一种氨纶包芯纱的经纱上浆料及其制备方法

文献发布时间：2024-04-18 19:44:28

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种氨纶包芯纱的经纱上浆料及其制备方法。

背景技术

氨纶包芯纱是一种以其他纤维包裹在氨纶纤维外侧，混纺而成的包芯纱线结构，这种结构使氨纶包芯纱具有良好的弹性和柔软性，同时也增加了它的耐磨性和耐用性。

但是链轮纤维的表面比较光滑，不易与其他纤维粘合，因此需要通过上浆来增加其表面的粘附性，以便更好的地与其他纤维混纺，经过上浆处理后的氨纶包芯纱不仅可以提高生产效率，还可以改善纱线的质量和稳定性。目前常见的经纱上浆料包括聚乙烯醇类、丙烯酸类和淀粉类，聚乙烯醇的粘结力、成膜性、渗透性都比较好，但是不够环保，而丙烯酸类和淀粉类的粘结力、成膜性、渗透性均没有聚乙烯醇类上浆料好，因此目前通常是采用多种上浆料混合搭配的方式，来达到降低污染，同时保持良好的上浆性能的目的。

淀粉是一种可以广泛获取的廉价原料，同时，淀粉对环境污染小，对淀粉进行改性处理，以获得具有良好上浆性能的经纱上浆料是纺织领域目前亟待解决的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种氨纶包芯纱的经纱上浆料及其制备方法，该经纱上浆料采用改性淀粉作为主要原料，克服了上浆料污染大的问题，同时还带来了优秀的上浆性能。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种氨纶包芯纱的经纱上浆料，其按重量份数计，原料包括：聚多巴胺改性淀粉4-8份和去离子水70-80份，其中聚多巴胺改性淀粉是由聚多巴胺和淀粉反应制备得到。

聚多巴胺与淀粉结合，可以改善淀粉的粘附性和结合力，聚多巴胺具有良好的润湿性，可以提高聚多巴胺改性淀粉在氨纶纤维上的上浆效果、缓解浆膜的结晶问题，使浆膜更加柔软，一定程度改善了浆膜硬脆问题。

在一些实施方式中，制备多巴胺改性淀粉的原料淀粉为脱支链淀粉。

一般情况下，无法采用纯淀粉作为上浆料原料的一个重要原因在于，淀粉的溶解性能不稳定，浆纱过程中配置的上浆料若淀粉含量过高时，上浆料难以完全溶解，且上浆料容易粘度过高，难以浆纱处理，而淀粉用量过低时，可能会导致上浆料的粘度差，上浆效果差，淀粉经过多巴胺改性处理后，可以改善粘度问题，但是对应的，淀粉的分子量整体提高，溶解度进一步降低，可能会带来更严重的浆料溶解度差的问题，溶解度差会使浆料中出现悬浮物颗粒，影响纱线质量，采用脱支链淀粉，可以一定程度降低淀粉自身分子量，提高其分散性能和分子量的分布均一性，一方面，改善了溶解度，另一方面，降低了浆料的粘度，有利于浆料保持相对适中的粘度。

在一些实施方式中，还包括丝蛋白2-4份，所述丝蛋白的数均分子量为100000-120000Da。

丝蛋白的加入，既可以提高浆料的润滑性能，提高浆纱的加工性，同时，丝蛋白具有优秀的凝胶性能和黏性，在与聚多巴胺改性淀粉混合作用的过程中，连着之间的物理化学混合作用，进一步改善上浆料的粘度和黏度性能，保持良好的上浆效果，同时丝蛋白与氨纶纤维具有良好的结合性能，可以进一步提高氨纶纤维的机械性能。

一方面，本发明还提供一种上述氨纶包芯纱的经纱上浆料的制备方法，包括如下步骤：

将4-8份聚多巴胺改性淀粉与70-80份去离子水混合搅拌后，加热至60-80℃，调节pH为6.8-7.0，保温搅拌1-2h，得到氨纶包芯纱的经纱上浆料。

在一些实施方式中，聚多巴胺改性淀粉的制备方法包括：

将淀粉与聚多巴胺混合在水溶液中，加热至35-45℃，调节pH值至8.5-9.5，保温搅拌反应2-4h，干燥后粉碎得到聚多巴胺改性淀粉。

在一些实施方式中，淀粉：聚多巴胺的质量比为10：(3-5)，淀粉为大米淀粉，聚多巴胺的数均分子量为30000-50000Da。

大米淀粉相比其他淀粉，具有更小的分子量，淀粉的支链更小，溶解度好，在经过聚多巴胺的改性后，可以避免分子量过大和支链过多，黏性过高不利于上浆的问题。

在一些实施方式中，淀粉为脱支链淀粉，脱支链淀粉的制备方法包括：

将大米淀粉加入水中，搅拌后形成淀粉溶液，加入大米质量0.1％的α-淀粉酶，加热至55-58℃，调节pH值至5.8-6.0，保温搅拌反应15-20min，然后调节pH值至7-8，干燥粉碎得到脱支链淀粉。

在一些实施方式中，混合搅拌之前还包括，加入2-4份丝蛋白，所述丝蛋白的数均分子量为100000-120000Da。

本发明的氨纶包芯纱的经纱上浆料及其制备方法相对于现有技术具有以下

有益效果：

本发明提供了一种氨纶包芯纱的上浆料的方案，采用该上浆料对氨纶经纱进行上浆，可以提高氨纶包芯纱的上浆性能和机械性能，且由于采用的原料为淀粉和聚酰胺，不包括聚乙烯醇类原料，因此更加环保。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明实施例所属技术领域普通技术人员通常理解相同的含义。如果此部分中陈述的定义与通过引用纳入本文的所述专利、专利申请、公布的专利申请和其他出版物中陈述的定义相反或其他方面不一致，此部分中列出的定义优先与通过引用纳入本文中的定义。

除非另外定义，以下实施例中所采用的原料均来自于市面购得或者采用公知技术制备得到。

除非另外定义，以下实施例中所述份数均为重量份数。

制备例A1

聚多巴胺改性淀粉的制备：

称取大米淀粉10份、数均分子量为30000Da的聚多巴胺3份，混合后加入到20份去离子水中，加热至35℃，加入氢氧化钠溶液调节pH值至8.5，保温搅拌反应2h，然后旋转蒸发干燥，得到聚多巴胺改性淀粉。

制备例A2-A3，对比制备例B1-B2

在制备例A1的基础上，其他条件相同，改变聚多巴胺的用量，用量配比如下表：

制备例A4-A5，对比制备例B3-B4

在制备例A1的基础上，改变聚多巴胺的数均分子量，具体分子量如下表所示：

制备例A6-A7，对比制备例B5-B6

在制备例A1的基础上，改变制备过程的温度pH条件和反应时间条件，具体如下表所示：

实施例1

将上述制备例A1制备得到的聚多巴胺改性淀粉4份和70分去离子水混合搅拌后，加热至60℃，加入盐酸，调节pH值至6.8，保温搅拌1h，得到上浆料。

实施例2-5、对比例1、对比例2

在实施例1的基础上，改变聚多巴胺改性淀粉与去离子水的用量配比，其他条件保持不变，具体不同参数如下表所示：

空白例

在实施例1的基础上，采用大米淀粉替代制备例A1制备得到的聚多巴胺改性淀粉，其他的原料和步骤相同。

分别将上述实施例1-5以及对比例1、对比例2和空白例制备得到的上浆料用于氨纶包芯纱的浆纱上浆处理，具体包括如下步骤：

采用单浸单压的纱路，通过浆纱机的压浆辊和上浆辊相互挤压，使浆液渗透到氨纶/棉包芯纱，经过烘干，得到上浆后的氨纶包芯纱。

将上浆后的氨纶包芯纱进行性能测试，具体测试包括如下：

增磨率：使用抱合力机测试浆纱的耐磨性，在常温下测试30组，空载往返速率为100次/min，记录数据并计算平均值：

增磨率＝(浆纱平均耐磨次数-原纱平均耐磨次数)/原纱平均耐磨次数*100％。

减伸率和断裂增强率：使用电子单纱强力仪测试纱线强力，将仪器拉伸速度调至500mm/min，每组测试30次，计算平均值；

减伸率＝(浆纱断裂伸长率-原纱断裂伸长率)/原纱断裂伸长率*100％；

断裂增强率＝(浆纱断裂强力-原纱断裂强力)/原纱断裂强力*100％。

毛羽降低率：使用毛羽仪进行纱线毛羽测试，一起速度调至30m/min，每次测试纱线长度为10m，每组共10次，记录毛羽大于3mm的数据计算平均值；

毛羽降低率＝(浆纱平均毛羽数-原纱平均毛羽书)/原纱平均毛羽书*100％。

上浆率：分别取浆纱后的纱线10m和原纱10m在烘箱温度105℃烘干至恒重后冷却，用分析天平称重，记录数据，重复10组取平均值；

上浆率＝(浆纱干重-原纱干重)/浆纱干重*100％。

测试结果如下表所示：

从上表数据可以看出，采用本发明的上浆料进行浆纱处理后的氨纶包芯纱相比常规的淀粉型上浆料浆纱处理的氨纶包芯纱具有更好的性能。

实施例6-7、对比例3-4

在实施例1的基础上，保持其他条件不变，分别采用制备例A1-A3以及对比制备例B1-B2所得到的聚多巴胺改性淀粉作为原料，具体原料如下表所示：