CN103668542A - 一种复合型pet纤维及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合型PET纤维，其特征在于，其原料组成质量百分比为：茶炭胶囊为1～5％，再生PET切片为10～30％，PET切片为余量，所述的再生PET切片的质量百分比为20％；将茶炭胶囊，再生PET切片，PET切片进行熔融纺丝，得到复合型PET纤维。
Description
【技术领域】
本发明涉及PET涤纶技术领域，具体地说，是一种复合型PET纤维及其生产方法。
【背景技术】
化学纤维的两大类之一。用合成高分子化合物做原料而制得的化学纤维的统称。聚酰胺纤维素、聚酯纤维、聚丙烯晴纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维是我国合成纤维的四大品种。此外聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维也有一定的产量。
合成纤维的主要品种如下：(1)按主链结构可分碳链合成纤维，如聚丙烯纤维(丙纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶)；杂链合成纤维，如聚酰胺纤维(锦纶)、聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)等。(2)按性能功用可分耐高温纤维，如聚苯咪唑纤维；耐高温腐蚀纤维，如聚四氟乙烯；高强度纤维，如聚对苯二甲酰对苯二胺；耐辐射纤维，如聚酰亚胺纤维；还有阻燃纤维、高分子光导纤维等。合成纤维的生产有三大工序：合成聚合物制备、纺丝成型、后处理。
涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。
目前，涤纶织物正向着仿毛、仿丝、仿麻、仿鹿皮等合成纤维天然化的方向发展。目前，科技含量高、生态环保、时尚设计等功能性的服饰产品成为当今市场的主流趋势和核心产品。轻薄舒适的功能性化纤服饰的流行，呈现出的高品质化的趋势，功能性与时尚性的完美结合，引领了服饰时尚的潮流。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合型PET纤维及其生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种复合型PET纤维，其特征在于，其原料组成质量百分比为：
茶炭胶囊 1～5％
再生PET切片 10～30％
PET切片 余量
所述的再生PET切片的质量百分比为20％。
所述的再生PET切片可由生物基聚酯切片替换。
一种复合型PET纤维的生产方法，将茶炭胶囊，再生PET切片，PET切片进行熔融纺丝，得到复合型PET纤维。其中，短丝的纺丝工艺为纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为800～1500m／min，拉伸温度为60～80℃，总拉伸倍率为3～5；长丝的POY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为2000～3000m／min，拉伸倍数为3.25倍；
一种茶炭胶囊的制备方法，其具体步骤为：
(1)原料预处理：
将茶渣在50℃下干燥2小时，得到处理后茶渣；
(2)炭化处理：
将步骤(1)得到的处理后茶渣，然后同时进行炭化，再得到改性粉；
所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行分段炭化：以8℃／min的升温速率升至175℃，茶渣在175℃下炭化180min，然后以16℃／min的升温速率升至360℃，再在360℃炭化100min，最后以24℃／min的升温速率升至660℃，并在该温度下炭化处理2～3h；炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性粉，改性粉的粒径为0.1～1μm；采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持茶炭的原有功能，可以作为吸附的载体发挥茶炭功效，炭化的温度过高和过长，将破坏茶炭的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处；这也是不采用高温炭化的原因。
(3)老化改性：
将步骤(2)改性粉进行老化改性处理，得到复合粉；
将步骤(2)得到的改性粉溶于强酸溶液中，得到的改性粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合粉；
所述的功能材料为纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为5：1：5～1：1：1，优选为3：1：3；
所述的功能材料与老化剂的质量比为3：1；
所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸或者其它。
所述的老化剂的加入量为改性粉质量分数的1～3％；
所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为3：3：1；
所述的抗氧剂为市售产品，比如抗氧剂1010和抗氧剂168；
所述的紫外吸收剂为含羟基的紫外吸收剂，比如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮等材料；为市售产品；
所述的光稳定剂为含羟基的光稳定剂，比如邻羟基二苯甲酮，2-(2’，4’-二羟基苯基)-5，6-二羟基苯并三氮唑和1，6-二羟基苯并三唑等材料；为市售产品；
此步骤的老化改性有2个作用，即物理吸附和化学健合作用，茶粉和纳米材料酸化后，其表面形成氢键，而与老化剂的羟基进行一个化学的健合，再者利用改性粉和纳米材料自身的空隙较多，进行一个物理的吸附作用。
(4)茶炭胶囊
将芯层为复合粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合粉的茶炭胶囊；其中，茶炭胶囊的囊层和芯层的厚度比为1：25；功能母粒的直径为0.6～8μm；
茶炭胶囊采用复凝聚法合成，也可以采用界面聚合法或原位聚合法，均为成熟的技术。
茶炭胶囊的直径为0.6～8μm，其有利于胶囊顺利通过纺丝孔，并且保证胶囊与纤维的结合牢固，还不能影响纤维的机械性能；
茶炭胶囊的囊／芯比一般大于1：15，保证微胶囊具有一定的机械强度和耐热性；
茶炭胶囊的作用在于，起到缓慢释放纳米功能粒子的作用，有利于其纳米功效得以长久的保持；其纳米效果强于常规的母粒型功能粒子的制备再用于纺丝的技术效果。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明应用广泛，如在纺织，服装，面料中的应用。
(2)本发明的纳米氧化锌吸收紫外线的能力强，对长波紫外线(UVA)波长(320～400mm)和中波紫外线(UVB)波长(280～320nm)均有屏蔽作用.纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤无刺激，不分解、不变质、稳定性好，本身为白色，可以根据不同对象加以着色，价格便宜；可用于生产防臭、抗菌、抗紫外线的纤维.能吸收臭味，净化空气。
(3)本发明的纳米二氧化钛具有杀菌功能。实验证明，以0.1mg／cm3浓度的锐钛型纳米TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高。对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98％以上。
(4)本发明的纳米氮化钛，具有粒径小，比表面积大，表面活性高，紫外光屏蔽大于80％以上，有很好的阻隔性能。
(5)本发明将复合粉和纳米材料混合后进行改性，这样可以使纳米材料更加容易分散在复合粉的空隙里，纳米材料吸附复合粉的载体里面，使其功效得以长久保持，有利于发挥纳米材料的特殊作用，效果显著高于直接采用纳米材料加入进行纺丝的技术效果。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种复合型PET纤维及其生产方法的具体实施方式。
实施例1
一种复合型PET纤维，其特征在于，其原料组成质量百分比为：
茶炭胶囊 1％
再生PET切片 10％
PET切片 89％
一种复合型PET纤维的生产方法，将茶炭胶囊，再生PET切片，PET切片进行熔融纺丝，得到复合型PET纤维。其中，短丝的纺丝工艺为纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为800～1500m／min，拉伸温度为60～80℃，总拉伸倍率为3～5。
一种茶炭胶囊的制备方法，其具体步骤为：
(1)原料预处理：
将茶渣在50℃下干燥2小时，得到处理后茶渣；
(2)炭化处理：
将步骤(1)得到的处理后茶渣，然后同时进行炭化，再得到改性粉；
所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行分段炭化：以8℃／min的升温速率升至175℃，茶渣在175℃下炭化180min，然后以16℃／min的升温速率升至360℃，再在360℃炭化100min，最后以24℃／min的升温速率升至660℃，并在该温度下炭化处理2～3h；炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性粉，改性粉的粒径为0.1～1μm；采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持茶炭的原有功能，可以作为吸附的载体发挥茶炭功效，炭化的温度过高和过长，将破坏茶炭的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处；这也是不采用高温炭化的原因。
(3)老化改性：
将步骤(2)得到的改性粉溶于强酸溶液中，得到的改性粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合粉；
所述的功能材料为纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为5：1：5；
所述的功能材料与老化剂的质量比为3：1；
所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸或者其它。
所述的老化剂的加入量为改性粉质量分数的1％；
所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为3：3：1；
所述的抗氧剂为市售产品，比如抗氧剂1010和抗氧剂168；
所述的紫外吸收剂为含羟基的紫外吸收剂，比如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮等材料；为市售产品；
所述的光稳定剂为含羟基的光稳定剂，比如邻羟基二苯甲酮，2-(2’，4’-二羟基苯基)-5，6-二羟基苯并三氮唑和1，6-二羟基苯并三唑等材料；为市售产品；
此步骤的老化改性有2个作用，即物理吸附和化学健合作用，茶粉和纳米材料酸化后，其表面形成氢键，而与老化剂的羟基进行一个化学的健合，再者利用改性粉和纳米材料自身的空隙较多，进行一个物理的吸附作用。
(4)茶炭胶囊
将芯层为复合粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合粉的茶炭胶囊；其中，茶炭胶囊的囊层和芯层的厚度比为1：25；功能母粒的直径为0.6～8μm。
本实施例的的再生PET切片可由生物基聚酯切片替换，其它工艺不变。
实施例2
一种复合型PET纤维，其特征在于，其原料组成质量百分比为：
茶炭胶囊 3％
再生PET切片 20％
PET切片 77％
一种复合型PET纤维的生产方法，将茶炭胶囊，再生PET切片，PET切片进行熔融纺丝，得到复合型PET纤维。其中，长丝的POY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为2000～3000m／min，拉伸倍数为3.25倍；
一种茶炭胶囊的制备方法，其具体步骤为：
(1)原料预处理：
将茶渣在50℃下干燥2小时，得到处理后茶渣；
(2)炭化处理：
将步骤(1)得到的处理后茶渣，然后同时进行炭化，再得到改性粉；
所述的炭化工艺同实施例1。
(3)老化改性：
将步骤(2)改性粉进行老化改性处理，得到复合粉；
将步骤(2)得到的改性粉溶于强酸溶液中，得到的改性粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合粉；
所述的功能材料为纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为3：1：3；
所述的功能材料与老化剂的质量比为3：1；
所述的老化剂的加入量为改性粉质量分数的2％；
所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为3：3：1；
(4)茶炭胶囊
将芯层为复合粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合粉的茶炭胶囊；其中，茶炭胶囊的囊层和芯层的厚度比为1：25；功能母粒的直径为0.6～8μm。
本实施例的的再生PET切片可由生物基聚酯切片替换，其它工艺不变。
实施例3
一种复合型PET纤维，其特征在于，其原料组成质量百分比为：
茶炭胶囊 5％
再生PET切片 30％
PET切片 65％
一种复合型PET纤维的生产方法，将茶炭胶囊，再生PET切片，PET切片进行熔融纺丝，得到复合型PET纤维。其中，短丝的纺丝工艺为纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为800～1500m／min，拉伸温度为60～80℃，总拉伸倍率为3～5；长丝的POY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为2000～3000m／min，拉伸倍数为3.25倍；
一种茶炭胶囊的制备方法，其具体步骤为：
(1)原料预处理：
将茶渣在50℃下干燥2小时，得到处理后茶渣；
(2)炭化处理：
将步骤(1)得到的处理后茶渣，然后同时进行炭化，再得到改性粉；
所述的炭化工艺同实施例1。
(3)老化改性：
将步骤(2)得到的改性粉溶于强酸溶液中，得到的改性粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合粉；
所述的功能材料为纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为1：1：1；
所述的功能材料与老化剂的质量比为3：1；
所述的老化剂的加入量为改性粉质量分数的3％；
所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为3：3：1；
(4)茶炭胶囊
将芯层为复合粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合粉的茶炭胶囊；其中，茶炭胶囊的囊层和芯层的厚度比为1：25；功能母粒的直径为0.6～8μm。
本实施例的的再生PET切片可由生物基聚酯切片替换，其它工艺不变。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种复合型PET纤维，其特征在于，其原料组成质量百分比为：
茶炭胶囊 1～5％
再生PET切片 10～30％
PET切片 余量。
2.如权利要求1所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，所述的再生PET切片的质量百分比为20％。
3.一种复合型PET纤维的生产方法，将茶炭胶囊，再生PET切片，PET切片进行熔融纺丝，得到复合型PET纤维；其特征在于，其中，短丝的纺丝工艺为纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为800～1500m／min，拉伸温度为60～80℃，总拉伸倍率为3～5；长丝的POY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为2000～3000m／min，拉伸倍数为3.25倍。
4.如权利要求1所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，所述的茶炭胶囊的制备方法，其具体步骤为：
(1)原料预处理：
将茶渣在50℃下干燥2小时，得到处理后茶渣；
(2)炭化处理：
将步骤(1)得到的处理后茶渣，然后同时进行炭化，再得到改性粉；
(3)老化改性：
将步骤(2)改性粉进行老化改性处理，得到复合粉；
(4)茶炭胶囊
将芯层为复合粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合粉的茶炭胶囊。
5.如权利要求4所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，在所述的步骤(2)中，所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行分段炭化：以8℃／min的升温速率升至175℃，茶渣在175℃下炭化180min，然后以16℃／min的升温速率升至360℃，再在360℃炭化100min，最后以24℃／min的升温速率升至660℃，并在该温度下炭化处理2～3h；炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性粉。
6.如权利要求1所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，在所述的步骤(3)中，将步骤(2)得到的改性粉溶于强酸溶液中，得到的改性粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合粉。
7.如权利要求6所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，所述的功能材料为纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为5：1：5～1：1：1，优选为3：1：3。
8.如权利要求6所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，所述的功能材料与老化剂的质量比为3：1。
9.如权利要求6所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，所述的老化剂的加入量为改性粉质量分数的1～3％。
10.如权利要求1所述的一种复合型PET纤维，其特征在于，所述的茶炭胶囊的囊层和芯层的厚度比为1：25；功能母粒的直径为0.6～8μm。
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| CN201310671891.9A CN103668542A (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种复合型pet纤维及其生产方法 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105297169A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-03 | 上海金霞化纤有限公司 | 一种有色异形超细旦涤纶单丝及其生产方法 |
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