CN113862853B - 一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线及其制备工艺 - Google Patents

一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线及其制备工艺，属于纺织原料技术领域。其制备工艺包括以下步骤：将石墨烯复合纤维与羊绒纤维和绒形成混纺纤维，将混纺纤维与石墨烯导电长丝进行梳绒出条，经精梳、前纺工序、后纺工序等工序，得到抗静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。本发明的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线通过石墨烯复合纤维和石墨烯导电长丝与羊毛纤维进行混纺，既能有效提高石墨烯复合纤维与羊绒纤维的抱合力，还能具有抗静电抗起球的效果。

Description

一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线及其制备工艺
技术领域
本发明涉及纺织原料技术领域，具体涉及一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线及其制备工艺。
背景技术
羊绒在众多纤维中素有“软黄金”之称，用羊绒制备出的羊绒制品也因其柔软的手感、良好的保暖性等优良特性受到广大消费者的喜爱。相较于羊毛，羊绒具有更小的纤维直径(羊绒纤维的细度小于25um、羊毛纤维的细度在25um以上)，有更加平、薄、小的鳞片及毛干与鳞片更为紧贴的结构，这些结构的差异赋予了羊绒比羊毛更为优异的性能：尺寸稳定性：在羊毛和羊绒纤维频繁的扭矩变形过程中，纤维之间的鳞片层会相互嵌合。由于羊毛鳞片对毛干几乎无贴合，翘起的鳞片之间缝隙更大，当鳞片层相互啮合时，形变较大，松弛速率也较慢；而由于羊绒毛干与鳞片更为紧贴的结构，鳞片间相对难以纠缠；同时羊绒本身的鳞片更小、纤维无髓质，内部空心，故较于羊毛，羊绒具有更好的尺寸稳定性。力学性能：由于羊绒纤维的初始模量同时也高于羊毛纤维的初始模量，故羊绒纤维的弹性比羊毛更好，而且羊绒纤维具有更好的压缩弹性与耐压缩疲劳。吸湿性：羊绒纤维的细度较小，纤维中的空隙更大，同时羊毛的鳞片排列比羊绒紧密，因此羊绒纤维吸湿性优于羊毛纤维，(羊毛的公定回潮率为15％左右；羊绒的公定回潮率为17％)。手感：由于羊绒纤维的细度小于羊毛，同时羊绒纤维没有髓质层，却有较好有卷曲性，故其手感相较于羊毛更为柔弹。
羊绒面料具有很好的柔弹性，一直受广大消费者的喜爱。然而，羊绒制品易起球易起静电，易起球原因在于羊绒织物在穿用过程中，存在与羊绒纱线上的纤维末端暴露于羊绒面料表面后，在外力的摩擦下相互缠结，这些缠结的绒毛将在羊绒面料表面上起球。易起静电的原因在于，羊毛纱线相较于其他合成纤维具有相对较为良好的吸湿性能，在低湿度条件下，静电会积集在羊绒表面，这些积集的静电不仅会使人在使用时候容易被电击，同时静电积累导致其极易吸附灰尘。由于羊绒纱线易起静电且极易起毛起球的特质，影响了羊绒纺织产品的优良使用效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线及其制备工艺，以解决现有羊绒纱线易起静电且极易起毛起球的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，包括以下步骤：
(1)和绒：将石墨烯复合纤维与羊绒纤维混合、铺层打2～3遍后，加入和毛剂，再次铺层打1～2遍，进行闷毛处理15～20h，形成混纺纤维；其中，石墨烯混合纤维的加入量为羊绒纤维质量的0.8～1.5％；
(2)梳绒出条：将混纺纤维在梳绒机梳理成单纤维状态，并加入石墨烯导电长丝进行混条，得到制条；其中，石墨烯导电长丝的加入量是混纺纤维的总质量的1～1.5％；
(3)精梳：依次进行混条梳理、精梳、复精梳、四道针梳和五道针梳工序；
(4)前纺工序：依次进行六道针梳、七道针梳、八道针梳和九道针梳后，再进行粗纱处理；
(5)后纺工序：依次进行细纱、络筒、倒纱、热洗、脱水烘干、并线和捻线工序，得到抗静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。
进一步地，步骤(1)中石墨烯复合纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)分别将氧化石墨烯和短切异形聚乙烯醇纤维进行超声清洗并烘干；
(ⅱ)将烘干的短切异形聚乙烯醇纤维于浓度为1～1.2wt％的聚丙烯酸钠溶液浸泡7～15h，经清洗后再次烘干；
(ⅲ)将烘干后的氧化石墨烯于浓度为1.5～2wt％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中浸泡2～4h后，经清洗后再次烘干；
(ⅳ)分别将再次烘干的短切异形聚乙烯醇纤维和氧化石墨烯加入到浓度为20～35g/mL的聚乙烯醇树脂溶液中，搅拌混合均匀后静置反应2～5h后，经烘干、造粒、抽丝成石墨烯复合纤维；
其中，短切异形聚乙烯醇纤维的加入量为10～15wt％，氧化石墨烯的加入量为35～50wt％。
进一步地，步骤(1)中石墨烯复合纤维的细度为1～15mm，长度为40～70mm，且石墨烯复合纤维的细度与羊绒纤维平均细度的比值为1.1～1.2:1。
进一步地，步骤(1)中和毛剂包括和毛油FX-905和抗静电剂FX-AS301。
进一步地，步骤(2)中梳绒出条处理的控制参数为：锡林与工作辊的速比为280/2～150/2，锡林与道夫的速比为320/17～280/12，喂毛量为300～320g，喂毛周期为35～42％，出条速度在15～20m/min。
进一步地，步骤(4)精梳步骤中粗纱处理的控制参数为：出捻度在6575T/M、捻向为Z。
进一步地，步骤(4)中细纱处理的控制参数为：纺纱支数为22Nm，细纱时牵伸倍数为1.25～1.27，细纱支数为27.3Nm～27.8Nm，单纱捻度为695～725T/M之间，捻向Z，锭速为7000～7300rpm。
本发明还提供防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺制得的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。
进一步地，所述防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线中石墨烯复合纤维和石墨烯导电长丝的加入量小于羊绒石墨烯混纺纱线总质量的0.8～2.5％。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用石墨烯复合纤维为石墨烯和聚乙烯醇纤维进行复合，聚乙烯醇纤维具有强度高、抗酸碱的效果，并且其多羟基强极性结合很好与石墨烯进行结合。并且本发明采用的聚乙烯醇纤维为异形纤维，其强度高、异形度大且异形保持度好，相较于圆形纤维，有更大的比表面积，增加纤维与石墨烯的界面粘结力，从而能提高石墨烯复合纤维与羊绒纤维的抱和力。此外，本发明实现了石墨烯与聚乙烯醇纤维在聚乙烯醇树脂内良好分散，形成独特的三维网络结构，避免了石墨烯在聚乙烯醇树脂中的团聚及分散不均，提高石墨烯复合纤维的结合强度。这样石墨烯均匀分散在形成的三维网络结构中，形成导电网络，即使经过长时间使用和水洗仍能保持导电率不衰减，具有很好的耐用性。
2、在本发明的石墨烯复合纤维中，聚乙烯醇树脂具有很好的亲水性，能更好吸收空气中的水分，并在纤维表面形成连续的吸水膜，这种吸水膜可以减少经整理后的羊绒纱线表面电荷的积累，氧化石墨烯同样较一般石墨烯具更好的亲水性，通过增加石墨烯复合纤维的亲水性能明显提高羊绒纱线的抗静电效果。
3、本发明的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线通过石墨烯复合纤维和石墨烯导电长丝与羊毛纤维进行混纺，既能有效提高石墨烯复合纤维与羊绒纤维的抱合力，还能具有抗静电抗起球的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，包括以下步骤：
(1)和绒：将石墨烯复合纤维与羊绒纤维混合、铺层打2～3遍后，加入和毛剂，再次铺层打1～2遍，进行闷毛处理15h，形成混纺纤维；其中，石墨烯混合纤维的加入量为羊绒纤维质量的0.8％；
其中，石墨烯复合纤维的细度为1mm，长度为40mm，且石墨烯复合纤维的细度与羊绒纤维平均细度的比值为1.1:1；中和毛剂包括和毛油FX-905和抗静电剂FX-AS301。
(2)梳绒出条：将混纺纤维在梳绒机梳理成单纤维状态，并加入石墨烯导电长丝进行混条，得到制条；其中，石墨烯导电长丝的加入量是混纺纤维的总质量的1％；其中，梳绒出条处理的控制参数为：锡林与工作辊的速比为280/2，锡林与道夫的速比为320/17，喂毛量为300g，喂毛周期为35％，出条速度在15m/min。
(3)精梳：依次进行混条梳理、精梳、复精梳、四道针梳和五道针梳工序；
(4)前纺工序：依次进行六道针梳、七道针梳、八道针梳和九道针梳后，再进行粗纱处理；其中，粗纱处理的控制参数为：出捻度在65T/M、捻向为Z。
(5)后纺工序：依次进行细纱、络筒、倒纱、热洗、脱水烘干、并线和捻线工序，得到抗静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。其中，细纱处理的控制参数为：纺纱支数为22Nm，细纱时牵伸倍数为1.25，细纱支数为27.3Nm，单纱捻度为695T/M之间，捻向Z，锭速为7000rpm。
其中，步骤(1)中石墨烯复合纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)分别将氧化石墨烯和短切异形聚乙烯醇纤维进行超声清洗并烘干；
(ⅱ)将烘干的短切异形聚乙烯醇纤维于浓度为1wt％的聚丙烯酸钠溶液浸泡7h，经清洗后再次烘干；
(ⅲ)将烘干后的氧化石墨烯于浓度为1.5wt％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中浸泡2h后，经清洗后再次烘干；
(ⅳ)分别将再次烘干的短切异形聚乙烯醇纤维和氧化石墨烯加入到浓度为20g/mL的聚乙烯醇树脂溶液中，搅拌混合均匀后静置反应2h后，经烘干、造粒、抽丝成石墨烯复合纤维；
其中，短切异形聚乙烯醇纤维的加入量为10wt％，氧化石墨烯的加入量为35wt％。
实施例2：
本实施例的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，包括以下步骤：
(1)和绒：将石墨烯复合纤维与羊绒纤维混合、铺层打2～3遍后，加入和毛剂，再次铺层打1～2遍，进行闷毛处理18h，形成混纺纤维；其中，石墨烯混合纤维的加入量为羊绒纤维质量的1.1％；
其中，石墨烯复合纤维的细度为7mm，长度为55mm，且石墨烯复合纤维的细度与羊绒纤维平均细度的比值为1.2:1；中和毛剂包括和毛油FX-905和抗静电剂FX-AS301。
(2)梳绒出条：将混纺纤维在梳绒机梳理成单纤维状态，并加入石墨烯导电长丝进行混条，得到制条；其中，石墨烯导电长丝的加入量是混纺纤维的总质量的1～1.5％；其中，梳绒出条处理的控制参数为：锡林与工作辊的速比为200/2，锡林与道夫的速比为310/15，喂毛量为310g，喂毛周期为37％，出条速度在17m/min。
(3)精梳：依次进行混条梳理、精梳、复精梳、四道针梳和五道针梳工序；
(4)前纺工序：依次进行六道针梳、七道针梳、八道针梳和九道针梳后，再进行粗纱处理；其中，粗纱处理的控制参数为：出捻度在70T/M、捻向为Z。
(5)后纺工序：依次进行细纱、络筒、倒纱、热洗、脱水烘干、并线和捻线工序，得到抗静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。其中，细纱处理的控制参数为：纺纱支数为22Nm，细纱时牵伸倍数为～1.26，细纱支数为～27.5Nm，单纱捻度为715T/M之间，捻向“Z"，锭速为7150rpm。
其中，步骤(1)中石墨烯复合纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)分别将氧化石墨烯和短切异形聚乙烯醇纤维进行超声清洗并烘干；
(ⅱ)将烘干的短切异形聚乙烯醇纤维于浓度为1.1wt％的聚丙烯酸钠溶液浸泡12h，经清洗后再次烘干；
(ⅲ)将烘干后的氧化石墨烯于浓度为1.7wt％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中浸泡3h后，经清洗后再次烘干；
(ⅳ)分别将再次烘干的短切异形聚乙烯醇纤维和氧化石墨烯加入到浓度为27g/mL的聚乙烯醇树脂溶液中，搅拌混合均匀后静置反应3.5h后，经烘干、造粒、抽丝成石墨烯复合纤维；
其中，短切异形聚乙烯醇纤维的加入量为12wt％，氧化石墨烯的加入量为42wt％。
实施例3：
本实施例的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，包括以下步骤：
(1)和绒：将石墨烯复合纤维与羊绒纤维混合、铺层打2～3遍后，加入和毛剂，再次铺层打1～2遍，进行闷毛处理20h，形成混纺纤维；其中，石墨烯混合纤维的加入量为羊绒纤维质量的1.5％；
其中，石墨烯复合纤维的细度为15mm，长度为70mm，且石墨烯复合纤维的细度与羊绒纤维平均细度的比值为1.2:1；中和毛剂包括和毛油FX-905和抗静电剂FX-AS301。
(2)梳绒出条：将混纺纤维在梳绒机梳理成单纤维状态，并加入石墨烯导电长丝进行混条，得到制条；其中，石墨烯导电长丝的加入量是混纺纤维的总质量的1.5％；其中，梳绒出条处理的控制参数为：锡林与工作辊的速比为150/2，锡林与道夫的速比为280/12，喂毛量为320g，喂毛周期为42％，出条速度在20m/min。
(3)精梳：依次进行混条梳理、精梳、复精梳、四道针梳和五道针梳工序；
(4)前纺工序：依次进行六道针梳、七道针梳、八道针梳和九道针梳后，再进行粗纱处理；其中，粗纱处理的控制参数为：出捻度在75T/M、捻向为Z。
(5)后纺工序：依次进行细纱、络筒、倒纱、热洗、脱水烘干、并线和捻线工序，得到抗静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。其中，细纱处理的控制参数为：纺纱支数为22Nm，细纱时牵伸倍数为～1.27，细纱支数为～27.8Nm，单纱捻度为725T/M之间，捻向Z，锭速为7300rpm。
其中，步骤(1)中石墨烯复合纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)分别将氧化石墨烯和短切异形聚乙烯醇纤维进行超声清洗并烘干；
(ⅱ)将烘干的短切异形聚乙烯醇纤维于浓度为1.2wt％的聚丙烯酸钠溶液浸泡15h，经清洗后再次烘干；
(ⅲ)将烘干后的氧化石墨烯于浓度为2wt％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中浸泡4h后，经清洗后再次烘干；
(ⅳ)分别将再次烘干的短切异形聚乙烯醇纤维和氧化石墨烯加入到浓度为35g/mL的聚乙烯醇树脂溶液中，搅拌混合均匀后静置反应5h后，经烘干、造粒、抽丝成石墨烯复合纤维；
其中，短切异形聚乙烯醇纤维的加入量为15wt％，氧化石墨烯的加入量为50wt％。
对实施例1-3制备的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线进行性能测试。
1、抗起毛起球性能测试，按照标准GB/T4802.3-2008《纺织品织物起毛起球性能的测定第3部分：起球箱法》进行测试，温度20℃，相对湿度65°。实施例1-3制备的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线起球性能的检测结果分别为2级、3级、2级。
2、抗静电效果测试，按照标准GBT 12703-2008《纺织品静电性能的测试-静电压半衰期》进行测试，温度20℃，相对湿度35°。实施例1-3制备的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线半衰期的检测结果分别为0.52s、0.57s、0.61s。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)和绒：将石墨烯复合纤维与羊绒纤维混合、铺层打2～3遍后，加入和毛剂，再次铺层打1～2遍，进行闷毛处理15～20h，形成混纺纤维；其中，石墨烯混合纤维的加入量为羊绒纤维质量的0.8～1.5％；
(2)梳绒出条：将混纺纤维在梳绒机梳理成单纤维状态，并加入石墨烯导电长丝进行混条，得到制条；其中，石墨烯导电长丝的加入量是混纺纤维的总质量的1～1.5％；
(3)精梳：依次进行混条梳理、精梳、复精梳、四道针梳和五道针梳工序；
(4)前纺工序：依次进行六道针梳、七道针梳、八道针梳和九道针梳后，再进行粗纱处理；
(5)后纺工序：依次进行细纱、络筒、倒纱、热洗、脱水烘干、并线和捻线工序，得到抗静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线；
步骤(1)中石墨烯复合纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)分别将氧化石墨烯和短切异形聚乙烯醇纤维进行超声清洗并烘干；
(ⅱ)将烘干的短切异形聚乙烯醇纤维于浓度为1～1.2wt％的聚丙烯酸钠溶液浸泡7～15h，经清洗后再次烘干；
(ⅲ)将烘干后的氧化石墨烯于浓度为1.5～2wt％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中浸泡2～4h后，经清洗后再次烘干；
(ⅳ)分别将再次烘干的短切异形聚乙烯醇纤维和氧化石墨烯加入到浓度为20～35g/mL的聚乙烯醇树脂溶液中，搅拌混合均匀后静置反应2～5h后，经烘干、造粒、抽丝成石墨烯复合纤维；
其中，短切异形聚乙烯醇纤维的加入量为10～15wt％，氧化石墨烯的加入量为35～50wt％。
2.根据权利要求1所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中石墨烯复合纤维的细度为1～15mm，长度为40～70mm，且石墨烯复合纤维的细度与羊绒纤维平均细度的比值为1.1～1.2:1。
3.根据权利要求1所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中和毛剂包括和毛油FX-905和抗静电剂FX-AS301。
4.根据权利要求1所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中梳绒出条处理的控制参数为：锡林与工作辊的速比为280/2～150/2，锡林与道夫的速比为320/17～280/12，喂毛量为300～320g，喂毛周期为35％～42％，出条速度在15m/min～20m/min。
5.根据权利要求1所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，其特征在于，步骤(4)精梳步骤中粗纱处理的控制参数为：出捻度在65T/M～75T/M、捻向为Z。
6.根据权利要求1所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺，其特征在于，步骤(4)中细纱处理的控制参数为：纺纱支数为22Nm，细纱时牵伸倍数为1.25～1.27，细纱支数为27.3～27.8Nm，单纱捻度为695～725T/M之间，捻向Z，锭速为7000～7300rpm。
7.权利要求1-6任一项所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线的制备工艺制得的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线。
8.根据权利要求7所述的防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线，其特征在于，所述防静电抗起球的羊绒石墨烯混纺纱线中石墨烯复合纤维和石墨烯导电长丝的加入量小于羊绒石墨烯混纺纱线总质量的0.8～2.5％。
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