【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及多組分纖維復合紡紗，特別是涉及一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線及制備方法。
技術(shù)介紹
1、防火隔熱紗線在防止火災和熱防護方面發(fā)揮重要作用，在高層防火、消防救援領(lǐng)域具有重大應用意義。目前防火隔熱面料主要采用高性能有機、無機纖維紡紗織造或者對布料進行染整加工而成，例如聚酰亞胺纖維、阻燃粘膠纖維、陶瓷纖維基防火阻燃布料，或無機阻燃納米顆粒、微膠囊相變材料后整布料等。然而這些產(chǎn)品存在工藝復雜、成本較高、效果不強、不可降解等缺點，極大地限制了防火阻燃紗線的開發(fā)與應用。玄武巖纖維由自然界儲量充足的玄武巖礦石直接拉絲而成，具有成本低，天然可降解、防火阻燃效果優(yōu)的特點，是研發(fā)新一代高性能防火紗線的潛力材料。
2、在玄武巖纖維紡紗制備過程中，由于其本身硬脆，不耐彎折，紡紗過程易產(chǎn)生捻縮、斷裂。而纏結(jié)的纖維會產(chǎn)生毛刺，難以服用。為解決上述剛性纖維在紡紗加工過程中易發(fā)生纖維彎曲斷裂的問題，通常對玄武巖長絲進行包芯處理。現(xiàn)有技術(shù)中，專利號cn201110076746.7，名稱為“一種玄武巖包芯紗”的專利提出以玄武巖長絲為芯，阻燃短纖維為殼的包芯紗制備方法。具體的做法是在玄武巖單絲外均勻包覆阻燃粘膠纖維、預氧化纖維、阻燃腈氯綸纖維或/和凱芙拉纖維混合纖維，玄武巖包芯紗可為阻燃機織布料，然而并未解決玄武巖纖維剛度大而造成的扭矩不平衡問題，同時所述玄武巖包芯紗彈性較差，不利于穿著舒適性。
3、另外，專利號cn202010764123.8的專利技術(shù)專利公開了一種高剛性脆性纖維材料無損包覆紗線及其紡紗方法與織物，
4、有鑒于此，有必要設(shè)計一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)玄武巖纖維防火隔熱紗線的制備方法，以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點和不足，提供一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法。
2、一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，包括如下步驟：
3、步驟1、將剛性纖維長絲與剛性纖維長絲合并加捻處理，制得螺旋結(jié)構(gòu)的無損芯紗；
4、步驟2、將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述無損芯紗，同時可溶性維綸短纖維的外層包纏聚乳酸纖維長絲，制得扭矩平衡的無捻縮紗線；
5、步驟3、以上述扭矩平衡的無捻縮紗線為芯紗，利用多功能包纏機實現(xiàn)聚乳酸紗線順時針和逆時針的雙向包纏，制得結(jié)構(gòu)緊密且穩(wěn)定的復合紗線；
6、步驟4、將復合紗線通過溫水浴，利用可溶性維綸的特性去除復合紗線中間層的可溶性維綸短纖維，制得芯鞘中空結(jié)構(gòu)的紗線。
7、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟2中，將步驟1中的無損芯紗通過橫向退繞裝置進行反向退捻處理，得到退捻后的剛性纖維長絲，再將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述剛性纖維長絲。
8、本專利技術(shù)通過先對剛性纖維長絲進行合并加捻處理，再利用橫向退繞裝置對其進行退捻處理，避免經(jīng)過加捻處理的剛性纖維長絲因自身殘余扭矩在退繞時產(chǎn)生捻縮現(xiàn)象，然后再利用集聚紡的方法對剛性纖維長絲進行二次加捻，并確保二次加捻的加捻倍數(shù)和合并加捻的加捻倍數(shù)相等，從而有效避免剛性纖維長絲在紡紗加工過程中出現(xiàn)彎曲斷裂而使剛性纖維長絲的結(jié)構(gòu)受損，產(chǎn)生毛羽外露的現(xiàn)象，影響紗線性能。
9、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟2中，可溶性維綸短纖維和聚乳酸纖維長絲的捻度方向與無損芯紗的捻度方向相反。
10、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟2中，可溶性維綸短纖維和聚乳酸纖維長絲的捻度與無損芯紗的捻度相等。
11、在其中一個實施例的實施方式中，所述聚乳酸纖維長絲為生物基聚乳酸纖維長絲，聚乳酸紗線為生物基聚乳酸短纖維。優(yōu)選地，生物基聚乳酸短纖維是通過環(huán)錠紡技術(shù)制備的聚乳酸短纖維s捻紗線和聚乳酸短纖維z捻紗線。
12、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟4中，浸潤的芯鞘中空結(jié)構(gòu)的紗線經(jīng)過烘干裝置，在熱濕作用下拉伸定型，形成穩(wěn)定芯鞘中空復合紗線。
13、在其中一個實施例的實施方式中，所述烘干裝置的烘干區(qū)域的作用長度為1m-2m，水溫控制在60-100℃。
14、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟4中，所述溫水浴的作用長度為1m-3m，水溫控制在80-100℃。
15、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟1中，纖維長絲預加捻度為100t/m-600t/m。
16、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟2中，聚乳酸纖維長絲經(jīng)過自勻整張力盤，張力范圍控制在0.5n-5n。
17、在其中一個實施例的實施方式中，所述剛性纖維長絲優(yōu)選為玄武巖剛性纖維長絲。
18、一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，包括如下步驟：
19、步驟1、將剛性纖維長絲與可溶性維綸長絲合并加捻處理，制得螺旋結(jié)構(gòu)的無損芯紗；
20、步驟2、將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述無損芯紗，同時可溶性維綸短纖維的外層包纏聚乳酸纖維長絲，制得扭矩平衡的無捻縮紗線；
21、步驟3、以上述扭矩平衡的無捻縮紗線為芯紗，利用多功能包纏機實現(xiàn)聚乳酸紗線順時針和逆時針的雙向包纏，制得結(jié)構(gòu)緊密且穩(wěn)定的復合紗線；
22、步驟4、將復合紗線通過溫水浴，利用可溶性維綸的特性去除復合紗線中間層的可溶性維綸短纖維和可溶性維綸長絲，制得芯鞘中空結(jié)構(gòu)的紗線。
23、在其中一個實施例的實施方式中，所述步驟2中，將步驟1中的無損芯紗通過橫向退繞裝置進行反向退捻拉伸輸送處理，得到退捻后的剛性纖維長絲，再將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述剛性纖維長絲。
24、本專利技術(shù)通過可溶性維綸柔性長絲對剛性纖維長絲進行合并加捻，可以提升芯紗的柔韌性能，再利用橫向退繞裝置對其進行拉伸輸送，避免加捻芯紗因自身殘余扭矩在退繞時產(chǎn)生捻縮現(xiàn)象。然后再利用環(huán)錠紡技術(shù)對芯紗進行反向同倍數(shù)加捻，在芯紗表層包覆可溶性維綸短纖維，同時在最外層包纏聚乳酸長絲，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定包芯紗，有效避免玄武巖長絲在紡紗加工過程中出現(xiàn)彎曲斷裂，產(chǎn)生毛刺現(xiàn)象。通過上述方式，成功利用玄武巖材質(zhì)的剛性纖維長絲紡制得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防火阻燃、隔熱性能好、高強且光潔的生物可降解玄武巖纖維防火隔熱紗復合紗線。可以理解的是，此種方法可延伸至其他剛性纖維與柔性纖維的有機復合過程，開發(fā)多功能復合紗線。
25、一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線，包括由內(nèi)而外依次設(shè)置的芯紗、空氣層和外鞘，所述芯紗由剛性纖維長絲與聚乳酸纖維長絲并捻而成，所述外鞘為聚乳酸紗線經(jīng)由順時針、逆時針方向?qū)ΨQ包纏形成。
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【技術(shù)保護點】
1.一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，將步驟1中的無損芯紗通過橫向退繞裝置進行反向退捻處理，得到退捻后的剛性纖維長絲，再將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述剛性纖維長絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，可溶性維綸短纖維和聚乳酸纖維長絲的捻度方向與無損芯紗的捻度方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，可溶性維綸短纖維和聚乳酸纖維長絲的捻度與無損芯紗的捻度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟4中，浸潤的芯鞘中空結(jié)構(gòu)的紗線經(jīng)過烘干裝置，在熱濕作用下拉伸定型，形成穩(wěn)定芯鞘中空復合紗線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟4中，所述溫水浴的作用長度為1m-3m，水溫控制在80-100℃。
8.一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，將步驟1中的無損芯紗通過橫向退繞裝置進行反向退捻拉伸輸送處理，得到退捻后的剛性纖維長絲，再將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述剛性纖維長絲。
10.一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線，其特征在于，包括由內(nèi)而外依次設(shè)置的芯紗、空氣層和外鞘，所述芯紗由剛性纖維長絲與聚乳酸纖維長絲并捻而成，所述外鞘為聚乳酸紗線經(jīng)由順時針、逆時針方向?qū)ΨQ包纏形成。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，將步驟1中的無損芯紗通過橫向退繞裝置進行反向退捻處理，得到退捻后的剛性纖維長絲，再將可溶性維綸短纖維均勻包覆上述剛性纖維長絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，可溶性維綸短纖維和聚乳酸纖維長絲的捻度方向與無損芯紗的捻度方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，可溶性維綸短纖維和聚乳酸纖維長絲的捻度與無損芯紗的捻度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解芯鞘中空結(jié)構(gòu)的纖維防火阻燃紗線的制備方法，其特征在于：所述步驟4中，浸潤的芯鞘中空結(jié)構(gòu)的紗線經(jīng)過烘干裝置，在熱濕作用下拉伸定型，形成穩(wěn)定芯鞘中空復合紗線。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石玉菲，余豪，韓秀，蔣立泉，陳超余，朱坤坤，徐衛(wèi)林，
申請(專利權(quán))人：武漢紡織大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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