CN114481393A - 一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线及其纺纱方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及纱线加工的技术领域，具体公开了一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线及其纺纱方法。蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线包括以下重量份的原料：棉纤维45‑65份、蓄热纤维15‑30份、中空涤纶纤维5‑20份、莫代尔纤维10‑20份；其中，蓄热纤维为采用碳化钛、纳米氧化锌、PET聚酯母粒对聚酰胺母粒进行改性制得；其制备方法为：将棉纤维、蓄热纤维、中空涤纶纤维、莫代尔纤维分别经过清花后进行梳棉，形成梳棉条一、梳棉条二、梳棉条三、梳棉条四；将梳棉条三作为纱芯，将其他梳棉条与梳棉条三进行并条，经粗纱、细纱后形成混纺包芯双层结构纱线。本申请的纱线，通过原料之间的协同作用，具有提高保暖性能的优点。
Description
技术领域
本申请涉及纱线加工技术领域，尤其是涉及一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线及其纺纱方法。
背景技术
随着科学技术的不断发展，为满足人们不同需求的纺织品面料层出不穷，各种纺织面料在人们的日常生活中起着越来越重要的作用。
在东北等寒冷地区，由于气温较低，人们为了达到保暖的目的，通常需要穿许多件衣服。目前，为了加强衣服面料的保暖性能，一般是将面料加层、加厚、涂层，不仅造成面料厚重、透气性差，影响面料的质感和舒适性，而且保暖性能不佳。
发明内容
为了增强面料的保暖性能，本申请提供一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线及其纺纱方法。
第一方面，本申请提供一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，采用如下技术方案：一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其包括以下重量份的原料：棉纤维45-65份、蓄热纤维15-30份、中空涤纶纤维5-20份、莫代尔纤维10-20份；其中，蓄热纤维为采用碳化钛、纳米氧化锌、PET聚酯母粒对聚酰胺母粒进行改性制得。
通过采用上述技术方案，本申请的蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，通过原料之间的协同作用，不仅使面料保持良好的机械性能，而且还增强了保暖性能，通过蓄热纤维和中空涤纶纤维的协同作用，对制得的面料起到了双重保暖的作用，其中，光源照射10min，制得的面料温度升高了17-40.6℃，去掉光源10min后，面料的温度还保持在18.4-29.1℃，断裂强力为2.54-2.99N，断裂伸长率为25.3-28.2％。
棉纤维是基础原料，棉纤维手感柔软、吸湿透气，能够使制成的面料具有舒适、保暖的效果。蓄热纤维具有蓄热、保暖的作用，能够增强面料的保暖性能。蓄热纤维由碳化钛和纳米氧化锌对聚酰胺母粒进行改性制得，碳化钛具有高效吸收可见光，反射红外线的特性，当吸收太阳光后，通过热转换，可将热能储存在蓄热纤维中，从而起到蓄热、吸热的作用，应用到纱线的原料中，能够增强面料的保暖性能。
纳米氧化锌是属于远红外辐射材料，能够吸收太阳光发出的热量，在人们穿着衣服时，能够向人体辐射一定波长的远红外线，对人体起到保温的作用，还可进入皮下深层，具有扩张微血管、促进血液流动、改善新陈代谢等保健功效，从而进一步提高蓄热纤维的保暖功效。
中空涤纶纤维内部有明显的空腔，空腔内能够储存大量的空气，能够提高中空涤纶纤维的热阻和保暖性能，从而提高制成的面料的保暖性能。空腔能够降低中空涤纶纤维的密度，使其轻量化，使其具有轻质的特点。由于中空涤纶纤维的空腔的存在，提高了孔隙率、蓬松度和比表面积，改善了其热湿传递性能，使制成的面料具有吸湿透气、保暖的性能。莫代尔纤维具有良好的柔软性和吸湿性，与其他纤维进行混纺，能够使制成的面料具有舒适性。
作为优选：其包括以下重量份的原料：棉纤维50-60份、蓄热纤维18-26份、中空涤纶纤维8-18份、莫代尔纤维12-17份。
通过采用上述技术方案，对棉纤维、蓄热纤维、中空涤纶纤维、莫代尔纤维的重量配比进行优化，更有利于提高由上述纤维制成的面料的保暖性能。
作为优选：所述蓄热纤维采用以下方法制得：将碳化钛、PET聚酯母粒分别烘干后混合均匀，熔融，挤出造粒，得到蓄热母粒，将聚酰胺母粒烘干，并与蓄热母粒、纳米氧化锌混合均匀，熔融挤出，卷绕收集成束，得到蓄热纤维。
进一步的，所述蓄热纤维采用以下方法制得：将碳化钛、聚酯母粒分别放在60-80℃的温度下干燥2-3h，再进行混合，搅拌20-30min，在250-270℃的温度下熔融，挤出造粒，得到蓄热母粒；将聚酰胺母粒放在60-80℃的温度下干燥1-2h，并与蓄热母粒、纳米氧化锌混合，搅拌30-40min，在200-220℃的温度下熔融，挤出，卷绕收集成束，得到蓄热纤维；其中，碳化钛和聚酯母粒的重量配比为1：(8-10)。
通过采用上述技术方案，首先制得蓄热母粒，使碳化钛混合的更加均匀，然后蓄热母粒再与聚酰胺母粒、纳米氧化锌混合，制得蓄热纤维，能够使纳米氧化锌更好的发挥作用，更有利于提高制成面料的保暖性能。
作为优选：所述碳化钛的添加量为聚酰胺母粒的8-12％。
碳化钛的添加量过少，不能起到较优的保暖性能；碳化钛的添加量过多，会使蓄热纤维的机械性能受到影响，会降低强度，导致面料的实用性降低。通过采用上述技术方案，当碳化钛和聚酰胺母粒的重量配比在上述范围内，能够使蓄热纤维在保持良好的机械强度的同时，还具有较优的保暖性能。
作为优选：所述纳米氧化锌的添加量为聚酰胺母粒的10-14％。
纳米氧化锌的添加量过少，不能起到较优的保暖性能；纳米氧化锌的添加量过多，由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大的特点，容易产生自身团聚，不能均匀的分散在蓄热纤维中，起不到较优的保暖性能。通过采用上述技术方案，当纳米氧化锌和聚酰胺母粒的重量配比在上述范围内时，能够使蓄热纤维表现出较优的保暖性能。
作为优选：所述纳米氧化锌在使用前采用以下方法对其进行预处理：将纳米氧化锌、聚丙烯酸放入水中，搅拌均匀，然后进行超声分散，过滤，洗涤固体物，并烘干，得到预处理后的纳米氧化锌。
进一步的，所述纳米氧化锌在使用前采用以下方法对其进行预处理：将纳米氧化锌、聚丙烯酸放入水中，搅拌20-30min，然后在300-350W的功率下超声分散10-20min，过滤，用水洗涤固体物3-5次，并在50-60℃的温度下干燥15-30min，得到预处理后的纳米氧化锌；其中，纳米氧化锌、聚丙烯酸、水的重量配比为(8-12)：(0.12-0.18)：(15-20)。
通过采用上述技术方案，将纳米氧化锌进行上述预处理，能够减少纳米氧化锌产生自身团聚，提高纳米氧化锌在蓄热纤维中的分散性。具体的，纳米氧化锌经过聚丙烯酸的处理后，聚丙烯酸带负电荷，容易与纳米氧化锌发生吸附，导致纳米氧化锌表面的负电荷增加，降低纳米氧化锌的等电点，从而提高纳米氧化锌的分散性。纳米氧化锌分散的更加均匀，有助于提高蓄热纤维的保暖性能。
第二方面，本申请提供一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线的纺纱方法，采用如下技术方案：
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线的纺纱方法，包括如下步骤：
S1：将棉纤维、蓄热纤维、中空涤纶纤维、莫代尔纤维分别经过清花后进行梳棉，形成梳棉条一、梳棉条二、梳棉条三、梳棉条四；
S2：将梳棉条三作为纱芯，将梳棉条一、梳棉条二、梳棉条四与梳棉条三进行并条，经粗纱、细纱后形成混纺包芯双层结构纱线。
作为优选：所述步骤S1中的梳棉条一、梳棉条二、梳棉条三、梳棉条四梳棉时的锡林转速分别为350-370r/min，步骤S2中的环境湿度为65-75％，粗纱捻系数为75，细纱捻系数为350。
通过采用上述技术方案，利用上述方法对蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线进行纺纱，将中空涤纶纤维作为包芯，形成双层结构，还添加有蓄热纤维，使纱线具有双重保暖的性能，纱线中加入了棉纤维和莫代尔纤维，也使制成的面料具有更好的舒适性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、由于本申请中采用碳化钛、纳米氧化锌、PET聚酯母粒对聚酰胺母粒进行改性制得蓄热纤维，增强了纱线的保温性能，增强了制得面料的保暖的功效，在光源照射10min，制得的面料温度可升高40.6℃，去掉光源10min后，面料的温度还保持在29.1℃。
2、本申请中优选采用中空涤纶纤维，将中空涤纶纤维作为包芯，使纱线具有双层结构，使纱线具有双重保暖的性能，从而增强了制得面料的保暖性能。
具体实施方式
以下结合具体内容对本申请作进一步详细说明。
原料
棉纤维选自荆州市天开石英科技有限公司；中空涤纶纤维选自绍兴喜能纺织科技有限公司；莫代尔纤维选自绍兴邦财纺织科技有限公司；碳化钛选自湖北东曹化学科技有限公司；PET聚酯母粒选自东莞市晟邦高分子材料有限公司；聚酰胺母粒选自济宁佰一化工有限公司；纳米氧化锌选自山东登诺新材料科技有限公司；聚丙烯酸选自济南盈鑫化工有限公司。
制备例
制备例1
一种蓄热纤维，其采用以下方法制备：
将2kg碳化钛、聚酯母粒分别放在70℃的温度下干燥2.5h，再进行混合，搅拌25min，在260℃的温度下熔融，挤出造粒，得到蓄热母粒；将25kg聚酰胺母粒放在70℃的温度下干燥1.5h，并与蓄热母粒、2.5kg纳米氧化锌混合，搅拌35min，在210℃的温度下熔融，挤出，卷绕收集成束，得到蓄热纤维；其中，碳化钛和聚酯母粒的重量配比为1:9。
制备例2
一种蓄热纤维，其与制备例1的区别之处在于，碳化钛的添加量为2.5kg，其余均与制备例1相同。
制备例3
一种蓄热纤维，其与制备例1的区别之处在于，碳化钛的添加量为3kg，其余均与制备例1相同。
制备例4
一种蓄热纤维，其与制备例1的区别之处在于，碳化钛的添加量为0.1kg，其余均与制备例1相同。
制备例5
一种蓄热纤维，其与制备例1的区别之处在于，碳化钛的添加量为10kg，其余均与制备例1相同。
制备例6
一种蓄热纤维，其与制备例2的区别之处在于，纳米氧化锌的添加量为3kg，其余均与制备例2相同。
制备例7
一种蓄热纤维，其与制备例2的区别之处在于，纳米氧化锌的添加量为3.5kg，其与均与制备例2相同。
制备例8
一种蓄热纤维，其与制备例6的区别之处在于，纳米氧化锌在使用前采用以下方法对其进行预处理：
将3kg纳米氧化锌、0.045kg聚丙烯酸放入5.1kg水中，搅拌25min，然后在325W的功率下超声分散15min，过滤，用水洗涤固体物4次，并在55℃的温度下干燥22min，得到预处理后的纳米氧化锌。
制备例9
一种蓄热纤维，其与制备例2的区别之处在于，纳米氧化锌的添加量为0.1kg，其余均与制备例2相同。
制备例10
一种蓄热纤维，其与制备例2的区别之处在于，纳米氧化锌的添加量为10kg，其余均与制备例2相同。
实施例
实施例1
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其原料配比见表1所示。
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线的纺纱方法，包括如下步骤：
S1：将棉纤维、由制备例1制备得到的蓄热纤维、中空涤纶纤维、莫代尔纤维分别经过清华后进行梳棉，形成梳棉条一、梳棉条二、梳棉条三、梳棉条四，其中，梳棉的锡林转速为360r/min；
S2：将梳棉条三作为纱芯，将梳棉条一、梳棉条二、梳棉条四与梳棉条三进行并条，经粗纱、细纱后形成混纺包芯双层结构纱线；其中，环境湿度为70％，粗纱捻系数为75，细纱捻系数为350。
实施例2-5
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例1的区别之处在于，纱线的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
表1实施例1-5纱线中各原料掺量(单位：kg)
| 原料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 棉纤维 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 |
| 蓄热纤维 | 15 | 18 | 20 | 26 | 30 |
| 中空涤纶纤维 | 5 | 8 | 15 | 18 | 20 |
| 莫代尔纤维 | 10 | 12 | 15 | 17 | 20 |
实施例6
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例5的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例2制备得到。
实施例7
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例5的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例3制备得到。
实施例8
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例5的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例4制备得到。
实施例9
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例5的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例5制备得到。
实施例10
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例6的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例6制备得到。
实施例11
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例6的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例7制备得到。
实施例12
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例6的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例8制备得到。
实施例13
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例6的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例9制备得到。
实施例14
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例6的区别之处在于，蓄热纤维的来源不同，其采用制备例10制备得到。
实施例15
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例1的区别之处在于，蓄热纤维的原料中未添加碳化钛。
实施例16
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例1的区别之处在于，蓄热纤维的原料中未添加纳米氧化锌。
对比例
对比例1
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例1的区别之处在于，用棉纤维等量替换中空涤纶纤维。
对比例2
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其和实施例1的区别之处在于，用棉纤维等量替换蓄热纤维。
对比例3
一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构，其和实施例1的区别之处在于，用棉纤维等量替换蓄热纤维、中空涤纶纤维、莫代尔纤维。
性能检测试验
利用实施例1-16和对比例1-3中的纱线依次制作成15cm×15cm且呈正方形的面料，且对面料进行下述性能检测：
保暖性能：依据BQEA036-2011《光吸收保温性试验方法》对面料进行保暖性能的检测，对面料照射10min，测量温度，然后去掉光源，测量10min之内的温度，检测结果如表2所示。
断裂强力、断裂伸长率：依据GB/T/3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》对面料进行断裂强力和断裂伸长率的检测，检测结果如表3所示。
表2检测结果
表3检测结果
| 项目 | 断裂强力(N) | 断裂伸长率(％) |
| 实施例1 | 2.99 | 28.2 |
| 实施例2 | 2.98 | 28.1 |
| 实施例3 | 2.99 | 28.1 |
| 实施例4 | 2.98 | 28.2 |
| 实施例5 | 2.98 | 28.1 |
| 实施例6 | 2.98 | 28.2 |
| 实施例7 | 2.99 | 28.2 |
| 实施例8 | 2.96 | 28.0 |
| 实施例9 | 2.54 | 25.3 |
| 实施例10 | 2.98 | 28.1 |
| 实施例11 | 2.98 | 28.2 |
| 实施例12 | 2.99 | 28.2 |
| 实施例13 | 2.97 | 28.1 |
| 实施例14 | 2.97 | 28.1 |
| 实施例15 | 2.96 | 28.0 |
| 实施例16 | 2.97 | 28.1 |
| 对比例1 | 2.95 | 28.1 |
| 对比例2 | 2.96 | 28.0 |
| 对比例3 | 2.96 | 28.0 |
结合表2和表3可以看出，本申请的蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，通过原料之间的协同作用，在保持面料良好的机械强度的同时，还增强了保暖性能，通过蓄热纤维和中空涤纶纤维的协同作用，对制得的面料起到了双重保暖的作用，其中，光源照射10min，制得的面料温度升高了17-40.6℃，去掉光源10min后，面料的温度还保持在18.4-29.1℃，断裂强力为2.54-2.99N，断裂伸长率为25.3-28.2％。
结合实施例1和对比例1-3可以看出，实施例1中的面料，在光源照射10min后的温度升高了27.9℃，去掉光源10min后，面料的温度保持在21.1℃，优于对比例1-3，表明实施例1中采用蓄热纤维和中空涤纶纤维共同作为纱线的原料更为合适，能够对面料起到双重保暖的作用，增强了面料的保暖性能。
结合实施例1-5可以看出，实施例5中的面料，在光源照射10min后的温度升高了34.6℃，去掉光源10min后，面料的温度保持在25.6℃，优于其他实施例，表明实施例5中的纱线中各原料的添加量更为合适，能过使面料表现出更优的保暖性能。
结合实施例5-9可以看出，实施例6中的面料，在光源照射10min后的温度升高了36℃，去掉光源10min后，面料的温度保持在27.5℃，断裂强力为2.98N，断裂伸长率为28.2％，优于其他实施例，表明实施例6中蓄热纤维原料中的碳化钛的添加量更为合适，能够在保持蓄热纤维良好的机械性能的同时，还表现出更优的保暖作用，从而增强制得的面料的保暖性能。
结合实施例10-14可以看出，实施例12中的面料，在光源照射10min后的温度升高了40.6℃，去掉光源10min后，面料的温度保持在29.1℃，优于其他实施例，表明实施例12中的纳米氧化锌的添加量更为合适，能够使蓄热纤维表现出更优的保暖作用，从而增强制得的面料的保暖性能。
结合实施例1和实施例15-16可以看出，实施例1中的面料，在光源照射10min后的温度升高了27.9℃，去掉光源10min后，面料的温度保持在21.1℃，优于其他实施例，表明蓄热纤维的原料中采用碳化钛和纳米氧化锌能够表现出更优的保暖作用，通过二者之间的协同作用，更增强了制得面料的保暖性能。
上述具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其特征在于：其包括以下重量份的原料：棉纤维45-65份、蓄热纤维15-30份、中空涤纶纤维5-20份、莫代尔纤维10-20份；其中，蓄热纤维为采用碳化钛、纳米氧化锌、PET聚酯母粒对聚酰胺母粒进行改性制得。
2.根据权利要求1所述的一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其特征在于：其包括以下重量份的原料：棉纤维50-60份、蓄热纤维18-26份、中空涤纶纤维8-18份、莫代尔纤维12-17份。
3.根据权利要求1所述的一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其特征在于：所述蓄热纤维采用以下方法制得：将碳化钛、PET聚酯母粒分别烘干后混合均匀，熔融，挤出造粒，得到蓄热母粒，将聚酰胺母粒烘干，并与蓄热母粒、纳米氧化锌混合均匀，熔融挤出，卷绕收集成束，得到蓄热纤维。
4.根据权利要求3所述的一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其特征在于：所述碳化钛的添加量为聚酰胺母粒的8-12%。
5.根据权利要求3所述的一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其特征在于：所述纳米氧化锌的添加量为聚酰胺母粒的10-14%。
6.根据权利要求3所述的一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线，其特征在于：所述纳米氧化锌在使用前采用以下方法对其进行预处理：将纳米氧化锌、聚丙烯酸放入水中，搅拌均匀，然后进行超声分散，过滤，洗涤固体物，并烘干，得到预处理后的纳米氧化锌。
7.一种如权利要求1-6任一所述的蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线的纺纱方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将棉纤维、蓄热纤维、中空涤纶纤维、莫代尔纤维分别经过清花后进行梳棉，形成梳棉条一、梳棉条二、梳棉条三、梳棉条四；
S2：将梳棉条三作为纱芯，将梳棉条一、梳棉条二、梳棉条四与梳棉条三进行并条，经粗纱、细纱后形成混纺包芯双层结构纱线。
8.根据权利要求7所述的一种蓄热发热纤维混纺包芯双层结构纱线的纺纱方法，其特征在于：所述步骤S1中的梳棉条一、梳棉条二、梳棉条三、梳棉条四梳棉时的锡林转速分别为350-370r/min，步骤S2中的环境湿度为65-75%，粗纱捻系数为75，细纱捻系数为350。
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2022
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