CN101545170A

CN101545170A - 一种奥力芬环保布的织造方法

Info

Publication number: CN101545170A
Application number: CN200910098080A
Authority: CN
Inventors: 金鹏
Original assignee: DONGHAIXIANG GROUP Co Ltd
Current assignee: Taizhou donghaixiang Dyeing Co. Ltd.
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2029-04-29
Also published as: CN101545170B

Abstract

本发明提供了一种奥力芬环保布的织造方法，属于纺织技术领域。它解决了现有的织造方法中制造出来的奥力芬环保布使用寿命短、环保性较差等问题。本奥力芬环保布的织造方法包括以下步骤：a.制备母粒；b.纺单丝；c.单丝空变；d.织造。本奥力芬环保布的织造方法具有工序简单、环保性能好且该方法生产出来的奥力芬环保布在使用寿命期内抗老化、抗紫外、抗断裂、耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐光色牢度性能好及在使用寿命外能快速生物降解等优点。

Description

一种奥力芬环保布的织造方法

技术领域

本发明涉及一种合成纤维丝织物的织造方法，具体地说涉及一种合成纤维丝织物奥力芬环保布的织造方法。属于纺织技术领域。

背景技术

合成纤维有聚丙烯纤维(丙纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶)；聚酰胺纤维(锦纶)、聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)等。奥力芬(Olefin)环保布属于聚丙烯纤维丝织物，由于价廉、质轻、强度好、保暖性好、耐酸碱等优点，广泛应用于沙滩太阳伞、沙滩休闲椅、家庭花园太阳伞、休闲椅等休闲用品。但是由于制成奥力芬环保布的聚丙烯的分子结构中有一个碳氢键结合较弱，分子链中叔碳原子和氢原子相当活泼。因此普通的奥力芬环保布使用过程中受温度、光照作用下易被氧化，生成过氧化自由基，而使自身逐步降解，导致颜色渐变和一些特性的丧失。奥力芬环保布的稳定性受其在织造过程中添加的抗老化剂类型、浓度以及染料或颜料种类及后处理工艺等许多因素影响，现有技术中广泛使用的抗老化剂有石墨等，该类抗老化剂对有色奥力芬环保布的稳定性效果较差。此外普通的奥力芬环保布使用过程中受温度、光照作用自身会发生缓慢降解，由于降解不彻底，降解织物碎片会造成环境污染。

中国专利申请(公开号：CN1129267A)涉及改性丙纶纤维混纺面料及其生产工艺，面料由改性丙纶纤维与棉纤维织成。其生产工艺主要以Al₂O₃和SiO₂为原料，制成以Al₂O₃和SiO₂为主晶相的共熔体。用这种共熔体与聚丙烯切片、分散剂、抗氧剂制成母粒，再用母粒与聚丙烯切片以10：100的重量比加适当油剂，纺出改性丙纶纤维，再将其织于二层棉纱之间、构成三层结构面料。虽然该改性丙纶纤维混纺面料较其它合成纤维面料使用安全，适合于制作内衣。但是其抗断裂、耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐光色牢度以及环保性能都没有得到体现。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种使用寿命较长，降解后环保性较好的奥力芬环保布的织造方法。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：一种奥力芬环保布的织造方法，该方法包括以下步骤：

a、制备母粒：将粒度为5～15μm的抗老化剂粉料、水和偶联剂按重量比为100：80～100：1～5配比后，放入研磨机中研磨72～168小时后，使研磨后粉料的颗粒小于1μm，烘干后和聚丙树脂按照70～80％：20～30％的重量百分比混合后挤出，经过真空脱水后在温度为100～200℃的高温条件下混合40～60分钟，混合后经过温度为20～30℃的水浴冷却，然后强力抽吸脱除表面水分，切粒形成粒度为1～5mm的母粒；

b、纺单丝：取色母粒：步骤a中制备的母粒和聚丙烯切片按重量比为3～5：10～15：90～110加入少量白油后充分混合，混合后加入到纺丝机中在纺丝速度为700～900m/min，纺丝温度为240℃～280℃进行纺丝，纺丝过程中将粒径为10～20μm的超细二氧化钛微胶囊粒子均匀黏附在单丝坯件表面，纺丝后在冷却温度为50～100℃，拉伸速度为750m/min～780m/min的条件下形成165D/48F的单丝；

c、单丝空变：采用空变丝机用5～6kg的气压将四根上述165D/48F的单丝空变成750D/192F的空变长丝，并控制气压为5～6kg在空变长丝的外表面形成一层高度为1mm～2mm的细小毛圈；

d、织造：采用织机对上述空变长丝进行织造，织造时经向密度为15～16根/cm，纬向密度13～15根/cm织造成220g～230g/m²的奥力芬环保布。

本发明步骤a中采用瓷球研磨机对配料进行连续研磨72～168小时，研磨后粉料的颗粒小于1μm，然后经过烘干、压碎后采用双螺杆挤出机挤出，通过自动加料机以50～70kg/h的速度向混炼型同向双螺杆挤出机内加料挤出。并通过真空脱气装置，抽吸物料中的水分，混合料在温度为100～200℃高温混料机中充分混合40～60分钟，通过水浴冷却后强力抽吸脱除表面水分，然后经过索引切粒机切粒。

步骤b中选用聚丙烯材料作为包覆材料，采用普通的微胶囊技术将超细二氧化钛包裹成10～20μm的粒子，并在纺丝过程中将微胶囊粒子均匀黏附在单丝坯件表面。这些微胶囊壁材在使用年限后会逐渐自行破裂，包裹在壁材中的超细二氧化钛缓慢释放。促进聚丙烯降解，使聚丙烯降解到被自然界吸收的羟酸，对环境不造成污染。采用的色母粒是将高含量的颜料或染料均匀地载附于PA树脂上的粒度为1～5mm的粒状着色剂，具有7级色牢度，采用该色母粒分散性好，纺丝过程中连续稳定，无飘丝和断头，干摩擦和湿摩擦牢度好，无掉色。上述采用白油占纺丝料重量百分比2％左右，色母粒和母粒的粒度限定在5mm以下，粒度太大混合不均匀影响纺丝质量。

步骤c中在空变长丝的外表面形成一层高度为1mm～2mm的细小毛圈，这种细小毛圈增加了丙纶之间的摩擦力，在织造时丙纶纤维不容易散开断裂，而且增加了产品的舒适性。步骤d采用普通的喷水织机进行织造，喷水织机采用9×123水泵弹簧，可提高产品质量。

在上述的奥力芬环保布的织造方法中，步骤a中组成抗老化剂粉料的原料由以下重量百分比的成份组成：

抗紫外线剂：14％～23％；抗红外线剂：44％～56％；

稳定剂：13～20％；

所述的抗老化剂粉料的具体制备方法为：将上述原料进行混合30～60分钟后，在温度为1500～1600℃温度下煅烧1～2小时，在室温下冷却后粉碎形成粒度为5～15μm的抗老化剂粉料。本发明通过上述工艺及其配比制成的抗老化剂可有效降低丙纶丝纤维的气孔率，提高抗氧化性能，对聚合物的稳定性好。而且该抗老化剂对产品的性能没有影响。

在上述的奥力芬环保布的织造方法中，作为优选，步骤a中所述的抗紫外线剂由占抗老化剂重量百分比为2％～9％的邻羟基二苯甲酮-稀土配合物和占抗老化剂重量百分比为12％～14％的钴铁碳酸根型水滑石粉组成，所述的抗红外线剂由占抗老化剂重量百分比为40％～50％的镁铝碳酸根型水滑石粉和占抗老化剂重量百分比为4％-16％的钙、镁、钾、钠氧化物组成；所述的稳定剂由占抗老化剂重量百分比为12％～18％的2，2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)正丁胺镍和占抗老化剂重量百分比1％～2％的石墨组成。

其中邻羟基二苯甲酮-稀土配合物中的稀土为镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)中的一种或几种的任意比例组合或以上述元素为主的混合稀土；将邻羟基二苯甲酮-稀土配合物和钴铁碳酸根型水滑石粉配合作为抗紫外线剂具有以下优点：(1)光稳定效能显著高于常用抗紫外线剂；(2)耐热性明显高于常用抗紫外线剂；(3)发生喷霜现象的倾向极小。而镁铝碳酸根水滑石具有层状结构，层板骨架带有正电荷，层间相反电荷离子与之平衡，整体呈现中性。层间阳离子具有可交换性，且层间距随层间离子大小不同呈现规律性变化，用它和钙、镁、钾、钠氧化物配合对波长在1400nm-1mm的红外线具有阻隔作用。而本发明的稳定剂采用的2，2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)正丁胺镍可以以对叔辛基苯酚、二氯化硫、正丁胺和乙酸镍为原料，经缩合、络合两步反应合成。用其作为稳定剂能够有效转移聚丙烯聚合物中光敏生色基团的激发态能量，并将其以无害的形式消散掉；而石墨经含有si和c的有机高分子材料浸渍，可有效降低气孔率，提高抗氧化性能。将两者配合制成具有良好协同作用的稳定剂可以是聚丙烯免于发生光降解反应，提高产品的使用寿命。

在上述的奥力芬环保布的织造方法中，步骤a中所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。乙烯基三乙氧基硅烷作偶联剂，而乙烯基三甲氧基硅烷兼有偶联剂和交联剂的作用。上述两种硅烷偶联剂都可以适用聚丙烯之间的偶联。

在上述的奥力芬环保布的织造方法中，步骤b中所述的超细二氧化钛粒度为10～50nm的二氧化钛。采用微胶囊技术将该种降解剂包覆成细小的粒子，并在纺丝过程中将降解剂粒子均匀黏附到纺丝表面。奥力芬环保布在自然条件下使用1.5年左右，由于受光照摩擦等因素的影响，渗透到织物中的微胶囊壁材聚丙烯材料会逐渐自行破裂，包覆在壁材中的超细二氧化钛会缓慢释放，超细二氧化钛由于晶体粒径的减小，其最大吸收波长蓝移至320nm，大于老化测试波长254nm，粉体表现出明显的光催化活性及高的表面能，每一个超细二氧化钛均可作为一个单独的自由基源而引发周围基体的光催化反应，聚丙烯的聚合结构中有一个碳氢键被破坏氧化生成过氧化自由基，在聚合物表面很容易地与活泼氢反应生成更富反应性的过氧化氢自由基HOO—，HOO—可溶于碳氢化合物且能扩散到聚合物内，它与聚合物结构上的活泼氢进一步反应生成过氧化氢，反应产物与过渡金属具有很高的反应性，且能发生光解反应生成氢氧自由基HO—。HO—自身是一种高效的氧化反应引发剂，在由表面扩散而入的氧的参与下，引起一系列氧化连锁反应，生成过氧化物，这些过氧化物将导致聚丙烯分子量降低，形成可被生物吸收的羧酸。降解剂加速了聚丙烯纤维降解过程，使聚丙烯纤维织物可以降解到被自然界吸收的状态，对环境不造成污染。本发明主要采用普通的硫酸钛液水解法及四氯化钛气相水解法制备超细二氧化钛。

在上述的奥力芬环保布的织造方法中，作为优选，步骤b中纺丝速度为800m/min，纺丝温度为260℃，冷却温度为70～90℃，拉伸速度为760m/min～770m/min。最佳优选，所述的冷却温度为80℃，所述的拉伸速度为768.58m/min。

在上述的奥力芬环保布的织造方法中，作为优选，步骤c中所述的空变丝机的气压为5kg。步骤c中在空变长丝的外表面形成一层细小毛圈的高度为1mm。本发明利用空变丝机上通过变频控制器的气压5kg调节拉丝张力，使聚丙烯空变长丝表面形成一层高度为1mm的细小毛圈。毛茸感好，膨松度好，且便于织造，如果毛圈很大(毛圈高度超过2mm)，由于毛圈的摩擦作用，空变丝退绕阻力大，断头较多，不利于后序的奥力芬环保布织造。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、利用本发明的织造方法织造的奥力芬环保布在其使用寿命期内，具有较强的抗老化、抗紫外性能，其抗断裂、耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐光色牢度性能好，在其使用寿命外，能够快速生物降解，对环境不造成污染。

2、利用本发明的织造方法织造的奥力芬环保布相对于其他面料制品，省略了染色工序，具有环保优点。还具有防紫外线照射，阻热等效果，特别适合于太阳伞布、休闲篷布、休闲椅等面料使用。

附图说明

图1是本发明织造方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。

实施例1

将表1中实施例1所述比例原料投入到振动式混合器中混合30～60分钟，以击碎原料中的团聚合体，使混合更加均匀。然后用模具压块置于坩锅中以1500℃温度煅烧1～2小时，冷却后再粉碎形成颗料度5～15μm的混合抗老化剂粉料。

如图1的工艺流程图所示：将抗老化剂粉料、水和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷按100：100：2的重量配比加至研磨机内研磨108小时后，使之形成粉料度小于1μm的预分散粉料，然后烘干；

将烘干后的抗老化剂粉料和聚丙树脂按80％:20％重量百分比混合进入自动加料机以70kg/h的速度用混炼型同向双螺杆挤出机挤出，并开启真空脱气装置抽取物料中的水份，在100℃的高温条件混合60分钟，混合后经过20℃的水浴冷却，冷却后再进行表面水份强力抽吸，再用索引切粒机切粒形成母粒；

将七级色牢度色母粒、上述母粒和聚丙切片按重量比4：10：100再加小量白油充分混合后，加入到纺机(型号为DHP-419)，在纺丝速度为700m/min，纺丝温度为240℃进行纺丝，选用聚丙烯材料作为包覆材料，采用普通的微胶囊技术将超细二氧化钛包裹成10～20μm的粒子，纺丝过程中将粒径为10～20μm的超细二氧化钛微胶囊粒子均匀黏附在单丝坯件表面，其中超细二氧化钛的粒径为10～50nm。纺丝后在冷却温度为50℃冷却区冷却，并经过拉伸速度为750m/min的拉伸机(型号为VC-443A)纺成165D/48F的单丝。

采用空变丝机用5kg的气压将四根上述165D/48F的单丝空变成750D/192F的空变长丝，并控制气压为5kg在空变长丝的外表面形成一层高度为1mm的细小毛圈。

采用喷水织机对上述空变长丝进行织造，为了提高产品质量，喷水织机采用9×123水泵弹簧。织造时经向密度为15～16根/cm，纬向密度13～15根/cm织造成220g～230g/m²的奥力芬环保布。

实施例2

将表1中实施例2所述比例原料投入到振动式混合器中混合30～60分钟，以击碎原料中的团聚合体，使混合更加均匀。然后用模具压块置于坩锅中以1600℃温度煅烧1～2小时，冷却后再粉碎形成颗料度5～15μm的混合抗老化剂粉料。

将抗老化剂粉料、水和硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷按100：90：3的重量配比加至研磨机内研磨72小时后，使之形成粉料度小于1μm的预分散粉料，然后烘干。

将烘干后的抗老化剂粉料和聚丙树脂按70％:30％重量百分比混合进入自动加料机以70kg/h的速度用混炼型同向双螺杆挤出机挤出，并开启真空脱气装置抽取物料中的水份，在150℃的高温条件混合50分钟，混合后经过25℃的水浴冷却，冷却后再进行表面水份强力抽吸，再用索引切粒机切粒形成母粒；

将七级色牢度色母粒、上述母粒和聚丙切片按重量比3：12：90再加小量白油充分混合后，加入到纺机(型号为DHP-419)，在纺丝速度为800m/min，纺丝温度为260℃进行纺丝，选用聚丙烯材料作为包覆材料，采用普通的微胶囊技术将超细二氧化钛包裹成10～20μm的粒子，纺丝过程中将粒径为10～20μm的超细二氧化钛微胶囊粒子均匀黏附在单丝坯件表面，其中超细二氧化钛的粒径为10～50nm。纺丝后在冷却温度为80℃冷却区冷却，并经过拉伸速度为768.58m/min的拉伸机(型号为VC-443A)纺成165D/48F的单丝。其它工艺流程同实施例1，不再赘述。

实施例3

将表1中实施例3所述比例原料投入到振动式混合器中混合30～60分钟，以击碎原料中的团聚合体，使混合更加均匀。然后用模具压块置于坩锅中以1550℃温度煅烧1～2小时，冷却后再粉碎形成颗料度5～15μm的混合抗老化剂粉料。

将抗老化剂粉料、水和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷按100：80：5的重量配比加至研磨机内研磨128小时后，使之形成粉料度小于1μm的预分散粉料，然后烘干；

将烘干后的抗老化剂粉料和聚丙树脂按75％:25％重量百分比混合进入自动加料机以70kg/h的速度用混炼型同向双螺杆挤出机挤出，并开启真空脱气装置抽取物料中的水份，在200℃的高温条件混合40分钟，混合后经过30℃的水浴冷却，冷却后再进行表面水份强力抽吸，再用索引切粒机切粒形成母粒；

将七级色牢度色母粒、上述母粒和聚丙切片按重量比5：15：110再加小量白油充分混合后，加入到纺机(型号为DHP-419)，在纺丝速度为850m/min，纺丝温度为280℃进行纺丝，选用聚丙烯材料作为包覆材料，采用普通的微胶囊技术将超细二氧化钛包裹成10～20μm的粒子，纺丝过程中将粒径为10～20μm的超细二氧化钛微胶囊粒子均匀黏附在单丝坯件表面，其中超细二氧化钛的粒径为10～50nm。纺丝后在冷却温度为90℃冷却区冷却，并经过拉伸速度为770m/min的拉伸机(型号为VC-443A)纺成165D/48F的单丝。

采用空变丝机用6kg的气压将四根上述165D/48F的单丝空变成750D/192F的空变长丝，并控制气压为6kg在空变长丝的外表面形成一层高度为1.5mm的细小毛圈。

表1：本发明所采用抗老化剂的原料成分(按重量百分比)

其中实施例1中抗紫外线剂由占抗老化剂重量百分比为2％的邻羟基二苯甲酮-稀土配合物和占抗老化剂重量百分比为12％的钴铁碳酸根型水滑石粉组成，所述的抗红外线剂由占抗老化剂重量百分比为50％的镁铝碳酸根型水滑石粉和占抗老化剂重量百分比为6％的钙、镁、钾、钠氧化物组成；所述的稳定剂由占抗老化剂重量百分比为18％的2，2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)正丁胺镍和占抗老化剂重量百分比2％的石墨组成。

其中实施例2中抗紫外线剂由占抗老化剂重量百分比为7％的邻羟基二苯甲酮-稀土配合物和占抗老化剂重量百分比为13％的钴铁碳酸根型水滑石粉组成，所述的抗红外线剂由占抗老化剂重量百分比为45％的镁铝碳酸根型水滑石粉和占抗老化剂重量百分比为9％的钙、镁、钾、钠氧化物组成；所述的稳定剂由占抗老化剂重量百分比为14％的2，2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)正丁胺镍和占抗老化剂重量百分比2％的石墨组成。

其中实施例1中抗紫外线剂由占抗老化剂重量百分比为9％的邻羟基二苯甲酮-稀土配合物和占抗老化剂重量百分比为14％的钴铁碳酸根型水滑石粉组成，所述的抗红外线剂由占抗老化剂重量百分比为40％的镁铝碳酸根型水滑石粉和占抗老化剂重量百分比为4％的钙、镁、钾、钠氧化物组成；所述的稳定剂由占抗老化剂重量百分比为12％的2，2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)正丁胺镍和占抗老化剂重量百分比1％的石墨组成。

随机抽取实施例1～3织造的奥力芬环保布对其性能进行检测，检测结果如表2所示。

本发明织造的奥力芬环保布，户外条件下在超细二氧化钛微胶囊未破裂之前其相对断裂强度一直持续在0.75以上。在使用18个月后，微胶囊逐渐破裂，聚丙烯纤维相对断裂强度迅速下降，直到破碎变成粉末，形成能被自然界吸收的状态。

表2：本发明织造的奥力芬环保布的性能检测结果

注：干热收缩率实验：温度为110℃，时间为15分钟，条件为热空气中实验；湿热收缩率实验，温度为100℃，时间为30分钟，条件为水浴中实验。

从表2可以看出：利用本发明的织造方法织造的奥力芬环保布在其使用寿命期内，具有较强的抗老化、抗紫外性能，其抗断裂、耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐光色牢度性能好，此外在其使用寿命外，能够快速生物降解，对环境不造成污染。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims

1、一种奥力芬环保布的织造方法，该方法包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤a中组成抗老化剂粉料的原料由以下重量百分比的成份组成：

抗紫外线剂：14％～23％；抗红外线剂：44％～56％；

稳定剂：13～20％；

所述的抗老化剂粉料的具体制备方法为：将上述原料进行混合30～60分钟后，在温度为1500～1600℃温度下煅烧1～2小时，在室温下冷却后粉碎形成粒度为5～15μm的抗老化剂粉料。

3、根据权利要求2所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤a中所述的抗紫外线剂由占抗老化剂重量百分比为2％～9％的邻羟基二苯甲酮-稀土配合物和占抗老化剂重量百分比为12％～14％的钴铁碳酸根型水滑石粉组成，所述的抗红外线剂由占抗老化剂重量百分比为40％～50％的镁铝碳酸根型水滑石粉和占抗老化剂重量百分比为4％-16％的钙、镁、钾、钠氧化物组成；所述的稳定剂由占抗老化剂重量百分比为12％～18％的2，2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)正丁胺镍和占抗老化剂重量百分比1％～2％的石墨组成。

4、根据权利要求1～3任意一项所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤a中所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。

5、根据权利要求1所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤b中所述的超细二氧化钛粒度为10～50nm的二氧化钛。

6、根据权利要求1或5所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤b中纺丝速度为800m/min，纺丝温度为260℃，冷却温度为70～90℃，拉伸速度为760m/min～770m/min。

7、根据权利要求1所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤c中所述的空变丝机的气压为5kg。

8、根据权利要求1或7所述的奥力芬环保布的织造方法，其特征在于：步骤c中在空变长丝的外表面形成一层细小毛圈的高度为1mm。