CN110295426A - 一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺,将等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维混合后依次经开清棉、梳棉、二道并条、粗纱、细纱和络筒工序制得抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,其中,络筒工序的参数为:络筒速度950~1100m/min,张力6~8cN;最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为20~60Ne,断裂强力为165.2~369.6cN,断裂伸长率为8.19~17.69%,回潮率为3.29~6.75%,对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达到70%以上。本发明的制备工艺解决了阳离子涤纶抗菌性差以及壳聚糖纤维可纺性差的问题,制得的产品具有较少毛羽数和优异的抗菌功能。

Description

一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺
技术领域
本发明属于纺织技术领域,涉及一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺。
背景技术
阳离子涤纶又称阳离子染料可染涤纶,属于改性涤纶产品,开发应用十分广泛。阳离子涤纶大大改善了纤维的吸色性能,同时降低了纤维结晶度使得染料分子易于渗透,方便染色,吸湿透气性也进一步提高。改性后的阳离子涤纶用阳离子染料染色,所染织物色彩鲜艳,染料吸收率高,大幅减少了印染废水的排放。然而,涤纶纤维本身抗菌性能差,在纺织染整加工过程中各种助剂、整理剂的使用会导致微生物的生长,给人们的健康和安全带来重大威胁。因此,开发新型的抗菌功能阳离子涤纶纱线及其面料非常重要。
壳聚糖是由甲壳素的N-脱乙酰基的产物,由于其具有良好的生物相容性、生物可降解性、光谱抗菌性以及安全无毒等优点,现已被广泛应用于食品、化妆品和生物医学工程等领域。甲壳素是地球上存量极为丰富的一种自然资源,也是自然界中迄今为止被发现的唯一带有正电荷的动物纤维素。壳聚糖对金黄葡萄球菌、大肠杆菌和小肠结尖耶尔式菌等都具有较强的抑制作用,由壳聚糖纤维制成的产品如无纺布、流延膜、涂层纱布等多种医用敷料在对促进创面愈合、抗感染等应用上都表现出色。但壳聚糖纤维的力学性能较差,不适合直接加工,给纺丝工艺带来难度。因而考虑将其与其他力学性能较好纤维进行混纺,来解决这一问题。
此外,由于壳聚糖纤维表面的摩擦系数较小、纤维抱合力低,因此在络筒工序中毛羽增长幅度较大,易造成筒纱成形效果欠佳的问题。
因此,研究一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的毛羽数较多、阳离子涤纶抗菌性差以及壳聚糖纤维可纺性差的问题,提供一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺。本发明将等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维按照10~80:10~80:10~30的比例进行混合,经过开清棉、梳棉、并条(二道)、粗纱、细纱和络筒工艺纺得具有抗菌性能的阳离子混纺纱线,其中,络筒工序的参数为:络筒速度950~1100m/min,张力6~8cN,混纺后解决了壳聚糖纤维的断裂强度较小、刚性大和抱合力低导致的可纺性差等问题,同时也解决了阳离子涤纶抗菌性差的问题,得到的混纺纱线具有良好的抗菌功能、力学性能和吸湿透气性能,而较低的络筒速度和较小的络筒张力也减少了纱线的毛羽数。
为达到上述目的,本发明采用的方案如下:
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,将等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维混合后依次经开清棉、梳棉、二道并条、粗纱、细纱和络筒工序制得抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,由于阳离子涤纶纤维表面光滑,吸湿性能差,因而抱合力较小,纺纱过程中容易产生毛羽,本发明采用等离子体处理技术对阳离子涤纶纤维进行处理,使其表面出现沟槽,增大了纤维之间的表面摩擦力,同时,提高了涤纶纤维表面的氮氧元素含量,提高了吸湿性,进而提高了阳离子涤纶纤维相互之间以及与其他纤维之间的抱合力,减少毛羽,其中,络筒工序的参数为:络筒速度950~1100m/min,张力6~8cN;络筒速度对纱线毛羽影响显著,速度越高,气圈回转角速度越大,离心力越大,纱线与各接触部件摩擦加大、撞击作用加剧,筒子卷装表面摩擦增加,导致纱线表面的纤维断裂,形成毛羽,摩擦加剧产生的静电又使纱线表层松软的纤维更容易被离心力和摩擦力拉出纱体,形成二次毛羽;
由于壳聚糖纤维表面的摩擦系数较小、纤维抱合力低,因此在络筒工序中毛羽增长幅度较大,筒纱成形效果欠佳;由于络筒速度和络纱张力与棉纱毛羽之间的关系为:络筒速度越高,纱线与槽筒之间的摩擦力越大,纱线受损伤程度也越大,毛羽数增加;络纱张力大,纱线与络纱通道各部件的摩擦力增大,棉纱毛羽变长,毛羽数增加;为解决上述筒纱成形效果欠佳的问题,应控制络筒毛羽增长幅度,具体为在络筒工序中适当降低络筒速度,减小络纱张力;本发明的络筒速度为950~1100m/min,张力为6~8cN,与现有技术相比络筒速度相对较慢,张力相对较小,进而能够解决筒纱成形效果欠佳的问题;
此外,不同纤维材料对应的络筒张力与络筒速度也会有所差别,将三种纤维一同混纺必须考虑到络筒速度对于各个纤维的不同影响,络筒速度对纱线毛羽影响显著,速度越高,气圈回转角速度越大,离心力越大,纱线与各接触部件摩擦、撞击作用加剧,筒子卷装表面摩擦增加,增加了纱线表面的纤维断裂,形成毛羽,摩擦加剧产生的静电又使纱线表层松软的纤维更容易产生离心力和摩擦,形成二次毛羽,络筒张力与毛羽增长呈正相关,张力值越大,毛羽增长率越高。当络筒速度为950~1100m/min,张力为6~8cN时,气圈回转产生的离心力大小合适,纱线与各接触部件摩擦、撞击作用降低,筒子卷装表面摩摩擦产生的静电降低,此时,三种纤维更容易处于相对较稳定的状态,不会产生过多毛羽以至于影响到成纱效果。
作为优选的方案:
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,阳离子涤纶为常压阳离子染料可染涤纶;等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维的质量比为10~80:10~80:10~30;
当阳离子涤纶质量分数不超过50%时,阳离子涤纶含量的增加不会减弱其混纺纱线的强度,且此时混纺纱线的抗菌性能优越;当阳离子涤纶质量分数在50~80%之间时,总体上混纺纱的抗菌性能仍能满足要求,但此时混纺纱线的抗菌性能是随着阳离子涤纶质量分数的增加而逐步降低的,且此时混纺纱线的强度也会相对减弱;当阳离子涤纶质量分数超过80%时,阳离子涤纶混纺纱的抗菌效果并不明显。从混纺纱线的抗菌性、强度以及原料成本考虑,阳离子涤纶混纺纱中等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维的质量比以50:40:10为最优方案。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,阳离子涤纶在等离子体处理前后分别进行清洗和烘干,处理前将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤20~120min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,处理后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干;阳离子涤纶的等离子体处理过程为:先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至150~500w和10~100Pa后,通入氧气、氩气或氮气中的任意一种气体处理40~200s。如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,开清棉工序的参数为:打手转速400~800r/min,棉卷罗拉转速10~15r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距30~50mm,尘棒间隔距5~10mm;
现有技术的打手转速一般在600~1000r/min,采用更低的打手转速,是因为开清棉的过程中壳聚糖纤维的强力偏低,抱合性能差,降低打手转速可以减少打击壳聚糖纤维,避免过多损伤和纤维之间的缠绕打结;
混开棉机改用梳针打手,采用增大罗拉压力的方法,用来防止黏卷现象;
梳棉工序的参数为:锡林速度200~400r/min,刺辊速度600~800r/min,道夫速度20~40r/min,盖板速度80~150mm/min,生条定量15~25g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
现有技术的锡林速度一般在200~500r/min,刺锟速度一般在600~1000r/min,但在梳棉过程中由于壳聚糖纤维的模量较大、刚性较大、纤维表面平直,在梳理过程中纤维间的抱合力较差,且阳离子涤纶纤维易起静电,这就需要通过降低锡林速度和刺辊速度,减轻纤维对刺辊的缠绕;现有技术中的锡林与盖板隔距为0.15~0.3mm,通过加大锡林与盖板隔距的方式,达到防止缠绕的目的,进而减轻纤维损伤;
二道并条工序的参数为:熟条定量15~25g/5m,3~6根并合,头道总牵伸倍数3.5~5.5,末道总牵伸倍数5.5~7.5,罗拉隔距10×22mm,并条速度150~300m/min;
罗拉加压适当增加,能够保证足够的握持力,提高条干均匀度;罗拉隔距的增加,能够保证牵伸顺畅,增大牵伸效率,对减少成纱的纱疵有较明显效果,因此并条过程采取“大隔距(罗拉隔距),重加压(罗拉加压)”的工艺原则;
由于阳离子涤纶纤维较细,比表面积相对较大,摩擦因数也较大,因而易产生静电和静电积聚;为防止纺纱过程中起静电,需要严格控制车间温湿度(温度25℃,湿度65%);此外,为疏导纺纱过程中产生的静电,需要提前对并条胶辊刷抗缠绕涂料,并在整个并条工序中加温加湿;
并条工序主要质量指标为:重量不匀率低于0.5%,条干CV值低于3%,证明纱线的条干均匀度较好;
粗纱工序的参数为:粗纱定量4~8g/10m,粗纱捻度5~10捻/10cm,锭翼速度300~400r/min,后区牵伸倍数1.2~1.3,捻系数80~90;
粗纱工序重点在于提高纤维条中纤维的伸直平行度和粗纱的光洁度,现有技术的后区牵伸倍数一般为1.1~1.8倍,捻系数一般为50~90,通过采用较小的后区牵伸倍数,即采用“小后区牵伸、大捻系数”的工艺原则,能够适当减少粗纱定长,避免粗纱产生意外牵伸,保证粗纱条干均匀度;而较大的捻系数能够增大纤维间的抱合力和降低毛羽;
由于该混纺纱线为三种原料条混,为保证混纺比的准确性,可以采用二道混并;为了在粗纱工序中充分利用设备的潜力,可以采取将1271型粗纱机第二罗拉去除,形成三上三下简单的双区牵伸设备的方法;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为6%以下;
细纱工序的参数为:后区隔距32~36mm,后区牵伸倍数1.0~1.2,细纱捻度40~60捻/10cm,锭子转速3000~8000r/min;
细纱工序是通过细纱机将粗纱牵伸为一定支数的细纱的过程,细纱工序是保证成纱品质的关键工序,重点在于提高成纱条干均匀度和减少成纱棉结;现有技术的后区隔距一般为25~40mm,后区牵伸倍数一般为1.1~1.5倍,采用偏大的后区牵伸隔距和偏小的后区牵伸倍数,使用后区压力棒隔距块,能够加强对浮游区纤维运动的有效控制,进而提高条干均匀度;
对胶辊进行光照处理,避免使用涂料胶辊后造成胶辊发鼓现象,同时能够稳定成纱条干水平;
细纱工序输出的纱条的质量CV值小于1.8%,条干CV值小于12%;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径3~4cm,短粗节直径1.5~2.5cm,短粗节长度1~2cm,络筒速度800~900m/min,捻接失误率控制在10%以下;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为55~65根/10cm。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,开清棉工序的参数为:打手转速600~750r/min,棉卷罗拉转速12~15r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距35~45mm,尘棒间隔距6~8mm。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,梳棉工序的参数为:锡林速度250~350r/min,刺辊速度650~750r/min,道夫速度25~35r/min,盖板速度110~130mm/min,生条定量20~25g/5m。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,二道并条工序的参数为:熟条定量20~22g/5m,4~6根并合,头道总牵伸倍数3.5~4.5,末道总牵伸倍数6~7,并条速度220~280m/min。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,二道并条工序的参数为:熟条定量20~22g/5m,4~6根并合,头道总牵伸倍数3.5~4.5,末道总牵伸倍数6~7,并条速度220~280m/min。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,粗纱工序的参数为:粗纱定量6~7g/10m,粗纱捻度7~8捻/10cm,锭翼速度350~400r/min。
如上所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,细纱工序的参数为:后区牵伸倍数1.1~1.2,细纱捻度45~55捻/10cm,锭子转速5000~6500r/min。
采用如上任一项所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为20~60Ne,断裂强力为165.2~369.6cN,断裂伸长率为8.19~17.69%,回潮率为3.29~6.75%,对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达到70%以上。
有益效果:
(1)本发明展示的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,同时具有壳聚糖纤维的抗菌功能、棉纤维优良的吸湿透气性以及阳离子涤纶纤维良好的力学性能和染色性能等;
(2)本发明展示的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,解决了壳聚糖纤维的断裂强度较小、刚性大和抱合力低导致的可纺性差、毛羽多等问题;
(3)本发明展示的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,络筒速度为950~1100m/min,张力为6~8cN,与现有技术相比络筒速度相对较慢,张力相对较小,减少了纱线的毛羽数,进而能够解决筒纱成形效果欠佳的问题;
(4)本发明展示的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,有助于开发具有抗菌性能的高档面料及最终产品,从而提高了产品附加值和经济效益。
附图说明
图1为实施例1未处理的阳离子涤纶的表面形态扫描电镜(SEM)图(图中(a)为整体图,(b)为局部放大图);
图2为实施例1等离子体处理后的阳离子涤纶的表面形态扫描电镜(SEM)图(图中(a)为整体图,(b)为局部放大图)。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应
理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其具体步骤如下:
(1)制备壳聚糖纤维:在40℃的条件下,将壳聚糖置于质量分数为40%的NaOH水溶液中,经不同时间脱乙酰处理得到不同脱乙酰度的壳聚糖粉末,再将以体积分数为1%的乙酸水溶液为溶剂,配制质量分数为3%的壳聚糖纺丝原液,置于鼓风干燥箱中在不同温度下恒温。最后在氮气的压力作用下将纺丝原液挤出喷丝孔进入凝固浴,将凝固成型的纤维经过拉伸,洗涤干燥后处理等工序得到壳聚糖纤维;
(2)制备等离子体处理后的阳离子涤纶:
(2.1)在涤纶聚合过程中加入第三单体间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)合成高压阳离子可染涤纶(CDP),再加入柔顺组分聚乙二醇(PEG),制备得到常压阳离子染料可染涤纶(ECDP),如图1所示;
(2.2)首先将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤60min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,接着先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至150w和10Pa后,通入氩气处理40s,最后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干,制备得到等离子体处理后的阳离子涤纶,如图2所示,将图1和图2对比可以看出,等离子处理使阳离子涤纶表面变粗糙,出现较为均匀的凹坑;
(3)将步骤(2)制备得到的等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和步骤(1)制备得到的壳聚糖纤维以50:40:10的质量比混合;
(4)开清棉:开清棉工序的参数为:打手转速700r/min,棉卷罗拉转速13r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距40mm,尘棒间隔距7mm;
(5)梳棉:梳棉工序的参数为:锡林速度300r/min,刺辊速度700r/min,道夫速度30r/min,盖板速度120mm/min,生条定量23g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
(6)并条:二道并条工序的参数为:熟条定量21g/5m,5根并合,头道总牵伸倍数4.0,末道总牵伸倍数6.5,罗拉隔距10×22mm,并条速度为210m/min,并条时车间温度和湿度分别为25℃和65%;
二道并条工序输出的纱条的重量不匀率为0.2%,条干CV值为1%;
(7)粗纱:粗纱工序的参数为:粗纱定量6.5g/10m,粗纱捻度7.5捻/10cm,锭翼速度380r/min,后区牵伸倍数1.26,捻系数82;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为3%;
(8)细纱:通过细纱机将粗纱牵伸为一定支数的纱,细纱工序的参数为:后区隔距34mm,后区牵伸倍数1.15,细纱捻度50捻/10cm,锭子转速6000r/min;
细纱工序输出的纱条的质量CV值为1.2%,条干CV值为6%;
(9)络筒:络筒工序的工艺参数为:络筒速度为1000m/min,张力为7cN;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径3.5cm,短粗节直径2.0cm,短粗节长度1.5cm,络筒速度850m/min,捻接失误率控制在4%以内;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为55根/10cm;
最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为30Ne,断裂强力为220.55cN,断裂伸长率为9.99%,回潮率为4.08%。
对比例1
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,与实施例1基本相同,不同之处在于络筒工序的工艺参数为:络筒速度为1200m/min,张力为7cN。
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为80根/10cm。
将实施例1与对比例1对比可以看出,本发明通过降低络筒速度减少了毛羽数量,主要原因是络筒速度降低,纱线与槽筒之间的摩擦力减小,纱线受损伤程度也减小,毛羽数随之减少。
对比例2
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,与实施例1基本相同,不同之处在于络筒工序的工艺参数为:络筒速度为1000m/min,张力为12cN。
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为1,筒纱3mm毛羽数量为100根/10cm。
将实施例1与对比例2对比可以看出,本发明通过减小张力减少了毛羽数量,主要原因是络纱张力减小,纱线与络纱通道各部件的摩擦力减小,纱线毛羽变短,毛羽数减少。
对比例3
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,与实施例1基本相同,不同之处在于不经步骤(2.2)。
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为1,筒纱3mm毛羽数量为95根/10cm。
将实施例1与对比例3对比可以看出,采用了等离子处理技术可以使阳离子涤纶纤维表面出现沟槽,增大纤维之间的表面摩擦力,提高了涤纶阳离子纤维的吸湿性和纤维表面摩擦性能,增加了纤维之间的抱合力,降低了毛羽。
实施例2
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,与实施例1基本相同,不同之处在于壳聚糖纤维的制备方法、阳离子涤纶的等离子体处理过程以及等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维的质量比为10:70:20;
壳聚糖纤维的制备方法为:在40℃的条件下,将壳聚糖置于质量分数为40%的NaOH水溶液中,经不同时间脱乙酰处理得到不同脱乙酰度的壳聚糖粉末,再将以体积分数为1%的乙酸水溶液为溶剂,配制质量分数为3%的壳聚糖纺丝原液,置于鼓风干燥箱中在不同温度下恒温。最后在氮气的压力作用下将纺丝原液挤出喷丝孔进入凝固浴,将凝固成型的纤维经过拉伸,洗涤干燥后处理等工序,得到壳聚糖纤维;
阳离子涤纶的等离子体处理过程为:首先将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤20min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,接着先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至200w和20Pa后,通入氮气处理100s,最后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干。
其中,二道并条工序输出的纱条的重量不匀率为0.4%,条干CV值为2%;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为5%;
细纱工序输出的纱条的质量CV值为1.6%,条干CV值为10%;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为56根/10cm;
最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为30Ne,断裂强力为177.18cN,断裂伸长率为5.59%,回潮率为6.75%。
实施例3
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其具体步骤如下:
(1)制备壳聚糖纤维:在60℃的条件下,将壳聚糖置于质量分数为55%的NaOH水溶液中,经不同时间脱乙酰处理得到不同脱乙酰度的壳聚糖粉末,再将以体积分数为3%的乙酸水溶液为溶剂,配制质量分数为5%的壳聚糖纺丝原液,置于鼓风干燥箱中在不同温度下恒温。最后在氮气的压力作用下将纺丝原液挤出喷丝孔进入凝固浴,将凝固成型的纤维经过拉伸,洗涤干燥后处理等工序,得到壳聚糖纤维;
(2)制备等离子体处理后的阳离子涤纶:
(2.1)在涤纶聚合过程中加入第三单体间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠合成高压阳离子可染涤纶,再加入柔顺组分聚乙二醇,制备得到常压阳离子染料可染涤纶;
(2.2)首先将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤40min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,接着先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至150w和15Pa后,通入氧气处理100s,最后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干;
(3)将步骤(2)制备得到的等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和步骤(1)制备得到的壳聚糖纤维以70:10:20的质量比混合;
(4)开清棉:开清棉工序的参数为:打手转速600r/min,棉卷罗拉转速12r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距35mm,尘棒间隔距6mm;
(5)梳棉:梳棉工序的参数为:锡林速度250r/min,刺辊速度650r/min,道夫速度25r/min,盖板速度110mm/min,生条定量20g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
(6)并条:二道并条工序的参数为:熟条定量20g/5m,4根并合,头道总牵伸倍数3.5,末道总牵伸倍数6,罗拉隔距10×22mm,并条速度为200m/min,并条时车间温度和湿度分别为25℃、65%;
二道并条工序输出的纱条的重量不匀率为0.3%,条干CV值为2.5%;
(7)粗纱:粗纱工序的参数为:粗纱定量6g/10m,粗纱捻度7捻/10cm,锭翼速度350r/min,后区牵伸倍数1.26,捻系数82;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为4%;
(8)细纱:通过细纱机将粗纱牵伸为一定支数的纱,细纱工序的参数为:后区隔距32mm,后区牵伸倍数1.1,细纱捻度45捻/10cm,锭子转速5000r/min;
细纱工序输出的纱条的质量CV值为1.6%,条干CV值为10%;
(9)络筒:络筒工序的工艺参数为:络筒速度为950m/min,张力为6cN;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径3cm,短粗节直径1.5cm,短粗节长度1cm,络筒速度800m/min,捻接失误率为8%;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为55根/10cm;
最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为30Ne,断裂强力为301.74cN,断裂伸长率为16.50%,回潮率为1.85%。
实施例4
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其具体步骤如下:
(1)制备壳聚糖纤维:在45℃的条件下,将壳聚糖置于质量分数为40%的NaOH水溶液中,经不同时间脱乙酰处理得到不同脱乙酰度的壳聚糖粉末,再将以体积分数为3%的乙酸水溶液为溶剂,配制质量分数为5%的壳聚糖纺丝原液,置于鼓风干燥箱中在不同温度下恒温。最后在氮气的压力作用下将纺丝原液挤出喷丝孔进入凝固浴,将凝固成型的纤维经过拉伸,洗涤干燥后处理等工序,得到壳聚糖纤维;
(2)制备等离子体处理后的阳离子涤纶:
(2.1)在涤纶聚合过程中加入第三单体间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠合成高压阳离子可染涤纶,再加入柔顺组分聚乙二醇,制备得到常压阳离子染料可染涤纶;
(2.2)首先将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤80min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,接着先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至500w和80Pa后,通入氩气处理180s,最后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干;
(3)将步骤(2)制备得到的等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和步骤(1)制备得到的壳聚糖纤维以70:10:20的质量比混合;
(4)开清棉:开清棉工序的参数为:打手转速750r/min,棉卷罗拉转速15r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距45mm,尘棒间隔距8mm;
(5)梳棉:梳棉工序的参数为:锡林速度350r/min,刺辊速度750r/min,道夫速度35r/min,盖板速度130mm/min,生条定量25g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
(6)并条:二道并条工序的参数为:熟条定量22g/5m,6根并合,头道总牵伸倍数4.5,末道总牵伸倍数7,罗拉隔距10×22mm,并条速度为180m/min,并条时车间温度和湿度分别为25℃、65%;
二道并条工序输出的纱条的重量不匀率为0.5%,条干CV值为3%;
(7)粗纱:粗纱工序的参数为:粗纱定量7g/10m,粗纱捻度8捻/10cm,锭翼速度400r/min,后区牵伸倍数1.26,捻系数82;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为3%;
(8)细纱:通过细纱机将粗纱牵伸为一定支数的纱,细纱工序的参数为:后区隔距36mm,后区牵伸倍数1.2,细纱捻度55捻/10cm,锭子转速6500r/min;
细纱工序输出的纱条的质量CV值为1.5%,条干CV值为8%;
(9)络筒:络筒工序的工艺参数为:络筒速度为1052m/min,张力为8cN;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径4cm,短粗节直径2.5cm,短粗节长度2cm,络筒速度900m/min,捻接失误率为9%;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为58根/10cm;
最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为40Ne,断裂强力为338.85cN,断裂伸长率为17.02%,回潮率为1.14%。
测试实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中的阳离子混纺纱线的抗菌性能,测试结果为:实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中的阳离子混纺纱线对大肠杆菌的抗菌率分别为72.5%、81.4%、80.2%和65.5%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为70.6%、77.3%、75.8%和60.3%,这是由于混纺纱线中带正电壳聚糖与细菌细胞膜的负电荷相互吸引,能够使细菌溶解;同时混纺纱线中的壳聚糖分子进入细胞内部阻碍了细菌遗传物质的合成,进而抑制了细菌的繁衍,证明本发明制备得到的阳离子涤纶混纺纱线具有良好的抗菌性能。
实施例5
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其具体步骤如下:
(1)制备壳聚糖纤维:在40℃的条件下,将壳聚糖置于质量分数为40%的NaOH水溶液中,经不同时间脱乙酰处理得到不同脱乙酰度的壳聚糖粉末,再将以体积分数为1%的乙酸水溶液为溶剂,配制质量分数为3%的壳聚糖纺丝原液,置于鼓风干燥箱中在不同温度下恒温。最后在氮气的压力作用下将纺丝原液挤出喷丝孔进入凝固浴,凝固成型的纤维还要经过拉伸,洗涤干燥后处理等工序,得到壳聚糖纤维;
(2)制备等离子体处理后的阳离子涤纶:
(2.1)在涤纶聚合过程中加入第三单体间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠合成高压阳离子可染涤纶,再加入柔顺组分聚乙二醇,制备得到常压阳离子染料可染涤纶;
(2.2)首先将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤120min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,接着先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至300w和70Pa后,通入氩气处理200s,最后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干;
(3)将步骤(2)制备得到的等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和步骤(1)制备得到的壳聚糖纤维以60:20:20的质量比混合;
(4)开清棉:开清棉工序的参数为:打手转速400r/min,棉卷罗拉转速10r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距30mm,尘棒间隔距5mm;
(5)梳棉:梳棉工序的参数为:锡林速度200r/min,刺辊速度600r/min,道夫速度20r/min,盖板速度80mm/min,生条定量15g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
(6)并条:二道并条工序的参数为:熟条定量15g/5m,3根并合,头道总牵伸倍数3.5,末道总牵伸倍数5.5,罗拉隔距10×22mm,并条速度为120m/min,并条时车间温度和湿度分别为25℃、65%;
二道并条工序输出的纱条的重量不匀率为0.4%,条干CV值为2%;
(7)粗纱:粗纱工序的参数为:粗纱定量4g/10m,粗纱捻度5捻/10cm,锭翼速度300r/min,后区牵伸倍数1.26,捻系数82;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为3%;
(8)细纱:通过细纱机将粗纱牵伸为一定支数的纱,细纱工序的参数为:后区隔距32mm,后区牵伸倍数1.0,细纱捻度40捻/10cm,锭子转速3000r/min;
细纱工序输出的纱条的质量CV值为1.5%,条干CV值为11%;
(9)络筒:络筒工序的工艺参数为:络筒速度为950m/min,张力为6cN;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径3cm,短粗节直径1.5cm,短粗节长度1cm,络筒速度800m/min,捻接失误率控制为9%;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为60根/10cm;
最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为20Ne,断裂强力为165.2cN,断裂伸长率为8.19%,回潮率为3.29%。
实施例6
一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其具体步骤如下:
(1)制备壳聚糖纤维:在40℃的条件下,将壳聚糖置于质量分数为40%的NaOH水溶液中,经不同时间脱乙酰处理得到不同脱乙酰度的壳聚糖粉末,再将以体积分数为1%的乙酸水溶液为溶剂,配制质量分数为3%的壳聚糖纺丝原液,置于鼓风干燥箱中在不同温度下恒温。最后在氮气的压力作用下将纺丝原液挤出喷丝孔进入凝固浴,将凝固成型的纤维经过拉伸,洗涤干燥后处理等工序,得到壳聚糖纤维;
(2)制备等离子体处理后的阳离子涤纶:
(2.1)在涤纶聚合过程中加入第三单体间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠合成高压阳离子可染涤纶,再加入柔顺组分聚乙二醇,制备得到常压阳离子染料可染涤纶;
(2.2)首先将阳离子涤纶浸于无水乙醇中,并在超声洗涤器中充分洗涤50min,去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干,接着先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至200w和100Pa后,通入氩气处理120s,最后将阳离子涤纶用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干;
(3)将步骤(2)制备得到的等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和步骤(1)制备得到的壳聚糖纤维以80:10:10的质量比混合;
(4)开清棉:开清棉工序的参数为:打手转速800r/min,棉卷罗拉转速15r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距50mm,尘棒间隔距10mm;
(5)梳棉:梳棉工序的参数为:锡林速度400r/min,刺辊速度800r/min,道夫速度40r/min,盖板速度150mm/min,生条定量25g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
(6)并条:二道并条工序的参数为:熟条定量25g/5m,6根并合,头道总牵伸倍数5.5,末道总牵伸倍数7.5,罗拉隔距10×22mm,并条速度为100m/min,并条时车间温度和湿度分别为25℃、65%;
二道并条工序输出的纱条的重量不匀率为0.3%,条干CV值为1%;
(7)粗纱:粗纱工序的参数为:粗纱定量8g/10m,粗纱捻度10捻/10cm,锭翼速度400r/min,后区牵伸倍数1.26,捻系数82;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为4%;
(8)细纱:通过细纱机将粗纱牵伸为一定支数的纱,细纱工序的参数为:后区隔距36mm,后区牵伸倍数1.2,细纱捻度60捻/10cm,锭子转速8000r/min;
细纱工序输出的纱条的质量CV值为1.8%,条干CV值为8%;
(9)络筒:络筒工序的工艺参数为:络筒速度为1100m/min,张力为8cN;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径4cm,短粗节直径2.5cm,短粗节长度2cm,络筒速度885m/min,捻接失误率为7%;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为65根/10cm;
最终制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为60Ne,断裂强力为369.6cN,断裂伸长率为17.69%,回潮率为6.75%。

Claims (10)

1.一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征是:将等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维混合后依次经开清棉、梳棉、二道并条、粗纱、细纱和络筒工序制得抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,其中,络筒工序的参数为:络筒速度950~1100m/min,张力6~8cN。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,阳离子涤纶为常压阳离子染料可染涤纶;等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维的质量比为10~80:10~80:10~30。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,阳离子涤纶在等离子体处理前后分别进行清洗和烘干;阳离子涤纶的等离子体处理过程为:先将阳离子涤纶平铺在钢丝网上,再将其放置于等离子体处理室中,再将等离子体机电源输出功率和真空室的压强分别调至150~500w和10~100Pa后,通入氧气、氩气或氮气中的任意一种气体处理40~200s。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,开清棉工序的参数为:打手转速400~800r/min,棉卷罗拉转速10~15r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距30~50mm,尘棒间隔距5~10mm;
梳棉工序的参数为:锡林速度200~400r/min,刺辊速度600~800r/min,道夫速度20~40r/min,盖板速度80~150mm/min,生条定量15~25g/5m,锡林与盖板隔距0.25mm;
二道并条工序的参数为:熟条定量15~25g/5m,3~6根并合,头道总牵伸倍数3.5~5.5,末道总牵伸倍数5.5~7.5,罗拉隔距10×22mm,并条速度150~300m/min;
二道并条工序输出的纱条的重量不匀率低于0.5%,条干CV值低于3%;
粗纱工序的参数为:粗纱定量4~8g/10m,粗纱捻度5~10捻/10cm,锭翼速度300~400r/min,后区牵伸倍数1.2~1.3,捻系数80~90;
粗纱工序输出的纱条的条干CV值为6%以下;
细纱工序的参数为:后区隔距32~36mm,后区牵伸倍数1.0~1.2,细纱捻度40~60捻/10cm,锭子转速3000~8000r/min;
细纱工序输出的纱条的质量CV值小于1.8%,条干CV值小于12%;
络筒工序的清纱工艺参数为:棉结直径3~4cm,短粗节直径1.5~2.5cm,短粗节长度1~2cm,络筒速度800~900m/min,捻接失误率控制在10%以下;
络筒工序输出的纱线的九级纱疵数量为0,筒纱3mm毛羽数量为55~65根/10cm。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,开清棉工序的参数为:打手转速600~750r/min,棉卷罗拉转速12~15r/min,混开棉机均棉罗拉与角钉帘隔距35~45mm,尘棒间隔距6~8mm。
6.根据权利要求4所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,梳棉工序的参数为:锡林速度250~350r/min,刺辊速度650~750r/min,道夫速度25~35r/min,盖板速度110~130mm/min,生条定量20~25g/5m。
7.根据权利要求4所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,二道并条工序的参数为:熟条定量20~22g/5m,4~6根并合,头道总牵伸倍数3.5~4.5,末道总牵伸倍数6~7,并条速度220~280m/min。
8.根据权利要求4所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,粗纱工序的参数为:粗纱定量6~7g/10m,粗纱捻度7~8捻/10cm,锭翼速度350~400r/min。
9.根据权利要求4所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺,其特征在于,细纱工序的参数为:后区牵伸倍数1.1~1.2,细纱捻度45~55捻/10cm,锭子转速5000~6500r/min。
10.采用如权利要求1~9任一项所述的一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的制备工艺制得的抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线,其特征是:抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线的支数为20~60Ne,断裂强力为165.2~369.6cN,断裂伸长率为8.19~17.69%,回潮率为3.29~6.75%,对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达到70%以上。
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