CN101215731A - 自发光聚酯短纤维的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自发光聚酯短纤维的制造方法，步骤如下：(1)自发光化合物进行表面处理；(2)自发光化合物与聚酯、分散剂在温度为180～270℃下进行熔融共混，得到自发光聚酯母粒，自发光聚酯母粒中各种组分的重量份数如下：聚酯为47份～79.5份，自发光化合物为20份～50份，分散剂为0.5份～3份；(3)将自发光聚酯母粒与聚酯切片干燥后进行熔融共混纺丝，纺制自发光聚酯短纤维，自发光聚酯母粒与聚酯切片的重量比为6～40∶94～60。本发明的有益效果是：解决了自发光聚酯短纤维初始发光强度较低和余辉时间短的缺点，采用高强度和长余辉的碱土金属铝酸盐自发光材料，通过对自发光材料的表面改性，增加了自发光材料和聚酯的相容性。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种自发光聚酯短纤维的制造方法。
背景技术
随着社会的进步、经济的发展，人们越来越重视安全、重视生命，因此在事故中的安全逃生被人们所重视，许多国家都明确规定在大型公共场所如地铁、车站、剧院、体育馆和轮船等都应设立自发光逃生警示标志，便于在发生灾难性事故时，根据自发光警示标志，快速、安全逃生和救援，降低灾难事故的人员伤亡率。用自发光聚酯短纤维制造的安全警示标志和特种服装能使事故发生时，最大程度减少人员的伤亡和财产的损失，降低救援人员的伤亡，因此自发光聚酯短纤维制成的安全警示标志和特种服装可应用于大型公共场所、矿井、野外和消防；而且自发光聚酯短纤维还可以用于装饰材料和服装服饰，美化环境、美化生活，自发光聚酯短纤维还可以用于玩具和防伪领域。现有的一些自发光聚酯短纤维，它的初始发光强度较低、余辉时间短，不能满足现代社会使用的要求。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺陷，提供一种高初始发光强度和长余辉的自发光聚酯短纤维的制造方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现：这种自发光聚酯短纤维的制造方法，该方法按以下步骤进行：
(1)、自发光化合物进行表面处理；
(2)、自发光化合物与聚酯、分散剂在温度为180～270℃下进行熔融共混，得到自发光聚酯母粒，自发光聚酯母粒中各种组分的重量份数如下：聚酯为47份～79.5份，自发光化合物为20份～50份，分散剂为0.5份～3份；
(3)、将自发光聚酯母粒与聚酯切片干燥后进行熔融共混纺丝，纺制自发光聚酯短纤维，自发光聚酯母粒与聚酯切片的重量比为6～40∶94～60。
所述的自发光化合物的表面处理是指将上述自发光化合物在钛酸酯类或硅烷类偶联剂的稀释溶液中均匀搅拌，然后去除稀释溶剂，偶联剂的稀释溶剂采用丙酮或乙醇，偶联剂与自发光化合物的重量比为0.5～4∶99.5～96。
所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。所述的自发光化合物为以碱土金属铝酸盐为基质，添加稀土元素铕(Eu2+)作为激活剂。所述的自发光化合物为以碱土金属铝酸盐为基质，添加镝(Dy3+)作为辅助激活剂的稀土类发光材料。所述的分散剂为白油。
本发明的有益效果是：本发明公开的自发光聚酯短纤维是一种添加功能性添加剂自发光化合物的共混聚酯短纤维，功能性自发光化合物是碱土金属铝酸盐；本发明公开的自发光聚酯短纤维发光强度和余辉时间明显优于传统的发光纤维；本发明所制得的自发光聚酯短纤维用于安全领域、装饰材料、服装服饰、玩具和防伪领域。本发明解决了自发光聚酯短纤维初始发光强度较低和余辉时间短的缺点，采用高强度和长余辉的碱土金属铝酸盐自发光材料，通过对自发光材料的表面改性，增加了自发光材料和聚酯的相容性。
附图说明
图1自发光聚酯短纤维母粒制备工艺流程图；
图2自发光聚酯短纤维纺丝工艺流程图；
图3自发光聚酯短纤维牵伸工艺流程图。
具体实施方式
下面接合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。
本发明所述的这种自发光聚酯短纤维的制造方法，按以下步骤进行：
(1)、自发光化合物进行表面处理；
(2)、自发光化合物与聚酯、分散剂在温度为180～270℃下进行熔融共混，得到自发光聚酯母粒，自发光聚酯母粒中各种组分的重量份数如下：聚酯为47份～79.5份，自发光化合物为20份～50份，分散剂为0.5份～3份；
(3)、将自发光聚酯母粒与聚酯切片干燥后进行熔融共混纺丝，纺制自发光聚酯短纤维，自发光聚酯母粒与聚酯切片的重量比为6～40∶94～60。
所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)；所述的自发光化合物为以碱土金属铝酸盐为基质，添加稀土元素铕(Eu2+)等作为激活剂，添加镝(Dy3+)等作为辅助激活剂的稀土类发光材料；所述的分散剂为白油。
上述自发光聚酯短纤维制造包括：
1.自发光化合物的表面处理
自发光化合物采用高亮度、长余辉的碱土金属铝酸盐，由于碱土金属铝酸盐属于无机稀土材料，和聚合物的相容性差，所以用表面处理剂对碱土金属铝酸盐进行表面处理。将自发光化合物在钛酸酯类或硅烷类偶联剂的稀释溶液中均匀搅拌，然后去除稀释溶剂。偶联剂的稀释溶剂采用丙酮、乙醇等。偶联剂与自发光化合物的重量比为0.5～4∶99.5～96。
2.自发光聚酯母粒的制造
经表面处理后的自发光化合物和聚酯分别干燥后和分散剂在高速捏合机中捏合，再经双螺杆共混机熔融、共混、挤出，经水冷却，切粒制得含自发光化合物20％-50％(重量百分比)的自发光聚酯母粒。
3.自发光聚酯短纤维纺丝
聚酯切片和自发光聚酯母粒分别干燥，以一定比例(自发光聚酯母粒与聚酯切片的重量比为6～40∶94～60)混合，通过螺杆纺丝机熔融、挤出、计量、进入纺丝箱体和纺丝组件，得到自发光聚酯短纤维的初生丝，该纤维再经环形吹风冷却、上油、卷绕到盛丝桶得到自发光聚酯短纤维的卷绕丝。
干燥工艺：切片干燥采用连续干燥，干燥温度140-165℃，露点-40℃。
纺丝工艺：纺丝温度280-290℃，纺丝速度500-1500m/min，
4.自发光聚酯短纤维后牵伸
将自发光聚酯短纤维集束、浸油，经过一道牵伸、二道牵伸、紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断得到成品自发光聚酯短纤维。
牵伸工艺：
一道油浴温度 60-80℃
二道蒸汽浴温度 室温-160温度
紧张热定型温度 室温-160℃
松弛热定型温度：120-140℃
总牵伸倍数 2-5倍
一道牵伸倍数 1.7-4.25倍
二道牵伸倍数 0.3-0.75倍
卷曲度 (10-20)个/25mm
切断长度 10mm-110mm
用亮度计和标准光源对本发明的自发光聚酯短纤维发光初始强度和余辉时间进行测试，发光初始强度大于700mcd/m2，余辉时间大于8小时。
实施例1：
自发光母粒的制备
将硅烷类表面处理剂KH-560溶解于丙酮溶剂中，用1％的KH-560表面处理剂对自发光化合物进行表面处理，在35℃的条件下搅拌4小时，去除丙酮溶剂后得到表面处理后的自发光化合物。表面处理后的自发光化合物和PET分别干燥后和和白油按重量比30∶68∶2的比例，在高速捏合机中捏合，使其均匀混合，再经双螺杆共混机熔融、共混、挤出，经水冷却，切粒制得含自发光化合物30％的自发光聚酯母粒。
自发光聚酯短纤维纺丝
PET切片和自发光聚酯母粒分别干燥，自发光聚酯母粒通过加料器按13.4∶86.6的比例和PET切片均匀的混合，通过螺杆纺丝机熔融、挤出、计量、进入纺丝箱体和纺丝组件，得到含自发光化合物为4％的聚酯短纤维的初生丝，该纤维再经环形吹风冷却、上油、卷绕到盛丝桶得到自发光聚酯短纤维的卷绕丝。
干燥工艺：切片干燥采用连续干燥，干燥温度165℃，露点-40℃。
纺丝工艺：纺丝温度290℃，纺丝速度1000m/min。
自发光聚酯短纤维后牵伸
将自发光聚酯短纤维集束、浸油，经过一道牵伸、二道牵伸、紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断得到成品自发光聚酯短纤维。
牵伸工艺：
一道水浴温度 75℃
二道蒸汽浴温度 130℃
紧张热定型温度 150℃
松弛热定型温度 140℃
总牵伸倍数 4.5倍
一道牵伸倍数 3.8倍
二道牵伸倍数 0.7倍
卷曲度 15个/25mm
切断长度 51mm
用亮度计和标准光源对本发明的自发光聚酯短纤维发光初始强度和余辉时间进行测试，发光初始强度750mcd/m2，余辉时间9小时。
实施例2：
自发光母粒的制备
将硅烷类表面处理剂KH-560溶解于丙酮溶剂中，用1.2％的KH-560表面处理剂对自发光化合物进行表面处理，在38℃的条件下搅拌4小时，去除丙酮溶剂后得到表面处理后的自发光化合物。表面处理后的自发光化合物和PET分别干燥后和和白油按重量比40∶60∶3的比例，在高速捏合机中捏合，使得自发光化合物、PET和白油均匀混合，再经双螺杆共混机熔融、共混、挤出，经水冷却，切粒制得含自发光化合物40％的自发光聚酯母粒。
自发光聚酯短纤维纺丝
PET切片和自发光聚酯母粒分别干燥，自发光聚酯母粒通过加料器按重量比15∶85的比例和PET切片均匀的混合，通过螺杆纺丝机熔融、挤出、计量、进入纺丝箱体和纺丝组件，得到含自发光化合物为6％的聚酯短纤维的初生丝，该纤维再经环形吹风冷却、上油、卷绕到盛丝桶得到自发光聚酯短纤维的卷绕丝。
干燥工艺：切片干燥采用连续干燥，干燥温度160℃，露点-40℃。
纺丝工艺：纺丝温度288℃，纺丝速度900m/min。
自发光聚酯短纤维后牵伸
将自发光聚酯短纤维集束、浸油，经过一道牵伸、二道牵伸、紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断得到成品自发光聚酯短纤维。
牵伸工艺：
一道油浴温度 70℃
二道蒸汽浴温度 120℃
紧张热定型温度 130℃
松弛热定型温度 120℃
总牵伸倍数 4.0倍
一道牵伸倍数 3.4倍
二道牵伸倍数 0.6倍
卷曲度 12个/25mm
切断长度 110mm
用亮度计和标准光源对本发明的自发光聚酯短纤维发光初始强度和余辉时间进行测试，发光初始强度900mcd/m2，余辉时间10小时。
实施例3：
自发光母粒的制备
将硅烷类表面处理剂KH-550溶解于丙酮溶剂中，用1.2％的KH-550表面处理剂对自发光化合物进行表面处理，在38℃的条件下搅拌4小时，去除丙酮溶剂后得到表面处理后的自发光化合物。表面处理后的自发光化合物和PBT分别干燥后和和白油按重量比40∶60∶2的比例，在高速捏合机中捏合，使得自发光化合物、PBT和白油均匀混合，再经双螺杆共混机熔融、共混、挤出，经水冷却，切粒制得含自发光化合物40％的自发光聚酯母粒。
自发光聚酯短纤维纺丝
PET切片和自发光聚酯母粒分别干燥，自发光聚酯母粒通过加料器按重量比15∶85的比例和PET切片均匀的混合，通过螺杆纺丝机熔融、挤出、计量、进入纺丝箱体和纺丝组件，得到含自发光化合物为6％的聚酯短纤维的初生丝，该纤维再经环形吹风冷却、上油、卷绕到盛丝桶得到自发光聚酯短纤维的卷绕丝。
干燥工艺：切片干燥采用连续干燥，干燥温度160℃，露点-40℃。
纺丝工艺：纺丝温度288℃，纺丝速度900m/min。
自发光聚酯短纤维后牵伸
将自发光聚酯短纤维集束、浸油，经过一道牵伸、二道牵伸、紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断得到成品自发光聚酯短纤维。
牵伸工艺：
一道油浴温度 70℃
二道蒸汽浴温度 120℃
紧张热定型温度 130℃
松弛热定型温度 120℃
总牵伸倍数 4.0倍
一道牵伸倍数 3.4倍
二道牵伸倍数 0.6倍
卷曲度 12个/25mm
切断长度 110mm
用亮度计和标准光源对本发明的自发光聚酯短纤维发光初始强度和余辉时间进行测试，发光初始强度920mcd/m2，余辉时间10小时。
实施例4：
自发光母粒的制备
将表面处理剂焦磷酸型钛酸酯溶解于丙酮溶剂中，用1.5％的焦磷酸型钛酸酯对自发光化合物进行表面处理，在40℃的条件下搅拌4小时，去除丙酮溶剂后得到表面处理后的自发光化合物。表面处理后的自发光化合物和PBT分别干燥后和和白油按重量比50∶50∶1的比例，在高速捏合机中捏合，使得自发光化合物、PBT和白油均匀混合，再经双螺杆共混机熔融、共混、挤出，经水冷却，切粒制得含自发光化合物50％的自发光聚酯母粒。
自发光聚酯短纤维纺丝
PET切片和自发光聚酯母粒分别干燥，自发光聚酯母粒通过加料器按重量比16∶84的比例和PET切片均匀的混合，通过螺杆纺丝机熔融、挤出、计量、进入纺丝箱体和纺丝组件，得到自发光聚酯短纤维的初生丝，该纤维再经环形吹风冷却、上油、卷绕到盛丝桶得到自发光聚酯短纤维的卷绕丝。
干燥工艺：切片干燥采用连续干燥，干燥温度160℃，露点-40℃。
纺丝工艺：纺丝温度285℃，纺丝速度800m/min。
自发光聚酯短纤维后牵伸
将自发光聚酯短纤维集束、浸油，经过一道牵伸、二道牵伸、紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断得到成品自发光聚酯短纤维。
牵伸工艺：
一道油浴温度 75℃
二道蒸汽浴温度 130℃
紧张热定型温度 120℃
松弛热定型温度 130℃
总牵伸倍数 3.5倍
一道牵伸倍数 2.8倍
二道牵伸倍数 0.7倍
卷曲度 10个/25mm
切断长度 38mm
用亮度计和标准光源对本发明的自发光聚酯短纤维发光初始强度和余辉时间进行测试，发光初始强度1000mcd/m2，余辉时间12小时。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种自发光聚酯短纤维的制造方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
(1)、自发光化合物进行表面处理；
(2)、自发光化合物与聚酯、分散剂在温度为180～270℃下进行熔融共混，得到自发光聚酯母粒，自发光聚酯母粒中各种组分的重量份数如下：聚酯为47份～79.5份，自发光化合物为20份～50份，分散剂为0.5份～3份；
(3)、将自发光聚酯母粒与聚酯切片干燥后进行熔融共混纺丝，纺制自发光聚酯短纤维，自发光聚酯母粒与聚酯切片的重量比为6～40∶94～60。
2.根据权利要求1所述的自发光聚酯短纤维的制造方法，其特征在于：所述的自发光化合物的表面处理是指将上述自发光化合物在钛酸酯类或硅烷类偶联剂的稀释溶液中均匀搅拌，然后去除稀释溶剂，偶联剂的稀释溶剂采用丙酮或乙醇，偶联剂与自发光化合物的重量比为0.5～4∶99.5～96。
3.根据权利要求1所述的自发光聚酯短纤维的制造方法，其特征在于：所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。
4.根据权利要求1所述的自发光聚酯短纤维的制造方法，其特征在于：所述的自发光化合物为以碱土金属铝酸盐为基质，添加稀土元素铕(Eu2+)作为激活剂。
5.根据权利要求4所述的自发光聚酯短纤维的制造方法，其特征在于：所述的自发光化合物为以碱土金属铝酸盐为基质，添加镝(Dy3+)作为辅助激活剂的稀土类发光材料。
6.根据权利要求1所述的自发光聚酯短纤维的制造方法，其特征在于：所述的分散剂为白油。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Open date: 20080709 |