阅读说明：本技术 一种花灰纱的制备方法 (Preparation method of gray yarn ) 是由 李景川 覃小红 王荣武 权震震 张弘楠 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种花灰纱的制备方法,包括：采用静电纺工艺,利用高分子材料作为载体,将阳离子改性剂及抗菌剂同时线性施加到棉网上,制取具有协同效应的抗菌花灰纱。(The invention relates to a preparation method of gray yarns, which comprises the following steps: the method adopts an electrostatic spinning process, utilizes a high polymer material as a carrier, and simultaneously linearly applies a cationic modifier and an antibacterial agent to a cotton net to prepare the antibacterial gray yarn with synergistic effect.)

一种花灰纱的制备方法

技术领域

本发明属于纱线制备领域，特别涉及一种花灰纱的制备方法。

背景技术

花灰色效果深受消费者欢迎，在日常服装商品消费中，占据了很大份额比例。但其传统制作流程相对费事费力，特别是对于棉花灰而言，制作过程涉及的工序多且复杂。关键是，制作过程还会对棉纤维造成损伤，导致成纱质量标准达不到常规纱线标准要求。

传统棉花灰纱制作流程：棉花—散纤前处理—散纤维染色及烘干等—与白棉混合成花灰色—纺纱—织布—清洗。

该生产流程中存在最大的几个问题：

1纱线不纯净：为了在散纤强力和前处理除杂志之间取得平衡，前处理条件相对于面料前处理而言，温和非常多。导致成纱质量并不高，很多成衣上甚至有残留棉籽壳的问题；

2纤维长度及强度下降：前处理、染色等工序，导致整体纤维的长度及强度会实质性的降低，而成纱也因此会出现毛羽过多等委托，导致面料成品品质效果不好；

3灵活性不足：花灰纱颜色主要靠前端散纤维染色，与面料净色染色相比，批量化和灵活性受很大限制。无法像面料染色一样，可以先备坯布，随时染需要的颜色。而且花灰纱生产周期长，基本都在90天以上，是常规面料生产周期的两倍以上。染色过程不需要添加盐碱等电解质，降低污水排放。

4添加功能性，需要在后整过程中，加入功能性助剂，

CN1654729A公开无飞花污染的纯棉花式纱制作方法，其公布的花灰纱制作方式，采用棉纤维阳离子改性的办法，其工艺流程为：棉阳离子改性—与原棉混合—梳棉—纺纱。其整个过程，与传统花灰纱工艺流程一致。其优点是，可以在成纱以后再染色，染色颜色限制没有多大限制。但其整个工艺流程，与常规花灰纱工艺生产流程没有差别，还是需要单独处理后再混棉的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种花灰纱的制备方法，克服现有技术工艺流程长、效率低的技术缺陷，本发明中整个过程没有改变常规纺纱的正常流程，在梳棉过程中就完成改性，无需再进缸处理，降低生产成本。

本发明的一种花灰纱的制备方法，包括：配棉、梳棉、纺纱、织造、染色；其中梳棉过程中，进行静电纺改性纤维并直接负载在棉网上；

其中静电纺采用的纺丝液包括聚合物载体、阳离子改性剂和抗菌剂。

也即静电纺纤维携带阳离子改性剂作为阳离子改性体系加抗菌体系，直接负载在棉网上。

上述制备方法的优选方式如下：

所述改性纤维和棉网的质量比为1：10～25。

所述阳离子改性纤维的直径为200～500nm。

所述静电纺阳离子改性纤维具体为：配置含聚合物载体和阳离子改性剂、抗菌剂的纺丝液，静电纺丝；其中静电纺电压30～80KV，棉网直接作为静电纺接收装置，静电纺改性纤维并直接负载在棉网上。

所述聚合物载体为聚氨酯PU、聚乙烯醇PVA、聚丙烯腈PAN中的一种或几种。

所述聚氨酯PU 8～15万、聚乙烯醇PVA5～12万、聚丙烯腈PAN分子量为5～12万。

所述阳离子改性剂为改性异氰酸酯反应性活性基团与季铵盐类阳离子改性基团的共聚化合物，其中活性基团在改性过程中与棉反应结合形成接枝，季铵盐为引入的染色基团，供染料上染用；抗菌剂为季铵盐类阳离子抗菌剂。

所述阳离子改性剂为德美化工色媒体，分子量约500；抗菌剂为SCJ-877，分子量约600。

所述纺丝液中聚合物载体的质量浓度为5％～15％；阳离子改性剂质量浓度为10％～50％，抗菌剂浓度1％～5％。

所述阳离子改性剂，其用量为质量占比1～5％(OWF)，抗菌剂用量为质量占比0.1～0.5％(OWF)，即相对于棉的质量百分比，即阳离子改性剂质量占比为整个棉网的1％～5％、抗菌剂质量占比为整个棉网的0.1％～0.5％。

所述染色前进行坯布定型处理，工艺参数为：90～170℃，定型1～3min，增加坯布定型工艺，提升阳离子改性的牢度。

优选地，坯布定型130度，2分钟，以完成阳离子改性剂的交联。

染色前处理，根据后续染色鲜艳度，纯碱5～20g/l，30％双氧水0～5g/l。

所述染色过程可使用活性染料、酸性或直接染料等阴离子染料，根据颜色深度，采用98度煮30～60分钟，染液pH值控制在4.5～6之间。

本发明的一种所述方法制备的花灰纱。

本发明的一种所述花灰纱的应用。

本发明中将阳离子改性剂，用静电纺工艺，以线性方式施加到棉网上；优选阳离子改性剂为传化生产的德美化工色媒体，其用量为1％～5％(相对于棉的质量百分比，即阳离子改性剂质量占质整个棉网的1％～5％)，抗菌剂为洁而爽的季铵盐类阳离子抗菌剂SCJ-877(北京洁尔爽高科技公司)，抗菌剂浓度1％～5％，静电纺纺丝介质为PU、PVA或者PAN；静电纺阳离子改性剂施加，是在棉纱梳棉过程中进行。由静电纺的超细丝作为载体，将阳离子改性剂以线性方式与棉纤维结合(线性方式是指：静电纺抽出来的丝，是线性的，其带上的阳离子改性剂，将以线性方式，附着在棉纤维上并进行改性，以保证染色后染色线性呈现，而不是团聚)。以形成对棉纤维的局部改性，避免喷雾等方式形成的局部聚集影响染色效果。

本发明中花灰纱采用静电纺工艺，利用PU、PVA或PAN等高分子材料作为载体，将德美化工色媒体作为阳离子改性剂线性施加到棉网上。同时，利用静电纺亚微米纤维直径远低于棉纤维(棉纤维直径为20μm(200000nm))的特点，实现对棉纤维的局部阳离子改性。本发明中的阳离子改性纤维的直径为200～500nm，如果纤维直径过大，其比较面积会变小，会出现如下问题，其一带上的阳离子改性剂也会减少很多，改性效率不高；其二，无法附着在单根纤维表面，导致局部改性效果不佳；其三，直径过大，会影响面纱成纱质量。

有益效果

(1)本发明在梳棉过程中，将阳离子改性剂通过静电纺工艺，以线性的方式添加到棉网上，与棉进行混合，达到对棉实现局部改性的目的，后续通过单染改性棉，而实现局部上色的效果，最终成品与花灰纱一致。

(2)阳离子抗菌剂与阳离子改性剂协同效应，在实现花灰纱效果的同时，也赋予纱线良好的抗菌效果。

(3)整体流程，与净色染色工艺流程一致，生产效率和灵活性大大提升。

(4)本发明使用静电纺工艺，实现阳离子改性剂的线性施加，防止局部聚集对棉纤维的损伤，改性过程是线性而不是颗粒状局部的改性，提升棉改性的均匀性。

(5)生产周期和库存大幅度下降，生产成本会降低，产品品质基本不会受到影响。

(6)本发明工艺不仅可以有效避免了喷雾等方式产生的阳离子改性聚集以及对纤维的损伤，减少对纱线质量的影响。同时与传统工艺流程相比，可以缩短花灰纱的生产工艺流程(传统流程：染色棉—与白棉混合—梳棉—纺纱，棉花需要散纤维进缸染色，整个过程需要28天的，而且每个颜色都需要先订制)而本发明新工艺流程：梳棉+改性—纺纱，整个过程没有改变常规纺纱的正常流程，整个过程只需要5天。此外。染色的颜色不受限制、更加灵活、降低生产成本、提升生产效率和生产灵活性。

附图说明

图1为局部阳离子改性效果原理图；

图2为线性阳离子化包覆效果图；其中A、B、C、D不同放大倍数的静电纺纤维在棉纤维上的改性效果情况，其中粗的纤维为棉，细的纤维为静电纺纤维。该图可以说明，通过静电纺工艺，可以实现对棉局部的线性改性，从而达到花灰染色的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

PU，分子量大小为5～12万；(上海国药集团化学试剂有限公司)

实施例中的阳离子改性剂来自德美化工色媒体，分子量约500。

棉花采用常规129棉，棉纤维直径约20μm。

实施例中抗菌剂为北京洁而爽高科技公司的季铵盐类阳离子抗菌剂SCJ-877，分子量约600。

制备装置为铺面+静电纺丝联合设备(在普通梳棉机上面增加静电纺丝装备)，可参见CN 110295399 A。

实施例1

纯棉阳离子改性16支平纹红花灰色布生产工艺:

工艺流程：配棉——梳棉+阳离子改性+抗菌——纺纱——织造——胚布定型——染色——成品。

主要技术指标：

梳棉+阳离子改性具体为：在棉纱生产梳棉过程中，使用静电纺工艺，将阳离子改性剂线性施加到棉网上(棉网直接作为接收装置)：静电纺电压50KV，喷丝口与棉网距离12CM，使用的静电纺丝载体PU质量百分浓度10％，分子量10万左右，阳离子改性剂质量百分浓度30％，抗菌剂SCJ-877质量百分浓度3％(纺丝液溶剂为水)，所得阳离子改性纤维的直径分布为200-300nm。

其中阳离子改性纤维和棉网的质量比1：20；阳离子改性剂，其用量为1.5％(OWF)，抗菌剂的用量为0.15％(OWF)。

坯定：130度2分钟。

染色：配方活性红3BS 2.5％OWF、活性黄3RS 0.1OWF。

染色条件水比1：8(1公斤布，需要8公斤水去浸泡染色)，98度45分钟，染液pH为4～5。

表1 16S平纹面料测试结果

实施例2

纯棉阳离子改性30支纯棉螺纹黑灰色布生产工艺：

工艺流程：配棉——梳棉+阳离子改性+抗菌——纺纱——织造——胚布定型——染色——成品。

主要技术指标：

梳棉+阳离子改性具体为：在棉纱生产梳棉过程中，使用静电纺工艺，将阳离子改性剂线性施加到棉网上(棉网直接作为接收装置)：静电纺电压50KV，喷丝口距离棉网高度10cm，使用的静电纺丝载体PU的质量百分比浓度10％，分子量平均12万，阳离子改性剂质量百分浓度40％，抗菌剂SCJ-877用量2％(纺丝液溶剂为水)，所得阳离子改性纤维的直径分布为250～350nm。

其中阳离子改性纤维和棉网的质量比1：10；阳离子改性剂，其用量为4％(OWF)，抗菌剂其用量为0.2％(OWF)。

坯定：130度2分钟；

染色：配方活性黑B 4.5％OWF、活性黄3RS 0.3OWF活性红3BS 0.4％OWF。

染色条件水比1：8(1公斤布，需要8公斤水去浸泡染色)98度60分钟，染液pH大小4～5。

表2 30S螺纹面料测试结果

如图1所示为包覆改性理论模型，其中细纱部分表示静电纺丝；粗纱部分，代表棉纤维，静电纺丝在棉上的局部改性效果，是形成花灰纱效果的主要原因。

如图2所示为成纱后静电纺丝在棉纤维上的成形情况，其中粗的纤维为棉，细的纤维为静电纺纤维。该图可以说明，通过静电纺工艺，可以实现对棉局部的线性改性，从而达到花灰染色的效果，同时静电纺丝对棉纤维形成了比较好的线性包覆。

对比例1

本发明得到的花灰纱和CN1654729A相比：

1效率提升，CN1654729A所述方法，正常生产周期为20天；本发明所述方法正常生产周期为5天，效率提升75％。

2成本降低，CN1654729A所述方式，先进染缸进行阳离子然后烘干后再与普通棉混合，该染色成本增加约为15元/公斤；本发明所有流程基本按正常纺纱流程进行，只增加静电纺工序及相关助剂费用，成本增加约5元/公斤。每公斤成本可以节约10元。

3成纱效果更好，CN1654729A进缸阳离子改性过程，会增加棉中短纤维的含量，导致成纱毛羽多等问题。这也是在日常生活中，见花灰面料品质都会稍差的原因。本发明没有进缸的步骤，不会导致棉纤维短纤化的问题，成纱基本接近常规纱效果。

4染色性能和效果基本一致。

表3：抗菌协同效应数据证明：