CN112853563A - 一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺 - Google Patents

一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112853563A
CN112853563A CN202110039144.8A CN202110039144A CN112853563A CN 112853563 A CN112853563 A CN 112853563A CN 202110039144 A CN202110039144 A CN 202110039144A CN 112853563 A CN112853563 A CN 112853563A
Authority
CN
China
Prior art keywords
yarn
fiber
graphene
composite
antibacterial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110039144.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王林玉
刘艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yancheng Institute of Industry Technology
Yancheng Vocational Institute of Industry Technology
Original Assignee
Yancheng Institute of Industry Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yancheng Institute of Industry Technology filed Critical Yancheng Institute of Industry Technology
Priority to CN202110039144.8A priority Critical patent/CN112853563A/zh
Publication of CN112853563A publication Critical patent/CN112853563A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/36—Cored or coated yarns or threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/04—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/449—Yarns or threads with antibacterial properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00—Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres
    • D10B2201/01—Natural vegetable fibres
    • D10B2201/10—Bamboo
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/02—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
    • D10B2321/022—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polypropylene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]

Abstract

本发明公开了一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺，该石墨烯纤维复合纱线包括纱线本体；纱线本体采用复合包芯纱结构，包括芯纱、抗菌内层和抗菌外层；芯纱采用细旦丙纶纤维；抗菌内层螺旋包缠在芯纱外；抗菌外层为生物质基石墨烯复合纤维；抗菌外层包缠在抗菌内层外。本发明结构简单，采用复合包芯纱结构，具有良好的导湿透气性能，纱线强度高，抗菌性能好。

Description

一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺
技术领域
本发明涉及纺织领域，特别涉及一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺。
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。
石墨烯和氧化石墨烯都具有良好的抗菌性能。2010年中国科学院上海应用物理研究所Hu W等人在ACS Nano发表文章，首次发现氧化石墨烯可以破坏细菌细胞膜，导致细菌死亡，具有抗菌效果，从此展开了对石墨烯及其衍生物抗菌性的研究。石墨烯及其衍生物的抗菌机理主要有细胞膜应力和氧化应激两种，即石墨烯及其衍生物刺破细菌细胞膜导致细胞质流出，造成细菌死亡和石墨烯及其衍生物破坏或氧化了细菌细胞内的关键分子或结构，导致细菌死亡。Tu Yusong等人，研究发现了石墨烯抗菌性能的机制。石墨烯可以大规模直接抽取细胞膜上的磷脂分子，与细菌细胞膜上的磷脂分子发生很强的色散相互作用，因此能够将细菌杀死。余改丽等研究发现当加入质量分数为0.3%石墨烯时，采用静电纺丝方法制备的石墨烯/聚丙烯腈纳米复合膜的过滤性能最好，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为 40.5%和56.7%,使得石墨烯/聚丙烯腈复合纤维纳米膜具有良好过滤性能的同时具有一定的抗菌性。
但是目前石墨烯和氧化石墨烯在抗菌防护织物方面的应用还处于理论研究阶段，缺乏一种制造成本低，适于大批量生产的具有高效抗菌杀菌性能的石墨烯类的纱线。即使存在少量石墨烯防护织物也多是采用涂层的方式，存在抗菌效果不理想，耐洗涤性和耐久性差的问题。因此，需要一种抗菌杀菌性能优异、适用范围广、生物可降解的环保性的石墨烯纱线产品。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺，采用复合包芯纱结构，将石墨烯的优异的抗菌性能，应用到纱线上，解决了现有的纱线抗菌性能差，纱线强度和综合性能不理想的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种石墨烯纤维复合纱线，包括纱线本体；所述纱线本体采用复合包芯纱结构，包括芯纱、抗菌内层和抗菌外层；所述芯纱采用细旦丙纶纤维；所述抗菌内层螺旋包缠在所述芯纱外；所述抗菌外层为生物质基石墨烯复合纤维；所述抗菌外层包缠在所述抗菌内层外。
作为本发明的一种优选方案，所述生物质基石墨烯复合纤维为40-800nm。
作为本发明的一种优选方案，所述生物质基石墨烯复合纤维包括丝素蛋白纤维和复合在所述丝素蛋白纤维表面的石墨烯层。
作为本发明的一种优选方案，所述抗菌内层为竹涤混纺纤维。
作为本发明的一种优选方案，所述竹涤混纺纤维为质量分数为50%的竹纤维和质量分数为50%的涤纶纤维均匀混合。
作为本发明的一种优选方案，所述芯纱为无捻并股的细旦丙纶丝；所述细旦丙纶丝由细旦丙纶纤维纺丝而成。
一种石墨烯纤维复合纱线的纺纱工艺，包括以下步骤：
步骤1，基纱制备；以细旦丙纶丝和竹涤混纺纤维通过涡流纺工艺，纺制成以细旦丙纶丝为芯纱，以竹涤混纺纤维为包缠纱的包芯纱结构的基纱；
步骤2，生物质基石墨烯复合纤维的制备；将生物质基石墨烯粉超声分散在一定溶度的氯化钙的甲酸溶液中，再加入脱胶后的丝素蛋白，混合搅拌均匀，制成丝素蛋白质量分数为6-15%，石墨烯质量分为0.5-3%的静电纺丝液；然后经过静置消泡，纺丝，牵伸，水洗和烘干步骤，形成生物质基石墨烯复合纤维；
步骤3，成纱的制备；以基纱作为芯丝，以生物质基石墨烯复合纤维为外包纤维，纺制成成纱。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：本发明结构简单，采用复合包芯纱结构，具有良好的导湿透气性能，纱线强度高，抗菌性能好。本发明采用细旦丙纶纤维作为芯纱，细旦丙纶纤维本身不吸湿，但是具有良好的导湿性能，并且芯吸效应好，能够充分保证纱线的导湿透气性能，同时丙纶纤维具有良好的抗菌性能；采用竹涤纤维作为抗菌内层，将竹纤维良好的抗菌透气性能与涤纶纤维的强力耐磨性能相结合，能够保证纱线的抗菌性能，条干均匀和弹力拉伸性能，而竹纤维良好的吸湿放湿性性能，能够与芯纱配合，形成优异的吸湿导湿快干性能；而生物质基石墨烯复合纤维作为抗菌外层，充分利用石墨烯优异的抗菌性能，具有耐洗涤性能好，耐久性好的特点，并且与丝素蛋白纤维相结合，环保降解性能好，强度高，使纱线具有丝滑柔软的触感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1．芯纱 2．抗菌内层 3．抗菌外层 。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明公开了一种石墨烯纤维复合纱线，包括纱线本体。本发明可以采用单根纱线本体的单纱结构，也可以采用多根纱线本体并股加捻的捻纱结构。纱线本体采用复合包芯纱1结构，包括芯纱1、抗菌内层2和抗菌外层3。芯纱1采用细旦丙纶纤维，具有芯纱1可以采用单丝结构，也可以采用多根丝线结合。抗菌内层2螺旋包缠在芯纱1外。抗菌外层3为生物质基石墨烯复合纤维。抗菌外层3包缠在抗菌内层2外。生物质基石墨烯复合纤维为40-800nm。生物质基石墨烯复合纤维包括丝素蛋白纤维和复合在丝素蛋白纤维表面的石墨烯层。
为了保证抗菌内层2的力学性能和抗菌性能，抗菌内层2为竹涤混纺纤维。竹涤混纺纤维为质量分数为50%的竹纤维和质量分数为50%的涤纶纤维均匀混合。
为了充分利用芯纱1优异的导湿性能，芯纱1为无捻并股的细旦丙纶丝；细旦丙纶丝由细旦丙纶纤维纺丝而成。
一种石墨烯纤维复合纱线的纺纱工艺，包括以下步骤：
步骤1，基纱制备；以细旦丙纶丝和竹涤混纺纤维通过涡流纺工艺，纺制成以细旦丙纶丝为芯纱1，以竹涤混纺纤维为包缠纱的包芯纱1结构的基纱。
步骤2，生物质基石墨烯复合纤维的制备；将生物质基石墨烯粉超声分散在一定溶度的氯化钙的甲酸溶液中，再加入脱胶后的丝素蛋白，混合搅拌均匀，制成丝素蛋白质量分数为6-15%，石墨烯质量分为0.5-3%的静电纺丝液；然后经过静置消泡，纺丝，牵伸，水洗和烘干步骤，形成生物质基石墨烯复合纤维。
步骤3，成纱的制备；以基纱作为芯丝，以生物质基石墨烯复合纤维为外包纤维，纺制成成纱。
对实施例的石墨烯纤维复合纱线进行抗菌实验，对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌率都能达到99%以上。
通过上述实施例，本发明具有以下有益效果：本发明结构简单，采用复合包芯纱1结构，具有良好的导湿透气性能，纱线强度高，抗菌性能好。本发明采用细旦丙纶纤维作为芯纱1，细旦丙纶纤维本身不吸湿，但是具有良好的导湿性能，并且芯吸效应好，能够充分保证纱线的导湿透气性能，同时丙纶纤维具有良好的抗菌性能；采用竹涤纤维作为抗菌内层2，将竹纤维良好的抗菌透气性能与涤纶纤维的强力耐磨性能相结合，能够保证纱线的抗菌性能，条干均匀和弹力拉伸性能，而竹纤维良好的吸湿放湿性性能，能够与芯纱1配合，形成优异的吸湿导湿快干性能；而生物质基石墨烯复合纤维作为抗菌外层3，充分利用石墨烯优异的抗菌性能，具有耐洗涤性能好，耐久性好的特点，并且与丝素蛋白纤维相结合，环保降解性能好，强度高，使纱线具有丝滑柔软的触感。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种石墨烯纤维复合纱线，其特征在于，包括纱线本体；所述纱线本体采用复合包芯纱结构，包括芯纱、抗菌内层和抗菌外层；所述芯纱采用细旦丙纶纤维；所述抗菌内层螺旋包缠在所述芯纱外；所述抗菌外层为生物质基石墨烯复合纤维；所述抗菌外层包缠在所述抗菌内层外。
2.根据权利要求1所述的石墨烯纤维复合纱线，其特征在于，所述生物质基石墨烯复合纤维为40-800nm。
3.根据权利要求2所述的石墨烯纤维复合纱线，其特征在于，所述生物质基石墨烯复合纤维包括丝素蛋白纤维和复合在所述丝素蛋白纤维表面的石墨烯层。
4.根据权利要求3所述的石墨烯纤维复合纱线，其特征在于，所述抗菌内层为竹涤混纺纤维。
5.根据权利要求4所述的石墨烯纤维复合纱线，其特征在于，所述竹涤混纺纤维为质量分数为50%的竹纤维和质量分数为50%的涤纶纤维均匀混合。
6.根据权利要求5所述的石墨烯纤维复合纱线，其特征在于，所述芯纱为无捻并股的细旦丙纶丝；所述细旦丙纶丝由细旦丙纶纤维纺丝而成。
7.一种石墨烯纤维复合纱线的纺纱工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，基纱制备；以细旦丙纶丝和竹涤混纺纤维通过涡流纺工艺，纺制成以细旦丙纶丝为芯纱，以竹涤混纺纤维为包缠纱的包芯纱结构的基纱；
步骤2，生物质基石墨烯复合纤维的制备；将生物质基石墨烯粉超声分散在一定溶度的氯化钙的甲酸溶液中，再加入脱胶后的丝素蛋白，混合搅拌均匀，制成丝素蛋白质量分数为6-15%，石墨烯质量分为0.5-3%的静电纺丝液；然后经过静置消泡，纺丝，牵伸，水洗和烘干步骤，形成生物质基石墨烯复合纤维；
步骤3，成纱的制备；以基纱作为芯丝，以生物质基石墨烯复合纤维为外包纤维，纺制成成纱。
CN202110039144.8A 2021-01-12 2021-01-12 一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺 Pending CN112853563A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110039144.8A CN112853563A (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110039144.8A CN112853563A (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112853563A true CN112853563A (zh) 2021-05-28

Family

ID=76003037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110039144.8A Pending CN112853563A (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112853563A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113201831A (zh) * 2021-06-04 2021-08-03 临沂市奥博纺织制线有限公司 海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722932A1 (de) * 1997-05-27 1998-12-03 Weihermueller & Voigtmann Antibakterielles Garn, insbesondere Strickgarn
CN103173882A (zh) * 2013-04-11 2013-06-26 大连海事大学 制备石墨烯/蚕丝复合纤维的方法
CN106521749A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 湖州鹏隆服饰有限公司 一种防辐射涤纶包芯纱及其制备方法
CN110983539A (zh) * 2019-12-27 2020-04-10 苏州市星京泽纤维科技有限公司 一种涡流纺混纺包芯纱
CN111691034A (zh) * 2020-07-17 2020-09-22 苏州市星京泽纤维科技有限公司 一种新型涡流纺多彩色纺纱及生产工艺
CN214782379U (zh) * 2021-01-12 2021-11-19 盐城工业职业技术学院 一种石墨烯纤维复合纱线

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722932A1 (de) * 1997-05-27 1998-12-03 Weihermueller & Voigtmann Antibakterielles Garn, insbesondere Strickgarn
CN103173882A (zh) * 2013-04-11 2013-06-26 大连海事大学 制备石墨烯/蚕丝复合纤维的方法
CN106521749A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 湖州鹏隆服饰有限公司 一种防辐射涤纶包芯纱及其制备方法
CN110983539A (zh) * 2019-12-27 2020-04-10 苏州市星京泽纤维科技有限公司 一种涡流纺混纺包芯纱
CN111691034A (zh) * 2020-07-17 2020-09-22 苏州市星京泽纤维科技有限公司 一种新型涡流纺多彩色纺纱及生产工艺
CN214782379U (zh) * 2021-01-12 2021-11-19 盐城工业职业技术学院 一种石墨烯纤维复合纱线

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113201831A (zh) * 2021-06-04 2021-08-03 临沂市奥博纺织制线有限公司 海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105862210A (zh) 抗菌纳米纤维纱线及其制备方法
CN110241490B (zh) 一种低成本制备具有抗菌性能的蚕丝包芯纱的方法
CN105839253A (zh) 防紫外线纳米纤维纱线及其制备方法
CN108442007A (zh) 一种抗静电涡流纺纱线
CN103233285A (zh) 一种抗静电、吸湿、可染皮芯型复合纤维及制得的布料
CN103668623A (zh) 一种抗菌合股纱
CN105401302A (zh) 一种薄荷纤维、棉纤维和涤纶纤维混纺面料
CN111945269A (zh) 一种复合纱线及其制备方法
CN111793871A (zh) 一种涡流纺粘胶纱
CN207259687U (zh) 一种复合纱线
CN103696066A (zh) 一种抗菌复股纱
CN214782379U (zh) 一种石墨烯纤维复合纱线
CN208649543U (zh) 一种具有抗菌性的涤粘涡流纺纱线
CN110983539A (zh) 一种涡流纺混纺包芯纱
CN112853563A (zh) 一种石墨烯纤维复合纱线及其纺纱工艺
CN111793868A (zh) 一种涡流纺抗菌医用纱线
CN208748285U (zh) 一种抗静电涡流纺纱线
CN103233309A (zh) 一种由化纤长丝包缠抑菌纤维的纱线及其制备方法
CN216838361U (zh) 一种负离子羊毛纱线
CN109281018A (zh) 一种涡流纺色纺纱线
CN212375454U (zh) 一种涡流纺功能性环保纱线
CN203846186U (zh) 一种抗菌合股纱
CN211005785U (zh) 一种Modal纤维混纺纱线
CN217399074U (zh) 一种多股复合包芯纱
CN215976222U (zh) 一种抗静电涤纶纱线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination