CN110257984A - 一种保温性好的木棉纱线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：（1）木棉纤维表面刻蚀处理、（2）木棉纤维浸泡共渗处理、（3）木棉纤维表面覆膜处理、（4）混纺加工。本发明制备方法能够明显的提升木棉纱线的保温性及木棉纤维的加工性能，制得的木棉纱线的使用稳定性好、寿命长，极具推广应用价值和经济效益。

Description

一种保温性好的木棉纱线的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纱线的制备方法，具体涉及一种保温性好的木棉纱线的制备方法。
背景技术
木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维，属单细胞纤维，其附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁细胞发育、生长而成。木棉纤维一般长约8～32mm、直径约20～45μm，是天然纤维中最细、最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。其中空率却达到86％以上，是一般棉纤维的2-3倍，同时具有光洁、抗菌、防蛀、防霉、轻柔、不易缠结、不透水、不导热，生态、保暖、吸湿导湿等优良特性，在纺织领域具有关阔的发展前景。但是由于纺纱过程中纤维必须经受气流、机械等作用力对其进行打击、分梳、牵伸等各种物理作用，木棉纤维的中空度无法在成纱中保留，使得其优良的性能无法再最终产品中得到体现。因此如何解决木棉纤维的纺纱关键技术，尤其是其纺纱过程中木棉纤维的中空度保持问题已经成为产业化的瓶颈。对此，现有技术中如申请号为：CN201010537934.0公开了一种高中空率木棉纱线的加工方法，通过在木棉纤维表面涂覆弹性薄膜，再进行混纺，保证了纤维的中空率和完整性，提升了木棉纤维的加工使用品质，虽然相较于单纯直接的加工起到了不错的进步，但随着人们对于产品性能要求的不断提升，此纱线在实际使用中的保温性等仍需进一步的提升。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种保温性好的木棉纱线的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：
（1）木棉纤维表面刻蚀处理：
先将木棉纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后以200~250转/分钟的转速不断搅拌处理，8~10min后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗3~4次，最后自然晾干后备用；
（2）木棉纤维浸泡共渗处理：
将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到共渗处理液中浸泡处理2~3h，期间持续进行超声波处理，完成后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗2~3次，最后自然晾干后备用；所述的共渗处理液由如下对应重量份的物质组成：6~8份纳米氧化锌、3~5份十六烷基三甲基溴化铵、2~4份壬基酚聚氧乙烯醚、1~3份硬脂酸锌、0.5~1.5份乙二胺四乙酸二钠、130~150份去离子水；
（3）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（2）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中40~45min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中20~25min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗1~3次，最后放入到干燥箱内干燥处理1~1.5h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（3）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为20~50%，完成后即得成品木棉纱线。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的浓度为6~8g/L。
进一步的，步骤（2）中所述的浸泡处理时始终加热保持共渗处理液的温度为40~45℃。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理时控制超声波的频率为500~600kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的纳米氧化锌的颗粒粒径大小为1~15nm。
进一步的，步骤（3）中所述的涂覆液中各成分及其对应重量份为：20~25份聚氨酯、60~65份二甲基甲酰胺、1~3份含氟防水剂、2~4份十八醇。
进一步的，步骤（3）中所述的凝固浴为体积分数为20~25%的二甲基甲酰胺水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为70~75℃。
进一步的，步骤（4）中所述的混纺加工时控制摩擦辊的转速为4500~5000转/分钟。
本发明提供了一种木棉纱线的制备方法，其整体工艺简单，各步骤搭配合理，易于生产及复制，制得的木棉纱线保温性、加工性好，极具市场竞争力。在制备过程中，先对木棉纤维进行了碱液浸泡刻蚀处理，木棉纤维是由64%左右的纤维素、13%左右的木质素、2.4%左右的半纤维素等成分组成，经过碱液的刻蚀处理后，半纤维素多数被消解，此时中空结构的木棉纤维管壁上会出现孔洞结构，接着用共渗处理液进行了浸泡处理，在超声波等成分的作用下，纳米级氧化锌通过木棉纤维管壁上的孔洞结构及原有的中空端面渗入到纤维管内，对木棉纤维内部进行了填充，能够明显的提升纤维的保温效果和结构强度，随后进行了表面覆膜处理，在木棉纤维表面形成了一层覆膜，此覆膜对前序步骤产生的孔洞结构进行了封闭，保证了纳米级氧化锌的填充稳定性，又能够提升木棉纤维的强度和稳定性，利于木棉纤维加工时的成型率和中空保留率，最后与棉纤维进行了混纺加工，保证了棉纱线整体的舒适度、透气率等。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明制备方法能够明显的提升木棉纱线的保温性及木棉纤维的加工性能，制得的木棉纱线的使用稳定性好、寿命长，极具推广应用价值和经济效益。
具体实施方式
实施例1
一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：
（1）木棉纤维表面刻蚀处理：
先将木棉纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后以200转/分钟的转速不断搅拌处理，8min后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗3次，最后自然晾干后备用；
（2）木棉纤维浸泡共渗处理：
将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到共渗处理液中浸泡处理2h，期间持续进行超声波处理，完成后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗2次，最后自然晾干后备用；所述的共渗处理液由如下对应重量份的物质组成：6份纳米氧化锌、3份十六烷基三甲基溴化铵、2份壬基酚聚氧乙烯醚、1份硬脂酸锌、0.5份乙二胺四乙酸二钠、130份去离子水；
（3）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（2）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中40min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中20min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗1次，最后放入到干燥箱内干燥处理1h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（3）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为20%，完成后即得成品木棉纱线。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的浓度为6g/L。
进一步的，步骤（2）中所述的浸泡处理时始终加热保持共渗处理液的温度为40℃。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理时控制超声波的频率为500kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的纳米氧化锌的颗粒粒径大小为1~15nm。
进一步的，步骤（3）中所述的涂覆液中各成分及其对应重量份为：20份聚氨酯、60份二甲基甲酰胺、1份含氟防水剂、2份十八醇。
进一步的，步骤（3）中所述的凝固浴为体积分数为20%的二甲基甲酰胺水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为70℃。
进一步的，步骤（4）中所述的混纺加工时控制摩擦辊的转速为4500转/分钟。
实施例2
一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：
（1）木棉纤维表面刻蚀处理：
先将木棉纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后以230转/分钟的转速不断搅拌处理，9min后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗3次，最后自然晾干后备用；
（2）木棉纤维浸泡共渗处理：
将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到共渗处理液中浸泡处理2.5h，期间持续进行超声波处理，完成后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗2次，最后自然晾干后备用；所述的共渗处理液由如下对应重量份的物质组成：7份纳米氧化锌、4份十六烷基三甲基溴化铵、3份壬基酚聚氧乙烯醚、2份硬脂酸锌、1份乙二胺四乙酸二钠、140份去离子水；
（3）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（2）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中43min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中22min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗2次，最后放入到干燥箱内干燥处理1.3h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（3）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为40%，完成后即得成品木棉纱线。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的浓度为7g/L。
进一步的，步骤（2）中所述的浸泡处理时始终加热保持共渗处理液的温度为43℃。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理时控制超声波的频率为560kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的纳米氧化锌的颗粒粒径大小为1~15nm。
进一步的，步骤（3）中所述的涂覆液中各成分及其对应重量份为：23份聚氨酯、62份二甲基甲酰胺、2份含氟防水剂、3份十八醇。
进一步的，步骤（3）中所述的凝固浴为体积分数为23%的二甲基甲酰胺水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为72℃。
进一步的，步骤（4）中所述的混纺加工时控制摩擦辊的转速为4800转/分钟。
实施例3
一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：
（1）木棉纤维表面刻蚀处理：
先将木棉纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后以250转/分钟的转速不断搅拌处理，10min后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗4次，最后自然晾干后备用；
（2）木棉纤维浸泡共渗处理：
将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到共渗处理液中浸泡处理3h，期间持续进行超声波处理，完成后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗3次，最后自然晾干后备用；所述的共渗处理液由如下对应重量份的物质组成：8份纳米氧化锌、5份十六烷基三甲基溴化铵、4份壬基酚聚氧乙烯醚、3份硬脂酸锌、1.5份乙二胺四乙酸二钠、150份去离子水；
（3）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（2）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中45min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中25min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗3次，最后放入到干燥箱内干燥处理1.5h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（3）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为50%，完成后即得成品木棉纱线。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的浓度为8g/L。
进一步的，步骤（2）中所述的浸泡处理时始终加热保持共渗处理液的温度为45℃。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理时控制超声波的频率为600kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的纳米氧化锌的颗粒粒径大小为1~15nm。
进一步的，步骤（3）中所述的涂覆液中各成分及其对应重量份为：25份聚氨酯、65份二甲基甲酰胺、3份含氟防水剂、4份十八醇。
进一步的，步骤（3）中所述的凝固浴为体积分数为25%的二甲基甲酰胺水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为75℃。
进一步的，步骤（4）中所述的混纺加工时控制摩擦辊的转速为5000转/分钟。
对比实验例1
一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：
（1）木棉纤维浸泡共渗处理：
将木棉纤维浸入到共渗处理液中浸泡处理3h，期间持续进行超声波处理，完成后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗3次，最后自然晾干后备用；所述的共渗处理液由如下对应重量份的物质组成：8份纳米氧化锌、5份十六烷基三甲基溴化铵、4份壬基酚聚氧乙烯醚、3份硬脂酸锌、1.5份乙二胺四乙酸二钠、150份去离子水；
（2）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中45min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中25min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗3次，最后放入到干燥箱内干燥处理1.5h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（2）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为50%，完成后即得成品木棉纱线。
本对比实验例1与实施例3相比，省去了步骤（1）的处理操作，除此外的方法步骤均相同，以此来表征刻蚀处理的施用效果。
对比实验例2
一种保温性好的木棉纱线的制备方法，包括如下步骤：
（1）木棉纤维表面刻蚀处理：
先将木棉纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后以250转/分钟的转速不断搅拌处理，10min后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗4次，最后自然晾干后备用；
（2）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中45min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中25min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗3次，最后放入到干燥箱内干燥处理1.5h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（3）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为50%，完成后即得成品木棉纱线。
本对比实验例2与实施例3相比，省去了步骤（2）的处理操作，除此外的方法步骤均相同，以此来表征共渗处理的施用效果。
对比实验例3
申请号为：CN201010537934.0公开的一种高中空率木棉纱线的加工方法，具体选用其实施例3的技术方案。
为了对比本发明效果，对上述实施例3、对比实验例1、对比实验例2、对比实验例3对应制得的木棉纱线进行性能测试，上述技术方案中木棉纱线的混纺工艺完全相同，均是按照开清棉—梳棉—2道并条—摩擦纺纱机纺纱处理的方案进行，最后将上述各组对应制得的木棉纱线进行织造成布处理，采用相同的织造工艺，均制成单位面积质量为100g/m2的布料样片，然后对此布料样片进行保温性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
试样平均克重（g/m<sup>2</sup>） 试样平均厚度（mm） 质量折算保温率（%） 横向断裂强力（N） 纵向断裂强力（N）
实施例3 98.8 3.85 74.12 25.21 14.47
对比实验例1 99.6 4.06 62.69 19.79 11.71
对比实验例2 103.5 3.94 50.26 12.74 8.38
对比实验例3 100.7 4.11 55.67 16.86 10.10
注：上表1中所述的质量折算保温率参照GB/T11048-1989纺织品保温性能试验方法进行测试，仪器型号为：YG（B）606E型织物保温性能测试仪，布料样片的面积控制为30cm×30cm；所述的横向断裂强力和纵向断裂强力参照FZ/T60005-1991非织造布断裂强力及其性能测试标准进行测试，仪器型号为：UTM4304型电子万能试验机，布料样片的面积控制为30cm×5cm。
由上表1可以看出，本发明方法制得的木棉纱线的保温性能和强度品质得到了显著的增强和提升，使用稳定性好，寿命长，极具市场竞争力和生产的经济效益。

Claims (9)

1.一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）木棉纤维表面刻蚀处理：
先将木棉纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后以200~250转/分钟的转速不断搅拌处理，8~10min后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗3~4次，最后自然晾干后备用；
（2）木棉纤维浸泡共渗处理：
将步骤（1）处理后的木棉纤维浸入到共渗处理液中浸泡处理2~3h，期间持续进行超声波处理，完成后将木棉纤维滤出，随后用去离子水对木棉纤维冲洗2~3次，最后自然晾干后备用；所述的共渗处理液由如下对应重量份的物质组成：6~8份纳米氧化锌、3~5份十六烷基三甲基溴化铵、2~4份壬基酚聚氧乙烯醚、1~3份硬脂酸锌、0.5~1.5份乙二胺四乙酸二钠、130~150份去离子水；
（3）木棉纤维表面覆膜处理：
先将步骤（2）处理后的木棉纤维浸入到涂覆液中40~45min，然后将木棉纤维滤出再浸入到凝固浴中20~25min，随后将木棉纤维滤出后用去离子水冲洗1~3次，最后放入到干燥箱内干燥处理1~1.5h后取出备用；
（4）混纺加工：
将步骤（3）处理后的木棉纤维与棉纤维进行混纺加工，控制木棉纤维的重量百分比为20~50%，完成后即得成品木棉纱线。
2.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的浓度为6~8g/L。
3.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的浸泡处理时始终加热保持共渗处理液的温度为40~45℃。
4.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的超声波处理时控制超声波的频率为500~600kHz。
5.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的纳米氧化锌的颗粒粒径大小为1~15nm。
6.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的涂覆液中各成分及其对应重量份为：20~25份聚氨酯、60~65份二甲基甲酰胺、1~3份含氟防水剂、2~4份十八醇。
7.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的凝固浴为体积分数为20~25%的二甲基甲酰胺水溶液。
8.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为70~75℃。
9.根据权利要求1所述的一种保温性好的木棉纱线的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的混纺加工时控制摩擦辊的转速为4500~5000转/分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110924144A (zh) * 2019-12-10 2020-03-27 界首市苏澳纺织科技有限公司 一种提高木棉纤维保温性能的方法
CN111871002A (zh) * 2020-07-23 2020-11-03 深圳大学 用于油水分离的超疏水性棉纱材料及其制备方法与应用

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