1.本发明属于纤维、纱线制备的技术领域，涉及一种功能型纱线的制备方法。


背景技术：

2.目前，为了满足多样化的需求，市场上推出了各种各样的功能型纱线，例如薄荷纱线、艾草纱线和变色纱线等等，但这些纱线的制备均存在不足。有鉴于此，亟需发展出一种新型的功能型纤维及其纱线的制备方法。例如：
3.1、薄荷纱线
4.绿色天然的薄荷油具有醒目提神解郁、清凉芳香、护肤保湿、疏风散热、预防伤寒、抗菌消炎防蚊、助消化、利咽喉、化痰平喘、去除异味等功效。目前薄荷纺织品的开发主要是以薄荷油为芯材制备出微胶囊并通过纺丝或后整理的方式整理到织物上，如将薄荷精油微胶囊与黏胶纺丝液共混纺丝或与聚丙烯、聚酰胺等混合熔融纺丝制成薄荷纤维，通过浸轧的方式将薄荷油微胶囊整理至棉织物或涤纶织物中等。所开发的薄荷纤维吸湿、透气、光滑、冰爽、清凉提神、抗菌消炎、防蚊、天然、绿色、健康的特性。可广泛应用于t恤衫、时装、运动服、床上用品、里布、休闲服、背心、吊带衫、靠垫、抱枕、家居服、蚊帐、纱窗网眼布等，越来越符合人们健康环保的生活理念.具有良好的发展前景。存在的主要问题：(1)纤维内薄荷油的含量低，薄荷油难以透过微胶囊壁和较粗的纤维直径而释放出来，造成薄荷的功效难以充分显著发挥；(2)采用后整理的方式开发的薄荷面料，手感较硬、且耐洗性不佳。
5.2、艾草纱线
6.艾草精油含有茶多酚、咖啡碱、脂多糖等多种有机化合物，具有通经活络、护肝利胆、祛湿驱寒、暖子宫、止血止痒、消毒消炎、抗病毒、杀菌、平喘、止咳、安胎、抗过敏、慢性支气管炎与哮喘、芳香抑制脚气、驱蚊蝇、虫蚁等作用。在现有艾草纤维主要有全艾草粘胶纤维和艾草改性纤维。其中全艾草粘胶纤维是将艾草的径、叶或杆制备成艾草浆粕并溶液纺丝制备而成；艾草改性纤维是将艾草粉体或艾草提取物加入纺丝液中纺织而成，如将艾草原纤维研磨成粉末并与高聚物切片共混熔融纺丝、将艾草萃取物加入到粘胶纤维纺丝液中等。存在的主要问题：全艾草粘胶纤维韧性不够、且制备过程中艾草功能性成分容易流失或损坏，导致效果不够理想。艾草改性粘胶纤维中艾草精油含量低、功能性效果一般、持久性差、且纤维直径大(10μm以上)，应用性受到限制。
7.3、变色纱线
8.变色纱线用途广泛，可以制作饰品、面料、服装、假发、织带、商标、袜子等等，具有幻彩、吸引眼球、环境相应等功能，市场广阔。目前变色纱线的制备方法主要有后整理法、电镀法、熔融纺丝法等。如后整理法是将可逆变色材料料制成微胶囊、借助粘合剂与纤维制品结合。电镀法是将无机电致变色材料(如金属氧化物和/或合金氧化物)电镀在导电纱上。后整理法和电镀法制备的变色纤维制品普遍存在色牢度差、手感硬、耐久性差的缺陷。熔融纺丝法，将可逆变色材料与纺丝母粒如涤纶母粒、丙纶母粒、乙纶母粒混合制备出变色母粒并熔融纺丝，目前已开发出pp、pe、pet温变丝，色牢度好、耐用性强，存在的主要问题是丝粗
150d以上、变色物质含量低、颜色浅、手感硬等。


技术实现要素：

9.本发明针对现有技术的不足，提供了一种功能型纱线的制备方法，发展出一种新型的功能型纱线的制备方法。
10.为解决上述技术问题，本发明的目的通过下述技术方案得以实现：
11.一种功能型纱线的制备方法，所述方法包括以下步骤：
12.a、配制静电纺丝液：选择聚合物、溶剂和功能组分，配制纺丝液，所述聚合物为成纤高聚物；
13.b、静电纺纳米纤维：注射泵按照适当的速度推动注射器中的溶液在喷丝头处形成液滴，液滴在适当的静电场力作用下呈射流喷出并经拉伸细化制成纤纳米纤维；
14.c、静电纺纳米纤维加捻：对于不溶于水的纳米纤维，调整喷丝头和涡流液面的相对位置，使喷丝头喷射出的纳米纤维按照一定的方向和距离沉积在涡流液面上汇集、旋转加捻；对于溶于水的纳米纤维，调整喷丝头方向，使喷出的纳米纤维一段在旋转的喇叭口上汇集加捻；
15.d、静电纺纳米纤维牵伸卷绕成纱：启动卷绕装置，使加捻后的纳米纤维集合体按照适当的速度离开加捻区，先后经过加热定型区和纱线往复运动区后卷绕在纱管。
16.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述聚合物选自聚氨酯、聚酰胺、聚乳酸羟基乙酸、丝素、明胶、胶原中的一种或多种；所述溶剂选自蒸馏水、甲酸、三氟乙酸、二氯甲烷、六氟异丙醇乙醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。
17.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述功能组分为薄荷精油，所述聚合物纺丝液浓度0.12g/ml-0.20g/ml，所述薄荷精油含量占聚合物质量的30-55％。
18.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述功能组分为艾草精油，聚合物纺丝液浓度0.12g/ml-0.20g/ml，艾草精油含量占聚合物质量的30-55％。
19.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述功能组分为温敏颜料、光敏颜料或夜光粉，聚合物纺丝液浓度0.12g/ml-0.20g/ml，功能组分含量占聚合物质量的25-55％。
20.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述步骤b中，静电纺丝电压10-20kv，推进泵速度0.8-2.5ml/h速度，接收距离10-25cm。
21.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述步骤c中旋转加捻速度200转/min-800转/min。
22.在上述的一种功能型纱线的制备方法中，所述步骤d中，所述加热定型温度80-130℃，定型时间1-3min，卷绕速度为1-40m/min。
23.本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
24.1、本发明提供了一种新型功能型纱线的制备方法，可以制备超细的纳米纤维，所制纳米纤维纱纱柔软、可织性强、并且其制备工艺过程简单、易操作。进一步的，由于采用了合适的纺丝液浓度、组合物配比及工艺参数，可以得到静电纺制成型更加良好的纳米纤维。
25.2、本发明制备的薄荷纱线和艾草纱线具有精油含量高、缓释性好、效果充分持久的优点。本发明制备的变色纱线具有变色颜料含量高、变色速度快的优点。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但是这些实例并不限制本发明的范围。此外相关领域的普通技术人员对本发明做的任何改动，只要不脱离本发明的实质，都将等价落在本发明权利要求书所限定的范围内。
27.实施例中采用的设备为中国发明专利申请201910058640.0中所提供的设备。
28.第一组实施例薄荷纳米纤维及纱线的制备
29.实施例1
30.纺丝前，先将0.16g的聚氨酯(pu，分子量为60000g/mol)溶解在由9.2g二甲基甲酰胺(dmf)和9.2g四氢呋喃(thf)组成的混合溶剂中，然后加入0.064g薄荷精油并40℃下磁力搅拌12h，得pu-薄荷精油纺丝液。纺丝时，将pu-薄荷精油纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于涡流液面正上方200mm处，与涡流液面程45
°
指向涡流中心，两喷丝头位于圆形涡流直径上，相距350mm。两注射器均有0.8ml/h的速度向喷丝头输送pu-薄荷精油纺丝液，两喷丝头均施加+12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向液面涡流，随着涡流旋转进行汇集、加捻、缠绕在引纱上。引纱向上运行带动涡流中的纳米纤维纱离开水面经烘干定型后卷绕在纱管上，烘干定型温度为90℃，纱线卷绕速度600mm/s，纱线往复运动速度30mm/s。
31.实施例2
32.纺丝前，先将0.16g的聚酰胺(pa6)和0.08g薄荷精油溶解在由0.64g甲酸溶剂中，40℃下磁力搅拌12h，得pa6-薄荷精油纺丝液。纺丝时，将pa6-薄荷精油纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于涡流液面正上方200mm处，与涡流液面程45
°
指向涡流中心，两喷丝头位于圆形涡流直径上，相距450mm。两注射器均有1.0ml/h的速度向喷丝头输送pa6-薄荷精油纺丝液，两喷丝头分别施加+12kv和-12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向液面涡流，随着涡流旋转进行汇集、加捻、缠绕在引纱上。引纱向上运行带动涡流中的纳米纤维纱离开水面经烘干定型后卷绕在纱管上，烘干定型温度为90℃，纱线卷绕速度400mm/s，纱线往复运动速度25mm/s。
33.实施例3
34.纺丝前，先将0.2g的丝素蛋白(sf)和0.1g薄荷精油溶解在18.4g六氟异丙醇(hfip)溶剂中，40℃下磁力搅拌12h，得sf-薄荷精油纺丝液。纺丝时，将sf-薄荷精油纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于选择喇叭口下方100mm处，与喇叭口平面成45
°
指向喇叭口中心，两喷丝头相距150mm。两注射器均有1.0ml/h的速度向喷丝头输送sf-薄荷精油纺丝液，两喷丝头分别施加+12kv和-12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向旋转的喇叭口汇集、加捻、缠绕在芯纱上，芯纱向下运行带动喇叭口下的纳米纤维纱卷绕在纱管上，纱线卷绕速度200mm/s，纱线往复运动速度80mm/s。
35.第二组实施例艾草纳米纤维及纱线的制备
36.实施例4
37.纺丝前，先将0.16g的聚氨酯(pul)溶解在由9.2g二甲基甲酰胺(dmf)和9.2g四氢呋喃(thf)组成的混合溶剂中，然后加入0.064g艾草精油并40℃下磁力搅拌12h，得pu-艾草精油纺丝液。纺丝时，将pu-艾草精油纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然
后调节参数，喷丝头位于涡流液面正上方200mm处，与涡流液面程45
°
指向涡流中心，两喷丝头位于圆形涡流直径上，相距350mm。两注射器均有0.8ml/h的速度向喷丝头输送pu-艾草精油纺丝液，两喷丝头均施加+12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向液面涡流，随着涡流旋转进行汇集、加捻、缠绕在引纱上。引纱向上运行带动涡流中的纳米纤维纱离开水面经烘干定型后卷绕在纱管上，烘干定型温度为90℃，纱线卷绕速度600mm/s，纱线往复运动速度30mm/s。
38.实施例5
39.纺丝前，先将0.2g的聚酰胺(pa6)和0.1g艾草精油溶解在由0.7g甲酸溶剂中，40℃下磁力搅拌12h，得pa6-艾草精油纺丝液。纺丝时，将pa6-艾草精油纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于涡流液面正上方200mm处，与涡流液面程45
°
指向涡流中心，两喷丝头位于圆形涡流直径上，相距450mm。两注射器均有1.0ml/h的速度向喷丝头输送pa6-艾草精油纺丝液，两喷丝头分别施加+12kv和-12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向液面涡流，随着涡流旋转进行汇集、加捻、缠绕在引纱上。引纱向上运行带动涡流中的纳米纤维纱离开水面经烘干定型后卷绕在纱管上，烘干定型温度为90℃，纱线卷绕速度400mm/s，纱线往复运动速度25mm/s。
40.实施例6
41.纺丝前，先将0.24g的丝素蛋白(sf)和0.12g艾草精油溶解在20.4g六氟异丙醇(hfip)溶剂中，40℃下磁力搅拌12h，得sf-艾草精油纺丝液。纺丝时，将sf-艾草精油纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于选择喇叭口下方100mm处，与喇叭口平面成45
°
指向喇叭口中心，两喷丝头相距150mm。两注射器均有1.0ml/h的速度向喷丝头输送sf-艾草精油纺丝液，两喷丝头分别施加+14kv和-14kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向旋转的喇叭口汇集、加捻、缠绕在芯纱上，芯纱向下运行带动喇叭口下的纳米纤维纱卷绕在纱管上，纱线卷绕速度150mm/s，纱线往复运动速度100mm/s。
42.第三组实施例变色纳米纤维及纱线的制备
43.实施例7
44.纺丝前，先将0.16g的聚氨酯(pu，分子量为60000g/mol)溶解在由9.2g二甲基甲酰胺(dmf)和9.2g四氢呋喃(thf)组成的混合溶剂中，然后加入0.064g温敏颜料并40℃下磁力搅拌12h，得pu-温敏颜料纺丝液。纺丝时，将pu-温敏颜料纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于涡流液面正上方200mm处，与涡流液面程45
°
指向涡流中心，两喷丝头位于圆形涡流直径上，相距350mm。两注射器均有0.8ml/h的速度向喷丝头输送pu-温敏颜料纺丝液，两喷丝头均施加+12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向液面涡流，随着涡流旋转进行汇集、加捻、缠绕在引纱上。引纱向上运行带动涡流中的纳米纤维纱离开水面经烘干定型后卷绕在纱管上，烘干定型温度为90℃，纱线卷绕速度600mm/s，纱线往复运动速度30mm/s。
45.实施例8
46.纺丝前，先将0.16g的聚酰胺(pa6)溶解在0.64g甲酸溶剂中，40℃下磁力搅拌6h，然后在加入0.08g光敏颜料磁力搅拌5h得pa6-光敏颜料纺丝液。纺丝时，将pa6-光敏颜料纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于涡流液面正上
方200mm处，与涡流液面程45
°
指向涡流中心，两喷丝头位于圆形涡流直径上，相距450mm。两注射器均有1.0ml/h的速度向喷丝头输送pa6-光敏颜料纺丝液，两喷丝头分别施加+12kv和-12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向液面涡流，随着涡流旋转进行汇集、加捻、缠绕在引纱上。引纱向上运行带动涡流中的纳米纤维纱离开水面经烘干定型后卷绕在纱管上，烘干定型温度为90℃，纱线卷绕速度400mm/s，纱线往复运动速度25mm/s。
47.实施例9
48.纺丝前，先将0.2g的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)溶解在8ml三氟乙酸和2ml二氯甲烷的混合溶剂中，40℃下磁力搅拌12h，然后再加入夜光粉磁力搅拌5h得pet-夜光粉纺丝液。纺丝时，将pet-夜光粉纺丝液分别装入两注射泵中的注射器中以供纺丝。然后调节参数，喷丝头位于选择喇叭口下方100mm处，与喇叭口平面成45
°
指向喇叭口中心，两喷丝头相距150mm。两注射器均有1.0ml/h的速度向喷丝头输送pet-夜光粉纺丝液，两喷丝头分别施加+12kv和-12kv静电电压，在高压电场作用下射流喷出、拉伸细化成纳米纤维飞向旋转的喇叭口汇集、加捻、缠绕在芯纱上，芯纱向下运行带动喇叭口下的纳米纤维纱卷绕在纱管上，纱线卷绕速度200mm/s，纱线往复运动速度80mm/s。