一种尼龙包芯纱线及其制备方法与流程

本发明涉及纺织品纱线领域，具体涉及一种尼龙包芯纱线及其制备方法。

背景技术：

1、弦丝绣织鞋面的织造技术中，采用了独特的三层纱线结构，以提供舒适性和耐用性。最内层是皮肤层，采用亲肤性材料，确保与脚部肌肤的接触柔软舒适。中间层是强化层，通过高强度纱线提供稳固的支撑，确保鞋面的结构稳定性。最外层作为防护层，针对鞋面易磨损区域进行强化处理，延长鞋子的使用寿命。其中，强化层采用的纱线通过热压成型技术将其转化为面料。这种纱线选用高强度材料制成，确保了纱线的整体强度，同时对熔点也有要求，以适应在热压成型的工艺要求，确保纱线在热压过程中不会发生熔化或变形。

2、聚酰胺，通常被大众所熟知为尼龙(nylon)，是一种广泛应用的热塑性树脂。其分子结构中包含重复的酰胺基团—[nhco]—，赋予了尼龙一系列卓越的性能。无论是力学性能、耐热性、耐磨损性，还是耐化学药品性和自润滑性，尼龙都表现出色。此外，尼龙还具备低摩擦系数和一定的阻燃性，使其在众多领域都有广泛的应用。特别是在鞋材领域，尼龙纤维因其高强度和优良的物理特性，成为加工过程中的理想选择。尽管尼龙在众多应用中表现出色，但不同品种之间仍存在一定的性能差异。例如，用于衣着的锦纶-66和锦纶-6，虽然具备优良的性能，但在吸湿性和染色性方面仍有待提高。这在一定程度上限制了它们在特定领域的应用范围。为了不断拓展尼龙的应用领域并满足多样化的需求，研究人员不断探索和改进其制造工艺和配方，以进一步提升其综合性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种尼龙包芯纱线及其制备方法，该纱线采用低温热熔材料包覆尼龙，有效保留尼龙纱线的性能，改善了尼龙纱线的缺点，扩展其应用范围。

2、为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一技术方案涉及一种尼龙包芯纱线的制备方法，包括如下步骤：将干燥后的皮层材料加热熔融后包覆在尼龙纱线表面，制得包芯材料；将所述包芯材料冷却后进行牵伸，得到包芯纱线；将包芯材料冷却后进行牵伸，得到包芯纱线；其中，其中，芯层为所述尼龙纱线，其为脂肪族pa，脂肪-芳香族pa和芳香族pa的一种或多种；所述皮层材料为tpu、tpee、尼龙、聚酯其中一种低温热熔材料，其熔点选择范围为100℃-240℃，其熔点下的熔融指数＞15g/10min。

4、第二技术方案基于第一技术方案，其中，所述包芯纱线中皮层材料与尼龙纱线的质量之比为1:0.2-3。

5、第三技术方案基于第一技术方案，其中，所述尼龙纱线为脂肪族pa，脂肪-芳香族pa和芳香族pa的一种或多种，所述尼龙纱线可加入抗菌、抗紫外和耐老化功能性助剂一种或多种，所述尼龙纱线可加入色母进行调色。

6、第四技术方案基于第三技术方案，其中，所述尼龙纱线为单丝或复丝结构，可与其它材质纱线进行混纺，混纺纱线为涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰亚胺、碳纤维、氨纶和lcp中的一种或多种，所述混纺纱线缠绕或编织于尼龙纱线外层。

7、第五技术方案基于第一技术方案，其中，所述皮层材料可加入抗菌、抗紫外、阻燃和抗黄变功能性助剂一种或多种，所述皮层材料可加入色母进行调色。

8、第六技术方案基于第一技术方案，其中，所述皮层材料加热熔融采用双螺杆挤出机进行熔融挤出，所述双螺杆挤出机的设定温度范围为110℃-269℃，大于皮层材料的熔点0℃-20℃。

9、

10、第七技术方案基于第六技术方案，其中，所述皮层材料加热熔融挤出时，将所述尼龙纱线牵引至双螺杆挤出机模具上，所述皮层材料加热熔融后包覆在尼龙纱线表面，所述尼龙纱线被皮层材料包覆时的牵引速度范围为50m/min-500m/min。

11、第八技术方案基于第七技术方案，其中，所述包芯材料的冷却采用冷水槽进行冷却，冷水槽的温度范围为0℃-15℃。

12、第九技术方案基于第一至第八技术方案任一项所述的一种尼龙包芯纱线的制备方法制造而成的一种尼龙包芯纱线。

13、由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

14、在第一技术方案及相关实施例中，尼龙包芯纱线的制备方法通过选择特定的皮层材料和采用熔融纺丝工艺，实现了对芯层尼龙纱线的显著增强。该方法不仅凸显了尼龙的固有强度，而且有效地改善了尼龙可能出现的黄变问题。皮层材料选用了tpu、tpee、尼龙或聚酯等低温热熔材料，这些材料在熔点范围内展现出良好的熔融指数，能够均匀且紧密地包覆在尼龙纱线表面，经过热压成型形成面料。芯层尼龙纱线则是由脂肪族pa、脂肪-芳香族pa和芳香族pa中的一种或多种组合而成，可通过二元酸和二元胺的缩聚反应、内酰胺缩聚或开环聚合等方法制备。其原料来源灵活，可来源于石油基、生物基或两者的复配。尽管生物基尼龙具有环保优势，但由于成本较高且性能稍逊，因此通过皮层与芯层的结合，可以在保持尼龙纱线性能的同时，提高生物基材料的占比，从而实现更具性价比和环保性的产品。通过该尼龙包芯纱线的制备方法制得的包芯纱线可作为热压成型材料，适用于服装、鞋类等多个应用领域。

15、在第二技术方案及相关实施例中，包芯纱的结构设计利用了尼龙纱线作为芯层，发挥其超强的骨架作用，为整个纱线提供了坚实的强度和结构稳定性。而皮层材料则扮演了保护和黏合的角色，并且能与尼龙纱线经过热压成型形成面料。皮芯比例1:0.2-3的选择具备灵活性，可以根据材料成型的具体工艺需求进行调整。这种从薄到厚的可调性确保了皮层材料在包覆过程中能够充分发挥其保护作用，同时又不会对尼龙纱线的原有性能造成过度影响，不仅提高了包芯纱线的整体性能，还为其在服装、鞋面等材料等领域的应用提供了更广阔的可能性。

16、在第三技术方案及相关实施例中，尼龙纱线中可加入一种或多种功能性助剂，如抗菌剂、抗紫外剂和耐老化剂等，这些助剂能够赋予纱线额外的功能特性，如抑制细菌滋生、抵抗紫外线损伤以及提高耐老化性能等。同时，尼龙纱线中还可以加入色母进行调色，以满足不同应用场景对纱线颜色的需求，拓宽其应用范围。

17、在第四技术方案及相关实施例中，尼龙纱线可以采用单丝或复丝结构，这种灵活性使得尼龙纱线在性能上能够满足更多样化的需求。尼龙纱线还可以与涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰亚胺、碳纤维、氨纶和lcp等其它材质纱线进行混纺。这种混纺技术不仅结合了不同材料的优势，还提高了尼龙纱线的综合性能，如强度、耐磨性、耐高温性等。

18、在第五技术方案及相关实施例中，皮层材料中可以加入一种或多种功能性助剂，如抗菌剂、抗紫外剂、阻燃剂和抗黄变剂等。这些功能性助剂能够赋予皮层材料额外的防护性能，如抑制细菌生长、减少紫外线损伤、提高阻燃性能以及抵抗黄变等。同时，皮层材料还可以通过加入色母进行调色，以满足不同应用场景对纱线颜色的需求，拓宽其应用范围。

19、在第六技术方案及相关实施例中，双螺杆挤出机的高效混合和剪切作用能够促进皮层材料的均匀熔融，从而确保包覆在尼龙纱线表面的皮层具有一致的厚度和质量。双螺杆挤出机的设定温度为110℃-269℃，该设定温度需要比皮层材料的熔点高0℃-20℃，这样可以确保皮层材料处于熔融状态，同时又具有足够的流动性来进行纺丝。皮层材料在达到其熔点温度时可以溶解，但此时的流动性可能还不足以进行纺丝。需要将温度再提升0℃-20℃，使其熔融指数在15g/10min以上，这样状态下的皮层材料具有很好的流动性，可以进行纺丝。这样的温度设定确保了皮层材料在熔融过程中能够均匀、充分地加热，避免了过热或欠热导致的质量问题。

20、在第七技术方案及相关实施例中，在皮层材料加热熔融时，尼龙纱线被牵引至双螺杆挤出机的模具上。这一过程中，熔融后的皮层材料迅速且均匀地包覆在尼龙纱线的表面。牵引速度决定了包芯纱线的包覆比。牵引速度快则皮层材料包覆层就薄。因此，需要根据所需的包覆比来调整牵引速度。通过控制牵引速度可以确保皮层材料在尼龙纱线表面形成所需的均匀、连续且紧密的包覆层。

21、在第八技术方案及相关实施例中，冷水槽中冷却温度控制需要考虑皮层材料的降温速率。皮层材料熔融状态包覆在尼龙纱线后需迅速降温，使皮层材料在外层实现包覆。如果牵引车速快的话，由于包芯纱线与水接触时间较短，因此需要选择较低的冷却温度。在冷却时，有可能需要两个冷水槽进行冷却，通过调整包芯纱线经过冷却槽的长度来实现快速降温。一般情况下，选择较高的冷却温度可以更有效地保留皮层材料的特性。

22、在第九技术方案及相关实施例中，通过使用该制备方法制造的尼龙包芯纱线，可以有效保留尼龙纱线的性能，同时利用皮层材料的性能改善其缺点，具备良好的性价比，扩展其应用范围。