1.一种纳米纤维复合纱线的制备方法，包括以下步骤：（1）将具有功能性的高分子聚合物溶解在相应溶剂中制得均匀的静电纺丝溶液；（2）将短纤进行传统的纺纱工序，所述的传统的纺纱工序中包括梳棉工序；将步骤（1）得到的静电纺丝溶液采用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机进行静电纺丝，其中纺丝射流直接向上喷到所述梳棉工序中即将成条的棉网上，得到含有纳米纤维的棉网；其中操作过程中同时保证短纤进行传统的纺纱工序的生产连续性；所述的静电纺丝中TAYLOR锥多喷头的顶端与接收极板（3）下表面的距离调节范围为0.1厘米~100厘米，输出电压范围为0~100千伏；所述的静电纺丝中TAYLOR锥多喷头的顶端低于棉网，接收极板下表面高于棉网，梳棉机内部的上轧辊（1）和下轧辊（2）送出棉网，与不断纺出的纳米纤维结合，最后将得到的含有纳米纤维的棉网继续进入到后道纺纱工序；（3）将上述含有纳米纤维的棉网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到纳米纤维复合纱线。

2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维复合纱线的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的短纤为纯化纤或纯棉短纤或棉化纤混纺短纤。

3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维复合纱线的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的传统的纺纱工序依次包括：配棉、抓棉、开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱。

《一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法》属于混纺复合纱线的制备领域，特别涉及一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法。

图1是《一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法》的纳米纤维混纺复合纱线工艺流程图；

图2是该发明利用TAYLOR锥多喷头静电纺丝装置向即将成条的棉网上进行静电纺丝示意图；

图3是该发明得到的含有纳米纤维的棉网；

图4是该发明得到的含有纳米纤维的混纺复合纱线表面。

附图中标号说明：1.上轧辊；2.下压辊；3.接收极板；4.棉网；5.纳米纤维丝；6.TAYLOR锥多喷头静电纺丝机；7.高压静电发生器；8.供液装置；9.接地线；10.导液管；11.连接线；12.接地线。

一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法专利目的

《一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法》的目的是提供一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法，该方法通过将静电纺丝技术与传统纺纱技术结合，制得的纳米纤维混纺复合纱线由于含有一定含量的功能性纳米纤维，使纱线具有一定的功能性，属于真正意义上的纳米纺织品，可以提高产品的附加值。

一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法技术方案

《一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法》包括：

（1）将具有功能性的高分子聚合物溶解在相应溶剂中制得均匀的静电纺丝溶液；

（2）将短纤进行传统的纺纱工序，所述的传统的纺纱工序中包括梳棉工序；将步骤（1）得到的静电纺丝溶液采用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机进行静电纺丝，其中纺丝射流直接向上喷到所述梳棉工序中即将成条的棉网上，得到含有纳米纤维的棉网；

（3）将上述含有纳米纤维的棉网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到连续的含有功能性纳米纤维的混纺复合纱线。

步骤（2）中所述的短纤为纯化纤或纯棉短纤或棉化纤混纺短纤。

步骤（2）中所述的传统的纺纱工序依次包括：配棉、抓棉、开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱。

步骤（2）中所述的TAYLOR锥多喷头静电纺丝机中国专利CN101210352A中所公开的TAYLOR锥多喷头静电纺丝机（申请号200710172744.1，公开日2008年7月2日）。

步骤（2）操作过程中同时保证短纤进行传统的纺纱工序的生产连续性。

步骤（2）所述的TAYLOR锥多喷头静电纺丝机，包括：TAYLOR锥多喷头、高压静电发生器、高聚物溶液及供液装置、导液管、连接线、接收极板及接地线；TAYLOR锥多喷头一侧通过导液管由供液装置供液，另一侧通过连接线连接高压静电发生器。

步骤（2）所述的静电纺丝中TAYLOR锥多喷头的顶端与接收极板下表面的距离调节范围为0.1厘米~100厘米，输出电压范围为0~100千伏。

步骤（2）所述的静电纺丝中TAYLOR锥多喷头的顶端低于棉网，接收极板下表面高于棉网，梳棉机内部的上轧辊和下轧辊以一定速度送出棉网，与不断纺出的纳米纤维结合，最后将得到的含有纳米纤维的棉网继续进入到后道纺纱工序。

该发明中将第一种原料的短纤经过传统纺纱的各种工序，依次为经配棉、抓棉、开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱，即短纤成纱过程连续而独立，并不会因为静电纺装置的加入和静电纺纳米纤维纺入成纱过程中的某个环节而影响、改变传统纤维的适纺性和纺纱过程的连续性。

该发明中将纺丝溶液在TAYLOR锥多喷头静电纺丝机上经供液装置挤出，开启高压静电发生器，在高压静电场作用下形成大量纺丝射流，纺丝射流直接向上喷到梳棉工序中即将成条的棉网上，纺丝射流经溶剂挥发最后在棉网上形成纳米纤维网，含有纳米纤维的棉网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到连续的含有功能性纳米纤维的混纺复合纱线。

该发明的纳米纤维混纺复合纱线含有两种原料，一种为普通短纤，另一种为高聚物溶液经静电纺丝技术制成的功能性纳米纤维；前者连续经过传统纺纱工序，包括开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱后成纱。同时在梳棉工序中，利用TAYLOR锥多喷头静电纺丝装置向即将成条的棉网上进行静电纺丝，含有功能性纳米纤维的棉网紧接着进入下道工序，保证生产的连续性。

该发明中的普通短纤可以为纯化纤或纯棉或两者混纺短纤，可以根据产品需要对原料种类作出调整；高聚物溶液可以按照产品功能性要求进行选择，两种原料都不限于某特定种类。

该发明提供一种将静电纺技术与传统纺纱技术相结合的方法来制备纳米纤维，开发得到的纳米纤维复合纱线将在保留传统纱线的性能之外还增加了纳米纤维无可比拟的优良性能，可以提高传统纱线的产品附加值，解决了普通纱线产品附加值低的问题，提高了传统纱线产品品质，并为其提供更广泛的应用领域。此外，纳米纤维的引入并不会影响传统纱线的生产流程、产量和效率，保证了传统纤维成纱过程及静电纺装置纺丝过程的连续，是一种纳米纤维和传统纤维的有益结合，为静电纺纳米纤维向传统纺织领域的提供了一个全新的思路和尝试。

一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法改善效果

《一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法》的制备方法简单，通过将静电纺丝技术与传统纺纱技术结合，制得的纳米纤维混纺复合纱线具有一定的功能性，属于真正意义上的纳米纺织品，可以提高产品的附加值。由该纱线制成的功能性纺织品的开发将具有良好的市场前期和经济效益。

截至2013年11月，随着人们生活水平的提高，在关注纺织品舒适性的同时对纺织服装的功能性要求也越来越高，纳米概念的纱线被不断提出和受到重视。市场上所谓的纳米功能纺织品大多只是采用纳米功能材料对织物进行后整理而得到。市场上还没有含有纳米纤维的纱线。

静电纺技术是2013年前唯一能够直接、连续、高效制备聚合物纳米纤维的方法，以其设备简单、操作容易、材料来源广泛、工艺过程不破坏材料本体等优良特性成为纳米纤维研究的热点。静电纺丝适合于大多数高分子溶液，由静电纺丝法制得的纳米纤维具有较小的直径和很大的比表面积，使纤维具有多种独特的性能，在生物医学、空气过滤、防护衣服等领域都有着巨大的应用潜力。

传统纤维直径较粗，长径比低，比表面积小。为传统纤维赋予一定的功能性多通过纤维表面的物理和化学改性、成纱组分搭配和工艺调整、织物组织结构的变化及后处理过程中添加一定功能性物质等途径获得。这些方式存在着纤维改性难度高、成纱和织造过程工艺复杂、成本高以及功能拓展受限的缺点，另外，向纺织品中添加的功能性物质也存在一定时期穿着、使用后功能无法长久保持的缺陷。

通过向传统纤维中添加功能性纳米纤维可以弥补上述的问题。例如，通过在静电纺聚合物纳米纤维中添加各类抗菌剂，制备具有优异抗菌性能的新型功能聚合物纳米材料；在聚合物溶液中添加一定比例的特定物质通过静电纺纺成的纳米纤维丝可吸收电磁波。同理，添加其它与最终产品的设计目的相对应的物质，并最终在类似上述过程中形成具有一定功能的纳米纤维混纺复合纱线。通过将具有功能性的纳米纤维丝在传统纤维成纱过程某个环节混入，并随着成纱过程继续直至最终获得含有功能性纳米纤维的混纺复合纱线。

传统静电纺丝技术产量较低，无法满足工业化的生产和应用，利用《TAYLOR锥多喷头静电纺丝机》（申请号200710172744.1，公开日2008年7月2日，公开号101210352）可解决传统纺丝技术产量低的问题，实现静电纺纳米纤维的规模化生产。另外，通常的静电纺纳米纤维由于其制备方法的特殊性大都以无规的无纺布形式存在，无法直接被传统纺织工艺设备所利用。2013年前已有学者研究出利用静电纺丝设备制取纳米纱线，但是单纯的利用静电纺设备制备出的纳米纱线普遍强力较低，无法满足其在某些特定领域尤其是纺织服装上的应用。且静电纺纳米纱线对聚合物溶液的要求较高，并不适用于各种高聚物。

• 实施例1

采用普通棉短纤，聚合物采用聚丙烯腈。

（1）将采用聚丙烯腈（分子量75000）溶解在二甲基乙酰胺（DMAc）中制得均匀的静电纺丝溶液；

（2）将普通短纤进行传统的纺纱工序，所述的传统的纺纱工序中包括梳棉工序；如图1所示，将步骤（1）得到的静电纺丝溶液移至TAYLOR锥多喷头静电纺丝机供液装置8中，进行静电纺丝，用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机6向梳棉环节中尚未成条的棉网4上纺入聚丙烯腈纳米纤维5，得到含有纳米纤维的棉网；

（3）将上述含有纳米纤维的棉网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到连续的含有功能性纳米纤维的混纺复合纱线。

以普通梳棉机为例，喂入棉卷定量、上下轧辊（1和2）转速共同控制棉网4的厚度和输出速度。调整TAYLOR锥多喷头静电纺丝机6的电压、喷头与棉网的距离以及供液速度等参数，与棉卷幅宽和行进速度相匹配，保证静电纺纳米纤维在棉网上的分布范围、含量，避免纳米纤维之间的缠结，保证溶剂的充分挥发。

• 实施例2

采用与实施例1相同的方法，其中短纤采用黏胶短纤，聚合物采用聚氨酯。

（1）将采用聚氨酯溶解在二甲基甲酰胺（DMF）中制得均匀的静电纺丝溶液；

（2）将普通黏胶短纤进行传统的纺纱工序，所述的传统的纺纱工序中包括梳棉工序；如图1所示，将步骤（1）得到的静电纺丝溶液移至TAYLOR锥多喷头静电纺丝机供液装置8中，进行静电纺丝，用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机6向梳棉环节中尚未成条的黏胶短纤网4上纺入聚氨酯纳米纤维5，得到含有纳米纤维的黏胶短纤网；

（3）将上述含有纳米纤维的黏胶短纤网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到连续的含有聚氨酯纳米纤维的混纺复合纱线。

• 实施例3

采用与实施例1相同的方法，其中短纤采用涤纶短纤，聚合物采用聚丙烯腈。

（1）将采用聚丙烯腈溶解在二甲基乙酰胺（DMAc）中制得均匀的静电纺丝溶液；

（2）将普通涤纶短纤进行传统的纺纱工序，所述的传统的纺纱工序中包括梳棉工序；如图1所示，将步骤（1）得到的静电纺丝溶液移至TAYLOR锥多喷头静电纺丝机供液装置8中，进行静电纺丝，用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机6向梳棉环节中尚未成条的涤纶短纤网4上纺入聚丙烯腈纳米纤维5，得到含有纳米纤维的涤纶短纤网；

（3）将上述含有纳米纤维的涤纶短纤网经成条后直接进入后道成纱工序，最后得到连续的含有聚丙烯腈纳米纤维的混纺复合纱线。

2021年6月24日，《一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种超弹性3D打印纳米纤维素复合材料及其制备方法。本发明研制的产品中，包括热塑性弹性体颗粒和纳米纤维素；所述纳米纤维素为中空纤维，且表面分散有孔隙，所述热塑性弹性体颗粒至少部分嵌入所述孔隙中。另外，所述纳米纤维素是由两种不同长度分布的纳米纤维素组成；所述两种不同长度分布的纳米纤维素的长度分布范围分别为30‑50nm和100‑150nm。所述热塑性弹性体颗粒选用两种不同材质的热塑性弹性体颗粒按质量比为1：1复配而成。本发明所得产品具有良好的存储稳定性，且具有优异的打印性能。

按纱线原料分类

纯纺纱

纯纺纱是由一种纤维材料纺成的纱，如棉纱、毛纱、麻纱和绢纺纱等。此类纱适宜制作纯纺织物。

混纺纱

混纺纱是由两种或两种以上的纤维所纺成的纱，如涤纶与棉的混纺纱，羊毛与粘胶的混纺纱等。此类纱用于突出两种纤维优点的织物。

按纱线粗细分类

粗特纱

粗特纱指32特及其以上（英制18英支及以下）的纱线。此类纱线适于粗厚织物，如粗花呢、粗平布等。

中特纱

中特纱指21-32特（英制19-28英支）的纱线。此类纱线适于中厚织物，如中平布等。

细特纱

细特纱指11-20特（英制29-54英支）的纱线。此类纱线适于细薄织物，如细布、府绸等。

特细特纱

特细特纱指10特及其以下（英制58英支及以上）的纱线。此类纱适于高档精细面料，如高支衬衫、精纺贴身羊毛衫等。

按纺纱系统分类

精纺纱

精纺纱也称精梳纱，是指通过精梳工序纺成的纱，包括精梳棉纱和精梳毛纱。纱中纤维平行伸直度高，条干均匀、光洁，但成本较高，纱支较高。精梳纱主要用于高级织物及针织品的原料，如细纺、羊毛衫等。

粗纺纱

粗纺纱也称粗梳毛纱或普梳棉纱，是指按一般的纺纱系统进行梳理，不经过精梳工序纺成的纱。粗纺纱中短纤维含量较多，纤维平行伸直度差，结构松散，毛茸多，纱支较低，品质较差。此类纱多用于一般织物和针织品的原料，如粗纺毛织物、中特以上棉织物等。

废纺纱

废纺纱是指用纺织下脚料（废棉）或混入低级原料纺成的纱。纱线品质差、松软、条干不匀、含杂多、色泽差，一般只用来织粗棉毯、厚绒布和包装布等低级的织品。

按纺纱方法分类

环锭纱

环锭纱是指在环锭细纱机上，用传统的纺纱方法加捻制成的纱线。纱中纤维内外缠绕联结，纱线结构紧密，强力高，但由于同时靠一套机构来完成加捻和卷绕工作，因而生产效率受到限制。此类纱线用途广泛，可用于各类织物、编结物、绳带中。

自由端纱

自由端纱是指在高速回转的纺杯流场内或在静电场内使纤维凝聚并加捻成纱，其纱线的加捻与卷绕作用分别由不同的部件完成，因而效率高，成本较低。

气流纱

气流纱也称转杯纺纱，是利用气流将纤维在高速回转的纺纱杯内凝聚加捻输出成纱。纱线结构比环锭纱蓬松、耐磨、条干均匀、染色较鲜艳，但强力较低。此类纱线主要用于机织物中膨松厚实的平布、手感良好的绒布及针织品类。

静电纱

静电纱是利用静电场对纤维进行凝聚并加捻制得的纱。纱线结构同气流纱，用途也与气流纱相似。

涡流纱

涡流纱是用固定不动的涡流纺纱管，代替高速回转的纺纱杯所纺制的纱。纱上弯曲纤维较多、强力低、条干均匀度较差，但染色、耐磨性能较好。此类纱多用于起绒织物，如绒衣、运动衣等。

尘笼纱

尘笼纱也称摩擦纺纱，是利用一对尘笼对纤维进行凝聚和加捻纺制的纱。纱线呈分层结构，纱芯捻度大、手感硬，外层捻度小、手感较柔软。此类纱主要用于工业纺织品、装饰织物，也可用在外衣（如工作服、防护服）上。

非自由端纱

非自由端纱是又一种与自由端纱不同的新型纺纱方法纺制的纱，即在对纤维进行加捻过程中，纤维条两端是受握持状态，不是自由端。这种新型纱线包括自捻纱、喷气纱和包芯纱等。

自捻纱

自捻纱属非自由端新型纱的一种，是通过往复运动的罗拉给两根纱条施以加捻，当纱条平行贴紧时，靠其退捻回转的力，互相扭缠成纱。这种纱线捻度不匀，在一根纱线上有无捻区段存在，因而纱强较低。适于生产羊毛纱和化纤纱，用在花色织物和绒面织物上较合适。

喷气纱

喷气纱是利用压缩空气所产生的高速喷射涡流，对纱条施以加捻，经过包缠和扭结而纺制的纱线。成纱结构独特，纱芯几乎无捻，外包纤维随机包缠，纱较疏松，手感粗糙，且强力较低。此类纱线可加工机织物和针织物，做男女上衣、衬衣、运动服和工作服等。

包芯纱

包芯纱是一种以长丝为纱芯，外包短纤维而纺成的纱线，兼有纱芯长丝和外包短纤维的优点，使成纱性能超过单一纤维。常用的纱芯长丝有涤纶丝、锦纶丝、氨纶丝，外包短纤维常用棉、涤/棉、腈纶、羊毛等。包芯纱是主要用作缝纫线、衬衫面料、烂花织物和弹力织物等。

按纱线用途分类

机织用纱

机织用纱指加工机织物所用纱线，分经纱和纬纱两种。经纱用作织物纵向纱线，具有捻度较大、强力较高、耐磨较好的特点；纬纱用作织物横向纱线，具有捻度较小、强力较低、但柔软的特点。

针织用纱

针织用纱为针织物所用纱线。纱线质量要求较高，捻度较小，强度适中。

其它用纱

包括缝纫线、绣花线、编结线、杂用线等。根据用途不同，对这些纱的要求是不同的。

纱线纺织单纱

单纱是指只有一股纤维束捻合的纱。可以由一种原料纺成纯纺纱，由此构成纯纺织物，也可以由两种或两种以上原料构成混纺纱，由此构成混纺织物。

股线

股线是由两根或两根以上的单纱捻合而成的线。其强力、耐磨好于单纱。同时，股线还可按一定方式进行合股并合加捻，得到复捻股线，如双股线、三股线和多股线。主要用于缝纫线、编织线或中厚结实织物。

单丝单丝是由一根纤维长丝构成的。其直径大小决定于纤维长丝的粗细。一般只用于加工细薄织物或针织物，如尼龙袜、面纱巾等。

变形纱

变形纱是对合成纤维长丝进行变形处理，使之由伸直变为卷曲而得到的，也称为变形丝或加工丝。变形纱包括高弹丝、低弹丝、膨体纱和网络丝等。

高弹丝

高弹丝或高弹变形丝具有很高的伸缩性，而膨松性一般。主要用于弹力织物，以锦纶高弹丝为主。

低弹丝

低弹丝或变形弹力丝具有适度的伸缩性和膨松性。多用于针织物，以涤纶低弹丝为多。

膨体纱

膨体纱具有较低的伸缩性和很高的膨松性。主要用来作绒线、内衣或外衣等要求膨松性好的织物，其典型代表是腈纶膨体纱，也叫做开司米。

网络丝

网络丝又名交络丝，是化学纤维制丝过程中在尚未成形时，让部分丝抱合在一起而形成的。此丝手感柔软、膨松、仿毛效果好，多用于女式呢。

特种纱线

特种纱线(specialyarn），又称花式纱线：是指在纺纱和制线过程中采用特种原料、特种设备或特种工艺对纤维或纱线进行加工而得到的具有特殊的结构和外观效应的纱线，是纱线产品中具有装饰作用的一种纱线。特种纱线机织产品，可作为大衣、西服、外衣、衬衫及裙子的面料；花式纱线针织产品被广泛用于制作针织服装；此外，花式纱线也大量用于织制羊毛衫、帽子、围巾、领带、地毯等以及纱发布、窗帘布、床上用品、高级贴墙材料等装饰用布。特种纱线使用的原料品种也很广泛，包括棉、毛、丝、麻、化学纤维，以及边脚料等。特种纱线生产方法很多、不同的方法又可以组合在一起形成新的花式纱线产品。主要分为六大类，七十多种。

只要符合下列六种情况都是“特种纱线”的线、绳、索、缆

⒈丝或绢丝纱线，细度在20000分特以上；

⒉化学纤维纱线），细度在10000分特以上；

⒊大麻或亚麻纱线：

⑴加光或上光的，细度在1429分特及以上；

⑵未加光或上光的，细度在20000分特以上；

⒋三股或三股以上的椰壳纤维纱线；

⒌其他植物纤维纱线，细度在20000分特以上；

⒍用金属线加强的纱线

纱线纺织混纺（纤）纱

混纺或交捻纱线是由两种或两种以上纤维组成的纱线，如涤/棉混纺纱、毛/涤混纺纱、毛/腈混纺纱、涤/粘/腈混纺纱、真丝/棉纱交捻纱等等。有两种以上短纤维混合纺成的短纤维纱，称为混纺纱；而由两种以上长丝纱组合（如加捻）成的纱，叫混纤纱。

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