一种多功能环保涤纶纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及功能型服装面料领域,特别是涉及一种多功能环保涤纶纤维的制备方法。
背景技术
涤纶纤维作为应用最广泛的化学纤维,其具有良好的成纤性能和机械性能,强度高、耐光、耐热和耐酸碱性好,具有良好的加工性和易纺性,可纯纺、混纺和交织。涤纶面料耐洗耐磨、免烫抗皱,在服装、家纺、装饰和产品用等领域被广泛应用。然而,涤纶纤维也存在吸湿性差、织物不吸汗、穿着有闷热感、防静电能力差和易沾污灰尘等缺点,因此大大制约了涤纶纤维的应用与发展。为提高涤纶纤维的穿着舒适性,提高涤纶纤维的应用附加值,通常是对涤纶纤维进行化学或物理方面的改进,进而赋予涤纶纤维较高的吸湿排汗性,提高涤纶织物穿着舒适度。
目前市场上的户外工作服,尤其是防护服以芳纶纤维、芳砜纶纤维为主,这些纤维制成的衣服服用性能较差,给长期进行户外劳动的工人增加了额外的负担。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种多功能环保涤纶纤维的制备方法。
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为30-60微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至100-150cps,加入表面活性剂、润湿剂,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至500-800cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1-2min后取出;
D、将涤纶树脂切片50-60℃干燥30-60min;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度320-350℃,纺丝速度为1000-1500m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3-4倍;
优选的,所述的步骤B中的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
优选的,所述的步骤B中的润湿剂为科宁润湿剂875。
优选的,所述的步骤B中各原料的重量百分比为水75-85%、瓜尔胶8-15%、表面活性剂0.5-1.5%、润湿剂0.1-0.3%,生蛭石粉4-8%。
优选的,所述的步骤D中,将涤纶树脂切片干燥后,其固含量≥90%。
将涤纶树脂切片干燥后,会在涤纶切片表面形成一层胶膜,如果干燥温度过高,会对胶膜产生破坏,同时会对下一步骤中生蛭石粉的膨胀产生影响。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质,在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物,属于硅酸盐。其晶体结构为单斜晶系,从外形上它看上去像云母。蛭石是一定的花岗岩水合时产生的。它一般与石棉同时产生。由于蛭石有离子交换的能力,它对土壤的营养有极大的作用。2000年世界的蛭石总产量超过50万吨。最主要的出产国是中国、南非、澳大利亚、津巴布韦和美国。
蛭石被突然加热到200至300℃后会沿其晶体的c轴产生蠕虫似的剥落,由此它也获得了它的名字。蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物,
原矿外形似云母,通常主要由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成,因其受热失水膨胀时呈挠曲状,形态酷似水蛭,故称蛭石。
蛭石是一种与蒙脱石相似的粘土矿物,为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液蚀变或风化形成。它有时以粗大的黑云母样子出现(这是蛭石的黑云母假象),有时则细微得成为土壤状。把蛭石加热到300℃时,它能膨胀20倍并发生弯曲。这时的蛭石有点像水蛭(俗称蚂蟥),因此它有了这么一个名字。蛭石一般为褐、黄、暗绿色,有油一样的光泽,加热后变成灰色。蛭石可用作建筑材料、吸附剂、防火绝缘材料、机械润滑剂、土壤改良剂等等,用途广泛。
蛭石片经过高温焙烧其体积可迅速膨胀6-20倍,膨胀后的比重为60-180kg/m3,具有很强的保温隔热性能。
本发明中通过将蛭石粉成膜包覆在涤纶树脂切片外围,并与涤纶树脂切片共融纺丝,制成多功能改性涤纶纤维。
由于生蛭石粉在300℃时,其会迅速膨胀,从而会对涤纶纤维内部形成部分中空结构,在涤纶纤维表面形成凹槽或微突等结构,使纤维具备常规涤纶纤维所不具备的吸湿性、抗起毛起球性、隔热保暖性、阻燃耐热性、光反射性,且染色性能显著提高。
本发明的整个改性过程中只加入少量的润湿剂、表面活性剂,生蛭石粉和瓜尔胶均为对环境友好、对人体无害的环保产品,整个生产过程中不会使用大量的化学制剂,不会对环境造成较大负担,是一种环保的新型纤维制备方法。
生蛭石粉的粒径选取30-60微米之间主要是因为,如果粒径过小的话,对纤维的改性效果不明显,而加入量过大的话则制备成本相对较高;而如果粒径大的话,则会对纤维的伤害较大,会影响纤维的纺织性能。
本发明所提供的一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,将生蛭石粉加入涤纶纤维的制备过程当中,不仅成本低、改良效果好,而且整个制备过程不会使用大量的化学制剂,是一种环保的新型纤维制备方法。
具体实施方式
实施例1
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为30-60微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至125cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至700cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1.5min后取出;
D、将涤纶树脂切片55℃干燥40min,将其固含量调节至92%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度330℃,纺丝速度为1300m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3.5倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水80%、瓜尔胶12%、表面活性剂0.8%、润湿剂0.2%,生蛭石粉7%。
实施例2
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为30-60微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至150cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至750cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1min后取出;
D、将涤纶树脂切片50℃干燥45min,将其固含量调节至90%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度320℃,纺丝速度为1200m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3.5倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水85%、瓜尔胶8%、表面活性剂1.2%、润湿剂0.3%,生蛭石粉5%。
实施例3
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为30-60微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至105cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至650cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡2min后取出;
D、将涤纶树脂切片60℃干燥40min,将其固含量调节至95%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度350℃,纺丝速度为1350m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为4倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水75.4%、瓜尔胶15%、表面活性剂1.5%、润湿剂0.1%,生蛭石粉8%。
下面对实施例1~3制备的多功能环保涤纶纤维织成面料后进行各项性能测试,同时我们也选择了与实施例1~3制备的面料的颜色、克重比较相近的真丝绸织物进行对比测试,比较两者之间的差异。
检测项目 |
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
真丝绸 |
断裂强度N(经向) |
280N |
270N |
270N |
320N |
断裂强度N(纬向) |
250N |
245N |
240N |
270N |
抗起毛起球性能 |
4~5级 |
4~5级 |
4~5级 |
4~5级 |
湿阻RETRET㎡·K/W |
7.2 |
7.2 |
7.2 |
7.2 |
热阻RCTRCT㎡·K/W |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.06 |
静态悬垂度% |
40% |
40% |
40% |
42% |
动态悬垂度% |
44% |
44% |
44% |
43% |
极限氧指数(LOI) |
32 |
32 |
31 |
/ |
由以上各检测数据可知,实施例1~3制备的多功能环保涤纶纤维织成面料的各项物性已经全面接近真丝绸面料,相比涤纶面料已经有非常好的改良。
以下对生蛭石粉的粒径大小对纤维最终的影响进行分析:
实施例4
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为10-20微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至125cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至700cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1.5min后取出;
D、将涤纶树脂切片55℃干燥40min,将其固含量调节至92%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度330℃,纺丝速度为1300m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3.5倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水80%、瓜尔胶12%、表面活性剂0.8%、润湿剂0.2%,生蛭石粉7%。
实施例5
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为80-120微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至125cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至700cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1.5min后取出;
D、将涤纶树脂切片55℃干燥40min,将其固含量调节至92%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度330℃,纺丝速度为1300m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3.5倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水80%、瓜尔胶12%、表面活性剂0.8%、润湿剂0.2%,生蛭石粉7%。
实施例4和5的纤维制备方法与实施例1的纤维制备方法的区别仅为生蛭石粉的粒径,下面对它们制成的面料的各项物性进行检测物性进行检测:
检测项目 |
实施例1 |
实施例4 |
实施例5 |
断裂强度N(经向) |
280N |
350N |
120N |
断裂强度N(纬向) |
250N |
320N |
80N |
抗起毛起球性能 |
4~5级 |
2级 |
5级 |
由以上检测数据可知,生蛭石粉的粒径过小,对原涤纶纤维的断裂强度、抗起毛起球性能等物性影响不大,改性效果较差;而生蛭石粉的粒径过大,则会影响原涤纶纤维的断裂强度,甚至影响纺织性能。
以下对生蛭石粉的加入量对纤维的影响进行分析:
实施例6
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为30-60微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至125cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至700cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1.5min后取出;
D、将涤纶树脂切片55℃干燥40min,将其固含量调节至92%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度330℃,纺丝速度为1300m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3.5倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水80%、瓜尔胶12%、表面活性剂0.8%、润湿剂0.2%,生蛭石粉1%。
实施例7
一种多功能环保涤纶纤维的制备方法,按照下述步骤进行:
A、将生蛭石研磨至粉状,筛选出粒径为30-60微米之间的生蛭石粉;
B、将瓜尔胶溶于水中,将溶液粘度调节至125cps,加入十二烷基苯磺酸钠、科宁润湿剂875,生蛭石粉搅拌均匀,然后再加入瓜尔胶将溶液的粘度调节至700cps;
C、将涤纶树脂切片投入瓜儿胶溶液中浸泡1.5min后取出;
D、将涤纶树脂切片55℃干燥40min,将其固含量调节至92%;
E、将涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维,具体工艺条件为:纺丝温度330℃,纺丝速度为1300m/min;
F、将初生纤维采用平行牵伸机进行定型,即可得到成品涤纶纤维,牵伸倍数为3.5倍;
所述的步骤B中各原料的重量百分比为水80%、瓜尔胶12%、表面活性剂0.8%、润湿剂0.2%,生蛭石粉15%。
实施例6和7的纤维制备方法与实施例1的纤维制备方法的区别仅为生蛭石粉的加入量,下面对它们制成的面料的各项物性进行检测物性进行检测:
检测项目 |
实施例1 |
实施例4 |
实施例5 |
断裂强度N(经向) |
280N |
320N |
170N |
断裂强度N(纬向) |
250N |
280N |
125N |
抗起毛起球性能 |
4~5级 |
2级 |
5级 |
极限氧指数(LOI) |
32 |
19 |
35 |
由以上检测数据可知,生蛭石粉的加入量过小,对原涤纶纤维的断裂强度、抗起毛起球性能、阻燃性能等物性影响不大,改性效果较差;而生蛭石粉加入量过大,则会影响涤纶纤维的断裂强度,甚至影响纺织性能。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。