【技术实现步骤摘要】
本申请涉及纺织品的领域，更具体地说，它涉及一种涡流纺复合包芯纱及其制备方法。
技术介绍
1、包芯纱是由位于纱芯的连续长丝与包覆在其外部、存在捻度的短纤维层构成的复合结构纱线，其将不同特性的长丝与短纤维在纱线层面进行复合，可充分发挥两者的组合优势，使织物表现出单一组分难以实现的性能与风格。
2、包芯纱的规模化加工方法主要有环锭纺、转杯纺、摩擦纺、喷气涡流纺等。其中，环锭纺生产的包芯纱结构不稳定，会导致短纤在纱体上滑移，从而导致纱体结构破损，出现成纱芯丝外露的现象，影响纱线性能。
技术实现思路
1、为了提高纱体结构稳定性，本申请提供一种涡流纺复合包芯纱及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种涡流纺复合包芯纱，采用如下的技术方案：
3、一种涡流纺复合包芯纱，包括由涡流纺制得的结构纱体，所述结构纱体由包括沿结构纱体长度方向设置的芯纱层，所述芯纱层为高弹改性氨纶纤维长丝，所述芯纱层上包覆有包芯层，所述包芯层为表面改性玄武岩短纤维层。
4、通过采用上述技术方案，喷气涡流纺包芯纱是以高弹改性氨纶纤维长丝为芯，充当导引针的作用，引导表面改性玄武岩短纤维头端进入纱尾。一方面可降低成纱产生头端毛羽的概率；另一方面利用高弹改性氨纶纤维长丝提高纱线强力，减少成纱过程及后道织造或产品开发中因纱线强力不足引起的断头现象，提高生产效率，同时又保留了玄武岩短纤维抗热性优异的特性，对改善纱线性能具有现实意义。
5、优选的，所述高弹改性氨纶纤维长丝由以下
6、s1、将聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯在85℃条件下反应120min，得到封端的预聚物；
7、s2、将预聚物与二甲基乙酰胺混合溶解，形成预聚物溶液；
8、s3、向预聚物溶液中再加入结晶剂，搅拌均匀，降温至10℃，形成聚合物溶液；
9、s4、制备扩链剂混合物溶液；
10、s5、向所述聚合物溶液中边搅拌边快速加入上述扩链剂混合溶液进行反应，形成聚氨酯脲溶液；
11、s6、将添加剂添加到聚氨酯脲溶液中混合均匀，通过喷丝板挤压在甬道内干法纺丝，形成氨纶纤维。
12、通过采用上述技术方案，先将原料聚合制得预聚物，然后通过再次结晶提高氨纶纤维的弹性，且通过添加扩链剂使得氨纶纤维分子链增长而不易断裂，有效提高氨纶纤维弹性，使得氨纶纤维保持回弹率，进而提高包芯纱的弹性。
13、优选的，所述结晶剂为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种。
14、通过采用上述技术方案，结晶剂的选择使得氨纶纤维内部出现结晶区，以结晶区作为硬段相，从而使得氨纶纤维内部堆积更紧密，进而使得氨纶纤维结构更完整也更稳定，从而使得氨纶纤维的弹性得以增强。
15、优选的，所述扩链剂由以下步骤制得：将乙二胺、2-甲基戊二胺和二乙胺溶解于二甲基乙酰胺中形成扩链剂混合物溶液。
16、通过采用上述技术方案，扩链剂促进氨纶纤维中硬段相结晶，从而使得结晶区进一步增加，提高氨纶纤维的结晶性能，结晶性能的提升使得氨纶纤维的回弹性能得以提高。
17、优选的，所述表面改性玄武岩短纤维层所使用的表面改性玄武岩纤维由以下步骤制备而来：s1、表面刻蚀；s2、表面浸润；s3、表面负载。
18、通过采用上述技术方案，先对玄武岩纤维进行表面刻蚀，形成刻蚀裂缝，然后对玄武岩纤维表面进行浸润时，同时对刻蚀裂缝进行浸润，当需要在玄武岩纤维表面负载时，刻蚀裂缝起到定位和固定的作用，同时利用刻蚀裂缝内的浸润物对负载物质进行粘接，进而使得玄武岩纤维表面进行粗糙改性，使得改性后的玄武岩纤维与氨纶纤维表面摩擦力增加，有效提高包芯纱纱体结构稳定性，降低包芯纱破损的可能性。
19、优选的，所述表面刻蚀采取的方式为酸碱刻蚀或等离子体刻蚀中的一种。
20、通过采用上述技术方案，对玄武岩纤维表面进行刻蚀，从而使得玄武岩纤维表面出现刻蚀裂缝，有利于负载浸润物质和负载物质，提高玄武岩纤维表面粗糙度，进而提高氨纶纤维和玄武岩纤维之间的结合稳定性，提高包芯纱的纱体结构稳定性。
21、优选的，所述表面负载所用负载物质为纳米颗粒。
22、通过采用上述技术方案，将纳米颗粒负载于经表面刻蚀和表面浸润后的玄武岩纤维上，从而提高玄武岩纤维表面粗糙度，进而提高氨纶纤维和玄武岩纤维之间的结合稳定性，提高包芯纱的纱体结构稳定性。
23、第二方面，本申请提供一种涡流纺复合包芯纱的制备方法，采用如下的技术方案：一种涡流纺复合包芯纱的制备方法，包括以下步骤：s1、使用喷漆涡流纺纱机进行纺纱，其中芯丝从芯丝喂入装置上退绕，经张力装置与导丝器后进入前罗拉钳口，芯丝为四根110dtex高弹改性氨纶纤维，预牵伸倍数为2.5～3.5倍；
24、短纤维须条经牵伸机构的牵伸作用后，与芯丝在前罗拉钳口处汇合，随后被吸入喷嘴，短纤维须条定量为13～16g/5m，牵伸倍数为280倍，纺纱速度为140～160m/min，喷嘴气压0.3～0.6mpa，导引针到锥体面入口距离1mm；
25、离开前罗拉钳口的、位于须条外围的短纤维尾端在喷嘴加捻腔内受到高速旋转气流的作用而扩张并反转倒伏在纺锭的锥部。
26、s2、须条中短纤维的头端受到纺锭中已形成的纱线的拖拽作用，与芯丝一起被捻入新形成的纱中成为纱芯，而倒伏的短纤维尾端在已经形成的纱芯周围按旋转气流的方向进行包覆，形成喷气涡流纺包芯纱，并从纺锭内部的引纱通道中输出。
27、通过采用上述技术方案，使用涡流纺的加工工艺制备包芯纱，具有工艺流程短、高速高产和用工少的特点，同时生产的纱线毛羽少、耐磨性好、抗起毛起球。
28、综上所述，本申请具有以下有益效果：
29、1、由于本申请采用喷气涡流纺包芯纱是以高弹改性氨纶纤维长丝为芯，充当导引针的作用，引导表面改性玄武岩短纤维头端进入纱尾。一方面可降低成纱产生头端毛羽的概率；另一方面利用高弹改性氨纶纤维长丝提高纱线强力，减少成纱过程及后道织造或产品开发中因纱线强力不足引起的断头现象，提高生产效率，同时又保留了玄武岩短纤维抗热性优异的特性，对改善纱线性能具有现实意义。
30、2、本申请中先将原料聚合制得预聚物，然后通过再次结晶提高氨纶纤维的弹性，且通过添加扩链剂使得氨纶纤维分子链增长而不易断裂，有效提高氨纶纤维弹性，使得氨纶纤维保持回弹率，进而提高包芯纱的弹性。
31、3、本申请的方法，使用涡流纺的加工工艺制备包芯纱，具有工艺流程短、高速高产和用工少的特点，同时生产的纱线毛羽少、耐磨性好、抗起毛起球。
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1.一种涡流纺复合包芯纱，其特征在于，包括由涡流纺制得的结构纱体，所述结构纱体由包括沿结构纱体长度方向设置的芯纱层，所述芯纱层为高弹改性氨纶纤维长丝，所述芯纱层上包覆有包芯层，所述包芯层为表面改性玄武岩短纤维层。
2.根据权利要求1所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述高弹改性氨纶纤维长丝由以下步骤制备而来：
3.根据权利要求2所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述结晶剂为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种。
4.根据权利要求3所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述扩链剂由以下步骤制得：将乙二胺、2-甲基戊二胺和二乙胺溶解于二甲基乙酰胺中形成扩链剂混合物溶液。
5.根据权利要求1所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述表面改性玄武岩短纤维层所使用的表面改性玄武岩纤维由以下步骤制备而来：S1、表面刻蚀；S2、表面浸润；S3、表面负载。
6.根据权利要求5所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述表面刻蚀采取的方式为酸碱刻蚀或等离子体刻蚀中的一种。
7.根据权利要求6所
8.权利要求1-7任意一项所述的涡流纺复合包芯纱的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、使用喷漆涡流纺纱机进行纺纱，其中芯丝从芯丝喂入装置上退绕，经张力装置与导丝器后进入前罗拉钳口，芯丝为四根110dtex高弹改性氨纶纤维，预牵伸倍数为2.5～3.5倍；短纤维须条经牵伸机构的牵伸作用后，与芯丝在前罗拉钳口处汇合，随后被吸入喷嘴，短纤维须条定量为13～16g/5m，牵伸倍数为280倍，纺纱速度为140～160m/min，喷嘴气压0.3～0.6MPa，导引针到锥体面入口距离1mm；离开前罗拉钳口的、位于须条外围的短纤维尾端在喷嘴加捻腔内受到高速旋转气流的作用而扩张并反转倒伏在纺锭的锥部；
...【技术特征摘要】
1.一种涡流纺复合包芯纱，其特征在于，包括由涡流纺制得的结构纱体，所述结构纱体由包括沿结构纱体长度方向设置的芯纱层，所述芯纱层为高弹改性氨纶纤维长丝，所述芯纱层上包覆有包芯层，所述包芯层为表面改性玄武岩短纤维层。
2.根据权利要求1所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述高弹改性氨纶纤维长丝由以下步骤制备而来：
3.根据权利要求2所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述结晶剂为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种。
4.根据权利要求3所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述扩链剂由以下步骤制得：将乙二胺、2-甲基戊二胺和二乙胺溶解于二甲基乙酰胺中形成扩链剂混合物溶液。
5.根据权利要求1所述的涡流纺复合包芯纱，其特征在于，所述表面改性玄武岩短纤维层所使用的表面改性玄武岩纤维由以下步骤制备而来：s1、表面刻蚀；s2、表面浸润；s3、表面负载。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王福华，李向东，刘明哲，肖国英，谢书涛，姚帅，
申请(专利权)人：德州华源生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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