CN113862873A - 一种多功能石墨烯/涤粘交织织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多功能石墨烯/涤粘交织织物及其制备方法，涉及纺织品技术领域。本发明提供的多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱和纬纱独立包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种；所述石墨烯/涤粘包芯纱以氨纶为芯纱，外包石墨烯长丝和涤粘混纺纱。本发明提供的多功能石墨烯/涤粘交织织物手感柔软，保暖性好，外观时尚而无刺痒感，具有良好的抗菌、远红外、负氧离子、抗紫外线和保暖等综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及纺织品技术领域，具体涉及一种多功能石墨烯/涤粘交织织物及其制备方法。
背景技术
石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。将石墨烯与纤维织物相结合制备石墨烯功能纺织品，包括石墨烯纤维、石墨烯抗菌织物、石墨烯抗静电织物等，赋予纺织品一些特殊的功能，意图打造更智能的服饰，满足不同需求的石墨烯功能纺织品，同时也拓宽石墨烯材料的下游应用领域。石墨烯纤维加入织物中，带来特殊功能性的同时，也会降低织物的触感和手感，需要与其他纤维进行混纺综合，增加特殊功能性的同时，使织物具有良好的触感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能石墨烯/涤粘交织织物及其制备方法，本发明提供的多功能石墨烯/涤粘交织织物手感柔软，保暖性好，外观时尚而无刺痒感，具有良好的抗菌、远红外、负氧离子、抗紫外线和保暖等综合性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种多功能石墨烯/涤粘交织织物，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱和纬纱独立包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种；
所述石墨烯/涤粘包芯纱以氨纶为芯纱，外包石墨烯长丝和涤粘混纺纱。
优选地，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱为石墨烯/涤粘包芯纱和石墨烯长丝；所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的纬纱为石墨烯/涤粘包芯纱和涤粘包氨纶包芯纱。
优选地，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物为双层组织结构。
优选地，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经密为37～38根/cm，纬密为26～27根/cm；幅宽为219～220cm；克重为490～495g/m。
优选地，所述石墨烯长丝为单层石墨烯复合纤维长丝。
优选地，所述涤粘混纺纱中粘胶和涤纶的质量比为35～40:60～65。
优选地，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的一面还具有绒毛。
本发明提供了上述技术方案所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的制备方法，包括以下步骤：
将经纱和纬纱进行织造，得到多功能石墨烯/涤粘交织织物。
优选地，织造后还包括：将所得坯布进行拉绒后整理。
本发明提供了一种多功能石墨烯/涤粘交织织物，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱和纬纱独立包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种；所述石墨烯/涤粘包芯纱以氨纶为芯纱，外包石墨烯长丝和涤粘混纺纱。本发明提供的多功能石墨烯/涤粘交织织物手感柔软，保暖性好，外观时尚而无刺痒感，具有良好的抗菌、远红外、负氧离子、抗紫外线和保暖等综合性能。
附图说明
图1为本发明多功能石墨烯/涤粘交织织物的纬向截面视图；
图1中，“○”为经纱，○里面的数字1～4标注的为表经，即100D/144F石墨烯DTY+32S/1T/R+70DPU的双股包芯纱，○里面的字母a、b标注的为里经，即150D/144F石墨烯DTY长丝；线条为纬纱，线条的数字1～4标注的为表纬，100D/144F石墨烯DTY+32S/1T/R+70DPU的双股包芯纱，线条的字母a、b标注的里纬，即21S/2T/R+40DPU双股包芯纱；图1组织的经向为2个循环，纬向为1个循环。
具体实施方式
本发明提供了一种多功能石墨烯/涤粘交织织物，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱和纬纱独立包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种；
所述石墨烯/涤粘包芯纱以氨纶为芯纱，外包石墨烯长丝和涤粘混纺纱。
在本发明中，所述石墨烯长丝优选为单层石墨烯复合纤维长丝。在本发明中，所述石墨烯长丝中单层石墨烯的质量含量优选为0.2～0.5％，更优选为0.3～0.4％。在本发明中，所述石墨烯长丝的制备方法优选包括：将石墨烯切片熔融，得到单层石墨烯；将所述单层石墨烯加入纤维长丝熔融液中，进行纺丝，产生石墨烯复合纤维长丝，并将纤维长丝进行假捻处理，得到石墨烯石墨烯长丝。在本发明中，所述纤维长丝的成分优选包括涤纶。
在本发明的具体实施例中，所述石墨烯长丝为杭州高烯科技有限公司提供的石墨烯DTY，规格为100D/144F石墨烯DTY或150D/144F石墨烯DTY。在本发明中，DTY(Drawtexturing yarn拉伸变形丝)也称为涤纶低弹丝，是在加弹机器上进行连续或同时拉伸、经过假捻器变形加工后的成品丝。
在本发明中，石墨烯具有独特的纳米级二维结构以及丰富的含氧官能团，通过吸附和氧化应激等作用，能够高效消杀病毒、细菌和螨虫，从而改善人体体表微环境，起到抗菌防霉、消毒消臭、抑制螨虫滋生等功能。而基于石墨烯优异的电学特性，本发明的石墨烯长丝能够传导利用环境中的电荷，能释放有效当量的空气负离子，具有净化空气、去除粉尘、消除静电、分解有害气体的功能，同时还能起到疗养保健、增加机体免疫力、调节神经机能、消除疲劳等作用。石墨烯具有极佳的导热性能和光吸收能力，可以高效地吸收环境中的光能和热能，迅速升温并发射4～16微米的远红外光，此波段的远红外线与人体发射的远红外波长相契合，能与体内细胞中的水分子产生有效共振，加速血液循环，促进新陈代谢，可迅速对人体加热保温，有效缓解疲劳、提高机体免疫力。另一方面，独特的共轭结构及二维片状形貌，能使石墨烯吸收290～400纳米波长范围的紫外线，实现高效的紫外线屏蔽，保护皮肤免受晒伤，降低皮肤癌发病风险。正因为抗病毒、抗菌抑菌、抑制螨虫、负离子发生、远红外发射、紫外线防护这六大功能性，本发明使用含有石墨烯的石墨烯长丝增加了织物的抗菌、远红外、负氧离子、抗紫外线和保暖等综合性能。
在本发明中，所述涤粘包氨纶包芯纱优选以氨纶为芯纱，外包涤粘混纺纱。在本发明中，所述涤粘混纺纱与氨纶的根数比优选为1～3:1，更优选为2:1。在本发明中，所述涤粘包氨纶包芯纱的制备方法优选包括：将涤粘混纺纱通过包芯工艺内包氨纶，进行加捻，得到涤粘包氨纶包芯纱。在本发明中，所述加捻的条件优选为，500T/M，S捻。
在本发明中，所述涤粘混纺纱中粘胶和涤纶的质量比优选为35～40:60～65。在本发明中，所述涤粘混纺纱的制备方法优选包括：将粘胶和涤纶依次进行并条、粗纱、细纱处理，得到涤粘混纺纱。
在本发明中，所述涤粘混纺纱的支数优选为20～23S，更优选为21～22S；所述氨纶的规格优选为35～45D，更优选为40～42D。
在本发明中，所述石墨烯/涤粘包芯纱以氨纶为芯纱，外包石墨烯长丝和涤粘混纺纱。在本发明中，所述石墨烯/涤粘包芯纱中氨纶的规格优选为65～75D，更优选为70D。在本发明中，所述石墨烯长丝的组成和制备方法与前文所述一致，这里不再赘述。在本发明中，所述涤粘混纺纱中粘胶和涤纶的质量比优选为35～40:60～65。在本发明中，所述涤粘混纺纱的制备方法优选包括：将粘胶和涤纶依次进行并条、粗纱、细纱处理，得到涤粘混纺纱。在本发明中，所述涤粘混纺纱的支数优选为30～35S，更优选为32S。
在本发明中，所述石墨烯/涤粘包芯纱和涤粘包氨纶包芯纱中采用不同规格的氨纶和涤粘混纺纱，能够为织物经纬向提供不同的弹力，增加织物的服用性能。
在本发明中，所述石墨烯/涤粘包芯纱中石墨烯长丝和涤粘混纺纱的根数比优选为1:1～1:2，更优选为1:1。
在本发明中，所述石墨烯/涤粘包芯纱的制备方法优选包括：将所述石墨烯长丝和涤粘混纺纱进行并纱处理，得到双股纱线；将所述双股纱线通过包芯工艺内包氨纶，进行加捻，得到石墨烯/涤粘包芯纱。在本发明中，所述双股纱线和氨纶的根数比优选为1～3:1，更优选为2:1。在本发明中，所述加捻的条件优选为730T/M，S捻。
在本发明中，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种，优选为石墨烯/涤粘包芯纱和石墨烯长丝。
在本发明中，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的纬纱包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种，优选为石墨烯/涤粘包芯纱和涤粘包氨纶包芯纱。
在本发明中，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经密优选为37～38根/cm，纬密优选为26～27根/cm；幅宽优选为219～220cm；克重优选为490～495g/m。
在本发明中，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物优选为双层组织结构。本发明采用双层组织结构，能够增加织物的厚度，从而增加织物的保暖性。
在本发明中，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的一面优选还具有绒毛。
本发明还提供了上述技术方案所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的制备方法，包括以下步骤：
将经纱和纬纱进行织造，得到多功能石墨烯/涤粘交织织物。
在本发明中，当所述多功能石墨烯/涤粘交织织物为双层组织结构时，所述织造优选包括：采用双层结构进行织造，表里比例为2:1。在本发明的具体实施例中，采用下接上双层组织，其中纬纱1、3为接结纱，使两层织物进行连接，织物表面形成2上2下的斜纹效果，里面形成平纹效果，具体结构如图1所示。在本发明的具体实施例中，所述织物的经纱排列是2A1B，即表：表：里，纬纱排列是1A1C1A，即表：里：表，其中A代表石墨烯/涤粘包芯纱，B代表石墨烯长丝，C代表涤粘包氨纶包芯纱。
在本发明中，所述织造后优选还包括：将所得坯布进行拉绒后整理。在本发明中，所述拉绒后整理优选在起毛拉绒机上进行；所述起毛拉绒机的车速优选为14～16m/min；所述拉绒后整理优选顺时针21～23次，逆时针17～19次，进行定型，再重复3～4次。本发明通过拉绒后整理使得坯布一侧产生绒毛，有纺羊毛的效果，触感舒适，增加织物的保暖性，同时还能够避免毛羽脱落。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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做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1
本实施例采用基础的织造技术。先制备规格为100D/144F石墨烯DTY和150D/144F石墨烯DTY，取100D/144F石墨烯加上32S的涤粘单纱再加1根70D的氨纶进行并纱工艺，再将并好的纱线进行加捻工艺，730T/M，S捻，制备石墨烯/涤粘包芯纱。取2根21S涤粘混纺纱加1根40D的氨纶进行并纱工艺，再将并好的纱线进行加捻工艺，500T/M，S捻，制备涤粘包氨纶包芯纱。经纱采用的是两种纱线，都含有石墨烯这种功能性纤维，A纱：石墨烯/涤粘包芯纱；B纱：150D/144F石墨烯DTY。纬纱采用的也是两种纱线，一种与经纱的相同为A纱，另一种是C纱：涤粘包氨纶包芯纱。
织物经向的密度采用经密为37.4根/cm，纬密为27根/cm，幅宽为219.3cm，克重为493.8g/m。
本实施例的工艺流程是：先制备规格为100D/144F石墨烯DTY和150D/144F石墨烯DTY，取100D/144F石墨烯DTY与32S涤粘纱进行并纱，再进行包芯工艺，加一根70D的氨纶形成包芯纱，得到所需的石墨烯/涤粘包芯纱，作为经纬纱线。取2根21S的涤粘纱进行并纱工序，再加一根40D的氨纶经过包芯工序得到涤粘包氨纶包芯纱，作为纬纱。织物经过整经工序后，在织机上投纬织造成面料。最后再经过拉绒后整理，使面料内侧产生绒毛，起到保暖作用，并且触感舒适。
石墨烯DTY制备：将石墨烯切片熔融产生的单层石墨烯复合纤维长丝(其中石墨烯质量含量为0.3％)进行假捻处理，得到石墨烯DTY。
涤粘混纺纱制备：将涤纶与粘胶按65/35的质量比，通过并条、粗纱、细纱工序得到所需规格涤粘混纺纱，将其作为经纱。
并纱：将所述石墨烯DTY与涤粘混纺纱通过并纱工艺制成双股线，为后续包芯工艺做准备。
包芯：将石墨烯DTY与涤粘混纺纱通过并纱所得双股线，通过包芯工艺内包70D氨纶纤维的方式获得所需石墨烯/涤粘包芯纱，将其作为经纬纱的其中一种纱线。将2根所述涤粘混纺纱，通过内包40D氨纶纤维的方式获得所需涤粘包氨纶包芯纱，将其作为纬纱的其中一种纱线。
织造：采用双层结构进行织造，织物结构图如图1所示，表里比例为2:1，经密为37.4根/cm，纬密为27根/cm，织造出含有石墨烯、涤纶、粘胶和氨纶的坯布。
拉绒后整理：对所述坯布内侧进行拉绒后整理，使得坯布内侧产生绒毛，触感舒适保暖。拉绒后整理工艺：起毛拉绒机车速控制在15m/min，顺时针22次，逆时针18次，进行定型，再重复3次，面料加厚，有纺羊毛的效果，增加面料的保暖性。
本发明通过石墨烯DTY的制备，得到具有特殊功能性的纤维，使最终的面料具有相应的综合功能性。经纱采用的是两种纱线，都含有石墨烯这种功能性纤维，A纱：100D/144F石墨烯DTY加上32S单股的涤粘混纺纱，包一根70D的氨纶，混纺形成包芯纱；B纱：150D/144F石墨烯DTY。纬纱采用的也是两种纱线，一种与经纱的相同为A纱，另一种是C纱：2根21S涤粘混纺纱加1根40D氨纶的包芯纱。其中石墨烯纤维具有具有抗菌、远红外、负氧离子、抗紫外线和保暖等综合性能，使面料具有这些相应的功能性。经纬纱都采用包芯纱，使面料就有一定的弹力，增加面料舒适性，并采用双层组织结构进行织造，织物结构图如图1所示，经纱排列是2A1B，即表：表：里，纬纱排列是1A1C1A，即表：里：表，使面料具有独特的花型，更有时尚元素。坯布经密为37～38根/cm，纬密为26～27根/cm，不同经纬纱线的搭配，织造出含有特殊功能性，再经过绒毛处理，使面料内侧产生毛羽，保暖且触感舒适的织物，满足市场的需求。该工艺所得织物具有手感柔软、保暖性好的优点，外观时尚而无刺痒感。
根据广东省微生物分许检测中心的检测，本发明制备的多功能石墨烯/涤粘交织织物的检验结果为：远红外发射率为0.89；远红外辐照温升为3.9；负离子发生量(个/cm3)为687，负离子发生量中等；防紫外线性能T(UVA)％平均值为0.06，UPF为＞50。根据GB/T30127-2013和GB/T 18830-2009的相关标准，该织物达到石墨烯含有特殊功能性的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱和纬纱独立包括石墨烯长丝、涤粘包氨纶包芯纱和石墨烯/涤粘包芯纱中的一种或几种；
所述石墨烯/涤粘包芯纱以氨纶为芯纱，外包石墨烯长丝和涤粘混纺纱。
2.根据权利要求1所述的多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经纱为石墨烯/涤粘包芯纱和石墨烯长丝；所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的纬纱为石墨烯/涤粘包芯纱和涤粘包氨纶包芯纱。
3.根据权利要求1或2所述的多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物为双层组织结构。
4.根据权利要求1或2所述的多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的经密为37～38根/cm，纬密为26～27根/cm；幅宽为219～220cm；克重为490～495g/m。
5.根据权利要求1或2所述的多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述石墨烯长丝为单层石墨烯复合纤维长丝。
6.根据权利要求1或2所述的多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述涤粘混纺纱中粘胶和涤纶的质量比为35～40:60～65。
7.根据权利要求1或2所述的多功能石墨烯/涤粘交织织物，其特征在于，所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的一面还具有绒毛。
8.权利要求1～7任一项所述多功能石墨烯/涤粘交织织物的制备方法，包括以下步骤：
将经纱和纬纱进行织造，得到多功能石墨烯/涤粘交织织物。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，织造后还包括：将所得坯布进行拉绒后整理。
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