CN102560731A - 一种抗紫外和导湿型涤纶纤维及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗紫外和导湿型涤纶纤维及其制备方法与应用，它由下列重量份数的原料制成：抗紫外母粒1~15份、涤纶成纤树脂85~99份，所述的纤维截面为异形截面。本发明提供的涤纶纤维各组分配比科学合理，通过科学的将抗紫外母粒和涤纶成纤树脂有机结合，并通过异形孔纺丝板制备得到预取向丝，再经过加弹变形生产出低弹变形丝，得到具有抗紫外和导湿作用的多功能涤纶纤维，应用范围广泛。本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维的制备方法，其操作性强，工艺合理，生产效率高，可实现工业化大生产。

Description

一种抗紫外和导湿型涤纶纤维及其制备方法与应用

 

技术领域

本发明涉及一种涤纶纤维，特别涉及一种抗紫外和导湿型涤纶纤维及其制备方法和其应用。

背景技术

涤纶纤维作为合成纤维中的三大主力纤维之一，因其优良的物理和化学特性而被广泛应用于服装面料以及其它非服装领域，涤纶产品自问世以来，以其悬垂性好、强度高而被下游用户当作主要纺织原料来织造成各类纺织品。但由于它的疏水特性，在对吸湿性或吸水性要求较高领域中的应用受到了限制。涤纶纤维服装穿着时吸湿排汗透湿性差，有闷热感，又有静电易于积累引起的种种麻烦，对这一疏水性涤纶纤维赋予其吸湿性，制成的纺织品能吸湿排汗的需求呼声逐渐高涨，已引起业界人士的关注。根据专家预测到2010年的时候，外出休闲服将引导运动休闲市场达30%的成长率，因此在运动服和休闲服方面，未来市场发展潜力无限。

随着工业发展，环境污染程度加大，氟利昂等含卤素的化合物排放，大气层的稀薄导致紫外线的透过率的增大，所以对于抗紫外的防护也就成为了一种必然，抗紫外纤维逐渐受到热门的青睐。

目前人们在抗紫外和阻燃领域发展产品开发，但是仅限于单方面的对纤维进行抗紫外、或者阻燃的改性，不能解决如何将二者有机结合，得到多功能应用范围广泛的纤维。

发明内容

发明目的：本发明的所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种抗紫外和导湿型涤纶纤维，本发明另一个目的是提供一种制备该抗紫外和导湿型涤纶纤维的方法，本发明的另外一个目的是提供该抗紫外和导湿型涤纶纤维的应用。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维，它由下列重量份数的原料组成：抗紫外母粒1~15份、涤纶成纤树脂85~99份，所述的纤维截面为异形截面。   

作为优选方案，所述的抗紫外母粒为由重量百分比5~25%的抗紫外剂和重量百分比75~95%的聚对苯二甲酸丙二醇酯共混制得。

本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维，其中所述的抗紫外母粒可以为无机、有机或复合型无机和有机抗紫外屏蔽剂。而通常选择的无机类紫外线屏蔽剂，如二氧化钛和氧化锌等金属氧化物的粉体和高岭土等。将这些材料制成纳米级的超细粉体。由于微粒尺寸与光波波长相当，比表而积大，表面能高，超细粉体在与纤维材料共混结合后，增强了纤维材料对紫外线的反射和散射作用，从而防止和减少紫外线透过纤维材料。无机纳米粉体具有化学稳定性、热稳定性好，非迁移性，无味、无刺激、使用安全和杀菌除臭等优点。有机紫外屏蔽剂为聚氯乙烯紫外线吸收剂、聚苯乙烯紫外线吸收剂、不饱和树脂紫外线吸收剂、聚碳酸酯紫外线吸收剂或聚乙烯紫外线吸收剂等。

所述的复合型无机和有机抗紫外剂为含重量百分比3~12%的TiO₂或者 ZnO 超细粉体、4~13 %的紫外光吸收剂与余量的聚对苯二甲酸乙二醇酯共混制得。

本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维，其中所述的异形截面可以根据实际需要通过异形孔纺丝板制备得到三角形、三叶形、四叶形、多叶形、菱形、中空形、异形中空形或十字形截面。一般的涤纶纤维分子结构缺少亲水基团，分子链刚硬， 堆积紧密， 结晶度较高，吸水能力差，不具有吸水排汗等功能，通过把纤维做成异形截面后，涤纶纤维孔隙率和表面积增大，吸水和导湿能力增强。

本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)取重量百分比为5~25%份数取的抗紫外剂和重量百分比75~95%的聚对苯二甲酸丙二醇酯，共混，用螺杆挤压机挤出，切粒，制得抗紫外母粒，备用，其中共混温度为200~250℃，螺杆转速为150~250rpm；

(2)取抗紫外母粒1~15份、涤纶成纤树脂85~99份共混，然后经异形孔纺丝板，制得预取向丝，再经过加弹变形生产出低弹涤纶变形丝，其中纺丝条件为：纺丝温度250~350℃，纺丝速度100~3000m/min。

其中步骤(1)所述的抗紫外剂为无机、有机或复合型无机和有机抗紫外剂。

本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维在制备户外抗紫外服、寝室用品、运动服、内衣、医院工作服和食品工人服中应用。

有益效果：本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维和现有技术中的涤纶纤维相比具有如下优点：

(1)本发明提供的涤纶纤维，各组分配比科学合理，通过科学的将抗紫外母粒和涤纶成纤树脂有机结合，并通过异形孔纺丝板，制备得到预取向丝，再经过加弹变形生产出低弹变形丝，得到具有长久抗紫外和导湿排汗作用的多功能涤纶纤维，应用范围广泛。

(2)本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维的制备方法, 可操作性强，工艺合理，生产效率高，可实现工业化大生产。制备工艺中，克服了熔点低，灰份多的技术难题，提高了聚酯切片的可纺性，本发明采用无机和有机复合型紫外线屏蔽剂，纤维的抗紫外效果增强，采用异形孔纺丝板制备得到具有异型截面的纤维，纤维的孔隙率和表面积增大，其吸水和导湿能力增强。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

1、一种抗紫外和导湿型涤纶纤维，它由下列重量的原料组成：抗紫外母粒15千克，涤纶成纤树脂85千克。

2、抗紫外和导湿型涤纶纤维的制备：

(1)取25份抗紫外剂和75聚对苯二甲酸丙二醇酯，共混，用螺杆挤压机挤出，切粒，制得抗紫外母粒，备用，其中共混温度为200~250℃，螺杆转速为150~250rpm；

(2)取抗紫外母粒15份、涤纶成纤树脂85份共混，然后经异形孔纺丝板，制得预取向丝，再经过加弹变形生产出低弹涤纶变形丝，其中纺丝条件为：纺丝温度250~350℃，纺丝速度100~3000m/min。

其中，步骤(1)中所述的抗紫外剂为重量比10%的TiO2超细粉体和12%的硬脂酸紫外吸收剂组成。

3、检测由2制备得到的涤纶纤维的导湿、抗紫外的性能：

检测单位：中国纺织科学研究院测试中心；国家纺织品质量监督中心。

检测功能指标：

导湿性功能检测，导湿性功能检测结果如表1所示：

表1 涤纶纤维的导湿性能检测

防紫外性能检测，具体实验结果如表2所示：

表2涤纶纤维防紫外性能检测结果

检测项目	单位	检测结果
			日光紫外线(UVA)透射比	%	0.482
日光紫外线(UVB)透射比	%	0.150
			UPF平均值		50
紫外线防护系数.UPF		50

注：当产品的UPF>30，且(UVA)透射比<5%时，可称为“防紫外线产品”。

由以上表1和表2所示的导湿性和抗紫外线的实验结果表明本发明提供的涤纶纤维具有较好的导湿性能、且实验结果表明本发明提供的涤纶纤维具有很好的抗紫外效果，当UPF平均值为50时，日光紫外线(UVA) 和日光紫外线(UVB)的透射比分别为0.452和0.120，均符合国家标准的要求。

本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维的其它质量指标为：断裂强度在2.5CN/dtex，断裂伸长在130%，线密度变异系数CVb1.8%（FZ/T54003-2004），线密度偏差率在±2.5%之间（FZ/T54003-2004），染色均匀度，（灰卡）级≥4（GB/T6508-2001），色牢度＞4.5级。

实施例2

1、一种抗紫外和导湿型涤纶纤维，它由下列重量的原料组成：抗紫外母粒5千克，银系和涤纶成纤树脂495千克。

2、抗紫外和导湿型涤纶纤维的制备：

(1)取5份抗紫外剂和95聚对苯二甲酸丙二醇酯，共混，用螺杆挤压机挤出，切粒，制得抗紫外母粒，备用，其中共混温度为200~250℃，螺杆转速为150~250rpm；

(2)取抗紫外母粒5份、涤纶成纤树脂495份共混，然后经异形孔纺丝板，制得预取向丝，再经过加弹变形生产出低弹涤纶变形丝，其中纺丝条件为：纺丝温度250~350℃，纺丝速度100~3000m/min。

其中，步骤(1)中所述的抗紫外剂为重量比5%的TiO2超细粉体和10%的硬脂酸紫外吸收剂组成。

3、检测由2制备得到的涤纶纤维的导湿、抗紫外、抗菌的性能：

检测单位：中国纺织科学研究院测试中心；国家纺织品质量监督中心。

检测功能指标：

导湿性功能检测，导湿性功能检测结果如表3所示：

表3 涤纶纤维的导湿性能检测

防紫外性能检测，具体实验结果如表4所示：

表4涤纶纤维防紫外性能检测结果

检测项目	单位	检测结果
			日光紫外线(UVA)透射比	%	0.413
日光紫外线(UVB)透射比	%	0.102
			UPF平均值		50
紫外线防护系数.UPF		50

注：当产品的UPF>30，且(UVA)透射比<5%时，可称为“防紫外线产品”。

由以上表3至表4所示的导湿性和抗紫外线的实验结果表明本发明提供的涤纶纤维具有较好的导湿性能、且实验结果表明本发明提供的涤纶纤维具有很好的抗紫外效果，当UPF平均值为50时，日光紫外线(UVA) 和日光紫外线(UVB)的透射比分别为0.416和0.107，均符合国家标准的要求。

本发明提供的抗紫外和导湿型涤纶纤维的其它质量指标为：断裂强度在2.5CN/dtex，断裂伸长在130%，线密度变异系数CVb1.8%（FZ/T54003-2004），线密度偏差率在±2.5%之间（FZ/T54003-2004），染色均匀度，（灰卡）级≥4（GB/T6508-2001），色牢度＞4.5级。

通过上述的实施方式，不难看出本发明提供的涤纶纤维具有较好的抗紫外和导湿等功能，是一种多功能涤纶纤维，应用范围广泛。

以上实施方式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了解本发明内容并加以实施，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化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种抗紫外和导湿型涤纶纤维，其特征在于：它由下列重量份数的原料制成：抗紫外母粒1~15份、涤纶成纤树脂85~99份，所述的纤维截面为异形截面。

2.根据权利要求1所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维，其特征在于：所述的抗紫外母粒为由重量百分比5~25%的抗紫外剂和重量百分比75~95%的聚对苯二甲酸丙二醇酯共混制得。

3.根据权利要求2所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维，其特征在于：所述的抗紫外剂为无机、有机或复合型无机和有机抗紫外剂。

4.根据权利要求3所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维，其特征在于：所述的复合型无机和有机抗紫外剂为含重量百分比3~12%的TiO₂或者 ZnO 超细粉体、4~13 %的紫外光吸收剂与余量的聚对苯二甲酸乙二醇酯共混制得。

5.根据权利要求1所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维，其特征在于：所述的异形截面为三角形、三叶形、四叶形、多叶形、菱形、中空形、异形中空形或十字形截面。

6.一种制备权利要求1至5任一项所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取重量百分比为5~25%的抗紫外剂和重量百分比75~95%的聚对苯二甲酸丙二醇酯，共混，用螺杆挤压机挤出，切粒，制得抗紫外母粒，备用，其中共混温度为200~250℃，螺杆转速为150~250rpm；

(2)取抗紫外母粒1~15份、涤纶成纤树脂85~99份共混，然后经异形孔纺丝板，制得预取向丝，再经过加弹变形生产出低弹涤纶变形丝，其中纺丝条件为：纺丝温度250~350℃，纺丝速度100~3000m/min。

7.根据权利要求6所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1) 所述的抗紫外剂为无机、有机或复合型无机和有机抗紫外剂。

8.权利要求1至5任一项所述的抗紫外和导湿型涤纶纤维在制备户外抗紫外服、寝室用品、运动服、内衣、医院工作服和食品工人服装中应用。