CN102965749B - 一种抗变形热塑性纤维的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗变形热塑性纤维的制造方法，它采用如下步骤：1）将碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、坡缕石纤维三种材料混合均匀后，在真空炉中焙烧，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理，后在含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、清洗，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；2）取钛酸酯偶联剂用异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的改性晶须混合物，在混合机中搅拌并烘干；3）将步骤2）得到的改性晶须混合物与模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗变形热塑性纤维的制造方法，其中所述的抗变形热塑性纤维包括采用两种不同熔点、不同模量的热塑性聚合物，碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、纳米坡缕石纤维；属于纺织纤维制造技术领域。
背景技术
纺织面料的重要质量指标是面料挺括、不起皱、弹性好、保形性好。众所周知天然纤维的面料虽然具有舒适、卫生、环保的优点，但一般都有弹性差、易变形、易起绉的缺点。目前在纺织纤维和纺织面料的制造过程中，为获得挺括、不起皱、弹性好、保形性好的纺织面料质量，一是对面料采用高温热定形技术，二是用化学后整理定形技术。这些技术虽能获得预期的效果，但面料易疆硬和手感变差，且有化学污染影响面料的卫生和环保。如何能使面料获得挺括、不起皱、弹性好、保形性好的外观质量，又有舒适、卫生、环保的内在质量，是纺织科技工作者长期研究追求的目标之一。
热塑性聚合物，具有加热时软化以至流动，熔融成任意形状；冷却硬化后能保持其形状不变。即运用加热及冷却，使其产生液态与固态之间的可逆变化。这种热塑过程是可逆的，可以反复进行，且这种反复只是一种物理变化。热塑性聚合物PET、PA、PP、PBT、PTT、PE、PVC、PC、PU等都是热塑性纤维的原料。
坡缕石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。坡缕石晶体长约0.5-5微米(μm)，宽约0.01-0.10微米(μm)，呈毛发状或纤维状。作为一唯纳米级的坡缕石晶体是理想的高分子材料增强剂和功能改性剂。
晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1～10um)、长度原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值、有一定长径比(5～1000)的纤维材料，晶须的长度是高分子材料大分子链长度的几倍到几十倍。在高分子聚合物中加入少量晶须，便能在热塑性聚合物中起着骨架作用，形成聚合物/微纤增强复合材料。增强热塑性聚合物抵抗变形的能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有免烫纺织品技术存在的不足，而提供一种抗变形热塑性纤维的制造方法，该抗变形热塑性纤维以模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物为纤维皮层；另一种添加了碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、纳米坡缕石纤维的聚合物，形成聚合物/微纤增强复合材料的模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物为纤维芯层；经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的一种抗变形热塑性纤维的制造方法，该制造方法采用如下步骤：
1）按质量份数取8-12份表征参数直径为0.5-1um、长度为5-10um的碳酸钙晶须，8-12份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-10um的硫酸钙晶须，8-12份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在250-350℃真空炉中焙烧4-6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理10-20min，再在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
2）按质量份数取0.8-1.2份钛酸酯偶联剂，用2.5-3.5份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至40-50℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的6-10份改性晶须混合物，在70-80℃条件下混合机中密闭搅拌反应30-45min，烘干；
3）将步骤2）得到的5-10份改性晶须混合物与95-90份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
本发明优选的技术方案是：所述的抗变形热塑性纤维的制造方法，它采用如下步骤：
步骤1），按质量份数取10份表征参数直径为0.5-1um、长度为5-10um的碳酸钙晶须，10份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-10um的硫酸钙晶须，10份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在300℃真空炉中焙烧5h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理15min，再在含硬脂酸钙分散液的65℃去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作4次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
步骤2），按质量份数取1.0份钛酸酯偶联剂，用3份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至45℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的8份改性晶须混合物，在75℃条件下混合机中密闭搅拌反应40min，烘干；
步骤3），将步骤2）得到的8份改性晶须混合物与92份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
所述的抗变形热塑性复合纤维与天然纤维或其它低模量易变形纤维经混纺成混纺纱线，或与天然纤维或其它低模量易变形纤维交织成纺织面料，然后根据该纺织面料中抗变形纤维芯层材料的热学性能，施于该面料或其产品热定形。
所述的步骤1或步骤2得到的改性晶须混合物，采用共混或复合技术制成抗变形热塑性片材、管材、棒材、线材等型材。
本发明所述的抗变形热塑性复合纤维，具有内刚外柔的特性；加热时其芯层被软化以至流动，熔融成所需形状，由于皮层模量较低，冷却硬化后皮层随芯层形状保持不变；抗变形热塑性复合纤维与天然纤维交织构成的纺织面料，无需化学后整理定形技术，也无需高温热定形的技术，为服饰面料等领城提供一种经一定温度热定形后可获得具有持久抗变形，不起皱。挺括、舒适、卫生、环保的纺织面料。
仅少量抗变形热塑性纤维可与天然纤维或其它低模量易变形纤维经混纺成混纱线，也可与天然纤维或其它低模量易变形纤维交织成纺织面料。然后跟据该纺织面料中抗变形纤维芯层材料的热学性能，施于该面料或其产品热定形，便能获得不起皱、不变形、弹性好、挺括的外观质量，又有舒适、卫生、环保的内在质量纺织品。其热定形的形式至少包括有热水定形，蒸汽定形，干热定形。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的一种抗变形热塑性纤维的制造方法，它采用如下步骤：
1）按质量份数取8-12份表征参数直径为0.5-1um、长度为5-10um的碳酸钙晶须，8-12份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-10um的硫酸钙晶须，8-12份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在250-350℃真空炉中焙烧4-6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理10-20min，再在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
2）按质量份数取0.8-1.2份钛酸酯偶联剂，用2.5-3.5份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至40-50℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的6-10份改性晶须混合物，在70-80℃条件下混合机中密闭搅拌反应30-45min，烘干；
3）将步骤2）得到的5-10份改性晶须混合物与95-90份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
本发明所述的抗变形热塑性复合纤维与天然纤维或其它低模量易变形纤维经混纺成混纺纱线，或与天然纤维或其它低模量易变形纤维交织成纺织面料，然后根据该纺织面料中抗变形纤维芯层材料的热学性能，施于该面料或其产品热定形。
所述的步骤1或步骤2得到的改性晶须混合物，采用共混或复合技术制成抗变形热塑性片材、管材、棒材、线材等型材。
实施例1：本发明所述的抗变形热塑性纤维的制造方法，它采用如下的步骤：
步骤1），按质量份数取10份表征参数直径为0.5-1um、长度为5-10um的碳酸钙晶须，10份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-10um的硫酸钙晶须；10份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在300℃真空炉中焙烧5h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理15min，再在含硬脂酸钙分散液的65℃去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作4次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
步骤2），按质量份数取1.0份钛酸酯偶联剂，用3份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至45℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的8份改性晶须混合物，在75℃条件下混合机中密闭搅拌反应40min，烘干；
步骤3），将步骤2）得到的8份改性晶须混合物与92份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
实施例2：本发明所述的一种抗变形热塑性纤维的制造方法，它采用如下步骤：
1）按质量份数取8份表征参数直径为0.5-1um、长度为5-10um的碳酸钙晶须，8份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-10um的硫酸钙晶须，8份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在250℃真空炉中焙烧4h，；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理10min，再在含硬脂酸钙分散液的60℃去离子水中超声波分散、清洗25min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
2）按质量份数取0.8份钛酸酯偶联剂，用2.5份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至40℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的6份改性晶须混合物，在70℃条件下混合机中密闭搅拌反应30min，烘干；
3）将步骤2）得到的5份改性晶须混合物与95份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
实施例3：本发明所述的一种抗变形热塑性纤维的制造方法，它采用如下步骤：
1）按质量份数取12份表征参数直径为0.5-1um、长度为5-10um的碳酸钙晶须，12份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-10um的硫酸钙晶须，12份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在350℃真空炉中焙烧6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理20min，再在含硬脂酸钙分散液的70℃去离子水中超声波分散、清洗35min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
2）按质量份数取1.2份钛酸酯偶联剂，用3.5份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至50℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的10份改性晶须混合物，在80℃条件下混合机中密闭搅拌反应45min，烘干；
3）将步骤2）得到的10份改性晶须混合物与90份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
本发明所述的实施例并不限于以上所述三个实施例，通过前述公开的数值范围，在具体实施例中进行任意替换，从而可以得到无数个实施例，对此不一一例举。
Claims (3)
1.一种抗变形热塑性纤维的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：
1）按质量份数取8-12份表征参数直径为0.5-1μm、长度为5-10μm 的碳酸钙晶须，8-12份表征参数直径为0.1-0.8μm、长度为6-10μm 的硫酸钙晶须，8-12份表征参数直径为0.1-0.8 μm、长度为6-12μm的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在250-350℃真空炉中焙烧4-6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理10-20min，再在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
2）按质量份数取0.8-1.2份钛酸酯偶联剂，用2.5-3.5份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至40-50℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的6-10份改性晶须混合物，在70-80℃条件下混合机中密闭搅拌反应30-45min，烘干；
3）将步骤2）得到的5-10份改性晶须混合物与90-95份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
2.根据权利要求1 所述的抗变形热塑性纤维的制造方法，其特征在于所述的步骤中：
步骤1），按质量份数取10份表征参数直径为0.5-1μm、长度为5-10μm的碳酸钙晶须，10 份表征参数直径为0.1-0.8μm、长度为6-10μm 的硫酸钙晶须，10份表征参数直径为0.1-0.8μm、长度为6-12μm 的坡缕石纤维；将上述三种材料混合均匀后，在300℃真空炉中焙烧5h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后在常压状态下进行等离子表面处理15min，再在含硬脂酸钙分散液的65℃去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作4次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；
步骤2）,按质量份数取1.0份钛酸酯偶联剂，用3份异丙醇将钛酸酯偶联剂稀释、混匀、加热至45℃；将钛酸酯偶联剂稀溶液与步骤1）得到的8份改性晶须混合物，在75℃条件下混合机中密闭搅拌反应40min，烘干；
步骤3），将步骤2）得到的8份改性晶须混合物与92份模量较高、熔点稍低的热塑性聚合物共混熔融的增强材料为纤维芯层；与一种模量较低、熔点稍高的热塑性聚合物熔融为纤维皮层，经熔融复合纺制成皮芯型的抗变形热塑性复合纤维。
3.一种利用权利要求1或2所述抗变形热塑性纤维制作混纺纱线和纺织面料的方法，其特征在于所述的抗变形热塑性复合纤维与天然纤维或其它低模量易变形纤维经混纺成混纺纱线，或与天然纤维或其它低模量易变形纤维交织成纺织面料，然后根据该纺织面料中抗变形纤维芯层材料的热学性能，施于该面料或其产品热定形。
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