一种利用静电纺丝纳米技术制备回收纤维混纺纱的方法

技术领域

本发明属于静电纺丝纳米技术领域，特别是涉及一种利用静电纺丝纳米技术制备回收纤维混纺纱的方法。

背景技术

目前我国大量废旧衣物堆积，出于便利大部分被直接填埋或焚烧，未得到妥善处理，使得纺织业面临着巨大的环境和资源挑战。为了实现废弃纺织品再利用，通过将废旧衣物粉碎，进行纤维化处理得到回收纤维。再对回收纤维进行纺纱织造加工，从而实现纤维的再利用。

回收纤维的主要成分包括棉、涤纶、锦纶、粘胶纤维等。由于回收棉纤维平均长度仅为16mm左右，且长度不均匀，纤维间抱合力小，容易产生滑移，因此在纺纱过程中纱线的断头率较高，所得纱线细度粗，整体质量差。

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即"泰勒锥")，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。静电纺丝技术是用来制备纳米级至微米级聚合物纤维的最经济产业化技术，静电纺丝技术制备的微纳米纤维，具有比表面积大、孔隙率高、尺寸容易控制、表面易功能化(如表面涂覆、表面改性)等特点，在许多领域都有重要的应用价值。静电纺丝不使用高温，不会破坏材料的功能属性。

低熔点纤维是一种纤维组织，一般是指聚酯和改性聚酯复合纺丝生产的纤维，可以在比一般聚酯更低的温度下熔融和其他纤维粘合。其具有优秀的热粘合性能，易与其他纤维混合，具有稳定的可加工性，良好的弹力等特点。低熔点纤维分为三类，聚烯烃类、聚酰胺类和聚酯类。

在纱线加工过程中的并条工序的一并过程中同时进行静电纺丝。使用无毒低毒的二氯甲烷，三氯甲烷，DMF等溶剂搅拌溶解低熔点聚酯，搅拌12-24小时后制备成纺丝液，喷头为单喷头、多喷头或无喷头多射流等形式，接收端为条子平面，喷头对准条子，喷头距离条子3-40cm，距离越短纤维越长。因为条子下方即为铁件，并整体接地，因此静电纺丝纳米纤维在通往接地的过程中，将被条子捕获，而沉积在条子上，在第一次条子并合过程中将被包覆混合在回收纤维内，在第二次条子合并过程中将进一步混合均匀。因此，静电纺丝纳米纤维优选在第一次并条时混合加入到条子中，这样有利于纳米纤维在条子中混合均匀。微纳米纤维在纺纱过程中均匀的分布在纱体中，低熔点纤维在融化之后将起到胶黏剂作用，纤维之间发生黏合，起到提高纱线可纺性、减少断头，提高纱线力学性能的同时具有一定的免烫性能。

采用此种方法加工而成的纱线相较于常规回收纤维加工方法纱线结构合理，强力佳；操作技术简单，易于掌握；产量、品种调整灵活、成纱质量好等优点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于利用静电纺丝纳米技术制备一种回收纤维混纺纱，解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:

一种利用静电纺丝纳米技术制备回收纤维混纺纱的方法，其包括如下步骤：

S1：废弃纺织品或者边角料通过物理加工的方式如切割、撕裂和开松后制成回收纤维。

S2:将回收纤维进行开松除杂，混合后纤维利用梳棉机，去除杂质和不可纺的短纤维。所述开清棉工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，开松辊转速180-3000r/min，开松速度比100-1000倍。所述梳棉工艺参数为:温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，锡林转速100-2500r/min,表面线速度比(锡林/刺辊):2-12倍，出网速度0.5-50m/min,总牵伸倍数(道夫/给棉罗拉)10-200倍。

S3:使用溶剂搅拌溶解低熔点聚酯，制备成纺丝液。

S4：将步骤S1得到的棉条进行两道并条工序，在一并过程中同时对步骤S2的纺丝液进行静电纺丝，静电纺丝微纳米纤维在一并过程中被包覆混合在回收纤维内，在二并过程中，静电纺丝微纳米纤维与回收纤维进一步混合均匀，得到复合纤维束；所述并条工艺参数如下：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，一并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍；二并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍。

S5：将步骤S3得到的复合纤维束经过粗纱加工工艺，粗纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，粗纱号数100-2000tex，捻系数30-400，捻度10-120T/m，后区牵伸倍数1.0-12.0倍，前区牵伸倍数1.0-12.0倍，机械牵伸1.0-30.0倍。

S6：再经过细纱加工工艺，细纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，捻系数50-600，捻度10-500T/m，捻缩率0.5-25％。

S7：再经后整理采用定型机处理，得到所述回收纤维混纺纱。

优选的，步骤S3所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或DMF；所述纺丝液中，低熔点聚酯占纺丝液的质量分数为3-35％

优选的，步骤S4中回收纤维的质量比例为80％-99％、静电纺丝微纳米纤维1％-20％。

优选的，步骤S7中进行定型机加热时，加热温度为150℃-180℃，定型速度1-35米/分钟。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了最适宜制备回收纤维混纺纱的原料配比和实验条件，采用传统环锭纺技术结合静电纺丝技术的制备方法，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1所示，本发明公开的利用静电纺丝纳米技术制备回收纤维混纺纱的方法。其包括如下步骤：

S1：废弃纺织品或者边角料通过物理加工的方式如切割、撕裂和开松后制成回收纤维。

S2:将回收纤维进行开松除杂，混合后纤维利用梳棉机，去除杂质和不可纺的短纤维。所述开清棉工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，开松辊转速180-3000r/min，开松速度比100-1000倍。所述梳棉工艺参数为:温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，锡林转速100-2500r/min,表面线速度比(锡林/刺辊):2-12倍,出网速度0.5-50m/min,总牵伸倍数(道夫/给棉罗拉)10-200倍。

S3:使用溶剂搅拌溶解低熔点聚酯，溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或DMF，低熔点聚酯占纺丝液的质量分数为3-35％，制备成纺丝液。

S4：将步骤S1得到的棉条进行两道并条工序，在一并过程中同时对步骤S2的纺丝液进行静电纺丝，静电纺丝微纳米纤维在一并过程中被包覆混合在回收纤维内，在二并过程中，静电纺丝微纳米纤维与回收纤维进一步混合均匀，得到复合纤维束；所述并条工艺参数如下：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，一并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍；二并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍。

S5：将步骤S3得到的复合纤维束经过粗纱加工工艺，粗纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，粗纱号数100-2000tex，捻系数30-400，捻度10-120T/m，后区牵伸倍数1.0-12.0倍，前区牵伸倍数1.0-12.0倍，机械牵伸1.0-30.0倍。

S6：再经过细纱加工工艺，细纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，捻系数50-600，捻度10-500T/m，捻缩率0.5-25％。

S7：再经后整理采用定型机处理，温度150-180℃，定型速度1-35米/分钟。得到所述回收纤维混纺纱。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了最适宜制备静电纺丝回收纤维混纺纱的原料配比和实验条件。

下面将结合几个具体的实施例对本发明的静电纺丝回收纤维混纺纱的方法进行进一步阐述。

实施例1

第一步：废弃纺织品或者边角料通过物理加工的方式如切割、撕裂和开松后制成回收纤维。

第二步:将回收纤维进行开松除杂，混合后纤维利用梳棉机，去除杂质和不可纺的短纤维。所述开清棉工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，开松辊转速180-3000r/min，开松速度比100-1000倍。所述梳棉工艺参数为:温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，锡林转速100-2500r/min,表面线速度比(锡林/刺辊):2-12倍,出网速度0.5-50m/min,总牵伸倍数(道夫/给棉罗拉)10-200倍。

第三步:使用无毒低毒的二氯甲烷搅拌溶解低熔点聚酯制备成纺丝液，低熔点聚酯(分子量为5-30万)占总溶液的质量分数为3％，搅拌12小时后制备成纺丝液。

第四步：将步骤S1得到的棉条进行两道并条工序，在一并过程中同时对步骤S2的纺丝液进行静电纺丝，静电纺丝微纳米纤维在一并过程中被包覆混合在回收纤维内，在二并过程中，静电纺丝微纳米纤维与回收纤维进一步混合均匀，得到复合纤维束；喷头为单喷头形式，接收端为条子平面，喷头对准条子，喷头距离条子3-40cm，距离越短纤维越长。所述并条工艺参数如下：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，一并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数10.0-20.0倍；二并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍。

第五步：将步骤S3得到的复合纤维束经过粗纱加工工艺，粗纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，粗纱号数100-2000tex，捻系数30-400，捻度10-120T/m，后区牵伸倍数1.0-12.0倍，前区牵伸倍数1.0-12.0倍，机械牵伸1.0-30.0倍。

第六步：再经过细纱加工工艺，细纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，捻系数50-600，捻度10-500T/m，捻缩率0.5-25％。

第七步：再经后整理采用定型机处理，温度150℃，定型速度35米/分钟。得到所述回收纤维混纺纱。

实施例2

第一步：废弃纺织品或者边角料通过物理加工的方式如切割、撕裂和开松后制成回收纤维。

第二步:将回收纤维进行开松除杂，混合后纤维利用梳棉机，去除杂质和不可纺的短纤维。所述开清棉工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，开松辊转速180-3000r/min，开松速度比100-1000倍。所述梳棉工艺参数为:温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，锡林转速100-2500r/min,表面线速度比(锡林/刺辊):2-12倍,出网速度0.5-50m/min,总牵伸倍数(道夫/给棉罗拉)10-200倍。

第三步:使用无毒低毒的三氯甲烷搅拌溶解低熔点聚酯制备成纺丝液，低熔点聚酯(分子量为5-30万)占总溶液的质量分数为35％，搅拌24小时后制备成纺丝液。

第四步：将步骤S1得到的棉条进行两道并条工序，在一并过程中同时对步骤S2的纺丝液进行静电纺丝，静电纺丝微纳米纤维在一并过程中被包覆混合在回收纤维内，在二并过程中，静电纺丝微纳米纤维与回收纤维进一步混合均匀，得到复合纤维束；所述并条工艺参数如下：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，一并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍；二并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍。

第五步：将步骤S3得到的复合纤维束经过粗纱加工工艺，粗纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，粗纱号数100-2000tex，捻系数30-400，捻度10-120T/m，后区牵伸倍数1.0-12.0倍，前区牵伸倍数1.0-12.0倍，机械牵伸1.0-30.0倍。

第六步：再经过细纱加工工艺，细纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，捻系数50-600，捻度10-500T/m，捻缩率0.5-25％。

第七步：再经后整理采用定型机处理，温度165℃，定型速度18米/分钟。得到所述回收纤维混纺纱。

实施例3

第一步：废弃纺织品或者边角料通过物理加工的方式如切割、撕裂和开松后制成回收纤维。

第二步:将回收纤维进行开松除杂，混合后纤维利用梳棉机，去除杂质和不可纺的短纤维。所述开清棉工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，开松辊转速180-3000r/min，开松速度比100-1000倍。所述梳棉工艺参数为:温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，锡林转速100-2500r/min,表面线速度比(锡林/刺辊):2-12倍,出网速度0.5-50m/min,总牵伸倍数(道夫/给棉罗拉)10-200倍。

第三步:使用无毒低毒的DMF搅拌溶解低熔点聚酯制备成纺丝液，低熔点聚酯(分子量为5-30万)占总溶液的质量分数为20％，搅拌18小时后制备成纺丝液制备成纺丝液。

第四步：将步骤S1得到的棉条进行两道并条工序，在一并过程中同时对步骤S2的纺丝液进行静电纺丝，静电纺丝微纳米纤维在一并过程中被包覆混合在回收纤维内，在二并过程中，静电纺丝微纳米纤维与回收纤维进一步混合均匀，得到复合纤维束；所述并条工艺参数如下：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，一并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍；二并：出条速度3-20倍，总牵伸倍数5-30m/min，后区牵伸倍数1.0-10.0倍，中区牵伸倍数1.0-10.0倍，前区牵伸倍数1.0-20.0倍。

第五步：将步骤S3得到的复合纤维束经过粗纱加工工艺，粗纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，粗纱号数100-2000tex，捻系数30-400，捻度10-120T/m，后区牵伸倍数1.0-12.0倍，前区牵伸倍数1.0-12.0倍，机械牵伸1.0-30.0倍。

第六步：再经过细纱加工工艺，细纱工艺参数为：温度25℃-26℃，相对湿度55％-65％，捻系数50-600，捻度10-500T/m，捻缩率0.5-25％。

第七步：再经后整理采用定型机处理，温度180℃，定型速度1米/分钟。得到所述回收纤维混纺纱。

上述结果表明，利用静电纺丝纳米技术较常规回收纤维加工工艺纱线强力明显提升，纱线正常截面中带有一定空隙，低熔点纤维融化后，空隙被低熔点聚合物填充，纤维与纤维间由聚合物粘合在一起，纱线的强力明显提升。