CN106544782A - 一种反光织带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反光织带及其制备方法，其包含反光层，蓄光层，高强底层；反光层的反光聚酯纤维与蓄光层的长余辉聚酯纤维经编编织连接，蓄光层的长余辉聚酯纤维与高强底层的高强尼龙工业丝经编编织连接。本发明采用三层结构设计，利用多截面纤维结构设计，实现多维度多角度的反光表面，并且通过蓄光层的结构设计，实现了多颜色反光，多环境反光体系设计，并且通过三维编织的方法，织带的结构强度高，机械性能好，提升了发光粉体在基体中的固定作用，提高纤维的强度，避免了纺丝过程中毛丝，断头，以及对设备的损伤等问题，在织带，家纺，装饰，服用以及产业用等领域应用广泛。

Description

一种反光织带及其制备方法
技术领域
本专利一种反光织带及其制备方法，主要是利用多层结构的设计，采用具有反光发光和长余辉蓄光功能的聚酯纤维为原料，制备得到反光织带，属于化纤及其制品制备领域。
技术背景
三维编织织物具有织物的三维组织结构，同时还具有三维大块体织物的三维交织结构，其在织物的结构强度方面具有更好的优势；织带是以各种纤维纱线为原料制成狭幅状织物或管状织物，气味织物的一种；织带品种繁多，广泛用于服饰、鞋材、箱包、工业、农业、军需、交通运输等各产业部门。
反光织带其是在反光材料的基础上，实现织带的反光设计，目前主要是用在反光显示用，即可应用于服用，广告，车饰反光发光的织物装饰材料，同时也可以用作反光建筑物等的装饰材料；因此目前的反光织带主要是通过表面涂覆的方法，通过对三维织物进行表面涂覆具有反间发光的涂层，利用涂层中的反光材料，实现反光和显示的目的，而涂层的方法不可避免了会导致三维织物的气孔被阻隔，影响织物的透气导湿性能，同时涂层处理后，织物的组织结构和织物机械性能必定受到一定的影响，从而导致物质的性能与编织时的结构与性能的差异，因此开发以具有反光性能的纤维为原料，利用原料本身的反光性能进行三维编织，制备得到具有反光性能的织带具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，通过多层结构的设计，采用具有反光和长余辉蓄光功能的聚酯纤维为原料，制备得到反光织带。提供一种反光织带及其制备方法
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种反光织带，其包含反光层，蓄光层，高强底层；反光层的反光聚酯纤维与蓄光层的长余辉聚酯纤维经编编织连接，蓄光层的长余辉聚酯纤维与高强底层的高强尼龙工业丝经编编织连接。
所述的反光层厚度为400～800微米，反光层的原料为反光聚酯纤维，其旦数位10～50旦，反光聚酯纤维的截面为中空菱形，且中空部分为圆形，中空度为35～45％；
所述的蓄光层厚度为500～800微米，蓄光层的原料为长余辉蓄光聚酯纤维，其旦数位20～100旦，长余辉蓄光聚酯纤维的截面为等边三角形，所述的长余辉蓄光聚酯纤维中的发光粉为硫化锌长余辉发光粉或者铝酸盐长余辉发光粉中的一种，其中发光粉的质量分数为5.0％；
所述的高强底层厚度为300～600微米，高强底层的原料为高强尼龙工业丝，其旦数位5～50旦；
多层发光结构层的设置，可以实现具有多种发光颜色的织带，储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有细旦尼龙工业丝为原料，具有优异的柔软性，实现织带柔软的贴肤性和高强机械性能。
采用异形截面的设计，使纤维具有多维度和多角度的光线反射面，提升织带的反光效果，同时以反光层中的原料为菱形中空纤维，在纤维中光线多层反射和折射，提高其反光效果。
高强尼龙工业丝具有优异的强度，由于尼龙本身的聚酰胺结构，与人体的蛋白质结构相似，因此亲肤性，染色性优异，可实现织带的深染和多步异染的效果。
所述的反光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤：
第一步活性反光母粒的制备，以反光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先反光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行反光粉表面的端异氰酸酯改性，反应45～60min后，然后在采用减压蒸馏出过多的甲苯二异氰酸酯，制备得到改性反光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性反光粉为原料，通过带真空系统的双螺杆反应挤出机挤出，然后氮气冷却，经切粒机制备得到活性反光母粒；
所述的反光粉的平均粒径为0.5～5微米；
所述的反光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1：3.5～1：5.0；
所述的改性反光粉与己内酰胺的质量比值为1：10～1：20；
所述的双螺杆反应挤出过程中经三个反应段，第一段温度控制为180～200℃，停留时间为10～20s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为240～260℃，停留时间为15～30s，真空度为0.5～1kPa；第三段温度控制为200～220℃，停留时间为10～15s，真空度为100～500Pa；
所述的氮气冷却氮气温度为25～30℃，吹风速度为0.5～1.0m/min；
(2)反光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性反光母粒，高粘度聚酯切片为原料，采用熔融共混纺丝的方法，经环吹风冷却，集束上油，一次牵伸，一次热定型，上油，二次牵伸，二次热定型和卷绕制备得到反光聚酯纤维；
所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为0.05～1.15dL/g；
所述的活性反光母粒在反光聚酯纤维中的质量分数为15～25％；
所述的熔融共混纺丝温度为275～285℃，环吹风风温25～30℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；一次拉伸倍数为2.5～3.5倍，一次拉伸温度为165～175℃，一次热定型温度为135～145℃；二次拉伸倍数为1.5～2.0倍，二次拉伸温度为135～145℃，二次热定型温度为105～115℃，卷绕速度为4500～4800m/min；
发光粉为由一种玻璃为主粉体材料生产而成，其主要成分为SiO2,CaO，Na2O，TiO2和BaO等。发光粉可以直接加入涂料或树脂中，使产品具有回归反光效果，在各种复杂形状的表面上都可以使用。它是生产反光布，反光贴膜，反光涂料，反光标牌，广告宣传材料，服饰材料，标准赛场跑道，鞋帽，书包，水陆空救生用品等新型光功能复合材料的核心原材料。
而发光粉材料为具有高硬度，多菱角，通过采用熔融共混的方法，加入到聚酯以及尼龙等基体材料中，但是由于无机的发光粉本身的高硬度和多菱角特性，因此在纺丝过程中，常常出现对喷丝板和导丝辊的磨损，从而减缓纺丝机的寿命，并且严重影响纺丝过程中的品质，出现过多的毛丝，断头等问题；本申请以甲苯二异氰酸酯为表面端异氰酸酯改性，利用甲苯二异氰酸酯的高活性，实现无机发光粉的改性，通过与尼龙单体进行反应，固定在尼龙分子链段上，避免了无机粉体的迁移尤其是在纺丝过程中，从而避免无极粉体在熔体的高剪切作用，使无机粉体迁移到纤维表面，刮伤喷丝孔和纺丝导辊，并且在卷绕过程中会出现割伤纤维的问题；同时己内酰胺作为尼龙聚合的原料，具有优异的高强度，高模量，耐磨性，通过己内酰胺的开环聚合反应，实现具有高强度和耐磨的尼龙单元接枝聚合在发光粉上，并且利用尼龙的长链段结构，实现发光粉的表面包覆尼龙耐磨组份结构，避免了无机稀土反光粉体直接参与剪切，同时利用尼龙的耐磨特性，润滑纺丝过程，可以实现发光粉高浓度添加和高速纺丝同时进行，且废丝和毛丝量低，解决了发光粉添加量与纺丝效率的统一性问题，避免了目前由于无机发光粉添加导致的毛丝断头量大的问题。
反应挤出的方法是目前尼龙聚合的重要手段，但其主要是应用在尼龙塑料的加工体系中，主要是由于尼龙纺丝过程中要求高，其单体等小分子含量需要低于2％才能适合纺丝，否则纺丝过程中断头量增加；专利利用甲苯二异氰酸酯为发光粉的表面改性剂，使无机粉体表面接枝异氰酸酯基团，高活性的端异氰酸酯基团，能够与尼龙反应挤出过程中的单体的再次开环聚合剂，同时还可以作为尼龙链段增长的扩链剂，不仅提升了尼龙的分子量，提高其耐摩擦性能，同时降低了尼龙聚合物中单体含量，利于进行后期的母粒制备，实现对纺丝影响少，降低毛丝和断头；同时在反应挤出过程中以氮气为冷却风，避免了空气中的水汽以及二氧化碳对活性反光母粒中端异氰酸酯基团的影响，避免活性反光母粒的反应活性失活，而在纺丝过程中出现的与聚酯相容性差的问题，避免了单一聚酯和尼龙进行熔融共混反应导致的聚酯和尼龙基体相容性差而出现的相分离现象严重等问题，而活性的反光母粒，由于端异氰酸酯基团即可与端氨基和端羧酸以及端羟基反应，使聚酯和尼龙链段能够有分子基团连接，从而实现相容性的改性，提高分散性，提高反光效果，并且还提升了聚酯基体强度和耐磨性。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本专利一种反光织带及其制备方法，采用三层结构设计，利用多截面纤维结构设计，实现多维度多角度的反光表面，并且通过蓄光层的结构设计，实现了多颜色反光，多环境反光体系设计，并且通过三维编织的方法，织带的结构强度高，机械性能好，同时通过采用表面端异氰酸酯改性，实现发光粉表面的高活性化设计，并以己内酰胺为反应性挤出单体，通过反应挤出装置实现尼龙接枝的发光粉表面，提升了发光粉体在基体中的固定作用，同时也提升了发光粉体的表面耐磨特性，并且利用残留的活性的基团与聚酯的端羟基和端羧基反应，实现聚酯与尼龙的相容性改性，提升材料发光效率的基础上，提高纤维的强度，避免了纺丝过程中毛丝，断头，以及对设备的损伤等问题，在织带，家纺，装饰，服用以及产业用等领域应用广泛。
附图说明
图1为本专利反光织带的截面示意图；
图2为本专利反光聚酯纤维的截面示意图。
附图中的标记为：1为反光层，2为蓄光层，3为高强底层图。
具体实施方式
实施例1
请参见附图1，一种反光织带，其包含反光层，蓄光层，高强底层；反光层的反光聚酯纤维与蓄光层的长余辉聚酯纤维经编编织连接，蓄光层的长余辉聚酯纤维与高强底层的高强尼龙工业丝经编编织连接。
所述的反光层厚度为400～800微米，反光层的原料为反光聚酯纤维，其旦数位10～50旦，反光聚酯纤维的截面为中空菱形，且中空部分为圆形，中空度为35～45％；
所述的蓄光层厚度为500～800微米，蓄光层的原料为长余辉蓄光聚酯纤维，其旦数位20～100旦，长余辉蓄光聚酯纤维的截面为等边三角形，所述的长余辉蓄光聚酯纤维中的发光粉为硫化锌长余辉发光粉或者铝酸盐长余辉发光粉中的一种，其中发光粉的质量分数为5.0％；
所述的高强底层厚度为300～600微米，高强底层的原料为高强尼龙工业丝，其旦数位5～50旦；
多层发光结构层的设置，可以实现具有多种发光颜色的织带，储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有细旦尼龙工业丝为原料，具有优异的柔软性，实现织带柔软的贴肤性和高强机械性能。
采用异形截面的设计，使纤维具有多维度和多角度的光线反射面，提升织带的反光效果，同时以反光层中的原料为菱形中空纤维，在纤维中光线多层反射和折射，提高其反光效果。
高强尼龙工业丝具有优异的强度，由于尼龙本身的聚酰胺结构，与人体的蛋白质结构相似，因此亲肤性，染色性优异，可实现织带的深染和多步异染的效果。
请参见附图2，所述的反光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤：
第一步活性反光母粒的制备，以反光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先反光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行反光粉表面的端异氰酸酯改性，反应45～60min后，然后在采用减压蒸馏出过多的甲苯二异氰酸酯，制备得到改性反光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性反光粉为原料，通过带真空系统的双螺杆反应挤出机挤出，然后氮气冷却，经切粒机制备得到活性反光母粒；
所述的反光粉的平均粒径为0.5～5微米；
所述的反光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1：3.5；
所述的改性反光粉与己内酰胺的质量比值为1：10；
所述的双螺杆反应挤出过程中经三个反应段，第一段温度控制为180～200℃，停留时间为10～20s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为240～260℃，停留时间为15～30s，真空度为0.5～1kPa；第三段温度控制为200～220℃，停留时间为10～15s，真空度为100～500Pa；
所述的氮气冷却氮气温度为25～30℃，吹风速度为0.5～1.0m/min；
(2)反光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性反光母粒，高粘度聚酯切片为原料，采用熔融共混纺丝的方法，经环吹风冷却，集束上油，一次牵伸，一次热定型，上油，二次牵伸，二次热定型和卷绕制备得到反光聚酯纤维；
所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为0.05～1.15dL/g；
所述的活性反光母粒在反光聚酯纤维中的质量分数为25％；
所述的熔融共混纺丝温度为275～285℃，环吹风风温25～30℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；一次拉伸倍数为2.5～3.5倍，一次拉伸温度为165～175℃，一次热定型温度为135～145℃；二次拉伸倍数为1.5～2.0倍，二次拉伸温度为135～145℃，二次热定型温度为105～115℃，卷绕速度为4500～4800m/min。
实施例2
请参见附图1，一种反光织带，其包含反光层，蓄光层，高强底层；反光层的反光聚酯纤维与蓄光层的长余辉聚酯纤维经编编织连接，蓄光层的长余辉聚酯纤维与高强底层的高强尼龙工业丝经编编织连接。
所述的反光层厚度为400～800微米，反光层的原料为反光聚酯纤维，其旦数位10～50旦，反光聚酯纤维的截面为中空菱形，且中空部分为圆形，中空度为35～45％；
所述的蓄光层厚度为500～800微米，蓄光层的原料为长余辉蓄光聚酯纤维，其旦数位20～100旦，长余辉蓄光聚酯纤维的截面为等边三角形，所述的长余辉蓄光聚酯纤维中的发光粉为硫化锌长余辉发光粉或者铝酸盐长余辉发光粉中的一种，其中发光粉的质量分数为5.0％；
所述的高强底层厚度为300～600微米，高强底层的原料为高强尼龙工业丝，其旦数位5～50旦；
多层发光结构层的设置，可以实现具有多种发光颜色的织带，储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有细旦尼龙工业丝为原料，具有优异的柔软性，实现织带柔软的贴肤性和高强机械性能。
采用异形截面的设计，使纤维具有多维度和多角度的光线反射面，提升织带的反光效果，同时以反光层中的原料为菱形中空纤维，在纤维中光线多层反射和折射，提高其反光效果。
高强尼龙工业丝具有优异的强度，由于尼龙本身的聚酰胺结构，与人体的蛋白质结构相似，因此亲肤性，染色性优异，可实现织带的深染和多步异染的效果。
所述的反光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤：
第一步活性反光母粒的制备，以反光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先反光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行反光粉表面的端异氰酸酯改性，反应45～60min后，然后在采用减压蒸馏出过多的甲苯二异氰酸酯，制备得到改性反光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性反光粉为原料，通过带真空系统的双螺杆反应挤出机挤出，然后氮气冷却，经切粒机制备得到活性反光母粒；
所述的反光粉的平均粒径为0.5～5微米；
所述的反光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1：5.0；
所述的改性反光粉与己内酰胺的质量比值为1：20；
所述的双螺杆反应挤出过程中经三个反应段，第一段温度控制为180～200℃，停留时间为10～20s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为240～260℃，停留时间为15～30s，真空度为0.5～1kPa；第三段温度控制为200～220℃，停留时间为10～15s，真空度为100～500Pa；
所述的氮气冷却氮气温度为25～30℃，吹风速度为0.5～1.0m/min；
(2)反光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性反光母粒，高粘度聚酯切片为原料，采用熔融共混纺丝的方法，经环吹风冷却，集束上油，一次牵伸，一次热定型，上油，二次牵伸，二次热定型和卷绕制备得到反光聚酯纤维；
所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为0.05～1.15dL/g；
所述的活性反光母粒在反光聚酯纤维中的质量分数为25％；
所述的熔融共混纺丝温度为275～285℃，环吹风风温25～30℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；一次拉伸倍数为2.5～3.5倍，一次拉伸温度为165～175℃，一次热定型温度为135～145℃；二次拉伸倍数为1.5～2.0倍，二次拉伸温度为135～145℃，二次热定型温度为105～115℃，卷绕速度为4500～4800m/min。
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 (9)

1.一种反光织带，其包含反光层，蓄光层，高强底层；反光层的反光聚酯纤维与蓄光层的长余辉聚酯纤维经编编织连接，蓄光层的长余辉聚酯纤维与高强底层的高强尼龙工业丝经编编织连接。
2.如权利要求1所述的一种反光织带，其特征在于，所述的反光层厚度为400～800微米，反光层的原料为反光聚酯纤维，其旦数位10～50旦，反光聚酯纤维的截面为中空菱形，且中空部分为圆形，中空度为35～45％。
3.如权利要求1所述的一种反光织带，其特征在于，所述的蓄光层厚度为500～800微米，蓄光层的原料为长余辉蓄光聚酯纤维，其旦数位20～100旦，长余辉蓄光聚酯纤维的截面为等边三角形，所述的长余辉蓄光聚酯纤维中的发光粉为硫化锌长余辉发光粉或者铝酸盐长余辉发光粉中的一种，其中发光粉的质量分数为5.0％。
4.如权利要求1所述的一种反光织带，其特征在于，所述的高强底层厚度为300～600微米，高强底层的原料为高强尼龙工业丝，其旦数位5～50旦。
5.如权利要求1所述的一种反光织带，其特征在于，所述的反光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤：
第一步活性反光母粒的制备，以反光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先反光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行反光粉表面的端异氰酸酯改性，反应45～60min后，然后在采用减压蒸馏出过多的甲苯二异氰酸酯，制备得到改性反光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性反光粉为原料，通过带真空系统的双螺杆反应挤出机挤出，然后氮气冷却，经切粒机制备得到活性反光母粒；
(2)反光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性反光母粒，高粘度聚酯切片为原料，采用熔融共混纺丝的方法，经环吹风冷却，集束上油，一次牵伸，一次热定型，上油，二次牵伸，二次热定型和卷绕制备得到反光聚酯纤维。
6.如权利要求5所述的一种反光织带，其特征在于，在步骤(1)中，所述的反光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1：3.5～1：5.0。
7.如权利要求5所述的一种反光织带，其特征在于，在步骤(1)中，所述的改性反光粉与己内酰胺的质量比值为1：10～1：20。
8.如权利要求5所述的一种反光织带，其特征在于，在步骤(2)中，所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为0.05～1.15dL/g。
9.如权利要求5所述的一种反光织带，其特征在于，在步骤(2)中，所述的活性反光母粒在反光聚酯纤维中的质量分数为15～25％。
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