CN103938323A - 一种非pva纤维中空纱的制备方法及其空芯面料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非PVA纤维中空纱的制备方法及其空芯面料，该纤维包括长丝、短纤维纱及纤维条，该制备方法利用降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维制备包芯纱，降解条件可控且无甲醛残留，与传统的水溶性维纶中空纱相比，经该制备方法制备而成的中空纱环保无残留、价格便宜、收缩率低、中空现象明显且能够进行上浆工艺并做成高密度织物及单纱可织造的织物；另外，本发明的一种空芯面料由通过上述非PVA纤维中空纱的制备方法制备而成的中空纱纺织而成，其具有轻而蓬松、保暖性好、吸湿性好、柔软性好的优点。

Description

一种非PVA纤维中空纱的制备方法及其空芯面料

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种非PVA纤维中空纱的制备方法及其空芯面料。

背景技术

纺织工业是永远创造美好生活的产业，其中，纱线的品种和质量是纺织产品品质的基础；以最廉价的成本生产出品种新、质量好的纱线，进而满足和提高纺织产品的品质，最终使企业在市场上占有优势位置，是企业生存、发展和繁荣纺织品市场的根本保证。

中空纱是一种带有中空结构的纱线，因其特殊结构，使其具有轻而蓬松、保暖性好、吸湿性好、柔软性好等优点，并使中空纱线及其制品具有了优良的服用性能；其中，中空纱主要适用于针织内衣、高档毛巾、袜子、手套等应用领域，且具有广阔的市场前景。

常规的中空纱是利用包芯纱加工技术，其最初的纱线具有双层结构，以水溶性PVA纤维或者水溶性PVA短纤维纱为纱芯，棉或者其他纤维为外包纤维，成纱后，将纱线织为制品；经后加工溶解处理，PVA纱芯溶解，在纱线的中间留下了孔穴，形成了带有环状中空结构的纱；其中，全新的100％中空纱线，非常轻且柔软，其所具有的独特特点，赋予了棉纺织品新的性能，例如：

1、保暖性和温暖的手感：通俗地说，保暖就是隔热；由于空气是一种良好的隔热介质，从理论上讲，在面料中保持相对静止地空气量越多，其保暖能力越好；对于中空纱而言，且纱芯被空气所替代，此纱线含有了大量的静止空气，所以中空纱具有良好的保暖性；

2、优异的水吸收性和快干性能：织物透气性取决于织物中的空隙大小及多少，显然织物中的空隙大而多则透气性好；而中空纱具有良好的芯吸作用，皮肤表面水分以液态方式通过芯吸作用传递到织物表面，并在织物表面上蒸发而到达空气层，从而达到导湿快干的目的；

3、轻而蓬松：由于中心大量的空气，与传统的棉纱相比，相同号数的中空纱要轻，并具有相当的蓬松性；

4、柔软性：在洗涤、揉搓等外力作用下，其中空形状不会受到破坏，能够保持原有柔软手感。

利用水溶性纤维开发柔软中空纱是近几年才开创的新技术，其中，日本在棉型中空纱开发研究上取得了较大的成功，在该项目上处于世界领先水平。据报道，日本的Kurabo公司与Kuroray公司合作，利用摩擦纺技术复合水溶性维纶纤维，研制出棉型中空纱。AliAkbar Merati和Masaaki Okamura对水溶性PVA含量对中空纱的强力性质的影响，以及在轴向和侧向力的作用下，纱线的直径和变异系数变化进行了研究，研究表明，中空纱与传统纱线相比，强力无明显的变化，但有了更好的伸长性能。而我国在该项目的研究上还刚刚起步，主要采用水溶温度较高的维纶短纤纱来研制中空纱；武汉科技学院的陈明珍教授利用Sirofil纺纱技术复合高支水溶性维纶短纤纱纺制毛型中空纱，并对毛型中空纱的针织产品的机械性能、透气性能、吸湿性能进行了测试；天津工业大学的马会英教授在传统环锭纺技术上对中空纱进行研制，主要研究了退维过程中的纱线的强力变化以及产品的性能。

综合上述情况可知，在国外主要是利用水溶性维纶纤维来研制中空纱，而国内主要是利用水溶性维纶短纤研制中空纱；然而，水溶性维纶存在以下几个突出的问题，制约了中空纱的普及和发展，具体为：1、水溶性维纶纤维，系聚乙烯醇缩甲醛纤维，其热水溶解不充分，大分子不可以降解，残余物中，常含有甲醛成分，在欧美国家很早就在一些领域被禁用；2、水溶性维纶纤维价格昂贵；3、水溶性纤维在热水中的溶解过程为：水溶性纤维的溶解是在用热水处理时纤维膨润、收缩、溶断以及扩散溶解，在这个过程中，纤维收缩率过大，收缩过大，导致中空收缩明显，最后导致没有中空；4、水溶性维纶纤维在热水中收缩和溶解，使得含有维纶的包芯纱，不能经过上浆工艺，导致只能做密度低的或者是双股线的织物。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种非PVA纤维中空纱的制备方法，该纤维包括长丝、短纤维纱及纤维条，该非PVA纤维中空纱的制备方法利用降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维制备包芯纱，降解条件可控且无甲醛残留，经其制备而成的包芯纱价格便宜、收缩率低、中空现象明显且能够经过上浆工艺制备高密度织物以及单纱可织造的织物。

本发明的另一目的在于提供一种空芯面料，该空芯面料具有轻而蓬松、保暖性好、吸湿性好、柔软性好的优点。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

    一种非PVA纤维中空纱的制备方法，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、制备降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维，该纤维包括长丝、短纤维纱及纤维条；

b、通过自由端纺纱或者非自由端纺纱方式于降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维外围包缠外包纤维，外包纤维包括各种短纤维，以制成包芯纱；

c、溶除包芯纱中的降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维，以制备中空纱；

其中，步骤a依次包括有制备碱降解切片工序、制备共混纺丝熔体工序以及纺丝工序，步骤c的溶除温度为20-100℃、碱溶度为1.5-30克/升、时间为20分钟-24小时。

进一步的，所述步骤a的制备碱降解切片工序包括有以下工艺步骤，具体为：在聚酯原料聚合过程中，加入聚合物总重量为1-20%的5－磺酸钠－间苯二甲酸乙二醇酯以及聚合物总重量为1-20%的间苯二甲酸，打浆搅拌并同时加温至230-250℃；而后移至反应釜并再加入聚合物总重量为1-20%的乙二醇，使其稀释并降温至200-210℃；继续往反应釜中加入分子量为4000-6000的聚乙二醇，聚乙二醇占聚合物总重量的1-20%，在40-50分钟内加完聚乙二醇并同时搅拌，常压下升温至230-250℃并使得混合物料在真空状态下聚合，聚合后的碱降解切片最后依次完成铸带、冷却、切粒、干燥以及筛选工序，其中，碱降解切片的特性粘度为0.55-0.75。

进一步的，所述步骤a的制备共混纺丝熔体工序包括有以下工艺步骤，具体为：将上述碱降解切片加入到不锈钢降解釜中，于加热条件下搅拌成纺丝熔体，在纺丝熔体制备过程中，往纺丝熔体中共混加入易水解物质，碱降解聚合物与易水解物质的重量比为100:0——60:40；在碱减量过程中，上述易水解物质部分滤掉或溶出，以使纤维表面形成沿轴向的微孔。

其中，所述易水解物质包括有孔剂高岭土、易水解二氧化硅、易水解硫酸钡、易水解碳酸钙或者水溶性聚酯。

一种空芯面料，该空芯面料由按照权利要求1至4的制备方法所制备而成的中空纱纺织而成。

本发明的有益效果为：本发明所述的一种非PVA纤维中空纱的制备方法，该非PVA纤维中空纱的制备方法利用降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维制备包芯纱，降解条件可控且无甲醛残留，与传统的水溶性维纶中空纱相比，经该制备方法制备而成的中空纱具备以下优点，具体为：1、该中空纱中的纤维是在一定的碱条件下溶解，属于化学溶解，无残留且环保；2、价格便宜：在织物的前处理工艺中，自然溶除，而不需要特殊的附加“溶除”工艺；3、该中空纱中的纤维是在一定的碱条件下，收缩率低，而直接溶解又不会影响纱线织物的平整度，中空现象明显；4、降解条件可控的无甲醛残留的易降解纤维纤维，在无碱的浆料中，不发生溶解，故含降解条件可控的无甲醛残留的易降解纤维纤维的中空纱能经过上浆工艺，即可做高密度织物及单纱可织造的织物。

本发明的另一有益效果为：本发明所述的一种空芯面料，该空芯面料由通过上述非PVA纤维中空纱的制备方法制备而成的中空纱纺织而成，其具有轻而蓬松、保暖性好、吸湿性好、柔软性好的优点。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

一种非PVA纤维中空纱的制备方法，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、制备降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维, 该纤维包括长丝、短纤维纱及纤维条；

b、通过自由端纺纱或者非自由端纺纱方式于降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维外围包缠外包纤维，外包纤维包括各种短纤维，以制成包芯纱；

c、溶除包芯纱中的降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维，以制备中空纱；

其中，步骤a依次包括有制备碱降解切片工序、制备共混纺丝熔体工序以及纺丝工序，步骤c的溶除温度为20-100℃、碱溶度为1.5-30克/升、时间为20分钟-24小时。

需进一步解释，所述步骤a的制备碱降解切片工序包括有以下工艺步骤，具体为：在聚酯原料聚合过程中，加入聚合物总重量为1-20%的5－磺酸钠－间苯二甲酸乙二醇酯以及聚合物总重量为1-20%的间苯二甲酸，打浆搅拌并同时加温至230-250℃；而后移至反应釜并再加入聚合物总重量为1-20%的乙二醇，使其稀释并降温至200-210℃；继续往反应釜中加入分子量为4000-6000的聚乙二醇，聚乙二醇占聚合物总重量的1-20%，在40-50分钟内加完聚乙二醇并同时搅拌，常压下升温至230-250℃并使得混合物料在真空状态下聚合，聚合后的碱降解切片最后依次完成铸带、冷却、切粒、干燥以及筛选工序，其中，碱降解切片的特性粘度为0.55-0.75。

进一步的，所述步骤a的制备共混纺丝熔体工序包括有以下工艺步骤，具体为：将上述碱降解切片加入到不锈钢降解釜中，于加热条件下搅拌成纺丝熔体，在纺丝熔体制备过程中，往纺丝熔体中共混加入易水解物质，碱降解聚合物与易水解物质的重量比为100:0——60:40；在碱减量过程中，上述易水解物质部分滤掉或溶出，以使纤维表面形成沿轴向的微孔。

需进一步解释，所述易水解物质包括有孔剂高岭土、易水解二氧化硅、易水解硫酸钡、易水解碳酸钙或者水溶性聚酯,

非PVA纤维中空纱的生产，首先是包芯纱的生产，其中，包芯纱是由两种不同组分的纤维分皮芯两层组成，其中一种外包纤维紧紧包缠在降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维上；所采用的自由端纺纱以及非自由端纺纱方式包括传统的环锭纺、赛络纺、紧密纺、喷气涡流纺、摩擦纺等各种纺纱方法；例如，可通过进行改造的非自由端纺纱的环锭细纱机进行包芯纱纺制，降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维通过导纱器后，经集合辊直接喂入前罗拉，而不是经前罗拉的集合器喂入前罗拉，包覆的棉纤维按传统的纺纱方法使之包覆在降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维的表面，当棉纤维后断脱离前罗拉拉钳口后，所受张力减小，而降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维始终在罗拉导卷绕点之间，保持一定的张力；因此，棉纤维包缠在纱芯的表面，通过加捻卷绕成形，即完成了纺纱过程。

一种空芯面料，该空芯面料由按照上述非PVA纤维中空纱制备方法所制备而成的中空纱纺织而成；由于中空纱面料均由包芯纱织造而成，未去除易降解的非PVA纤维的面料并不是真正意义上的中空纱面料，而只有在进行一系列的工艺，包括溶除等工艺之后，将易降解纤维非PVA纤维从中空纱面料中去除，只剩下中空纱后，才是真正的中空纱面料。

其中，空芯面料可经常规的织布工艺纺织而成，即将包芯纱线直接织成织物，或者经上浆后，织成织物，其包括针织及机织物。

需进一步解释解释，包芯纱织物进行溶除工艺，基于对于不同的织物及工艺条件，根据包芯纤维的产品要求，溶除条件可控且可进行宽范围的选择，例如温度20-100℃、碱溶度为1.5-30克/升、时间为20分钟-24小时。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种非PVA纤维中空纱的制备方法，其特征在于，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、制备降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维，该纤维包括长丝、短纤维纱及纤维条；

b、通过自由端纺纱或者非自由端纺纱方式于降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维纤维外围包缠外包纤维，以制成包芯纱；

c、溶除包芯纱中的降解条件可控且无甲醛残留的易降解纤维，以制备中空纱；

其中，步骤a依次包括有制备碱降解切片工序、制备共混纺丝熔体工序以及纺丝工序，步骤c的溶除温度为20-100℃、碱溶度为1.5-30克/升、时间为20分钟-24小时。

2.根据权利要求1所述的一种非PVA纤维中空纱的制备方法，其特征在于，所述步骤a的制备碱降解切片工序包括有以下工艺步骤，具体为：在聚酯原料聚合过程中，加入聚合物总重量为1-20%的5－磺酸钠－间苯二甲酸乙二醇酯以及聚合物总重量为1-20%的间苯二甲酸，打浆搅拌并同时加温至230-250℃；而后移至反应釜并再加入聚合物总重量为1-20%的乙二醇，使其稀释并降温至200-210℃；继续往反应釜中加入分子量为4000-6000的聚乙二醇，聚乙二醇占聚合物总重量的1-20%，在40-50分钟内加完聚乙二醇并同时搅拌，常压下升温至230-250℃并使得混合物料在真空状态下聚合，聚合后的碱降解切片最后依次完成铸带、冷却、切粒、干燥以及筛选工序，其中，碱降解切片的特性粘度为0.55-0.75。

3.根据权利要求2所述的一种非PVA纤维中空纱的制备方法，其特征在于，所述步骤a的制备共混纺丝熔体工序包括有以下工艺步骤，具体为：将上述碱降解切片加入到不锈钢降解釜中，于加热条件下搅拌成纺丝熔体，在纺丝熔体制备过程中，往纺丝熔体中共混加入易水解物质，碱降解聚合物与易水解物质的重量比为100:0——60:40；在碱减量过程中，上述易水解物质部分滤掉或溶出，以使纤维表面形成沿轴向的微孔。

4.根据权利要求3所述的一种非PVA纤维中空纱的制备方法，其特征在于：所述易水解物质包括有孔剂高岭土、易水解二氧化硅、易水解硫酸钡、易水解碳酸钙或者水溶性聚酯。

5.一种空芯面料，其特征在于：该空芯面料由按照权利要求1至4的制备方法所制备而成的中空纱纺织而成。