CN112030292A - 高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，涉及纺织品加工技术领域，本发明先通过化学接枝法制得改性棉纤维，改性棉纤维的制备能够大大优化棉纤维的使用性能，再利用聚乙烯醇纤维和改性棉纤维制备复合丝，使所制复合丝兼具聚乙烯醇纤维和改性棉纤维的双重优点，同时弥补了聚乙烯醇纤维、棉纤维各自所存在的部分性能缺陷，尤其使所制复合丝属于高模低缩型复合丝，进而提升了利用该复合丝制备的服装面料的使用性能。
Description
技术领域：
本发明涉及纺织品加工技术领域，具体涉及一种高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法。
背景技术：
高模低缩，即高模量低收缩，目前常作为涤纶工业丝的特性。涤纶工业丝具有断裂强度大、弹性模量高、延伸率低、耐冲击性好等优良性能，在轮胎和机械橡胶制品中开始逐步取代普通标准型涤纶工业丝。但由于涤纶的吸湿性和透气性差，并且加工及穿着时静电现象严重，因此利用其加工的服装面料的穿着舒适性不好。
聚乙烯醇纤维是聚乙烯醇缩甲醛纤维的简称，商品名为维纶、维尼纶。维纶纤维的特点是强度高、吸湿性好、耐腐蚀、耐日晒，外观和性能与棉花相似。聚乙烯醇纤维的主要缺点是染色性差，这是因为纤维具有皮芯结构和经过缩醛化后部分羟基被封闭的缘故，并且耐热水性差。棉纤维在纺织纤维中占据重要地位，具有强度高、吸湿性强、耐碱性好、悬垂性好、手感舒适、没有静电现象等特性，缺点是弹性差、耐酸性不好。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于通过综合聚乙烯醇纤维和棉纤维的优点而制备出一种新型复合丝，该复合丝具有高模低缩的突出特性，将其加工成服装面料后能够明显提升服装的穿着品质和穿着舒适性。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，包括下列工序：
(1)改性棉纤维的制备：将棉纤维剪碎后浸泡于热水中，再加入1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸，搅拌溶解完全后滴加催化剂，滴加完毕后加热反应，待反应结束后离心，抽滤，水洗，烘干，得到改性棉纤维；
(2)混料：将聚乙烯醇纤维和改性棉纤维按比例混合，得到复合纤维；
(3)梳棉：锡林辊速度控制在200-500r/min，刺辊速度控制在500-800r/min，道夫辊速度控制在15-30r/min，盖板速度控制在50-100r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.2-0.3mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.1-0.2mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.2-0.3mm，生条定量控制在10-30g/5m；
(4)并条：并和数控制在6-8×8，罗拉隔距控制在10-15×15-20mm；
(5)粗纱：捻系数控制在100-200，罗拉隔距控制在15-20mm×20-25mm，总牵伸倍数为5-10倍，后区牵伸倍数为1.5-2倍；
(6)细纱：捻系数控制在200-400，罗拉隔距控制在10-15×15-20mm，总牵伸倍数为3-5倍，后区牵伸倍数为1.2-1.5倍；
(7)络筒：络筒速度控制在850-950m/min。
所述热水的温度为80-100℃，浸泡时间为10-30min。
所述棉纤维、1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸的质量比为100:10-50。
1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸的结构式为：
该化合物分子结构中的一个羧基与棉纤维分子结构中的羟基发生反应形成酯基，从而将棉纤维分子结构中的部分羟基转变为酯基，同时在棉纤维分子上接枝二苄基咪唑结构以优化棉纤维的力学性能和耐热性能，并且制得的改性棉纤维分子中还包含游离羧基，从而保证了棉纤维的吸湿性能。另外，通过化学接枝法制备改性棉纤维可以保证改性剂在棉纤维结构上的牢固连接，从而避免常规物理改性所存在的改性剂易脱落从而使用性能骤降的问题。红外分析结果：在1742cm-1出现酯基的C＝O键的伸缩振动峰，在1186cm-1出现酯基的C-O键的伸缩振动峰，说明1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸被成功接枝到棉纤维分子上。
所述催化剂为浓硫酸。
所述加热反应的温度为60-80℃。
所述聚乙烯醇纤维、改性棉纤维的质量比为100:20-40。
所述梳棉和并条工序的温度控制在20-30℃，相对湿度控制在60-70％。
所述粗纱和细纱工序的温度控制在20-30℃，相对湿度控制在50-60％。
所述络筒工序的相对湿度控制在50-60％。
此外，为了改善聚乙烯醇纤维和棉纤维的共混相容性以保证所制复合丝能够充分发挥聚乙烯醇纤维和棉纤维各自的优点，本发明还添加了新戊二醇二缩水甘油醚作为相容剂。因此，本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，包括下列工序：
(1)改性棉纤维的制备：将棉纤维剪碎后浸泡于热水中，再加入1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸，搅拌溶解完全后滴加催化剂，滴加完毕后加热反应，待反应结束后离心，抽滤，水洗，烘干，得到改性棉纤维；
(2)混料：将聚乙烯醇纤维、改性棉纤维和新戊二醇二缩水甘油醚按比例混合，得到复合纤维；
(3)梳棉：锡林辊速度控制在200-500r/min，刺辊速度控制在500-800r/min，道夫辊速度控制在15-30r/min，盖板速度控制在50-100r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.2-0.3mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.1-0.2mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.2-0.3mm，生条定量控制在10-30g/5m；
(4)并条：并和数控制在6-8×8，罗拉隔距控制在10-15×15-20mm；
(5)粗纱：捻系数控制在100-200，罗拉隔距控制在15-20mm×20-25mm，总牵伸倍数为5-10倍，后区牵伸倍数为1.5-2倍；
(6)细纱：捻系数控制在200-400，罗拉隔距控制在10-15×15-20mm，总牵伸倍数为3-5倍，后区牵伸倍数为1.2-1.5倍；
(7)络筒：络筒速度控制在850-950m/min。
所述热水的温度为80-100℃，浸泡时间为10-30min。
所述棉纤维、1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸的质量比为100:10-50。
所述催化剂为浓硫酸。
所述加热反应的温度为60-80℃。
所述聚乙烯醇纤维、改性棉纤维、新戊二醇二缩水甘油醚的质量比为100:20-40:1-10。
所述梳棉和并条工序的温度控制在20-30℃，相对湿度控制在60-70％。
所述粗纱和细纱工序的温度控制在20-30℃，相对湿度控制在50-60％。
所述络筒工序的相对湿度控制在50-60％。
本发明的有益效果是：本发明先通过化学接枝法制得改性棉纤维，改性棉纤维的制备能够大大优化棉纤维的使用性能，再利用聚乙烯醇纤维和改性棉纤维制备复合丝，使所制复合丝兼具聚乙烯醇纤维和改性棉纤维的双重优点，同时弥补了聚乙烯醇纤维、棉纤维各自所存在的部分性能缺陷，尤其使所制复合丝属于高模低缩型复合丝，进而提升了利用该复合丝制备的服装面料的使用性能。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
聚乙烯醇纤维来自泰安智容工程材料有限公司，平均分子量为82000。
棉纤维来自山东旭正纺织有限公司。
实施例1
(1)改性棉纤维的制备：将100g棉纤维剪碎后浸泡于80℃热水中，浸泡时间为30min，再加入38g 1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸，搅拌溶解完全后滴加3g浓硫酸(98％)，滴加完毕后加热至80℃保温反应12h，待反应结束后离心，抽滤，水洗，70℃烘干，得到改性棉纤维；
(2)混料：将100份聚乙烯醇纤维和30份改性棉纤维按比例混合，得到复合纤维；
(3)梳棉：锡林辊速度控制在350r/min，刺辊速度控制在650r/min，道夫辊速度控制在20r/min，盖板速度控制在80r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.25mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.15mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.25mm，生条定量控制在28g/5m；
(4)并条：并和数控制在8×8，罗拉隔距控制在15×20mm；
(5)粗纱：捻系数控制在120，罗拉隔距控制在20mm×25mm，总牵伸倍数为7.5倍，后区牵伸倍数为1.8倍；
(6)细纱：捻系数控制在300，罗拉隔距控制在15×20mm，总牵伸倍数为3.5倍，后区牵伸倍数为1.3倍；
(7)络筒：络筒速度控制在950m/min。
梳棉和并条工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在65％；粗纱和细纱工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在60％；络筒工序的相对湿度控制在55％。
实施例2
实施例2与实施例1的区别之处是调整了聚乙烯醇纤维和改性棉纤维的质量比，其余同实施例1。
(1)改性棉纤维的制备：将100g棉纤维剪碎后浸泡于80℃热水中，浸泡时间为30min，再加入38g 1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸，搅拌溶解完全后滴加3g浓硫酸(98％)，滴加完毕后加热至80℃保温反应12h，待反应结束后离心，抽滤，水洗，70℃烘干，得到改性棉纤维；
(2)混料：将100份聚乙烯醇纤维和35份改性棉纤维按比例混合，得到复合纤维；
(3)梳棉：锡林辊速度控制在350r/min，刺辊速度控制在650r/min，道夫辊速度控制在20r/min，盖板速度控制在80r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.25mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.15mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.25mm，生条定量控制在28g/5m；
(4)并条：并和数控制在8×8，罗拉隔距控制在15×20mm；
(5)粗纱：捻系数控制在120，罗拉隔距控制在20mm×25mm，总牵伸倍数为7.5倍，后区牵伸倍数为1.8倍；
(6)细纱：捻系数控制在300，罗拉隔距控制在15×20mm，总牵伸倍数为3.5倍，后区牵伸倍数为1.3倍；
(7)络筒：络筒速度控制在950m/min。
梳棉和并条工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在65％；粗纱和细纱工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在60％；络筒工序的相对湿度控制在55％。
实施例3
实施例3与实施例1的区别之处是添加了新戊二醇二缩水甘油醚作为相容剂，其余同实施例1。
(1)改性棉纤维的制备：将100g棉纤维剪碎后浸泡于80℃热水中，浸泡时间为30min，再加入38g 1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸，搅拌溶解完全后滴加3g浓硫酸(98％)，滴加完毕后加热至80℃保温反应12h，待反应结束后离心，抽滤，水洗，70℃烘干，得到改性棉纤维；
(2)混料：将100份聚乙烯醇纤维、30份改性棉纤维和3份新戊二醇二缩水甘油醚按比例混合，得到复合纤维；
(3)梳棉：锡林辊速度控制在350r/min，刺辊速度控制在650r/min，道夫辊速度控制在20r/min，盖板速度控制在80r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.25mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.15mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.25mm，生条定量控制在28g/5m；
(4)并条：并和数控制在8×8，罗拉隔距控制在15×20mm；
(5)粗纱：捻系数控制在120，罗拉隔距控制在20mm×25mm，总牵伸倍数为7.5倍，后区牵伸倍数为1.8倍；
(6)细纱：捻系数控制在300，罗拉隔距控制在15×20mm，总牵伸倍数为3.5倍，后区牵伸倍数为1.3倍；
(7)络筒：络筒速度控制在950m/min。
梳棉和并条工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在65％；粗纱和细纱工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在60％；络筒工序的相对湿度控制在55％。
对比例
对比例与实施例1的区别之处是没有制备改性棉纤维，其余同实施例1。
(1)混料：将100份聚乙烯醇纤维和30份棉纤维按比例混合，得到复合纤维；
(2)梳棉：锡林辊速度控制在350r/min，刺辊速度控制在650r/min，道夫辊速度控制在20r/min，盖板速度控制在80r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.25mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.15mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.25mm，生条定量控制在28g/5m；
(3)并条：并和数控制在8×8，罗拉隔距控制在15×20mm；
(4)粗纱：捻系数控制在120，罗拉隔距控制在20mm×25mm，总牵伸倍数为7.5倍，后区牵伸倍数为1.8倍；
(5)细纱：捻系数控制在300，罗拉隔距控制在15×20mm，总牵伸倍数为3.5倍，后区牵伸倍数为1.3倍；
(6)络筒：络筒速度控制在950m/min。
梳棉和并条工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在65％；粗纱和细纱工序的温度控制在25℃，相对湿度控制在60％；络筒工序的相对湿度控制在55％。
依照FZT 52023-2012测试复合丝的断裂强度和初始模量。
依照GB/T 6505-2017测试复合丝在热空气温度180℃、热处理时间15min下的热收缩率。
测试结果见表1。
表1
| 组别 | 断裂强度cN/dtex | 初始模量cN/dtex | 热收缩率％ |
| 实施例1 | 21.0 | 328 | 1.86 |
| 实施例2 | 28.9 | 365 | 1.13 |
| 实施例3 | 26.2 | 347 | 1.47 |
| 对比例 | 11.4 | 226 | 8.59 |
由表1可以看出，本发明实施例通过改性棉纤维的制备、新戊二醇二缩水甘油醚的添加能够大大增强复合丝的力学性能的耐热性能，制得高模低缩复合丝。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：包括下列工序：
(1)改性棉纤维的制备：将棉纤维剪碎后浸泡于热水中，再加入1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸，搅拌溶解完全后滴加催化剂，滴加完毕后加热反应，待反应结束后离心，抽滤，水洗，烘干，得到改性棉纤维；
(2)混料：将聚乙烯醇纤维和改性棉纤维按比例混合，得到复合纤维；
(3)梳棉：锡林辊速度控制在200-500r/min，刺辊速度控制在500-800r/min，道夫辊速度控制在15-30r/min，盖板速度控制在50-100r/min，锡林辊与刺辊的隔距控制在0.2-0.3mm，锡林辊与道夫辊的隔距控制在0.1-0.2mm，锡林辊与盖板的隔距控制在0.2-0.3mm，生条定量控制在10-30g/5m；
(4)并条：并和数控制在6-8×8，罗拉隔距控制在10-15×15-20mm；
(5)粗纱：捻系数控制在100-200，罗拉隔距控制在15-20mm×20-25mm，总牵伸倍数为5-10倍，后区牵伸倍数为1.5-2倍；
(6)细纱：捻系数控制在200-400，罗拉隔距控制在10-15×15-20mm，总牵伸倍数为3-5倍，后区牵伸倍数为1.2-1.5倍；
(7)络筒：络筒速度控制在850-950m/min。
2.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述热水的温度为80-100℃，浸泡时间为10-30min。
3.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述棉纤维、1,3-二苄基咪唑-2-酮-4,5-二羧酸的质量比为100:10-50。
4.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述催化剂为浓硫酸。
5.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述加热反应的温度为60-80℃。
6.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述聚乙烯醇纤维、改性棉纤维的质量比为100:20-40。
7.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述梳棉和并条工序的温度控制在20-30℃，相对湿度控制在60-70％。
8.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述粗纱和细纱工序的温度控制在20-30℃，相对湿度控制在50-60％。
9.根据权利要求1所述的高模低缩混纺纤维制备服装面料用复合丝的方法，其特征在于：所述络筒工序的相对湿度控制在50-60％。
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