一种生物基吸湿速干面料及其制备工艺的制作方法

本发明涉及纺织功能面料，具体为一种生物基吸湿速干面料及其制备工艺。

背景技术：

1、吸湿速干面料是指能够吸收并传导人体汗液、保持皮肤干爽的功能性纺织品，广泛用于运动服装、户外装备及内衣等领域。目前赋予织物吸湿速干功能的技术路线主要有三种：一是采用异形截面纤维，利用纤维表面的纵向沟槽产生毛细效应实现物理导湿；二是通过亲水性后整理对织物进行化学改性，在纤维表面引入亲水基团以提高润湿性；三是优化织物组织结构，构建利于水分传导的孔隙通道。其中，亲水性后整理因工艺简单、成本较低，是当前应用最广泛的技术手段。生物基pa56纤维因其分子链中含有较多游离酰胺键，本征吸湿性优于常规涤纶和锦纶，近年来在吸湿速干面料领域受到关注。

2、然而，现有亲水性后整理技术路线存在突出的耐久性不足问题。常规后整理工艺通常在织物织造成型后进行，将亲水整理剂通过浸轧方式施加于织物表面，经烘干或焙烘固着。该方式下亲水整理剂分子主要依赖范德华力或氢键等弱相互作用附着于纤维表层，与纤维基体之间缺乏稳定的化学键连接。在实际穿着和多次水洗过程中，纤维表面附着的亲水性成分在机械摩擦和水流剪切作用下持续脱落流失，导致织物吸湿速干性能随洗涤次数增加而显著衰减。尤其是对于表面光滑、活性基团有限的合成纤维而言，仅靠后整理阶段一次性施加的亲水剂难以实现与纤维的牢固结合，亲水层耐久性严重不足，成为制约吸湿速干面料使用寿命的核心技术瓶颈。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种生物基吸湿速干面料及其制备工艺，以解决现有技术中亲水性成分仅附着于纤维表面、经多次水洗后快速流失、吸湿速干性能耐久性差的问题。

2、本发明是这样实现的：

3、一种生物基吸湿速干面料，所述面料由表层、中间层和底层三层结构复合而成，所述表层由经过亲水改性处理的生物基pa56异形纤维与氨纶纤维混纺而成，所述中间层由生物基粘胶纤维与普通生物基pa56纤维混纺而成，所述底层由细旦生物基pa56纤维与棉纤维混纺而成，所述表层、中间层和底层通过针织工艺一体成型。

4、通过采用上述技术方案，由于将面料设计为由表层、中间层和底层构成的三层结构，且各层采用不同亲疏水性能的纤维混纺组合，因此，获得了水分可由底层向表层定向迁移的梯度润湿效果，实现了贴肤面干爽舒适的穿着体验。

5、进一步地，所述生物基pa56异形纤维的截面为十字形、y形、h形或中空十字形中的至少一种，纤维截面异形度≥25%，单丝纤度为1.0～5.0dtex；当采用中空十字形截面时，中空度为18%～22%，纤维表面均匀分布有4条深度为0.05～0.08mm的纵向沟槽。

6、通过采用上述技术方案，由于将表层所用的生物基pa56纤维设计为具有异形截面和中空结构的形态，增大了纤维的比表面积并在纤维表面形成了沿轴向延伸的毛细沟槽，因此，提高了液态水沿纤维表面的芯吸传导效率，促进了水分由内层向外层的快速扩散。

7、进一步地，所述面料中各纤维组分按重量份计的用量分别如下：

8、所述表层中，经过亲水改性处理的生物基pa56异形纤维为92～95重量份，氨纶纤维为5～8重量份；所述中间层中，生物基粘胶纤维为40～50重量份，普通生物基pa56纤维为50～60重量份；所述底层中，细旦生物基pa56纤维为60～70重量份，棉纤维为30～40重量份。

9、通过采用上述技术方案，由于在各层中采用了特定配比的纤维混纺组合，使表层具备适当的弹性和导湿性、中间层具备良好的亲水保水性、底层兼具亲肤吸水性和舒适性，因此，形成了从底层到表层水分传导能力逐级增强的梯度结构，有利于实现水分的定向迁移。

10、进一步地，所述针织一体成型的组织结构为：表层采用平纹组织，中间层采用集圈组织，底层采用毛圈组织。

11、通过采用上述技术方案，由于表层采用结构紧密的平纹组织、中间层采用具有凹凸结构的集圈组织、底层采用具有蓬松结构的毛圈组织，因此，在织物内部形成了由密到疏的孔隙梯度，进一步强化了水分的定向传导能力，提升了面料的整体导湿排湿效率。

12、进一步地，所述面料三层结构的总厚度为0.5～1.2mm，其中表层厚度占比20%～30%，中间层厚度占比40%～50%，底层厚度占比20%～30%。

13、通过采用上述技术方案，由于对各层厚度比例进行了优化设计，使中间层具有相对较大的厚度占比以发挥充分的储水中转功能，同时保持表层的薄型设计以利于水分快速蒸发，因此，实现了面料整体吸湿、储水、速干功能的协调统一。

14、进一步地，所述的生物基吸湿速干面料的制备工艺，包括以下步骤：

15、s1，生物基pa56切片制备：在氮气保护下，将生物基1,5-戊二胺与己二酸进行中和反应，得到pa56盐溶液，经除杂精制后进行浓缩、预聚和终聚，再挤出、水冷、切粒得到生物基pa56切片；

16、s2，生物基pa56异形纤维制备：将步骤s1制得的生物基pa56切片干燥后熔融纺丝，通过配置有异形喷丝孔的喷丝板挤出，经冷却、上油、拉伸和卷绕制得生物基pa56异形纤维；

17、s3，纤维亲水改性处理：将步骤s2制得的生物基pa56异形纤维浸渍于亲水改性处理液中，采用浸轧和焙烘工艺进行亲水改性处理；

18、s4，纱线制备：分别将表层原料、中间层原料和底层原料混合，采用赛络纺纱工艺纺制得到表层纱线、中间层纱线和底层纱线；

19、s5，针织织造：采用双面大圆机，将表层纱线、中间层纱线和底层纱线按照预设的组织结构进行一体针织成型，得到坯布；

20、s6，前处理：将坯布依次进行退浆、煮炼和漂白处理；

21、s7，生物基功能整理：将前处理后的坯布浸入生物基吸湿速干整理液中，采用二浸二轧工艺进行整理；

22、s8，后处理：将整理后的坯布进行预烘、焙烘和定型处理，得到成品生物基吸湿速干面料。

23、进一步地，所述步骤s1中，中和反应中生物基1,5-戊二胺与己二酸的摩尔比为1:1～1:1.05；

24、精制后的pa56盐溶液浓度为50%～65%，ph值为7～9；

25、预聚反应温度为190℃～230℃，反应压力为1.0mpa～2.5mpa，反应时间为1～3小时；终聚反应温度为260℃～275℃，终聚时间为1～2小时。

26、进一步地，所述步骤s2中，生物基pa56切片的干燥处理在真空转鼓干燥装置中进行，干燥温度为90℃～120℃，干燥时间为12～24小时，干燥后切片含水率降至200ppm以下；

27、所述熔融纺丝温度为260℃～280℃；所述拉伸倍数为2.5～4.0倍，拉伸温度为150℃～180℃。

28、进一步地，所述步骤s3中，亲水改性处理液由以下重量份的组分组成：亲水改性剂5～15份，交联剂1～5份，催化剂0.1～1份，去离子水79～93.9份；

29、所述亲水改性剂选自聚乙二醇、聚醚改性氨基硅油、亲水性聚氨酯中的至少一种；

30、所述交联剂选自柠檬酸、丁烷四羧酸、封端异氰酸酯中的至少一种；

31、所述浸轧和焙烘工艺中，浸渍温度为25℃～50℃，轧余率为70%～80%，焙烘温度为130℃～170℃，焙烘时间为1～5分钟。

32、通过采用上述技术方案，由于采用浸轧、焙烘工艺将含有亲水改性剂和交联剂的处理液均匀施加于pa56异形纤维表面，并通过适当的焙烘温度和时间使交联反应充分进行，因此，在纤维表面形成了牢固的亲水性薄膜层，赋予纤维持久稳定的亲水改性效果，提高了纤维表面的润湿性能。

33、进一步地，所述步骤s5中，双面大圆机的机号为28g～32g，转速为22～26rpm；

34、所述步骤s7中，生物基吸湿速干整理液由以下重量份的组分组成：壳聚糖季铵盐2～4份，丝素蛋白水解物1～3份，柠檬酸0.5～1.5份，渗透剂jfc 0.1～0.3份，去离子水91.2～96.4份，二浸二轧工艺的轧余率为70%～80%；

35、通过采用上述技术方案，由于采用含有壳聚糖季铵盐和丝素蛋白水解物的生物基整理液对坯布进行功能整理，其中壳聚糖季铵盐具有优良的亲水性和抗菌性，丝素蛋白水解物具有优良的亲肤保湿性，因此，在进一步提升面料吸湿速干性能的同时，赋予面料亲肤舒适和抗菌的功能特性。

36、所述步骤s8中，预烘温度为80℃～90℃，预烘时间为3～5分钟，焙烘温度为120℃～130℃，焙烘时间为2～3分钟，定型温度为140℃～145℃，定型时间为30～45秒，超喂率为3%～5%。

37、通过采用上述技术方案，由于采用先低温预烘再高温焙烘的分步热处理方式，配合适当的定型温度和超喂率，因此，使整理剂充分交联固化，同时消除了织物内部应力，获得了尺寸稳定、手感良好的成品面料。

38、本发明具有如下优点：

39、1、本发明通过采用纤维阶段亲水改性处理与后整理阶段生物基功能整理的双重亲水化协同技术方案，即先对生物基pa56异形纤维进行浸轧和焙烘亲水改性处理，再对成品坯布进行生物基吸湿速干整理液浸轧整理，达到了亲水改性效果持久、耐水洗性能显著提升的技术效果。相较于现有技术中仅在织物后整理阶段进行一次性亲水整理的技术方案，解决了其亲水性成分仅附着于纤维表面、经多次水洗后快速流失、吸湿速干性能耐久性差的问题。

40、2、本发明采用三层差异化纱线制备与双面大圆机针织一体成型三层梯度结构的协同技术方案，即表层采用平纹组织配合亲水改性异形纤维实现导湿功能、中间层采用集圈组织配合粘胶混纺纱实现储水功能、底层采用毛圈组织配合棉混纺纱实现吸水功能，达到了水分由内向外定向迁移、贴肤面持久干爽的技术效果。相较于现有技术中采用单一纤维单层织造或简单多层叠合的技术方案，解决了其无法形成定向水分传导梯度、吸湿后贴肤面潮湿粘附、穿着舒适性差的问题。

41、3、本发明采用生物基pa56异形纤维的异形截面设计与纤维阶段亲水改性的协同技术方案，即通过异形喷丝孔纺制具有纵向沟槽和毛细微通道的异形截面纤维，再经化学亲水改性在纤维表面引入亲水性基团，达到了物理导水与化学亲水双重机制协同增效、液态水芯吸传导效率大幅提升的技术效果。相较于现有技术中采用常规圆形截面纤维或仅依赖单一亲水改性的技术方案，解决了其纤维表面缺乏毛细导水通道、水分仅能依靠纤维间孔隙被动扩散、导湿速率受限的问题。