CN112301491A - 一种微胶粒改进型涤棉复合纱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用湿气固化聚氨酯树脂微胶粒来改进提升涤棉复合纱气候适应性的工艺。本发明的微胶粒改进型涤棉复合纱利用微胶粒作为填料，其固化后能成为涤纶纤维和棉纱纤维之间的锚固点和应力释放点，在气候变化时或摩擦、拉伸时，具有吸收应力的作用，使其能适用于更大范围的气候条件，同时兼具亲水性，可有效防止涤棉复合纱的静电效应，并有效降低生产时的不合格率。

Description

一种微胶粒改进型涤棉复合纱及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种微胶粒改进型涤棉复合纱及其制备方法。
背景技术
复合纱又称包芯纱或包覆纱，它是由两种或两种以上的纤维组合而成的一种新型纱线。复合纱一般以强力和弹力都较好的合成纤维长丝为芯丝，外包棉、毛、粘胶纤维等短纤维一起加捻纺制而成。复合纱兼有长丝芯纱和外包纤维的优良性能。
其中，以涤棉复合纱生产的涤棉面料具有外观挺括、耐穿、耐用、尺寸稳定、易洗快干等优点，因此，涤棉面料被广泛应用于服装生产领域，在工装制作中的应用最为突出，所以涤棉复合纱的应用极为广泛。
由于一般使用状况为常温的温和环境，涤棉复合纱的张力一致，耐磨性、断裂强力及撕破强力等均能复合服装与面料的要求。但涤棉复合纱存在一较大缺陷，即由于涤棉复合纱为不同纤维混纺制成，导致涤棉复合纱由于气温等变化，造成涤棉复合纱内部纤维张力不一致，使其容易崩断导致出现线头问题，同时较大的降低了耐磨性、断裂强力及撕破强力等性能，导致涤棉复合纱的应用受到限制。
同时由于涤纶为合成纤维，其吸湿性能低、比电阻很高，涤棉织物在穿着使用过程会因摩擦引起静电现象，非常容易吸附尘土，或和人体发生静电反应，降低了穿着的舒适性；在较干燥的环境中或液气化站、加油站、油库等爆炸危险场所及精密仪器等静电敏感场所，静电现象可能会产生火花引发火灾或造成设备损坏等。
发明内容
本发明的目的是提供一种微胶粒改进型涤棉复合纱及其制备方法，以提高涤棉复合纱的气候适应性，使其内部纤维张力保持一致，缓解因气候变化等造成的耐磨性、断裂强力及撕破强力等性能下降的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种微胶粒改进型涤棉复合纱，其制备方法如下：
步骤1：微胶粒的制备
（1）选择湿气固化聚氨酯树脂，在加热干燥后的混合釜中加入湿气固化聚氨酯树脂质量分数20%～30%的石油醚和20%～30%的乙酸乙酯，升温至40℃～50℃，开启搅拌，然后加入湿气固化聚氨酯树脂，搅拌1h～2h至分散均匀，得湿气固化聚氨酯树脂分散液；
（2）将上述湿气固化聚氨酯树脂分散液经雾化喷嘴喷入涤纶吸附室，液滴直径保持在5μm～10μm，涤纶吸附室保持35℃～45℃，真空度-0.06MPa～-0.08MPa，溶剂挥发后可获得悬浮态的湿气固化聚氨酯树脂微胶粒；涤纶吸附室外连接冷凝器回收溶剂；
步骤2：涤纶吸附
（1）将涤纶预先经过静电发生器，使其获得静电；
（2）然后将涤纶导入涤纶吸附室，使其吸附湿气固化聚氨酯树脂微胶粒，然后进入混纺室，混纺室保持在35℃～40℃；
步骤3：棉纱处理
将棉纱通过35℃～40℃、湿度90%～98%的增湿室，然后进入混纺室；
步骤4：混纺
将步骤2获得的吸附后的涤纶纤维与步骤3获得的增湿后的棉纱纤维在混纺室混纺，混纺完成后以45℃～50℃烘干，然后自然冷却成卷。
上述湿气固化聚氨酯树脂是Sikaflex-211 CN、Sikaflex-265、北京森聚柯高分子材料有限公司的SJK-1907的一种或多种；
上述石油醚和乙酸乙酯可为分析纯，或精馏脱水后的化学纯；
上述步骤4是头并、二并、末并、粗纱工艺，获得的粗纱成为后续细纱工艺的进料，也可以是包括头并、二并、末并、粗纱、细纱、络筒的整体工艺流程。
本发明的优点在于：
1、使用湿气固化聚氨酯树脂作为微胶填料，其固化后能成为涤纶纤维和棉纱纤维之间的锚固点和应力释放点，在气候变化时或摩擦、拉伸时，具有吸收应力，保持涤纶纤维和棉纱纤维应力相当的作用，同时具有良好的弹性和拉伸性能，使得涤棉复合纱较大的缓解了因气候变化造成的耐磨性、断裂强力及撕破强力等性能下降的问题，使其能适用于更大范围的气候条件，并减少纤维因应力不均而断裂造成的线头多的现象。
2、使用湿气固化聚氨酯树脂作为微胶填料，由于湿气固化聚氨酯树脂中异氰酸基团与水反应生成聚氨酯脲，其具有一定的亲水性，降低了涤棉复合纱的静电效应，提升了其储存安全性和使用安全性；
3、本发明工艺有效增强了涤棉混合纱的断裂强力，有利于后续粗纱、细纱工艺中牵伸、加捻和卷绕成型的正常进行，极大的减少了意外牵伸或卷绕张力不匀导致的断线问题。
附图说明
图1为本发明工艺简图；
图2为纤维与微胶填料剖面图；
图中：雾化喷嘴1；涤纶吸附室2；冷凝器3；混纺室4；增湿室5；涤棉混合纱微胶填料剖面6。
具体实施方式
本发明下述具体实施方式所用涤纶纤维和棉纱纤维为同批次原料，经过清花、梳棉工艺而得到的同批次产品，混纺采用传统的涤纶纤维: 棉纱纤维为65:35的配比，其余工艺均相同。
实施例1
一种微胶粒改进型涤棉复合纱，其制备方法如下：
步骤1：微胶粒的制备
（1）选择湿气固化聚氨酯树脂，在加热干燥后的混合釜中加入湿气固化聚氨酯树脂质量分数20%的石油醚和30%的乙酸乙酯，升温至50℃，开启搅拌，然后加入湿气固化聚氨酯树脂，搅拌2h至分散均匀，得湿气固化聚氨酯树脂分散液；
（2）将上述湿气固化聚氨酯树脂分散液经雾化喷嘴喷入涤纶吸附室，液滴直径为5μm，涤纶吸附室保持35℃，真空度-0.06MPa，溶剂挥发后可获得悬浮态的湿气固化聚氨酯树脂微胶粒；涤纶吸附室外连接冷凝器回收溶剂；
步骤2：涤纶吸附
（1）将涤纶预先经过静电发生器，使其获得静电；
（2）然后将涤纶导入涤纶吸附室，使其吸附湿气固化聚氨酯树脂微胶粒，然后进入混纺室，混纺室保持在35℃；
步骤3：棉纱处理
将棉纱通过35℃、湿度90%的增湿室，然后进入混纺室；
步骤4：混纺
将步骤2获得的吸附后的涤纶纤维与步骤3获得的增湿后的棉纱纤维在混纺室混纺，混纺完成后以45℃烘干，然后自然冷却成卷。
所述湿气固化聚氨酯树脂是Sikaflex-211 CN。
所述石油醚和乙酸乙酯为精馏脱水后的化学纯。
所述步骤4混纺工艺包括头并、二并、末并、粗纱、细纱、络筒的整体工艺流程。
实施例2
一种微胶粒改进型涤棉复合纱，其制备方法如下：
步骤1：微胶粒的制备
（1）选择湿气固化聚氨酯树脂，在加热干燥后的混合釜中加入湿气固化聚氨酯树脂质量分数25%的石油醚和25%的乙酸乙酯，升温至45℃，开启搅拌，然后加入湿气固化聚氨酯树脂，搅拌1.5h至分散均匀，得湿气固化聚氨酯树脂分散液；
（2）将上述湿气固化聚氨酯树脂分散液经雾化喷嘴喷入涤纶吸附室，液滴直径为8μm，涤纶吸附室保持40℃，真空度-0.07MPa，溶剂挥发后可获得悬浮态的湿气固化聚氨酯树脂微胶粒；涤纶吸附室外连接冷凝器回收溶剂；
步骤2：涤纶吸附
（1）将涤纶预先经过静电发生器，使其获得静电；
（2）然后将涤纶导入涤纶吸附室，使其吸附湿气固化聚氨酯树脂微胶粒，然后进入混纺室，混纺室保持在38℃；
步骤3：棉纱处理
将棉纱通过38℃、湿度95%的增湿室，然后进入混纺室；
步骤4：混纺
将步骤2获得的吸附后的涤纶纤维与步骤3获得的增湿后的棉纱纤维在混纺室混纺，混纺完成后以47℃烘干，然后自然冷却成卷。
所述湿气固化聚氨酯树脂是Sikaflex-265。
所述石油醚和乙酸乙酯为分析纯。
所述步骤4混纺工艺包括头并、二并、末并、粗纱、细纱、络筒的整体工艺流程。
实施例3
一种微胶粒改进型涤棉复合纱，其制备方法如下：
步骤1：微胶粒的制备
（1）选择湿气固化聚氨酯树脂，在加热干燥后的混合釜中加入湿气固化聚氨酯树脂质量分数30%的石油醚和20%的乙酸乙酯，升温至40℃，开启搅拌，然后加入湿气固化聚氨酯树脂，搅拌1h至分散均匀，得湿气固化聚氨酯树脂分散液；
（2）将上述湿气固化聚氨酯树脂分散液经雾化喷嘴喷入涤纶吸附室，液滴直径保持在10μm，涤纶吸附室保持45℃，真空度-0.08MPa，溶剂挥发后可获得悬浮态的湿气固化聚氨酯树脂微胶粒；涤纶吸附室外连接冷凝器回收溶剂；
步骤2：涤纶吸附
（1）将涤纶预先经过静电发生器，使其获得静电；
（2）然后将涤纶导入涤纶吸附室，使其吸附湿气固化聚氨酯树脂微胶粒，然后进入混纺室，混纺室保持在40℃；
步骤3：棉纱处理
将棉纱通过40℃、湿度98%的增湿室，然后进入混纺室；
步骤4：混纺
将步骤2获得的吸附后的涤纶纤维与步骤3获得的增湿后的棉纱纤维在混纺室混纺，混纺完成后以50℃烘干，然后自然冷却成卷。
所述湿气固化聚氨酯树脂是北京森聚柯高分子材料有限公司的SJK-1907。
所述石油醚和乙酸乙酯为分析纯。
所述步骤4混纺工艺包括头并、二并、末并、粗纱、细纱、络筒的整体工艺流程。
实施例4
一种微胶粒改进型涤棉复合纱，其制备方法如下：
步骤1：微胶粒的制备
（1）选择湿气固化聚氨酯树脂，在加热干燥后的混合釜中加入湿气固化聚氨酯树脂质量分数35%的石油醚和12%的乙酸乙酯，升温至55℃，开启搅拌，然后加入湿气固化聚氨酯树脂，搅拌2.5h至分散均匀，得湿气固化聚氨酯树脂分散液；
（2）将上述湿气固化聚氨酯树脂分散液经雾化喷嘴喷入涤纶吸附室，液滴直径保持在15μm，涤纶吸附室保持30℃，真空度-0.05MPa，溶剂挥发后可获得悬浮态的湿气固化聚氨酯树脂微胶粒；涤纶吸附室外连接冷凝器回收溶剂；
步骤2：涤纶吸附
（1）将涤纶预先经过静电发生器，使其获得静电；
（2）然后将涤纶导入涤纶吸附室，使其吸附湿气固化聚氨酯树脂微胶粒，然后进入混纺室，混纺室保持在30℃；
步骤3：棉纱处理
将棉纱通过30℃、湿度85%的增湿室，然后进入混纺室；
步骤4：混纺
将步骤2获得的吸附后的涤纶纤维与步骤3获得的增湿后的棉纱纤维在混纺室混纺，混纺完成后以40℃烘干，然后自然冷却成卷。
其余同实施例2。
对比例1
一种未用微胶粒改进的涤棉复合纱，其制备方法直接进入步骤4：混纺。所述步骤4混纺工艺同实施例2。
检测分析：
1、根据《GB/T 3916-2013 纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定(CRE法)》测试涤棉复合纱常温25℃下的断裂强力、断裂强度、断裂伸长率，结果见表1；
2、选取-20℃和40℃下，对比实施例2与对比例1所得涤棉复合纱断裂强力、断裂强度、断裂伸长率的变化程度，结果见表2；
3、将上述涤棉复合纱织造面料，测试涤棉复合纱面料的电阻值及撕破强力。测试方法依据GB/T 12703-1991《纺织品静电测试方法》中的电荷面密度法进行。将滚筒摩擦机和织物摩擦带电电荷量测试仪(法拉第筒法)配合使用对织物的电荷量进行测定，按照相应的标准准备好实施例1-4与对比例1制得的面料，大小为20cm×20cm，将试样投入摩擦滚筒内，启动仪器并运行15min后停止，将试样取出立即(1s内)放入法拉第筒内，进行电荷测量，读取并记录电荷量测定装置上的读数。以所得电荷量来衡量其抗静电性能。结果见表3。
计算公式：σ＝CV/A，其中，σ为电荷面密度(μC/m2)，C为法拉第系统总电容(F)，V为电压读数值(V)，A为试样测试面积(m2)。
Figure 642986DEST_PATH_IMAGE001
从上表可以看出，本发明可有效提升涤棉复合纱的断裂强力、断裂强度、断裂伸长率，同时也能提升耐磨等性能。
Figure 497810DEST_PATH_IMAGE002
从上表可以看出，本发明工艺较大的缓解了因气候变化造成的耐磨性、断裂强力及撕破强力等性能下降的问题，使其能适用于更大范围的气候条件，并且保持性能平稳优异。
Figure 480810DEST_PATH_IMAGE003
从上表可以看出，本发明工艺能降低面料的静电效应，同时增强撕破强力，并能缓解生产过程中意外牵伸或卷绕张力不匀导致的断线线头问题。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种微胶粒改进型涤棉复合纱，其特征在于：所述涤棉复合纱制备方法如下：
步骤1：微胶粒的制备
（1）选择湿气固化聚氨酯树脂，在加热干燥后的混合釜中加入湿气固化聚氨酯树脂质量分数20%～30%的石油醚和20%～30%的乙酸乙酯，升温至40℃～50℃，开启搅拌，然后加入湿气固化聚氨酯树脂，搅拌1h～2h至分散均匀，得湿气固化聚氨酯树脂分散液；
（2）将上述湿气固化聚氨酯树脂分散液经雾化喷嘴喷入涤纶吸附室，液滴直径保持在5μm～10μm，涤纶吸附室保持35℃～45℃，真空度-0.06MPa～-0.08MPa，溶剂挥发后可获得悬浮态的湿气固化聚氨酯树脂微胶粒；涤纶吸附室外连接冷凝器回收溶剂；
步骤2：涤纶吸附
（1）将涤纶预先经过静电发生器，使其获得静电；
（2）然后将涤纶导入涤纶吸附室，使其吸附湿气固化聚氨酯树脂微胶粒，然后进入混纺室，混纺室保持在35℃～40℃；
步骤3：棉纱处理
将棉纱通过35℃～40℃、湿度90%～98%的增湿室，然后进入混纺室；
步骤4：混纺
将步骤2获得的吸附后的涤纶纤维与步骤3获得的增湿后的棉纱纤维在混纺室混纺，混纺完成后以45℃～50℃烘干，然后自然冷却成卷。
2.一种如权利要求1所述的微胶粒改进型涤棉复合纱，其特征在于：所述湿气固化聚氨酯树脂是Sikaflex-211 CN、Sikaflex-265、北京森聚柯高分子材料有限公司的SJK-1907的一种或多种。
3.一种如权利要求1所述的微胶粒改进型涤棉复合纱，其特征在于：所述石油醚和乙酸乙酯可为分析纯，或精馏脱水后的化学纯。
4.一种如权利要求1所述的微胶粒改进型涤棉复合纱，其特征在于：所述步骤4混纺工艺是头并、二并、末并、粗纱工艺，获得的粗纱成为后续细纱工艺的进料，也可以是包括头并、二并、末并、粗纱、细纱、络筒的整体工艺流程。
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