CN107740277A

CN107740277A - 艾草/棉混纺纱线浆料及其制备与应用

Info

Publication number: CN107740277A
Application number: CN201711072769.4A
Authority: CN
Inventors: 高秀丽; 齐瑞岭; 崔红; 娄辉清; 高传; 高一传
Original assignee: Henan Institute of Engineering
Current assignee: Henan Institute of Engineering
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2018-02-27
Anticipated expiration: 2037-11-03
Also published as: CN107740277B

Abstract

本发明公开了一种艾草/棉混纺纱线浆料及其制备与应用，旨在开发一种价格低廉、可生物降解的优质浆料，以解决改善产品性能，增加产品品种，同时减少环境污染技术问题。该浆料包括氧化淀粉，CD‑DF868M，玉米淀粉，固体丙烯酸，甘油，2‑萘酚和蜡片。将该浆料应用于艾草/棉混纺纱线进行上浆处理，并进一步检测了上浆效果。本发明所用浆料可取代PVA上浆，上浆后浆膜强伸性、耐磨性、耐屈曲性、柔韧性都有很大提高；且价格低廉、绿色环保，可用于细号高密品种的生产，满足了高速高效高质量的生产要求，并能获得较好经济效益和社会效益。

Description

艾草/棉混纺纱线浆料及其制备与应用

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种艾草/棉混纺纱线浆料及其制备与应用。

背景技术

随着社会的进步，人们生活水平也在提高，相应的对穿戴的要求也越来越高。不仅仅要求服装要有良好的保暖性、舒适性，而且希望服装具备绿色环保的功效。把功能纤维的研究成果运用到日常生活中成为一种趋势。新型纤维不间断的开发和利用，节约大量的石油等能源，同时也降低了环境的污染。天然纤维对人体的亲和性比较好，还有一些天然纤维有医疗保健的作用，随着科技的进步，生活水平提高，人们对回归自然、无化学添加的追求在不断增加，天然纤维的开发和使用也在迅速增长。

艾草是多年生草本植物，艾草性味苦、辛、温，入脾、肝、肾。《本草纲目》记载：艾以叶入药，性温、味苦、无毒、纯阳之性、通十二经、具回阳、理气血、逐湿寒、止血安胎等功效。艾叶含有丰富的维生素 A 、C、 B 族、各种必需的氨基酸、矿物质、钙质、未知生长因子、叶绿素和叶黄素及脂肪；艾叶是一种广谱抗菌抗病毒的药物，对好多病毒和细菌具有抑制和杀伤作用，在预防、控制呼吸系统疾病也有一定作用。

以艾草科植物为原料的艾草纤维，源自天然素材，自然降解，绿色低碳。艾草纤维具有艾草的特异功能和保健性，用其织成的面料、成衣或家纺用品，有益于人体健康，增加了纺织品的保健效果，提高了产品的附加值。但是艾草纤维作为机织用纱，可纺织性能较差，开发和应用还不够完善，而上浆工艺是改善艾草纤维可纺织性能及其功能面料质量的重要途径，但现有的浆料配方多为难降解成分，其不但对艾草类纤维性能的改善作用极有限，而且还会引起环保问题。比如，PVA、丙烯酸类、淀粉虽然是当前浆料市场的三大主流浆料，但其均难以适用于艾草纤维，而且其中的，PVA不能生物降解，已引起环保问题，被取代势在必行；传统的丙烯酸类浆料再粘性严重，造成分绞困难；而淀粉类浆料粘度波动大，糊化性能差。

因而迫切需要针对艾草类纤维开发一种价格低廉、可生物降解的优质浆料，以改善产品性能，增加产品品种，同时减少环境污染，符合环保要求的浆纱工艺，以适应市场发展和需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于艾草/棉混纺纱线的浆料，其能有效提高浆膜强度和耐磨性，进而提升生物基来源的艾草/棉混纺纱线的纺织性；本发明还进一步针对艾草纤维的性能特点给出了一种有效、简便的上浆方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种艾草/棉混纺纱线浆料，按含固率计，包括以下组分：氧化淀粉0.1～8%，CD-DF868M 0.5～8%，玉米淀粉0.5～8%，固体丙烯酸0.5～4%，甘油0.1～1%，2-萘酚0.1～1 %，蜡片0.1～1%。

优选的，按含固率计，包括以下组分：氧化淀粉0.5～6%，CD-DF868M 1～6%，玉米淀粉1～6%，固体丙烯酸1～2%，甘油0.5%，2-萘酚1 %，蜡片0.5%。

优选的，按含固率计，包括以下组分：氧化淀粉1.5%，CD-DF868M 6%，玉米淀粉1.5%，固体丙烯酸1%，甘油0.5%，2-萘酚1 %，蜡片0.5%。

优选的，所述浆液的总含固率为12%。

设计了一种上述艾草/棉混纺纱浆料的制备方法，包括如下步骤：

按上述艾草/棉混纺纱浆料的配比称取各原料；

先将各原料加入一定量的水中并搅拌溶解；

待溶解后加热至90～100℃时，恒温15～30min，加水定容后即得。

设计了一种艾草/棉混纺纱线的上浆方法，包括以下步骤：

（1）纱线选择：选用细度为30～50支的艾草纤维与棉纤维混纺纱线，艾草纤维的混纺比为20～40，棉纤维的混纺比为60～80；

（2）浆纱：开启浆纱机，先使浆槽温度和烘箱温度达到设定的温度后，再将所选纱线通过压浆棍，再将权利要求1所述艾草/棉混纺纱浆料置入浆槽中，依次进行压浆、浸浆、卷绕、退绕。

优选的，在步骤（2）中，所述上浆时烘箱温度控制在45℃～50℃。

优选的，在步骤（2）中，所述上浆时浆槽温度控制在80～100℃。

优选的，在步骤（2）中，所述上浆时浆纱速度控制在30～50m/min。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1. 本发明所用CD-DF 868M粘度小，浆纱浸透好，被覆小，与其他成分共同作用，改善了浆膜物理性能，提高了浆膜强度和耐磨性；

2. 本发明浆料配方中的CD-DF868M、氧化淀粉、玉米淀粉、2-萘酚、蜡片、甘油等成分配合增效，能使艾草纤维上浆后的浆膜强伸性、耐磨性、耐屈曲性、柔韧性都有很大提高；

3. 本发明能够取代PVA上浆、浆纱干分绞阻力变小，再生毛羽大大减少，成功实现无PVA上浆，价格低廉、绿色环保，可用于细号高密品种的生产，满足了高速高效高质量的生产要求；

4. 本发明提供了一种成本低、上浆性能优益、适合艾草纱线上浆的绿色的组合浆料配方，来提高原纱的性能，改善纱线的织造性能，并能获得较好经济效益和社会效益。

附图说明

图1为艾草原纱的扫描电镜图；

图2为上浆后浆纱的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的原料如无特别说明，均为市售常规原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例一：纱浆原料特性及其在本发明中的作用

氧化淀粉：几乎所有的氧化剂都可以对淀粉氧化，与酸解淀粉相比，氧化淀粉也降低了分子量，同样具有高浓低黏的特征；成糊温度降低，最高热粘度也降低；更重要的特点是由于在分子上增加了阴离子基因，淀粉糊的稳定性极大地提高，退碱性小，透明度高，粘附性强。此外，氧化淀粉的成膜性好，膜强度高，有利于浆纱；淀粉的水溶性增加，有利于制备浆液和退浆。

CD-DF868M：为固体粉末状，呈白色或淡黄色粉粒状。CD-DF868M取代PVA上浆，浆纱干分绞阻力更小，再生毛羽减少30%以上。浆膜溶解性好，退浆易退净，符合环保要求。

玉米淀粉：为白色微带淡黄色的粉末。将玉米用0.3%亚硫酸浸渍后，通过破碎、过筛、沉淀、干燥、磨细等工序而制成。含有少量脂肪和蛋白质等。吸湿性强，粘着性好，价格便宜。

丙烯酸：是以溶液聚合和乳液聚合的液态产品，具有存储运输方便、安全性好的优点，有效成分高，配置组合浆料方便。水溶性好，再温水中易于溶解；在储存和运输中稳定，不产生粉末粘并和成块现象；在干态和调浆时与其他浆料之间不产生化学变化，相容性好。

甘油：为润滑剂。

2-奈酚：为防腐剂。

蜡片：使纱线表面光滑，抗静电，提高浆膜性能。

含固率是指浆液中干物质所占浆液质量的百分率。

实施例二：一种艾草/棉混纺纱线浆料

由氧化淀粉1.5%，CD-DF868M 6%，玉米淀粉1.5%，固体丙烯酸1%；助剂甘油0.5%，2-萘酚1 %，蜡片0.5%组成。

浆液总含固率为12%，总浆料干重24g。

实施例三：一种艾草/棉混纺纱线浆料

由氧化淀粉6%，CD-DF868M 1.5%，玉米淀粉1.5%，固体丙烯酸1%；助剂甘油0.5%，2-萘酚1%，蜡片0.5%组成。

浆液总含固率为12%，总浆料干重24g。

实施例四：一种艾草/棉混纺纱线浆料

由氧化淀粉1%，CD-DF868M 1%，玉米淀粉6%，固体丙烯酸2%；助剂甘油0.5%，2-萘酚1 %，蜡片0.5%组成。

浆液总含固率为12%，总浆料干重24g。

实施例五：一种艾草/棉混纺纱线浆料

由氧化淀粉2.5%，CD-DF868M 3%，玉米淀粉3%，固体丙烯酸1.5%；助剂甘油0.5%，2-萘酚1%，蜡片0.5%组成。

浆液总含固率为12%，总浆料干重24g。

实施例六：一种艾草/棉混纺纱线浆料

由氧化淀粉4%，CD-DF868M 4%，玉米淀粉1%，固体丙烯酸1%；助剂甘油0.5%，2-萘酚1%，蜡片0.5%组成。

浆液总含固率为12%，总浆料干重24g。

实施例七：一种艾草/棉混纺纱线浆料

由氧化淀粉0.5%，CD-DF868M 4%，玉米淀粉4%，固体丙烯酸1.5%；助剂甘油0.5%，2-萘酚1%，蜡片0.5%组成。

浆液总含固率为12%，总浆料干重24g。

实施例八：艾草/棉混纺纱线浆料的制备方法

包括以下步骤：

按实施例一至七所述各组分含量秤取各原料；将称量好的原料倒入加入一定量水的烧杯中，搅拌溶解；待溶解后进行加热，再加水定容至200ml；加热至90℃以上，恒温加热至20min，完成浆液的制备。

实施例九：艾草/棉混纺纱线浆料的上浆效果评测方法

包括以下步骤：

1. 纱线选择：选用细度为40支的艾草纤维与棉纤维混纺纱线，艾草纤维与棉纤维的混纺比为30/70；

2. 制备浆料：如实施例八所述；

3. 浆纱：将GA391型单纱浆纱机预热；用粘度计测量各配方的浆液粘度；将烘箱温度控制在45℃～50℃之间，将浆槽温度调至90℃，将浆纱速度调至40m/min；将纱线通过压浆棍，将浆液倒入浆槽中，并在浆槽两边倒入热水保证浆纱的温度，进行纱线上浆；

4. 上浆效果评价：对步骤3上浆后的纱线的浆纱性能指标进行测试，综合评价其浆纱可织性效果，测试指标包括浆纱断裂强力、浆纱断裂伸长、增强率、减伸率、毛羽降低率、强力不匀率。

5. 结果显示：

（1）对浆液粘度、浆纱的上浆率、回潮率、伸长率、增强率和减伸率、耐磨性、毛羽、弹性等性能进行测试，以对比分析上浆前后纱线性能，获得上浆后浆纱的各个性能。

结果如表1所示：

表1浆液、浆纱主要指标

。

（2）运用浓缩映射法和功能评价值法对浆液和浆纱性能的实验数据进行处理，优选出最佳浆液配方的方案。

功能映射值计算如表2所示：

表2不同浆液配方各项指标功能映射值

。

功能评价值的建立如表3、表4所示：

表3 各项指标的权重

。

表4 功能评价值S_j

。

实施例十：结论

不同的浆液配方，对应的浆液和浆纱性能之间有很大差异，功能评价值相差较大。不同浆液配方的功能评价值由大到小是：①、⑤、⑥、④、②、③。

综合分析得出，配方①最佳，最佳配方：氧化淀粉3g，CD-DF868M为12g，玉米淀粉为3g，丙烯酸为2g，甘油为1g，2-萘酚为2g，蜡片为1g。

用此配方对原纱重新进行上浆试验，上浆后测得纱线的强力，强度都有很大提高，纱线毛羽也大大减少。在对纱线上浆后，对浆液和浆纱性能测试，增强率达到14%，减伸率达到27%。纱线毛羽减少较少，毛羽降低率达到95%，弹性回复率也达到55%。

图1为艾草/棉混纺纱线原纱的扫描电镜图，采用上述最优浆料配方上浆后获得浆纱如图2所示，与原纱比较：上浆后，纱线的毛羽贴伏贴伏，纱线表面的纤维游离端紧贴纱身，产生浆膜以提高其耐磨性，纱线性能改善显著，浆膜性能也有很大提高。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1. 一种艾草/棉混纺纱线浆料，其特征在于，按含固率计，包括以下组分：氧化淀粉0.1～8.0%，CD-DF868M 0.5～8.0%，玉米淀粉0.5～8.0%，固体丙烯酸0.5～4.0%，甘油0.1～1.0%，2-萘酚0.1～1.0 %，蜡片0.1～1.0%。

2. 根据权利要求1所述的艾草/棉混纺纱线浆料，其特征在于，按含固率计，包括以下组分：氧化淀粉0.5～6.0%，CD-DF868M 1～6%，玉米淀粉1～6%，固体丙烯酸1～2%，甘油0.5%，2-萘酚1 %，蜡片0.5%。

3. 根据权利要求1所述的艾草/棉混纺纱线浆料，其特征在于，按含固率计，包括以下组分：氧化淀粉1.5%，CD-DF868M 6%，玉米淀粉1.5%，固体丙烯酸1%，甘油0.5%，2-萘酚1 %，蜡片0.5%。

4.根据权利要求1所述的艾草/棉混纺纱线浆料，其特征在于，所述浆液的总含固率为12%。

5.权利要求1所述艾草/棉混纺纱浆料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按权利要求1所述配比称取各原料；

（2）再将各原料加入一定量的水中并搅拌溶解；

（3）待溶解后加热至90～100℃时，恒温15～30min，加水定容后即得。

6.一种艾草/棉混纺纱线的上浆方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的艾草/棉混纺纱线的上浆方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述上浆时烘箱温度控制在45℃～50℃。

8.根据权利要求6所述的艾草/棉混纺纱线的上浆方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述上浆时浆槽温度控制在80～100℃。

9.根据权利要求6所述的艾草/棉混纺纱线的上浆方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述上浆时浆纱速度控制在30～50m/min。