本發(fā)明涉及一種折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線的制備方法，具體涉及一種折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線的制備方法，屬于紡織服裝用拉脹結(jié)構(gòu)材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

拉脹材料被稱為21世紀(jì)智能材料之一，柔性拉脹材料，如拉脹纖維、拉脹紗線、拉脹織物等的應(yīng)用對(duì)智能紡織品的開發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。近二三十年來(lái)，拉脹紡織品的研究引起了人們的關(guān)注。拉脹材料是指具有負(fù)泊松比的材料，即相對(duì)于傳統(tǒng)材料在某一方向上受到拉伸(或壓縮)時(shí)，其垂直于作用力方向會(huì)產(chǎn)生收縮(或膨脹)變形，拉脹材料在某一方向上受到拉伸(或壓縮)時(shí)，其垂直于作用力方向會(huì)產(chǎn)生膨脹(或收縮)變形。拉脹紗線又稱為負(fù)泊比紗線，在一定的軸向拉力作用下，紗線徑向輪廓增大。近年來(lái)，拉脹紗線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成形方法引起了極大的關(guān)注，很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了初步探索和研究。專利wo2007/125352a1、專利us2011/0209557a1、專利2011/0039088a1都提出了一種由剛性紗線螺旋包纏在易伸長(zhǎng)變形的芯紗上的負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)，其中專利2011/0039088a1提出的材料的負(fù)泊松比效應(yīng)為對(duì)濕度敏感的包纏長(zhǎng)絲在外部濕度變化時(shí)產(chǎn)生收縮，導(dǎo)致芯紗彎曲，引起紗線直徑增大。專利中涉及到對(duì)負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)的描述，并未提出具體的紡紗裝置及方法，且該紗線結(jié)構(gòu)易存在捻度不勻及穩(wěn)定性等問(wèn)題。專利wo2010/146347a1中涉及到的負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)為將不可伸長(zhǎng)的細(xì)線螺旋貫穿到較粗且彈性較大的組分中，在軸向拉力作用下，細(xì)線伸直引起外包材料屈曲產(chǎn)生拉脹效應(yīng)，此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，但紗線變形受限導(dǎo)致負(fù)泊松比效應(yīng)較小。專利cn2013/103361811a提出了一種負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)及其制造方法。該紗線結(jié)構(gòu)通過(guò)將拉伸模量較大的第一紗線和拉伸模量較小的第二紗線相間排列同時(shí)喂入槽孔，并在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)下匯聚加捻形成負(fù)泊松比紗線，當(dāng)受到拉伸作用時(shí)，兩組紗線相互擠壓因模量不同產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到負(fù)泊松比效應(yīng)。該方法要求第一紗線和第二紗線根數(shù)相同且均在2根以上，由于該紗線結(jié)構(gòu)主要通過(guò)對(duì)各組分的加捻作用形成，因此為了提供紗線的成形結(jié)構(gòu)，對(duì)紗線種類的選擇局限性強(qiáng)，同時(shí)也限制了負(fù)泊松比紗線的應(yīng)用領(lǐng)域。

因此現(xiàn)有拉脹復(fù)合紗的紡紗裝置和方法還不成熟，存在紗線結(jié)構(gòu)不勻、紡紗方法局限性強(qiáng)、不適于連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題，急需簡(jiǎn)易且普適的紡紗方法紡制結(jié)構(gòu)均勻穩(wěn)定且具有拉脹效用的紗線以推廣其在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是：傳統(tǒng)螺旋拉脹紗線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、視覺效果差。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：選擇芯紗為彈性長(zhǎng)絲的紗線作為原料；

步驟2)：采用機(jī)械變形、物理變形或其組合變形對(duì)紗線的表層纖維或芯紗進(jìn)行變形處理，賦予紗線表面絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)；

步驟3)：將紗線表面形成的絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行折疊，將折疊拉脹結(jié)構(gòu)引入紗線中；

步驟4)：將折疊后的紗線進(jìn)行定型處理，穩(wěn)定紗線中的折疊結(jié)構(gòu)；

步驟5)：對(duì)定型后紗線進(jìn)行后處理或功能性整理，以改善紗線的力學(xué)性能、觸感風(fēng)格或視覺風(fēng)格，或賦予其功能。

優(yōu)選地，所述步驟1)中的芯紗為彈性聚合物纖維、天然彈性纖維或彈性結(jié)構(gòu)纖維。

更優(yōu)選地，所述柔性彈性聚合物纖維為聚氨酯纖維、二烯類彈性纖維、聚烯烴彈性纖維和復(fù)合彈性纖維中的任意一種或幾種的組合；所述硬性彈性纖維為聚丙烯纖維、聚乙烯纖維或兩者的組合；所述天然彈性纖維為羊毛。

優(yōu)選地，所述步驟2)中紗線的表層纖維或芯紗具有拉脹效應(yīng)或無(wú)拉脹效應(yīng)，采用天然纖維、再生纖維和合成纖維中的任意一種或幾種的組合。

優(yōu)選地，所述步驟2)中的變形工藝采用假捻變形、填塞箱變形、齒輪法變形、空氣變形和網(wǎng)絡(luò)變形工藝中的任意一種或幾種的組合進(jìn)行規(guī)則紊亂變形、隨機(jī)紊亂變形或兩者結(jié)合的方式變形。

優(yōu)選地，所述步驟3)中折疊方向?yàn)椋貉剌S向、徑向或隨機(jī)方向，每個(gè)絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)的折疊方向一致或不同方向。

優(yōu)選地，所述步驟4)中定型方式為空氣氧化定型、溶劑揮發(fā)定型、高溫?zé)岫ㄐ?、常溫冷定型、紫外光固化定型、輻射定型、熱反?yīng)定型、化學(xué)反應(yīng)定型和紅外催化熱反應(yīng)定型中的任意一種或幾種。

本發(fā)明的原理在于通過(guò)對(duì)具有彈性芯紗的紗線表層進(jìn)行變形、折疊與定型處理，賦予紗線絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)，將折疊拉脹結(jié)構(gòu)引入拉脹紗線中，一方面，在軸向外力作用下，折疊結(jié)構(gòu)打開，紗線表觀直徑增大，提供紗線的拉脹性；另一方面，在軸向外力去除之后，折疊結(jié)構(gòu)在彈性芯紗恢復(fù)力的作用下關(guān)閉，紗線表觀直徑減小，回歸原結(jié)構(gòu)。在制備過(guò)程中，三個(gè)因素很重要，一是彈性芯紗的引入，彈性芯紗提供紗線外力去除后的恢復(fù)力；二是變形技術(shù)，變形賦予紗線表層結(jié)構(gòu)絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)，為折疊結(jié)構(gòu)的形成做準(zhǔn)備，同時(shí)紊亂紗線結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)纖維間的纏結(jié)，賦予最終紗線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；三是定型工藝，定型工藝可以將變形技術(shù)在紗線表層形成的絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定折疊，而穩(wěn)定的折疊結(jié)構(gòu)是形成拉脹必不可少的重要條件。

本發(fā)明制備的拉脹紗線同時(shí)具有拉脹性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和良好觸覺、視覺效果的優(yōu)點(diǎn)，且生產(chǎn)效率高，為拉脹紗線的廣泛應(yīng)用提供基礎(chǔ)，可用于服裝、過(guò)濾材料、生物醫(yī)用、組織工程、光電材料、沖擊防護(hù)、傳感器、復(fù)合材料等領(lǐng)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

①本發(fā)明中紗線拉脹效應(yīng)來(lái)源于折疊結(jié)構(gòu)，對(duì)纖維原料，尤其紗線表層纖維與長(zhǎng)絲種類性能沒有特殊要求，適用的纖維與長(zhǎng)絲范圍廣；

②本發(fā)明方法由于采用變形工藝，紊亂紗線中纖維結(jié)構(gòu)，增加其相互纏結(jié)，形成的拉脹紗線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且具有良好的觸覺和視覺效果，與天然纖維和紗線類似；

③本發(fā)明提供的方法制備的拉脹紗線采用的纖維與長(zhǎng)絲范圍廣，變形方式與折疊結(jié)構(gòu)定型的方法也靈活多樣；

④本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，只需要采用傳統(tǒng)機(jī)械即可，不需要重新設(shè)計(jì)新機(jī)械，成本低，效率高。

附圖說(shuō)明

圖1a為折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線的示意圖；

圖1b為折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線拉脹時(shí)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

實(shí)施例1-5均采用本發(fā)明提供的一種折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線的制備方法，包含步驟如下：(a)選擇芯紗具有彈性的紗線作為原料；(b)采用機(jī)械變形、物理變形或其組合變形對(duì)具有彈性芯紗的紗線表層纖維進(jìn)行變形處理，賦予紗線表面絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)；(c)將紗線表面形成的絲弧或弧圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行折疊，將折疊拉脹結(jié)構(gòu)引入紗線中，變形后的紗線如圖1a所示，其拉脹時(shí)的狀態(tài)如圖1b所示；(d)將折疊后的紗線進(jìn)行定型處理，穩(wěn)定紗線中的折疊結(jié)構(gòu)；(e)對(duì)定型后紗線進(jìn)行后處理或功能性整理，以改善紗線的力學(xué)性能、觸感風(fēng)格或視覺風(fēng)格，或賦予其功能。

實(shí)施例1

采用聚氨酯纖維作為芯紗，滌綸纖維作為表層纖維，對(duì)紗線進(jìn)行空氣變形，之后定型形成折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線。

實(shí)施例2

采用二烯類彈性纖維作為芯紗，聚丙烯腈纖維作為表層纖維，對(duì)紗線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變形，之后定型形成折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線。

實(shí)施例3

采用聚烯烴彈性纖維作為芯紗，聚酰胺纖維作為表層纖維，對(duì)紗線進(jìn)行機(jī)械變形，之后定型形成折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線。

實(shí)施例4

采用加工條件下制得的具有彈性的聚丙烯纖維作為芯紗，普通聚丙烯纖維作為表層纖維，對(duì)紗線進(jìn)行空氣變形，之后定型形成折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線。

實(shí)施例5

采用彈性良好的羊毛纖維作為芯紗，滌綸纖維作為表層纖維，對(duì)紗線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變形，之后定型形成折疊結(jié)構(gòu)變形拉脹紗線。