一種新型復合紡織材料及制備方法與流程

文檔序號：12168992閱讀：322來源：國知局

本發(fā)明屬于紡紗工程領域，尤其涉及一種紡織材料及其制備方法。

背景技術：

近年來，人們越來越關注功能性、環(huán)保性的新紗線的發(fā)展，利用幾種纖維混紡，使得混紡數(shù)來的紗線具有各自的優(yōu)點，以此來滿足客戶的需求，由此也誕生出來一些混紡紗及其紡紗方法。

CN203034166U，授權(quán)公告日為2013年7月3日的中國實用新型專利公開了一種新型蠶蛹蛋白短纖維，是由動物蛋白纖維皮層及天然植物纖維芯層組成；所述動物蛋白纖維皮層是由蠶蛹蛋白組成，天然植物纖維芯層是由棉、木或竹天然纖維素組成；蠶蛹蛋白短纖維的組成是由10％～40％的蠶蛹蛋白和90％～60％的天然纖維素構(gòu)成；本實用新型蠶蛹蛋白纖維具有真絲和粘膠人造絲的特點，即穿著舒適性、親膚性、染色鮮艷、懸垂性好等優(yōu)點，其織物光澤柔和、手感滑爽、吸濕、透氣性好。

CN 201310133633.5，申請日為2013年4月16日，申請公布日為2013年7月10日的中國發(fā)明專利申請公開了一種生物質(zhì)再生纖維混紡柔軟光潔紗及其生產(chǎn)方法，混紡紗原料包含蛹蛋白纖維和萊竹纖維，所述蛹蛋白纖維和所述萊竹纖維的重量百分比為20～80％:80～20％，蠶蛹蛋白纖維含有18種氨基酸，親膚養(yǎng)膚，色澤高貴，廢棄物可以生物降解；萊竹纖維干濕強度高，抗菌抑菌、舒適柔軟、光澤如絲，廢棄物可生物降解。該混紡紗線中也可加入一種或幾種其它可生物降解的生物質(zhì)再生纖維，所述的其他纖維總和的重量百分比為30～70％，蛹蛋白纖維和萊竹纖維總和的重量百分比為30～70％(其中一種不低于15％)。通過緊密紡、賽絡緊密紡工藝，結(jié)合扭妥低扭矩紡紗技術，所紡紗線光潔柔軟，具有優(yōu)異的養(yǎng)膚舒適功能，是織制機織、針織高檔面料的新型理想原料。

CN 201310130277.1，申請日為2013年4月16日，申請公布日為2013年7月10日的中國發(fā)明專利申請公布了一種生物質(zhì)再生纖維混紡柔軟光潔面料及其生產(chǎn)方法，該混紡面料是以蛹蛋白纖維和萊竹纖維為原料，以原料重量百分比計，成品面料中的各原料組分含量為蛹蛋白纖維:20％～80％，萊竹纖維:20％～80％。利用蛹蛋白纖維和萊竹纖維混紡性強的優(yōu)點，可在混紡面料中加入一種或幾種其他生物質(zhì)再生纖維，以原料重量百分比計，成品面料中的各原料組分的含量為蛹蛋白纖維和萊竹纖維總量：30％～70％(其中一種不低于15％)，其它生物質(zhì)再生纖維總量：30％～70％。該發(fā)明還涉及一種生物質(zhì)再生纖維混紡柔軟光潔面料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的產(chǎn)品綠色環(huán)保、柔軟光潔，吸濕透氣性好，強力較好，具有天然的抗菌抑菌性，可用于服用、家紡和裝飾用等高檔產(chǎn)品。

上述現(xiàn)有技術的混紡紗都是蛹蛋白纖維與竹纖維或者與其他生物質(zhì)纖維的混紡紗，這種紗線光潔柔軟、吸濕透氣性好，具有優(yōu)異的養(yǎng)膚舒適功能和天然的抗菌抑菌性，但是這種紗線的強度還不夠高，不能應用于某些對紗線強力要求高的領域；其紡紗方法生產(chǎn)工藝復雜、質(zhì)量控制和成本高，因此通過竹蛹粘膠短纖維混紡成紗的質(zhì)量成本控制難度大；由于市場的多樣性，要實現(xiàn)短纖維紗線的批量定制，滿足市場對竹蛹粘膠短纖維性能要求的變化，只能根據(jù)蛹蛋白纖維與竹纖維的相對比值調(diào)整，達到蛹蛋白纖維性能與竹纖纖維性能的調(diào)整，從而達到纖維整體性能的變化，這在實際生產(chǎn)過程中難以實現(xiàn)?；旒徆に嚥捎玫氖蔷o密紡、賽絡緊密紡工藝，其生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)流程長，生產(chǎn)成本高。

CN 103526372 A一種新型復合高強紡織材料及制造方法，該紡織材料包括按照重量份數(shù)計的15～25份的礦物纖維、20～40份的植物纖維和35～65份的蛋白纖維，其生產(chǎn)方法為將原料分別進行預處理后，依次進行混合原料、開棉、梳棉、凝棉、并條和轉(zhuǎn)杯紡紗步驟，最后得到成品。但是該紡織材料的強度和吸濕性還有待于進一步提高。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新型復合紡織材料及其制備方法，所述混紡織材料強度高、吸濕透氣性好，并且具有優(yōu)異的柔軟性。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種新型復合紡織材料，所述復合紡織材料按重量份數(shù)由如下原料制備得到：

所述改性纖維素纖維是由纖維素纖維經(jīng)小分子季銨鹽陽離子改性劑和高分子季銨鹽陽離子改性劑作為陽離子改性劑，進行改性處理，得到的pH值為6.5-8.5時，如6.8、7.0、7.2、7.5、7.8、8.0、8.1或8.2等，Zeta電極電位值為5-26mV的改性纖維素纖維，如Zeta電極電位值為8mV、10mV、12mV、15mV、18mV、20mV、22mV或24mV等；所述的小分子季銨鹽陽離子改性劑為環(huán)氧季銨鹽的表氯醇母體衍生物，所述的高分子季銨鹽陽離子改性劑為主鏈型的聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺。

本發(fā)明中的碳纖維強度高，且具有一定的吸濕性，所述棉纖維為常用的植物纖維，生產(chǎn)成本較低，且具有較好的親膚性；甲殼素纖維生產(chǎn)成本相對較低，且能提高紗線的強度和抗菌抑菌性，同時其質(zhì)量比電阻108g·Ω/cm²級在纖維中較低，具有較好的抗靜電性能，改性纖維素纖維具有較高的強度，并且具有良好的吸濕性。所述四種纖維相互協(xié)同作用，使得制得的紡織材料強度大大提高，并且具有優(yōu)異的吸濕性和柔軟性。

本發(fā)明提供的復合紡織材料按重量份數(shù)包括如下原料：碳纖維10～22份，如12份、13份、14份、15份、18份、20份或21份等；棉纖維35～55份，如36份、37份、38份、40份、42份、45份、47份、49份或52份等；甲殼素纖維10～35份，如12份、13份、15份、18份、20份、23份、25份、28份、30份、32份或34份等；改性纖維素纖維12～25份，如13份、15份、16份、18份、20份、22份或24份等。

本發(fā)明提供的新型復合紡織材料適用于機織、針織，由此種紗線織造的紡織面料，具有金屬的質(zhì)感，鎧甲的效果。

作為優(yōu)選的技術方案，所述復合紡織材料按重量份數(shù)由如下原料制備得到：

作為最優(yōu)選的技術方案，所述復合紡織材料按重量份數(shù)由如下原料制備得到：

所述改性纖維素纖維的直徑為55μm～65μm，如56μm、58μm、60μm、62μm或64μm等。

優(yōu)選地，所述改性纖維素纖維的纖度為620dtex～640dtex，如623dtex、628dtex、630dtex、632dtex、635dtex或638dtex等。

所述棉纖維的長度比碳纖維的長度長2～5mm，如長3mm、4mm或5mm等；

優(yōu)選地，所述甲殼素纖維的長度比碳纖維的長度長2～5mm，如長2mm、3mm、4mm或5mm等。

由于相同線密度且纖維較長的纖維，在高速轉(zhuǎn)杯中加捻時離心力作用下形成紗線皮層的外包纏層，紗線表面性質(zhì)顯現(xiàn)出較長纖維的性質(zhì)，而芯層由于加捻初期形成致密層紗線，這樣碳纖維形成混紗的芯層，增加混合紗的整體強度，強度大大提高，而棉纖維和甲殼素纖維形成混合紗線的表層，從而使得紗線光潔柔軟、吸濕透氣性好，具有優(yōu)異的養(yǎng)膚舒適功能和天然的抗菌抑菌性。

所述碳纖維的細度為0.55～1.22dtex，如0.65dtex、0.75dtex、0.85dtex、0.95dtex、1.00dtex、1.05dtex、1.15dtex或1.20dtex等，長度為26～33mm，如27mm、28mm、29mm、30mm、31mm或32mm等，干強為6.0～6.9cN/dtex，如6.1cN/dtex、6.2cN/dtex、6.3cN/dtex、6.4cN/dtex、6.5cN/dtex或6.7cN/dtex等。由于碳纖維的容重比棉纖維、甲殼素纖維和改性纖維素纖維大，這樣的規(guī)格有利于使其與其它纖維的重量接近，不至于在利用重力分離雜質(zhì)時，纖維損失。

所述棉纖維的細度為0.65～1.95dtex，如0.75dtex、0.85dtex、0.95dtex、1.02dtex、1.15dtex、1.25dtex、1.35dtex、1.45dtex、1.65dtex、1.85dtex或1.90dtex等，長度為30～38mm，如32mm、33mm、35mm、36mm或37mm等，干強為2.3～3.8cN/dtex，如2.5cN/dtex、2.8cN/dtex、3.0cN/dtex、3.2cN/dtex、3.4cN/dtex、3.5cN/dtex或3.6cN/dtex等。這樣的規(guī)格有利于形成緊密的同心圓的結(jié)構(gòu)，提高轉(zhuǎn)杯紗的強度和將短纖維的長控制在度轉(zhuǎn)杯的直徑范圍內(nèi)，防止纖維在轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)的離心力作用下加捻時打折，從而產(chǎn)生棉結(jié)惡化紗線品質(zhì)或造成紗線的斷頭率增加。

所述甲殼素纖維的細度為0.65～1.95dtex，如0.75dtex、0.85dtex、0.95dtex、1.02dtex、1.15dtex、1.25dtex、1.35dtex、1.45dtex、1.65dtex、1.85dtex或1.90dtex等，長度為30～38mm，如32mm、33mm、35mm、36mm或37mm等，干強為2.3～3.8cN/dtex，如2.5cN/dtex、2.8cN/dtex、3.0cN/dtex、3.2cN/dtex、3.4cN/dtex、3.5cN/dtex或3.6cN/dtex等，蛋白質(zhì)含量為3～8％，如4％、5％、6％或7％等。選擇這樣規(guī)格的優(yōu)點在于作為外包纏的甲殼素纖維，纖維長度保證在成紗時紗線外表面均為甲殼素纖維，同時足夠的強度使甲殼素纖維與碳纖維、棉纖維和改性纖維素纖維成為一個整體紗線，蛋白質(zhì)含量過高會降低纖維強度，增加成本，并且不利于紗線的整體品質(zhì)。

另一方面，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)所述新型復合紡織材料的方法：將原料分別進行預處理后，依次進行混合原料、開棉、梳棉、凝棉、并條和轉(zhuǎn)杯紡紗步驟，最后得到成品。

所述預處理是用抓棉機，將原料松解撕扯成小纖維束，風送到除塵器將塵埃與細小纖維除去，再經(jīng)重物除雜器將比重大于小纖維束的雜物去除。所述預處理方法有利于避免不同纖維的松解撕扯、除塵與重物去除。

優(yōu)選地，所述混合原料是在變頻計量除塵混纖裝置內(nèi)，按一定的比例將預處理后的原料進行充分混合，同時分離并去除原料中的塵雜，再通過兩級多倉混棉機、開棉機進一步開松混合原料和去除原料中的塵雜，并使各品種的纖維充分按要求比例均勻混合。所述變頻計量除塵混纖裝置能夠達到多種纖維混合充分和部分除渣的效果；通過控制纖維量調(diào)節(jié)板保證混合纖維組分的比例準確，使得纖維混合均勻，除塵除雜徹底。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)杯紡紗采用一級或二級梳棉，梳棉輥轉(zhuǎn)速8500～9500轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)杯采用36～40mm直徑，轉(zhuǎn)杯速度為75000～100000轉(zhuǎn)/分，引紗速度為120～130米/分，卷繞速度為115～125米/分。這些參數(shù)配比的選擇適合于利用半自動轉(zhuǎn)杯紡紗機，利用轉(zhuǎn)杯直徑的調(diào)整紡織多種規(guī)格的紗線，在保證紗線質(zhì)量的同時兼顧紡紗的高效率。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明提供的復合紡織材料的原料包括碳纖維、棉纖維、甲殼素纖維和改性纖維素纖維，紡紗后的紗線強度由于碳纖維的作用大大提高，紗線干強可達3.9～4.1cN/dtex，能用于一些對紗線強度要求高的領域，同時棉纖維及改性纖維素纖維的應用使其吸濕透氣性較好，并具有優(yōu)異的養(yǎng)膚舒適功能和天然的抗菌抑菌性功能。

2、本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)所述復合紡織材料的方法具有轉(zhuǎn)杯紡紗高速高產(chǎn)、大卷筒、短工藝和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，有利于實現(xiàn)紗線的大規(guī)模工業(yè)化定制生產(chǎn)，能使生產(chǎn)和市場靈活無縫銜接。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。

實施例1

本實施的新型復合紡織材料，按照重量份數(shù)計由以下原料制備得到：

所述改性纖維素纖維是由纖維素纖維經(jīng)小分子季銨鹽陽離子改性劑和高分子季銨鹽陽離子改性劑作為陽離子改性劑，進行改性處理，得到的pH值為6.5-7.0時，Zeta電極電位值為5-10mV的改性纖維素纖維；所述的小分子季銨鹽陽離子改性劑為環(huán)氧季銨鹽的表氯醇母體衍生物，所述的高分子季銨鹽陽離子改性劑為主鏈型的聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺。

所述碳纖維的細度為1.0dtex，長度為30mm，干強為6.0cN/dtex。

所述棉纖維的細度為1.69dtex，長度為35mm，干強為2.3cN/dtex。

所述甲殼素纖維的細度為1.69dtex，長度為35mm，干強為2.3cN/dtex，蛋白質(zhì)含量為3％。

所述改性纖維素纖維的直徑為60μm，纖度為625dtex。

生產(chǎn)本實施例中的新型復合紡織材料的方法，是將原料分別進行預處理后，依次進行混合原料、開棉、梳棉、凝棉、并條和轉(zhuǎn)杯紡紗步驟，最后得到成品。

所述預處理是用抓棉機，將原料松解撕扯成小纖維束，風送到除塵器將塵埃與細小纖維除去，再經(jīng)重物除雜器將比重大于小纖維束的雜物去除。

所述混合原料是在變頻計量除塵混纖裝置內(nèi)，按一定的比例將預處理后的原料進行充分混合，同時分離并去除原料中的塵雜，再通過多倉混棉機進一步混合原料和去除原料中的塵雜。

所述轉(zhuǎn)杯紡紗采用一級或二級梳棉，梳棉輥轉(zhuǎn)速8500轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)杯采用40mm直徑，轉(zhuǎn)杯速度為90000轉(zhuǎn)/分，引紗速度為125米/分，卷繞速度為115米/分。

得到的復合紡織材料的干強為8.9cN/dtex，并且其吸濕性為95％，柔軟性良好。

實施例2

本實施的新型復合紡織材料，按重量份數(shù)由以下原料制備得到：

所述改性纖維素纖維是由纖維素纖維經(jīng)小分子季銨鹽陽離子改性劑和高分子季銨鹽陽離子改性劑作為陽離子改性劑，進行改性處理，得到的pH值為7.5-8.0時，Zeta電極電位值為10-12mV的改性纖維素纖維；所述的小分子季銨鹽陽離子改性劑為環(huán)氧季銨鹽的表氯醇母體衍生物，所述的高分子季銨鹽陽離子改性劑為主鏈型的聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺。

所述碳纖維的細度為1.1dtex，長度為32mm，干強為6.2cN/dtex。

所述棉纖維的細度為1.72dtex，長度為35mm，干強為2.4cN/dtex。

所述甲殼素纖維的細度為1.78dtex，長度為36mm，干強為2.5cN/dtex，蛋白質(zhì)含量為4％。

所述改性纖維素纖維的直徑為60μm，纖度為630dtex。

所述預處理是用抓棉機，將原料松解撕扯成小纖維束，風送到除塵器將塵埃與細小纖維除去，再經(jīng)重物除雜器將比重大于小纖維束的雜物去除。

所述轉(zhuǎn)杯紡紗采用一級或二級梳棉，梳棉輥轉(zhuǎn)速9000轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)杯采用38mm直徑，轉(zhuǎn)杯速度為80000轉(zhuǎn)/分，引紗速度為130米/分，卷繞速度為125米/分。

得到的復合紡織材料的干強為9.5cN/dtex，并且其吸濕性為92％，柔軟性良好。

實施例3

本實施的新型復合紡織材料，按重量份數(shù)由以下原料制備得到：

所述改性纖維素纖維是由纖維素纖維經(jīng)小分子季銨鹽陽離子改性劑和高分子季銨鹽陽離子改性劑作為陽離子改性劑，進行改性處理，得到的pH值為8.0-8.5時，Zeta電極電位值為18-20mV的改性纖維素纖維；所述的小分子季銨鹽陽離子改性劑為環(huán)氧季銨鹽的表氯醇母體衍生物，所述的高分子季銨鹽陽離子改性劑為主鏈型的聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺。

所述碳纖維的細度為0.55dtex，長度為33mm，干強為6.5cN/dtex。

所述棉纖維的細度為0.65dtex，長度為36mm，干強為2.8cN/dtex。

所述甲殼素纖維的細度為0.85dtex，長度為38mm，干強為3.2cN/dtex，蛋白質(zhì)含量為6％。

所述改性纖維素纖維的直徑為65μm，纖度為640dtex。

所述預處理是用抓棉機，將原料松解撕扯成小纖維束，風送到除塵器將塵埃與細小纖維除去，再經(jīng)重物除雜器將比重大于小纖維束的雜物去除。

得到的復合紡織材料的干強為9.3cN/dtex，并且其吸濕性為100％，柔軟性良好。

實施例4

本實施的新型復合紡織材料，按重量份數(shù)由以下原料制備得到：

所述改性纖維素纖維是由纖維素纖維經(jīng)小分子季銨鹽陽離子改性劑和高分子季銨鹽陽離子改性劑作為陽離子改性劑，進行改性處理，得到的pH值為6.5-7.5時，Zeta電極電位值為20-26mV的改性纖維素纖維；所述的小分子季銨鹽陽離子改性劑為環(huán)氧季銨鹽的表氯醇母體衍生物，所述的高分子季銨鹽陽離子改性劑為主鏈型的聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺。

所述碳纖維的細度為0.85dtex，長度為33mm，干強為6.9cN/dtex。

所述棉纖維的細度為0.65dtex，長度為37mm，干強為3.8cN/dtex。

所述甲殼素纖維的細度為1.69dtex，長度為35mm，干強為3.4cN/dtex，蛋白質(zhì)含量為6％。

所述改性纖維素纖維的直徑為55μm，纖度為620dtex。

本實施例中的新型復合紡織材料的方法，是將原料分別進行預處理后，依次進行混合原料、開棉、梳棉、凝棉、并條和轉(zhuǎn)杯紡紗步驟，最后得到成品。

所述預處理是用抓棉機，將原料松解撕扯成小纖維束，風送到除塵器將塵埃與細小纖維除去，再經(jīng)重物除雜器將比重大于小纖維束的雜物去除。

得到的復合紡織材料的干強為10.2cN/dtex，并且其吸濕性為102％，柔軟性優(yōu)異。

對比例1

除將碳纖維替換為玻璃鋼纖維外，其余與實施例4相同。

得到的復合紡織材料的干強為5.1cN/dtex，并且其吸濕性為52％，柔軟性一般。

對比例2

除將棉纖維替換為麻纖維外，其余與實施例4相同。