阅读说明：本技术 一种生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱的制备方法 (Preparation method of chenille yarn with biodegradable polyester fiber as core wire ) 是由 金淑兰 郑今欢 罗军 徐天伟 丁琳 王成龙 时咏松 柴璐娜 朱仁庆 于 2020-12-01 设计创作，主要内容包括：本发明一种实现生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱制备方法,包括芯线采用刚经过预处理的生物可降解聚酯纤维的纱线输入,绒纱采用网络丝或生物可降解聚酯纤维纱线输入,依靠回转头的回转使绒纱缠绕于割距片上,在罗拉轴的握持下固定绒毛长度,在出口处被刀片分割成两片形成片绒,排绒为两组芯线夹持,在反转锭子的并合加捻下使片绒旋转成棒状蓬松纱,得到生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱。本发明的芯线采用的是生物可降解聚酯纤维,适合的条件下是可以完全生物降解的,当产品处于生命周期末端时,随着芯线被土壤中微生物酶解、雪尼尔纱组织能够迅速分解。(The invention relates to a preparation method of chenille yarn for realizing that biodegradable polyester fiber is used as core wire, which comprises the steps of inputting the core wire by adopting the yarn of the biodegradable polyester fiber which is just pretreated, inputting the wool yarn by adopting network yarn or biodegradable polyester fiber yarn, winding the wool yarn on a cutting distance sheet by depending on the rotation of a rotary head, fixing the length of the wool under the holding of a roller shaft, dividing the wool into two pieces by a blade at an outlet to form sheet wool, arranging the wool into two groups of core wire clamping, and rotating the sheet wool into rod-shaped fluffy yarn under the combined twisting of a reverse spindle to obtain the chenille yarn using the biodegradable polyester fiber as the core wire. The core wire of the invention adopts biodegradable polyester fiber which can be completely biodegraded under proper conditions, and when the product is positioned at the end of the life cycle, the core wire can be rapidly decomposed along with the enzymolysis of microorganisms in soil and the organization of the chenille yarn.)

一种生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱的制备方法

技术领域

本发明属于纺织品加工领域，涉及一种实现生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱制备方法。

背景技术

雪尼尔纱是由芯线通过加捻夹持被切断的绒纱纺制而成的螺旋状、棒形、蓬松状的纱线，由芯线和绒纱组成，理论结构模型如图1所示。雪尼尔纱因其独特的结构而具有极好的柔软性、蓬松性和轻盈性，其产品在市场上有较强的生命力。在雪尼尔纱的捻纱过程中，芯线依靠罗拉轴的转动前进，并在锭子的转动下捻合，在这个过程中承受着较大的张力，因此雪尼尔纱的芯线要求具有较高的断裂强力。

以雪尼尔纱为主要原料，经织造、染整、涂胶覆底等工艺制成的雪尼尔纺织品，如卫浴吸水地毯、门厅吸尘地垫、床边垫巾、瑜伽垫、旅游户外垫等卫浴纺织产品，主要用于吸水、吸尘、铺地防滑，兼作装饰，近年来发展较快。常规雪尼尔卫浴纺织品大多采用具有较好机械性能的纯涤纶制作，通过合适的后整理加工赋予其超强的吸水、导湿性能，耐用性好。但是涤纶的化学结构极其稳定，生物降解性差，纯涤纶卫浴纺织品废弃后难以自然降解，严重影响了市场的开拓，采用合适的生物可降解聚酯纤维来制造生态环保型卫浴纺织品将是未来市场必然的发展趋势。

已有的雪尼尔纱的相关专利有关于进一步提高雪尼尔纱的功能性方面的，例如增加其阻燃性的专利如申请号为CN201510708029.X的抗菌阻燃雪尼尔面料、申请号为CN201911335008.2的新型雪尼尔条阻燃遮光布的生产工艺、申请号为CN201822097273.9一种阻燃再生涤纶雪尼尔纱线等；

有关于赋予雪尼尔独特风格方面的，如公告号为CN109680359B的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法、公开号为CN109898331A的一种起皱雪尼尔沙发面料的生产工艺等。但尚未见成熟的应用PLA(聚乳酸)、PHBV(聚3-羟基丁酸-CO-3-羟基戊酸共聚酯)等生物可降解聚酯纤维材料作为芯线来制备雪尼尔纱，赋予雪尼尔纱较好的生物可降解性的方法。

PLA纤维是采用可再生的玉米、木薯等淀粉原料经发酵制取乳酸，聚合形成聚乳酸，再通过纺丝制成的脂肪族聚酯纤维。聚乳酸纤维在土壤中尤其是在高温和潮湿的条件下，通过微生物作用可以降解生成乳酸，最终代谢为水和二氧化碳，具有良好的生物可降解性。PHBV即3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物，是一种以淀粉等为原料,经微生物发酵技术制成的生物材料，由细菌生产，能被细菌消化，在土壤或堆肥化条件下可完全分解为二氧化碳、水和生物质。PHBV本身具有结晶度高、结晶速率慢、热稳定性差、易碎、加工时易降解等缺点，大大限制了其推广应用。目前作为纤维材料主要是将PLA和PHBV进行共混改性，例如南京禾素时代抗菌材料科技有限公司生产的禾素纤维，就是PLA与PHBV的共混长丝(PLA/PHBV的占比为70/30)，因此其既具有生物降解性，同时一定程度上改善了其机械性能和可纺性。

PLA、PLA/PHBV等生物可降解聚酯纤维虽然与涤纶(PET)同属聚酯纤维，但在结构和性能上存在差异，发明人在试样研究中发现，同样支数的纱线，PLA、PLA/PHBV等纱线的断裂强力和扭曲强力均低于常规的涤纶纱，难以适应雪尼尔纱的制备过程。尤其是雪尼尔的捻纱过程中芯线将承受较大的拉伸力和扭曲力，使用PLA、PLA/PHBV等生物可降解纱线作为芯线时，极易在捻纱过程中发生断裂而影响捻纱的效率，甚至无法完成生产。发明人在进一步研究中发现，合适的预处理可以改善PLA、PLA/PHBV等生物可降解聚酯纤维的机械性能；而且发现普通涤纶与PLA、PHBV纤维的混纺纱线，放置于活性污泥中时，其降解速度明显高于纯涤纶纱线。因此进一步研究优化了PLA、PLA/PHBV等生物可降解聚酯纤维作为芯线使用的预处理工艺、以及与涤纶的适宜混纺比例，开发了一种生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱制备方法。

发明内容

本发明的主要内容是提供了一种生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱的制备方法，解决了传统涤纶雪尼尔纱废弃后不易降解对环境造成较大影响的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱的制备方法，使用雪尼尔捻纱机制作雪尼尔纱，在规定的位置输入芯线和绒纱，所述制备方法包括芯线采用刚经过预处理的生物可降解聚酯纤维的纱线输入，绒纱采用网络丝或生物可降解聚酯纤维纱线输入，依靠回转头的回转使绒纱缠绕于割距片上，在罗拉轴的握持下固定绒毛长度，在出口处被刀片分割成两片形成片绒，排绒为两组芯线夹持，在反转锭子的并合加捻下使片绒旋转成棒状蓬松纱，得到生物可降解聚酯纤维作芯线的雪尼尔纱。

在本技术方案中，针对雪尼尔的捻纱过程中简单使用生物可降解聚酯纤维作为芯线时强力不够，易断裂无法稳定生产的问题对PLA和禾素纤维进行预处理。具体为采用热定形箱进行预热处理，通过合适的预热处理，有助于调整纤维内大分子的结晶度、取向度，使纤维内部结构更趋完善，赋予纤维更高的抗变形能力和强力，更能适应芯线承受较大张力的要求。

作为本发明的一种优选方案，所述的生物可降解聚酯纤维的纱线包括PLA纱线或涤纶与PLA/PHBV的共混纱线。

作为本发明的一种优选方案，所述PLA/PHBV为PLA/PHBV占比70/30的禾素纤维。

作为本发明的一种优选方案，所述的预处理是采用热定形箱进行预热处理。

作为本发明的一种优选方案，所述PLA纱线的热处理温度为110-120℃,时间为5-20min。

作为本发明的一种优选方案，所述PLA/PHBV的热处理温度为100-110℃,时间为5-20min。

作为本发明的一种优选方案，当生物可降解聚酯纤维的纱线为涤纶与PLA/PHBV的共混纱线时，将2根32SPLA/PHBV合股加捻，捻度设定为32-35捻/10cm，制备成16SPLA/PHBV股线，再配以16S涤纶短纤一起制备芯线。

在本技术方案中，通过增加纱线的支数提高纱线的强力，并且经过加捻后其耐磨性得到提高，有利于满足后续作为雪尼尔芯线承受较大张力的要求。

作为本发明的一种优选方案，当生物可降解聚酯纤维的纱线为PLA纱线时，将两根以上的PLA纤维尝试并合加捻。

作为本发明的一种优选方案，所述割距片的宽度为7-15mm。

作为本发明的一种优选方案，所述雪尼尔捻纱机参数设置满足D/T＝2～6，其中D为绒纱的密度，T为雪线的捻度。

在本技术方案中，雪尼尔捻纱机参数的设置原则应该满足使得D/T＝2～6使得绒纱排列整齐均匀，使用含PLA和禾素纤维的纱线作为雪尼尔的芯线时因为PLA具有较高的热收缩率，相比使用传统涤纶纤维作为雪尼尔的芯线时D/T应该适当偏小。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的芯线采用的是生物可降解聚酯纤维，适合的条件下是可以完全生物降解的，当产品处于生命周期末端时，随着芯线被土壤中微生物酶解、雪尼尔纱组织能够迅速分解。

附图说明

图1是现有雪尼尔纱的结构图；

图2是本发明雪尼尔纱生产设备示意图；

图3是本发明雪尼尔纱生产设备的侧面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1与图2所示，本实施例提供了纯PLA纤维作芯线的雪尼尔纱制备：

(1)预处理：针对雪尼尔捻纱过程中直接使用采购的PLA作为芯线时易断裂无法稳定生产的问题对PLA纤维进行预处理。具体为采用热定形箱进行预热处理，PLA纤维热处理温度为120℃,时间为10min。

(2)并合加捻：将两根150D/96F的PLA长丝并合加捻，捻度设定为32-35捻/10cm，制备成16S PLA纤维股线，通过增加纱线的支数可以提高纱线的强力，并且纱线经过加捻后耐磨性提高有利于后续充当雪尼尔纱线。

(3)纺纱工序：使用雪尼尔捻纱机制作雪尼尔纱，在规定的位置输入芯线和绒纱，选用8.8mm宽的割距片。设D为绒纱的密度(根/cm)，T为雪线的捻度(捻/10cm)，雪尼尔捻纱机参数的设置原则应该满足使得D/T＝2～6使得绒纱排列整齐均匀，使用纯PLA的纱线作为雪尼尔的芯线时具有较高的热收缩率，相比使用涤纶作为雪尼尔的芯线时，D/T适当偏小，一般D/T＝4即可。

实施例2

如图1与图2所示，本实施例提供了涤纶/禾素纤维混纺纱线作芯线的雪尼尔纱制备：

禾素指：南京禾素时代抗菌材料科技有限公司生产的PLA/PHBV共混短纤，PLA/PHBV的占比为70/30，其商品名为禾素，本发明提到的禾素均指这种纤维。

(1)预处理：采用热定形箱进行预热处理，针对禾素纤维的热处理温度为105℃,时间为10min。预热处理改善了禾素纤维的机械性能，但是仍然难以达到用作雪尼尔芯线的要求。

(2)并合加捻：将2根32S禾素短纤合股加捻，捻度设定32-35捻/10cm，制备成16S涤纶/禾素纤维股线，通过与16S普通涤纶短纤并合，并合的比例为1:1，完全达到了雪尼尔芯线的强力要求。

(3)纺纱工序：使用雪尼尔捻纱机制作雪尼尔纱，在规定的位置输入芯线和绒纱，选用8.8mm宽的割距片。设D为绒纱的密度(根/cm)，T为雪线的捻度(捻/10cm)，使用含禾素纤维的纱线作为雪尼尔的芯线，D/T＝6，使得绒纱排列整齐均匀

本实施例中由于芯线采用的是涤纶/禾素(50/50)混纺纱，禾素在适合的条件下可以完全生物降解，PLA和PHBV降解生成的低聚物又将加速涤纶大分子酯键的分解，因此当这类产品处于生命周期末端时，随着芯线中禾素纤维被土壤中微生物酶解、雪尼尔纱组织也能够迅速分解。

实施例3

如图1与图2所示，本实施例提供了纯PLA纤维作芯线的雪尼尔纱制备：

(1)预处理：针对雪尼尔捻纱过程中直接使用采购的PLA作为芯线时易断裂无法稳定生产的问题对PLA纤维进行预处理。具体为采用热定形箱进行预热处理，PLA纤维热处理温度为110℃,时间为20min。

(2)并合加捻：将4根150D/96F的PLA长丝并合加捻，捻度设定为32-35捻/10cm，制备成16S PLA纤维股线，通过增加纱线的支数可以提高纱线的强力，并且纱线经过加捻后耐磨性提高有利于后续充当雪尼尔纱线。

(3)纺纱工序：使用雪尼尔捻纱机制作雪尼尔纱，在规定的位置输入芯线和绒纱，选用15mm宽的割距片。设D为绒纱的密度(根/cm)，T为雪线的捻度(捻/10cm)，雪尼尔捻纱机参数的设置原则应该满足使得D/T＝2～6使得绒纱排列整齐均匀，使用纯PLA的纱线作为雪尼尔的芯线时具有较高的热收缩率，相比使用涤纶作为雪尼尔的芯线时，D/T适当偏小，一般D/T＝2即可。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。