CN107287693A - 一种环保改性聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保的改性聚酯纤维及其制备方法，尤其是涉及纺织业可替代腈纶用于生产针织产品的经济环保改性聚酯纤维及其制备方法。所述环保改性聚酯纤维由改性聚酯与再生聚酯薄片组成；可作为腈纶的替代品，其与腈纶具有相同的产品特性。本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法包括如下步骤：1)将改性聚酯颗粒与再生聚酯薄片一起共聚；2)通过挤出纺丝工艺即获得了环保改性聚酯短纤维；3)经过常规的纺纱工艺后，获得环保改性聚酯纱线。

Description

一种环保改性聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保改性聚酯纤维及其制备方法，尤其是涉及纺织业可替代腈纶用于生产针织产品的经济环保改性聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
纺织业是世界上最大的污染制造者之一。几年以来，大型零售商和品牌商开始承担起他们的责任来减轻这种污染。基于这个观点，纺织业开始引入不同类型环保的以及可回收的纱线和布料，如有机棉(种植时未添加化学品，如化肥和农药)和再生涤沦(由宝特瓶生产而得)。在过去这几年，纺织业使用环保的以及回收的纱线和布料有了显著的增加。
腈纶是纺织业最普遍的、便宜的羊毛人造替代品，这是由于它与羊毛具有相同的产品特征，如：毛茸茸的感觉、很轻、柔软、透气、弹性好又保暖。正是基于这个原因，腈纶被纺织业用来制造几乎所有的针织物，如领带、帽子、毛衣、手套。然而，在纺织业没有一种腈纶的环保替代品，可以有腈纶一样的手感、有弹性又经济。
腈纶由从石油化工品制得，制备过程中需要大量的水。由纺织交易所(非营利组织致力于扩大农业可持续发展，尤其是关注有机种植的生产和使用)制作的生命周期评价指出，腈纶是纺织业使用的最糟糕的纱线。正如这个行业普遍接受的那样，一种材料的影响可以通过比较不同纱线的能源消耗、水的消耗以及温室气体排放计算而得。
在下面的概述中，很直观的反映了来自纺织交易所关于腈纶、涤纶以及再生涤纶的生命周期评价数据。数据显示，相较于涤纶，腈纶对环境的影响更糟糕的多。相比涤纶，再生涤纶的这种节约具有更重大的意义。
环境食品和农村事务部与食品和环境研究署，莱斯特蒙特福特大学以及利兹大学合作出具的生命周期评估的报告了类似的结果。普利茅斯大学海洋科学与工程学院的海洋生物与生态研究中心的研究表明腈纶在洗涤时比涤纶向环境中释放更多的微塑性污染。每次洗涤6公斤量来估算纤维释放量，腈纶为728,789根纤维，涤纶为496,030根纤维。
全球每年生产腈纶2.5万吨，对环境的影响是巨大的。由于腈纶在回收后将失去其产品特性，只能通过添加新的化学品来恢复，再生腈纶不能作为常规腈纶的环保替代品。
发明内容
针对目前在纺织业使用的纤维和纱线中，腈纶是其中污染性最大的之一，又没有替代品，本发明研究开发了一种经济环保的改性聚酯纤维，这种纤维具有与腈纶一样的特性，可以作为腈纶的经济环保替代品。
本发明一种环保改性聚酯纤维；其由改性聚酯与再生聚酯(RPET)组成。
本发明一种环保改性聚酯纤维；所述改性聚酯纤维中，聚酯的质量百分含量为45-55％，再生聚酯的质量百分含量为55-45％。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)将改性聚酯颗粒与再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥；
2)通过挤出纺丝工艺即获得了改性聚酯短纤维；
3)经过常规的纺纱工艺后，获得环保改性聚酯纱线。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，1)中所述改性聚酯颗粒为阳离子染料易染改性聚酯颗粒；所述阳离子染料易染改性聚酯颗粒为在常规聚酯聚合时加入含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入聚乙二醇第4单体共聚改性制得。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，1)中所述再生聚酯薄片(RPET)由回收的宝特瓶制得。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，1)中所述改性聚酯颗粒与再生聚酯薄片(RPET)的组分比例按质量百分比计，聚酯颗粒为45-55％，再生聚酯薄片(RPET)为55-45％。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，2)中所述纺丝工艺为将改性聚酯颗粒与回收瓶片在螺杆熔丝机中熔融纺丝，所述熔融温度为225-255℃，纺丝速度为80-100m/min，牵伸温度65-70℃，牵伸倍数3-4倍。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，2)中所述挤出纺丝工艺由前纺工艺及后纺工艺构成；所述前纺工艺依次为螺杆熔融纺丝、卷绕上油、落丝成型；所述后纺工艺依次为集束、导丝、牵伸、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，3)中所述纺纱过程中，加入其他的短纤维进行混合纺织。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，所述其他的短纤维包括有机棉、再生棉、腈纶，再生涤纶、Tencel纤维、回收羊毛、羊毛、人造纤维素纤维，尼龙，再生尼龙，麻类材质中的至少一种。
本发明一种环保改性聚酯纤维的制备方法，3)中所述的环保改性聚酯纱线，经过常压沸染，获得染色的环保改性聚酯纱线，其上染率在95％以上，比普通涤纶(高温高压染色)更节能减排；所述常压沸染的温度为95-100℃。
在本发明中，改性聚酯纱线清晰的定义为腈纶的环保替代品。
本发明一种环保改性聚酯纤维，作为腈纶的替代品，在纺织业可用于针织服装和/或针织配饰。尤其是所得改性聚酯纱线可作为腈纶的替代品，在纺织业可用于针织服装和/或针织配饰。本发明所述设计和制备的经济环保纤维其与腈纶具有相同的产品特性如具有毛茸茸的感觉、具有质轻、柔软、透气、弹性好又保暖等特性。
有益效果
本发明制备的环保改性聚酯纤维，具有与腈纶一样的产品特性(毛茸茸的感觉、很轻、柔软、透气、弹性好又保暖)，与腈纶的不同之处在于，由于其是由聚酯和回收宝特瓶制得，因而其是经济环保的。
附图说明
附图1为制备改性聚酯短纤维与纱线的生产总工艺。
附图2改性聚酯短纤维的挤出纺丝工艺。
附图3由实施例3获得的针织布3号
附图4实施例3中针织布3号的检测报告。
附图5实施例3中针织布3号的检测报告。
具体实施方式
实施例1
将45wt％的聚酯颗粒与55wt％的再生聚酯薄片(RPET)混合共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为225℃，纺丝速度为80m/min，牵伸温度65℃，牵伸倍数3倍。
所述聚酯颗粒为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收宝特瓶切片而得。
将80wt％的上述所得环保改性聚酯短纤维，与20wt％的再生涤纶混合，经过常规纺纱工艺，获得改性聚酯纱线，利用改性聚酯纱线经针织获得针织衣1号。
表1针织衣1号性能指标
柔软指数 ☆☆☆
弹力指数 ☆☆☆
保暖指数 ☆☆☆
厚度指数 ☆☆
透气指数 ☆☆☆☆
光滑指数 ☆☆☆
实施例2
将50wt％的聚酯颗粒与50wt％的再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为235℃，纺丝速度为85m/min，牵伸温度66℃，牵伸倍数3.2倍。所述聚酯颗粒为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收宝特瓶切片而得。
将80wt％的上述所得环保改性聚酯短纤维，与20wt％的Tencel纤维混合，经过常规纺丝工艺，获得改性聚酯纱线，利用改性聚酯纱线经针织获取针织衣2号。
表2针织衣2号性能指标
实施例3
将50wt％的聚酯颗粒与50wt％的再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为240℃，纺丝速度为90m/min，牵伸温度68℃，牵伸倍数3.5倍。所述聚酯颗粒为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收宝特瓶切片而得。
将50wt％的上述所得改性聚酯短纤维，与50wt％的腈纶混合，经过常规纺纱工艺，获得环保改性聚酯纱线，在95℃下对其进行常压沸染，获得染色后的环保改性聚酯纱线，上染率为96％，利用染色后的改性聚酯纱线经针织获取针织布3号。
表3针织布3号性能指标
柔软指数 ☆☆☆☆
弹力指数 ☆☆☆☆
保暖指数 ☆☆☆☆
厚度指数 ☆☆☆
透气指数 ☆☆☆
光滑指数 ☆☆☆
实施例4
将55wt％的聚酯颗粒与45wt％的再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为250℃，纺丝速度为95m/min，牵伸温度69℃，牵伸倍数3.8倍。所述聚酯颗粒为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收宝特瓶切片而得。
将80wt％的上述所得改性聚酯短纤维，与20wt％的羊毛混合，经过常规纺丝工艺，获得环保改性聚酯纱线，利用改性聚酯纱线经针织获取针织衣4号。
表4针织衣4号性能指标
柔软指数 ☆☆☆☆☆
弹力指数 ☆☆☆☆☆
保暖指数 ☆☆☆☆☆
厚度指数 ☆☆☆☆
透气指数 ☆☆☆
光滑指数 ☆☆☆
实施例5
将50wt％的聚酯颗粒与50wt％的再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为255℃，纺丝速度为100m/min，牵伸温度70℃，牵伸倍数4倍。所述聚酯颗粒为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收聚酯瓶切片而得。
将80wt％的改性聚酯短纤维，与20wt％的棉混合，经过常规纺丝工艺，获得环保改性聚酯纱线，在100℃下对其进行常压沸染，获得染色后的环保改性聚酯纱线，上染率为97％，利用染色后的改性聚酯纱线经织针获取针织帽子5号。
表5针织帽子5号性能指标
柔软指数 ☆☆☆☆
弹力指数 ☆☆☆
保暖指数 ☆☆☆☆
厚度指数 ☆☆☆
透气指数 ☆☆☆☆
光滑指数 ☆☆☆
对比例1
将50wt％的聚酯颗粒与50wt％的再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为225℃，纺丝速度为80m/min，牵伸温度65℃，牵伸倍数3倍。所述聚酯颗粒是由为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收聚酯瓶切片而得。
将20wt％的上述所得改性聚酯短纤维，与80wt％的再生涤纶混合，经过常规纺丝工艺，获得环保改性聚酯纱线，利用改性聚酯纱线经针织获取针织衣6号。
表6针织衣6号性能指标
对比例2
将50wt％的聚酯颗粒与50wt％的再生聚酯薄片(RPET)共聚干燥，然后置于螺杆熔丝机中，通过挤出纺丝工艺即获得环保改性聚酯短纤维；纺丝工艺中的熔融温度为255℃，纺丝速度为100m/min，牵伸温度70℃，牵伸倍数4倍。所述聚酯颗粒是由为常规聚酯聚合时加入高含量含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入一定量的聚乙二醇第4单体共聚改性制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒制备而得的阳离子染料易染改性聚酯颗粒，所述再生聚酯薄片(RPET)由清洗、干燥、除杂后的回收聚酯瓶切片而得。
将20wt％的上述所得改性聚酯短纤维，与80wt％的棉混合，经过常规纺丝工艺，获得环保改性聚酯纱线，利用改性聚酯纱线经织针获取织针帽子7号。
表7针织帽子7号性能指标
柔软指数 ☆☆
弹力指数 ☆☆
保暖指数 ☆☆☆
厚度指数 ☆☆☆
透气指数 ☆☆☆☆☆
光滑指数 ☆☆☆

Claims (10)

1.一种环保改性聚酯纤维，其特征在于：其由改性聚酯与再生聚酯薄片组成。
2.根据权利要求1所述的一种环保改性聚酯纤维，其特征在于：所述环保改性聚酯纤维中，改性聚酯的质量百分含量为45-55％，再生聚酯的质量百分含量为55-45％。
3.一种制备如权利要求1所述的环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将改性聚酯颗粒与再生聚酯薄片共聚干燥；
2)通过纺丝工艺即获得了环保改性聚酯短纤维；
3)经过常规的纺纱工艺后，获得环保改性聚酯纱线。
4.根据权利要求3所述的一种环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述改性聚酯颗粒为阳离子染料易染改性聚酯颗粒；所述阳离子染料易染改性聚酯颗粒为在常规聚酯聚合时加入含有磺酸基团的第3单体基础上，再加入聚乙二醇第4单体共聚改性制得。
5.根据权利要求3所述的一种环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述再生聚酯薄片由回收的宝特瓶制得。
6.根据权利要求3所述的一种环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述改性聚酯颗粒与再生聚酯薄片的组分比例按质量百分比计，改性聚酯颗粒为45-55％，再生聚酯薄片为55-45％。
7.根据权利要求3所述的一种环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，纺丝工艺为将改性聚酯颗粒与再生聚酯在螺杆熔丝机中熔融纺丝，所述熔融温度为225-255℃，纺丝速度为80-100m/min，牵伸温度65-70℃，牵伸倍数3-4倍。
8.根据权利要求3所述的一种改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，挤出纺丝工艺由前纺工艺及后纺工艺构成；所述前纺工艺依次为螺杆熔融纺丝、卷绕上油、落丝成型；所述后纺工艺依次为集束、导丝、牵伸、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断。
9.根据权利要求3所述的一种环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：在步骤3)的纺丝过程中，加入其他的短纤维进行混合纺织；所述其他的短纤维包括有机棉、再生棉、腈纶，再生涤纶、Tencel纤维、回收羊毛、羊毛、人造纤维素纤维，尼龙，再生尼龙，麻类材质中的至少一种。
10.根据权利要求3所述的一种环保改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的环保改性聚酯纱线，经过常压沸染，获得染色的环保改性聚酯纱线，其上染率在95％以上，所述常压沸染的温度为95-100℃。
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