本申请涉及一种高比例海藻酸铜纤维混纺纱及制备方法，属于制造纱线的工艺技术领域。
背景技术：
随着人们消费水平的提高与身体保健的需要，目前消费市场对功能性轻薄保暖材料有着极强的需求欲望。市场上常见的高档保暖纤维为羊毛及羊绒纤维，因具有良好的纤维弹性、保暖性，且吸湿性强的优点。面料主要以羊毛纯纺或羊毛与腈纶或粘胶的混纺产品为主，然而产品容易出现虫蛀、起毛起球、易变形、有静电积累等缺陷，影响产品品质。
海藻酸铜纤维是以海藻酸钠为原料，通过离子交换功能，与金属离子Cu2+离子发生置换反应而制得的一种生物质纤维材料，吸湿能力强，具有优越的抗菌抑菌和保暖性能，与羊毛纤维混纺能显著提升羊毛制品的抗虫蛀与保暖性能，从而实现产品的轻薄化。
腈纶纤维具有超羊毛的弹性与保暖性，且强度比羊毛高，耐晒性能优良。腈纶面料做成的产品手感柔软，一般都不怕酸的侵袭，耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂的性能非常优良，但吸湿性差、易起毛起球。
羊毛及腈纶纤维混纺过程易产生黏附机件，造成缠胶辊，断头多等问题，导电纤维的加入可改性纤维条加工过程静电积累现象，提升产品的抗静电功能。
目前市场上未见海藻酸铜、羊毛、腈纶、导电纤维的混纺产品。
基于此，做出本申请。
技术实现要素：
本申请目的是提供一种海藻酸铜、羊毛、腈纶、导电纤维混纺纱及制备方法，通过选择棉纺工序将海藻酸铜纤维与导电纤维引入羊毛制品的加工，利用原料优势互补与成纱工艺结合，提升产品的抗菌抑菌、抗静电、抗起毛起球、及保暖特性，适用于高档大衣、毛衫、保健袜及护膝等产品的开发。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
海藻酸铜混纺纱，由海藻酸铜纤维、羊毛、腈纶纤维、导电纤维混纺而成，且各组分的质量配比为：海藻酸铜纤维30～60％，羊毛20～65％，导电纤维1～8％，腈纶纤维0～40％。
进一步的，作为优选：
所述的导电纤维为导电涤纶或锦纶短纤维。
所述的海藻酸铜纤维通过平滑剂和柔软剂进行预处理后再进行混纺，平滑剂和柔软剂按油水比1：5～1：10进行稀释，且平滑剂和柔软剂添加量均为海藻酸铜纤维质量的0.5～1.5％。
同时，本申请还提供了一种具有上述特征海藻酸铜混纺纱的生产工艺流程，具体如下：
其中，所述的单合毛工序中，采用合毛机进行原料的预混和预开松处理，海藻酸铜纤维预混过程加入平滑剂和柔软剂，平滑剂有助于降低海藻酸铜纤维表面摩擦系数，降低成纱过程因摩擦力过大导致的损伤，柔软剂有助于改善海藻酸铜模量过高的、易脆断的问题；平滑剂和柔软剂的用量均为原料质量的0.5～1.5％，平滑剂和柔软剂按油水比1：5～1：10进行稀释，后在单合毛过程进行在线喷洒，并将完成单合毛工序的海藻酸铜纤维放置24h；
所述的混合毛工序中，羊毛、腈纶、导电纤维混合过程加入混合毛油剂，混合毛油剂的用量为原料质量的1～3％，混合毛油剂按油水比为1：2～1：8进行稀释，后在混合毛过程进行在线喷洒，并将完成混合毛工序的混合纤维放置24h。
进一步的，作为优选：
所述的拉断工序为：采用毛条拉断机对羊毛纤维条进行拉断处理，以便为后续合毛做准备，喂入根数8-12根，喂入速度4-6m/min。
所述的开清棉工序：主要是对混合纤维进行均匀混合、去除纤维的硬并丝、少量草杂为目的，各打手速度控制在400-620r/min。
所述的梳棉工序：采用可控式半握持刺辊开松，选用大角度的新型防粘针布，锡林与盖板隔距偏大控制，以提高纤维的转移效率，防止绕锡林，锡林转速为300～350r/min,刺辊转速为600‐680r/min。
所述的并条工序：采用三道并条工序，头道、二道并条采用6～8根并合，总牵伸倍数控制在6-8倍；三道并条采用8根并合，总牵伸倍数控制在4-6倍。
所述的粗纱工序：采用偏大加压和大隔距、低张力、慢速度的工艺原则，并适当提高捻系数，控制总牵伸倍数6‐8倍，捻系数比常规纯棉纺针织纱捻系数高6‐12％。
所述的细纱工序：采用紧密纺、紧密赛络纺、紧密赛络低扭矩环锭纺工艺的任一种，均采用采用聚氨酯胶辊。
所述的络筒工序：采用光电清纱，气动捻结，络筒速度900～1400m/min。
纱线制成股线后，采用双螺纹组织获得针织毛衫产品，该针织毛衫产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌及白色念珠菌的抑菌率均﹥99.99％，单纱强力10.2-18.5cN/tex，条干均匀度变异系数11.2-16.5％，抗起毛起球等级在3级以上，红外辐照升温速率﹥0.19℃/s。
本发明的有益之处在于：
1)本申请所提供的海藻酸铜混纺纱的加工过程中，通过海藻酸铜纤维的单合毛预处理，以及羊毛纤维、腈纶纤维和导电纤维的混合毛预处理，再将上述预处理后的海藻酸铜、羊毛纤维、腈纶纤维和导电纤维混合物开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒形成海藻酸铜混纺纱，从而实现了以棉纺工艺流程纺制羊毛混纺制品的目的，较毛纺工艺流程短，降低了生产费用，提升了毛纱的加工效率，并拓展了纱线可纺支数，实现细支羊毛纱加工，也可根据产品开发需要选用单纱或股线进行面料加工。
2)本申请中，海藻酸铜纤维具有很好的抑菌性，导电纤维则很好的缓解了羊毛纤维易产生静电等缺陷，所提供的混纺纱线通过海藻酸铜纤维和导电纤维的加入，提升了羊毛混纺制品的保暖性、抗静电性及抗菌抑菌性能。
3)在成纱过程中，本申请利用集聚纺纱原理，开发海藻酸铜、羊毛、腈纶、导电纤维混纺纱，提升了产品的抗起毛起球性能，使其抗起毛起球性能达到3级以上，高挡，保暖为特征，适用于高档大衣、毛衫、保健袜及护膝等产品的开发。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：不含腈纶纤维混纺纱的不同配比试验(以18.2tex混纺纱为例)
以海藻酸铜纤维、羊毛、导电涤纶纤维作为原料，原料配比参见表1所示。
表1混纺纱原料的配比构成表
分别将如表1所示比例配料的海藻酸铜纤维进行单合毛，羊毛与导电涤纶纤维混合毛后，将单合毛的纤维与混合毛的纤维混合依次进行开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒形成混纺纱，具体工艺如下：
(1)混合毛工序：羊毛进行混合毛前先进行拉断，即将8根毛条按6m/min速度喂入拉断机，然后再在B261合毛机与导电涤纶纤维一起完成纤维的预混和开松，羊毛和导电涤纶纤维在该预混和过程中喷洒和毛油剂，和毛油剂(即平滑剂和柔软剂)用量为原料质量的1.5％，油水比为1：5。
(2)单合毛工序：海藻酸铜纤维进行预开松并喷洒平滑剂和柔软剂，平滑剂和柔软剂为海藻酸铜纤维质量的1.2％，油水比为1：10。
(3)开清棉工序各打手速度控制在600r/min；采用A186G梳棉机，梳棉工序锡林转速为330r/min，刺辊转速为610r/min；采用A320A并条机，三道并条工序，头道、二道并条采用7根并合，总牵伸倍数控制在7倍；三道并条采用8根并合，总牵伸倍数控制在4倍；采用THFA4421悬锭粗纱机，粗纱总牵伸倍数7倍，捻系数比常规纯棉纺纱捻系数高10％；采用FA506紧密纺设备纺纱，后以900m/min络筒速度进行络纱处理。
将表1中所示不同配比所得混纺纱制成股线后，采用双螺纹组织获得针织毛衫产品，具有如表2所示。
表2不同配比混纺纱的成品性能对照表
通过表1和表2的对比可以看出，随着海藻酸铜纤维添加量的增加，对面料初次抑菌率无显著提高，但50次洗涤后，其抗菌性(即对大肠杆菌抑菌率、对金黄色葡萄球菌抑菌率、对绿脓杆菌抑菌率、对白色念珠菌抑菌率)逐渐增大，但单纱强度逐渐下降，条干不匀率逐渐增大，尤其是当海藻酸铜纤维含量高于60％时，因可纺性大幅下降，单纱强度和条干不匀率大幅下降；当抗起毛起球等级随海藻酸铜纤维含量的增加而有所恶化，尤其是当海藻酸铜纤维含量高于60％时，抗起毛起球等级低于3级；红外辐照升温速率随海藻酸铜纤维含量的增加而增加，原因在于海藻酸铜纤维的保暖效益较羊毛纤维更好的缘故。
基于表1中序号3、6、7、8和9的成纱方案，对比表2中纱线质量指标，可以看出，相同海藻酸铜纤维含量下，随着导电纤维的增加，对纱线的抑菌率和起毛起球影响不大，但有助于提高纱线的单纱强度、降低纱线的条干不匀；不利的是降低了面料的红外辐照升温速率。
实施例2：含腈纶纤维混纺纱的不同配比试验(以21.1tex混纺纱为例)
以海藻酸铜纤维、羊毛、腈纶纤维、导电涤纶纤维作为原料，原料配比参见表3所示。
表3混纺纱原料的配比构成表
分别将如表3所示比例配料的海藻酸铜纤维进行单合毛，羊毛与导电涤纶纤维混合毛后，将单合毛的纤维与混合毛的纤维混合依次进行开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒形成混纺纱，具体工艺如下：
(1)混合毛工序：羊毛进行混合毛前先进行拉断，即将12根毛条按4m/min速度喂入拉断机，然后再在B261合毛机与导电涤纶纤维一起完成纤维的预混和开松，羊毛和导电涤纶纤维在该预混和过程中喷洒和毛油剂，和毛油剂(即平滑剂和柔软剂)用量为原料质量的1.7％，油水比为1：4。
(2)单合毛工序：海藻酸铜纤维进行预开松并喷洒平滑剂和柔软剂，平滑剂和柔软剂为海藻酸铜纤维质量的1.0％，油水比为1：10。
(3)开清棉工序各打手速度控制在620r/min；采用A186G梳棉机，梳棉工序锡林转速为310r/min，刺辊转速为650r/min；采用A320A并条机，三道并条工序，头道、二道并条采用7根并合，总牵伸倍数控制在8倍；三道并条采用8根并合，总牵伸倍数控制在5倍；采用THFA4421悬锭粗纱机，粗纱总牵伸倍数7.2倍，捻系数比常规纯棉纺纱捻系数高8％；采用FA506紧密纺设备纺纱，后以1200m/min络筒速度进行络纱处理。
将表3中所示不同配比所得混纺纱制成股线后，采用双螺纹组织获得针织毛衫产品，具有如表4所示。
表4不同配比混纺纱的成品性能对照表
通过表3和表4可以看出，添加腈纶纤维后的混纺纱中，海藻酸铜纤维的添加比例越高，面料的耐洗涤抑菌率越高；腈纶纤维的添加对纱线的断裂强度、条干不匀率均有改善，腈纶纤维的比重越高，纱线的断裂强度越大，条干不匀率越低，但腈纶纤维含量比例较高时，面料抗起起球略有下降，达3级；导电纤维的添加对混纺纱的质量有改善效果，可适当提高纱线断裂强度、降低纱线条干不匀率、改善面料抗起毛起球性能，尤其是当腈纶纤维比例添加较高，超过30％时，导电(涤纶)纤维对抗起毛起球性能的影响显著起来，而这一点可从表4中序号1-4、序号5-8、序号9-12的组内对比可以看出。
与实施例1相比，区别主要在于由于腈纶纤维的添加，平衡了各纤维之间的添加比例，降低了纱线的原料成本，且进一步提高了纱线的断裂强度，有效改善了纱线的条干均匀性。
实施例3：预处理的影响
以海藻酸铜纤维/羊毛/导电涤纶纤维58/40/2的配比进行不同预处理工艺的实验，控制平滑剂和柔软剂的用量均为1.5％，分别控制平滑剂和柔软剂油水比为1:2、1:3、1:4、1:6、1:8、1:10、1:12、1:15，其他条件与实施例1相同，对比实施例3与实施例1中序号10所对应的方案，可以看出，当平滑剂和柔软剂的油水比较低时，该平滑剂和柔软剂粘度较大，可以很好的起到预处理的效果，但分散均匀性不佳，随着平滑剂、柔软剂油水比的增大，当油水比超过1:5时，其分散均匀性和预处理效果均较好，具体体现在混合均匀性以及成型纱线的抱合性较好；继续增大油水比，当油水比超过1:12时，由于平滑剂、柔软剂的实际浓度较低，需要进行较长时间的处理，才能达到相同的纱线成纱效果。
同样的，以海藻酸铜纤维/羊毛/腈纶/导电涤纶纤维35/30/30/5的配比进行不同预处理工艺的实验，控制平滑剂和柔软剂的用量均为1.7％，分别控制平滑剂和柔软剂油水比为1:2、1:3、1:5、1:6、1:8、1:10、1:12、1:15，其他条件与实施例1相同，对比实施例3与实施例2中序号7所对应的方案，可以看出具有与上相同的趋势。
实施例4：捻系数的影响
本实施例中，并条工序：采用三道并条工序，头道、二道并条采用6(8)根并合，总牵伸倍数控制在6(8)倍；三道并条采用8根并合，总牵伸倍数控制在(5)6倍；粗纱工序采用偏大加压和大隔距、低张力、慢速度的工艺原则，并适当提高捻系数，控制总牵伸倍数6(8)倍，捻系数比常规纯棉纺针织纱捻系数高6(12)％；细纱工序采用紧密纺、紧密赛络纺、紧密赛络低扭矩环锭纺工艺的任一种，均采用采用聚氨酯胶辊。其余工艺与实施例1中的序号10相同。
对比实施例1中的序号10与本实施例可以看出，捻系数较常规纯棉纺针织纱捻系数高的比例越大，其条干均匀性越好，单纱强力越好。
对比例
专利(公开号CN 104947265 A)公开一种低成本纱线，通过在纱线中掺入1-10％的海藻酸铜纤维形成混纺纱线，开发一种低成本抗菌纱线。
通过对比例与本申请的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的比较可以看出，对比例的抑菌性虽然同样可以达到99.999％及以上，但该纱线中海藻酸铜纤维比例较低，水洗50次后抑菌性较本专利弱，且混纺纱采用双组份纤维混纺，未关注面料的保温，故面料红外辐射升温速率低，应用领域也与本专利有所区别。通过本申请中上述开清棉、梳棉、并条、粗纱以及细纱工艺的设置，不仅实现了以棉纺工艺流程纺制羊毛混纺制品的目的，还提升了毛纱的加工效率，并拓展了纱线可纺支数，单纱强力10.2-18.5cN/tex，条干均匀度变异系数11.2-16.5％，抗起毛起球等级在3级以上，红外辐照升温速率﹥0.19℃/s，实现细支羊毛纱加工。
以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。