CN111534879B - 羽毛球网线纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种羽毛球网线纤维的制备方法，先取锦纶6和混合溶剂制备锦纶6溶解液，再添加纳米二氧化钛对其改性，制备得纺丝混合液，再将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，静电纺丝处理并干燥，得干燥纺丝纤维，随后将上浆基体液与EVA树脂颗粒混合，研磨分散制备上浆混合液，最后对干燥纺丝纤维进行上浆处理后干燥，收集干燥上浆纺丝纤维并加捻处理，通过二次涂层，即制备得所述的羽毛球网线纤维，根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法，通过纳米二氧化钛改性制备基体纤维，提高材料的机械强度，改善材料的抗氧化性能，同时通过弹性体复合上浆剂内部，将弹性体负载至加捻的各个纤维之间，进一步提高羽毛球网线纤维的击球感和弹性强度。
Description
技术领域
本发明属于纺织面料技术领域，尤其涉及一种羽毛球网线纤维的制备方法。
背景技术
羽毛球网线是羽毛球拍上的重要组成部分，它的好坏直接影响球拍的使用性能。随着羽毛球拍从木框、铁框、铝合金向碳素、钛合金、纳米碳素的发展，羽毛球网线也从羊肠弦、尼龙弦、牛筋弦、化纤羊肠合成弦一步步升级换代。各种网线的特点如下：(羊肠弦——弹性好，但易磨损，因而易断；(1)尼龙弦——外形美观，但弹性稍差，受气温的影响也较大，冬天发脆易断，在中低端应用较广，巿场较大；(2)牛筋弦——较结实，价格也低，但弹性差。上述三种弦在专业羽毛球选手中已不采用。(2)化纤羊肠合成弦，可以引进聚酷纤维、碳纤维等，是目前专业选手所选用之拍弦，它吸取了上述三类弦的长处，避免了各自的短处，具有既牢固可靠，又弹性颇佳的特点，这种弦制作工艺复杂，价格昂贵，目前主要依靠进口。相比而言，国内生产球拍网线的中小型企业众多，多选用尼龙线，且做工粗糙，很多网线存在拉不上张力和容易掉张力的情况，产品的力学性能和耐久性能普遍较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本发明提供一种羽毛球网线纤维的制备方法，该制备方法制得的羽毛球网线纤维具有优异的弹性和击球感，同时具有优异的抗氧化和耐摩擦性能。
根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法，包括以下制备步骤：S1、取锦纶6和混合溶剂制备锦纶6溶解液，再添加纳米二氧化钛对其改性，制备得纺丝混合液；S2、将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，静电纺丝处理并干燥，得干燥纺丝纤维；S3、取上浆基体液与EVA树脂颗粒混合，研磨分散制备上浆混合液；S4、对干燥纺丝纤维进行上浆处理后干燥，收集干燥上浆纺丝纤维并加捻处理，通过二次涂层，即制备得所述的羽毛球网线纤维。
根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法，先通过锦纶溶解至溶剂中并添加纳米二氧化钛进行改性，由于添加的纳米二氧化钛与锦纶纤维结合，既提高了材料的机械强度，也改善了材料的抗氧化性能，同时通过弹性体复合上浆剂内部，由于弹性体负载至上浆剂内部并涂覆至改性锦纶纤维表面，在其加捻完成后，弹性体负载至加捻的各个纤维之间，使加捻中的纤维之间形成有效的阻隔，在击球过程中，有效将弹性势能转化为击球强度，进一步提高羽毛球网线纤维的击球感和弹性强度。
根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法还可以具有以下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中，所述混合溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中，所述添加纳米二氧化钛对其改性步骤包括：S11、按重量份数计，分别称量45～50份溶解混合液、2～3份正硅酸乙酯和3～5份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡3h～5h，得纺丝混合液。
根据本发明的一个实施例，在步骤S2中，所述静电纺丝处理步骤包括：S21、将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为20kV～25kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为10cm～12cm；S22、待纺丝开始后，控制纺丝混合液流速为1mL/h，调节喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为20℃～25℃，相对湿度为50％～55％，静电纺丝处理并收集得纺丝纤维。
根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，所述上浆基体液由下列重量份物质组成：45～50份端环氧基液态丁腈橡胶、20～25份乙烯基酯树脂、6～8份乳化剂、45～50份N,N-二甲基甲酰胺、0.5～1.0份仲辛醇聚氧乙烯醚。
根据本发明的一个实施例，所述乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚。
根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，所述上浆混合液细度为0.25μm～0.28μm。
根据本发明的一个实施例，在步骤S4中，所述上浆处理的上浆率为1.25％。
根据本发明的一个实施例，在步骤S4中，所述加捻处理步骤为：取4股干燥上浆纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，加捻处理为加捻纤维。
根据本发明的一个实施例，在步骤S4中，所述二次涂层采用材料为尼龙6。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面具体描述根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法。
如图1所示，根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法包括以下制备步骤：
S1、取锦纶6和混合溶剂制备锦纶6溶解液，再添加纳米二氧化钛对其改性，制备得纺丝混合液。
S2、将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，静电纺丝处理并干燥，得干燥纺丝纤维。
S3、取上浆基体液与EVA树脂颗粒混合，研磨分散制备上浆混合液。
S4、对干燥纺丝纤维进行上浆处理后干燥，收集干燥上浆纺丝纤维并加捻处理，通过二次涂层，即制备得的羽毛球网线纤维。
由此，根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法，先通过锦纶溶解至溶剂中并添加纳米二氧化钛进行改性，由于添加的纳米二氧化钛与锦纶纤维结合，既提高了材料的机械强度，也改善了材料的抗氧化性能，同时通过弹性体复合上浆剂内部，由于弹性体负载至上浆剂内部并涂覆至改性锦纶纤维表面，在其加捻完成后，弹性体负载至加捻的各个纤维之间，使加捻中的纤维之间形成有效的阻隔，在击球过程中，有效将弹性势能转化为击球强度，进一步提高羽毛球网线纤维的击球感和弹性强度。
根据本发明的一个实施例，混合溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液。
在本发明的一些具体实施方式中，添加纳米二氧化钛对其改性步骤包括：
S11、按重量份数计，分别称量45～50份溶解混合液、2～3份正硅酸乙酯和3～5份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡3h～5h，得纺丝混合液。
进一步的，静电纺丝处理步骤包括：
S21、将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为20kV～25kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为10cm～12cm。
S22、待纺丝开始后，控制纺丝混合液流速为1mL/h，调节喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为20℃～25℃，相对湿度为50％～55％，静电纺丝处理并收集得纺丝纤维。
可选地，静电纺丝的制备步骤包括：
S31、将纺丝混合液置于注射器中，将注射器置于注射泵中。
S32、控制针头和纺丝纤维接收装置之间的距离，调节纺丝电压和纺丝速率，静电纺丝并收集纺丝纤维，将纺丝纤维置于55℃～65℃下干燥6h～8h，得干燥纺丝纤维。
也就是说，通过静电纺丝制备复合基体纤维，由于纳米二氧化钛掺杂在静电纺丝制备的复合纤维中，使其力学性能大幅度提高，同时二氧化钛添加改善了纤维材料的抗氧化性能。
根据本发明的一个实施例，上浆基体液由下列重量份物质组成：45～50份端环氧基液态丁腈橡胶；20～25份乙烯基酯树脂；6～8份乳化剂；45～50份N,N-二甲基甲酰胺；0.5～1.0份仲辛醇聚氧乙烯醚。
在本发明的一些具体实施方式中，乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚。通过选取蓖麻油聚氧乙烯醚作为乳化剂，使制备的复合上浆剂材料具有优异的分散乳化性能，使其上浆剂表现均匀稳定，同时羽毛球网线纤维在加工使用过程中，由于摩擦导致产生毛丝并降低材料的弹性性能和力学强度，通过初次上浆改性使羽毛球网线纤维表面形成一层薄的聚合物保护膜，减少纤维后加工使用过程中摩擦、磨损或毛丝的产生，同时伏贴丝束表面的毛丝，使得纤维束的抱合力提高，单丝难以从纤维束中抽拔出来，从而提高羽毛球网线纤维的耐磨性能，减少毛丝的产生，从而基体上改善材料的耐摩擦性能。
进一步的，上浆混合液细度为0.25～0.28μm。
可选地，上浆处理的上浆率为1.25％。
在本发明的一些具体实施方式中，加捻处理步骤为：取4股干燥上浆纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，加捻处理为加捻纤维。
根据本发明的一个实施例，二次涂层采用材料为尼龙6。
也就是说，选取尼龙6进行二次涂层包裹，通过涂层的包裹使得内芯束缚，使基体纤维不易滑移，从而有效提高纤维材料的模量、弹性性能和力学强度。
总而言之，根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法先通过锦纶溶解至溶剂中并添加纳米二氧化钛进行改性，由于添加的纳米二氧化钛与锦纶纤维结合，既提高了材料的机械强度，也改善了材料的抗氧化性能，同时通过弹性体复合上浆剂内部，由于弹性体负载至上浆剂内部并涂覆至改性锦纶纤维表面，在其加捻完成后，弹性体负载至加捻的各个纤维之间，使加捻中的纤维之间形成有效的阻隔，在击球过程中，有效将弹性势能转化为击球强度，进一步提高羽毛球网线纤维的击球感和弹性强度。
其次，初次上浆改性使羽毛球网线纤维表面形成一层薄的聚合物保护膜，减少纤维后加工使用过程中摩擦、磨损或毛丝的产生，同时伏贴丝束表面的毛丝，使得纤维束的抱合力提高，单丝难以从纤维束中抽拔出来，从而提高羽毛球网线纤维的耐磨性能，减少毛丝的产生，在通过选取尼龙6进行二次涂层包裹，通过涂层的包裹使得内芯束缚，使基体纤维不易滑移，从而有效提高纤维材料的模量、弹性性能和力学强度。
下面结合具体实施例对本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法进行详细说明。
实施例1
按质量比1:10，将锦纶6添加至溶剂中，搅拌混合并置于45℃下恒温处理20h，溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液，待溶解完成后，再在200W下超声振荡10min，静置冷却至室温，得溶解混合液；再按重量份数计，分别称量45份溶解混合液、2份正硅酸乙酯和3份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡3h，得纺丝混合液；将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为20kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为10cm，纺丝混合液流速为1mL/h，喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为20℃，相对湿度为50％，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维置于35℃下干燥6h，得干燥纺丝纤维；按重量份数计，分别称量45份端环氧基液态丁腈橡胶、20份乙烯基酯树脂、6～8份乳化剂蓖麻油聚氧乙烯醚、45份N,N-二甲基甲酰胺和0.5份仲辛醇聚氧乙烯醚置于搅拌机中，搅拌混合并收集混合浆液，再按质量比1:15，将EVA树脂颗粒添加至混合浆液中，搅拌混合并研磨过0.25孔径筛网，收集上浆混合液；通过上浆混合液对干燥纺丝纤维进行上浆处理，控制干燥纺丝纤维上浆率为1.25％，待上浆完成后，再在35℃下干燥6h，得干燥上浆纺丝纤维，取4股干燥上浆纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，待加捻完成后，收集加捻纤维并采用尼龙6上浆涂层，即可制备得的羽毛球网线纤维。
实施例2
按质量比1:10，将锦纶6添加至溶剂中，搅拌混合并置于47℃下恒温处理22h，溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液，待溶解完成后，再在250W下超声振荡12min，静置冷却至室温，得溶解混合液；再按重量份数计，分别称量47份溶解混合液、2份正硅酸乙酯和4份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡4h，得纺丝混合液；将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为22kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为11cm，纺丝混合液流速为1mL/h，喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为22℃，相对湿度为52％，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维置于37℃下干燥7h，得干燥纺丝纤维；按重量份数计，分别称量47份端环氧基液态丁腈橡胶、22份乙烯基酯树脂、7份乳化剂蓖麻油聚氧乙烯醚、47份N,N-二甲基甲酰胺和0.7份仲辛醇聚氧乙烯醚置于搅拌机中，搅拌混合并收集混合浆液，再按质量比1:15，将EVA树脂颗粒添加至混合浆液中，搅拌混合并研磨过0.26μm孔径筛网，收集上浆混合液；通过上浆混合液对干燥纺丝纤维进行上浆处理，控制干燥纺丝纤维上浆率为1.25％，待上浆完成后，再在37℃下干燥7h，得干燥上浆纺丝纤维，取4股干燥上浆纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，待加捻完成后，收集加捻纤维并采用尼龙6上浆涂层，即可制备得的羽毛球网线纤维。
实施例3
按质量比1:10，将锦纶6添加至溶剂中，搅拌混合并置于50℃下恒温处理24h，溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液，待溶解完成后，再在300W下超声振荡15min，静置冷却至室温，得溶解混合液；再按重量份数计，分别称量50份溶解混合液、3份正硅酸乙酯和5份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡5h，得纺丝混合液；将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为25kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为12cm，纺丝混合液流速为1mL/h，喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为25℃，相对湿度为55％，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维置于40℃下干燥8h，得干燥纺丝纤维；按重量份数计，分别称量50份端环氧基液态丁腈橡胶、25份乙烯基酯树脂、8份乳化剂蓖麻油聚氧乙烯醚、50份N,N-二甲基甲酰胺和1.0份仲辛醇聚氧乙烯醚置于搅拌机中，搅拌混合并收集混合浆液，再按质量比1:15，将EVA树脂颗粒添加至混合浆液中，搅拌混合并研磨过0.28μm孔径筛网，收集上浆混合液；通过上浆混合液对干燥纺丝纤维进行上浆处理，控制干燥纺丝纤维上浆率为1.25％，待上浆完成后，再在40℃下干燥8h，得干燥上浆纺丝纤维，取4股干燥上浆纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，待加捻完成后，收集加捻纤维并采用尼龙6上浆涂层，即可制备得的羽毛球网线纤维。
实施例4
按质量比1:10，将锦纶6添加至溶剂中，搅拌混合并置于50℃下恒温处理24h，溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液，待溶解完成后，再在300W下超声振荡15min，静置冷却至室温，得溶解混合液；再按重量份数计，分别称量50份溶解混合液、3份正硅酸乙酯和5份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡5h，得纺丝混合液；将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为25kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为12cm，纺丝混合液流速为1mL/h，喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为25℃，相对湿度为55％，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维置于40℃下干燥8h，得干燥纺丝纤维；取4股干燥纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，待加捻完成后，收集加捻纤维并采用尼龙6上浆涂层，即可制备得的羽毛球网线纤维。
按照GB14344-2008测试标准，样品在20℃温度、相对湿度63％下，间距长度为250mm，动夹器速度为1000mm/min下作拉伸测试。检测设备：强力测试仪，其各项指标如表1所示：
表1：性能测试对照表
将本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4进行对比，实施例4中的伸长率和弹性性能以及耐用性能明显比实施例1，实施例2和实施例3差，说明本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法中将弹性体负载至上浆剂内部并涂覆至改性锦纶纤维表面的技术方案，提高羽毛球网线纤维的击球感和弹性强度，同时初次上浆改性使羽毛球网线纤维表面形成一层薄的聚合物保护膜，提高羽毛球网线纤维的耐磨性能，因此根据本发明实施例的羽毛球网线纤维的制备方法制备得到的羽毛球网线纤维有效提高纤维材料的模量、弹性性能和力学强度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1、取锦纶6和混合溶剂制备锦纶6溶解液，再添加纳米二氧化钛对其改性，制备得纺丝混合液；
S2、将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，静电纺丝处理并干燥，得干燥纺丝纤维；
S3、取上浆基体液与EVA树脂颗粒混合，研磨分散制备上浆混合液；
S4、对干燥纺丝纤维进行上浆处理后干燥，收集干燥上浆纺丝纤维并加捻处理，通过二次涂层，即制备得所述的羽毛球网线纤维；
在步骤S1中，所述混合溶剂为按体积比三氟乙醇：甲酸＝11：6比例混合的混合液；
在步骤S1中，所述添加纳米二氧化钛对其改性步骤包括：
S11、按重量份数计，分别称量45～50份溶解混合液、2～3份正硅酸乙酯和3～5份纳米二氧化钛置于搅拌器中，搅拌混合并磁力振荡3h～5h，得纺丝混合液；
在步骤S3中，所述上浆基体液由下列重量份物质组成：
45～50份端环氧基液态丁腈橡胶；
20～25份乙烯基酯树脂；
6～8份乳化剂；
45～50份N,N-二甲基甲酰胺；
0.5～1.0份仲辛醇聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述静电纺丝处理步骤包括：
S21、将纺丝混合液置于静电纺丝装置中，控制外加电压为20kV～25kV，纺丝纤维与纺丝纤维接收屏距离为10cm～12cm；
S22、待纺丝开始后，控制纺丝混合液流速为1mL/h，调节喷口内径为2mm，控制静电纺丝温度为20℃～25℃，相对湿度为50％～55％，静电纺丝处理并收集得纺丝纤维。
3.根据权利要求1所述的羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1所述的羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述上浆混合液细度为0.25μm～0.28μm。
5.根据权利要求1所述的羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述上浆处理的上浆率为1.25％。
6.根据权利要求1所述的羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述加捻处理步骤为：取4股干燥上浆纺丝纤维在倍捻机上加捻，控制捻度80捻/m，加捻处理为加捻纤维。
7.根据权利要求1所述的羽毛球网线纤维的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述二次涂层采用材料为尼龙6。
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