CN114622316B - 一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱及其制备方法，涉及包覆纱技术领域，本发明采用在弹力丝上先后包覆金属微丝和PLA生物基长丝的方式制得毛衫加工用功能包覆纱，其中通过金属微丝的添加来增强毛衫的抗静电性能，解决毛衫易产生静电的问题；通过PLA生物质材料的添加来提高毛衫的可降解性能，并且改善毛衫的亲肤性；通过羊毛纤维的添加来保证毛衫的保暖性，同时降低毛衫的加工成本。

Description

一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱及其制备方法
技术领域：
本发明涉及包覆纱技术领域，具体涉及一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱及其制备方法。
背景技术：
PLA长丝是一种来源于自然界中农作物的新型生物质材料，以富含淀粉的红薯、玉米等农作物为原料，经发酵得到乳酸，再经加工制备成聚乳酸纤维，具有来源丰富、成本低廉、生物相容性好、生物可降解等优点。起源于20世纪30年代，我国在21世纪初得以初步发展。过去聚乳酸工业应用局限在一些低端市场，近年来随着聚乳酸材料技术的创新突破以及各类聚乳酸的工业化，聚乳酸的力学性能、耐久性以及耐热性得以提升，因而聚乳酸在高性能、高附加值材料领域的应用前景被打开。
在生物质纤维大力推广阶段，将环保可降解PLA纤维引入功能性纱线或织物中，既能有效地推陈出新，也能更大程度地发掘生物质PLA纤维的发展空间。现有毛衫存在易变形、易起静电、对皮肤产生刺痒感等问题，本发明旨在通过聚乳酸生物基功能包覆纱的制备来解决上述问题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱及其制备方法，目的是改善羊毛纤维所存在的易变形、易起静电、对皮肤产生刺痒感的问题，并在减少羊毛纤维用量的条件下保证毛衫的保暖性。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
本发明提供了一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，包括芯纱和外包覆纱，所述芯纱为弹力丝，所述外包覆纱包括第一外包覆纱和第二外包覆纱，第一外包覆纱为金属微丝，第二外包覆纱为PLA生物基长丝。
所述第一外包覆纱与第二外包覆纱的卷绕方向相反。
所述包覆采用单层包覆的形式。
所述包覆纱中各组分的重量百分比为：
弹力丝 60-80％
金属微丝 1-5％
PLA生物基长丝 15-35％。
所述弹力丝为锦纶弹力丝或涤纶弹力丝。
所述金属微丝为不锈钢金属微丝，或者由不锈钢粉和导电金属粉制成的金属微丝。
所述金属微丝的直径为0.03-0.05mm。
所述PLA生物基长丝是由聚乳酸纤维和羊毛纤维混纺而成，聚乳酸纤维与羊毛纤维的重量比为(20-30):(70-80)。
本发明通过共混改性的方式将聚乳酸纤维和羊毛纤维进行混合，所得PLA生物基长丝不仅具有聚乳酸纤维和羊毛纤维固有的优良性能，还在服用性能、降解性能上得到了显著改善。
本发明在采用混纺工艺制备PLA生物基长丝时，由于聚乳酸纤维与羊毛纤维的极性、表面张力、结晶能力等相差甚大，因此存在共混相容性差的问题。如果聚乳酸纤维与羊毛纤维混合不均匀，那么将直接影响混纺所得PLA生物基长丝的表观质量和应用性能。对此，本发明还采用了以下技术方案来解决聚乳酸纤维与羊毛纤维共混相容性差的问题。
所述羊毛纤维在混纺前经过预处理，其处理方法为：采用聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液对羊毛纤维进行浸轧处理，浸渍时间为10-20min，带液率为70-80％，浸轧完成后烘干，水洗，再烘干。
所述聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液包含质量分数20-30％的聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]、5-8％的乳化剂，余量为水。
所述聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]是以2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯为单体在水溶性偶氮引发剂的作用下经乳液聚合法生成的树脂，平均聚合度为120-150。
所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
所述烘干温度不超过40℃。
聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]在羊毛纤维表面形成薄膜，该薄膜与聚乳酸纤维的亲和性好，能够改善羊毛纤维与聚乳酸纤维的共混相容性，并且不会影响羊毛纤维的保暖性。
(1)本发明采用芯纱和外包覆纱的结构形式，减少毛衫中羊毛的含量，降低毛衫的加工成本，进而降低毛衫的销售价格；
(2)本发明采用弹力丝作为芯纱，有效改善毛衫易变形的问题；
(3)本发明采用金属微丝作为第一外包覆纱，提高毛衫的导电性，解决人们穿着毛衫时不可避免的静电积累问题。
(4)本发明采用由聚乳酸纤维和羊毛纤维混纺而成的PLA生物基长丝作为第二外包覆纱，一方面能够保证毛衫的保暖性，另一方面通过聚乳酸纤维的添加来改善毛衫的亲肤性，减轻甚至避免皮肤敏感人群穿着毛衫时出现的皮肤不适症状。
本发明还提供了一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱的制备方法，空芯锭管上的外包覆纱从锭管上退绕并与芯纱一起穿过导纱钩向上运动，由于卷绕着外包覆纱的锭管与空心锭一起在锭带的传动下高速回转，带动卷绕在锭管上的外包覆纱一起回转，形成外包覆纱对芯纱的卷绕，得到包覆纱。
本发明的有益效果是：本发明采用在弹力丝上先后包覆金属微丝和PLA生物基长丝的方式制得毛衫加工用功能包覆纱，其中通过金属微丝的添加来增强毛衫的抗静电性能，解决毛衫易产生静电的问题；通过PLA生物质材料的添加来提高毛衫的可降解性能，并且改善毛衫的亲肤性；通过羊毛纤维的添加来保证毛衫的保暖性，同时降低毛衫的加工成本。
附图说明：
图1为本发明包覆纱的制备流程示意图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例中的金属微丝购自安平县尔尔丝网制品厂的316不锈钢金属微丝，直径为0.035mm；锦纶弹力丝购自嘉兴金旭新材料科技现有公司的70D锦纶弹力丝；涤纶弹力丝购自绍兴喜能纺织科技有限公司的75D涤纶弹力丝；聚乳酸纤维购自泉州斯马丁进出口贸易有限公司的5D聚乳酸短纤；羊毛纤维购自山东久绵纺织品有限公司。
以下实施例中的聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]的合成：向反应釜中加水，通氮气，再加入2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯，分散均匀后加入溶有偶氮二异丁基脒盐酸盐的水溶液，升温反应，出料，冷冻，解冻，过滤，干燥，得到聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]。
上述合成过程中的反应温度为60℃，反应时间为3h，冷冻温度为-10℃，冷冻时间为8h，解冻温度为20℃，2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯质量为25g，偶氮二异丁基脒盐酸盐质量为0.05g。
实施例1
1、按照专利CN201610827052.5的方法由聚乳酸纤维和羊毛纤维混纺制备PLA生物基长丝，聚乳酸纤维与羊毛纤维的重量比为20:80。
2、包覆纱中各组分的重量百分比为：
锦纶弹力丝 70％
金属微丝 3％
PLA生物基长丝 27％。
3、包覆纱的制备：空芯锭管上的外包覆纱从锭管上退绕并与芯纱一起穿过导纱钩向上运动，由于卷绕着外包覆纱的锭管与空心锭一起在锭带的传动下高速回转，带动卷绕在锭管上的外包覆纱一起回转，形成外包覆纱对芯纱的卷绕，得到包覆纱。其中，外包覆纱包括第一外包覆纱和第二外包覆纱，第一外包覆纱为金属微丝，第二外包覆纱为PLA生物基长丝，第一外包覆纱和第二外包覆纱均采用单层包覆的形式，并且第一外包覆纱与第二外包覆纱的卷绕方向相反；空心锭与锭管的转速为12000r/min。
实施例2
1、按照专利CN201610827052.5的方法由聚乳酸纤维和羊毛纤维混纺制备PLA生物基长丝，聚乳酸纤维与羊毛纤维的重量比为30:70。
2、包覆纱中各组分的重量百分比为：
锦纶弹力丝 65％
金属微丝 3％
PLA生物基长丝 32％。
3、包覆纱的制备：空芯锭管上的外包覆纱从锭管上退绕并与芯纱一起穿过导纱钩向上运动，由于卷绕着外包覆纱的锭管与空心锭一起在锭带的传动下高速回转，带动卷绕在锭管上的外包覆纱一起回转，形成外包覆纱对芯纱的卷绕，得到包覆纱。其中，外包覆纱包括第一外包覆纱和第二外包覆纱，第一外包覆纱为金属微丝，第二外包覆纱为PLA生物基长丝，第一外包覆纱和第二外包覆纱均采用单层包覆的形式，并且第一外包覆纱与第二外包覆纱的卷绕方向相反；空心锭与锭管的转速为12000r/min。
实施例3
1、按照专利CN201610827052.5的方法由聚乳酸纤维和羊毛纤维混纺制备PLA生物基长丝，聚乳酸纤维与羊毛纤维的重量比为25:75。
2、包覆纱中各组分的重量百分比为：
涤纶弹力丝 62％
金属微丝 3％
PLA生物基长丝 35％。
3、包覆纱的制备：空芯锭管上的外包覆纱从锭管上退绕并与芯纱一起穿过导纱钩向上运动，由于卷绕着外包覆纱的锭管与空心锭一起在锭带的传动下高速回转，带动卷绕在锭管上的外包覆纱一起回转，形成外包覆纱对芯纱的卷绕，得到包覆纱。其中，外包覆纱包括第一外包覆纱和第二外包覆纱，第一外包覆纱为金属微丝，第二外包覆纱为PLA生物基长丝，第一外包覆纱和第二外包覆纱均采用单层包覆的形式，并且第一外包覆纱与第二外包覆纱的卷绕方向相反；空心锭与锭管的转速为12000r/min。
实施例4
将实施例3中的羊毛纤维替换为经过预处理的羊毛纤维，得到实施例4，其余同实施例3。
羊毛纤维的预处理：采用聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液对羊毛纤维进行浸轧处理，浸渍时间为10min，带液率为80％，浸轧完成后在30℃下烘干，水洗，再在30℃下烘干。其中，聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液包含质量分数30％的聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]、8％的烷基酚聚氧乙烯醚OP-10，余量为水。
实施例5
将实施例3中的羊毛纤维替换为经过预处理的羊毛纤维，得到实施例5，其余同实施例3。
羊毛纤维的预处理：采用聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液对羊毛纤维进行浸轧处理，浸渍时间为20min，带液率为70％，浸轧完成后在30℃下烘干，水洗，再在30℃下烘干。其中，聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液包含质量分数20％的聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]、5％的烷基酚聚氧乙烯醚OP-10，余量为水。
测试上述实施例制备的包覆纱的断裂强力和断裂伸长率，测试标准GB/T3916-2013，测试数据见表1。
表1
断裂强力(cN) 断裂伸长率(％)
实施例1 254 269
实施例2 230 253
实施例3 212 248
实施例4 236 258
实施例5 242 260
采用上述实施例制备的包覆纱作为经、纬纱织造毛衫，经密251根/10cm，纬密226根/10cm，并测试毛衫的保暖性，测试标准GB/T 11048-2018，测试数据见表2。热阻值越大，保暖性越好。
表2
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：包括芯纱和外包覆纱，所述芯纱为弹力丝，所述外包覆纱包括第一外包覆纱和第二外包覆纱，第一外包覆纱为金属微丝，第二外包覆纱为PLA生物基长丝；
所述PLA生物基长丝是由聚乳酸纤维和羊毛纤维混纺而成，聚乳酸纤维与羊毛纤维的重量比为(20-30):(70-80)；
所述羊毛纤维在混纺前经过预处理，其处理方法为：采用聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液对羊毛纤维进行浸轧处理，浸渍时间为10-20min，带液率为70-80％，浸轧完成后烘干，水洗，再烘干；
所述聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]乳液包含质量分数20-30％的聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]、5-8％的乳化剂，余量为水；
所述聚[2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯]是以2-(三甲基硅甲基)烯丙基乙酸酯为单体在水溶性偶氮引发剂的作用下经乳液聚合法生成的树脂，平均聚合度为120-150。
2.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：所述第一外包覆纱与第二外包覆纱的卷绕方向相反。
3.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：所述包覆采用单层包覆的形式。
4.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：所述包覆纱中各组分的重量百分比为：
弹力丝 60-80％
金属微丝 1-5％
PLA生物基长丝 15-35％。
5.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：所述弹力丝为锦纶弹力丝或涤纶弹力丝。
6.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：所述金属微丝为不锈钢金属微丝，或者由不锈钢粉和导电金属粉制成的金属微丝。
7.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：所述金属微丝的直径为0.03-0.05mm。
8.根据权利要求1所述的毛衫用聚乳酸生物基功能包覆纱，其特征在于：其制备方法为：空芯锭管上的外包覆纱从锭管上退绕并与芯纱一起穿过导纱钩向上运动，由于卷绕着外包覆纱的锭管与空心锭一起在锭带的传动下高速回转，带动卷绕在锭管上的外包覆纱一起回转，形成外包覆纱对芯纱的卷绕，得到包覆纱。
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