CN115247307A - 一种透气混纺面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透气混纺面料的制备方法,属于面料生产技术领域,所述透气混纺面料由改性竹纤维、棉纤维和粘胶纤维经混纺、浆纱、退纱、编织和染整工序制备而成,竹纤维本身具有良好的透气性,但竹纤维的韧性和柔软性差,通过加入棉纤维和粘胶纤维进行混纺,能够提升面料的柔软性和吸湿性;在编织过程中,本发明选择透气性较优的纬编单面斜纹组织结构;改性竹纤维由竹纤维经碱处理、多巴胺处理和石墨烯接枝处理制备而得,其中,适度碱处理能够对竹纤维表面产生一定的腐蚀作用,在竹纤维表面产生凹凸不平的坑穴,在混纺后增加透气量,进而提高竹纤维的透气性;石墨烯和多巴胺均能够提升混纺面料的吸湿性,吸湿性的提高能够提高布料的透气性。

Description

一种透气混纺面料的制备方法
技术领域
本发明属于面料生产技术领域,具体地,涉及一种透气混纺面料的制备方法。
背景技术
人体自身的汗液能够以水蒸气的形式散发到外界以维持人体自身的舒适性,就需要面料具有优异的透气性,在所有的天然纤维中,竹纤维的透气性及吸湿放湿性最佳,被称为“会呼吸的生态纤维”,用它织成的纺织品被称为“第二皮肤”,在温度为36℃,相对湿度为100%的条件下,竹纤维的透气性比棉强3.5倍,但是,竹纤维具有韧性差和柔软性差的缺点,同时,竹纤维与其他纤维之间存在相容性差问题,制备出的混纺面料整体的强力、耐磨性和透气性较差,制备方法有待改进。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题,本发明的目的在于提供一种透气混纺面料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种透气混纺面料的制备方法,包括以下制备步骤:
S1、混纺工序:将改性竹纤维、棉纤维和粘胶纤维混纺处理,得混纺纱,混纺工艺包括清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序,其中,清棉工序采用多松、少打击工艺,开棉机打手速度为480转/分,成卷机打手速度为730转/分;梳棉工序中的张力牵伸倍数为1.2倍;粗纱工序中捻系数为60-65;络筒工序中的车速为1100米/分;
S2、浆纱和退纱工序:向混纺纱均分为经线和纬线,将经线通过浆纱机平行退绕的方式进行上浆,再以70-85℃条件下烘干,得浆纱,将浆纱浸入10-20g/L的氢氧化钠溶液中,在60-80℃条件下堆置6-12h,再经水洗干燥后得待织经线;
S3、编织和染整工序:将待织经线和纬线按照纬编单面斜纹组织的结构编织,再经过练漂、染色、印花和整理工序,得透气混纺面料。
上述制备过程中,步骤S1中,改性竹纤维为改性的竹纤维,竹纤维本身具有良好的透气性,但竹纤维的韧性和柔软性差,通过加入棉纤维和粘胶纤维进行混纺,能够提升面料的柔软性,提高混纺面料的适穿性;
步骤S2中,浆纱是在经纱上施加浆料以提高其可织性的工艺过程,可织性是指经纱在织机上能受经停片、综筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用而不致大量起毛甚至断新裂的性能,未上浆的单纱纤维互相跑合不牢表面毛羽较多,难以织制,经过混纺、浆纱和退纱处理后,提高了改性竹纤维和棉纤维、粘胶纤维的相容性;
步骤S3中,纬编单面斜纹组织织物的透气性要优于传统的平纹织物。
进一步地,所述改性竹纤维、棉纤维和粘胶纤维的质量比为5-8:2-3:1-2。
进一步地,所述改性竹纤维包括以下制备步骤:
A1、将竹纤维剪成长度为3-5mm的短纤维,用去离子水清洗,置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,将干燥后的竹纤维浸入质量分数为10%的氢氧化钠溶液中,搅拌30-50min,静置36-48h,抽滤,用去离子水将滤饼洗涤至pH为中性,置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,得碱处理竹纤维;
A2、将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水中,向中滴加1mol/L的氯化氢溶液,调节pH至8.5,得盐酸盐溶液,向盐酸盐溶液中加入多巴胺和碱处理竹纤维,室温下搅拌8-10h,抽滤,用去离子水洗涤滤饼,置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,得联合处理竹纤维;
A3、将石墨烯溶解在去离子水中,超声分散1h,向中加入联合处理竹纤维,搅拌2-3h,取出纤维置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,得改性竹纤维。
上述制备过程中,步骤A1中对竹纤维进行碱处理,碱处理常用作改性处理的预处理过程,适度碱处理可除去一定比例的半纤维素、木质素、果胶和蜡质,能够对竹纤维表面产生一定的腐蚀作用,在竹纤维表面产生凹凸不平的坑穴,在混纺后增加透气量,进而提高竹纤维的透气性;
步骤A2和A3中,竹纤维在碱处理的基础上接枝石墨烯,增强竹纤维的韧性,但是,仅仅依靠石墨烯与竹纤维之间形成的氢键,存在接枝不牢固的问题,所以利用多巴胺提高石墨烯和竹纤维的粘结性,多巴胺具有极强的稳定性和粘附能力,石墨烯和多巴胺均为亲水性物质,在竹纤维表面搭载多巴胺和石墨烯,能够提升混纺面料的吸湿性,吸湿性的提高能够在一定程度上提高布料的透气性。
进一步地,步骤A1中所述竹纤维和氢氧化钠溶液的用量比为40-100g:1000mL。
进一步地,步骤A2中所述三羟甲基氨基甲烷、去离子水、多巴胺和碱处理竹纤维的用量比为0.05-0.1mol:500mL:1-1.2g:20g。
进一步地,步骤A3中所述石墨烯、去离子水和联合处理竹纤维的用量比为20-100mg:500mL:20g。
本发明的有益效果:
本发明在利用改性竹纤维、棉纤维和粘胶纤维进行混纺,其中,改性竹纤维的制备过程主要包括三个部分:
首先,对竹纤维进行碱处理,得碱处理竹纤维,碱处理常用作改性处理的预处理过程,碱处理的作用主要表现在如下几个方面:首先,碱处理通过破坏竹纤维中纤维素链羟基中的氢键,将紧密堆积的结晶纤维素结构转变为无定形结构,碱处理可以增加竹纤维表面积与表面粗糙度,提高后续石墨烯与竹纤维的界面结合性;然后,适度碱处理可除去一定比例的半纤维素、木质素、果胶和蜡质,能够对竹纤维表面产生一定的腐蚀作用,在竹纤维表面产生凹凸不平的坑穴,在混纺后增加透气量,进而提高竹纤维的透气性;
然后,通过多巴胺处理碱处理竹纤维,得联合处理竹纤维,多巴胺具有极强的稳定性和粘附能力,多巴胺可以附着在任何固体材料表面且不易脱落,经过多巴胺和碱处理的竹纤维制备的联合处理竹纤维含有大量的氨基和羟基官能团,化学反应活性高,可以与后续的石墨烯形成π-π键,加强了石墨烯与竹纤维的相互作用力;同时,含有大量的氨基和羟基官能团的联合处理竹纤维在与棉纤维和粘胶纤维混纺时,有助于提升竹纤维和棉纤维、粘胶纤维的结合力,有助于提高制备的透气混纺面料的断裂强力和耐磨性;最后,多巴胺均为亲水性物质,在竹纤维表面搭载多巴胺,能够提升混纺面料的吸湿性,吸湿性的提高能够在一定程度上提高布料的透气性;
最后,在联合处理竹纤维表面接枝石墨烯,石墨烯作为一种二维纳米材料,具有优异的力学性能、丰富的含氧官能团和较大的比表面积,是一种理想增强材料,利用石墨烯对竹纤维进行改性,增强竹纤维的韧性,但是,仅仅依靠石墨烯与竹纤维之间形成的氢键,存在接枝不牢固的问题,所以利用多巴胺提高石墨烯和竹纤维的粘结性,同时,因为石墨烯带有丰富的含氧官能团,能够表现出亲水性,在竹纤维表面接枝石墨烯,能够提升混纺面料的吸湿性,吸湿性的提高能够在一定程度上提高布料的透气性。
本发明利用棉纤维和粘胶纤维与改性竹纤维进行混纺,竹纤维本身具有良好的透气性,但竹纤维的韧性和柔软性差,通过加入棉纤维和粘胶纤维进行混纺,能够提升面料的柔软性,提高混纺面料的适穿性,同时,粘胶纤维是易吸湿的亲水纤维,加入粘胶纤维能够提高混纺面料的吸湿性,吸湿性的提高能够在一定程度上提高布料的透气性,最后,在编织过程中,选择纬编单面斜纹组织的结构编织,纬编单面斜纹组织的透气性要优于传统的平纹织物。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备改性竹纤维:
A1、将40g竹纤维剪成长度为3mm的短纤维,用去离子水清洗,置于70℃条件下干燥24h至恒重,将干燥后的竹纤维浸入1000mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液中,搅拌30min,静置36h,抽滤,用去离子水将滤饼洗涤至pH为中性,置于70℃条件下干燥24h至恒重,得碱处理竹纤维;
A2、将0.05mol三羟甲基氨基甲烷溶于500mL去离子水中,向中滴加1mol/L的氯化氢溶液,调节pH至8.5,得盐酸盐溶液,向盐酸盐溶液中加入1g多巴胺和20g碱处理竹纤维,室温下搅拌8h,抽滤,用去离子水洗涤滤饼,置于70℃条件下干燥24h至恒重,得联合处理竹纤维;
A3、将20mg石墨烯溶解在500mL去离子水中,超声分散1h,向中加入20g联合处理竹纤维,搅拌2h,取出纤维置于70℃条件下干燥24h至恒重,得改性竹纤维。
实施例2
制备改性竹纤维:
A1、将100g竹纤维剪成长度为5mm的短纤维,用去离子水清洗,置于100℃条件下干燥24h至恒重,将干燥后的竹纤维浸入1000mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液中,搅拌50min,静置48h,抽滤,用去离子水将滤饼洗涤至pH为中性,置于100℃条件下干燥24h至恒重,得碱处理竹纤维;
A2、将0.1mol三羟甲基氨基甲烷溶于500mL去离子水中,向中滴加1mol/L的氯化氢溶液,调节pH至8.5,得盐酸盐溶液,向盐酸盐溶液中加入1.2g多巴胺和20g碱处理竹纤维,室温下搅拌10h,抽滤,用去离子水洗涤滤饼,置于100℃条件下干燥24h至恒重,得联合处理竹纤维;
A3、将100mg石墨烯溶解在500mL去离子水中,超声分散1h,向中加入20g联合处理竹纤维,搅拌3h,取出纤维置于100℃条件下干燥24h至恒重,得改性竹纤维。
实施例3
制备透气混纺面料:
S1、混纺工序:将500g实施例1制备的改性竹纤维、200g棉纤维和100g粘胶纤维混纺处理,得混纺纱,混纺工艺包括清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序,其中,清棉工序采用多松、少打击工艺,开棉机打手速度为480转/分,成卷机打手速度为730转/分;梳棉工序中的张力牵伸倍数为1.2倍;粗纱工序中捻系数为60;络筒工序中的车速为1100米/分;
S2、浆纱和退纱工序:向混纺纱均分为经线和纬线,将经线通过浆纱机平行退绕的方式进行上浆,再以70℃条件下烘干,得浆纱,将浆纱浸入10g/L的氢氧化钠溶液中,在60℃条件下堆置6h,再经水洗干燥后得待织经线;
S3、编织和染整工序:将待织经线和纬线按照纬编单面斜纹组织的结构编织,再经过练漂、染色、印花和整理工序,得透气混纺面料。
实施例4
制备透气混纺面料:
S1、混纺工序:将800g实施例2制备的改性竹纤维、300g棉纤维和200g粘胶纤维混纺处理,得混纺纱,混纺工艺包括清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序,其中,清棉工序采用多松、少打击工艺,开棉机打手速度为480转/分,成卷机打手速度为730转/分;梳棉工序中的张力牵伸倍数为1.2倍;粗纱工序中捻系数为65;络筒工序中的车速为1100米/分;
S2、浆纱和退纱工序:向混纺纱均分为经线和纬线,将经线通过浆纱机平行退绕的方式进行上浆,再以85℃条件下烘干,得浆纱,将浆纱浸入20g/L的氢氧化钠溶液中,在80℃条件下堆置12h,再经水洗干燥后得待织经线;
S3、编织和染整工序:将待织经线和纬线按照纬编单面斜纹组织的结构编织,再经过练漂、染色、印花和整理工序,得透气混纺面料。
对比例1
将实施例3的步骤S1中的棉纤维去除,其余原料及制备过程不变,最终制得透气混纺面料。
对比例2
将实施例3的步骤S1中的粘胶纤维去除,其余原料及制备过程不变,最终制得透气混纺面料。
对比例3
将实施例4的改性竹纤维制备过程中的步骤A1去除,即去除竹纤维的碱处理过程,其余原料及制备过程不变,最终制得透气混纺面料。
对比例4
将实施例4的改性竹纤维制备过程中的步骤A2去除,即去除竹纤维的多巴胺处理过程,其余原料及制备过程不变,最终制得透气混纺面料。
对比例5
将实施例4的改性竹纤维制备过程中的步骤A3去除,即去除竹纤维的石墨烯处理过程,其余原料及制备过程不变,最终制得透气混纺面料。
对比例6
将实施例4的改性竹纤维替换为竹纤维,其余原料及制备过程不变,最终制得透气混纺面料。
将实施例3-4和对比例1-6中制得的透气混纺面料进行织物性能检测,检测项目及标准如下所示:
透气性(mm/s):参照GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》进行测试;
透湿性(g/m2·h):参照GB/T12704.1-2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分:吸湿法》进行测试;
断裂强力(N):距面料边150mm以上,裁剪尺寸340mm×60mm的面料试样,以100mm/mi n的拉伸速度,将面料试样拉伸至断裂,记录断裂强力。
织物性能测试结果如表1和表2所示:
表1
实施例1 对比例1 对比例2
透气量 943.38 936.21 892.62
透湿率 285.67 279.18 252.02
断裂强力(经向) 682.5 665.2 661.5
断裂强力(纬向) 445.2 438.4 432.0
对比实施1和对比例1-2的各项数据可得:本发明中利用棉纤维和粘胶纤维与改性竹纤维混纺,有助于提升竹纤维的断裂强力,同时,粘胶纤维能够有助于提升混纺面料的透气性。
表2
Figure BDA0003820361000000091
对比实施2和对比例3-6的各项数据可得:本发明中竹纤维的碱处理过程对混纺面料的透气性具有显著提升,同时,多巴胺和石墨烯处理过程对混纺面料的透气性也具有一定影响,最后,石墨烯处理对于混纺面料的强力有显著提升。
在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种透气混纺面料的制备方法,其特征在于:包括以下制备步骤:
S1、混纺工序:将改性竹纤维、棉纤维和粘胶纤维混纺处理,得混纺纱,混纺工艺包括清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序;
S2、浆纱和退纱工序:向混纺纱均分为经线和纬线,将经线通过浆纱机平行退绕的方式进行上浆,再以70-85℃条件下烘干,得浆纱,将浆纱浸入10-20g/L的氢氧化钠溶液中,在60-80℃条件下堆置6-12h,再经水洗干燥后得待织经线;
S3、编织和染整工序:将待织经线和纬线按照纬编单面斜纹组织的结构编织,再经过练漂、染色、印花和整理工序,得透气混纺面料。
2.根据权利要求1所述的一种透气混纺面料的制备方法,其特征在于:所述改性竹纤维、棉纤维和粘胶纤维的质量比为5-8:2-3:1-2。
3.根据权利要求1所述的一种透气混纺面料的制备方法,其特征在于:所述改性竹纤维包括以下制备步骤:
A1、将竹纤维剪成长度为3-5mm的短纤维,用去离子水清洗,置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,将干燥后的竹纤维浸入质量分数为10%的氢氧化钠溶液中,搅拌30-50min,静置36-48h,抽滤,用去离子水将滤饼洗涤至pH为中性,置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,得碱处理竹纤维;
A2、将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水中,向中滴加1mol/L的氯化氢溶液,调节pH至8.5,得盐酸盐溶液,向盐酸盐溶液中加入多巴胺和碱处理竹纤维,室温下搅拌8-10h,抽滤,用去离子水洗涤滤饼,置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,得联合处理竹纤维;
A3、将石墨烯溶解在去离子水中,超声分散1h,向中加入联合处理竹纤维,搅拌2-3h,取出纤维置于70-100℃条件下干燥24h至恒重,得改性竹纤维。
4.根据权利要求3所述的一种透气混纺面料的制备方法,其特征在于:步骤A1中所述竹纤维和氢氧化钠溶液的用量比为40-100g:1000mL。
5.根据权利要求3所述的一种透气混纺面料的制备方法,其特征在于:步骤A2中所述三羟甲基氨基甲烷、去离子水、多巴胺和碱处理竹纤维的用量比为0.05-0.1mol:500mL:1-1.2g:20g。
6.根据权利要求3所述的一种透气混纺面料的制备方法,其特征在于:步骤A3中所述石墨烯、去离子水和联合处理竹纤维的用量比为20-100mg:500mL:20g。
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