一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法与流程

1.本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法。


背景技术：

2.静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即"泰勒锥")，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。静电纺丝技术是用来制备纳米级至微米级聚合物纤维的最经济产业化技术，静电纺丝技术制备的微纳米纤维，具有比表面积大、孔隙率高、尺寸容易控制、表面易功能化(如表面涂覆、表面改性)等特点，在许多领域都有重要的应用价值。静电纺丝不使用高温，不会破坏功能性材料的功能属性。
3.吸湿性是服用性能的重要指标，良好的吸湿性是穿着舒适的重要标准，聚酯纤维材料吸湿性较差，需要和吸湿性较好的材料混纺以提高其吸湿性，可以提高面料的舒适性和抗静电性。常规的聚酯材料不具备功能性，限制了个性化的消费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法，包括以下步骤：
7.s1：将聚酯纤维进行开清棉、梳棉工艺；
8.s2：将香味微胶囊、hpmc和pvb混合制备纺丝液；
9.s3：将步骤s1得到的棉束进行两道并条工序，在一并过程中同时对步骤s2的纺丝液进行静电纺丝，静电纺丝微纳米纤维在一并过程中被包覆混合在聚酯纤维内，在二并过程中，静电纺丝微纳米纤维与聚酯纤维进一步混合均匀，得到复合棉束；
10.s4：将步骤s3得到的复合棉束依次经过粗纱、细纱工艺，得到混纺纱。
11.进一步地，原料的质量比例为聚酯纤维60％
‑
99％、静电纺丝微纳米纤维1％
‑
40％。
12.进一步地，所述纺丝液以70％的乙醇为溶剂，香味微胶囊占纺丝液质量分数为0.5
‑
20％，hpmc占纺丝液质量分数为0.5
‑
90％，pvb占纺丝液质量分数：10
‑
90％。
13.所述开清棉工艺参数为：开松辊转速300
‑
800r/min，开松速度比200
‑
500倍。
14.所述梳棉工艺参数为:锡林转速200
‑
700r/min,表面线速度比(锡林/刺辊)3
‑
10倍,出网速度1
‑
15m/min,总牵伸倍速(道夫/给棉)15
‑
50倍。
15.所述并条工艺参数如下：
16.一并：出条速度3
‑
10倍，总牵伸倍数5
‑
15m/min，后区牵伸倍数1.0
‑
5.0倍，中区牵伸倍数1.0
‑
5.0倍，前区牵伸倍数1.0
‑
10.0倍；
17.二并：出条速度3
‑
10倍，总牵伸倍数5
‑
15m/min，后区牵伸倍数1.0
‑
5.0倍，中区牵伸倍数1.0
‑
5.0倍，前区牵伸倍数1.0
‑
10.0倍。
18.所述粗纱工艺参数为：温度25℃
‑
26℃，相对湿度55％
‑
65％，粗纱号数100
‑
1000tex，捻系数50
‑
300，捻度15
‑
100t/m，后区牵伸倍数1.5
‑
10.0倍，前区牵伸倍数1.5
‑
10.0倍，机械牵伸1.5
‑
20.0倍。
19.所述细纱工艺参数为：温度25℃
‑
26℃，相对湿度55％
‑
65％，捻系数70
‑
500，捻度15
‑
450t/m，捻缩率0.5
‑
25％。
20.本方法适用所有使用棉型纺纱机械制备的化纤纱线，将聚酯纤维换成其他棉型化纤短纤维即可。
21.本发明的有益效果在于：1、使用本方法，纱线中混入微纳米级纤维后，微纳米纤维将会更加均匀的分布在纱体中，纱线的比表面积大幅增大，用于过滤材料将提高过滤性能。
22.2、本发明利用静电纺丝技术将高吸水性的羟丙基甲基纤维素(hpmc)和聚乙烯醇缩丁醛(pvb)添加进聚酯纱线中，提高了聚酯纤维的吸水性及服用舒适性，同时pvb具有天然的抗紫外性，将提高聚酯纤维的抗紫外功能性。
23.3、在静电纺丝微纳米纤维的制备过程中添加进微纳米的香味胶囊，香味微胶囊将被静电纺丝纳米微纳米纤维包裹而受到保护，静电纺丝纳米微纳米纤维在聚酯纱线中均匀分布，香味微胶囊也均匀分布在聚酯纱线中，在受到外力作用下，显露在静电纺丝纳米微纳米纤维表面的香味微胶囊将先破裂散发出香味，而在静电纺丝纳米微纳米纤维内部的纤维继续被包裹而保护着。因为hpmc能被水缓慢溶解，因此在纱线被制备成织物后，经过水洗后，静电纺丝纳米微纳米纤维中hpmc会逐渐被水溶解，包裹在纤维中的香味微胶囊也会逐渐显露出纤维表面，经受外力后也将破裂散发出香味，织物经过多次洗涤香味微胶囊将逐步显露，香味的散发将变得更加持久。简单来说，利用本方法，通过hpmc的缓慢水溶具有缓释作用，香味的散发将具有持久性。
附图说明
24.图1为本发明制备的纱线截面图；
25.图2为hpmc水溶后的纱线截面图。
具体实施方式
26.一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法，以棉型聚酯为主要成分，使用棉型普梳工艺路线：前处理
→
原料
→
混棉
→
开清棉
→
梳棉
→
并条(一)+静电纺丝
→
并条(二)
→
粗纱
→
细纱。
27.1、原料比例
28.棉型聚酯纤维60
‑
99％；
29.静电纺纤维1％
‑
40％；
30.2、原料选择
31.棉型纤维是指长度、细度、性能和形态与棉纤维相似的化学纤维。一般长度31～38mm，细度1.67dtex或更细。长度约在30～40毫米，细度在1.5旦左右的化学短纤维。聚酯纤维，俗称“涤纶”。是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称
pet纤维，属于高分子化合物。于1941年发明，是当前合成纤维的第一大品种。聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。标准状态下涤纶回潮率为0.4％。
32.hpmc：[c6h7o2(oh)3
‑
m
‑
n(och3)(och2chohch3)],是一种极为良好的稳定剂。hpmc具有良好的分散、增稠、粘结、保水等性能，能溶于70％以下的乙醇，但需要注意的是在乙醇浓度高于70％时，hpmc不再溶解，而是均匀分散在乙醇溶液中，在制备纳米复合纤维时可以利用这个性质，以此达到均匀混合溶液的目的。羟丙基甲基纤维素不和无水乙醇反应。一般都是采取常温水进行溶解，但在一定的温度下和无水乙醇一样只是均匀分散在其中等冷却后才会溶解。其吸湿性达到11％。
[0033]
3、开清棉工艺
[0034]
聚酯纤维强度较好，在开清棉工艺中可以加大打击，提高速度，提高均匀混合程度，但要尽量避免对纤维的损伤。开松工艺主要技术参数见表1。
[0035]
表1开松工艺主要技术参数
[0036][0037]
4、梳棉工艺
[0038]
由于聚酯纤维具有良好的弹性，蓬松度较高，所以梳棉工艺采用多梳少落、低速。在工艺过程中，应尽量保持设备的干燥性，避免发生缠绕、拥堵等现象。同时，适当调整刺辊速度和锡林梳理速度，防范刺辊返花和棉结的产生，适当调整盖板与锡林之间的隔距，可以避免纤维缠绕锡林和填塞盖板，提升棉网质量和清晰度。通过加装皮辊导棉装置在道夫前，以提高对棉网的托持和牵伸，尽量使得棉网张力能下降到最小，以降低条干的恶化并提升制成率。梳棉工艺主要技术参数见表2。
[0039]
表2梳棉工艺主要技术参数
[0040][0041]
5、并条工艺
[0042]
聚酯纤维吸湿性较差应当尽量避免因静电所产生的缠绕。在并条过程中，还必须注意条干不均匀的发生。有两种类型的条干不匀，即有规律的条干不匀(机械波)和无规律条干不匀(牵伸波)，前者是由于牵伸部分的机件发生故障而导致的周期性的粗细节，后者则是因纱条中的浮线纤维在牵伸过程中的不规则运动而导致的粗细节。所以在并条过程中必须维护好机件的稳定程度避免有规律的条干不匀(机械波)的产生，而且如发生无规律条干不匀(牵伸波)，影响明显的情况下则需重新进行并条工艺。为保证并条的均匀度，本次并
条工艺采用两道并条，两道均采用4根的并条方式。并条工艺的主要技术参数见表3。
[0043]
表3并条工艺主要技术参数
[0044][0045][0046]
在一并过程中同时进行静电纺丝。按照配比把香味微胶囊/hpmc/pvb混合溶液分别配出来。
[0047]
香味微胶囊占纺丝液质量分数：0.5
‑
20％；
[0048]
hpmc(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：0.5
‑
90％；
[0049]
pvb(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：10
‑
90％。
[0050]
配比选择原则：pvb不能水溶，而hpmc将被水溶，hpmc含量越高香味微胶囊越容易暴露出来，暴露的数量也越多，但是hpmc含量不建议超过90％，理由是含量过高时，hpmc全部溶解后，香味微胶囊完全暴露出来，容易在使用过程中从纱线的缝隙中掉落出来。
[0051]
根据配比把香味微胶囊、hpmc与pvb放入70％的乙醇中搅拌12
‑
36h至均匀。
[0052]
静电纺丝喷头为单喷头、多喷头或无喷头多射流等形式，接收端为条子平面，喷头对准条子，喷头距离条子3
‑
40cm，距离越短纤维越长。因为条子下方即为铁件，并整体接地，因此静电纺丝纳米纤维在通往接地的过程中，将被条子捕获，而沉积在条子上，在第一次条子合并过程中将被包覆混合在棉纤维内，在第二次条子合并过程中将进一步混合均匀。因此，静电纺丝纳米纤维优选在第一次并条时混合加入到条子中，这样有利于纳米纤维在条子中混合均匀。并且不建议在其他工序中混入纳米纤维，如果在并条之前的开清工序混入，将有打手击打纤维，而静电纺丝微纳米纤维强力比较差，纤维受到打击而损伤。
[0053]
6、粗纱工艺
[0054]
粗纱过程中应当保持温度在25℃
‑
26℃，相对湿度在55％
‑
65％，这样在工艺中的粗纱卷绕才会适中，粗纱的条干才会比较均匀。粗纱工艺过程中应当保持粗纱的伸长率不宜过长，不然会导致粗纱的条干不良。粗纱捻度不宜过大或过小，湿温度控制得当，可以使得粗纱的卷绕适中，不至于过松或过紧。粗纱机器应当定时清理，避免飞花附入，导致纤维聚集锭翼挂花使得粗纱条干不匀。粗纱工艺主要参数见表4。
[0055]
表4粗纱工艺主要参数
[0056][0057]
7、细纱工艺
[0058]
细纱过程中保持环境温度在25℃
‑
26℃，相对湿度在55％
‑
65％，这样有利于细纱的顺利进行。细纱的总牵伸和后区牵伸不宜过大，不然会导致细纱出现条干不匀。同样，胶圈钳口或罗拉隔距不适当，罗拉加压不足，也会导致细纱条干出现不匀。在细纱过程中需注意锭子上回丝缠绕和纱管成团回丝，这些都会导致局部胖纱的出现。细纱工艺主要参数见表5。
[0059]
表5细纱工艺主要参数
[0060][0061]
实施例1
[0062]
一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法，以棉型聚酯为主要成分，使用棉型普梳工艺路线：前处理
→
原料
→
混棉
→
开清棉
→
梳棉
→
并条(一)+静电纺丝
→
并条(二)
→
粗纱
→
细纱。
[0063]
1、原料比例
[0064]
棉型聚酯纤维60％；
[0065]
静电纺纤维40％；
[0066]
2、开清棉工艺
[0067]
开松辊转速 300r/min；
[0068]
开松速度比 200倍。
[0069]
3、梳棉工艺锡林
[0070]
转速200r/min；
[0071]
表面线速度比(锡林/刺辊)3倍；
[0072]
出网速度1m/min；
[0073]
总牵伸倍速(道夫/给棉)15倍。
[0074]
4、并条工艺
[0075]
为保证并条的均匀度，本次并条工艺采用两道并条，两道均采用4根的并条方式。
[0076]
并条工艺主要技术参数
[0077][0078]
在一并过程中同时进行静电纺丝。按照配比把香味微胶囊/hpmc/pvb混合溶液分别配出来。
[0079]
香味微胶囊占纺丝液质量分数：0.5％；
[0080]
hpmc(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：9.5％；
[0081]
pvb(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：90％。
[0082]
根据配比把香味微胶囊、hpmc与pvb放入70％的乙醇中搅拌12h至均匀。
[0083]
静电纺丝喷头为单喷头、多喷头或无喷头多射流等形式，接收端为条子平面，喷头对准条子，喷头距离条子3
‑
40cm，距离越短纤维越长。因为条子下方即为铁件，并整体接地，因此静电纺丝纳米纤维在通往接地的过程中，将被条子捕获，而沉积在条子上，在第一次条子合并过程中将被包覆混合在棉纤维内，在第二次条子合并过程中将进一步混合均匀。
[0084]
5、粗纱工艺
[0085]
粗纱过程中保持温度在25℃，相对湿度在55％。
[0086]
粗纱号数100tex；
[0087]
捻系数50；
[0088]
捻度15t/m；
[0089]
后区牵伸倍数1.5倍；
[0090]
前区牵伸倍数1.5倍；
[0091]
机械牵伸1.5倍。
[0092]
6、细纱工艺
[0093]
细纱过程中保持环境温度在25℃，相对湿度在55％。
[0094]
捻系数70，捻度15t/m，捻缩率0.5％。
[0095]
实施例2
[0096]
一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法，以棉型聚酯为主要成分，使用棉型普梳工艺路线：前处理
→
原料
→
混棉
→
开清棉
→
梳棉
→
并条(一)+静电纺丝
→
并条(二)
→
粗纱
→
细纱。
[0097]
1、原料比例
[0098]
棉型聚酯纤维99％；
[0099]
静电纺纤维1％；
[0100]
2、开清棉工艺
[0101]
开松辊转速 800r/min；
[0102]
开松速度比 500倍。
[0103]
3、梳棉工艺锡林
[0104]
转速700r/min；
[0105]
表面线速度比(锡林/刺辊)10倍；
[0106]
出网速度15m/min；
[0107]
总牵伸倍速(道夫/给棉)50倍。
[0108]
4、并条工艺
[0109]
为保证并条的均匀度，本次并条工艺采用两道并条，两道均采用4根的并条方式。
[0110]
并条工艺主要技术参数
[0111][0112][0113]
在一并过程中同时进行静电纺丝。按照配比把香味微胶囊/hpmc/pvb混合溶液分别配出来。
[0114]
香味微胶囊占纺丝液质量分数：20％；
[0115]
hpmc(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：70％；
[0116]
pvb(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：10％。
[0117]
根据配比把香味微胶囊、hpmc与pvb放入70％的乙醇中搅拌36h至均匀。
[0118]
静电纺丝喷头为单喷头、多喷头或无喷头多射流等形式，接收端为条子平面，喷头对准条子，喷头距离条子3
‑
40cm，距离越短纤维越长。因为条子下方即为铁件，并整体接地，因此静电纺丝纳米纤维在通往接地的过程中，将被条子捕获，而沉积在条子上，在第一次条子合并过程中将被包覆混合在棉纤维内，在第二次条子合并过程中将进一步混合均匀。
[0119]
5、粗纱工艺
[0120]
粗纱过程中保持温度在26℃，相对湿度在65％。
[0121]
粗纱号数1000tex；
[0122]
捻系数300；
[0123]
捻度100t/m；
[0124]
后区牵伸倍数10.0倍；
[0125]
前区牵伸倍数10.0倍；
[0126]
机械牵伸20.0倍。
[0127]
6、细纱工艺
[0128]
细纱过程中保持环境温度在26℃，相对湿度在65％。
[0129]
捻系数500，捻度450t/m，捻缩率25％。
[0130]
实施例3
[0131]
一种使用静电纺丝工艺提高混纺纱吸湿性能及香味的方法，以棉型聚酯为主要成分，使用棉型普梳工艺路线：前处理
→
原料
→
混棉
→
开清棉
→
梳棉
→
并条(一)+静电纺丝
→
并条(二)
→
粗纱
→
细纱。
[0132]
1、原料比例
[0133]
棉型聚酯纤维80％；
[0134]
静电纺纤维20％；
[0135]
2、开清棉工艺
[0136]
开松辊转速 550r/min；
[0137]
开松速度比 350倍。
[0138]
3、梳棉工艺锡林
[0139]
转速450r/min；
[0140]
表面线速度比(锡林/刺辊)6倍；
[0141]
出网速度8m/min；
[0142]
总牵伸倍速(道夫/给棉)35倍。
[0143]
4、并条工艺
[0144]
为保证并条的均匀度，本次并条工艺采用两道并条，两道均采用4根的并条方式。
[0145]
并条工艺主要技术参数
[0146][0147]
在一并过程中同时进行静电纺丝。按照配比把香味微胶囊/hpmc/pvb混合溶液分别配出来。
[0148]
香味微胶囊占纺丝液质量分数：10％；
[0149]
hpmc(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：40％；
[0150]
pvb(分子量5万
‑
35万)占纺丝液质量分数：50％。
[0151]
根据配比把香味微胶囊、hpmc与pvb放入70％的乙醇中搅拌24h至均匀。
[0152]
静电纺丝喷头为单喷头、多喷头或无喷头多射流等形式，接收端为条子平面，喷头对准条子，喷头距离条子3
‑
40cm，距离越短纤维越长。因为条子下方即为铁件，并整体接地，因此静电纺丝纳米纤维在通往接地的过程中，将被条子捕获，而沉积在条子上，在第一次条子合并过程中将被包覆混合在棉纤维内，在第二次条子合并过程中将进一步混合均匀。
[0153]
5、粗纱工艺
[0154]
粗纱过程中保持温度在25℃，相对湿度在60％。
[0155]
粗纱号数500tex；
[0156]
捻系数180；
[0157]
捻度60t/m；
[0158]
后区牵伸倍数6.0倍；
[0159]
前区牵伸倍数6.0倍；
[0160]
机械牵伸10.0倍。
[0161]
6、细纱工艺
[0162]
细纱过程中保持环境温度在26℃，相对湿度在60％。
[0163]
捻系数300，捻度200t/m，捻缩率15％。
[0164]
使用本方法的纱线制备紧度100％的织物(静电纺纤维占5％)，静电纺丝液中添加hpmc后，织物的抗紫外性能将下降，纯pvb即具有比较好的抗紫外性能。但添加hpmc后，可以提高织物的吸水性和服用舒适性。
[0165]
表6 hpmc/pvb/纳米复合纤维抗紫外线(香味微胶囊占比1％)
[0166]