莱赛尔纤维涡流纺纱线及其制备方法与流程

本发明涉及新型纺纱，尤其涉及一种莱赛尔纤维涡流纺纱线及其制备方法。

背景技术：

1、莱赛尔纤维是一种人造纤维，具有许多独特的性能和应用优势。莱赛尔纤维可以与其他纤维混纺，制成各种功能性纺织品。例如，与棉混纺可以提高纺织品的柔软度和吸湿性，与聚酯混纺可以增加纺织品的耐久性和快干性。莱赛尔纤维具有良好的吸湿性和透气性，可用于制造医疗敷料、卫生巾、尿布等产品。它还具有柔软光滑的触感，对皮肤友好。莱赛尔纤维的柔软性和光泽度使其成为制作高品质服装和家居纺织品的理想选择。它可以用于制作衬衫、裙子、床上用品、窗帘等。莱赛尔纤维具有出色的吸湿排汗性能，可以用于制作运动服装、户外服装和功能性运动袜等。莱赛尔纤维是一种可降解的纤维，可以用于制作一次性用品、环保袋和生物医学领域的可降解植入材料等。莱赛尔纤维还可以用于工业应用，如过滤材料、电子产品、薄膜等。

2、尽管莱赛尔纤维具有许多优点，但也存在一些缺点。莱赛尔纤维在湿润状态下的强度相对较低，与其他纤维相比容易破裂或变形。这限制了其在某些应用中的使用。莱赛尔纤维容易受到皱缩的影响，尤其是在潮湿环境中。这可能导致衣物变形或外观不佳，需要特殊的护理和处理。莱赛尔纤维具有较高的吸湿性，容易吸收水分并保持湿润状态。这可能导致在湿润环境中感觉潮湿，且干燥时间较长。相比于一些合成纤维，莱赛尔纤维的耐久性较低，在加热/冷却循环后，容易受到磨损和损坏。需要特别注意纤维的保养和使用方式，以延长其寿命。由于莱赛尔纤维的高吸湿性，导致应用过程中容易滋生细菌，影响莱赛尔纤维的使用品质。因此，开发一种抗菌性能优异，具有较高耐久性的莱赛尔纤维显得至关重要。

3、中国授权发明专利cn113897782b公开了一种抗菌面料的制备方法，包括用二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙烷]氯化铵改性聚酯纤维，再经涡流纺纺得短纤经纱，用顺丁烯二酸二乙酯撑基双[十八烷基二甲基]氯化铵改性莱赛尔纤维，再与上述改性聚酯纤维经涡流纺纺得纬纱，上述经纬纱纺得抗菌面料；所得面料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抗菌率在洗涤前后分别为96.1～98.5％、95.4～98.4％、94.8～95.9％，93.2～96.6％、92.2～95.8％、91.8～92.8％；经纬向断裂强力911～993n、803～855n，经纬向撕破强力52～60n、33～39n，水洗尺寸变化率-0.06～0.13％，起毛起球5级。但是该发明制备的抗菌面料不耐水洗，抗菌性能差，热循环的耐久性低。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术中莱赛尔纤维涡流纺纱线的抗菌性能差，不耐水洗，热循环易被破坏的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌性能好，耐水洗，热循环性能好的莱赛尔纤维涡流纺纱线及其制备方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种莱赛尔纤维涡流纺纱线的制备方法如下：

4、步骤1、开清棉：将莱赛尔纤维采用开棉机处理；

5、步骤2、梳棉：将经过开清棉处理的莱赛尔纤维喂入梳棉机中进行梳棉；

6、步骤3、并条：将经过梳棉的莱赛尔纤维喂入并条机中，得到熟条；

7、步骤4、涡流纺：将熟条进行涡流纺；

8、步骤5、检验：分棉结检测、半熟条和熟条检测、成纱条干、粗细节和棉结检测，对正在生产的各工序半成品或成品进行抽检，分周期抽检和实时抽检，通过数据检验分析，查看各工序生产的半成品或是成品是否达到品质控制要求；

9、步骤6、入库：达到品质控制要求进行入库；

10、步骤7、并线：将入库的纱线进行并线；

11、步骤8、倍捻；将并线的纱线进行倍捻；

12、步骤9、入库：达到品质控制要求进行入库。

13、优选的，所述其中开棉机的梳针打手速度在350～400rpm之间，给棉罗拉与打手之间隔距在5～8mm之间，成卷机的综合打手转速在400～800rpm之间，以免速度过快损伤纤维；卷装定量控制在300～350g/m，长度控制在20～35m。

14、优选的，所述梳棉工序工艺配置为：锡林速度350～400rpm，盖板速度70～80m/min，刺辊速度700～1000rpm，道夫速度20～40rpm，锡林-盖板五点隔距6～8mm、5～7mm、5～7mm、5～7mm、6～8mm，锡林-刺辊隔距6～8mm，锡林-道夫隔距4～6mm，定量在14～18g/5m。

15、优选的，所述并条工艺配置为：车速控制在200～240m/min，罗拉隔距8～12×15～17mm，罗拉中心距48～52×50～52mm，条子预并和时，采用2～8根并和，前区牵伸倍数在4～8，后区牵伸倍数1.1～1.5；二并采用2～8根条子并和，前区牵伸倍数在4～8，后区牵伸倍数1.1～1.5；三并采用2～8根条子并和，前区牵伸倍数在4～8，后区牵伸倍数1.1～1.5。

16、优选的，所述涡流纺工艺配置为：纺纱速度200～400m/min，总牵伸倍数150～200倍，主区牵伸30～40倍，中区牵伸倍数2～4倍，后区牵伸倍数1～2倍，罗拉中心距42～46mm×41～44mm×43～46mm，纺锭直径1～1.2mm。

17、优选的，所述并线为选取2～4根纱线合并成一根，所述并线速度为100～500rpm优选的，所述倍捻时车速为6000～7000rpm、捻度为200～300t/m之间，捻向“s”。

18、所述莱赛尔纤维的制备方法如下，以重量份计：

19、s1、将8～12份甲壳素在80～120份10～20wt％naoh水溶液中40～80rpm搅拌1～3h，然后在-15～-20℃冷冻5～20h，然后解冻，得到解冻液，将400～500份冰块加入解冻液中150～200rpm搅拌1～3h，然后在60～90℃、50～100rpm搅拌条件下，加入20～40份1～3wt％2-氯乙胺盐酸盐水溶液和20～40份水，40～80rpm搅拌15～20h，用水透析1～5天，透析分子量为700～1000da，冷冻干燥，得到改性甲壳素；

20、s2、将8～12份步骤s1制备的改性甲壳素用25～35份水润湿，然后加入到400～600份80～88wt％的磷酸水溶液中500～1000rpm搅拌1～3h，得到溶液a，将溶液a倒入4000～6000份水中，8000～12000rpm离心3～8min，去除磷酸，在500～1000bar下进行3～8次高压均质，得到预处理物；

21、s3、将0.5～2份2-乙酰胺基芴和2～4份正十二烷100～300rpm搅拌混合20～40min，然后加入80～120份步骤s2制备的预处理物，以18000～22000rpm的转速均质3～8min，得到乳状液，将乳状液加热并在70～90℃下保持1～5h，在加热过程中，滴加3～8wt％naoh水溶液将ph调节为10～11.5，然后加入8～12份8～12wt％乙二胺水溶液，过滤收集固体并在室温下风干10～30h，得到功能剂；

22、s4、将1300～1800份n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物、80～120份纤维素纸浆、5～10份没食子酸异戊酯和13～18份步骤s3制备的功能剂在80～95℃下真空100～300rpm混合2～5h，利用干湿法纺丝工艺生产莱赛尔纤维，得到莱赛尔纤维。

23、优选的，所述干湿法纺丝的工艺参数如下：空气间隙为2.5～3.5cm，侧吹风温度为室温，凝固浴温度为18～22℃；泵供量为10～15g/min；纺丝速度为80～120m/min；喷丝帽孔径为0.12～0.18mm，孔数为80～120孔。

24、在所述的莱赛尔纤维制备方法中，各个物质的作用如下：

25、甲壳素：甲壳素是来源于甲壳类动物外壳的天然聚合物，其主要作用是提供原料以制备改性甲壳素。

26、naoh水溶液：15wt％的naoh水溶液用于悬浮和溶解甲壳素，并在搅拌过程中帮助分散和溶解。

27、2-氯乙胺盐酸盐水溶液：与甲壳素的反应，引入特定的氨基基团，改善甲壳素的抗菌活性。

28、磷酸水溶液：用于溶解甲壳素，能够形成稳定的乳液。

29、2-乙酰胺基芴：用于与正十二烷混合，加入步骤s2制备的预处理物，并进行高速均质处理。这个过程中，2-乙酰胺基芴可能与预处理物中的某些成分发生反应，形成具有特殊功能的功能剂。因此，2-乙酰胺基芴在该制备方法中可能发挥溶剂、催化剂和改性剂的多重作用。

30、乙二胺水溶液：在步骤s3中用于调节ph值。

31、n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物：莱赛尔纤维干湿法纺丝工艺中的溶剂。n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物水溶液呈弱碱性，分子中n-o键具有很强的极性，氧原子上电子云密度很高，极易与水分子和纤维素分子中的羟基形成氢键，具有很强的亲水性。其n-o键的强极性(易于形成氢键)和n-o键的弱结合力这两个特点使n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物目前广泛应用于有机合成和作为纤维素的溶剂。

32、纤维素纸浆：干湿法纺丝工艺中的主要原料n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物，用于制备莱赛尔纤维。

33、没食子酸异戊酯：n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物一种抗氧化剂，具有较好的抗氧化性能和化学稳定性。在纺丝过程中，它可能起到防止纤维氧化和改善纤维耐久性的作用。不仅如此，因为没食子酸异戊酯还能够减少n-甲基吗啉-n-氧化物一水合物的分解。

34、功能剂：由步骤s3中的反应得到，具有改性纤维素纸浆表面性质的特殊功能。

35、以上是各个物质在莱赛尔纤维制备方法中的作用，它们通过不同的化学反应和物理过程相互作用，最终得到莱赛尔纤维。

36、现有技术中莱赛尔纤维在加热/冷却循环后力学性能变差、洗涤抑菌性能变差的主要原因是与其材料特性和结构有关。结晶度降低：莱赛尔纤维在制备过程中，通过纺丝和牵伸等工艺来形成结晶结构，提高纤维的强度和稳定性。然而，在加热/冷却循环中，纤维的结晶度可能会降低，导致纤维的力学性能下降。加热/冷却循环可能引起莱赛尔纤维分子链的断裂或松弛，从而导致纤维的强度和耐久性下降。洗涤过程中使用的洗涤剂可能与莱赛尔纤维发生相互作用，导致纤维表面的功能性改变或损坏，进而降低抑菌性能。加热/冷却循环会导致纤维在温度变化和机械应力下的重复受力，这可能导致纤维内部结构的疲劳和损伤，进而影响其力学性能和抑菌性能。需要注意的是，莱赛尔纤维的性能受到多个因素的影响，包括纤维的制备工艺、材料选择、后处理等。针对这些问题，本发明通过改进纤维性能的方法，以提高莱赛尔纤维在加热/冷却循环和洗涤过程中的性能稳定性。

37、2-氯乙胺盐酸水溶液引入和甲壳素碱化过程中赋予了改性甲壳素更好的抗菌活性，归因于其复杂的膜结构。在改性甲壳素存在下，由于在甲壳素的碱化过程中引入正电荷和氨基，改性甲壳素和细菌细胞膜之间的相互作用导致了细菌细胞膜会受到损伤，胞内蛋白质的渗漏，从而产生抑菌的效果。

38、在重复加热/冷却循环后，莱赛尔纤维涡流纺纱线的表面形态不变。通常，添加剂会降低纤维的强度，可能是由纤维素聚合度的下降引起的。本发明制备的莱赛尔纤维涡流纺纱线拉伸性能没有显著的负面影响。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果：

40、1)本发明制备莱赛尔纤维涡流纺纱线通过对莱赛尔纤维进行一系列的物理和化学处理，可以提高纤维的品质和性能。使用开棉机和成卷机控制纤维的处理速度，以避免损伤纤维。梳棉工序可以有效地去除纤维中的杂质和短纤维，提高纤维的纯度和整齐度。

41、2)本发明采用精确的工艺控制，在制备过程中，采用了多个工艺参数的控制，如锡林速度、盖板速度、刺辊速度、牵伸倍数等，以确保纤维的质量和性能得到精确控制。

42、3)本发明采用涡流纺工艺可以实现高速纺纱，纺纱速度达到300m/min，同时牵伸倍数较高，可以在较短的时间内生产出大量的莱赛尔纤维纱线。

43、4)本发明在制备过程中，通过对半成品和成品进行抽检和实时检测，可以对纤维的品质进行严格控制。这有助于确保生产的纤维符合品质要求，并提供了数据检验和分析的手段。

44、5)本发明通过功能化改性，在莱赛尔纤维的制备方法中，使用了改性甲壳素和功能剂等物质，通过化学反应和处理，赋予纤维特定的功能性能，如增强纤维或纱线的热循环强度、抗菌性能和耐水洗性能等。