CN106544784B - 一种夜光织带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夜光织带及其制备方法，包含表层，中间层和底层，其中表层为夜光发光层，中间层为长余辉蓄光层，底层为高强底层；表层的夜光聚酯纤维与中间层的长余辉聚酯纤维进行经编编织连接，中间层的长余辉聚酯纤维与底层的高强聚酯工业丝进行梭织或针织结构连接。本发明的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，同时以中间层为具有蓄光作用的长余辉聚酯纤维为原料，还可以实现夜间的储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有高强度的聚酯工业丝为原料，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。

Description

一种夜光织带及其制备方法
技术领域
本申请涉及功能织带技术领域，具体为一种夜光织带及其制备方法，主要是利用多层结构的设计，采用具有夜光发光和长余辉蓄光功能的聚酯纤维为原料，制备得到夜光织带。
技术背景
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；织物品种繁多，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。织带用原料主要用锦纶、维纶、涤纶、丙纶、氨纶、粘胶等，形成机织、编结、针织三大类工艺技术，织物结构有平纹、斜纹、缎纹、提花、双层、多层、管状和联合组织。
夜光织带主要是在夜间作为显示用，即可应用于服用，广告，车饰夜间发光的织物装饰材料，同时也可以用作夜间建筑物等的装饰材料；因此目前的夜间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夜间发光的涂层，利用涂层中的发光材料，实现夜间的发光和显示的目的，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，因此开发以具有发光性能的纤维为原料，利用原料本身的发光性能进行三维编织，制备得到具有发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，采用具有夜光发光和长余辉蓄光功能的聚酯纤维为原料，制备得到夜光织带。提供一种夜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:
一种夜光织带，其包含表层，中间层和底层，其中表层为夜光发光层，中间层为长余辉蓄光层，底层为高强底层。
表层的夜光聚酯纤维与中间层的长余辉聚酯纤维进行经编编织连接，中间层的长余辉聚酯纤维与底层的高强聚酯工业丝进行梭织或针织结构连接。
所述的表层厚度为500～800微米，表层的原料为夜光聚酯纤维，其旦数位5～50旦。
所述的中间层厚度为400～900微米，中间层的原料为长余辉聚酯纤维，其旦数位5～100旦，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6.0％；
所述的底层厚度为300～600微米，底层的原料为聚酯工业丝，，其旦数位20～200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，同时以中间层为具有蓄光作用的长余辉聚酯纤维为原料，还可以实现夜间的储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有高强度的聚酯工业丝为原料，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。
所述的夜光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤:
(1)活性夜光母粒的制备，以荧光发光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行荧光发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，制备得到改性荧光发光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性荧光发光粉为原料，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荧光发光母粒；
所述的荧光发光粉为稀土荧光发光粉。
所述的荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1:2.5～1:6.0。
所述的改性荧光发光粉与己内酰胺的质量比值为1:5～1:11。
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10～15s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为220～230℃，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23～28℃，吹风速度为0.5～1.0m/min。
(2)夜光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性夜光母粒，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夜光聚酯纤维；
所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为1.05～1.25dL/g。
所述的活性夜光母粒在夜光聚酯纤维中的质量分数为5～20％。
所述的熔融共混纺丝温度为275～285℃，环吹风风温28～30℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；一次拉伸倍数为2.0～3.0倍，一次拉伸温度为155～175℃，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。
稀土荧光夜光发光材料为具有高硬度的材料，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，但是由于无机粉体本身的高硬度因此在纺丝过程中，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；专利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，实现稀土荧光发光粉体的改性，通过与尼龙单体进行反应，固定在尼龙分子链段上，降低无机粉体的迁移尤其是在纺丝过程中，由于熔体的高剪切作用，使无机粉体迁移到纤维表面，刮伤喷丝孔和纺丝导辊；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稀土荧光发光粉体上，并且利用尼龙的长链段结构，实现稀土荧光粉体的表面包覆尼龙耐磨组份结构，不仅避免了无机稀土荧光发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，可以实现无机稀土荧光粉体高浓度添加和高速纺丝同时进行，且废丝和毛丝量低，解决了荧光粉体添加量与纺丝效率的统一性问题，避免了目前由于稀土荧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稀土荧光发光粉的表面改性剂，使无机粉体表面接枝甲苯二异氰酸酯基团，二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，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夜光母粒中端异氰酸酯基团的影响，避免活性夜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，而活性的夜光母粒，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，提高夜光发光效果，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:
本专利一种夜光织带及其制备方法，采用三层结构设计，利用多层结构的发光效果，实现多颜色发光，多环境发光设计，并且通过三维编织的方法，织带的结构强度高，机械性能好，同时以具有长效的稀土荧光发光材料为夜光发光粉体材料，通过采用表面端异氰酸酯改性，实现稀土荧光发光粉体的可反应性改性，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稀土荧光发光粉表面，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为本专利夜光织带的截面示意图；
附图中的标记为:1为表层，2为中间层，3为底层。
具体实施方式
实施例1
一种夜光织带，其包含表层1，中间层2和底层3，其中表层为夜光发光层，中间层为长余辉蓄光层，底层为高强底层。
表层的夜光聚酯纤维与中间层的长余辉聚酯纤维进行经编编织连接，中间层的长余辉聚酯纤维与底层的高强聚酯工业丝进行梭织或针织结构连接。
所述的表层厚度为500～800微米，表层的原料为夜光聚酯纤维，其旦数位5～50旦。
所述的中间层厚度为400～900微米，中间层的原料为长余辉聚酯纤维，其旦数位5～100旦，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6.0％。
所述的底层厚度为300～600微米，底层的原料为聚酯工业丝，，其旦数位20～200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，同时以中间层为具有蓄光作用的长余辉聚酯纤维为原料，还可以实现夜间的储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有高强度的聚酯工业丝为原料，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。
所述的夜光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤:
(1)活性夜光母粒的制备，以荧光发光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行荧光发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，制备得到改性荧光发光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性荧光发光粉为原料，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荧光发光母粒；
所述的荧光发光粉为稀土荧光发光粉。
所述的荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1:6.0。
所述的改性荧光发光粉与己内酰胺的质量比值为1:11。
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10～15s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为220～230℃，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23～28℃，吹风速度为0.5～1.0m/min。
(2)夜光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性夜光母粒，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夜光聚酯纤维；
所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为1.05～1.25dL/g。
所述的活性夜光母粒在夜光聚酯纤维中的质量分数为20％。
所述的熔融共混纺丝温度为275～285℃，环吹风风温28～30℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；一次拉伸倍数为2.0～3.0倍，一次拉伸温度为155～175℃，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
一种夜光织带，其包含表层，中间层和底层，其中表层为夜光发光层，中间层为长余辉蓄光层，底层为高强底层。
表层的夜光聚酯纤维与中间层的长余辉聚酯纤维进行经编编织连接，中间层的长余辉聚酯纤维与底层的高强聚酯工业丝进行梭织或针织结构连接。
所述的表层厚度为500～800微米，表层的原料为夜光聚酯纤维，其旦数位5～50旦。
所述的中间层厚度为400～900微米，中间层的原料为长余辉聚酯纤维，其旦数位5～100旦，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6.0％。
所述的底层厚度为300～600微米，底层的原料为聚酯工业丝，，其旦数位20～200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，同时以中间层为具有蓄光作用的长余辉聚酯纤维为原料，还可以实现夜间的储光和发光性能，并且通过在底层中采用具有高强度的聚酯工业丝为原料，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。
所述的夜光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤:
(1)活性夜光母粒的制备，以荧光发光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行荧光发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，制备得到改性荧光发光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性荧光发光粉为原料，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荧光发光母粒；
所述的荧光发光粉为稀土荧光发光粉。
所述的荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1:2.5。
所述的改性荧光发光粉与己内酰胺的质量比值为1:5。
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10～15s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为220～230℃，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23～28℃，吹风速度为0.5～1.0m/min。
(2)夜光聚酯纤维的制备，以步骤(1)制备得到的活性夜光母粒，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夜光聚酯纤维；
所述的高粘度聚酯切片的特性粘度为1.05～1.25dL/g。
所述的活性夜光母粒在夜光聚酯纤维中的质量分数为5％。
所述的熔融共混纺丝温度为275～285℃，环吹风风温28～30℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；一次拉伸倍数为2.0～3.0倍，一次拉伸温度为155～175℃，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 (5)

1.一种夜光织带，其特征在于，其包含表层，中间层和底层，其中表层为夜光发光层，中间层为长余辉蓄光层，底层为高强底层；
表层的夜光聚酯纤维与中间层的长余辉聚酯纤维进行经编编织连接，中间层的长余辉聚酯纤维与底层的高强聚酯工业丝进行梭织或针织结构连接；
所述的夜光聚酯纤维的制备方法具体分为以下步骤:
（1）活性夜光母粒的制备，以荧光发光粉，甲苯二异氰酸酯和己内酰胺为原料，首先荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯在氮气气氛中，在130～160℃条件下，进行荧光发光粉表面的端异氰酸酯改性，反应45～60min后，然后再采用减压蒸馏出过多的甲苯二异氰酸酯，制备得到改性荧光发光粉，然后采用反应挤出的方法，以己内酰胺和改性荧光发光粉为原料，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夜光母粒；
所述的荧光发光粉为稀土荧光发光粉；
所述的荧光发光粉和甲苯二异氰酸酯的质量比值为1:2.5～1:6.0；
所述的改性荧光发光粉与己内酰胺的质量比值为1:5～1:11；
所述的双螺杆反应挤出机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10～15s，真空度为5～10kPa；第二段温度控制为220～230℃，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23～28℃，吹风速度为0.5～1.0m/min；
（2）夜光聚酯纤维的制备，以步骤（1）制备得到的活性夜光母粒，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夜光聚酯纤维。
2.如权利要求1所述的一种夜光织带，其特征在于，所述的表层厚度为500～800微米，表层的原料为夜光聚酯纤维，其旦数为5～50旦。
3.如权利要求1所述的一种夜光织带，其特征在于，所述的中间层厚度为400～900微米，中间层的原料为长余辉聚酯纤维，其旦数为5～100旦。
4.如权利要求1所述的一种夜光织带，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1.05～1.25dL/g。
5.如权利要求1所述的一种夜光织带，其特征在于，在步骤（2）中，所述的活性夜光母粒在夜光聚酯纤维中的质量分数为5～20%。
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