一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料及其制备方法，以新型生物质合成纤维PHA/PLA复合纤维为原料，以20％～50％的混纺比与绢丝纤维混纺制成83.3dtex或166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺单纱，再将两根单纱并合、加捻得到166.7dtex或333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线，以该股线作为经纬纱，或以该股线与绢丝交织，配置织物组织平纹，织造坯布经精炼后整理制得仿绢丝绸面料。本发明制备的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料的透湿性、透气性、抗皱性等服用性能以及织物的手感风格与纯绢丝绸相近，可以应用于各类女式时装、男女春秋服装等。

说明书

技术领域

本发明涉及一种一类生物基合成纤维仿绢丝绸面料及其制备方法，尤其涉及一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料与其制备方法。

背景技术

近年来，随着环境的日益恶化，可生物降解的生物质纤维越来越受到关注。聚羟基脂肪酸酯(PHA)是细菌胞内的一类具有相似结构的碳源和能源的储备物，可被环境降解为水和二氧化碳，同时，因其具有生物吸收性和生物相容性等优点，是一种环境友好型材料。

PHA是微生物体内的一类3—羟基脂肪酸组成的线性聚酯，1926年，法国人Lemoigne M.最早在巨大芽孢杆菌中发现了聚羟基丁酸酯(PHB)，Lemoigne M同时确定了PHA是3—羟基丁酸(3HB)的均聚物；1991年，Steinbuchel等在光能合成菌、需氧均、化能营养菌、有机营养菌甚至蓝细菌中都检测到了PHA的积累；2000年，Chen等开始研究PHA在生物医疗材料和生物可降解包装材料方面的应用，同年，经研究发现的PHA单体已超过150种；2002年，陈国强等发现了更多种类的PHA，并研究了其在生物医学材料的优势。

20世纪70年代以来，国际上开始了PHA的产业化尝试，Metabolix公司与ADM公司合作，在2008-2009年建成了五万吨的PHA生产能力。我国对PHA的研究起步比较晚，但最近的研究成果已经成功使得与PHA大规模应用成为现实这一目的接近了许多，如：宁波天安生物材料公司与中国科学院合作研发出了羟基丁酸与羟基戊酸共聚物PHBV，已实现了2000吨的生产规模。

PHA作为生物塑料、药物释放载体以及生物医学植入材料等被广泛研究。但是其热稳定性差、脆性强等缺点制约了其在纤维领域的应用，一般需要将PHA与其他聚合物进行共混才有可能制备得到可实际应用的纤维。研究人员先后试制了PHA与PBS、PCL、PET、PLA等的共混纤维。其中宁波禾素纤维有限公司已经成功采用熔体纺丝法制备了PHA/PLA复合纤维，并形成了一定的生产能力，为PHA/PLA复合纤维纺织面料的开发奠定了基础。

发明内容

本发明目的是：提供一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料及其制备方法。以新型生物质合成纤维PHA/PLA复合纤维为原料，与绢丝混纺后制成PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线，采用所述股线作为经纬纱或者所述股线与纯绢丝作为经纬纱交织织造坯布，并经精炼后整理制得仿绢丝绸面料。本发明制备的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料的透湿性、透气性、抗皱性等服用性能以及织物的手感风格与纯绢丝绸相近，可以应用于各类女式时装、男女春秋服装等。

本发明的技术方案是：一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料的制备方法，其特征在于，将PHA/PLA复合纤维以20％～50％的混纺比与绢丝纤维混纺制成线密度为83.3dtex或166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺单纱，然后再将两根单纱并合、加捻后得到线密度为166.7dtex或333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；采用所述的线密度为166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线作为经纬纱，或采用线密度为166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线和纯绢丝作为经纬纱交织，并配置经纱密度为500～600根/10cm，纬纱密度为200～300根/10cm，或者采用所述线密度为333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线作为经纬纱，或采用线密度为333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线和纯绢丝作为经纬纱交织，并配置经纱密度300～400根/10cm，纬纱密度160～220根/10cm，配置织物组织为平纹，制成织物坯布，再经精练及后整理制成织物成品。

进一步，优选的，所述PHA/PLA复合纤维长度为38mm，线密度为1.88dtex；所述绢丝纤维长度为65mm～85mm，短绒率为3.0％～5.6％。PHA/PLA复合纤维的卷曲度差、强力低、静电严重，在绢纺制条工艺中减少纤维的梳理、增加给湿，以减少纤维卷曲的减少和强力的损失，并提高抗静电性。

进一步，优选的，所述166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线捻度为850～1350捻/米，所述333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线捻度为1350～1650捻/米。PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱采用绢纺工艺纺制，由于PHA/PLA复合纤维的熔点低，在绢纺烧毛工序中会产生熔融而在纱线表面形成硬块，因此，纺纱过程中不进行烧毛，而是通过增加单纱和股线的捻度，提高纤维之间的抱合力，减少纱线表面的毛羽。

更进一步的，所述所述166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线捻度为980捻/米，所述333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线捻度为1420捻/米。

进一步的，所述精炼和后整理工序包括如下步骤：

(1)精练：先将织物坯布用35～50℃的温水浸润，然后采用精练液进行精练，完成生丝的脱胶；

其中精练液的组成如下：精练剂1.5～3.0g/L，分散剂1.5～3.0g/L，硅酸钠0.7～1.5g/L，碳酸钠1.0～2.0g/L；坯布与精练液的浴比1:50，精炼温度90～95℃，精练时间1.5～2h；

(2)水洗：精炼后的织物先用75～85℃热水以1:50的浴比清洗，然后再用30～40℃的温水以1:50的浴比清洗两次，最后再在常温冷水中漂洗；

(3)烘干定型：水洗后的织物在温度90～95℃的条件下进行烘干定型。

一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料，采用上述制备方法得到；所述的仿绢丝绸面料经纬纱为由PHA/PLA复合纤维以20％～50％的混纺比与绢丝纤维混纺制成线密度为83.3dtex或166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺单纱，然后再将两根单纱并合、加捻后得到线密度为166.7dtex或333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线，或者为线密度均为166.7dtex或333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线和纯绢丝交织，且当仿绢丝绸面料经纬纱为166.7dtex时，织物经纱密度为500～600根/10cm，纬纱密度为200～300根/10cm，当仿绢丝绸面料经纬纱线密度为333.4dtex时，织物经纱密度为300～400根/10cm，纬纱密度为160～220根/10cm；织物组织为平纹。

进一步的，所述仿绢丝绸面料透气率为60mm·s^-1以上，透湿量为1600g·m^-2·d^-1以上，静态悬垂系数为35％～50％。

本发明的优点是：

1.本发明提供一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料及其制备方法。以新型生物质合成纤维PHA/PLA复合纤维为原料，与绢丝采用绢纺工艺混纺后制成PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线，采用所述股线织造坯布并经精炼后整理制得PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料。本发明制备仿绢丝绸面料的透湿性、透气性、抗皱性等服用性能以及织物的手感风格与纯绢丝绸相近，可以应用于各类女式时装、男女春秋服装等。

2.绢丝面料成本高，主要应用于各类高档服饰品，本发明的仿绢丝绸面料相比于绢丝面料，成本低，但是其服用性能和手感与绢丝面料相近，为中高档服饰提供了更多的选择，并且成本更低，便于推广应用。

3.本发明提供的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料的制备方法，其工艺流程简单，纤维原料易得，PHA/PLA复合纤维生产已产业化，面料生产易于实施。

具体实施方式

实施例1：

一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料制备步骤如下：

1)PHA/PLA复合纤维与绢丝纤维以35/65混纺比采用绢纺工艺制成线密度为83.3dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺单纱，然后再将两根单纱并合、加捻980捻/米得到线密度为166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；其中所述PHA/PLA复合纤维长度为38mm，线密度为1.88dtex；所述绢丝纤维长度为65mm～85mm，短绒率为3.0％～5.6％；

2)织物织造结构参数：织物组织为平纹，经纱为980捻/米的166.7dtex的纯绢丝，纬纱为上述步骤1)中制备的980捻/米的166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；上机经密为540根/10cm，上机纬密均为250根/10cm；

3)织物织造：采用18号筘，3穿入；在剑杆织机上织造，纱线织造前需上浆。

4)织物精炼与后整理：先将PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸坯布用40℃的温水浸润，然后采用精练液进行精练，完成生丝的脱胶和浆料的去除。

其中精练液的组成如下：精练剂2g/L，分散剂2.0g/L，硅酸钠1.0g/L，碳酸钠1.5g/L；坯布物和精练液的浴比1:50，精炼温度90℃，精练时间1.5h；

水洗：精炼后的织物先用80℃热水以1:50的浴比清洗，然后再用30℃的温水以1:50的浴比清洗两次，最后再在常温冷水中漂洗，以去除残余的精炼液。

烘干定型：水洗后的织物在温度95℃的条件下进行烘干定型。

本例中得到的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸为试样1，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

对比例1：纯绢丝织物的制备

采用980捻/米的166.7dtex的纯绢丝为经纱(同实施例1)，纬纱为980捻/米166.7dtex的纯绢丝，织物组织、上机经纬密、织造以及后整理参数步骤同实施例1。本对比例中制备纯绢丝织物为对比样1，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

实施例2：

一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料制备步骤如下：

1)本例中PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线的制备同实施例1；

2)织物织造结构参数：织物组织为平纹，经纬纱均为上述步骤1)中制备的混纺比为35/65，捻度为980捻/米的166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；上机经密均为600根/10cm，上机纬密均为280根/10cm；

3)织物织造：采用15号筘，4穿入；在剑杆织机上织造，纱线织造前需上浆；

4)织物精炼与后整理：先将PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸坯布用40℃的温水浸润，然后采用精练液进行精练，完成生丝的脱胶；

其中精练液的组成如下：精练剂2g/L，分散剂2.0g/L，硅酸钠1.0g/L，碳酸钠1.5g/L。坯布物和精练液的浴比1:50，精炼温度90℃，精练时间1.5h；

水洗：精炼后的织物先用80℃热水以1:50的浴比清洗，然后再用35℃的温水以1:50的浴比清洗两次，最后再在常温冷水中漂洗，以去除残余的精炼液；

烘干定型：水洗后的织物在温度95℃的条件下进行烘干定型。

本例中得到的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸为试样2，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

对比例2：纯绢丝织物的制备

对应于实施例2，采用980捻/米的166.7dtex的纯绢丝为经纬纱，织物织造参数、织造以及后整理步骤同实施例2，本对比例2中得到的试样为对比样2，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

实施例3：

一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料制备步骤如下：

1)PHA/PLA复合纤维与绢丝纤维以30/70混纺比采用绢纺工艺制成线密度为166.7dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺单纱，然后再将两根单纱并合、加捻1420捻/米得到线密度为333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；其中所述PHA/PLA复合纤维长度为38mm，线密度为1.88dtex；所述绢丝纤维长度为65mm～85mm，短绒率为3.0％～5.6％；

2)织物织造结构参数：织物组织为平纹，经纱为1420捻/米的333.4dtex的纯绢丝，纬纱为上述步骤1)制备的1420捻/米的333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；上机经密均为360根/10cm，上机纬密均为180根/10cm；

3)织物织造：采用18号筘，2穿入；在剑杆织机上织造，纱线织造前需上浆；

4)织物精炼与后整理：先将PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸坯布用40℃的温水浸润，然后采用精练液进行精练，完成生丝的脱胶和浆料的去除；

其中精练液的组成如下：精练剂2g/L，分散剂2.0g/L，硅酸钠1.0g/L，碳酸钠1.5g/L；坯布物和精练液的浴比1:50，精炼温度95℃，精练时间1.5h；

水洗：精炼后的织物先用80℃热水以1:50的浴比清洗，然后再用35℃的温水以1:50的浴比清洗两次，最后再在常温冷水中漂洗，以去除残余的精炼液。

烘干定型：水洗后的织物在温度95℃的条件下进行烘干定型。

本例中得到的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸为试样3，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

对比例3：纯绢丝织物的制备

对应于实施例3，采用1420捻/米333.4dtex的纯绢丝为经纬纱，织物织造参数、织造以及后整理步骤同实施例3，本对比例3中得到的试样为对比样3，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

实施例4：

一种PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料制备步骤如下：

1)本例中PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线的制备同实施例3；

2)织物织造结构参数：织物组织为平纹，经纬纱均为步骤1)中制备的混纺比为30/70，捻度为1420捻/米的333.4dtex的PHA/PLA复合纤维/绢丝混纺纱股线；上机经密均为360根/10cm，上机纬密均为200根/10cm；

3)织物织造：采用18号筘，2穿入；在剑杆织机上织造，纱线织造前需上浆；

4)织物精炼与后整理：先将PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸坯布用40度的温水浸润，然后采用精练液进行精练，完成生丝的脱胶；

其中精练液的组成如下：精练剂2g/L，分散剂2.0g/L，硅酸钠1.0g/L，碳酸钠1.5g/L。坯布物和精练液的浴比1:50，精炼温度95℃，精练时间1.5h；

水洗：精炼后的织物先用80℃热水以1:50的浴比清洗，然后再用40℃的温水以1:50的浴比清洗两次，最后再在常温冷水中漂洗，以去除残余的精炼液。

烘干定型：水洗后的织物在温度95℃的条件下进行烘干定型。

本例中得到的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸为试样4，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

对比例4：纯绢丝织物的制备

对应于实施例4，采用1420捻/米333.4dtex的纯绢丝为经纬纱，织物织造参数、织造以及后整理步骤同实施例4，本对比例4中得到的试样为对比样4，其透气性、透湿性、抗皱性等服用性能见表1，利用KES系统测得的织物基本手感风格值见表2。

表1 PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸与对应的纯绢丝织物服用性能的对比

表2 PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸与对应的纯绢丝织物手感风格值对比

试样编号硬挺度平展度柔软度丰满度滑爽度丝鸣感试样12.73.65.66.81.54.0对比样23.54.84.56.81.23.7试样24.87.32.26.41.43.5对比样24.97.12.45.91.34.3试样34.85.75.04.93.25.4对比样34.75.84.94.51.64.3试样44.15.24.85.12.23.7对比样43.94.94.74.71.83.1

通过表1和表2可以看出，本发明制备的PHA/PLA复合纤维仿绢丝绸面料其主要的服用性能透气率为60mm·s^-1以上，透湿量为1600g·m^-2·d^-1以上，静态悬垂系数为35％～50％，且其各项服用性能与对应的纯绢丝织物相近，手感风格接近绢丝。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。