一种腈纶/涤纶包芯纱线及其制备方法与流程

1.本发明涉及家用纺织品技术领域，特别涉及一种腈纶/涤纶包芯纱线及其制备方法。


背景技术：

2.聚丙烯腈纤维俗称“腈纶纤维”、“人造羊毛”，是以丙烯腈为主要单体共聚而成的聚合物经纺制而成的纤维。腈纶纤维是三大合成纤维之一，其质轻，纤维大分子呈不规则螺旋棒状结构，具有较高的侧向有序、纵向无序的准静态结构。腈纶纤维具有良好的蓬松性、弹性、保暖性、耐热性和耐候性。
3.涡流纺纱工艺是一种利用空气涡流对纤维进行凝聚加捻成纱的纺纱方法。涡流纺纱工艺具备速度快、产量高、工艺流程短、操作简单等优点。涡流纺纱工艺制成的纱线呈包芯结构，其纱芯近似平行无捻状，外包纤维呈螺旋状，这种结构赋予纱线良好的蓬松性和保暖性。
4.然而，涡流纺纱工艺制成的腈纶纱线表面具有较多的浮游纤维，这些浮游纤维能够形成毛羽，造成制成的纺织品表面粗糙，在使用过程中，易起毛起球。
5.为解决涡流纺纱工艺制成的腈纶纱线表面具有较多的浮游纤维，这些浮游纤维能够形成毛羽，造成制成的纺织品表面粗糙，在使用过程中，易起毛起球的技术问题，公开号为cn208486006u的专利文献公开了一种涡流腈纶包芯纱线，包括腈纶纱芯纱和包缠丝，包缠丝包括锦纶单丝、涤纶单丝、聚乙烯单丝和丙纶单丝，且所述锦纶单丝、涤纶单丝、聚乙烯单丝和丙纶单丝的截面至少有一个为异型截面；异型截面为三角形、多角形、三叶形、多叶形、十字形、扁平形、y形、h形、哑铃形、中空形中的一种或几种。该专利通过异型截面提高了包芯纱线制成的面料的抗起毛起球性能。
6.然而，该包芯纱易起静电，加工困难，易与工件之间发生缠绕。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种腈纶/涤纶包芯纱线及其制备方法，用于解决现有技术中涡流腈纶包芯纱线易起静电，加工困难，易与工件之间发生缠绕的问题。
8.第一个方面，本发明的目的在于提供一种腈纶/涤纶包芯纱线的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
9.s1.预处理：将腈纶长丝置于氯苯中浸泡，随后烘干；
10.s2.接枝共聚：将过硫酸盐、甲基丙烯酸聚乙二醇酯和水混合，得到溶液；将经步骤s1处理的腈纶长丝于无氧环境下置于所述溶液中进行接枝共聚，然后洗涤、干燥，得到改性腈纶；
11.s3.纺纱：以步骤s2得到的改性腈纶为芯丝，以涤纶短纤为外包纤维，进行涡流纺纱，得到所述包芯纱线。
12.本发明中，所述长丝是一种化学纤维形态，具体是指连续长度很长的丝条。
13.本发明中，所述短纤是一种化学纤维形态，具体是指纤维长丝经切断或拉断后形成的丝条。
14.进一步，步骤s1中，所述腈纶长丝的细度为40-150d，优选为40-100d。
15.进一步，步骤s1中，所述浸泡的温度为50-70℃，优选为60-70℃；浸泡的时间为20-45min，优选为30-40min。
16.进一步，步骤s1中，所述腈纶长丝与氯苯的质量比为1：15-20，优选为1：18-20。
17.进一步，步骤s1中，所述烘干的温度为80-100℃，优选为90-100℃；烘干的时间为15-25min，优选为20-25min。
18.进一步，步骤s2所述溶液中，过硫酸盐的浓度为0.9-1.8g/l，优选为1.2-1.8g/l。
19.进一步，步骤s2所述溶液中，甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为3-10g/l，优选为8-10g/l。
20.进一步，步骤s2中，所述溶液与腈纶长丝的质量比为15-20：1，优选为18-20：1。
21.进一步，步骤s2中，所述接枝共聚的温度为80-90℃，优选为80-88℃；接枝共聚的时间为40-70min，优选为50-70min。
22.进一步，步骤s2中，所述干燥的温度为50-70℃，优选为60-70℃；干燥的时间为20-30min，优选为25-30min。
23.进一步，步骤s2所述溶液中还添加有甲醇。
24.进一步，所述甲醇与水的体积比为1-5：100，优选为2-5：100。
25.进一步，步骤s2所述溶液中还添加有三烯丙基异三聚氰酸酯。
26.进一步，所述溶液中，三烯丙基异三聚氰酸酯的浓度为0.8-1.2g/l，优选为1-1.2g/l。
27.进一步，步骤s3中，所述涤纶短纤的细度为40-150d，优选为40-100d。
28.进一步，步骤s3中，所述涤纶短纤的长度为30-40mm，优选为35-40mm。
29.进一步，步骤s3中，所述涤纶短纤的横截面为三叶形。
30.本发明中，所述横截面为三叶形的涤纶短纤经市售横截面为三叶形的涤纶长丝切断而得。
31.进一步，步骤s3中，所述改性腈纶与涤纶短纤的质量比为40-60：60-40，优选为50-60：60-40。
32.进一步，步骤s3中，所述涡流纺的纺纱速度为310-350m/min，优选为330-350m/min；后区牵伸倍数为2-4倍，优选为3-4倍；主牵伸倍数为30-35倍，优选为32-35倍；总牵伸倍数为220-250倍，优选为240-250倍；喂入比为0.92-0.99，优选为0.95-0.96；纺纱张力为110-120mn，优选为115-120mn；纺锭与前罗拉之间的距离为20-24mm，优选为22-24mm；喷嘴与前罗拉之间的距离为18-21mm，优选为20-21mm；喷嘴气压为0.4-0.6mpa，优选为0.5-0.6mpa；芯纱旦数为35-40s，优选为38-40s，成纱旦数为18-20s，优选为19-20s；卷取比为0.95-1，优选为0.96-1。
33.第二个方面，本发明的目的还在于提供根据如上所述的制备方法制得的腈纶/涤纶包芯纱线。
34.本发明的有益效果在于：
35.(1)本发明中，氯苯能够打破腈纶分子间结合力，促使过硫酸盐和甲基丙烯酸聚乙
二醇酯向纤维内部扩散、渗透，使纤维表面和内部同时进行接枝共聚反应；过硫酸盐受热分解产生自由基，引发接枝共聚反应；通过接枝共聚反应，将抗静电剂甲基丙烯酸聚乙二醇酯引入腈纶纤维，改善了腈纶的抗静电性能，进而改善了纱线的抗静电性能。
36.(2)本发明中，甲醇能够加快过硫酸盐的分解速率，产生更多的自由基，促进接枝共聚反应的进行。
37.(3)本发明中，在过硫酸盐引发作用下，含有三个烯丙基的双键的三烯丙基异三聚氰酸酯能够在连接腈纶纤维大分子自由基的同时，还能够连接甲基丙烯酸聚乙二醇酯，从而提高了接枝率，进一步改善腈纶的抗静电性能，进而进一步改善纱线的抗静电性能。
38.(4)本发明中，涡流纺纱工艺能够增加纱线的蓬松度、保暖性、柔软性和舒适性。
具体实施方式
39.以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。需要注意的是，如无特别说明，本文中描述所示的“wt％”是指“质量分数”。
40.本发明提供了一种腈纶/涤纶包芯纱线的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
41.s1.预处理：将细度为40-150d的腈纶长丝于50-70℃温度下置于其质量15-20倍的氯苯中浸泡20-45min，随后于80-100℃温度下烘干15-25min；
42.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇酯，搅拌，随后加入过硫酸盐，搅拌，配制得到过硫酸盐的浓度为0.9-1.8g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为3-10g/l的溶液；
43.s3.接枝共聚：将经步骤s1处理的腈纶长丝于无氧环境下置于步骤s2得到的溶液中进行接枝共聚，接枝共聚的温度为80-90℃，时间为40-70min，溶液与腈纶长丝的质量比为15-20：1；然后用水洗涤，接着于50-70℃温度下干燥20-30min，得到改性腈纶；
44.s4.纺纱：以步骤s3得到的改性腈纶为芯丝，以细度为40-150d、长度为30-40mm且横截面为三叶形的涤纶短纤为外包纤维，按照改性腈纶与涤纶短纤的质量比为40-60：60-40，于纺纱速度为310-350m/min，后区牵伸倍数为2-4倍，主牵伸倍数为30-35倍，总牵伸倍数为220-250倍，喂入比为0.92-0.99，纺纱张力为110-120mn，纺锭与前罗拉之间的距离为20-24mm，喷嘴与前罗拉之间的距离为18-21mm，喷嘴气压为0.4-0.6mpa，纱旦数为35-40s，成纱旦数为18-20s，卷取比为0.95-1条件下涡流纺纱，得到包芯纱线。
45.在本发明的另一个实施例中，溶液中还添加有甲醇，甲醇与水的体积比为1-5：100，优选为2-5：100。
46.在本发明的另一个实施例中，溶液中还添加有三烯丙基异三聚氰酸酯，三烯丙基异三聚氰酸酯的浓度为0.8-1.2g/l，优选为1-1.2g/l。
47.下面通过具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做
合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
48.实施例1
49.一种腈纶/涤纶包芯纱线的制备方法，具体步骤为：
50.s1.预处理：将细度为150d的腈纶长丝于60℃温度下置于其质量18倍的氯苯中浸泡30min，随后于90℃温度下烘干20min；
51.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200，此处指聚乙二醇的型号，该型号的聚乙烯醇的相对分子质量为180-220，下同)酯，搅拌，随后加入过硫酸钠，搅拌，配制得到过硫酸钠的浓度为1.8g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为10g/l的溶液；
52.s3.接枝共聚：将经步骤s1处理的腈纶长丝于氮气气氛下置于步骤s2得到的溶液中进行接枝共聚，接枝共聚的温度为88℃，时间为50min，溶液与腈纶长丝的质量比为18：1；然后用水洗涤，接着于60℃温度下干燥25min，得到改性腈纶；
53.s4.纺纱：以步骤s3得到的改性腈纶为芯丝，以细度为150d、长度为35mm且横截面为三叶形的涤纶短纤为外包纤维，按照改性腈纶与涤纶短纤的质量比为50：50，于纺纱速度为320m/min，后区牵伸倍数为3倍，主牵伸倍数为32倍，总牵伸倍数为240倍，喂入比为0.95，纺纱张力为115mn，纺锭与前罗拉之间的距离为22mm，喷嘴与前罗拉之间的距离为20mm，喷嘴气压为0.5mpa，纱旦数为40s，成纱旦数为120s，卷取比为0.96条件下涡流纺纱，得到所述包芯纱线。
54.实施例2
55.一种腈纶/涤纶包芯纱线的制备方法，具体步骤为：
56.s1.预处理：将细度为40d的腈纶长丝于70℃温度下置于其质量15倍的氯苯中浸泡40min，随后于100℃温度下烘干15min；
57.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯，搅拌，随后加入过硫酸钾，搅拌，配制得到过硫酸钾的浓度为1.2g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为8g/l的溶液；
58.s3.接枝共聚：将经步骤s1预处理的腈纶长丝于氮气气氛下置于步骤s2得到的溶液中进行接枝共聚，接枝共聚的温度为80℃，时间为60min，溶液与腈纶长丝的质量比为20：1；然后用水洗涤，接着于70℃温度下干燥20min，得到改性腈纶；
59.s4.纺纱：以步骤s3得到的改性腈纶为芯丝，以细度为40d、长度为38mm且横截面为三叶形的涤纶短纤为外包纤维，按照改性腈纶与涤纶短纤的质量比为60：40，于纺纱速度为340m/min，后区牵伸倍数为3.5倍，主牵伸倍数为35倍，总牵伸倍数为250倍，喂入比为0.96，纺纱张力为120mn，纺锭与前罗拉之间的距离为24mm，喷嘴与前罗拉之间的距离为21mm，喷嘴气压为0.6mpa，纱旦数为35s，成纱旦数为18s，优选为19-20s卷取比为0.96条件下涡流纺纱，得到所述包芯纱线。
60.实施例3
61.一种腈纶/涤纶包芯纱线的制备方法，具体步骤为：
62.s1.预处理：将细度为80d的腈纶长丝于50℃温度下置于其质量15倍的氯苯中浸泡45min，随后于80℃温度下烘干25min；
63.s2.向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯，搅拌，随后加入过硫酸钠，搅拌，配制得到过硫酸钠的浓度为0.9g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为5g/l的溶液；
64.s3.接枝共聚：将经步骤s1处理的腈纶长丝于氮气气氛下置于步骤s2得到的溶液中进行接枝共聚，接枝共聚的温度为85℃，时间为70min，溶液与腈纶长丝的质量比为15：1；然后用水洗涤，接着于50℃温度下干燥30min，得到改性腈纶；
65.s4.纺纱：以步骤s3得到的改性腈纶为芯丝，以细度为80d、长度为30mm且横截面为三叶形的涤纶短纤为外包纤维，按照改性腈纶与涤纶短纤的质量比为40：60，于纺纱速度为350m/min，后区牵伸倍数为4倍，主牵伸倍数为35倍，总牵伸倍数为250倍，喂入比为0.95，纺纱张力为120mn，纺锭与前罗拉之间的距离为20mm，喷嘴与前罗拉之间的距离为18mm，喷嘴气压为0.4mpa，纱旦数为38s，成纱旦数为19s，卷取比为0.96条件下涡流纺纱，得到所述包芯纱线。
66.实施例4
67.除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备腈纶/涤纶包芯纱线：
68.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯和甲醇，搅拌，随后加入过硫酸钠，搅拌，配制得到过硫酸钠的浓度为1.8g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为10g/l的溶液，其中，甲醇与水的体积比为5：100。
69.实施例5
70.除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备腈纶/涤纶包芯纱线：
71.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯和甲醇，搅拌，随后加入过硫酸钠，搅拌，配制得到过硫酸钠的浓度为1.8g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为10g/l的溶液，其中，甲醇与水的体积比为2：100。
72.实施例6
73.除以下条件外，以与实施例4相同的方式制备腈纶/涤纶包芯纱线：
74.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯和甲醇，搅拌，随后加入过硫酸钠和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌，配制得到过硫酸钠的浓度为1.8g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为10g/l、三烯丙基异三聚氰酸酯的浓度为1.2g/l的溶液，其中，甲醇与水的体积比为5：100。
75.实施例7
76.除以下条件外，以与实施例4相同的方式制备腈纶/涤纶包芯纱线：
77.s2.原料准备：向水中加入甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯和甲醇，搅拌，随后加入过硫酸钠和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌，配制得到过硫酸钠的浓度为1.8g/l、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的浓度为10g/l、三烯丙基异三聚氰酸酯的浓度为0.8g/l的溶液，其中，甲醇与水的体积比为5：100。
78.对比例1
79.除未经步骤s2和s3处理外，以与实施例1相同的方式制备腈纶/涤纶包芯纱线。
80.性能检测
81.将实施例1-7及对比例1制得的纱线加工成面料，取450mm*450mm样品，按照《gb/t12703.1-2008纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》测定静电压半衰期，其中，试验台直径为200mm，试验台转速为1000r/min，试样夹的内框尺寸为32mm*32mm，放电针针尖至试样表面的距离为20mm，感应电极(直径为28mm)与试样上表面的距离为15mm；每个组别平行测定两次，以其平均值作为检测结果；结果如表1所示。
82.表1 性能测试结果
83.来源静电压半衰期/s实施例17.0实施例27.8实施例38.1实施例45.7实施例55.9实施例64.7实施例75.0对比例131.8
84.由表1可知，与对比例1相比，实施例1-7的纱线制成的面料的静电压半衰期显著降低。
85.与对比例1相比，实施例1的纱线制成的面料的静电压半衰期降低了78.0％左右。
86.与实施例1相比，实施例4和实施例5的纱线制成的面料的静电压半衰期分别降低了18.6％左右和15.7％左右。
87.与实施例4相比，实施例6和实施例7的纱线制成的面料的静电压半衰期分别降低了17.5％左右和12.3％左右。
88.综上，本发明有效改善了腈纶/涤纶包芯纱线的抗静电性能。
89.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。