CN109137465A - 一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，由抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维混纺而成，抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维质量份配比为1∶4∶5。本发明公开的抗菌多组分紧密花式纱线具有良好的吸湿、透气效果和抗菌功能，其中纱线中含有对染料上染率不等的多种纤维，使纱线印染后易形成特殊外观结构和花型，且该纱线制备工艺简单，便于在现有纺纱工艺及设备中推广应用。
Description
技术领域
本发明属于纺纱技术领域，具体设计一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线及其制备方法。
背景技术
近几年来，花式纱线及其织物比较流行。在棉纺设备上生产花式纱线是当今纺织新产品开发领域的热点之一。段彩纱是有色纤维纺纱的一种特殊纺纱工艺技术，其成纱色彩不仅在纱线同一横截面内由多彩色纤维组合，而且在纱线纵向长度上，不同组合的有色纤维呈不规则断续变化的分布状态，故用段彩纱制成的织物，色泽柔和丰满、层次感强，具有明显的新颖性和独特性。
但是段彩纱多为普通环锭纺纱为主，纱线毛羽较多、纱线不具备功能性，且纱线织成的面料易起球。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，该纱线具有良好的吸湿、透气效果和抗菌功能，其中纱线中含有对染料上染率不等的多种纤维，使纱线印染后易形成特殊外观结构和花型，且该纱线制备工艺简单，便于在现有纺纱工艺及设备中推广应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，由抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维混纺而成。
优选地，所述抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维质量份配比为1∶4∶5。
优选地，所述抗菌纤维型号为1.7dtex×38mm，普通涤纶纤维、改性涤纶纤维型号均为1.2dtex×38mm。
优选地，所述抗菌纤维包括内芯和外层，内芯为等离子放电处理后的普通涤纶纤维，外层为抗菌膜。
为了改善普通涤纶纤维吸湿性和抗静电性能较差的缺陷，现提出一种改性涤纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
H1：涤纶纤维预处理，将普通涤纶纤维置于洗涤剂质量浓度为1％的洗涤液中，清洗15min；将普通涤纶纤维取出并用蒸馏水冲洗15min，于50～60℃干燥箱中烘1h；再将涤纶纤维浸渍于无水乙醇中1h，取出晾干待用；
H2：放电处理，打开等离子放电装置电源开关和氩气钢瓶，调节电源选择旋钮达到电源频率20KHz、功率400W，调节氩气流速为3L/min，观察两电极之间呈均匀稳定的紫色后，将预处理过的普通涤纶纤维以一定的速度喂入放电区域处理30s后导出，得放电处理后涤纶纤维；
H3：接枝处理，将放电处理后涤纶纤维浸渍于质量浓度为5％的丙三醇-1-烯丙基醚水溶液中3h，浴比为1∶20～30；将涤纶纤维取出，于50～60℃干燥箱中烘1h，并利用步骤H1使用后的无水乙醇对涤纶纤维清洗3次，将涤纶纤维取出并于80～100℃条件下热风干燥24h，得改性涤纶纤维。
优选地，所述步骤H1中普通涤纶纤维型号为1.2dtex×38mm。
此方法是在普通涤纶纤维表面进行等离子体刻蚀作用，然后采用丙三醇-1-烯丙基醚对刻蚀后的纤维接枝上极性基团，以提高涤纶纤维的吸湿性能和抗静电性能，即提高了涤纶纤维的服用性能，由于等离子体刻蚀和极性基团接枝仅发生在涤纶纤维的表面并不影响涤纶纤维的断裂强力和断裂伸长率。
为了增加涤纶纤维的抗菌功能，现提出一种抗菌纤维的制备方法，包括如下步骤：
K1：配置预处理浆液，将纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉、分散剂、纯水混合，超声搅拌30min得预处理浆液，其中纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉、分散剂、纯水的质量分配比为1∶1∶3∶10；
K2：制备抗菌纤维，将上述步骤H2放电处理后涤纶纤维在加入K1配置的预处理浆液中，浴比为1∶20，超声波搅拌1h；将涤纶纤维取出并于50～60℃干燥箱中烘1h，清水洗涤数次，在80～100℃条件下热风干燥24h，得抗菌纤维。
此方法是在等离子体刻蚀后的普通涤纶纤维表面附着一层纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉抗菌膜，等离子体刻蚀后的普通涤纶纤维表面产生很多刻痕，增加了涤纶纤维与抗菌膜之间的吸附作用，提高了抗菌膜的耐久性。
为了改善传统环锭纺段彩纱线毛羽较多以及该纱线织物易起球的缺陷，现提出一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线制备方法，包括如下步骤：
S1：基纱粗纱A的制备，按照质量份配比为1∶3∶5将抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维进行配比，将配比好的抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维依次经清花、梳棉、两道并条、粗纺工序制成基纱粗纱；
S2：辅纱粗纱B的制备，将普通涤纶纤维依次经清花、梳棉、两道并条、粗纺工序制成辅纱粗纱B；
S3：细纱制备，将粗纱A从细纱机中罗拉喂入，同时将粗纱B从细纱机后罗拉间歇式喂入，粗纱A和粗纱B在中罗拉钳口处结合形成携带有粗纱B条带的基纱A，基纱A经前罗拉牵伸形成细纱，细纱进入紧密纺设备进行负压加捻整理，整理后的细纱经络筒工序卷绕得抗菌纤维多组分紧密纺花式纱。
优选地，所述步骤S3中控制粗纱A和粗纱B的加入质量比为9∶1。
此方法采用紧密段彩纺工艺，利用紧密纺负压使得前罗拉牵伸出的段彩细纱集聚，然后由于捻度的传递使得纱线加捻，后卷绕，有效的降低了段彩纱线的毛羽量以及段彩纱线织物易起球的缺陷。
本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明公开的抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线具有良好的吸湿、透气效果和抗菌功能。
2、纱线采用段彩纺纱与紧密纺相结合的工艺制成，有效地克服了传统环锭纺段彩纱线毛羽较多以及纱线易起球的缺陷。
3、纱线中含有对染料上染率不等的多种纤维，使纱线印染后易形成特殊外观结构和花型。
4、本发明公开的改性涤纶纤维、抗菌纤维的制备工艺简单，且成本较低，便于工业化推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
(一)生产改性涤纶纤维
H1：涤纶纤维预处理，将普通涤纶纤维置于洗涤剂质量浓度为1％的洗涤液中，清洗15min；将普通涤纶纤维取出并用蒸馏水冲洗15min，于50～60℃干燥箱中烘1h；再将涤纶纤维浸渍于无水乙醇中1h，取出晾干待用；
H2：放电处理，打开等离子放电装置电源开关和氩气钢瓶，调节电源选择旋钮达到电源频率20KHz、功率400W，调节氩气流速为3L/min，观察两电极之间呈均匀稳定的紫色后，将预处理过的普通涤纶纤维以一定的速度喂入放电区域处理30s后导出，得放电处理后涤纶纤维；
H3：接枝处理，将放电处理后涤纶纤维浸渍于质量浓度为5％的丙三醇-1-烯丙基醚水溶液中3h，浴比为1∶20～30；将涤纶纤维取出，于50～60℃干燥箱中烘1h，并利用步骤H1使用后的无水乙醇对涤纶纤维清洗3次，将涤纶纤维取出并于80～100℃条件下热风干燥24h，得改性涤纶纤维。
其中步骤H1中普通涤纶纤维型号为1.2dtex×38mm。
(二)生产抗菌纤维
K1：配置预处理浆液，将纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉、分散剂、纯水混合，超声搅拌30min得预处理浆液，其中纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉、分散剂、纯水的质量分配比为1∶1∶3∶10；
K2：制备抗菌纤维，将上述步骤H2放电处理后涤纶纤维在加入K1配置的预处理浆液中，浴比为1∶20，超声波搅拌1h；将涤纶纤维取出并于50～60℃干燥箱中烘1h，清水洗涤数次，在80～100℃条件下热风干燥24h，得抗菌纤维。
(三)生产抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线
S1：基纱粗纱A的制备，按照质量份配比为1∶3∶5将抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维进行配比，将配比好的抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维依次经清花、梳棉、两道并条、粗纺工序制成基纱粗纱；
S2：辅纱粗纱B的制备，将普通涤纶纤维依次经清花、梳棉、两道并条、粗纺工序制成辅纱粗纱B；
S3：细纱制备，将粗纱A从细纱机中罗拉喂入，同时将粗纱B从细纱机后罗拉间歇式喂入，粗纱A和粗纱B在中罗拉钳口处结合形成携带有粗纱B条带的基纱A，基纱A经前罗拉牵伸形成细纱，细纱进入紧密纺设备进行负压加捻整理，整理后的细纱经络筒工序卷绕得抗菌纤维多组分紧密纺花式纱。
其中步骤S3中控制粗纱A和粗纱B的加入质量比为9∶1；细纱机上设置有控制后罗拉工作的伺服电机，以便于控制辅纱B的喂入频率和喂入量。粗纱A中纤维的颜色为主色，控制辅纱B的加频率和加入量可以在基纱A上形成辅纱B的断续条带或零星点，上述生产工艺所需设备改造简单，易于实现。
紧密纺被称为“21世纪的环锭纺纱新技术”，它是指纤维须条在经过环锭纺纱机的主牵伸区后进入加捻区之时，利用气流或机械等作用，使输出比较松散的须条纤维向纱干中心集聚，减小甚至消除加捻三角区，从而使纤维进一步平行、毛羽减少、纱条紧密的新的环锭纺纱技术。紧密纺能有效地优化纱线结构，可以使纤维在加捻前由相对自由松散、扁平状态变为集中平直、紧密聚集的状态，有利于纱条在加捻过程中把几乎全部纤维捻人纱线主干之中，从而大幅减少毛羽，降低飞花，并使纱线中的纤维排列更加紧密，受力分布进一步均匀，成纱质量得到极大提高。
段彩纱是以两种以上颜色的纤维为原料，由两种以上颜色纤维制得的粗纱在细纱机上纺制而成，生产过程为一粗纱为主体粗纱(基纱)连续喂入，另一种粗纱为辅助纱(辅纱)间断喂入，形成段彩。段彩纱在纱线同一横截面内由多种彩色纤维组合，而且在纱线纵向长度上，不同组合的有色纤维呈不规则断续变化的分布状态，故段彩纱制成的织物色泽柔和丰满、层次感和立体感强。
本发明混纺纱是在细纱机前罗拉、络筒间加装了紧密纺纱装置纺织而成。
实施例1
按照本发明中改性涤纶纤维、抗菌纤维的制备方法制备改性涤纶纤维和抗菌纤维，按照本发明中抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线制备方法制备抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线。对纱线进行断裂强力、断裂伸长率、毛羽量检测，对纱线进行阳离子染料染色测试和抑菌测试，其中染料为分散阳离子艳红SD-5GN。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于所用染料为阳离子红2GL。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于所用染料为分散阳离子金黄SD-GL。
对比例1
按照本发明中抗菌纤维的制备方法制备抗菌纤维，其中将放电处理后涤纶纤维替换为型号为1.2dtex×38mm的普通涤纶纤维。
按照本发明中抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线制备方法制备抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，其中改性纤维换成型号为1.2dtex×38mm的普通涤纶纤维。
对纱线进行断裂强力、断裂伸长率、毛羽量检测，对纱线进行阳离子染料染色测试和抑菌测试，其中染料为分散阳离子艳红SD-5GN。
对比例2
对比例2与对比例1的区别在于，所用染料为阳离子红2GL。
对比例3
对比例3与对比例1的区别在于，所用染料为分散阳离子金黄SD-GL。
在相同的检测标准下，分别检测本发明实施例1～3和对比例1～3中纱线进行断裂强力、断裂伸长率、毛羽量、辅纱条段均匀性检测，检测结果见表1。
实验表明：实施例1～3采用本发明工艺方法制备的抗菌纤维多组分紧密花式纱线的断裂强力、断裂伸长率与对比例1～3中普通涤纶纱线制备的抗菌纤维多组分紧密花式纱线基本一致；实施例1～3采用本发明工艺方法制备的抗菌纤维多组分紧密花式纱线的3-9mm毛羽量较对比例1～3中普通涤纶纱线制备的抗菌纤维多组分紧密花式纱线3-9mm毛羽量下降20％，采用本发明纱线制成的织物不易起球，且本发明抗菌纤维多组分紧密花式纱线中辅纱条段均匀性较优。
普通涤纶纱线经等离子体放电处理和丙三醇-1-烯丙基醚接枝处理后改善了涤纶纤维的服用性能。这是由于涤纶纤维表面进行了等离子体对刻蚀处理，并接枝了极性基团，所以更多的极性基团对纤维表面传导是有效的。并且即使在少量接枝附加物的作用下，织物表面增加的含湿量、等离子体产生的刻蚀作用和在纤维表面形成的极性基团都使其表面传导性增加，显著降低了涤纶纤维表面电阻、改善了涤纶的吸湿性能，即提高了涤纶纤维的吸湿和抗静电性能。改性涤纶纤维生产出的紧密纺花式纱线具有辅纱条段均匀、毛羽量少，纱线强力和断裂伸长率基本不变的优良性能。
在相同的检测标准下，分别检测本发明实施例1～3和对比例1～3中纱线对阳离子染料染色的上染率、耐摩擦牢度。
采用国家标准GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》进行抗菌性定量测试，采用耐洗色牢度试验机洗涤方法，测试水洗30次后的织物，测试结果见表2。
表2实施例1～3和对比例1～3
实验表明：实施例1～3采用本发明的抗菌纤维多组分紧密花式纱线对大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率达90％以上，对阳离子染料的上染率达90％以上，干摩擦牢度、湿摩擦牢度、耐水洗牢度均在4级以上；对比例1～3采用普通涤纶纤维制得的涤纶混纺纱线对大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率在45％左右，对阳离子染料的上染率在50％左右，干摩擦牢度、湿摩擦牢度、耐水洗牢度均在4级以下。
本发明抗菌纤维多组分紧密花式纱线含有抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维三种对阳离子染料附着力不同的纱线，其中改性涤纶纤维对阳离子染料的上染率最强、抗菌纤维次之、普通涤纶纤维最差，通过控制辅纱B的加入频率和加入量可以控制辅纱条段在基纱A上的分布情况，因此花式纱线染色后呈现出不同的颜色纹理，采用本发明花式纱制成的布匹呈现出不同风格的浮雕花型。
普通涤纶纤维经等离子体放电处理后与纳米二氧化钛、纳米抗菌陶瓷粉具有较好的吸附特性，且纳米二氧化钛、纳米抗菌陶瓷粉与纤维表面具有较强的附着力。
本实施例中优选的方式为，所述抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维质量份配比为1∶4∶5。
本实施例中优选的方式为，所述抗菌纤维型号为1.7dtex×38mm，普通涤纶纤维、改性涤纶纤维型号均为1.2dtex×38mm。其中抗菌纤维是由型号为1.2dtex×38mm的普通涤纶纤维经等离子体放电处理、抗菌浆液镀膜后制成的。
本实施例中优选的方式为，所述抗菌纤维包括内芯和外层，内芯为等离子放电处理后的普通涤纶纤维，外层为抗菌膜。其中内芯上述步骤H2中型号为1.2dtex×38mm的普通涤纶纤维经等离子体放电处理制得，外层抗菌膜为纳米二氧化钛、纳米抗菌陶瓷粉。
本实施例中优选的方式为，所述抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维质量份配比为1∶4∶5。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，其特征在于，由抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维混纺而成。
2.如权利要求1所述的一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，其特征在于：所述抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维质量份配比为1∶4∶5。
3.如权利要求2所述的一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，其特征在于：所述抗菌纤维型号为1.7dtex×38mm，普通涤纶纤维、改性涤纶纤维型号均为1.2dtex×38mm。
4.如权利要求3所述的一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线，其特征在于：所述抗菌纤维包括内芯和外层，内芯为等离子放电处理后的普通涤纶纤维，外层为抗菌膜。
5.一种如权利要求1～4所述的改性涤纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
H1：涤纶纤维预处理，将普通涤纶纤维置于洗涤剂质量浓度为1％的洗涤液中，清洗15min；将普通涤纶纤维取出并用蒸馏水冲洗15min，于50～60℃干燥箱中烘1h；再将涤纶纤维浸渍于无水乙醇中1h，取出晾干待用；
H2：放电处理，打开等离子放电装置电源开关和氩气钢瓶，调节电源选择旋钮达到电源频率20KHz、功率400W，调节氩气流速为3L/min，观察两电极之间呈均匀稳定的紫色后，将预处理过的普通涤纶纤维以一定的速度喂入放电区域处理30s后导出，得放电处理后涤纶纤维；
H3：接枝处理，将放电处理后涤纶纤维浸渍于质量浓度为5％的丙三醇-1-烯丙基醚水溶液中3h，浴比为1∶20～30；将涤纶纤维取出，于50～60℃干燥箱中烘1h，并利用步骤H1使用后的无水乙醇对涤纶纤维清洗3次，将涤纶纤维取出并于80～100℃条件下热风干燥24h，得改性涤纶纤维。
6.如权利要求5所述的一种改性涤纶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤H1中普通涤纶纤维型号为1.2dtex×38mm。
7.一种如权利要求1～4所述的抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
K1：配置预处理浆液，将纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉、分散剂、纯水混合，超声搅拌30min得预处理浆液，其中纳米二氧化钛粉体、纳米抗菌陶瓷粉、分散剂、纯水的质量分配比为1∶1∶3∶10；
K2：制备抗菌纤维，将权利要求5步骤H2放电处理后涤纶纤维在加入K1配置的预处理浆液中，浴比为1∶20，超声波搅拌1h；将涤纶纤维取出并于50～60℃干燥箱中烘1h，清水洗涤数次，在80～100℃条件下热风干燥24h，得抗菌纤维。
8.一种如权利要求1～7所述的抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：基纱粗纱A的制备，按照质量份配比为1∶3∶5将抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维进行配比，将配比好的抗菌纤维、普通涤纶纤维、改性涤纶纤维依次经清花、梳棉、两道并条、粗纺工序制成基纱粗纱；
S2：辅纱粗纱B的制备，将普通涤纶纤维依次经清花、梳棉、两道并条、粗纺工序制成辅纱粗纱B；
S3：细纱制备，将粗纱A从细纱机中罗拉喂入，同时将粗纱B从细纱机后罗拉间歇式喂入，粗纱A和粗纱B在中罗拉钳口处结合形成携带有粗纱B条带的基纱A，基纱A经前罗拉牵伸形成细纱，细纱进入紧密纺设备进行负压加捻整理，整理后的细纱经络筒工序卷绕得抗菌纤维多组分紧密纺花式纱。
9.如权利要求8所述的一种抗菌纤维多组分紧密纺花式纱线制备方法，其特征在于：所述步骤S3中控制粗纱A和粗纱B的加入质量比为9∶1。
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