CN111041629A - 一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱及其制备方法 - Google Patents
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于纺织领域，具体涉及一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱及其制备方法，半精纺针织纱包括65‑75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和25‑35份大豆纤维，制备方法包括原料选用→散纤维染色→原料加油水混合→和毛→梳棉→细纱→络筒→并捻。本发明的聚酰胺基生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱具有抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的功能，又确保纱线轻柔的触感。本发明的聚酰胺基生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱制备方法有效地解决了聚酰胺基生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的生产技术瓶颈，开发出了聚酰胺基生物质石墨烯纤维抗菌防紫外纱线，满足了国内广大民众对利用穿着纺织品保健的渴求。
Description
技术领域
本发明属于纺织领域，具体涉及一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱及其制备方法 。
背景技术
当前，整个纺织产业寻求高质化发展的诉求日益强烈，新材料的应用成为了产业升级的一大抓手。石墨烯是诸多纺织领域新材料中具有一定技术基础和广阔未来前景的重点产品之一。
生物质石墨烯是石墨烯大家族中的一员，它是以植物多孔活性纤维素为原料，采用基团配位组装（GCA）法，在热催化条件下经过高温碳化等高效精密的的加工步骤制成。通过石墨烯吸附细菌细胞膜磷分子的原理，物理破坏细菌结构，达到消炎抑菌的目的。生物质石墨烯与细菌作用时表现出的优异抗菌性能，可使消炎抑菌效果达到抗菌针织内衣国家标准3A级以上，洗涤后抗菌效果不衰减。因此，生物质石墨烯在具有一般石墨烯的特性，如良好热传导性、导电性之外，还具有自己特殊的超强抗菌抑菌性能和抗紫外功能。
根据市场需求，本申请以原料多元化与产品功能化为出发点，选用具有抗紫外线功能、抗菌功能的聚酰胺基生物质石墨烯纤维和大豆纤维为原料，针对性地设计并开发研制高档2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，使纱线具有抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的功能，又确保纱线轻柔的触感，可满足人们尤其是老年、孕产妇及婴幼儿对抗菌纺织品的需求，有助于进一步开发具有保健功能的针织产品。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供技术方案。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，其特征在于包括65-75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和25-35份大豆纤维。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，其特征在于包括70份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和30份大豆纤维，聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，沙线的规格为2/42Nm。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于包括原料选用→散纤维染色→原料加油水混合→和毛→梳棉→细纱→络筒→并捻；在选用原料时，选取65-75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和25-35份大豆纤维。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，其特征在于在选用原料时，选取70份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和30份大豆纤维，聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于和毛时，和毛油中抗静电剂的含量为1%。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于和毛时，加油水的具体操作为：
a)把聚酰胺基生物质石墨烯纤维单独开松一次，单独存放；
b)将油水加在开松好的聚酰胺基生物质石墨烯纤维上存放至少两个小时。喷洒时，喷雾器喷出的水珠呈雾状，以使纤维受潮十分均匀；
c)将已加有油水的聚酰胺基生物质石墨烯纤维与大豆纤维按照比例铺层混和均匀，将混料纤维隔时翻拌几次使之均匀，并将纤维在温度25±3℃、湿度50～65％左右的温湿度环境下闷22-26小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“横铺直取” 方法混和均匀后上机，控制上机回潮率为12-16%。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于加油水的具体操作步骤c)中，将纤维在温度25±1℃、湿度55～6％左右的温湿度环境下闷24小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“ 横铺直取” 方法混和均匀后上机，控制上机回潮率为14%。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于细纱的具体工艺设计为：牵伸倍数：21倍；实纺支数：42Nm；捻度：650T/米，Z捻。
所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于并捻的具体工艺设计为：合股股数：2；并捻捻度：360T/米，S捻。
本发明的聚酰胺基生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱具有抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的功能，又确保纱线轻柔的触感。本发明的聚酰胺基生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱制备方法有效地解决了聚酰胺基生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的生产技术瓶颈，开发出了聚酰胺基生物质石墨烯纤维抗菌防紫外纱线，满足了国内广大民众对利用穿着纺织品保健的渴求。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
实施例1
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，包括65份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和35份大豆纤维,聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，沙线的规格为2/42Nm。
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，包括原料选用→散纤维染色→原料加油水混合→和毛→梳棉→细纱→络筒→并捻→织片。
在选用原料时，选取65份聚酰胺基生物质石墨烯纤维（本色）和35份大豆纤维（本白）,聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，选用规格相当的聚酰胺基生物质石墨烯纤维和大豆纤维混纺，有助于二者均匀分布在纱线的横截面上，既保证纱线具有良好的抗菌防紫外功能，又具有优异的服用性能。聚酰胺基生物质石墨烯纤维的基体材料为高品质聚酰胺切片，采用预制母粒工艺，将生物质石墨烯均匀的分散在聚酰胺切片中，经熔融纺丝和后纺处理得到含有生物质石墨烯的锦纶纤维。与传统锦纶纤维相比，在远红外、抗菌抑菌性、抗紫外性等方面都有明显提高。同时，具有良好的手感、强力和蓬松度，卷曲度小。
大豆纤维的优点：具有良好的光泽度、悬垂性和抗皱性；具有良好的吸湿性和透气性，对皮肤具有优异的亲和力，穿着舒适；染色性能优良、耐汗渍牢度良好。
原料配比的依据：混纺时各种纤维所占的比例大小，不仅决定成纱表现各种纤维特性的程度，也决定产品的价格。综合考虑纺纱和后续织造工序的力学性能要求、消费者对抗菌防紫外纺织品功能性和舒适性的需求、纱线生产成本等因素，在充分发挥聚酰胺基生物质石墨烯纤维功能特性的同时，还要考虑织物风格和降低成本的要求，达到柔软保型、柔中有刚，提高产品性价比的目的。聚酰胺基生物质石墨烯纤维混用比例达到65%及以上，确保纱线及最终产品的抗菌功能及防紫外功能。这样混用的纤维比例，既可以提高纤维可纺性，又可达到改善产品力学性能、外观、手感、服用性能和功能的作用，从而优化产品结构，提高产品档次。
由于传统的粗毛纺工艺纺纱支数受到限制，不能生产更细的纱线，为适应轻薄毛织物用纱支数的要求，本产品采用毛型半精纺纺纱工艺路线。即在设备配置上，将棉纺技术与毛纺技术融为一体形成的一种新型纺纱工艺。具体表现为：前道为粗纺的和毛设备加上棉纺的梳棉、 并条、 粗纱、 细纱机等，后道为精纺的络筒、并线，倍捻设备、装备与工艺的改变， 解决了原来毛纺设备不能解决的问题，可生产出较粗梳毛纺更细、条干均匀、 表现光洁的纱线。
由于聚酰胺基生物质石墨烯纤维本色即呈中灰色，故只能做深色系。即将二者分别进行散纤维染色后进行混合纺纱。
1）散纤维染色
采用散纤维染色，即将不同性能纤维分别染色、 冲洗， 烘干后再和毛。 为保证和毛均匀，染色后的处理过程十分重要，要洗尽表面浮色和染色的助剂， 烘干后使纤维保持蓬松不粘并。
2）和毛加油水
由于生产中，纤维与机件摩擦产生静电的速度远远大于逃逸的速度。在纺纱过程中极易使纤维吸附于机件表面，发生绕皮辊现象，破坏纤维的运动规律，妨碍纤维的梳理、牵伸、卷绕过程的正常进行，对生产不利。因此在纺纱前需要对纤维进行抗静电油剂处理并合理控制加油水量，否则容易出现起毛起球严重的现象。结合原料特点，添加1%抗静电剂以减少静电产生。具体为，为提高可纺性能，纤维前处理时使用1%非离子型亲水性抗静电剂，并以1:6的油水比兑制均匀喷洒，即一份抗静电剂与6份纯净水调和。
相较于大豆纤维而言，生物质聚酰胺基生物质石墨烯纤维吸水性能相对较差，纺纱过程中与机件摩擦易起静电。为了保证原料具有合理的油水含量且油水分布均匀；加油水过程中借助假和的方式来确保油水在纤维混料中分布均匀。产品在加油水过程中按照四步走的方法进行，具体为：
a)把聚酰胺基生物质石墨烯纤维单独开松一次，单独存放。
b)将油水加在开松好的聚酰胺基生物质石墨烯纤维上存放至少两个小时。喷洒时，喷雾器喷出的水珠呈雾状，以使纤维受潮十分均匀。
c)将已加有油水的聚酰胺基生物质石墨烯纤维与大豆纤维按照比例铺层混和均匀。将混料纤维隔时翻拌几次使之均匀，并将纤维在温度22℃、湿度55％左右的温湿度环境下闷22小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“ 横铺直取” 方法混和均匀后上机。
控制上机回潮率为12%左右。
3) 细纱
选用环锭细纱机，环锭细纱机生产过程中，细纱机牵伸机构极易发生绕皮辊、罗拉现象，影响产品质量。实验显示，罗拉速度越高，产品的条干均匀度CV值变差。为此，加强中区牵伸对纤维运动的控制，改善成纱条干减少纱疵产生。同时注意掌握细纱机的出条速度与牵伸倍数。
本实施例的具体工艺设计为：牵伸倍数：21倍
实纺支数：42Nm
捻度：650T/米，Z捻
4）并捻
为了改善半精纺纱线的抗起球性能和柔软的手感，选取股线捻系数比单纱捻系数略小、同时股线与单纱捻向相反的工艺配置方式。同时尽量减少并纱张力差异和捻线机的锭速差异， 提高股线捻度分布的均匀性。
本实例的具体工艺设计为：合股股数：2
并捻捻度：360T/米，S捻
5）将上述42/2Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱制成布片。利用该纱线制成的针织毛衣纹路清晰，手感丰满，富有弹性，衣片平整度好，其成衣风格介于精纺毛衣和粗纺毛衣之间。
本实施例的混纺纱线质量检测结果如表1所示：
表1 实施例1的纺针织纱质量检测
混纺纱线功能性检测结果
1)抗菌功能
检测标准：GB/T 20944.3-2008 纺织品 抗菌性能的评价 第三部分: 振荡法。
实验参数：
样品前处理：高压灭菌锅灭菌
工作溶液： 0.03 mol/L 磷酸缓冲溶液
接触温度： 24±1℃
接触时间： 18 小时
测试样品量： 0.75g
测试菌种：金黄色葡萄球菌 (ATCC 6538)
大肠杆菌(ATCC 25922)
根据标准规定，金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率≥70% 时, 样品具有抗菌效果。
经检测，本实施例的2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的抗菌活性测试(定量)结果为：
表2 实施例1的纺针织纱抗菌功能检测结果
由检测结果可见，2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱达到抗菌纺织品国家标准，具有抗菌抑菌功能，可满足人们对保健功能的需求。
2)防紫外线功能
检测标准：纺织品防紫外线性能测试（ GB/T 18830-2009）。
实验参数：太阳发光光谱： EN 13758
自动程序： 4
温度: 20±2°C
湿度: 65±2%
测试时，试样保持干燥和松弛状态。
经检测，本实施例的2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的紫外防护性能测试结果为：
表3 实施例1的纺针织纱防紫外功能检测结果
由检测结果可见，2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱紫外线防护系数,UPF为31，具有一定的抗紫外线功能，可满足人们对保健功能的需求。
实施例2
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，包括70份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和30份大豆纤维,聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，沙线的规格为2/42Nm。
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，包括原料选用→散纤维染色→原料加油水混合→和毛→梳棉→细纱→络筒→并捻→织片。
在选用原料时，选取70份聚酰胺基生物质石墨烯纤维（本色）和30份大豆纤维（本白）,聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，选用规格相当的聚酰胺基生物质石墨烯纤维和大豆纤维混纺，有助于二者均匀分布在纱线的横截面上，既保证纱线具有良好的抗菌防紫外功能，又具有优异的服用性能。聚酰胺基生物质石墨烯纤维的基体材料为高品质聚酰胺切片，采用预制母粒工艺，将生物质石墨烯均匀的分散在聚酰胺切片中，经熔融纺丝和后纺处理得到含有生物质石墨烯的锦纶纤维。与传统锦纶纤维相比，在远红外、抗菌抑菌性、抗紫外性等方面都有明显提高。同时，具有良好的手感、强力和蓬松度，卷曲度小。
大豆纤维的优点：具有良好的光泽度、悬垂性和抗皱性；具有良好的吸湿性和透气性，对皮肤具有优异的亲和力，穿着舒适；染色性能优良、耐汗渍牢度良好。
原料配比的依据：混纺时各种纤维所占的比例大小，不仅决定成纱表现各种纤维特性的程度，也决定产品的价格。综合考虑纺纱和后续织造工序的力学性能要求、消费者对抗菌防紫外纺织品功能性和舒适性的需求、纱线生产成本等因素，在充分发挥聚酰胺基生物质石墨烯纤维功能特性的同时，还要考虑织物风格和降低成本的要求，达到柔软保型、柔中有刚，提高产品性价比的目的。聚酰胺基生物质石墨烯纤维混用比例达到65%及以上，确保纱线及最终产品的抗菌功能及防紫外功能。这样混用的纤维比例，既可以提高纤维可纺性，又可达到改善产品力学性能、外观、手感、服用性能和功能的作用，从而优化产品结构，提高产品档次。
由于传统的粗毛纺工艺纺纱支数受到限制，不能生产更细的纱线，为适应轻薄毛织物用纱支数的要求，本产品采用毛型半精纺纺纱工艺路线。即在设备配置上，将棉纺技术与毛纺技术融为一体形成的一种新型纺纱工艺。具体表现为：前道为粗纺的和毛设备加上棉纺的梳棉、 并条、 粗纱、 细纱机等，后道为精纺的络筒、并线，倍捻设备、装备与工艺的改变， 解决了原来毛纺设备不能解决的问题，可生产出较粗梳毛纺更细、条干均匀、 表现光洁的纱线。
由于聚酰胺基生物质石墨烯纤维本色即呈中灰色，故只能做深色系。即将二者分别进行散纤维染色后进行混合纺纱。
1）散纤维染色
采用散纤维染色，即将不同性能纤维分别染色、 冲洗， 烘干后再和毛。 为保证和毛均匀，染色后的处理过程十分重要，要洗尽表面浮色和染色的助剂， 烘干后使纤维保持蓬松不粘并。
2）和毛加油水
由于生产中，纤维与机件摩擦产生静电的速度远远大于逃逸的速度。在纺纱过程中极易使纤维吸附于机件表面，发生绕皮辊现象，破坏纤维的运动规律，妨碍纤维的梳理、牵伸、卷绕过程的正常进行，对生产不利。因此在纺纱前需要对纤维进行抗静电油剂处理并合理控制加油水量，否则容易出现起毛起球严重的现象。结合原料特点，添加1%抗静电剂以减少静电产生，具体为，为提高可纺性能，纤维前处理时使用1%非离子型亲水性抗静电剂，并以1:6的油水比兑制均匀喷洒，即一份抗静电剂与6份纯净水调和。
相较于大豆纤维而言，生物质聚酰胺基生物质石墨烯纤维吸水性能相对较差，纺纱过程中与机件摩擦易起静电。为了保证原料具有合理的油水含量且油水分布均匀；加油水过程中借助假和的方式来确保油水在纤维混料中分布均匀。产品在加油水过程中按照四步走的方法进行，具体为：
d)把聚酰胺基生物质石墨烯纤维单独开松一次，单独存放。
e)将油水加在开松好的聚酰胺基生物质石墨烯纤维上存放至少两个小时。喷洒时，喷雾器喷出的水珠呈雾状，以使纤维受潮十分均匀。
f) 将已加有油水的聚酰胺基生物质石墨烯纤维与大豆纤维按照比例铺层混和均匀。将混料纤维隔时翻拌几次使之均匀，并将纤维在温度25℃、湿度57％左右的温湿度环境下闷24小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“ 横铺直取” 方法混和均匀后上机。
控制上机回潮率为14%左右。
3) 细纱
选用环锭细纱机，环锭细纱机生产过程中，细纱机牵伸机构极易发生绕皮辊、罗拉现象，影响产品质量。实验显示，罗拉速度越高，产品的条干均匀度CV值变差。为此，加强中区牵伸对纤维运动的控制，改善成纱条干减少纱疵产生。同时注意掌握细纱机的出条速度与牵伸倍数。
本实施例的具体工艺设计为：牵伸倍数：21倍
实纺支数：42Nm
捻度：650T/米，Z捻
4）并捻
为了改善半精纺纱线的抗起球性能和柔软的手感，选取股线捻系数比单纱捻系数略小、同时股线与单纱捻向相反的工艺配置方式。同时尽量减少并纱张力差异和捻线机的锭速差异， 提高股线捻度分布的均匀性。
本实例的具体工艺设计为：合股股数：2
并捻捻度：360T/米，S捻
6）将上述42/2Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱制成布片。利用该纱线制成的针织毛衣纹路清晰，手感丰满，富有弹性，衣片平整度好，其成衣风格介于精纺毛衣和粗纺毛衣之间。
本实施例的混纺纱线质量检测结果如表4所示：
表4 实施例2的纺针织纱质量检测
混纺纱线功能性检测结果
1)抗菌功能
检测标准：GB/T 20944.3-2008 纺织品 抗菌性能的评价 第三部分: 振荡法。
实验参数：
样品前处理：高压灭菌锅灭菌
工作溶液： 0.03 mol/L 磷酸缓冲溶液
接触温度： 24±1℃
接触时间： 18 小时
测试样品量： 0.75g
测试菌种：金黄色葡萄球菌 (ATCC 6538)
大肠杆菌(ATCC 25922)
根据标准规定，金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率≥70% 时, 样品具有抗菌效果。
经检测，本实施例的2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的抗菌活性测试(定量)结果为：
表5 实施例2的纺针织纱抗菌功能检测结果
由检测结果可见，2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱达到抗菌纺织品国家标准，具有抗菌抑菌功能，可满足人们对保健功能的需求。
2)防紫外线功能
检测标准：纺织品防紫外线性能测试（ GB/T 18830-2009）。
实验参数：太阳发光光谱： EN 13758
自动程序： 4
温度: 20±2°C
湿度: 65±2%
测试时，试样保持干燥和松弛状态。
经检测，本实施例的2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的紫外防护性能测试结果为：
表6 实施例2的纺针织纱防紫外功能检测结果
由检测结果可见，2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱紫外线防护系数,UPF为32，具有一定的抗紫外线功能，可满足人们对保健功能的需求。
实施例3
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，包括75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和25份大豆纤维,聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，沙线的规格为2/42Nm。
一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，包括原料选用→散纤维染色→原料加油水混合→和毛→梳棉→细纱→络筒→并捻→织片。
在选用原料时，选取75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维（本色）和25份大豆纤维（本白）,聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，选用规格相当的聚酰胺基生物质石墨烯纤维和大豆纤维混纺，有助于二者均匀分布在纱线的横截面上，既保证纱线具有良好的抗菌防紫外功能，又具有优异的服用性能。聚酰胺基生物质石墨烯纤维的基体材料为高品质聚酰胺切片，采用预制母粒工艺，将生物质石墨烯均匀的分散在聚酰胺切片中，经熔融纺丝和后纺处理得到含有生物质石墨烯的锦纶纤维。与传统锦纶纤维相比，在远红外、抗菌抑菌性、抗紫外性等方面都有明显提高。同时，具有良好的手感、强力和蓬松度，卷曲度小。
大豆纤维的优点：具有良好的光泽度、悬垂性和抗皱性；具有良好的吸湿性和透气性，对皮肤具有优异的亲和力，穿着舒适；染色性能优良、耐汗渍牢度良好。
原料配比的依据：混纺时各种纤维所占的比例大小，不仅决定成纱表现各种纤维特性的程度，也决定产品的价格。综合考虑纺纱和后续织造工序的力学性能要求、消费者对抗菌防紫外纺织品功能性和舒适性的需求、纱线生产成本等因素，在充分发挥聚酰胺基生物质石墨烯纤维功能特性的同时，还要考虑织物风格和降低成本的要求，达到柔软保型、柔中有刚，提高产品性价比的目的。聚酰胺基生物质石墨烯纤维混用比例达到65%及以上，确保纱线及最终产品的抗菌功能及防紫外功能。这样混用的纤维比例，既可以提高纤维可纺性，又可达到改善产品力学性能、外观、手感、服用性能和功能的作用，从而优化产品结构，提高产品档次。
由于传统的粗毛纺工艺纺纱支数受到限制，不能生产更细的纱线，为适应轻薄毛织物用纱支数的要求，本产品采用毛型半精纺纺纱工艺路线。即在设备配置上，将棉纺技术与毛纺技术融为一体形成的一种新型纺纱工艺。具体表现为：前道为粗纺的和毛设备加上棉纺的梳棉、 并条、 粗纱、 细纱机等，后道为精纺的络筒、并线，倍捻设备、装备与工艺的改变， 解决了原来毛纺设备不能解决的问题，可生产出较粗梳毛纺更细、条干均匀、 表现光洁的纱线。
由于聚酰胺基生物质石墨烯纤维本色即呈中灰色，故只能做深色系。即将二者分别进行散纤维染色后进行混合纺纱。
1）散纤维染色
采用散纤维染色，即将不同性能纤维分别染色、 冲洗， 烘干后再和毛。 为保证和毛均匀，染色后的处理过程十分重要，要洗尽表面浮色和染色的助剂， 烘干后使纤维保持蓬松不粘并。
2）和毛加油水
由于生产中，纤维与机件摩擦产生静电的速度远远大于逃逸的速度。在纺纱过程中极易使纤维吸附于机件表面，发生绕皮辊现象，破坏纤维的运动规律，妨碍纤维的梳理、牵伸、卷绕过程的正常进行，对生产不利。因此在纺纱前需要对纤维进行抗静电油剂处理并合理控制加油水量，否则容易出现起毛起球严重的现象。结合原料特点，添加1%抗静电剂以减少静电产生。具体为，为提高可纺性能，纤维前处理时使用1%非离子型亲水性抗静电剂，并以1:6的油水比兑制均匀喷洒，即一份抗静电剂与6份纯净水调和。
相较于大豆纤维而言，生物质聚酰胺基生物质石墨烯纤维吸水性能相对较差，纺纱过程中与机件摩擦易起静电。为了保证原料具有合理的油水含量且油水分布均匀；加油水过程中借助假和的方式来确保油水在纤维混料中分布均匀。产品在加油水过程中按照四步走的方法进行，具体为：
g)把聚酰胺基生物质石墨烯纤维单独开松一次，单独存放。
h)将油水加在开松好的聚酰胺基生物质石墨烯纤维上存放至少两个小时。喷洒时，喷雾器喷出的水珠呈雾状，以使纤维受潮十分均匀。
i)将已加有油水的聚酰胺基生物质石墨烯纤维与大豆纤维按照比例铺层混和均匀。将混料纤维隔时翻拌几次使之均匀，并将纤维在温度28℃、湿度60％左右的温湿度环境下闷26小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“ 横铺直取” 方法混和均匀后上机。
控制上机回潮率为16%左右。
3) 细纱
选用环锭细纱机，环锭细纱机生产过程中，细纱机牵伸机构极易发生绕皮辊、罗拉现象，影响产品质量。实验显示，罗拉速度越高，产品的条干均匀度CV值变差。为此，加强中区牵伸对纤维运动的控制，改善成纱条干减少纱疵产生。同时注意掌握细纱机的出条速度与牵伸倍数。
本实施例的具体工艺设计为：牵伸倍数：21倍
实纺支数：42Nm
捻度：650T/米，Z捻
4）并捻
为了改善半精纺纱线的抗起球性能和柔软的手感，选取股线捻系数比单纱捻系数略小、同时股线与单纱捻向相反的工艺配置方式。同时尽量减少并纱张力差异和捻线机的锭速差异， 提高股线捻度分布的均匀性。
本实例的具体工艺设计为：合股股数：2
并捻捻度：360T/米，S捻
7）将上述42/2Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱制成布片。利用该纱线制成的针织毛衣纹路清晰，手感丰满，富有弹性，衣片平整度好，其成衣风格介于精纺毛衣和粗纺毛衣之间。
本实施例的混纺纱线质量检测结果如表1所示：
表7 实施例3的纺针织纱质量检测
混纺纱线功能性检测结果
1)抗菌功能
检测标准：GB/T 20944.3-2008 纺织品 抗菌性能的评价 第三部分: 振荡法。
实验参数：
样品前处理：高压灭菌锅灭菌
工作溶液： 0.03 mol/L 磷酸缓冲溶液
接触温度： 24±1℃
接触时间： 18 小时
测试样品量： 0.75g
测试菌种：金黄色葡萄球菌 (ATCC 6538)
大肠杆菌(ATCC 25922)
根据标准规定，金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率≥70% 时, 样品具有抗菌效果。
经检测，本实施例的2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的抗菌活性测试(定量)结果为：
表8 实施例3的纺针织纱抗菌功能检测结果
由检测结果可见，2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱达到抗菌纺织品国家标准，具有抗菌抑菌功能，可满足人们对保健功能的需求。
2)防紫外线功能
检测标准：纺织品防紫外线性能测试（ GB/T 18830-2009）。
实验参数：太阳发光光谱： EN 13758
自动程序： 4
温度: 20±2°C
湿度: 65±2%
测试时，试样保持干燥和松弛状态。
经检测，本实施例的2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱线的紫外防护性能测试结果为：
表9 实施例3的纺针织纱防紫外功能检测结果
由检测结果可见，2/42Nm生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱紫外线防护系数,UPF为32，具有一定的抗紫外线功能，可满足人们对保健功能的需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，其特征在于包括65-75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和25-35份大豆纤维。
2.根据权利要求1所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，其特征在于包括70份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和30份大豆纤维，聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm，沙线的规格为2/42Nm。
3.一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于包括原料选用→散纤维染色→原料加油水混合→和毛→梳棉→细纱→络筒→并捻；在选用原料时，选取65-75份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和25-35份大豆纤维。
4.根据权利要求3所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱，其特征在于在选用原料时，选取70份聚酰胺基生物质石墨烯纤维和30份大豆纤维，聚酰胺基生物质石墨烯纤维的规格为1.5D×38mm，大豆纤维的规格为1.5D×38mm。
5.根据权利要求3或4所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于和毛时，和毛油中抗静电剂的含量为1%。
6.根据权利要求3或4所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于和毛时，加油水的具体操作为：
把聚酰胺基生物质石墨烯纤维单独开松一次，单独存放；
将油水加在开松好的聚酰胺基生物质石墨烯纤维上存放至少两个小时；
喷洒时，喷雾器喷出的水珠呈雾状，以使纤维受潮十分均匀；
将已加有油水的聚酰胺基生物质石墨烯纤维与大豆纤维按照比例铺层混和均匀，将混料纤维隔时翻拌几次使之均匀，并将纤维在温度25±3℃、湿度50～65％左右的温湿度环境下闷22-26小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“ 横铺直取” 方法混和均匀后上机，控制上机回潮率为12-16%。
7.根据权利要求6所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于加油水的具体操作步骤c)中，将纤维在温度25±1℃、湿度55～6％左右的温湿度环境下闷24小时，让和毛油水和抗静电剂充分渗透吸收，达到均衡的所需回潮率，按照“ 横铺直取” 方法混和均匀后上机，控制上机回潮率为14%。
8.根据权利要求3或4所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于细纱的具体工艺设计为：牵伸倍数：21倍；实纺支数：42Nm；捻度：650T/米，Z捻。
9.根据权利要求3或4所述的一种生物质石墨烯抗菌防紫外半精纺针织纱的制备方法，其特征在于并捻的具体工艺设计为：合股股数：2；并捻捻度：360T/米，S捻。
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