CN109853097A

CN109853097A - 一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线及其制备方法

Info

Publication number: CN109853097A
Application number: CN201910138283.9A
Authority: CN
Inventors: 姜林强; 蔡国明
Original assignee: Zhejiang Jiuda Textile Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Jiuda Textile Technology Co Ltd
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2019-06-07

Abstract

本发明公开了一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线，包括纱线层、有机涂层以及绒毛层，其中绒毛层含有阻燃剂和抗菌剂，所述阻燃剂包括三嗪类氮‑硅化合物、硼酸胺、硼酸锌以及三聚氰胺，所述抗菌剂为纳米TiO₂。植绒纱线的制备方法，包括绒毛的制备及预处理、去污处理、喷涂处理、植绒处理、第一次烘干处理、刷毛处理、水洗处理以及第二次烘干处理。本发明制备的植绒纱线具有优异的阻燃、抗菌以及透气性能，满足了现代功能性纺织材料的发展需求。

Description

一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织工程领域，尤其涉及一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线及其制备方法。

背景技术

植绒是一种在涂覆有粘结剂的被植物表面上散布绒毛，经烘干固化后绒毛固定在被植物的方法。利用植绒技术生产的产品广泛应用于工艺品、包装、汽车等行业，所选的基材表面均可植绒，并且不受被植物形状、大小的限制。如：纸、布、无纺布、人造革、塑料、玻璃、金属、橡胶、木板、海绵、石膏板、人造板、吸塑片、泡沫、陶瓷、树脂等等。静电植绒产品具有以下特点：立体感强、颜色鲜艳、手感柔和、豪华高贵、华丽温馨、形象逼真、无毒无味、保温防潮、不脱绒、耐摩擦、平整无隙，这样极大地满足了高档纺织品的使用需求。

但是目前的植绒产品功能性单一，在保证产品的力学拉伸、耐磨以及外观颜值的基础上，仅限于单一的抗静电性、抗菌性、透气性以及阻燃性，满足不了人们在某些特殊领域的需求，因此具有多功能性能的纱线产品是未来植绒技术发展的重要方向。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，所制备的植绒纱线具有优异的阻燃、抗菌以及透气性能。

本发明为了实现上述目的，可采用以下技术方案：

一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线，包括纱线层、有机涂层以及绒毛层，其中绒毛层含有阻燃剂和抗菌剂，所述阻燃剂包括三嗪类氮-硅化合物、硼酸胺、硼酸锌以及三聚氰胺，所述抗菌剂为纳米TiO₂。

进一步的，所述阻燃剂为膨胀型阻燃剂，三嗪类氮-硅化合物为成炭剂，硼酸胺和硼酸锌为脱水剂，三聚氰胺为发泡剂。

进一步的，一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，包括如下步骤：（1）绒毛的制备及预处理：

a.将阻燃剂5~15份（其中三嗪类氮-硅化合物1~5份，硼酸胺和硼酸锌共3~7份，三聚氰胺1~3份）、抗菌剂5~10份、分散剂0.1~5份、色粉20~70份、助剂0.05~2份与尼龙6 30-80份，加入到高速混合机中共混，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，制备成尼龙色母粒，随后色母粒20份与尼龙6 80份切片混合纺丝，制成尼龙丝束，然后切割成尼龙绒毛；

b.经过漂洗、干燥、筛分选取合适规格的绒毛，然后对绒毛进行电着处理；

（2）去污处理：纱线浸入预处理溶液，预处理液中通入超声波微纳米气泡发生装置产生的微纳米气泡，辅助清理纱线上的污渍和杂毛；

（3）喷涂处理：利用空气喷涂的方式，在纱线表面涂覆一层具有粘结性的丙烯酸树脂涂料，准备植绒处理；

（4）植绒处理：待植绒的纱线通过动力辊轮送入植绒机中，而绒毛通过植绒机上方的计量辊进入植绒区域中，并在高压静电场的作用下，粘附于纱线表面；

（5）第一次烘干处理：植绒完毕后，经过干燥箱的烘干处理，烘干温度为60~100℃，保持1~2h；

（6）刷毛处理：对烘干后的植绒纱线利用真空控制***操作机械泵进行刷毛处理，利用真空抽吸原理去除纱线上的浮毛；

（7）水洗处理：将刷毛处理后的纱线浸入水中清洗，并加入柔顺剂，保证纱线具有柔软的手感与绒感；

（8）第二次烘干处理：水洗完毕后，经过干燥箱的烘干处理，烘干条件与第一次烘干处理一样。

进一步的，所述喷涂处理的工艺参数为：涂料粘度为20~50 s，空气压力为0.35~0.45 MPa，喷涂有效距离为20~30 cm，涂料喷出量为0.04~0.08L/min。

进一步的，所述植绒处理的静电压应保持在40~60KV之间，两个极板间距为10cm以内，绒毛下落重量应控制在0.5~3kg/min之间。

进一步的，所述刷毛处理中真空控制***抽真空的范围为10^-1~10⁵ Pa。

进一步的，植绒纱线的制备方法适用于棉、麻、真丝、羊毛、晴纶、涤纶、粘纤以及各种混纺材质制成的纱线。

采用本发明提供的技术方案，可获得以下有益效果：

（1）本发明所制备的纱线在绒毛层中引入膨胀型阻燃剂，改善了纱线的阻燃性能；

（2）绒毛层中添加的纳米TiO₂，赋予植绒纱线的抗菌性能；

（3）纱线制备过程中采用喷涂处理工艺，使得涂层厚度容易控制，保证了植绒纱线的质量，替代了上胶处理工艺，克服了上胶过程中胶料层厚度不容易控制的缺点；

（4）纱线去污处理过程中在预处理溶液中通入微纳米气泡，赋予了纱线的透气功能。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

所述阻燃剂为膨胀型阻燃剂，三嗪类氮-硅化合物为成炭剂，其在燃烧过程中能被脱水剂夺走水分而被炭化，是形成泡沫炭化层的基础。硼酸胺和硼酸锌为脱水剂，其在燃烧过程中夺走膨胀型阻燃剂中的成炭剂的水分，主要作用是促进多羟基化合物脱水炭化，形成一定厚度的不易燃烧的炭质层。三聚氰胺为发泡剂，其在被阻燃***受热时，分解释放出大量无毒并能灭火的气体，同时发生膨胀并形成海绵状细泡结构。

一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，包括如下步骤：

（1）绒毛的制备及预处理：

a.将阻燃剂5份（其中三嗪类氮-硅化合物1份，硼酸胺和硼酸锌共3份，三聚氰胺1份）、抗菌剂5份、分散剂0.1份、色粉20份、助剂0.05份与尼龙6 30份，加入到高速混合机中共混，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，挤出温度为150~180℃，螺杆转速为200~400r/min，制备成尼龙色母粒，随后色母粒20份与尼龙6 80份切片混合纺丝，制成尼龙丝束，然后切割成尼龙绒毛；

（2）去污处理：纱线浸入预处理溶液，预处理溶液温度为50~80℃，预处理液中通入超声波微纳米气泡发生装置产生的微纳米气泡，气泡辅助清理纱线上的污渍和杂毛，随后纱线利用一对动力辊轮的间隙挤出多余的预处理溶液；

（3）喷涂处理：将具有粘结性的丙烯酸树脂涂料用稀释剂（去离子水）兑稀，涂料与稀释剂的比例以重量份数计算为3~5:1，所述喷涂处理的工艺参数为：涂料粘度为20~50 s，空气压力为0.35~0.45 MPa，喷涂有效距离为20~30 cm，涂料喷出量为0.04~0.08L/min；

（4）植绒处理：待植绒的纱线通过动力辊轮送入植绒机中，而绒毛通过植绒机上方的计量辊进入植绒区域中，并在高压静电场的作用下，尼龙绒毛均匀洒落在纱线上，绒毛下落重量应控制在0.5~3kg/min之间，为了保证纱线的植绒质量，静电压应保持在40~60KV之间，两个极板间距为10cm以内，植绒完毕后进入下一步烘干处理；

（6）刷毛处理：纱线组经过刷毛***中的动力辊轮，控制真空控制***启动机械泵，将真空度抽到7Pa以下，利用真空抽吸原理将残留绒毛收集在吸尘袋中，收集绒毛的同时，抽出的气体经过过滤器过滤，将新鲜的空气排出刷毛***外。

（7）水洗处理：将刷毛处理后的纱线浸入水中清洗，并加入柔顺剂，保证纱线具有柔软的手感与绒感。

所述刷毛处理中真空控制***抽真空的范围为10^-1~10⁵ Pa。

植绒纱线的制备方法适用于棉、麻、真丝、羊毛、晴纶、涤纶、粘纤以及各种混纺材质制成的纱线。

实施例2：与实施例1的区别在于植绒纱线的制备方法中步骤（1）色母粒原料组分含量不同，为阻燃剂15份（其中三嗪类氮-硅化合物5份，硼酸胺和硼酸锌共7份，三聚氰胺3份）、抗菌剂10份，分散剂5份、色粉70份、助剂2份与尼龙6 80份。

实施例3：与实施例1的区别在于植绒纱线的制备方法中步骤（1）色母粒原料组分含量不同，为阻燃剂10份（其中三嗪类氮-硅化合物3份，硼酸胺和硼酸锌共5份，三聚氰胺2份）、抗菌剂7份、分散剂3份、色粉45份、助剂1份与尼龙6 55份。

下面结合本发明的实施例1-3与对比例1-3，进行阻燃、抗菌、透气性测试，

分别测试植绒纱线的极限氧指数（LOI值）、抑菌率以及透气率。阻燃性测试是利用氧指数仪按GB/T 5454-1997 进行测试，抗菌性测试是按照GB15979-2002进行测试，透气性测试是利用数字式织物透气仪按照GB/T 5453-1997进行测试。对比例1与实施例3的区别在于色母粒原料中不加入阻燃剂，对比例2与实施例3的区别在于色母粒原料中不加入抗菌剂，对比例3与实施例3的区别在于色母粒原料中不加入阻燃剂和抗菌剂，具体测试结果见表1。

表1显示了本发明实施例1-3与对比例1-3的阻燃、抗菌、透气性测试结果，结果表明，实施例1-3中的植绒纱线具有优异的阻燃、抗菌以及透气性能。实施例1-3中的植绒纱线的极限氧指数（LOI值）均大于27，因此可以认为植绒纱线属于难燃材料，拥有很好的阻燃性。对比例1和3的阻燃性没有实施例1-3中的好，显示绒毛层中的阻燃剂成分显著改善了植绒纱线的阻燃性，而抗菌性测试显示纳米TiO₂对植绒纱线的抗菌能力有很大影响，实施例1-3和对比例1拥有较好的抗菌性能，抑菌率均高于90%，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很好的抑菌效果，而对比例2和3由于不含有纳米TiO₂，抗菌性能最差，抑菌效果不好。透气测试结果显示由于纱线去污处理中使用了超声波微纳米气泡发生装置，使得纱线拥有很好的透气性，透气率维持在较好的水平。

表1本发明实施例1-3与对比例1-2的阻燃、抗菌、透气性测试数据

本发明提供了一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线及其制备方法，可获得以下有益效果：利用本发明的工艺所制备的植绒纱线在保证一定的结合强度、耐磨以及防水性能的前提下，还增添了优异的抗菌、阻燃以及透气功能，满足了功能性纺织材料的发展需求。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种阻燃、抗菌、透气的植绒纱线，包括纱线层、有机涂层以及绒毛层，其特征在于，绒毛层含有阻燃剂和抗菌剂，所述阻燃剂包括三嗪类氮-硅化合物、硼酸胺、硼酸锌以及三聚氰胺，所述抗菌剂为纳米TiO₂。

2.根据权利要求1所述的阻燃、抗菌、透气的植绒纱线，其特征在于，所述阻燃剂为膨胀型阻燃剂，三嗪类氮-硅化合物为成炭剂，硼酸胺和硼酸锌为脱水剂，三聚氰胺为发泡剂。

3.一种制备如权利要求1所述的阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

绒毛的制备及预处理：

a.将阻燃剂5~15份、抗菌剂5~10份、分散剂0.1~5份、色粉20~70份、助剂0.05~2份与尼龙6 30-80份，加入到高速混合机中共混，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，制备成尼龙色母粒，随后色母粒20份与尼龙6 80份切片混合纺丝，制成尼龙丝束，然后切割成尼龙绒毛；

（7）水洗处理：将刷毛处理后的纱线浸入水中清洗，并加入柔顺剂；

4.根据权利要求3所述的阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，其特征在于，所述喷涂处理的工艺参数为：涂料粘度为20~50 s，空气压力为0.35~0.45 MPa，喷涂有效距离为20~30 cm，涂料喷出量为0.04~0.08L/min。

5.根据权利要求3所述的阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，其特征在于，所述植绒处理的静电压应保持在40~60KV之间，两个极板间距为10cm以内，绒毛下落重量应控制在0.5~3kg/min之间。

6.根据权利要求3、4或5所述的阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，其特征在于，所述刷毛处理中真空控制***抽真空的范围为10^-1~10⁵ Pa。

7.根据权利要求3、4或5所述的阻燃、抗菌、透气的植绒纱线的制备方法，其特征在于，植绒纱线的制备方法适用于天然纤维、动物纤维的纯纺或混纺纱线。