一种具有抗菌和抗静电功能的复合纱线及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有抗菌和抗静电功能的复合纱线及其制备方法和应用，该方法包括：在熔融纺丝过程中，采用共轭静电纺丝方法将抗静电纺丝溶液纺制成的抗静电纳米纤维包覆在采用熔融纺丝方法纺出且未完全冷却的芯丝上，抗静电纳米纤维部分或全部黏着在芯丝上，制成中间纱；然后将天然抗菌纱线或包含天然抗菌纱线的多组分纱线包覆在中间纱上，制成具有抗菌和抗静电功能的复合纱线；该方法制成的复合纱线在具备较为优异的抗菌和抗静电功能基础上，还具备优异的耐久性，各功能在织造或使用过程中不易失效，适用于户外服饰等领域。适用于户外服饰等领域。适用于户外服饰等领域。

A composite yarn with antibacterial and antistatic functions and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌和抗静电功能的复合纱线及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能性纱线的生产
，具体涉及一种具有抗菌和抗静电功能的复合纱线及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着生活水平的不断提高，人们对于织物面料的要求也在不断提高，尤其是功能多样化方面。目前，市场上的功能性面料大受欢迎，但是其实现方式主要通过浸渍、涂覆各种功能性助剂，以及与各种功能性纱线混合加捻来完成。然而，浸渍、涂覆极大地影响了面料的柔韧性和透气性，而且容易在织造或使用过程中脱落；混合加捻的方式虽然在一定程度上避免了浸渍、涂覆方式所带来的问题，但是当需要多种功能性同时兼具时，不同功能性纱线之间的结合能力难以保证，容易造成复合纱线的力学性能下降，或者在使用过程中力学性能陡降。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种改进的兼具具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，该方法制成的复合纱线在具备较为优异的抗菌和抗静电功能基础上，还具备优异的耐久性，各功能在织造或使用过程中不易失效。
[0004]本专利技术同时还提供了一种上述方法制成的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线。
[0005]本专利技术同时还提供了一种上述方法制成的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线在制备户外服饰等领域，如冲锋衣、睡袋中的应用。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的一种技术方案是：一种具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，所述制备方法包括：
[0007]在熔融纺丝过程中，采用共轭静电纺丝方法将抗静电纺丝溶液纺制成的抗静电纳米纤维包覆在采用熔融纺丝方法纺出且未完全冷却的芯丝上，所述抗静电纳米纤维部分或全部黏着在所述芯丝上，制成中间纱；
[0008]然后将天然抗菌纱线或包含天然抗菌纱线的多组分纱线包覆在所述中间纱上，制成所述具有抗菌和抗静电功能的复合纱线。
[0009]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述抗静电纺丝溶液包含氧化石墨烯、水和聚乙烯醇。化学纤维很容易积累静电，通过静电纺丝将氧化石墨烯纺在尼龙丝上不仅达到输送电子的效果，同时使纱线具备一定的抗红外理疗的特性。
[0010]进一步地，所述抗静电纺丝溶液中，氧化石墨烯的浓度为2
‑
4mg/mL，以质量百分含量计，聚乙烯醇的质量百分数为8％
‑
12％。
[0011]在本专利技术的一些优选实施方式中，氧化石墨烯的片径为500nm～5μm，厚度为1～5nm。
[0012]根据本专利技术的一些优选方面，所述熔融纺丝的纺丝速度为20
‑
40m/min。
[0013]根据本专利技术的一些优选方面，所述芯丝的材质为尼龙，通过熔融纺丝制备的尼龙
纱线只需将聚合物颗粒高温熔融拉成丝即可，其工艺相较与溶液干纺和溶液湿纺相比无凝固浴和溶剂，大大缩减了原料成本和生产成本，且制备过程无毒无污染，有利于连续制备。
[0014]根据本专利技术的一些优选方面，所述天然抗菌纱线的材质为甲壳素纤维和/或壳聚糖纤维，所述包含天然抗菌纱线的多组分纱线由甲壳素纤维和/或壳聚糖纤维、棉纤构成。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，当所述芯丝的材质为尼龙时，熔融纺丝过程中，采用双螺杆纺丝机进行，且纺丝温度为：三温区温度分别为50
‑
70℃、250
‑
300℃、220
‑
250℃。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，熔融纺丝过程中，可以将聚合物原料与助剂混合加入双螺杆纺丝机进行纺丝，助剂包括但不限于抗氧剂、热稳定剂等，聚合物原料、助剂的添加质量之比为100∶1
‑
5。
[0017]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述制备方法采用如下生产装置进行所述中间纱的制备：
[0018]所述生产装置包括设置有纺丝出口且用于纺出所述芯丝的双螺杆纺丝机、转动地设置在所述纺丝出口处的金属靶、电源，以及分别设置在所述金属靶两侧的第一喷丝针头、第二喷丝针头，所述第一喷丝针头与所述电源的正极连接，所述第二喷丝针头与所述电源的负极连接，所述抗静电纺丝溶液分别通入所述第一喷丝针头、所述第二喷丝针头中进行共轭静电纺丝；
[0019]其中，所述金属靶内部形成有穿孔，所述芯丝穿过所述穿孔后从所述第一喷丝针头、所述第二喷丝针头之间穿过。
[0020]根据本专利技术的一些优选方面，所述电源的电压为10
‑
30kV。
[0021]根据本专利技术的一些优选方面，所述第一喷丝针头、所述第二喷丝针头各自与所述金属靶的距离为15
‑
20cm。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，共轭静电纺丝过程中的环境相对湿度为30～60％。
[0023]根据本专利技术的一些优选方面，所述第一喷丝针头、所述第二喷丝针头中的纺丝液推进速率分别为0.6
‑
1.2mL/h。
[0024]根据本专利技术的一些优选方面，所述金属靶的材质为铜，所述金属靶为直径6
‑
10cm的圆形靶，所述金属靶的转速为120
‑
360r/min。
[0025]根据本专利技术的一些优选方面，将天然抗菌纱线或包含天然抗菌纱线的多组分纱线包覆在所述中间纱上之后，所述制备方法还包括向包覆后所获纱线上滴加有机溶剂的工序，然后烘干，获得所述具有抗菌和抗静电功能的复合纱线。
[0026]本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的制备方法制成的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线。
[0027]本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线在制备户外服饰等领域，如冲锋衣、睡袋中的应用。
[0028]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0029]本专利技术基于现有技术在制备具有抗菌和抗静电功能的复合纱线时存在的问题，创新地提供了一种将熔融纺丝与静电纺丝相结合的新方法，在实践过程中，专利技术人研究分析知晓，经过熔融纺丝纺出的丝线，在初始具备一定的温度，现有在制备出丝线后通常是冷却后然后收集存放，本专利技术专利技术人创新地提出：不对纺出的丝线进行降温，而是直接通过可与熔融纺丝方法进行连续性生产配合的静电纺丝方法将纺出的功能性纤维即抗静电功能纳
米纤维直接包覆在具备一定温度的丝线即芯丝上，此时，芯丝由于刚熔融纺制而出，表层较软，静电纺出的抗静电纳米纤维包覆时，两者可以结合更紧密，相互粘粘，并且存在一定程度的相互镶嵌，极大地提升了两者的结合强度，规避了现有技术中复合纱线在使用或织造过程中可能造成的功能性缺失问题，而且再与其他功能性纱线相混合加捻时，由于芯丝与抗静电纳米纤维相结合的非常牢固，当需要达到同等程度的强度时，可以有效降低各纤维之间加捻的强度，避免过分强捻对纱线造成的伤害，同时本专利技术方法还实现了对纳米纤维的有效利用，常规方法是将纳米纤维制备收集后再去参与制备织造，对于设备以及工艺均具有极高的要求，本专利技术方法降低了工艺操作难度，降低了生产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在熔融纺丝过程中，采用共轭静电纺丝方法将抗静电纺丝溶液纺制成的抗静电纳米纤维包覆在采用熔融纺丝方法纺出且未完全冷却的芯丝上，所述抗静电纳米纤维部分或全部黏着在所述芯丝上，制成中间纱；然后将天然抗菌纱线或包含天然抗菌纱线的多组分纱线包覆在所述中间纱上，制成所述具有抗菌和抗静电功能的复合纱线。2.根据权利要求1所述的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，其特征在于，所述抗静电纺丝溶液包含氧化石墨烯、水和聚乙烯醇。3.根据权利要求2所述的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，其特征在于，所述抗静电纺丝溶液中，氧化石墨烯的浓度为2
‑
4mg/mL，以质量百分含量计，聚乙烯醇的质量百分数为8％
‑
12％。4.根据权利要求1所述的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，其特征在于，所述熔融纺丝的纺丝速度为20
‑
40m/min。5.根据权利要求1所述的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，其特征在于，所述芯丝的材质为尼龙，所述天然抗菌纱线的材质为甲壳素纤维和/或壳聚糖纤维，所述包含天然抗菌纱线的多组分纱线由甲壳素纤维和/或壳聚糖纤维、棉纤构成。6.根据权利要求1所述的具有抗菌和抗静电功能的复合纱线的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用如下生产装置进行所述中间纱的制备：所述生产装置包括设置有纺丝出口且用于纺出所述芯丝的双螺杆纺丝机、转动地设置在所述纺丝出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨菊珍，任美荣，任哲微，何宇，刘宇清，
申请(专利权)人：吴江市新三养纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：