本发明涉及纺织领域，具体涉及一种安全环保的包芯纱及制备方法。
背景技术
聚乳酸是以非粮农作物(如木薯、甘蔗、玉米等)经生物发酵生成的乳酸产物为原料，通过反应合成制备得到的新材料。
聚乳酸pla的诸多特点(如亲肤不过敏、生态抑菌、抗螨、安全、透气导湿、易洗易干等)都非常适合应用于纺织品领域。聚乳酸应用在纺织领域目前主要存在以下几点不足：1)弹性差；2)定型温度低；3)强力偏低。
解决聚乳酸纱线面料弹性问题，选择与传统弹性纤维氨纶复合过程中发现，氨纶的定型温度要在150℃以上，而聚乳酸的定型温度只能控制在130℃以内，制备得到的面料无法正常定型，应用过程中出现尺寸稳定性差、易起毛起球、色牢度差等问题。《山东纺织科技》2012年第6期11～14页，张瑞云和郭建生介绍了聚乳酸纤维弹性包芯纱的开发，涉及的弹性芯丝采用的是氨纶，解决了纺纱工艺，但没有解决面料的定型问题。
聚烯烃弹性纤维是采用高科技变性聚烯烃材料作为原料生产的，经交联而形成的立体网络交联聚烯烃弹性纤维。在《针织工业》2016年第10期27～28页，张连根介绍了聚烯烃弹性丝与聚乳酸纤维纬编针织面料，两者的定型温度有交集(聚烯烃弹性纤维可以在115℃以上定型)，探索了聚乳酸弹性针织面料的低温定型。专利文件cn107574546a中，公开了一种聚乳酸纤维弹力面料，采用低温弹力纤维与聚乳酸纤维交织而成，聚乳酸纤维采用纯聚乳酸或与其它生物基天然纤维混纺，然后与低温弹力纤维交织而成，采用低温弹力纤维使得聚乳酸可与弹力纤维织成面料后能实现低温定型，提升面料的弹性，同时保证了聚乳酸纤维弹力面料的稳定性。
聚烯烃弹性纤维的断裂伸长率与氨纶相当，初始模量高于氨纶。聚烯烃弹性纤维应用到弹性面料中，不会像氨纶那样容易产生老化、断裂等稳定性方面的问题；但是达到同等的弹性面料效果聚烯烃弹性纤维的用量是氨纶的3倍左右。
聚乳酸弹性面料中，聚烯烃弹性纤维的添加量在15-30％wt，添加比例大导致了聚烯烃弹性纤维影响了聚乳酸面料的其它物性，尤其是染色性能。聚烯烃弹性纤维分子链段是非极性的网络交联结构，聚乳酸的主链是酯键极性结构，是高结晶聚合物。两种材料的染色性能差异较大，复合面料的色牢度差，染色均匀性差，尤其面料在后期多次洗涤和日晒后，会产生色差从而影响面料品质。此外，现有的纺织方式(如纬编、交织)制备的弹性面料，由于聚烯烃弹性纤维和聚乳酸纤维的缩水性能差异大，布面会出现花纹等不均一的现象。
因此，急需一种聚乳酸纤维和聚烯烃弹性纤维的包芯纱，在解决弹性和定型的同时，不影响面料的染色性能和均一性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种安全环保的包芯纱制备工艺，在解决弹性和定型的同时，不影响面料的染色性能和均一性，纱线表面是100％的聚乳酸纤维，亲肤安全性能优异。
纺纱工艺选择紧密赛络法，主要是因为聚乳酸纱线强力偏低，通过紧密赛络法工艺制备纱线，不但可以提高纱线的强力，同时可减少毛羽，提升条干均匀性。
本发明涉及的包芯纱，芯丝为聚烯烃弹性体长丝，外包纤维为聚乳酸短纤维。包芯纱的制备方法包括以下步骤：
1)开清棉：聚乳酸短纤维静电大，耐温性差，整个环境条件设置为湿度65-75％和温度18-22℃；聚乳酸短纤维强力和热变形温度低，本着“中低速、少打多松”的原则进行开清棉，刀片伸出肋条距离为3.5mm，梳针打手速度为380-430r/min，综合打手速度为750-780r/min，罗拉与打手的隔距为13mm，棉卷定量为350-380g/m，棉卷长度为30m；
2)梳棉：锡林速度为300-330r/min，道夫速度为25-28r/min，刺辊速度为820-860r/min，生条定量为15-18g/5m；梳棉机中给棉板和刺辊的隔距为0.18mm，刺辊和锡林的隔距为0.15mm，锡林和盖板隔距为0.26mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm和0.26mm，锡林和道夫的隔距为0.12mm；
3)并条：并条采用“头并”和“二并”两道工艺，并合数8根，加压285×296×285n，罗拉隔距13×16mm，出条速度250m/min，“头并”后区牵伸倍率1.6，“二并”后区牵伸倍率1.3，熟条的定量为12-13g/5m；
4)粗纱：隔距28×36mm，前罗拉转速为160-170r/min，锭速为500-560r/min，后区牵伸倍率为1.35，捻系数52-58，粗纱的定量为4-6g/10m；
5)细纱包芯：将两根粗纱以紧密赛络纺的方式喂入细纱机，聚烯烃弹性芯丝通过张力控制系统引入导丝轮(张力为28cn，芯丝预牵伸2.5倍)，在前罗拉钳口处与两根粗纱汇合，在加捻作用下行程细纱；罗拉隔距为20×40mm，钳口隔距为3.3mm，锭速为9000-11000r/min，集聚负压为2000-2500pa，成纱捻系数360-400；
6)络筒：采用配有电清的络筒机，落纱速度为950-1100m/min。
所述的聚烯烃弹性体长丝的细度范围为22-55dtex，常用规格有22dtex、33dtex和55dtex；所述的聚乳酸短纤维的细度范围为0.89-1.67dtex，常用规格有0.89dtex、1.33dtex和1.67dtex。
所述的聚烯烃弹性体长丝和聚乳酸短纤维的重量比为10-30％:70-90％；优选重量比为15-25％:75-85％。
本发明涉及的“包芯纱”及其工艺具有如下优点：
1、用聚烯烃弹性纤维和聚乳酸纤维的包芯纱，解决了聚乳酸纱线弹性差的不足，可以拓宽聚乳酸纱线在弹性面料领域的应用；
2、聚烯烃弹性纤维与聚乳酸纤维的定型温度有交集，解决了聚乳酸纤维与氨纶复合不能定型的问题，提高了聚乳酸弹性面料的品质；
3、聚烯烃弹性纤维和聚乳酸纤维的染色性能差异大，将聚烯烃弹性纤维作为芯丝，聚乳酸纤维作为外包纤维，解决了染色问题；
4、由于聚烯烃弹性纤维和聚乳酸纤维的缩水性能差异大，通过包芯纱工艺解决了交织工艺布面均一性差的问题；
5、聚烯烃弹性纤维是化纤类，很多人有过敏反应，将聚烯烃弹性纤维作为芯丝，聚乳酸外包，保证了纱线与人体接触的材质都是聚乳酸，亲肤性能优异。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
1、原料准备
聚乳酸短纤维：细度1.67dtex，强力3.90cn/dtex，长度38mm，卷曲数11个/25mm；聚烯烃弹性纤维：细度22dtex长丝。
2、纺纱工艺
1)开清棉：将聚乳酸短纤维在湿度75％和温度22℃条件下开清棉，刀片伸出肋条距离为3.5mm，梳针打手速度为380r/min，综合打手速度为750r/min，罗拉与打手的隔距为13mm，棉卷定量为350g/m，棉卷长度为30m；2)梳棉：锡林速度为300r/min，道夫速度为25r/min，刺辊速度为820r/min，生条定量为15g/5m；梳棉机中给棉板和刺辊的隔距为0.18mm，刺辊和锡林的隔距为0.15mm，锡林和盖板隔距为0.26mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm和0.26mm，锡林和道夫的隔距为0.12mm；3)并条：并条采用“头并”和“二并”两道工艺，并合数8根，加压285×296×285n，罗拉隔距13×16mm，出条速度250m/min，“头并”后区牵伸倍率1.6，“二并”后区牵伸倍率1.3，熟条的定量为12g/5m；4)粗纱：隔距28×36mm，前罗拉转速为160r/min，锭速为500r/min，后区牵伸倍率为1.35，捻系数52，粗纱的定量为4g/10m；5)细纱(包芯)：将两根粗纱喂入细纱机，聚烯烃弹性芯丝通过张力控制系统引入导丝轮(张力为28cn，芯丝预牵伸2.5倍)，在前罗拉钳口处与两根粗纱汇合，在加捻作用下行程细纱；罗拉隔距为20×40mm，钳口隔距为3.3mm，锭速为9000r/min，集聚负压为2000pa；6)络筒：采用配有电清的络筒机，落纱速度为950m/min。
3、包芯纱指标
1)捻系数360；2)弹性回复率57％；3)塑性变形率0.50％；4)条干cv值12.6％；5)断裂强力205cn，强力cv值3.9％；6)细节6个/km，粗节15个/km，棉结17个/km。
实施例2：包芯纱
1、原料准备
聚乳酸短纤维：细度1.33dtex，强力4.20cn/dtex，长度38mm，卷曲数12个/25mm；聚烯烃弹性纤维：细度55dtex长丝。
2、纺纱工艺
1)开清棉：将聚乳酸短纤维在湿度65％和温度18℃条件下开清棉，刀片伸出肋条距离为3.5mm，梳针打手速度为400r/min，综合打手速度为780r/min，罗拉与打手的隔距为13mm，棉卷定量为380g/m，棉卷长度为30m；2)梳棉：锡林速度为320r/min，道夫速度为28r/min，刺辊速度为850r/min，生条定量为18g/5m；梳棉机中给棉板和刺辊的隔距为0.18mm，刺辊和锡林的隔距为0.15mm，锡林和盖板隔距为0.26mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm和0.26mm，锡林和道夫的隔距为0.12mm；3)并条：并条采用“头并”和“二并”两道工艺，并合数8根，加压285×296×285n，罗拉隔距13×16mm，出条速度250m/min，“头并”后区牵伸倍率1.6，“二并”后区牵伸倍率1.3，熟条的定量为12g/5m；4)粗纱：隔距28×36mm，前罗拉转速为170r/min，锭速为560r/min，后区牵伸倍率为1.35，捻系数58，粗纱的定量为6g/10m；5)细纱(包芯)：将两根粗纱以紧密赛络纺的方式喂入细纱机，聚烯烃弹性芯丝通过张力控制系统引入导丝轮(张力为28cn，芯丝预牵伸2.5倍)，在前罗拉钳口处与两根粗纱汇合，在加捻作用下行程细纱；罗拉隔距为20×40mm，钳口隔距为3.3mm，锭速为11000r/min，集聚负压为2500pa；6)络筒：采用配有电清的络筒机，落纱速度为1100m/min。
3、包芯纱指标
1)捻系数400；2)弹性回复率75％；3)塑性变形率0.47％；4)条干cv值11.8％；5)断裂强力197cn，强力cv值4.3％；6)细节5个/km，粗节16个/km，棉结20个/km。
实施例3：包芯纱
1、原料准备
聚乳酸短纤维：细度0.89dtex，强力4.00cn/dtex，长度38mm，卷曲数13个/25mm；聚烯烃弹性纤维：细度33dtex长丝。
2、纺纱工艺
1)开清棉：将聚乳酸短纤维在湿度68％和温度20℃条件下开清棉，刀片伸出肋条距离为3.5mm，梳针打手速度为390r/min，综合打手速度为770r/min，罗拉与打手的隔距为13mm，棉卷定量为370g/m，棉卷长度为30m；2)梳棉：锡林速度为330r/min，道夫速度为27r/min，刺辊速度为860r/min，生条定量为16g/5m；梳棉机中给棉板和刺辊的隔距为0.18mm，刺辊和锡林的隔距为0.15mm，锡林和盖板隔距为0.26mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm和0.26mm，锡林和道夫的隔距为0.12mm；3)并条：并条采用“头并”和“二并”两道工艺，并合数8根，加压285×296×285n，罗拉隔距13×16mm，出条速度250m/min，“头并”后区牵伸倍率1.6，“二并”后区牵伸倍率1.3，熟条的定量为13g/5m；4)粗纱：隔距28×36mm，前罗拉转速为165r/min，锭速为530r/min，后区牵伸倍率为1.35，捻系数55，粗纱的定量为5g/10m；5)细纱(包芯)：将两根粗纱以紧密赛络纺的方式喂入细纱机，聚烯烃弹性芯丝通过张力控制系统引入导丝轮(张力为28cn，芯丝预牵伸2.5倍)，在前罗拉钳口处与两根粗纱汇合，在加捻作用下行程细纱；罗拉隔距为20×40mm，钳口隔距为3.3mm，锭速为10000r/min，集聚负压为2300pa；6)络筒：采用配有电清的络筒机，落纱速度为1000m/min。
3、包芯纱指标
1)捻系数390；2)弹性回复率63％；3)塑性变形率0.42％；4)条干cv值13.1％；5)断裂强力208cn，强力cv值4.7％；6)细节7个/km，粗节18个/km，棉结25个/km。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。