防滑袜生产工艺及其聚乳酸复合纤维的加工工艺的制作方法

本发明涉及复合纤维的生产工艺技术领域，更具体地说，它涉及一种防滑袜生产工艺及其聚乳酸复合纤维的加工工艺。

背景技术：

聚乳酸纤维是一种以玉米、薯类淀粉为原料，经发酵、提纯等一系列加工而成的生物基化学纤维，由于聚乳酸纤维具有诸多的优越性，它环保可生物降解、排汗、而且还有极强的抑菌功能，不但亲肤性佳，其制品也非常爽滑，用超细聚乳酸纤维生产仿丝绸类服饰，效果极佳，它有丝绸般的肤感，确极好打理，穿着的服饰不易起皱。

公开号为CN204198980U的中国专利公开了一种聚乳酸纤维袜子，包括袜身和罗口，袜身和罗口采用纱线通过针织形成，纱线为100％纯聚乳酸纤维色纱纱线或聚乳酸纤维与彩棉或有色黏胶纤维的混纺纱线，聚乳酸纤维色纱采用本色，不经染色直接针织成袜子；或所述的黏胶纤维为黑色，聚乳酸纤维采用本色，经混纺后形成麻灰色纱线；或所述的聚乳酸纤维和彩棉均为本色，经混纺后形成彩灰色纱线。

通过采用聚乳酸短纤维与有色黏胶或彩棉纤维混纺的方式，保留了聚乳酸纤维的优点和有色黏胶或彩棉纤维的优点，使得袜子具有抑菌透气柔软，强度好，弹性好等优点，但是若用聚乳酸长丝制成的袜子太过光滑，穿着有脚底打滑的感觉，在行走时容易导致鞋子脱出脚掌，从而影响使用者的体验性能，此瓶颈多年来一直制约着聚乳酸纤维在织袜行业的应用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的其一目的在于提供一种收缩效果好、便于对其加工的聚乳酸复合纤维的加工工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种聚乳酸复合纤维的加工工艺，包括以下步骤：

S1、原料的制备：以淀粉为原料，再加入纳米级竹炭母粒和纳米级染色母粒，经发酵、提纯、缩聚、熔融纺丝、烘干制成聚乳酸HOY纤维；

S2、拉伸加工：将步骤S1所得的其中一束聚乳酸纤维经拉伸得到具有高取向度和中等结晶度的全拉伸丝纤维a，将另一束聚乳酸纤维经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和牵伸丝之间的预取向丝纤维b；

S3、合股：将步骤S2所得的全拉伸丝纤维a经握持器(6)输出且卷绕于输出罗拉(5)上和预取向丝纤维b合股，再通过空气变形喷嘴(7)加网制成聚乳酸复合纤维；

S4、纤维收集处理：将步骤S3所得的聚乳酸复合纤维缠绕于水雾箱(8)下部的导丝棒(9)上进行加湿处理，再进入空气变形喷嘴(7)进行空气变形处理，制得后的变形丝束经热箱(11)进行恒温梳理，再经定型热箱(12)定性处理，最后经第二握丝器(13)将定型后的聚乳酸复合纤维缠绕于丝筒(14)上。

如此设置，聚乳酸纤维是一种以玉米、薯类淀粉为原料，经发酵、提纯等一系列加工而成的生物基化学纤维，它有诸多的优越性，如环保、可生物降解、排汗、亲肤而且还有极强的抑菌功能；将聚乳酸纤维进行常温清洗后将表面的杂质进行清洗以及适合制造相应布料或面料的柔软度，提高使用时的舒适度；之后对将水洗后的聚乳酸纤维进行晾干处理，使染色后的聚乳酸纤维具有良好的稳定性能；通过将其中一束聚乳酸纤维经拉伸，得到具有高取向度和中等结晶度的全拉伸丝纤维a；将另一束聚乳酸纤维卷绕于输出罗拉上经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和牵伸丝之间的预取向丝纤维b，将全拉伸丝纤维a和预取向丝纤维b并股，制成聚乳酸复合纤维，再通过空气变形喷嘴加网制成聚乳酸复合纤维；最后经热处理定型后的聚乳酸复合纤维缠绕于纸管上形成丝筒；具有聚乳酸纤维抑菌排汗的功能，而且感觉清爽，富有弹性，同时在聚乳酸复合纤维的表层形成有绒面，提高触摸时的舒适度。

进一步设置：步骤S2中将聚乳酸HOY纤维通过导丝器(1)进入喂入罗拉(2)与橡胶压辊(3)之间，再绕卷于线速度大于喂入罗拉(2)线速度的拉伸盘(4)上进行第一次拉伸，其次将第一次拉伸后的聚乳酸纤维绕卷于线速度大于拉伸盘(4)线速度的输出罗拉(5)上进行再次拉伸，得到所述全拉伸丝纤维a，所述全拉伸丝纤维a再与所述预取向丝纤维b进行步骤S3的合股工序。

如此设置，通过将其中一束聚乳酸纤维经导丝器进入喂入罗拉与橡胶压辊之间，且温度控制在80℃～130℃之间，再绕卷于线速度大于喂入罗拉线速度的拉伸盘上进行拉伸，随后再拉伸后的聚乳酸纤维绕卷于线速度大于拉伸盘线速度的输出罗拉上进行再次拉伸，温度控制在80℃～110℃之间，且拉伸速度500m/min～700m/min，得到具有高取向度和中等结晶度的全拉伸丝纤维a；将另一束聚乳酸纤维卷绕于输出罗拉上经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和牵伸丝之间的预取向丝纤维b，将全拉伸丝纤维a和预取向丝纤维b并股，制成聚乳酸复合纤维，再通过空气变形喷嘴加网制成聚乳酸复合纤维。

进一步设置：将步骤S2中的原料烘干粒子加入竹炭母粒，通过螺杆挤出机熔融，从第一喷丝板挤出、经冷却生成聚乳酸竹炭纤维，然后向下经喂入至拉伸辊一(21)上，并顺两所述拉伸辊一(21)形成的拉伸辊组一(22)上缠绕数圈，再拉送至由两个线速度大于拉伸辊组一(22)线速度的拉伸辊二(23)形成的拉伸辊组二(24)上缠绕数圈，使聚乳酸纤维在拉伸辊组一(22)与拉伸辊组二(24)之间进行拉伸制得所述全拉伸丝纤维a；从第二喷丝板挤出的另一束聚乳酸纤维在拉伸辊组二(24)缠绕数圈，经拉伸辊组二(24)的高速拉伸下进行拉伸制得所述预取向纤维b，并在拉伸辊组二(24)上与所述全拉伸丝纤维a进行步骤S3的合股工序。

如此设置，先通过第一喷丝板将纤维从喷丝孔挤出，喷丝孔可设置为一字型、三叶形、十字形、W形、V形、H形、S形、C形等，可使纤维挤出后形成一字型、三叶形、十字形、W形、花生并列形双组份以及如V形、H形、S形、C形等异形截面；再通过拉伸辊组二的线速度(在3900～4500m/min)大于拉伸辊组一的线速度(在2600～3000m/min)，故聚乳酸纤维在拉伸辊组一与另一组拉伸辊组二之间被再次拉长(二次拉伸)、拉细，生成FDY纤维；拉伸后的FDY纤维取向结晶度均由较大的提高，沸水收缩率明显下降；从第二(与第一喷丝板相邻)喷丝板挤出的另一束聚乳酸纤维，在拉伸辊组二绕数圈，经拉伸辊组二的高速拉伸(喷丝头拉伸，也称一次拉伸)纤维被拉细拉长，制得全拉伸丝纤维a，并同在拉伸辊组二上与完成二次拉伸任务的预取向纤维a合股，共同进入网络器加网，再将合股后的纤维(a、b两种纤维)经过网络器打网，制成聚乳酸复合纤维；

本发明的另一目的在于提供一种易于实施、工艺流程简单的防滑袜生产工艺。

一种防滑袜生产工艺，包括以下步骤：

1)袜子织造：将权利要求上述任意一项所得的聚乳酸复合纤维，从丝筒抽出使用一束沸水收缩率≤1％的聚乳酸纤维与一束沸水收缩率8-10％之间的聚乳酸纤维通过织袜机编织、缝合制成袜体；

2)定型处理：将步骤1)所得的袜体通过袜子定型机通过80-130℃的蒸汽下进行热处理，经30-60min后得到聚乳酸复合纤维袜样；

3)修剪处理：将步骤2)中的袜样进行裁剪修边处理，得到成品；

4)检验包装：将步骤3)得的成品进行人工检测，检测合格后包装入库。

如此设置，经加工后得到的聚乳酸复合纤维，对其进行定型热处理，将所得的聚乳酸复合纤维袜体通过80-130℃的蒸汽下进行热处理，在该温度范围内经蒸汽热处理后，对聚乳酸复合纤维进行基本的定型处理；使取向度低、收缩大的预取向丝纤维b缩短，而取向高的全拉伸丝纤维a由于结晶度高，基本没有收缩，因此收缩大的纤维会形成骨架，收缩小的纤维会高出骨架形成褶皱，即绒毛面；而沸水收缩率较小的经过蒸汽定型的低收缩纤维，使单根纤维截面形状起到防滑效果的异形截面纤维，同时在该范围内不会影响聚乳酸复合纤维的脆化或损坏，其聚乳酸复合纤维的表面会高出纤维骨架的绒面，通过上述步骤得到的袜子其表面达到增加摩擦力的作用，具有良好的防滑性能，解决了袜子打滑的问题，同时还发挥了聚乳酸纤维抑菌排汗的功能，而且感觉清爽，富有弹性，提高使用者的使用舒适性。

进一步设置：步骤2)定型处理中蒸汽温度为90-130℃，且定型30-60min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜样。

进一步设置：步骤2)定型处理中蒸汽温度为100-130℃，且定型30-60min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜样。

进一步设置：步骤2)定型处理中蒸汽温度为110℃，且定型30-60min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜样。

如此设置，在该温度范围内经蒸汽热处理后，对聚乳酸复合纤维进行基本的定型处理，使取向度低、收缩大的预取向丝纤维b缩短，而取向高的全拉伸丝纤维a由于结晶度高，基本没有收缩，因此收缩大的纤维会形成骨架，收缩小的纤维会高出骨架形成褶皱，即绒毛面，同时在该范围内不会影响聚乳酸复合纤维的脆化或损坏，且在110℃时的热处理定型效果最佳。

通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比：将其中一束聚乳酸纤维加工制成具有高取向度和中等结晶度的全拉伸丝纤维a和另一束聚乳酸纤维经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和牵伸丝之间的预取向丝纤维b合股，再通过蒸汽加热定型处理，使取向度低、收缩大的预取向丝纤维b缩短，而取向高的全拉伸丝纤维a由于结晶度高，基本没有收缩，因此收缩大的纤维会形成骨架，收缩小的纤维会高出骨架形成褶皱，即绒毛面，制得聚乳酸复合纤维；聚乳酸纤维抑菌排汗的功能，而且感觉清爽，富有弹性，同时在聚乳酸复合纤维的表层形成有绒面，提高触摸时的舒适度；通过将制得的聚乳酸复合纤维通过编织机制成相应的衣物或者袜子，使其具有良好的生物降解性、排汗、亲肤、而且还有极强的抑菌功能，同时制得的袜子因为表面具有如同一圈一圈的高出袜子表面形成绒毛的效果，增加袜子与鞋子之间的摩擦力，提高防滑度，同时保证内部与脚部的良好的接触度，极大的增加袜子的适用性能。

附图说明

图1为聚乳酸复合纤维的加工工艺中纱线制造的流程图；

图2为聚乳酸复合纤维加工工艺中另一种纱线制造方式的流程图。

图中：1、导丝器；2、喂入罗拉；3、橡胶压辊；4、拉伸盘；5、输出罗拉；6、握持器；7、空气变形喷嘴；8、水雾箱；9、导丝棒；11、热箱；12、定型热箱；13、第二握丝器；14、丝筒；21、拉伸辊一；22、拉伸辊组一；23、拉伸辊二；24、拉伸辊组二；25、网络器。

具体实施方式

以下为防滑袜生产工艺及其聚乳酸复合纤维的加工工艺做进一步说明。

实施例1：一种聚乳酸复合纤维的加工工艺，包括以下步骤：

S1、原料的制备：以玉米、小麦、甜菜中的一种淀粉为原料，再加入纳米级竹炭母粒和纳米级染色母粒，使纤维的表面形状会形成类似木炭一样的不规则多孔结构形状，有效增加了纤维的摩擦力作用；经发酵生成乳酸后，再对聚乳酸进行提纯，随后添加二氧化钛粉状料缩聚、造粒、熔融纺丝成聚乳酸织物，之后再制成聚乳酸切片，将聚乳酸切片送入连续干燥设备进行切片的干燥处理，一般4小时以上(干燥时间根据干切片标准确定)，烘干后干切片含水要求≤30ppm，将干燥后的切片送入螺杆挤出机，形成聚乳酸HOY纤维。

S2、拉伸加工：如图1所示，步骤S1中将聚乳酸纤维通过导丝器1进入喂入罗拉2与橡胶压辊3之间，再绕卷于线速度大于喂入罗拉2线速度的拉伸盘4上进行第一次拉伸，其次将第一次拉伸后的聚乳酸纤维绕卷于线速度大于拉伸盘4线速度的输出罗拉5上进行再次拉伸，得到所述全拉伸丝纤维a，所述全拉伸丝纤维a再与所述预取向丝纤维b进行合股工序。

S3、合股：将步骤S2所得的全拉伸丝纤维a经握持器(6)输出且卷绕于输出罗拉(5)上和预取向丝纤维b合股，再通过空气变形喷嘴(7)加网制成聚乳酸复合纤维。

S4、纤维收集处理：将步骤S2所得的聚乳酸复合纤维缠绕于水雾箱8下部的导丝棒9上进行加湿处理，再进入空气变形喷嘴7进行空气变形处理，经空气变形后丝束中的单根纤维在三维空间产生了不规则的变形、并相互缠绕，具有了一定的蓬松性，制得蓬松的变形丝束经热箱11的恒温梳理，使变形丝的稳定性得到提高，再经定型热箱12定性处理，卷曲的纤维蓬松形状得以固定，最后经第二握丝器13将定型后的聚乳酸复合纤维缠绕于丝筒14上。

将其中一束聚乳酸纤维经导丝器1进入喂入罗拉2与橡胶压辊3之间，再绕卷于线速度大于喂入罗拉2线速度的拉伸盘4上进行拉伸，随后再拉伸后的聚乳酸纤维绕卷于线速度大于拉伸盘4线速度的输出罗拉5上进行再次拉伸，得到具有高取向度和中等结晶度的全拉伸丝纤维a，而另一束聚乳酸纤维经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和牵伸丝之间的预取向丝纤维b与全拉伸丝纤维a合股；通过将制得的聚乳酸复合纤维通过编织机制成相应的衣物或者袜子，再通过蒸汽加热定型处理，使取向度低、收缩大的预取向丝纤维b缩短，使纤维的截面形状形成可起到防滑作用的异形纤维，而取向高的全拉伸丝纤维a由于结晶度高，基本没有收缩，因此收缩大的纤维会形成骨架，收缩小的纤维中的异形截面纤维会高出布面形成绒面，即绒毛面，制得聚乳酸复合纤维使其具有良好的生物降解性、排汗、亲肤、而且还有极强的抑菌功能，同时制得的袜子因为表面具有绒毛，增加袜子与鞋子之间的摩擦力，提高防滑度，同时保证内部与脚部的良好的接触度，极大的增加袜子的适用性能。

实施例2：与实施例1不同之处在于，如图2所示，将步骤b)中的原料烘干粒子添加一定比例的竹炭母粒，通过螺杆挤出机熔融，从第一喷丝板挤出，经纺丝组件异形毛细孔喷丝板挤出成异形(如；W、V、U、C、H、+、-、等)，经冷却生成聚乳酸HOY纤维，然后向下经喂入拉伸辊一21上，且向下经喂入至拉伸辊一21上，并顺两拉伸辊一21形成的拉伸辊组一22上缠绕数圈，在拉伸辊组一22上拉伸(喷丝头拉伸)，再将聚乳酸纤维拉送至由两个线速度大于拉伸辊组一22线速度的拉伸辊二23形成的拉伸辊组二24上缠绕数圈，由于拉伸辊组二24的线速度(在3900～4500m/min)大于拉伸辊组一22的线速度(在2600～3000m/min)，故聚乳酸纤维在拉伸辊组一22与另一组拉伸辊组二24之间被再次拉长(二次拉伸)、拉细，使聚乳酸纤维在拉伸辊组一22与拉伸辊组二24之间进行拉伸制得所述全拉伸丝纤维a；拉伸后的全拉伸丝纤维a取向结晶度均由较大的提高，沸水收缩率明显下降；从第二(与第一喷丝板相邻)喷丝板挤出的另一束聚乳酸纤维在拉伸辊组二24上缠绕数圈，经拉伸辊组二24的高速拉伸(喷丝头拉伸，也称一次拉伸)纤维被拉细拉长，制得所述预取向纤维b，并同在拉伸辊组二24上与完成二次拉伸任务的全拉伸丝纤维a合股，共同进入网络器25加网，将合股后的聚乳酸复合纤维(a、b两种纤维)经过网络器打网，制成聚乳酸复合纤维；

实施例3：一种防滑袜生产工艺，包括以下步骤：

1)袜子织造：将权利要求1-3任意一项所得的聚乳酸复合纤维，从丝筒抽出，使用一束沸水收缩率≤1％的聚乳酸纤维与一束沸水收缩率8-10％之间的聚乳酸纤维通过织袜机编织、缝合制成袜体；

2)定型处理：将步骤1)所得的袜体通过袜子定型机通过80℃的蒸汽下进行热处理，经45min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜；

3)修剪处理：将步骤2)中的袜样进行裁剪修边处理，得到成品；

4)检验包装：将步骤3)得的成品进行人工检测，检测合格后包装入库。

实施例4：一种防滑袜生产工艺，与实施例3不同之处在于，步骤2)定型处理中蒸汽温度为90℃，且定型45min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜体。

实施例5：一种防滑袜生产工艺，与实施例3不同之处在于，步骤2)定型处理中蒸汽温度为100℃，且定型45min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜体。

实施例6：一种防滑袜生产工艺，与实施例3不同之处在于，步骤2)定型处理中蒸汽温度为110℃，且定型45min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜体。

实施例7：一种防滑袜生产工艺，与实施例3不同之处在于，步骤2)定型处理中蒸汽温度为120℃，且定型45min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜体。

实施例8：一种防滑袜生产工艺，与实施例3不同之处在于，步骤2)定型处理中蒸汽温度为130℃，且定型45min后，再冷却至40℃以下得到聚乳酸复合纤维袜体。

实施例9：一种聚乳酸复合纤维的加工工艺，与实施例2不同之处在于，袜子织造过程中，通过采用实施例2中所得的聚乳酸复合纤维进行防滑袜生产。

实施例10：一种防滑袜生产工艺，与实施例3不同之处在于，在袜子织造过程中，通过采用一束经拉伸得到具有高取向度和中等结晶度的全拉伸丝纤维a，再与另一束聚乳酸纤维经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和牵伸丝之间的预取向丝纤维b同时进入编织机进行编织、缝合制成袜体，再对所得的聚乳酸复合纤维袜体通过80-130℃的蒸汽下进行热处理。

袜子防滑性能测试

试验对象：以上述实施例3-8中的防滑袜生产工艺所生产的袜子成品为试验样，以公开号为CN204198980U的中国专利公开的一种聚乳酸纤维袜子为对比例11作为对照样。

试验内容：根据行业标准《FZ/T 01054-2012》规定的方法，选择分辨率不低于0.5cN，精度应在0.1％以内的摩擦系数检测仪，同时试验样与摩擦系数检测仪的摩擦头相对摩擦速度至少有50mm/min、100mm/min、200mm/min、三种可选择或范围更宽的无机调速，检测步骤如下：

1)分别将实施例3-8中的防滑袜生产工艺所生产的成品袜子以及对比例11的对照样的袜子，裁取面积为200mm*200mm袜样，将其均匀施加一定的预张力，使试验样应能平整地夹持于摩擦系数检测仪的夹持台上，且不得有折痕、折皱、拱曲、卷边等明显疵点；

2)将摩擦头支架放置于传感器上，并将摩擦头放置于袜样上，施以50cN的垂直压力，同时使袜样与摩擦头以60mm/min的相对速度往返各摩擦30mm，记录摩擦过程中的摩擦力大小；3)取下袜样，旋转90°后重新夹持该袜样，重复上述操作，避开已经摩擦的部位，重复操作，取平均值。

试验结果：将摩擦头以60mm/min相对速度处于袜样上滑动，分别将摩擦头对袜样的垂直压力为50cN和80cN的状态下，往返各摩擦30mm，得到不同袜样的摩擦力大小结果如表1所示。

表1

从表1可以得出，将摩擦头对袜样处于相同的垂直压力下，且同时摩擦头以60mm/min相对速度处于袜样上滑动，与对比例11相比，实施例3-8中的摩擦头所受到的摩擦力显然更大，且摩擦头受到摩擦力的大小随摩擦头对袜样垂直压力的大小而变化；由此可以得出，通过本发明工艺生产出的聚乳酸复合纤维制得的袜子摩擦系数比对比例11摩擦系数更大，具有更好的防滑性能，能较好减小袜子与鞋体之间或者穿着于袜子在底板上行走时产生打滑的现象，提高使用者的使用性能。

在以上实施例中，其中实施例6的中通过采取110℃加工得到的聚乳酸复合纤维袜体的摩擦力最大，及相应的摩擦系数最高，所具有的防滑性能最好，因此作为最优的实施例。

同时在研究本发明的过程中，进行了一些探索试验，为了验证本发明工艺的可靠性，以实施例6为对照，在研究中省去了相应的步骤，其结果与效果非常明显，因此说明本发明提供的组分具有很好的对应性，下面进行具体的过程概述。

以实施例6为例，在制备聚乳酸复合纤维的加工工艺中，将定型热处理中蒸汽温度提至150℃，其他步骤与实施例6相同，结果对该样袜进行袜子防滑性能测试，样袜中大面积聚乳酸复合纤维出现拉断的现象，当定型热处理中蒸汽温度，蒸汽温度过高或导致聚乳酸复合纤维的结构强度和柔韧性降低，因此表明定型热处理中蒸汽温度具有非常重要作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。