CN105803574A - 一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维及制备方法和应用 - Google Patents

一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，选用耐高温粉末香精，与低熔点聚酯粉末及抗静电剂、分散剂、偶联剂、抗氧化剂混匀、挤出及造粒，制得芳香型聚酯母粒。采用双螺杆复合纺丝设备，以芳香型聚酯母粒与低熔点聚酯切片混合料为芯，常压阳离子可染聚酯切片为皮制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维。本发明制备的复合功能聚酯纤维能持久释放芳香气味，并且耐洗涤；亲水性强，回潮率达0.8％以上；具有抗静电功能，比电阻M×107Ω.CM(1.0≤M＜10)；易上色，色牢度强。

Description

一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及差别化聚酯纤维技术领域，具体涉及一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维及制备方法和应用。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们对于与生活息息相关的服装及家纺面料的舒适性要求也越来越高。因此，为满足市场的需要，国内外在差别化聚酯纤维及面料方面做了大量的工作，也取得较好的成效。
芳香型纺织品释放的芳香气味具有使人身心愉悦、抵抗疲劳、提高免疫力等优点，自问世以来，一直受市场青睐。目前芳香型纺织品常见生产方法有喷洒、浸轧及浸渍等，将香味剂附着聚酯纤维或面料上，具有工艺简单、易操作等优点，但是释放芳香气味不持久、不耐洗。由于香味剂的沸点低、易挥发等特点，很难满足在高温合成聚酯过程中加入改性；采用芳香型母料复混或复合纺丝，也只见熔融纺丝温度较低的芳香型聚丙烯报道。
有关亲水性和抗静电改性聚酯纤维的报道较多，但目前尚未见具有持久释放芳香气味，又具有亲水性和抗静电功能，还易上色等优良性能的聚酯纤维的报道。
发明内容
本发明目的是提供一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维及制备方法和应用，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将80～93Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，真空条件下转鼓干燥后，粉碎成细粉，加入2～8Wt％香精、2～5Wt％抗静电剂、1～4Wt％分散剂、1～3Wt％偶联剂及0.1～0.5Wt％抗氧化剂，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒；
步骤二、双组份芯层材料制备：将80～90Wt％低熔点聚酯切片、10～20Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、70～100℃条件下预结晶2～5小时后，装入充填式干燥器中，采用100～130℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料；
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、100～130℃条件下，预结晶2～5小时后，装入充填式干燥器中，采用130～160℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用；
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将30～50Wt％步骤二制备的芯层材料、50～70Wt％步骤三制备的皮层材料制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维。
进一步地，步骤一和步骤二中所述低熔点聚酯切片熔点为150～170℃，特性粘度为0.62～0.68dl/g。
进一步地，步骤一中80～93Wt％低熔点聚酯切片在真空度≤200Pa、70～120℃条件下干燥6～10小时后，粉碎成粒径100～500目的细粉。
进一步地，步骤一中所述香精为耐250℃以上高温的塑料用粉末香精；所述抗静电剂为具有导电性能的金属粉末或金属化合物粉末中的一种或多种，金属粉末包括铜、钛，金属化合物粉末包括氧化锌、醋酸钠。
进一步地，步骤一中所述分散剂为聚烯蜡类，包括聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂；抗氧化剂为亚磷酸酯、1010或两种复配。
进一步地，步骤三中所述常压阳离子可染聚酯切片熔点为220～240℃，特性粘度为0.59～0.68dl/g。
进一步地，步骤四中芯层材料纺丝温度230～250℃，皮层材料纺丝温度265～278℃。
进一步地，步骤四制备的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维Ⅳ为长丝或短纤。
上述方法制备的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维。
上述方法制备的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维在制备服装、家纺面料中的应用。
本发明的有益效果：
1、本发明制备的复合功能聚酯纤维具有以下优点：一是能持久释放芳香气味，并且耐洗涤；二是亲水性强，回潮率达0.8％以上；三是具有抗静电功能，比电阻M×107Ω.CM(1.0≤M＜10)；四是易上色，色牢度强。既适合长丝(POY、DTY或FDY)，又适合短纤。
2、本发明复合功能聚酯纤维制备过程中芯层材料和皮层材料的纺丝温度都比较低，尤其是芯层材料，有利地保护了香精不受高温分解；香精包裹在皮层内，香味通过纤维两端截面和皮层材料分子链间隙，缓慢泳移释放出来，达到持久释放芳香气味，并且耐洗涤。
3、本发明复合功能聚酯纤维制备过程中皮层材料选用常压阳离子可染聚酯切片，采用阳离子染料沸染，染色温度低，有利于保护芯层材料的物理性能，以及减少香精的损失。
4、本发明制备的复合功能聚酯纤维亲水性强，回潮率达0.8％以上，原因一是皮层材料带有大量的亲水基团，如：-SO3Na、-OH；二是芯层材料也带有大量的亲水基团，如：-OH。
5、本发明制备的复合功能聚酯纤维具有永久抗静电功能，比电阻M×107Ω.CM，(1.0≤M＜10)，原因一是由于亲水性强，提高了吸湿性；二是芯层材料中加入静电剂。
6、本发明复合功能聚酯纤维或下游产品面料均可采用阳离子染料常压沸染上色，色泽艳丽，色牢度达4级以上。
7、本发明复合功能聚酯纤维的下游产品面料，由于吸湿性强、抗静电、手感好，所以适合用做服装及床单、被套等家纺面料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将80～93Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、70～120℃条件下干燥6～10小时后，粉碎成粒径100～500目的细粉，加入2～8Wt％香精、2～5Wt％抗静电剂、1～4Wt％分散剂、1～3Wt％偶联剂及0.1～0.5Wt％抗氧化剂，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒，芳香型聚酯母粒的粒径和低熔点聚酯切片相当；其中，所述低熔点聚酯切片熔点为150～170℃，特性粘度为0.62～0.68dl/g；所述香精为耐250℃以上高温的塑料用粉末香精；所述抗静电剂为具有导电性能的金属粉末或金属化合物粉末中的一种或多种，金属粉末包括铜、钛，金属化合物粉末包括氧化锌、醋酸钠；所述分散剂为聚烯蜡类，包括聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂；抗氧化剂为亚磷酸酯、1010或两种复配。
步骤二、双组份芯层材料制备：将80～90Wt％低熔点聚酯切片、10～20Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、70～100℃条件下预结晶2～5小时后，装入充填式干燥器中，采用100～130℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料；其中，所述低熔点聚酯切片熔点为150～170℃，特性粘度为0.62～0.68dl/g。
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、100～130℃条件下，预结晶2～5小时后，装入充填式干燥器中，采用130～160℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用；其中，所述常压阳离子可染聚酯切片熔点为220～240℃，特性粘度为0.59～0.68dl/g。
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将30～50Wt％步骤二制备的芯层材料、50～70Wt％步骤三制备的皮层材料经同心皮芯层组件制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维。其中芯层材料纺丝温度230～250℃，皮层材料纺丝温度265～278℃。复合功能聚酯纤维Ⅳ既适合长丝(POY、DTY或FDY)，又适合短纤。生产长丝POY的工艺：纺丝、上油，牵伸；生产长丝FDY的艺：纺丝、上油、牵伸、定型；生产长丝DTY的工艺：用POY加弹、定型；生产短纤的工艺：纺丝、上油，牵伸、切断、定型。
以下实施例涉及的低熔点聚酯切片为熔点为150～170℃，特性粘度为0.62～0.68dl/g的市售产品；香精为市售产品，耐250℃以上高温的塑料用粉末香精；偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯；常压阳离子可染聚酯切片为熔点为220～240℃，特性粘度为0.59～0.68dl/g的市售产品。
实施例1
一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将80Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、70℃条件下干燥6小时后，粉碎成粒径100目的细粉，加入7.5Wt％香精、5Wt％抗静电剂(铜)、4Wt％分散剂(聚乙烯蜡)、3Wt％偶联剂及0.5Wt％抗氧化剂(亚磷酸酯)，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒，芳香型聚酯母粒的粒径和低熔点聚酯切片相当。
步骤二、双组份芯层材料制备：将80Wt％低熔点聚酯切片、20Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、70℃条件下预结晶2小时后，装入充填式干燥器中，采用100℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料。
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、100℃条件下，预结晶2小时后，装入充填式干燥器中，采用130℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用。
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将30Wt％步骤二制备的芯层材料、70Wt％步骤三制备的皮层材料经纺丝、上油，牵伸制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯长丝POY。其中芯层材料纺丝温度230℃，皮层材料纺丝温度265℃。
实施例2
一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将93Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、120℃条件下干燥10小时后，粉碎成粒径500目的细粉，加入2.9Wt％香精、2Wt％抗静电剂(氧化锌)、1Wt％分散剂(聚丙烯蜡)、1Wt％偶联剂及0.1％抗氧化剂(1010)，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒，芳香型聚酯母粒的粒径和低熔点聚酯切片相当。
步骤二、双组份芯层材料制备：将90Wt％低熔点聚酯切片、10Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、100℃条件下预结晶5小时后，装入充填式干燥器中，采用130℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料。
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、130℃条件下，预结晶5小时后，装入充填式干燥器中，采用160℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用。
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将50Wt％步骤二制备的芯层材料、50Wt％步骤三制备的皮层材料经纺丝、上油、牵伸、定型制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯长丝FDY。其中芯层材料纺丝温度250℃，皮层材料纺丝温度278℃。
实施例3
一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将85Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、100℃条件下干燥8小时后，粉碎成粒径300目的细粉，加入6.7Wt％香精、3Wt％抗静电剂(铜和钛复配)、3Wt％分散剂(聚乙烯蜡)、2Wt％偶联剂及0.3Wt％抗氧化剂(亚磷酸酯和1010复配)，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒，芳香型聚酯母粒的粒径和低熔点聚酯切片相当。
步骤二、双组份芯层材料制备：将85Wt％低熔点聚酯切片、15Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、80℃条件下预结晶3小时后，装入充填式干燥器中，采用120℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料。
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、120℃条件下，预结晶3小时后，装入充填式干燥器中，采用140℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用。
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将40Wt％步骤二制备的芯层材料、60Wt％步骤三制备的皮层材料经用POY加弹、定型制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯长丝DTY。其中芯层材料纺丝温度240℃，皮层材料纺丝温度270℃。
实施例4
一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将90Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、70℃条件下干燥10小时后，粉碎成粒径300目的细粉，加入5.9Wt％香精、2Wt％抗静电剂(铜和醋酸钠复配)、1Wt％分散剂(聚乙烯蜡)、1Wt％偶联剂及0.1Wt％抗氧化剂(亚磷酸酯和1010复配)，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒，芳香型聚酯母粒的粒径和低熔点聚酯切片相当。
步骤二、双组份芯层材料制备：将85Wt％低熔点聚酯切片、15Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、100℃条件下预结晶2小时后，装入充填式干燥器中，采用120℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料。
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、130℃条件下，预结晶2小时后，装入充填式干燥器中，采用130℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用。
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将40Wt％步骤二制备的芯层材料、60Wt％步骤三制备的皮层材料经纺丝、上油，牵伸、切断、定型制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯短纤。其中芯层材料纺丝温度245℃，皮层材料纺丝温度272℃。
性能测试
将实施例1-4的纤维和制备的面料进行相关性能检测，检测结果见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 检测依据
面料持续释放香气(年) ≥2 ≥2 ≥2 ≥2 ——
面料耐洗涤(次) 20 20 20 20 ——
纤维回潮率(％) 0.95 0.83 0.89 0.91 GB/T6503-2008
纤维比电阻(Ω.CM) 4.6×107 6.7×107 5.3×107 5.7×107 GB/T14342-1993
面料色牢度(级) 4 4 4 4 GB/T3920-2008

Claims (10)

1.一种芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、芳香型聚酯母粒的制备：将80～93Wt％低熔点聚酯切片装入转鼓干燥机中，真空条件下转鼓干燥后，粉碎成细粉，加入2～8Wt％香精、2～5Wt％抗静电剂、1～4Wt％分散剂、1～3Wt％偶联剂及0.1～0.5Wt％抗氧化剂，经搅拌充分混匀；再经螺杆挤出机造粒制得芳香型聚酯母粒；
步骤二、双组份芯层材料制备：将80～90Wt％低熔点聚酯切片、10～20Wt％步骤一制备的芳香型聚酯母粒，装入转鼓干燥机中，转动混匀，在真空度≤200Pa、70～100℃条件下预结晶2～5小时后，装入充填式干燥器中，采用100～130℃热风干燥至水份≤30PPm，制得芯层材料；
步骤三、双组份皮层材料制备：将常压阳离子可染聚酯切片装入转鼓干燥机中，在真空度≤200Pa、100～130℃条件下，预结晶2～5小时后，装入充填式干燥器中，采用130～160℃热风干燥至水份≤30PPm，制得皮层材料备用；
步骤四、皮芯型复合纺丝：利用双螺杆复合纺丝设备，将30～50Wt％步骤二制备的芯层材料、50～70Wt％步骤三制备的皮层材料制得芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中所述低熔点聚酯切片熔点为150～170℃，特性粘度为0.62～0.68dl/g。
3.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤一中80～93Wt％低熔点聚酯切片在真空度≤200Pa、70～120℃条件下干燥6～10小时后，粉碎成粒径100～500目的细粉。
4.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤一中所述香精为耐250℃以上高温的塑料用粉末香精；所述抗静电剂为具有导电性能的金属粉末或金属化合物粉末中的一种或多种，金属粉末包括铜、钛，金属化合物粉末包括氧化锌、醋酸钠。
5.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤一中所述分散剂为聚烯蜡类，包括聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂；抗氧化剂为亚磷酸酯、1010或两种复配。
6.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤三中所述常压阳离子可染聚酯切片熔点为220～240℃，特性粘度为0.59～0.68dl/g。
7.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤四中芯层材料纺丝温度230～250℃，皮层材料纺丝温度265～278℃。
8.根据权利要求1所述的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤四制备的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维为长丝或短纤。
9.权利要求1-8任一权利要求所述方法制备的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维。
10.权利要求1-8任一权利要求所述方法制备的芳香型、亲水及抗静电复合功能聚酯纤维在制备服装或家纺面料中的应用。
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