，所述纤维接收机构包括安装有电磁铁的接收极板401，所述静电喷丝头与所述接收极板401的接收面之间的距离为20mm-150mm，这样可以保证足够的作业空间，利于形成均匀的纳米纤维复合棉条，例如，所述静电喷丝头与所述接收极板401的接收面之间的距离为50mm、100mm、120mm等。

在其中一个实施例中,所述精梳机还包括棉网导出板600，所述棉网导出板600为平面面板，棉网导出板600可以承载一定面积的棉网。具体地，从第一传输罗拉200上传导的棉网经棉网导出板表面600传导后，经第二传输罗拉210进入紧压罗拉300。其中，在支撑力作用下，位于所述棉网导出板600上的棉网表面更加平整，利于纳米纤维液与棉网中的纤维形成复合纤维。进一步地，所述棉网导出板600的面积为0.04平方米-0.1平方米，利于承载并传输合适大小的棉网，例如：所述棉网导出板600的面积为0.06平方米、0.08平方米等。

在本实施例中，所述棉网导出板600安装于所述精梳机本体100上且位于所述纤维接收机构的下方，所述棉网导出板600具有两端，所述棉网导出板600的一端位于所述第一传输罗拉200的棉网输出端一侧，所述棉网导出板600的另一端位于所述紧压罗拉300的棉网进入端一侧。这样可以将第一传输罗拉200中传输出的棉网快速传至紧压罗拉300中进行压紧。

在本实施例中，所述棉网导出板600上设有若干朝向所述纤维接收机构的槽孔610，所述静电喷丝头一一对应地安装于所述槽孔610中，这样可以对刚刚传输出的位于所述棉网导出板600上的棉网表面上由下至上喷射纳米纤维液。可以防止纳米纤维液受重力作用在棉网上的汇集、积累。当然，也可以不设置棉网导出板600，而将所述纤维接收机构的接收极板401作为承载和传输棉网的机构，然后将若干静电喷丝头设于纤维接收机构的上方，从上至下喷射纳米纤维液至棉网上，使棉网的更多区域接收纳米纤维液，利于形成均匀的纳米纤维棉条。

在其中一个实施例中，所述第一传输罗拉200的一纵截面与所述紧压罗拉300的一纵截面位于同一平面上。进而减少扭力对制作纳米纤维复合棉网带来的不利影响。

在其中一个实施例中,所述槽孔610均匀分布于所述棉网导出板600上。这样可以保证静电喷丝头喷出的纳米纤维液均匀的喷射于所述棉网上。进一步地，所述槽孔610的数量为5个-500个，例如所述槽孔610为20个、50个、100个、200个、400个等。

在其中一个实施例中,所述静电喷丝头的喷头孔径为1mm-5mm，此范围内更利于静电喷丝头喷射出流量合适的纳米纤维液，例如：所述静电喷丝头的喷头孔径为2mm、4mm等。

在其中一个实施例中，所述静电喷丝头的喷头形状为圆形、椭圆形或圆角矩形，进一步地，所述所述静电喷丝头的喷头形状为圆形，有利于提高喷丝成型的稳定性。

在其中一个实施例中，所述静电纺丝装置还包括若干与所述静电喷丝头相对应的储液机构，所述储液机构与所述静电喷丝头连通，所述储液机构用于存储纳米纤维液并为静电喷丝头提供纳米纤维液。

可以理解，所述精梳机还包括其他所需部件，例如除掉棉网上短纤维的锡林毛刷，均可以采用本领域技术人员所公知的结构，在此不做过多赘述。

可以理解，所述静电纺丝装置还包括其他部件，均可以采用本领域技术人员所公知的结构，例如：所述静电纺丝装置还包括高压电源，所述高压电源作用于静电纺丝区500中形成高压电场，进而利于纳米纤维液形成纳米纤维丝。

上述精梳机的结构简单，棉网依次经过第一传输罗拉、静电喷丝头与纤维接收机构之间的静电纺丝区、紧压罗拉，再经并和、牵伸得到纳米纤维复合棉条。将静电纺丝装置设于所述第一传输罗拉和所述紧压罗拉之间的位置是利于棉网与纳米纤维形成纳米纤维复合棉条。具体而言，棉网是在精梳工艺后从所述第一传输罗拉传输出来，此时，棉网厚度薄且去掉了短纤维，所述静电纺丝装置喷射的纳米纤维液易于渗入棉网空隙中，形成均匀的纳米纤维复合棉条，而如果在梳棉工序中喷入纳米纤维液，则容易被锡林毛刷将刚成型的纳米纤维丝一并清理掉，降低纳米纤维的有效利用率。

再者，上述精梳机制备的纳米纤维复合棉条的摩擦力大，且赋予精梳棉条抗菌、隔水的功能特性，进而利于得到强力高、具有抗菌、隔水功能特性的精梳纱线。

本发明还提供一种利用本发明任一实施例所述的精梳机制备纳米纤维复合棉条的制备方法，其包括如下步骤：在电压为5kv-25kv下，驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液，在驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液的同时，所述第一传输罗拉200向所述静电纺丝区500中传输棉网，这样纳米纤维液就会在棉网上形成纳米纤维丝，之后所述紧压罗拉300将混有纳米纤维丝的棉网进行压实、之后并合牵伸得到纳米纤维复合棉条。

进一步地，棉条再经本领域技术人员通常采用的后续常规工序可以制得纳米纤维复合纱线。

在其中一个实施例中，在所述第一传输罗拉200向所述静电纺丝区500中传输棉网的步骤中，棉网的运行速度为0.5m/s-3m/s，便于纳米纤维液均匀地附着于棉网的表面。其中，棉网的运行速度可以为0.8m/s、1m/s、2m/s等。

在其中一个实施例中，在驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液的步骤中，所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间的喷射夹角为45度-90度，利于制备出均匀的纳米纤维复合棉条，例如：所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间的喷射夹角为60度、80度等。

上述加工工艺简单，制备得到的纳米纤维复合棉条的摩擦力大，且赋予精梳棉条抗菌、隔水等功能特性，进而利于得到强力高、具有抗菌、隔水等功能特性的精梳纱线。

本发明还提供一种纳米纤维复合棉条，其包括本发明任一项所述的纳米纤维复合棉条的制备方法制备而成。

上述纳米纤维复合棉条的摩擦力大，且赋予精梳棉条抗菌、隔水等功能特性，进而利于得到强力高、具有抗菌、隔水等功能特性的精梳纱线。

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种纳米纤维复合棉条的制备方法：

参阅图1，取本发明所述的精梳机，调节静电纺丝装置的高压电源的电压为15kv，驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液，其中，纳米纤维液的注射速度0.1ml/h，所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间的喷射夹角为90度。同时，所述第一传输罗拉200向所述静电纺丝区500中传输棉网，棉网的运行速度为0.5m/min，这样纳米纤维液就会在棉网上形成纳米纤维丝，再通过第二传输罗拉210，之后所述紧压罗拉将混有纳米纤维丝的棉网进行压实、之后并合牵伸得到纳米纤维复合棉条。

实施例2

一种纳米纤维复合棉条的制备方法：

参阅图1，取本发明所述的精梳机，调节静电纺丝装置的高压电源的电压为12kv，驱动所述静电喷丝头向所述纤维接收机构喷射纳米纤维液，其中，纳米纤维液的注射速度0.2ml/h，所述静电喷丝头与所述纤维接收机构之间的喷射夹角为90度。同时，所述第一传输罗拉200向所述静电纺丝区500中传输棉网，棉网的运行速度为0.7m/min，这样纳米纤维液就会在棉网上形成纳米纤维丝，再通过第二传输罗拉210，之后所述紧压罗拉将混有纳米纤维丝的棉网进行压实、之后并合牵伸得到纳米纤维复合棉条。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。