CN113774533A - 一种腈纶涤纶纤维混纺纱线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家用纺织品技术领域，特别涉及一种腈纶涤纶纤维混纺纱线的制备方法，包括以下步骤：(1)涤纶改性处理：将过硫酸盐、N，N‑二甲基甲酰胺和丙烯酰胺加入水中，搅拌均匀后配制成溶液，然后将涤纶纤维置于溶液中，于氮气气氛下通过超声作用进行接枝反应，接着洗涤、烘干，得到改性涤纶；(2)将步骤(1)制得的改性涤纶与腈纶混合后通过气流纺纱纺制成所述混纺纱线。本发明通过接枝反应将亲水性基团接枝到涤纶纤维上，改善了涤纶的吸湿性，将改性涤纶与腈纶混纺后制成纱线，能进一步提升腈纶涤纶混纺纱线的吸湿性和柔软性。由本发明的混纺纱线制得的纺织品，吸湿性和柔软性都很好。
Description
技术领域
本发明涉及家用纺织品技术领域，特别是涉及一种腈纶涤纶纤维混纺纱线及其制备方法。
背景技术
腈纶纤维又名聚丙烯腈纤维，是以聚丙腈为主要单体(单体中含量约占85％以上)，加工而成的合成纤维，其主要重复单元为-CH2CH(CN)-。
腈纶纤维的外观、手感、弹性、保暖性方面与羊毛类似，此外，腈纶纤维染色鲜艳，耐光、耐热、耐酸、耐氧化剂、耐有机溶剂、防霉、防蛀、耐老化、易洗易干、且质轻(仅次于丙纶)，是毛衣、保暖服装等织物的重要原料。
然而，腈纶的耐磨性不佳，是合成纤维中耐磨性最差的；且透气性差，穿着时有气闷感。
为解决以上技术问题，公开号为CN101624735A的专利文件公开了一种腈纶涤纶纤维混纺地毯纱，其由3D腈纶细旦纤维和3D涤纶改性纤维按照如下工艺流程纺制：用3D腈纶细旦纤维和3D涤纶改性纤维制成的毛球经混条机的梳理，使纤维混合均匀；再经过针梳机的2-4道梳理，将混合出来的毛条进一步梳理均匀混合，梳直拉顺，然后将毛条进行牵伸，制得粗纱；将粗纱再进一步牵伸制出细纱；将细纱经过除疵，再经以两根，或三根或四根单纱进行并合、加捻、摇绞、条染工序。该混纺面料纱结合了涤纶改性纤维良好的透气性和耐磨性，提高了纱线的透气性、耐磨性和耐菌性。然而，该混纺纱所采用的原料腈纶和涤纶的吸湿性均较差，其制成的纺织品透气性不好，有较强的闷热感，舒适性不佳，且柔软性有待于进一步提高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种腈纶涤纶纤维混纺纱线及其制备方法，用于解决现有技术中腈纶涤纶混纺纱线制成的透气性不好，有较强的闷热感，舒适性不佳，且柔软性有待于进一步提高的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种腈纶涤纶纤维混纺纱线的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)涤纶改性处理：将过硫酸盐、N，N-二甲基甲酰胺和丙烯酰胺加入水中，搅拌均匀后配制成溶液，然后将涤纶纤维置于溶液中，于氮气气氛下通过超声作用进行接枝反应，接着洗涤、烘干，得到改性涤纶；
(2)将步骤(1)制得的改性涤纶与腈纶混合后通过气流纺纱纺制成所述混纺纱线。
可选地，过硫酸盐的浓度为1-5g/L，优选为1-2g/L。
可选地，N，N-二甲基甲酰胺的浓度为1-5g/L，优选为1-2g/L。
可选地，丙烯酰胺的浓度为0.8-1.5g/L，优选为0.8-1.2g/L。
可选地，所述超声的强度为≥200W/cm2，优选为250-400W/cm2。
可选地，所述溶液中还含有烷基磺酸钠。
可选地，烷基磺酸钠的浓度为0.3-1.5g/L，优选为0.3-0.5g/L。
可选地，所述溶液中还含有甲基丙烯酰胺。
可选地，所述甲基丙烯酰胺的浓度为0.4-0.75g/L，优选为0.5-0.75g/L。
可选地，所述溶液中还含有对羟基苯甲醚。
可选地，所述对羟基苯甲醚的浓度为0.0001-0.0004g/L，优选为0.0003-0.0004g/L。
可选地，所述接枝反应的温度为85-115℃，优选为90-115℃；时间为0.5-3h，优选为1-1.5h。
可选地，丙烯酰胺和涤纶的质量比为15-30：100，优选为15-20：100。
可选地，所述腈纶的细度为0.5-5dtex，优选为0.5-1.2dtex。
可选地，所述涤纶的细度为0.5-5dtex，优选为0.5-1.2dtex。
在上述细度条件下，腈纶和涤纶能够更好地适应混纺工艺条件的需要。
可选地，所述混合为并条混合。
可选地，所述并条混合过程中，后区牵伸倍数为1-3倍，优选为1-1.5倍；总牵伸倍数为5-10倍，优选为5-8倍；出条速度为200-500m/min，优选为300-450m/min。
可选地，所述气流纺纱过程中，纺杯速度为30000-100000r/min，优选为60000-80000r/min，更优选为65000-75000r/min；分梳辊转速为3500-4500r/min，优选为3800-4200r/min。
第二方面，本发明的目的还在于提供上述方法制得的腈纶涤纶纤维混纺纱线。
本发明的腈纶涤纶纤维混纺纱线可以加工成包括但不限于以下产品：床用制品，例如被单、被套、枕套、床笠、抱枕、垫套等；芯被类，例如枕头、被子等；床垫等；家居用品，例如家具服、内衣裤袜、窗帘、布艺、靠垫、地毯等，以上纺织品可以主要应用于家庭和公共场所，例如宾馆、酒店、剧场、舞厅、飞机、火车、汽车、轮船、商场、公司、机关等多种场合。
如上所述，本发明的腈纶涤纶纤维混纺纱线及其制备方法，具有以下有益效果：
本发明通过将丙烯酰胺的亲水性基团接枝到涤纶纤维上，而亲水基团能够通过氢键作用吸收水分子从而改善涤纶的吸湿性，将改性涤纶与腈纶混纺后制成纱线，能进一步提升腈纶涤纶混纺纱线的吸湿性和柔软性，由本发明的混纺纱线制得的纺织品，吸湿性和柔软性都很好，使用更加舒适。
本发明通过N，N-二甲基甲酰胺使涤纶纤维溶胀，溶胀状态下涤纶纤维的聚集态结构发生改变，使过硫酸盐和接枝单体丙烯酰胺更易进入涤纶纤维内部并扩散、渗透，进一步促进接枝反应的进行，进而进一步改善涤纶的吸湿性。
本发明中，过硫酸盐热分解能够产生更多的自由基，进一步促进接枝反应的进行，提高接枝率，从而进一步改善涤纶的吸湿性。
本发明通过超声波的空化作用打碎接枝单体丙烯酰胺，从而产生自由基，通过自由基引发聚合反应，使丙烯酰胺中的亲水基团被接枝到涤纶纤维上，亲水基团能够通过氢键作用吸收水分子，从而改善涤纶的吸湿性。
本发明通过烷基磺酸钠降低了涤纶纤维与水分子之间的界面张力，使溶液中的过硫酸盐和接枝单体丙烯酰胺更易进入涤纶纤维内部并扩散、渗透，从而促进了接枝反应的进行，提高了接枝率，进一步改善了涤纶的吸湿性。
本发明通过氮气增加了空化作用中空化核的数量，进一步促进接枝反应的进行，进而进一步改善涤纶的吸湿性。
本发明中，对羟基苯甲醚能够抑制接枝聚合反应的副反应即丙烯酰胺单体自身聚合反应的发生，从而提高了接枝率，进一步改善了涤纶的吸湿性。
本发明中，对涤纶具有较大亲和性的甲基丙烯酰胺首先扩散到涤纶中进行接枝反应，增加了丙烯酰胺对接枝涤纶的亲和性，从而显著提高了接枝率，进而进一步显著改善了涤纶的吸湿性。
本发明的腈纶涤纶纤维混纺纱线，融合了腈纶手感柔软的优点及涤纶耐磨、耐菌和透气等优点，从而使得混纺纱线加工成的面料具有良好的耐磨性、耐菌性、吸湿性和透气性，且手感柔软。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。需要注意的是，如无特别说明，本文中描述所示的“％”是指“质量分数”，本文中描述所示的“份”是指“质量份”。
本发明提供了一种腈纶涤纶纤维混纺纱线的制备方法，包括以下步骤：
(1)涤纶改性处理：将过硫酸盐、N，N-二甲基甲酰胺和丙烯酰胺加入水中，搅拌均匀后配制成溶液，然后将涤纶纤维置于溶液中，于氮气气氛下通过超声作用进行接枝反应，接着洗涤、烘干，得到改性涤纶；
其中，腈纶的细度为0.5-5dtex，优选为0.5-1.2dtex；涤纶的细度为0.5-5dtex，优选为0.5-1.2dtex；
过硫酸盐的浓度为1-5g/L，优选为1-2g/L；N，N-二甲基甲酰胺的浓度为1-5g/L，优选为1-2g/L；丙烯酰胺的浓度为0.8-1.5g/L，优选为0.8-1.2g/L；
丙烯酰胺和涤纶的质量比为15：100-30：100，优选为15：100-20：100；
接枝反应的温度为85-115℃，优选为90-115℃；时间为0.5-3h，优选为1-1.5h。
超声的强度为≥200W/cm2，优选为250-400W/cm2；
(2)将步骤(1)制得的改性涤纶与腈纶并条混合后通过气流纺纱纺制成混纺纱线；
其中，并条混合过程中，后区牵伸倍数为1-3倍，优选为1-1.5倍；总牵伸倍数为5-10倍，优选为5-8倍；出条速度为200-500m/min，优选为300-450m/min；
气流纺纱过程中，纺杯速度为30000-100000r/min，优选为60000-80000r/min，更优选为65000-75000r/min；分梳辊转速为3500-4500r/min，优选为3800-4200r/min。
在本发明的另一个实施例中，所述溶液中还含有烷基磺酸钠，烷基磺酸钠的浓度为0.3-1.5g/L，优选为0.3-0.5g/L。
在本发明的另一个实施例中，所述溶液中还含有甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺的浓度为0.4-0.75g/L，优选为0.5-0.75g/L。
在本发明的另一个实施例中，所述溶液中还含有对羟基苯甲醚，对羟基苯甲醚的浓度为0.0001-0.0004g/L，优选为0.0003-0.0004g/L。
实施例1
本实施例制备了一种腈纶涤纶纤维混纺纱线，具体步骤如下：
(1)涤纶改性处理：将过硫酸钠、丙烯酰胺和烷基磺酸钠溶于水中，搅拌使混合均匀，随后向该溶液中加入N，N-二甲基甲酰胺并搅拌均匀，使溶液中过硫酸钠的浓度为2g/L，N-二甲基甲酰胺的浓度为2g/L，丙烯酰胺的浓度为1.2g/L，烷基磺酸钠的浓度为0.5g/L，得到混合溶液，并加热至85℃，然后将细度为0.5dtex的涤纶纤维置于混合溶液中，氮气气氛中，于400W/cm2超声强度下接枝反应1.5h，接着洗涤2次、110℃烘干20min，得到改性涤纶；
其中，丙烯酰胺和涤纶的质量比为20：100；
(2)将步骤(1)制得的改性涤纶与细度为0.5dtex的腈纶按照质量百分比55wt％：45wt％并条混合后通过气流纺纱纺制成混纺纱线；
其中，并条混合过程中，后区牵伸倍数为1.5倍，总牵伸倍数为8倍；出条速度为450m/min；纺纱过程中，纺杯速度为65000r/min；分梳辊转速为3800r/min。
实施例2
本实施例制备了一种腈纶涤纶纤维混纺纱线，具体步骤如下：
(1)涤纶改性处理：将过硫酸钾、丙烯酰胺和十二烷基磺酸钠溶于水中，搅拌使混合均匀，随后向该溶液中加入N，N-二甲基甲酰胺并搅拌均匀，使溶液中过硫酸钾的浓度为5g/L，N-二甲基甲酰胺的浓度为1g/L，丙烯酰胺的浓度为1.5g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为0.3g/L，得到混合溶液，并加热至110℃，然后将细度为1.2dtex的涤纶纤维置于混合溶液中，氮气气氛中，于200W/cm2超声强度下接枝反应0.5h，接着洗涤2次、120℃烘干25min，得到改性涤纶；
其中，丙烯酰胺和涤纶的质量比为15：100；
(2)将步骤(1)制得改性涤纶与细度为1.2dtex的腈纶按照质量百分比45wt％：55wt％并条混合后通过气流纺纱纺制成混纺纱线；
其中，并条混合过程中，后区牵伸倍数为3倍，总牵伸倍数为5倍；出条速度为300m/min；纺纱过程中，纺杯速度为75000r/min；分梳辊转速为4200r/min。
实施例3
本实施例制备了一种腈纶涤纶纤维混纺纱线，具体步骤如下：
(1)涤纶改性处理：将过硫酸钾、丙烯酰胺和十二烷基磺酸钠溶于水中，搅拌使混合均匀，随后向该溶液中加入N，N-二甲基甲酰胺并搅拌均匀，使溶液中过硫酸钾的浓度为3g/L，N-二甲基甲酰胺的浓度为1g/L，丙烯酰胺的浓度为0.9g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为0.5g/L，并加热至110℃，然后将细度为0.9dtex的涤纶纤维置于溶液中，氮气气氛中，于300W/cm2超声强度下接枝反应1h，接着洗涤3次、100℃烘干30min，得到改性涤纶；
其中，丙烯酰胺和涤纶的质量比为：15：100；
(2)将步骤(1)制得的改性涤纶60％与细度为0.9dtex的腈纶40％并条混合后通过气流纺纱纺制成混纺纱线；
其中，并条混合过程中，后区牵伸倍数为1倍，总牵伸倍数为10倍；出条速度为350m/min；纺纱过程中，纺杯速度为80000r/min；分梳辊转速为4500r/min。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：未采用烷基磺酸钠。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于：溶液中还添加有甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺的浓度为0.75g/L，丙烯酰胺的浓度为0.75g/L。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于：溶液中还添加有甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺的浓度为0.4g/L，丙烯酰胺的浓度为0.4g/L。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于：所述溶液中还添加有对羟基苯甲醚，对羟基苯甲醚的浓度为0.0004g/L。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于：所述溶液中还添加有对羟基苯甲醚，对羟基苯甲醚的浓度为0.0001g/L。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于：未采用超声条件。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于：未采用丙烯酰胺。
性能检测
将实施例1-8及对比例1-2制得的混纺纱线加工成面料，取50g面料，按照《GB/T06503化学纤维回潮率》中箱内热称法(烘箱温度108℃，烘干时间1h)测定面料在温度为20℃、相对湿度为65％条件下的吸湿率，结果如表1所示。
表1吸湿率检测结果
| 检测项目 | 吸湿率/％ |
| 实施例1 | 4.63 |
| 实施例2 | 4.57 |
| 实施例3 | 4.52 |
| 实施例4 | 4.26 |
| 实施例5 | 5.34 |
| 实施例6 | 4.99 |
| 实施例7 | 5.27 |
| 实施例8 | 4.76 |
| 对比例1 | 3.84 |
| 对比例2 | 2.78 |
由表1可知，与对比例1-2相比，实施例1-8的混纺纱线制成的面料的吸湿率得到了显著提高。
与实施例1相比，实施例5和实施例6的混纺纱线制成的面料的吸湿率分别提高了0.71％和0.36％。
与实施例4相比，实施例1的混纺纱线制成的面料的吸湿率提高了9％左右。
与实施例1相比，实施例7和实施例8的混纺纱线制成的面料的吸湿率分别提高了0.64％和0.13％。
与对比例1相比，实施例1的混纺纱线制成的面料的吸湿率提高了21％左右。
与对比例2相比，实施例1的混纺纱线制成的面料的吸湿率提高了67％左右。
综上，本发明能够显著改善混纺纱线制成的面料的吸湿性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种腈纶涤纶纤维混纺纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)涤纶改性处理：将过硫酸盐、N，N-二甲基甲酰胺和丙烯酰胺加入水中，搅拌均匀后配制成溶液，然后将涤纶纤维置于溶液中，于氮气气氛下通过超声作用进行接枝反应，接着洗涤、烘干，得到改性涤纶；
(2)将步骤(1)制得的改性涤纶与腈纶混合后通过气流纺纱纺制成所述混纺纱线。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过硫酸盐的浓度为1-5g/L；
和/或，N，N-二甲基甲酰胺的浓度为1-5g/L；
和/或，丙烯酰胺的浓度为0.8-1.5g/L；
所述超声的强度为≥200W/cm2。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶液中还含有烷基磺酸钠；
和/或，所述溶液中还含有甲基丙烯酰胺；
和/或，所述溶液中还含有对羟基苯甲醚；
和/或，所述腈纶的细度为0.5-5dtex；
和/或，所述涤纶的细度为0.5-5dtex。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，烷基磺酸钠的浓度为0.3-1.5g/L；
和/或，所述甲基丙烯酰胺的浓度为0.4-0.75g/L；
和/或，所述对羟基苯甲醚的浓度为0.0001-0.0004g/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述接枝反应的温度为85-115℃，时间为0.5-3h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，丙烯酰胺和涤纶的质量比为15-30：100。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合为并条混合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述并条混合过程中，后区牵伸倍数为1-3倍，总牵伸倍数为5-10倍，出条速度为200-500m/min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气流纺纱过程中，纺杯速度为30000-100000r/min，分梳辊转速为3500-4500r/min。
10.权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的腈纶涤纶纤维混纺纱线。
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