CN113862852A - 一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于家用纺织品技术领域，具体公开了一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，由芯纱和包覆纱组成，芯纱为涤纶长丝，包覆纱为棉/海岛纤维混纺纱，棉/海岛纤维混纺纱中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的20～50％，海岛纤维的制备原料中包括功能性纳米粒和纳米贝壳粉。上述包芯纱的生产方法包括以下步骤：将海岛纤维和棉纤维混纺得到棉/海岛纤维混纺粗纱，再将棉/海岛纤维混纺粗纱与涤纶长丝采用包芯方式经细纱工序得到上述包芯纱。由本发明中的包芯纱织造而得的面料兼具涤纶、棉和海岛纤维的特性，具有良好的吸湿性、透气性、抗皱性以及抗菌、防紫外、释放负离子等功能，且手感柔软，使用舒适。

Description

一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱及其生产方法
技术领域
本发明涉及家用纺织品技术领域，特别是涉及一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱及其生产方法。
背景技术
棉纤维，是锦葵科属植物的种籽上被覆的纤维，是纺织工业非常重要的原料之一。棉纤维制品的吸湿性和透气性非常好，柔软且保暖。但棉纤维制品的抗菌功能差，在潮湿的状态下，细菌或真菌会将棉纤维分解为葡萄糖，从而使得棉纤维制品发霉变质。不仅如此，棉纤维制品的抗皱性较差，容易出现折皱，影响感官。
随着人们对纺织品的要求越来越高，对于棉纤维制品而言，人们希望其在具有良好吸湿性、透气性的同时，具有较佳的抗皱性，还能具有抗菌、防螨、防晒、释放负离子等功能。为此，如何增加棉纤维制品的功能已经成为研发热点。目前，已经存在通过对棉纤维进行改性处理的方式来赋予棉纤维一些其他功能的方法，例如利用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌等具有抗菌功能的纳米粒子对棉纤维进行改性。但这些纳米粒子对棉纤维的亲和力弱，且棉纤维改性处理过程中通常会使用化学试剂，改性处理工艺复杂，改性处理后的棉纤维制品，存在耐洗牢度低的问题，其功能性如抗菌、释放负离子的性能逐渐降低，并且，棉纤维改性处理过程中所使用的化学试剂也可能对棉纤维制品的手感、吸湿性、透气性造成影响。因此，亟需一种具有良好的抗菌、防螨、防晒、释放负离子等功能性的棉纤维制品，且不影响棉纤维制品性能的方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱及其生产方法，用于解决现有技术中采用棉纤维改进的方式增加棉纤维制品的功能时，存在棉纤维制品的其他性能受到不良影响的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，由芯纱和包覆纱组成，所述芯纱为涤纶长丝，所述包覆纱为棉/海岛纤维混纺纱，棉/海岛纤维混纺纱中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的20～50％，海岛纤维的制备原料中包括功能性纳米粒和纳米贝壳粉。
可选地，所述海岛纤维的质量为棉纤维质量的30～35％。
可选地，所述海岛纤维的制备方法包括以下步骤：(1)岛相功能母粒的制备：将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合后在超声场中进行熔融共混，制得岛相功能母粒；(2)复合纤维的制备：将步骤(1)中的岛相功能母粒与海组分混合后进行熔融共混纺丝，得到复合纤维；(3)纤维后处理：将步骤(2)中的复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。
可选地，在步骤(1)中，超声波功率为150～170W。
可选地，在步骤(1)和步骤(2)中，所述岛组分选自聚酯、聚酰胺以及聚丙烯腈中的一种，所述海组分选自水溶性聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯以及丙烯酸酯共聚物中的一种。
可选地，在步骤(1)中，所述功能性纳米粒选自纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米高岭土、纳米氧化锆、纳米负离子粉、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米磷酸锆银、纳米金属银粉、纳米金属铜粉以及耐高温性纳米微胶囊中的一种或多种。
可选地，在步骤(1)中，所述功能性纳米粒和纳米贝壳粉的粒径为20～100nm。
可选地，在步骤(1)中，功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉的质量为岛组分质量的3～5％。
可选地，在步骤(2)中，岛相功能母粒与海组分的质量比为3:2～2.5。
可选地，在步骤(1)中，将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合时，混入纳米级生物牙齿粉末。
可选地，所述功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉和纳米级生物牙齿粉末的质量之和为岛组分质量的3～5％。
可选地，所述纳米贝壳粉与纳米级生物牙齿粉末的质量比为1～3:1。
可选地，所述纳米级生物牙齿粉末的粒径为20～100nm。
本发明还提供一种上述涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的生产方法，包括以下步骤：
S1、梳棉：将海岛纤维、棉纤维混合的棉卷，进行梳理、除杂，制成生条；
S2、并条：将生条进行并合、牵伸，制成熟条；
S3、粗纱：将熟条经牵伸、加捻，制成粗纱；
S4、细纱：将粗纱经牵伸、加捻后，从前上罗拉处加入涤纶长丝，纺成细纱。
可选地，涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的生产方法还包括以下步骤：
S5、络筒：将细纱通过电子清纱器清除纱疵、连接管纱，制成筒纱。
可选地，在步骤S3中，锭速为750～820r/min，捻系数为95～100，后区牵伸倍数为1.1～1.5，机械总牵引倍数为7～8。
可选地，在步骤S4中，细纱捻系数为320～340，后区牵伸倍数为3.2～3.8，机械总牵伸倍数为45～47。
本发明还提供一种由上述涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造而成的面料。
如上所述，本发明的一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱及其生产方法，具有以下有益效果：
1)本发明中，采用涤纶长丝为芯纱，棉/海岛纤维混纺纱为包覆纱。其中，涤纶长丝韧性和强度较好，涤纶面料具有良好的抗皱性；棉纤维具有良好的吸湿性、透气性；而且，本发明中的海岛纤维的制备原料中包括了功能性纳米粒，因此，海岛纤维具有对应的功能性，例如，当功能性纳米粒为纳米氧化锌时，海岛纤维将具有抗菌和屏蔽紫外线的功能；当功能性纳米粒为纳米负离子粉时，海岛纤维将具有释放负离子的功能。于是，本发明中的包芯纱兼具涤纶长丝、棉纤维和海岛纤维的性能，由该包芯纱织造而成的面料具有良好的吸湿性、透气性、抗皱性以及抗菌、防紫外、释放负离子等功能。本发明避免了对棉纤维进行改性，从而避免棉纤维制品的性能如吸湿性等受到不良影响。
2)本发明中，海岛纤维的制备原料中包括了纳米贝壳粉，由于纳米贝壳粉是一种天然的有机无机杂化材料，具有独特的交叉层状结构，其具有普通碳酸钙无法比拟的断裂韧性和强度，因此，混入了纳米贝壳粉的海岛纤维，相较于普通海岛纤维(该普通海岛纤维是指含有功能性纳米粒的海岛纤维)而言，本发明提高了海岛纤维的机械强度。
3)本发明的包芯纱的生产方法，工艺简单，成产成本低。
4)由本发明中的包芯纱织造而成的面料，手感柔软，使用舒适，透气性、吸湿性好，还具有抗皱性以及抗菌、防紫外、释放负离子等功能。同时，上述面料经后处理和磨毛工序后，能够得到表面具有绒毛的面料，特别适用于裁剪、制备秋冬季节的床上四件套用品等家用纺织品。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的生产方法，包括以下步骤：
S1、海岛纤维的制备
海岛纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)岛相功能母粒的制备：将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合后通过双螺杆挤出机进行熔融共混，熔融共混的温度达270～275℃，制得岛相功能母粒。
其中，熔融共混过程在超声场中进行，超声波功率为150～170W。岛组分选自聚酯、聚酰胺以及聚丙烯腈中的一种。功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉的质量为岛组分质量的3～5％，功能性纳米粒和纳米贝壳粉的粒径为20～100nm。功能性纳米粒选自纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米高岭土、纳米氧化锆、纳米负离子粉、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米磷酸锆银、纳米金属银粉、纳米金属铜粉以及耐高温性纳米微胶囊中的一种或多种。
(2)复合纤维的制备：将步骤(1)中的岛相功能母粒与海组分混合后通过双螺杆挤出机进行熔融共混纺丝，得到复合纤维。
其中，海组分选自水溶性聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯以及丙烯酸酯共聚物中的一种，岛相功能母粒与海组分的质量比为3:2～2.5，熔融共混的温度达272～285℃。
(3)纤维后处理：将步骤(2)中的复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。
在本发明的另一实施例中，步骤(1)中，将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合时，混入纳米级生物牙齿粉末，功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉和纳米级生物牙齿粉末的质量之和为岛组分质量的3～5％，纳米贝壳粉与纳米生物牙齿粉末的质量比为1～3:1。其中，纳米级生物牙齿粉末源自小鼠门牙，将小鼠门牙进行粉碎磨粉，纳米级生物牙齿粉末的粒径为20～100nm。
S2、梳棉
将海岛纤维、棉纤维混合的棉卷，进行梳理、除杂，制成生条。其中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的20～50％，优选地，海岛纤维的质量为棉纤维质量的30～35％。
S3、并条
通过两道并条工序：先将八根步骤S2中的生条并合、牵伸制成半熟条，再将八根半熟条并合、牵伸制成熟条。
S4、粗纱
将步骤S3中的熟条经过牵伸、加捻制成粗纱。其中，锭速为750～820r/min，捻系数为95～100，后区牵伸倍数为1.1～1.5，机械总牵引倍数为7～8。
S5、细纱
将步骤S4中的粗纱进行牵伸、加捻后，从前上罗拉处加入涤纶长丝，纺成细纱。其中，锭速为6000～8000r/min，捻系数为320～340，后区牵伸倍数为3.2～3.8，机械总牵伸倍数为45～47。
S6、络筒
将步骤S5中的细纱通过电子清纱器清除纱疵、连接管纱，制成筒纱。
本发明还提供一种由上述生产方法得到的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱。
本发明还提供一种由上述涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造而成的面料。
下面具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的生产方法，包括以下步骤：
S1、海岛纤维的制备
海岛纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)岛相功能母粒的制备：将PET母粒(岛组分)在120℃的条件下烘干至PET母粒的含水率在0.4％以下，同时，将纳米氧化硅(功能性纳米粒，粒径为20～100nm)和纳米贝壳粉(粒径为20～100nm)在80℃烘干2h。后将纳米氧化硅、纳米贝壳粉和PET母粒混合后通过双螺杆挤出机混合挤出(双螺杆挤出机的熔融共混温度达270℃)，经冷却、造粒后得到岛相功能母粒。其中，双螺杆挤出机位于超声场中，超声场的超声波功率为150W。其中，纳米氧化硅的质量为PET母粒质量的8％，纳米贝壳粉的质量为PET母粒质量的3％。
(2)复合纤维的制备：将水溶性聚酯(海组分)在120℃的条件下烘干5h，然后将步骤(1)中的岛相功能母粒和上述水溶性聚酯按照质量比3:2在双螺杆挤出机上进行熔融共混纺丝(双螺杆挤出机的熔融共混的温度达280℃)，得到复合纤维。
(3)纤维后处理：将步骤(2)中的复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。该成品纤维具有抗菌功能。
S2、梳棉
将海岛纤维和棉纤维混合，经开松、除杂过程制成棉卷后，对棉卷进行梳理除杂制成生条。其中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的20％。
S3、并条
通过两道并条工序：先将八根步骤S2中的生条并合、牵伸制成半熟条，再将八根半熟条并合、牵伸制成熟条。
S4、粗纱
将步骤S3中的熟条经过牵伸、加捻制成粗纱。其中，锭速为800r/min，捻系数为96，后区牵伸倍数为1.26，机械总牵引倍数为7.55。
S5、细纱
将步骤S4中的粗纱进行牵伸、加捻后，从前上罗拉处加入涤纶长丝，纺成细纱。其中，锭速为6000r/min，捻系数为330，后区牵伸倍数为3.66，机械总牵伸倍数为46.19。
S6、络筒
将步骤S5中的细纱通过电子清纱器清除纱疵、连接管纱，制成筒纱。由此得到一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱。
本实施例中，从步骤S2至步骤S6，所涉及的抓棉机、开棉机、梳棉机、并条机、粗纱机、细纱机和络筒机等均为现有技术中的设备。
按照“GB/T 3916-2013纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定(CRE法)”测定本实施例中涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的断裂强力，测得的结果为462.72cN。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例在步骤S2中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的30％。本实施例中得到的包芯纱，其断裂强力为472.53cN。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例在步骤S2中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的35％。本实施例中得到的包芯纱，其断裂强力为476.86cN。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例在步骤S2中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的50％。本实施例中得到的包芯纱，其断裂强力为491.65cN。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例在步骤S1中，超声场的超声波功率为170W，纳米氧化硅的质量为PET母粒质量的10％，纳米贝壳粉的质量为PET母粒质量的5％。本实施例中得到的包芯纱，其断裂强力为468.14cN。
实施例6
本实施例与实施例5的不同之处在于：本实施例在步骤S1中，将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合时，混入纳米级生物牙齿粉末(粒径为20～100nm)，本实施例中的纳米级生物牙齿粉末源自小鼠门牙。纳米贝壳粉和纳米级生物牙齿粉末的质量之和为PET母粒质量的5％，且纳米贝壳粉与纳米级生物牙齿粉末的质量比为1:1。本实施例中得到的包芯纱，其断裂强力为471.02cN。
实施例7
本实施例与实施例5的不同之处在于：本实施例在步骤S1中，使用纳米级生物牙齿粉末替换纳米贝壳粉。本实施例中得到的包芯纱，其断裂强力为467.81cN。
将实施例1～7中的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造成面料，并进行后处理，后处理方法如下：以浓度为10g/L的氢氧化钠溶液作为处理液，45℃时面料入液，升温至85℃时保温15min，升温至110℃保温35min；随后，使用温度为75℃的热水清洗面料，清洗的时长为20min，并加入冰醋酸中和，使清洗液的pH值达6～7；然后，在105℃烘干至恒重。
随后，按照“GB/T 20994.3-2008纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法”对上述经后处理后的面料进行抗菌性测试，采用耐洗色牢度试验机洗涤方法，测试水洗20次后面料的抑菌率，结果见表1。
表1各实施例的断裂强力和抑菌率表
Figure BDA0003321748210000081
(注：对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的抑菌率≥60％，样品具有抗菌效果)
由表1可知，实施例1～7均具有抗菌效果，也就是说，由本发明的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造而成的面料具有不俗的抗菌功能。对比实施例1～7的断裂强力，可以发现，随着海岛纤维的质量增多，包芯纱的断裂强力增大，但考虑到海岛纤维添加过多，导致棉纤维占比过少而使得面料的吸湿性和透气性降低，因此，本发明将海岛纤维的用量限制为棉纤维质量的20～50％。
并且，对比实施例5～7的断裂强力，不难发现，实施例6的断裂强力高出实施例5的断裂强力2.88cN，实施例6的断裂强力高出实施例7的断裂强力3.21cN，由此可以说明，纳米贝壳粉和纳米级生物牙齿粉末复合使用，相较于纳米贝壳粉和纳米级生物牙齿粉末单独使用而言，前者能够协同增强海岛纤维的机械强度。
综上所述，本发明中，由上述涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造而成的面料具有不俗的抗菌功能，并且，由于未对棉纤维以及涤纶长丝进行改性，因此，面料还兼具棉纤维和涤纶长丝的特性。也就是说，由本发明中的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造而成的面料不仅具有良好的吸湿性、透气性，还具有抗皱性以及海岛纤维带来的、对应的功能，如抗菌、抗紫外、释放负离子等功能。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于：将实施例1中的面料进行磨毛处理，得到表面就有绒毛的面料。该面料手感舒适，吸湿性、透气性好，抗皱，抗菌，特别适用于裁剪、制备秋冬季节的床上四件套用品等家用纺织品。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，由芯纱和包覆纱组成，其特征在于：所述芯纱为涤纶长丝，所述包覆纱为棉/海岛纤维混纺纱，棉/海岛纤维混纺纱中，海岛纤维的质量为棉纤维质量的20～50％，海岛纤维的制备原料中包括功能性纳米粒和纳米贝壳粉。
2.根据权利要求1所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，其特征在于：所述海岛纤维的质量为棉纤维质量的30～35％。
3.根据权利要求1所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，其特征在于：所述海岛纤维的制备方法包括以下步骤：(1)岛相功能母粒的制备：将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合后在超声场中进行熔融共混，制得岛相功能母粒；(2)复合纤维的制备：将步骤(1)中的岛相功能母粒与海组分混合后进行熔融共混纺丝，得到复合纤维；(3)纤维后处理：将步骤(2)中的复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。
4.根据权利要求3所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，其特征在于：在步骤(1)中，超声波功率为150～170W；
和/或，在步骤(1)和步骤(2)中，所述岛组分选自聚酯、聚酰胺以及聚丙烯腈中的一种，所述海组分选自水溶性聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯以及丙烯酸酯共聚物中的一种；
和/或，在步骤(1)中，所述功能性纳米粒选自纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米高岭土、纳米氧化锆、纳米负离子粉、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米磷酸锆银、纳米金属银粉、纳米金属铜粉以及耐高温性纳米微胶囊中的一种或多种；
和/或，在步骤(1)中，所述功能性纳米粒和纳米贝壳粉的粒径为20～100nm。
5.根据权利要求3所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，其特征在于：在步骤(1)中，功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉的质量为岛组分质量的3～5％；和/或，在步骤(2)中，岛相功能母粒与海组分的质量比为3:2～2.5。
6.根据权利要求3所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，其特征在于：在步骤(1)中，将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合时，混入纳米级生物牙齿粉末。
7.根据权利要求6所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱，其特征在于：所述功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉和纳米级生物牙齿粉末的质量之和为岛组分质量的3～5％；
和/或，所述纳米贝壳粉与纳米级生物牙齿粉末的质量比为1～3:1；
和/或，所述纳米级生物牙齿粉末的粒径为20～100nm。
8.如权利要求1至7任一项所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、梳棉：将海岛纤维、棉纤维混合的棉卷，进行梳理、除杂，制成生条；
S2、并条：将生条进行并合、牵伸，制成熟条；
S3、粗纱：将熟条经牵伸、加捻，制成粗纱；
S4、细纱：将粗纱经牵伸、加捻后，从前上罗拉处加入涤纶长丝，纺成细纱。
9.根据权利要求8所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱的生产方法，其特征在于：在步骤S3中，锭速为750～820r/min，捻系数为95～100，后区牵伸倍数为1.1～1.5，机械总牵引倍数为7～8。
和/或，在步骤S4中，锭速为6000～8000r/min，捻系数为320～340，后区牵伸倍数为3.2～3.8，机械总牵伸倍数为45～47。
10.一种由权利要求1至7任一项所述的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱和/或如权利要求8至9任一项所述的生产方法制备得到的涤/棉/海岛纤维混纺包芯纱织造而成的面料。
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