高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法

技术领域

本发明涉及功能纱线技术领域，尤其涉及一种高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，生活水平不断得到提高，人们对纱线的功能化需求也越来越高。在日常生活中，人们总是无法避免地接触到细菌等微生物，影响人体健康，因此制备具有抗菌功能的纱线和纺织品便成为大家关注的热点。抗菌纱线的抗菌性主要通过其内部含有的抗菌因子对微生物细胞膜进行吸引，并穿透细胞膜进入细菌体内，破坏蛋白质活性中心，造成微生物死亡或丧失分裂增殖能力。抗菌纱线主要包括经后整理加工而成的抗菌复合纱和由抗菌纤维制成的长丝或短纤纱。抗菌整理过程中使用一些疏水材料，或者化纤做成的抗菌材料本身吸水性能差，造成通过后整理还是使用抗菌纤维制备的产品均存在吸湿性能差、纱线强度低和舒适性差等系列问题。

为提高抗菌纱线的吸湿性能，主要通过将具有抗菌性和吸湿性的纤维进行混纺得到，但是通过此种方式制得的纱线由于内外层之间抱合不紧密，使得纱线的强度不高；抗菌纤维使用量大，纱线成本偏高；混合的两种纤维随机分散在纱线内部，不利于发挥杀菌效果。

现有技术中，中国专利申请号为202020069822.6，公开日期为2020年10月16日，名称为“高效吸湿排汗面料”的实用新型中通过将面料本体、第一透气层、抑菌层、第一防水层、排汗层、弹性透气孔、排汗棉、第二透气层等多种不同功能的面料层结合起来制备出高效吸湿排汗面料。其中的抑菌层是将镀银纤维和涤纶纤维相互螺旋捻合而成，排汗层为涤纶纤维层，其内部交织缝合有排汗棉，而排汗棉的内部设有弹性透气孔，吸汗层由聚对苯二甲酸乙二酯纱线与竹纤维组成。上述技术方案中通过多层结合形成具有一定的抑菌性能和高效吸湿排汗的面料，但是上述制备过程复杂繁琐，不适合大规模生产；另外，抗菌纤维与普通纤维随机排布和分散，无法发挥优越的抗菌效果。

现有技术中，中国专利申请号为202110625440.6，公开日期为2021年8月3日，名称为“海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法”的发明专利中公开了一种海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法，上述抗菌纱线包括对折加捻而成的短纤纱，短纤纱包括里层的涤纶纤维层，涤纶纤维层上下两侧分别设有混合纤维层，混合纤维层上下两侧分别包覆有海斯莫尔纤维层，混合纤维层为涤纶纤维与海斯莫尔纤维通过摩擦力结合而成。上述技术方案中，由于纱线是通过将层叠结构进一步卷绕得到，因而会导致纱线内的层间结构之间结合不紧密，纤维的强度不高；抗菌涤纶与海斯莫尔纱线混合后，涤纶不吸水，从而会降低纱线整体的吸湿性能，进一步阻碍了纱线的应用。

有鉴于此，有必要设计一种改进的高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种高效吸湿抗菌复合纱线，所述高效吸湿抗菌复合纱线由表层和芯层组成，所述表层由镀银涤纶或镀银锦纶长丝反复磨断表面构成，所述芯层由吸湿性强的长丝集束构成，所述表层和所述芯层通过加捻复合而成。

优选的，所述芯层长丝为粘胶、天丝、维纶、醋酸纤维中的一种或几种的混合纤维。

优选的，所述芯层为单丝或复丝，所述单丝的根数为1～200根，所述复丝的根数为10～300根。

优选的，所述表层为复丝，所述复丝的根数为50～200根。

优选的，所述复合纱线为单纱或多股纱线，所述多股纱线的股数为2～30。

特别地，本发明还提供了上述高效吸湿抗菌复合纱线的制备方法，包括如下步骤：

S1、将表层长丝平行均匀分布在芯层长丝的表面后进行初步加捻处理，得到复合长丝；

S2、对所述复合长丝进行边加捻边磨毛处理，再经卷绕处理，即形成高效吸湿抗菌复合纱线。

优选的，在步骤S2中，所述加捻的捻度为400～800捻/米。

优选的，所述初步加捻的捻度为50～200捻/米，所述初步加捻和所述加捻的捻向相同，所述捻向为S捻或Z捻。

优选的，所述芯层与所述表层在纱线径向上的厚度比为1:5～1:10。

优选的，所述芯层长丝的线密度为5～200tex。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法，通过制备具有抗菌性的纱线表层，再将纱线表层与芯层的吸水纤维经初步加捻处理后，再边加捻边磨毛后卷绕，即形成皮芯长丝抱合的复合纱线，表层使纱线具有良好的抗菌性，芯层赋予纱线优良的吸水性；通过控制表层的毛羽量，并使毛羽均匀分散纱线的外表面，毛羽的存在可利用毛细效应快速将水转移到纱线表层并能在运输水分过程中对细菌进行处理，将细菌阻隔和杀死在纱线外表面。通过上述方式，赋予了纱线高抗菌性和吸湿性的特性。

2、本发明提供的高效吸湿抗菌复合纱线，通过对纱线结构的设计、制备方法的控制实现，制备过程中通过将表面含有银离子的表层长丝以网格交叉的形式分散在具有高强吸水性的芯层的表面，在初步加捻的作用下，将表层和芯层长丝嵌合在一起，形成高强度纱线；捻磨过程中纱线表层形成大量断头后交织在一起，形成网格结构，在纱线表面以毛羽的形式存在，毛羽在遇水后可依靠毛细效应快速吸收纱线表面的水份，输送该过程中可借助表层的银离子将水中的细菌快速杀死，水份继续被运输至芯层并被保存在芯层中，因而可以保持纱线外层的干爽，使其在使用过程中有良好的舒适性；再者，加捻边磨毛的过程可增强表层和芯层之间的摩擦力，提升纱线整体的强度。

3、本发明提供的高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法，通过先对表层和芯层进行初步加捻，可在表层和芯层上形成紧密的卷绕锁合结构，使表层和芯层在形成纱线前能够保持稳定的结构，便于后续的加捻操作，同时还可提升复合纱线的强度；通过加捻、磨毛后卷绕可使经过初步加捻的表层和芯层进行结合，这是因为磨毛过程可在表层和芯层上产生部分毛羽，后续的加捻过程中，表层和芯层的毛羽在加捻产生的扭转力下缠结在一起，形成结合点，有效增加了表层纤维间、表层与芯层纤维间及芯层纤维间摩擦力，使表层内部、芯层内部及表层和芯层之间的纤维之间抱合更紧密，进一步提升复合纱线的强度；通过形成具有皮芯长丝抱合结构的复合纱线，可使纱线表层具有抗菌性，而选用粘胶、天丝、维纶、醋酸纤维中的一种或几种的混合纤维作为芯层长丝，可赋予芯层长丝吸湿快干的特性，使纱线同时具有优异的抗菌性和吸湿性；通过在表层和芯层上形成紧密的卷绕锁合结构，可使芯层、表层及二者之间抱合紧密，可确保最终制得的纱线具有高强度，使其适于应用。通过上述方式，解决了现有技术中纱线内外层之间抱合不紧密导致的纱线强度低下的问题，同时，制得了具有高强度和高吸湿性的复合纱线。

附图说明

图1为本发明提供的高效吸湿抗菌复合纱线的结构示意图；

附图标记如下：

1、表层长丝；2、芯层长丝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，本发明提供的高效吸湿抗菌复合纱线，由表层和芯层组成，表层为镀银涤纶纱线，表层和芯层通过加捻复合而成。

优选的，复合纱线为单纱或多股纱线，多股纱线的股数为2～30。

优选的，芯层为单丝或复丝，芯层长丝2为吸湿性强的纤维，具体为粘胶、天丝、维纶、醋酸纤维等吸湿性强的纤维，以上述材质的纤维作为芯层长丝2可赋予芯层长丝2吸湿快干的特性。

特别地，本发明还提供了高效吸湿抗菌复合纱线的制备方法，包括如下步骤：

S1、将表层长丝1平行均匀分布在芯层长丝2的表面后进行初步加捻处理，得到复合长丝；

S2、对复合长丝进行边加捻边磨毛处理，再经卷绕处理，即形成高效吸湿抗菌复合纱线。特别地，边加捻边磨毛的操作步骤通过磨捻一体装置进行，磨捻一体装置包括空心锭杆、设置于空心锭杆下方的贮丝盘、磨损部件及设置于磨损部件末端的卷绕机构，空心锭杆、贮丝盘及磨损部件共同对纱线进行加捻。

优选的，初步加捻的作用是防止后续加工过程中纤维之间松散，无法进行磨毛和加捻的工作，初步加捻的捻度为50～200捻/米；对于初步加捻的捻度的选择，若捻度低于50捻/米，长丝之间相对较松散，不利于后续的加工；若捻度高于200捻/米，长丝之间抱合得过于紧密，在磨毛和加捻同时开展时，表层纤维很难磨断，形成的毛羽较少，纱线表面的细长纤维量较少，纱线表面的毛细效应相对较弱，很难达到快速将水份运输到纱线内部的目的。

优选的，在步骤S2中，加捻的捻度为400～800捻/米，捻向为S捻或Z捻；对于表层的捻度的选择，若捻度低于400捻/米，纤维间不能形成足够的摩擦力，无法获得结构稳定的纱线，不能达到提升纱线强度的目的；若捻度高于800个/米，表层长丝1排列方向与芯层长丝2间排列方向发生过多偏移，组成纱线的表层与芯层纤维间的有序性被破坏，纱线强度的增强有限。

优选的，初步加捻和后续加捻过程中捻向相同，这是因为：如果捻向不同时，会出现先解捻后加捻的过程，一方面会降低纱线表面的捻度，另外在解捻时长丝之间变的松散，不利于后续纱线的加工。

优选的，芯层长丝2的线密度为5～200tex。

优选的，表层为复丝，复丝的根数50～200根；选择复丝是因为在磨毛过程中长丝容易被磨断，且磨断的纤维互相粘接在一起形成网格，均匀分布在纱线的外表面；表层纤维根数越多，说明单根纤维越细，最终制得的纱线表面的毛细效应越好，水份能够更快从纱线表层输送至纱线内层；若复丝根数高于200，长丝直径太细，磨毛过程中长丝很容易整体被磨断，致使纱线外表面的长丝数量不够，无法将芯层完全包覆；若复丝根数低于50，丝的根数太少，很难实现将纱线的外表面进行整体的包裹，则表层完整度下降，不利于抗菌。

优选的，芯层与表层在纱线径向上的厚度比为1:5～1:10。径向上的厚度比值决定了纱线的成本和纱线抗菌的效果；若径向上的厚度比高于1:5，表层纱线含量较高，银在纱线中的含量增多，纱线的成本增大；若径向上的厚度比低于1:10，表层纱线含量较少，不仅导致表层无法完整覆盖芯层，且纱线的抗菌性不足。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步限定：

实施例1

S1、以化学电镀的方法制得含银涤纶长丝为表层，采用单丝作为芯层，芯层长丝2为粘胶纤维长丝，将表层长丝1平行均匀分布在芯层长丝2的表面后进行初步加捻处理，得到复合长丝，初步加捻的捻度为100捻/米，捻向为S捻。

S2、对复合长丝进行边加捻边磨毛处理，再经卷绕处理，即形成高效吸湿抗菌复合纱线，复合纱线为单纱；其中，芯层与表层长丝1的线密度为10tex，芯层与表层的在纱线径向上的厚度比为1:5，加捻的捻度为400捻/米。

本实施例还对制得的复合纱线进行了抗菌测试，抗菌测试采用如下步骤进行：将纱线与大肠杆菌共同培养，观察纱线周围的抑菌圈，结果表明，本实施例制得的复合纱线具有优良的抗菌性。

实施例2

S1、以化学电镀的方法制得含银涤纶长丝为表层，采用单丝作为芯层，芯层长丝2为粘胶纤维长丝，将表层长丝1平行均匀分布在芯层长丝2的表面后进行初步加捻处理，得到复合长丝，初步加捻的捻度为150捻/米，捻向为Z捻；

S2、对复合长丝进行边加捻边磨毛处理，再经卷绕处理，即形成高效吸湿抗菌复合纱线，复合纱线为单纱；其中，复丝的根数为10根，芯层与表层长丝1的线密度为40tex，芯层与表层的在纱线径向上的厚度比为1:6，加捻的捻度为600捻/米。

实施例3

S1、以化学电镀的方法制得含银涤纶长丝为表层，采用单丝作为芯层，芯层长丝2为粘胶纤维长丝，将表层长丝1平行均匀分布在芯层长丝2的表面后进行初步加捻处理，得到复合长丝，初步加捻的捻度为200捻/米，捻向为S捻。

S2、对复合长丝进行边加捻边磨毛处理，再经卷绕处理，即形成高效吸湿抗菌复合纱线，复合纱线为单纱；其中，复丝的根数为300根，芯层与表层长丝1的线密度为60tex，芯层与表层的在纱线径向上的厚度比为1:8，加捻的捻度为600捻/米。

实施例4

S1、以化学电镀的方法制得含银涤纶长丝为表层，采用单丝作为芯层，芯层长丝2为粘胶纤维长丝，将表层长丝1平行均匀分布在芯层长丝2的表面后进行初步加捻处理，得到复合长丝，初步加捻的捻度为200捻/米，捻向为Z捻；

S2、对复合长丝进行边加捻边磨毛处理，再经卷绕处理，即形成高效吸湿抗菌复合纱线，复合纱线为单纱；其中，单丝的根数为200根，芯层长丝2和表层长丝1的线密度为100tex，芯层与表层的在纱线径向上的厚度比为1:10，加捻的捻度为800捻/米。

对比例1

对比例1与实施例1的区别仅在于：将表层和芯层之间经初步加捻后，使用现有的加捻装置进行加捻而不进行磨毛，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。

对比例2

对比例2与实施例1的区别仅在于：将表层和芯层之间经初步加捻后，使用现有的磨毛装置进行磨毛，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。

对比例3

对比例3与实施例1的区别仅在于：将表层和芯层之间经初步加捻后，使用现有的磨毛装置进行磨毛后再使用现有的加捻装置进行加捻，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。

对比例4

对比例4与实施例1的区别仅在于：将表层和芯层之间经初步加捻后，使用现有的加捻装置进行加捻后再使用现有的磨毛装置进行磨毛，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。

对比例1至4及实施例1至4制得的高效吸湿抗菌复合纱线的强度、抗菌性及吸湿性如表1所示，从表中数据可以看到应用本发明提出的方法制得的高效吸湿抗菌复合纱线同时具备高强度和高吸湿性。

表1实施例1至4制得的高效吸湿抗菌复合纱线的强度和吸湿性

综上所述，本发明高效吸湿抗菌复合纱线及其制备方法，通过制备具有抗菌性的纱线表层，再将纱线表层与芯层经初步加捻后，再边加捻边磨毛后卷绕，即形成皮芯长丝抱合的复合纱线，制得的复合纱线可同时具备抗菌和吸湿的性能，且抗菌效果优于传统纱线；通过先对表层和芯层进行初步加捻，可在表层和芯层上形成紧密的卷绕锁合结构，便于后续的进一步加捻操作，同时还可提升复合纱线的强度；通过加捻边磨毛后卷绕将经过初步加捻的表层和芯层进行结合，可增加表层纤维间、表层与芯层纤维间及芯层纤维间摩擦力，使表层内部、芯层内部及表层和芯层之间的纤维之间抱合更紧密，进一步提升复合纱线的强度。通过上述方式，解决了现有技术中纱线内外层之间抱合不紧密导致的纱线强度低下的问题，同时，制得了具有高抗菌和高吸湿性的复合纱线。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。