CN110804794A - 基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料及其制备方法 - Google Patents

基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料及其制备方法。通过制备具有中空结构的常规聚酯纤维作为第一种纱线，并制备具有中空结构的亲水聚酯纤维作为第二种纱线，再将两种纱线通过双罗纹织法进行编织，从而制备出透湿性、透气性和保暖性优异的热湿舒适性面料。通过上述方式，本发明既能够利用两种纱线亲水性能的差异，使面料具有适宜的吸湿性和透湿性；又能够利用纤维的中空结构，提高面料的透气性和保温性；并结合双罗纹织法的稳定性和保暖性，使制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料具有较高的舒适度；且制备方法简单、易于实施，能够满足大规模生产的需求，具有较好的应用前景。

Description

基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及服装面料技术领域，特别是涉及一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展和生活水平的提高，人们对服装面料舒适性的要求也日益提高，面料的热湿舒适性、接触舒适性和视觉舒适性等方面都得到了人们的关注，其中，面料的热湿舒适性作为评价面料舒适性的重要指标，反映了面料的保暖性和透气性，尤其受到人们的重视。当前，传统的常规面料由于成分单一、性能一般，往往热湿舒适性不佳，已经不能满足人们日常生活的需要，也由此推动了对热湿舒适性面料的研究。
目前，面料的热湿舒适性主要受纤维性能、纱线结构、织物编织方法及后整理方法等因素的影响，其中，纤维性能对热湿舒适性的影响尤为重要，选择性能适宜的纤维对提高面料的热湿舒适性起到了关键作用。公开号为CN104432890A的专利提供了一种具高弹性的快速吸湿排汗面料，该面料以中空聚酯纤维作为经线和纬线，通过经线、纬线交织制成，并通过在中空聚酯纤维的周边设置沟槽，提高面料的吸湿排汗功能。但由于该面料的经线和纬线均为中空聚酯纤维，其亲水性不佳，影响了面料的透湿性，尽管增加的沟槽能够在一定程度上改善面料的透湿性，但作用有限，并增加了工艺的复杂性。
公开号为CN107201578A的专利提供了一种热湿舒适性纺织品加工用复合纤维，该专利通过对聚酯纤维进行亲水改性制备亲水性聚酯纤维，并将制得的亲水性聚酯纤维与羧基棉纤维混合纺织，并在织造时嵌入大豆蛋白纤维、羽绒纤维、纳米碳纤维和纳米银纤维，从而制备热湿舒适性纺织品面料。但该专利使用了多种不同类型的纤维进行复合，且在制备亲水性聚酯纤维时使用的助剂过多，整体成分及工艺较为复杂，难以控制；同时，由于该面料的主要成分为亲水性聚酯纤维，其亲水性过强，制得的面料回潮率高，保暖性和透气性不佳。
有鉴于此，当前仍有必要设计一种更为便捷的热湿舒适性面料的制备方法，使制得的面料同时具有较好的透湿性、透气性和保暖性，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料及其制备方法，通过制备具有中空结构的常规聚酯纤维作为第一种纱线，并制备具有中空结构的亲水聚酯纤维作为第二种纱线，再将两种纱线通过双罗纹织法进行编织，从而制备出透湿性、透气性和保暖性优异的热湿舒适性面料。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、分别对常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒进行干燥处理；
S2、将干燥处理后的所述常规聚酯母粒和所述亲水聚酯母粒分别进行熔融纺丝，制备中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维；
S3、分别对步骤S2制备的所述中空常规聚酯纤维和所述中空亲水聚酯纤维进行加捻，制备中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线；
S4、将步骤S3制备的所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线按照双罗纹织法进行编织，得到基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料。
进一步地，在步骤S1中，所述干燥处理后的常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒的水分含量在50ppm以下。
进一步地，在步骤S2中，所述熔融纺丝包括如下步骤：
将所述常规聚酯母粒和所述亲水聚酯母粒分别经喂料机喂入，由单螺杆挤出机进行分段加热熔融后，进入纺丝箱加热纺丝，再由中空喷丝板挤出，并依次经吹风冷却、牵伸、上油和卷绕，制得中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维。
更进一步地，所述单螺杆挤出机分为七段进行分段控温加热，从加料侧到模头侧，各段温度依次上升，温度取值范围为235～270℃；所述纺丝箱内的纺丝温度为260～270℃；所述卷绕的速度为2800～3500m/min。
进一步地，在步骤S3中，制得的所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线的线密度相同，所述线密度为15～25tex。
进一步地，在步骤S4中，所述双罗纹织法包括如下步骤：
将所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线分别喂入两组成圈***，所述中空常规聚酯纱线依次经过双罗纹机针筒上的奇数针和针盘上的偶数针，形成第一排罗纹组织，所述中空亲水聚酯纱线依次经过双罗纹机针盘上的奇数针和针筒上的偶数针，形成第二排罗纹组织，所述第一排罗纹组织和所述第二排罗纹组织交叉排列，并依次重复编织。
为实现上述目的，本发明还提供了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料，该面料根据上述技术方案中任一技术方案制备得到，为双罗纹组织结构，所述双罗纹组织结构由中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线交织构成。
进一步地，所述面料的透湿量大于3200g/m2·d，透气量大于6500mm/s，保温率高于16％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料由中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线通过双罗纹织法编织而成，具有优异的透湿性、透气性和保暖性，能够有效减少人们出汗时的湿冷感，大大提高人们的穿衣舒适度；且制备方法简单、易于实施，能够满足大规模生产需求，具有较好的应用前景。
2、本发明通过将亲水性优异的中空亲水聚酯纱线与中空常规聚酯纱线共同进行编织，并使两种纱线保持相同的结构和线密度，不仅能够利用两种纱线相近的成分及机械性能，使面料均匀平整、保持均匀良好的机械性能；还能够利用两种纱线亲水性能的差异，使面料兼具优异的透湿性、透气性和保暖性，避免单独使用中空常规聚酯纱线或者单独使用中空亲水聚酯纱线时带来的透湿性差或保暖性、透气性不佳的问题，从而提升人们的使用舒适度。同时，本发明通过在单螺杆挤出机内设置七段阶梯式加热区域，并对控制熔融纺丝过程的各项工艺参数进行控制，使制备的中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维的各项性能均优于相应市售纤维，从而进一步提升所得面料的热湿舒适性。
3、本发明制备的常规聚酯纤维纱线和亲水聚酯纤维纱线均具有中空结构，其纤维中的空腔不仅能够提高面料的透气性和透湿性，还能够增加面料的热阻，降低其导热系数，从而有效提高面料的保温性，使面料达到综合较优的热湿舒适性。
4、本发明通过采用双罗纹织法进行编织，能够使两种纱线均匀分布并相互交织，从而充分发挥两种纱线的优势；且双罗纹织法能使织物厚实保暖、不易脱散，具有较好的尺寸稳定性；原料与结构的优势结合，能够有效提高面料的透湿性、保暖性和稳定性，使制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料具有较高的舒适度。
附图说明
图1是本发明基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的双罗纹组织结构示意图；
图2是本发明实施例1制得的中空常规聚酯纱线截面的扫描电镜图；
图3是本发明实施例1制得的中空亲水聚酯纱线截面的扫描电镜图；
附图中各部件的标记如下：1、中空常规聚酯纱线；2、中空亲水聚酯纱线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、分别对常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒进行干燥处理；
S2、将干燥处理后的所述常规聚酯母粒和所述亲水聚酯母粒分别进行熔融纺丝，制备中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维；
S3、分别对步骤S2制备的所述中空常规聚酯纤维和所述中空亲水聚酯纤维进行加捻，制备中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线；
S4、将步骤S3制备的所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线按照双罗纹织法进行编织，得到基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料。
在步骤S1中，所述干燥处理后的常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒的水分含量在50ppm以下。
在步骤S2中，所述熔融纺丝包括如下步骤：
将所述常规聚酯母粒和所述亲水聚酯母粒分别经喂料机喂入，由单螺杆挤出机进行分段加热熔融后，进入纺丝箱加热纺丝，再由中空喷丝板挤出，并依次经吹风冷却、牵伸、上油和卷绕，制得中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维。其中，所述单螺杆挤出机分为七段进行分段控温加热，从加料侧到模头侧，各段温度依次上升，温度取值范围为235～270℃；所述纺丝箱内的纺丝温度为260～270℃；所述卷绕的速度为2800～3500m/min。
在步骤S3中，制得的所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线的线密度相同，所述线密度为15～25tex。
在步骤S4中，所述双罗纹织法包括如下步骤：
将所述中空常规聚酯纤维纱线和所述中空亲水聚酯纤维纱线分别喂入两组成圈***，所述中空常规聚酯纤维纱线依次经过双罗纹机针筒上的奇数针和针盘上的偶数针，形成第一排罗纹组织，所述中空亲水聚酯纤维纱线依次经过双罗纹机针盘上的奇数针和针筒上的偶数针，形成第二排罗纹组织，所述第一排罗纹组织和所述第二排罗纹组织交叉排列，并依次重复编织。
本发明还提供了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料，该面料为双罗纹组织结构(如图1所示)，所述双罗纹组织结构由中空常规聚酯纤维纱线1和中空亲水聚酯纤维纱线2交织构成；该面料的透湿量大于3200g/m2·d，透气性量大于6500mm/s，保温率高于16％。
下面结合实施例1～3和对比例1～7对本发明基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法进行说明：
实施例1
本实施例提供了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒分别置于真空转鼓干燥箱内进行干燥，设置干燥温度为160℃，干燥6小时后，测得其水分含量为48ppm。
S2、将干燥后的常规聚酯母粒经喂料机喂入，设置喂料速度为4.0r/min，该常规聚酯母粒喂入后，经单螺杆挤出机进行分段控温加热，从加料侧到模头侧依次分为七段，各段温度如表1所示，待该常规聚酯母粒熔融后，进入纺丝箱内加热纺丝，设置纺丝温度为260℃，其熔体由纺丝箱内计量泵计量后经中空型喷丝板挤出，并依次经侧吹风冷却、牵伸机牵伸(温度120℃，牵伸倍数2.0)、上油(油轮速度5m/min)和卷绕(速度2800m/min)，制得中空常规聚酯纤维；
再将干燥后的亲水聚酯母粒经喂料机喂入，按上述同样的工艺及参数，制得中空亲水聚酯纤维。
表1螺杆挤出机各段温度
段数 第一段 第二段 第三段 第四段 第五段 第六段 第七段
温度/℃ 235 240 245 250 255 258 260
S3、将步骤S2制得的中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维分别进行加捻，制得线密度均为25tex的中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线。
S4、将步骤S3制备的中空常规聚酯纱线与中空亲水聚酯纱线置于双罗纹机内，并分别喂入两组成圈***，按1+1双罗纹编织方法，使中空常规聚酯纱线依次经过双罗纹机针筒上的奇数针和针盘上的偶数针，形成第一排罗纹组织，并使中空亲水聚酯纱线依次经过双罗纹机针盘上的奇数针和针筒上的偶数针，形成第二排罗纹组织，再依次重复编织，得到基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料。
本实施例中，步骤S3制得的中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线截面的扫描电镜图分别如图2和图3所示。由图2、图3可以看出，两种纱线内的纤维都具有明显的中空结构，这些空腔的存在不仅能够提高面料的透气性和吸湿性，还能够有效提高面料的保温性，使面料具有较好的热湿舒适性。
对比例1～7
对比例1～7分别提供了一种面料的制备方法。与实施例1相比，对比例1～4的不同之处在于仅使用了一种聚酯母粒，制备单一组分的聚酯纱线进行双罗纹编织；对比例1～4使用的纱线如表2所示。
表2对比例1～4使用的纱线及织物结构
项目 纱线 织物结构
对比例1 市售常规聚酯纱线 双罗纹
对比例2 中空常规聚酯纱线 双罗纹
对比例3 市售亲水聚酯纱线 双罗纹
对比例4 中空亲水聚酯纱线 双罗纹
与实施1相比，对比例5的不同之处在于使用的两种纱线分别为市售中空常规聚酯纱线和市售中空亲水聚酯纱线。
与实施例1相比，对比例6的不同之处在于采用的编织方法不同，对比例6将实施例1制得的中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线分别作为经纱和纬纱，按照平纹织法编织而成。
与实施例1相比，对比例7的不同之处在于步骤S2中，将干燥后的常规聚酯母粒与亲水聚酯母粒先共混后，再进行熔融纺丝，制得一种中空复合聚酯纱线。
对实施例1和对比例1～7制得的面料的透湿量、透气量和保温率进行测试，其中，透湿量的测试条件为：温度38℃、湿度50％RH；透气量的测试条件为：试样差100Pa、口径16cm、测试面积20cm2；测得的结果如表3所示。
表3实施例1和对比例1～7制得的面料的性能参数
Figure BDA0002249226720000081
由表3可以看出，实施例1制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的综合性能优于其他各对比例。对比实施例1和对比例1～4可以看出，由中空结构的聚酯纱线制备的面料的透湿性、透气性和保温率均优于非中空结构的聚酯纱线所制备的面料；由亲水聚酯纱线制备的面料的透湿性均优于常规聚酯纱线制备的面料，但其透气性和保温性均不如常规聚酯纱线。实施例1通过将中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线共同编织，能够有效避免单独使用中空常规聚酯纱线或者单独使用中空亲水聚酯纱线时带来的透湿性差或保暖性、透气性不佳的问题，使制得的面料同时具有优异的透湿性、透气性和保暖性。
对比实施例1和对比例5可以看出，实施例1制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的透湿量、透气量和保温率都明显优于市售中空常规聚酯和市售中空亲水聚酯纱线制的织物性能，表明按照本发明提供的方法制备的中空聚酯纤维优于相应市售纤维，能够使制得面料具有更优异的透湿性、透气性和保暖性。
对比实施例1和对比例6可以看出，虽然实施例1制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的透湿量和透气量略低于平纹编织织物，但是其保暖性却远远高于平纹织物，综合来看双罗纹织物整体性能更优。因此，本发明采用双罗纹织法制备的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料具有优于常规平纹织物的综合性能。
对比实施例1和对比例7可以看出，由两种聚酯共混后制得的中空复合聚酯纱线编织而成的面料的透湿量、透气量和保温率均低于实施例1制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料，主要是由于两种聚酯直接共混后容易相互影响，不能充分发挥各组分的优势。本发明通过将两种聚酯分别制成两种纱线再进行双罗纹编织，既能够使两种材料相互独立，保留自身优势，又能够使其紧密结合，达到复合效果，使制得的面料具有更优异的综合性能。
实施例2～3
实施例2～3分别提供了一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于改变了步骤S2中的熔融纺丝参数，包括单螺杆挤出机的各段温度、纺丝温度和卷绕速度，并由此改变了步骤S3中制得的中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线的线密度，各实施例对应的具体参数值如表4所示。
表4实施例2～3对应的熔融纺丝参数
Figure BDA0002249226720000101
对实施例2～3制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的透湿量、透气量和保温率进行测试，结果如表5所示。
表5实施例2～3制得的面料的性能参数
Figure BDA0002249226720000102
由表5可以看出，与实施例1相比，随着单螺杆机各段熔融温度及卷绕速度的升高，制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的透湿量和透气量逐渐增加，而保温率有所下降。主要是由于当熔融温度及卷绕速度在一定范围内升高时，纤维直径的变化导致纱线线密度的降低，从而使由该纱线编织而成的织物的透湿性和透气性增强，但保温率下降。因此，为使面料达到综合较优的性能，需要对熔融温度、卷绕速度及线密度等工艺参数进行控制，本发明优选螺杆挤出机的温度取值范围为235～270℃，纺丝温度为260～270℃，卷绕速度为2800～3500m/min，纱线线密度为15～25tex。在此条件下制备的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料能够同时具有较优的透湿性、透气性和保暖性，其透湿量大于3200g/m2·d，透气量大于6500mm/s，保温率高于16％。
综上所述，本发明通过制备具有中空结构的常规聚酯纱线和具有中空结构的亲水聚酯纱线，并采用双罗纹织法进行编织，既能够利用两种纱线亲水性能的差异，使面料兼具优异的透湿性、透气性和保暖性；又能够利用纱线的中空结构，提高面料的透气性和保暖性，并结合双罗纹织法的稳定性和保暖性，从而使制得的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料具有较高的舒适性。同时，本发明提供的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法简单，易于实施，能够满足大规模生产的需求，具有较好的应用前景。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、分别对常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒进行干燥处理；
S2、将干燥处理后的所述常规聚酯母粒和所述亲水聚酯母粒分别进行熔融纺丝，制备中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维；
S3、分别对步骤S2制备的所述中空常规聚酯纤维和所述中空亲水聚酯纤维进行加捻，制备中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线；
S4、将步骤S3制备的所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线按照双罗纹织法进行编织，得到基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料。
2.根据权利要求1所述的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述干燥处理后的常规聚酯母粒和亲水聚酯母粒的水分含量在50ppm以下。
3.根据权利要求1所述的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述熔融纺丝包括如下步骤：
将所述常规聚酯母粒和所述亲水聚酯母粒分别经喂料机喂入，由单螺杆挤出机进行分段加热熔融后，进入纺丝箱加热纺丝，再由中空喷丝板挤出，并依次经吹风冷却、牵伸、上油和卷绕，制得中空常规聚酯纤维和中空亲水聚酯纤维。
4.根据权利要求3所述的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，其特征在于：所述单螺杆挤出机分为七段进行分段控温加热，从加料侧到模头侧，各段温度依次上升，温度取值范围为235～270℃；所述纺丝箱内的纺丝温度为260～270℃；所述卷绕的速度为2800～3500m/min。
5.根据权利要求1所述的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，制得的所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线的线密度相同，所述线密度为15～25tex。
6.根据权利要求1所述的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，所述双罗纹织法包括如下步骤：
将所述中空常规聚酯纱线和所述中空亲水聚酯纱线分别喂入两组成圈***，所述中空常规聚酯纱线依次经过双罗纹机针筒上的奇数针和针盘上的偶数针，形成第一排罗纹组织，所述中空亲水聚酯纱线依次经过双罗纹机针盘上的奇数针和针筒上的偶数针，形成第二排罗纹组织，所述第一排罗纹组织和所述第二排罗纹组织交叉排列，并依次重复编织。
7.一种基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料，其特征在于：该面料根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制备方法制备得到，呈双罗纹组织结构，所述双罗纹组织结构由中空常规聚酯纱线和中空亲水聚酯纱线交织构成。
8.根据权利要求7所述的基于中空聚酯纤维的双组分热湿舒适性面料，其特征在于：该面料的透湿量大于3200g/m2·d，透气量大于6500mm/s，保温率高于16％。
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