CN109295736A - 一种功能性包芯纱及其制备方法 - Google Patents

一种功能性包芯纱及其制备方法 Download PDF

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Abstract

发明人提供了一种功能性包芯纱的制备方法，包括：浸渍液制备、芯纱整理、芯纱烘干、包芯，方案对芯纱进行整理，增加芯纱功能性，通过外包纱将芯纱包裹在内，在接下来的织造过程中避免芯纱表面的摩擦，使其功能属性能得到较好的维护，可织造出具有功能性的织物。同时，由于功能性材料上覆盖有外包纱，使得织物中的功能性得到很好的保护，减少了清洁、摩擦、压力等外界因素对织物功能性的破坏，起到延长功能性效果的作用，提高了织物的质量。

Description

一种功能性包芯纱及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，特别涉及一种功能性包芯纱及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人民生活水平的提高，人们对纺织品的舒适性和功能性要求越来越高。纺织品功能性整理已成为提高产品附加值和改善纺织品功能的重要途径之一。通常，纺织品功能性的增加是直接对织物进行功能性整理，因为织造前对纱线进行功能性整理，在织造织物的过程中，纱线会反复的摩擦，纱线和织物均会损失大部分的功能性。而经过功能性整理的织物，由于功能性整理剂处于织物的外层，容易在清洁过程中被洗涤掉，失去功能性，耐用性较差。同时功能性整理剂一般通过交联的方式附加在织物外层，而这种交联的方式不耐摩擦，因此目前的功能性纺织品也容易在织物的使用过程中摩擦失去功能性。
发明内容
为此，需要提供一种功能性包芯纱。为实现上述目的，发明人提供了一种功能性包芯纱的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
浸渍液制备：将功能性整理剂或功能性微胶囊与交联剂加入溶剂中，混合均匀，制备浸渍液，其中所述功能性整理剂或功能性微胶囊的质量百分比含量为0.1％-30％，所述交联剂的质量百分比含量为0.05％-20％；所述功能性微胶囊由胶囊壁与所述功能性整理剂组成，所述胶囊壁包裹所述功能性整理剂；所述溶剂要不对纤维产生损伤，不使染色纱线发生褪色，并能在烘燥工艺中挥发。
芯纱整理：将纱线浸入所述浸渍液中，浸渍温度为20-30℃，浸渍时间为60-180分钟，得到整理后的芯纱；纱线在浸渍液中二浸二压，充分的吸收浸渍液。功能性整理剂以化学键粘附在纱线上，而胶囊通过交联剂粘结的方式结合在纱线上。
芯纱烘干：将整理后的芯纱40-70℃烘烤10-30分钟，然后60-140℃烘烤分钟，得到烘干的芯纱；
包芯：将外包纱缠绕于烘干的芯纱上，制得功能性包芯纱。
40-70℃；预烘阶段，主要是纱线温度迅速升高，溶剂蒸发速度加快的过程。60-140℃，烘燥阶段是溶剂主要挥发的阶段。分步进行的目的，是比较平缓的升温和烘燥最大限度保护纱线不被迅速升高的温度破坏。纱线通过烘燥区后，功能性整理剂及胶囊功能整理剂充分附着在纱线上。
进一步地，所述芯纱烘干步骤可采用红外加热或热风加热方式进行烘干，不对芯纱及其功能造成影响。
进一步地，所述纱线为短纤加捻纱。短纤加捻纱是多孔性的纱线，纱线内含有大量孔隙，有利于功能性整理剂及微胶囊能更多的渗入到纱线内部。
进一步地，所述纱线为已染色纱线；功能性包芯纱织造成面料后，后期使用染色工艺，容易在高温水及高压等后续步骤下造成功能性成分损失；因此所选用的纱线为已染色纱线。
进一步地，所述交联剂包括环氧化合物交联剂、反应性有机硅类交联剂复配剂、乙烯砜类交联剂、水性聚氨酯类交联剂、1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂和乙二醛交联剂。这些交联剂的使用除了具有较好的粘附性能外，还可以使得纱线具有较好的形状记忆效果，利用这些交联剂制备的包芯纱后期织造的织物具有免烫抗皱性能。
发明人还提供了一种功能性包芯纱，所述功能性包芯纱为上述任一所述的制备方法所制备。
区别于现有技术，上述技术方案在芯纱上进行整理，增加芯纱功能性，通过外包纱将芯纱包裹在内，在接下来的织造过程中避免芯纱表面的摩擦，使其功能属性能得到较好的维护，可织造出具有功能性的织物。同时，由于功能性材料上覆盖有外包纱，使得织物中的功能性得到很好的保护，减少了清洁、摩擦、压力等外界因素对织物功能性的破坏，起到延长功能性效果的作用，提高了织物的质量。
附图说明
图1为含有功能性微胶囊的功能性包芯纱结构示意图；
图2为实施例5所织造的经编织物的结构图，深色部分为间隔织物的一个面组织；白色为间隔织物的另一个面组织，贾卡梳栉在织物表面形成网孔效应。
附图标记说明：
1、芯纱，
2、功能性微胶囊，
3、外包纱。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
本实施方式中，所述功能性微胶囊包括缓释功能性微胶囊和密封功能性微胶囊。所述功能性微胶囊的粒径小于10μm。粒径小于10μm，可使得微胶囊容易通过纺丝孔，并且保证胶囊与纤维的结合牢固，还不能影响纤维的机械性能。功能性微胶囊的制备方式为：称取1-5％明胶和1-5％阿拉伯树胶，以及95-99％蒸馏水，在40℃恒温充分分散溶解；再将功能性整理剂加入蒸馏水中分散或溶解，经超声或搅拌形成均匀的乳化剂，继续乳化10-30min；然后将上述乳液低速搅拌1-10min，再将溶解的明胶溶液逐滴加入上述乳液中；然后用冰醋酸调节pH至3-5；在40℃下继续搅拌，反应结束后在冰水浴中冷却，使其降温至10℃以下；再加入0.01-5％戊二醛，在0℃左右固化3h；最后经离心、水洗、过滤、晾干，得到功能性的微胶囊。
本实施方式中，缓释功能性微胶囊的功能性组分可挥发，被胶囊壁包裹，在外界(包括大气、水、压力或摩擦)作用下胶囊壁会缓慢破裂，胶囊中功能性组分逐步释放。缓释功能性微胶囊胶囊壁的材料属于易破损的材料，包括明胶、琼脂、玉米醇溶蛋白等天然胶体材料，海藻酸、钠环糊精、羧甲基纤维素钠、邻苯二甲酸醋纤维、甲基纤维素、乙基纤维素等纤维素衍生物或聚二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇、聚乙烯乙醇、聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸等合成高分子。缓释功能性微胶囊包括香味整理胶囊、防蚊功能整理胶囊。缓释型织物整理主要是为了使织物具有比较持久的特定功能，主要是利用微胶囊的缓释作用和保护作用使功能性物质得到更好的发挥。缓释型微胶囊通常采用复凝聚法合成，也可以采用界面聚合法或原位聚合法，胶囊的囊壁材料一般为线型结构的高分子。
本实施方式中，密封功能性微胶囊功能性组分的物化性质稳定，密封功能性微胶囊在大气及环境作用下能稳定存在，其胶囊壁的材料为耐久性的材料，同时具有一定的交联度，包括脲醛树脂、聚氨酯、密胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、无机二氧化硅或其组合物。密封功能性微胶囊包括抗紫外线、储能调温功能、红外线理疗、负离子保健和磁疗微胶囊。
本实施方式中，交联剂是分子中含多个官能团的物质，如有机二元酸、多元醇等；或是分子内含有多个不饱和双键的化合物，如二乙烯基苯和二异氰酸酯，N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)等，可同单体一起投料，待缩聚(或聚合)到一定程度发生交联，使产物变为不溶的交联聚合物；也可在线型分子中保留一定数量的官能团(或双键)，再加入特定物质进行交联,如酚醛树脂的固化和橡胶的硫化等。所述交联剂包括环氧化合物交联剂、反应性有机硅类交联剂复配剂、乙烯砜类交联剂、水性聚氨酯类交联剂、1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂和乙二醛交联剂。
实施例1：储能调温包芯纱
浸渍液制备：将储能调温微胶囊2与水性聚氨酯交联剂加入醋酸(分散剂)、硅油(增稠剂)和水的混合溶剂中，分散均匀，得到浸渍液。浸渍液中，功能性微胶囊的质量百分比含量为15％,硅油增稠剂为11％,醋酸分散剂为0.4％，水性聚氨酯交联剂为3％；储能调温微胶囊又名相变微胶囊，为密封功能性微胶囊。
芯纱整理：将红色芯纱1(端纤加捻纱)浸入所述浸渍液中，浸渍温度为20℃，浸渍时间为180分钟，二浸二压得到整理后的芯纱，
芯纱烘干：将整理后的芯纱50℃烘烤20分钟，然后80℃烘烤25分钟，得到烘干的芯纱；
包芯纱：使用包芯纱缠绕设备将外包纱3缠绕于烘干的芯纱上，制得红色储能调温包芯纱。
图1为含有功能性微胶囊的功能性包芯纱结构示意图。
实施例2香味包芯纱
浸渍液制备：将香味微胶囊与乙二醛交联剂加入醋酸、硅油和水的混合溶剂中，分散均匀，得到浸渍液。浸渍液中，功能性微胶囊的质量百分比含量为30％,硅油为20％,醋酸为5％，乙二醛交联剂为0.3％。
芯纱整理：将白色芯纱浸入所述浸渍液中，浸渍温度为30℃，浸渍时间为60分钟，二浸二压得到整理后的芯纱，
芯纱烘干：将整理后的芯纱70℃烘烤10分钟，然后120℃烘烤20分钟，得到烘干的芯纱；
包芯纱：使用包芯纱缠绕设备将外包纱缠绕于烘干的芯纱上，制得白色香味包芯纱。
实施例3理疗包芯纱
浸渍液制备：将理疗微胶囊与1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂加入醋酸、硅油和乙醇的混合溶剂中，分散均匀，得到浸渍液。浸渍液中，功能性微胶囊的质量百分比含量为15％,硅油为11％,醋酸为0.4％，交联剂为3％；理疗微胶囊为密封功能性微胶囊。
芯纱整理：将白色芯纱浸入所述浸渍液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为100分钟，二浸二压得到整理后的芯纱，
芯纱烘干：将整理后的芯纱40℃烘烤30分钟，然后60℃烘烤30分钟，得到烘干的芯纱；
包芯纱：使用包芯纱缠绕设备将外包纱缠绕于烘干的芯纱上，制得白色理疗包芯纱。
实施例4香味包芯纱
浸渍液制备：将香味整理剂与乙烯砜类交联剂加入甲醇溶剂中，混合均匀，制备浸渍液，其中所述香味整理剂的质量百分比含量为0.1％，所述交联剂的质量百分比含量为0.05％；
芯纱整理：将绿色芯纱浸入所述浸渍液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为100分钟，二浸二压得到整理后的芯纱；
芯纱烘干：将整理后的芯纱50℃烘烤25分钟，然后100℃烘烤20分钟，得到烘干的芯纱；
包芯纱：使用包芯纱缠绕设备将外包纱缠绕于烘干的芯纱上，制得功能性包芯纱。
实施例5经编间隔织物
地梳GB1选用白色香味包芯纱60D；地梳GB3选用白半光30D/1F抗弯单丝；贾卡梳JB4选用红色储能调温包芯纱60D。
机型 RDPJ5/1型双针床单贾卡经编机
机号14针/25.4mm
门幅 350cm(138″)
上机密度3眼/cm
坯布规格 43″*554G/M
编织速度280r/min
工艺参数表
地梳GB1在前针床编织反向垫纱，地梳GB1做经平垫纱运动，构成底层织物。前后针床的针交错配置，地梳GB3使用涤纶单丝以经绒和编链的垫纱组合，在前后针床成圈编织，将两表层连接起来。贾卡梳JB5通过贾卡装置的控制进行独立垫纱运动在后针床编织形成花型效应。具体垫纱效应如下表所示：
垫纱效应表
因为包芯纱比一般的纱线要粗，因此针号比较小，就是说织针比较粗，针距比较大，比如正常纱线为30D，而功能性纱线达到60-80D，因此正常纱线需要针号是28，织造功能性纱线的针号为14或12了。
功能性经编织物如果是缓释微胶囊功能整理的，需要调整织造速度及送经量，送经量增大要实现宽松送经避免张力过大而使微胶囊破裂，织造速度降低使得织造过程相对轻柔避免微胶囊收到过大的摩擦和压力导致破裂。比如正常织造速度为500转/min,送经量3200mm/rack,织造微胶囊功能性纱线时，织造速度需要降低到200-350转/min,送经量4000-5000mm/rack。
图2为实施例5所织造的经编织物的结构图，深色部分为间隔织物的一个面组织；白色为间隔织物的另一个面组织，贾卡梳栉在织物表面形成网孔效应。该织物具有储能调温及缓冲香味的效果，可以用于汽车坐垫、拳击手套、缓冲头盔等场合。
实施例6纬编间隔织物
设备为普通双面机，筒径34英寸，上针盘针号8号，下针筒针号8号，路数72F，转速20r/min，针盘和针筒间距3.2mm。
反面使用实施例3生产的白色理疗胶囊功能性包芯纱80D，正面使用实施例1生产的红色储能调温胶囊功能性包芯纱80D。中间层为30D涤纶单丝。
三角排列图：
“－”表示浮线，“∨”“∧”表示成圈，“∪”“∩”表示集圈；6路为一个循环。从左到右，纱线依次为30D涤纶单丝、白色包芯纱、红色包芯纱，6路纱为两个循环。
下机后，织物正面为红色，反面为白色。该织物具有理疗、储能调温及缓冲保暖的效果，可以用于汽车坐垫、拳击手套、缓冲面料等场合。
当功能性纱线使用功能性微胶囊进行整理，需要调整织机转速及张力控制器，张力控制器的张力要小，此时的送纱量会增大要实现宽松送纱避免张力过大而使微胶囊破裂，织造速度降低使得织造过程相对轻柔避免微胶囊收到过大的摩擦和压力导致破裂。比如正常织造速度为80转/min,张力装置为5g,织造微胶囊功能性纱线时，织造速度需要降低到20-70转/min,张力装置为1-4g。
功能性包芯纱编织的功能性间隔织物，后期无需进行功能性整理即可具有功能性，具有节能环保降低成本的意义。同时根据不同的功能性纱线编织功能性隔织物时，织造的间隔织物即具有多功能性。两个面层分别使用理疗胶囊纱线和储能调温胶囊纱线，间隔层使用抗弯单丝，则间隔织物将具有理疗、调温和缓冲保暖的多功能性，可以用于保健面料、缓冲头盔、缓冲手套等领域。织造后的面料即具有多功能性，工艺过程比原有的织物进行多功能整理更为便捷，功能性的耐久性也更好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或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，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种功能性包芯纱的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
浸渍液制备：将0.1-30wt％的功能性整理剂或功能性微胶囊与0.05-20wt％交联剂加入溶剂中，混合均匀，制备浸渍液；
芯纱整理：将纱线浸入所述浸渍液中，浸渍温度为20-30℃，浸渍时间为60-180分钟，二浸二压得到整理后的芯纱；
芯纱烘干：将整理后的芯纱40-70℃烘烤10-30分钟，然后60-140℃烘烤20-30分钟，得到烘干的芯纱；
包芯：将外包纱缠绕于烘干的芯纱上，制得功能性包芯纱。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水、甲醇和乙醇。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纱线为端纤加捻纱。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯纱烘干步骤采用红外加热或热风加热方式进行烘干。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纱线为已染色纱线。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍液制备过程中，还包括加入0.5-20wt％的增稠剂及0.1-5％wt分散剂。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括环氧化合物交联剂、反应性有机硅类交联剂复配剂、乙烯砜类交联剂、水性聚氨酯类交联剂、1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂和乙二醛交联剂。
8.一种功能性包芯纱，其特征在于，所述功能性包芯纱为权利要求1-7任一所述的制备方法所制备。
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