CN108118402B - 一种纺织用的tpu纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纺织用的TPU纤维及其制备方法，所述TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：50‑80％的TPU颗粒、10‑40％的保暖粘纤以及5‑10％的发热母粒。本发明提供的纺织用的TPU纤维具有手感舒适且保温性好的特点，并且加入发热母粒可以进行自发热，使本发明提供的TPU纤维可以自行发热，更加具有穿着温暖舒适的特点。

Description

一种纺织用的TPU纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维领域，涉及一种纺织用的TPU纤维及其制备方法。
背景技术
TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是一种新型的有机高分子合成材料，可以替代橡胶或软性聚氯乙烯材料，其良好的耐磨性，回弹性均优于普通聚氨酯，耐老化性能优于橡胶，可以说TPU是替代PVC和PU的最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。它的分子结构是由二异氰酸酯和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二异氰酸酯与大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化特性，已广泛应用于医疗卫生、电子电器以及体育用品等方面。
随着我国经济的高速发展，原本以基本穿着为目的的纺织行业已无法适应和满足人们的更高需求，多功能用途的纺织品和纺织纤维成为未来的发展方向。人们更多的关注点不仅仅在于纺织品的外在美观和时尚，更为重要的是对于纺织品材料内在的要求，例如纺织品材料的舒适性、保暖抗菌性、健康性等。CN201410546018.1公开了一种保暖发热纤维及其加工方法，所述保暖发热纤维以聚己内酰胺为母粒，以电气石粉和竹炭粉为功能性粉体，为一种内加型发热纤维，单丝纤度为1.0-4.0dpf，中空度为15-28％，卷曲收缩率40-70％；此发热纤维的功能性粉末大多在纤维内部，利用效率低下，加大了工业成本，而且以电气石粉和竹碳粉为粉体的发热纤维的发热效果远远不如以碳化锆等纳米无机发热粉体效果好，并且公开的保暖发热纤维手感舒适度较差，因此，目前需要一种新的纺织用纤维来弥补不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纺织用的TPU纤维及其制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种纺织用的TPU纤维，所述TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：50-80％的TPU颗粒、10-40％的保暖粘纤以及5-10％的发热母粒。
在TPU中添加保暖粘纤可以增加本发明提供的TPU纤维的保暖性和舒适感，而加入发热母粒可以使本发明提供的TPU纤维自发热，进一步增加保暖性，TPU颗粒、保暖粘纤和发热母粒三者的相互配合使本发明纺织用的TPU纤维手感舒适且保温性强。
在本发明中，所述TPU颗粒的质量百分比为50-80％，例如50％、55％、60％、62％、67％、70％、80％等。
优选地，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
在本发明中，所述保暖粘纤的质量百分比为10-40％，例如10％、15％、20％、22％、27％、30％、35％、40％等。
优选地，所述保暖粘纤包括竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维。
优选地，所述保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为(3-10):(1-3):(5-15)，例如3:1:5、5:2:7、7:3:10、9:1:12、10:3:15等。
在本发明中，竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维相互配合使用，并且三者的质量比在(3-10):(1-3):(5-15)范围内时，可以更好的增加TPU纤维的保暖性，且可以有效地锁住发热母粒产生的热量，达到保温保暖的最大效果。
在本发明中，所述发热母粒的质量百分比为5-10％，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％等。
优选地，所述发热母粒包括银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯，所述银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为(1-3):(3-5):(2-7)，例如1:3:2、2:4:3、3:5:4、1:5:5、2:3:6、3:4:7等。
当发热母粒包括的银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比在(1-3):(3-5):(2-7)范围内时，可以更好的配合使得本发明提供的纺织用的TPU纤维具有更好的自发热功能，并且银纳米颗粒与石墨烯配合可以增强材料的抗菌性能。
作为优选，所述银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:3:5。
在本发明中，所述银纳米颗粒的粒径为5-30nm，例如5nm、10nm、15nm、20nm、24nm、25nm、29nm、30nm等。
另一方面，本发明提供了如上所述的纺织用的TPU纤维的制备方法，所述制备方法为：将TPU颗粒、粘纤和发热母粒混合均匀，进行熔融纺丝，得到所述纺织用的TPU纤维。
本发明提供的制备方法简单易行，利用本发明提供的制备方法制备得到的纺织用的TPU纤维具有手感舒适，保温性好的特点。
优选地，所述混合时的转速为100-200r/min，例如100r/min、120r/min、140r/min、160r/min、180r/min、200r/min等。
优选地，所述熔融纺丝时喷丝板的温度为250-280℃，例如250℃、260℃、270℃、280℃等。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的纺织用的TPU纤维具有手感舒适且保温性好的特点，并且加入发热母粒可以进行自发热，使本发明提供的TPU纤维可以自行发热，更加具有穿着温暖舒适的特点。本发明提供的制备方法简单易行。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供的纺织用的TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：
聚酯型TPU颗粒 50％
保暖粘纤 40％
发热母粒 10％。
其中，保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为3:1:5；发热母粒中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为1:3:2，银纳米颗粒的粒径为10nm。
制备方法为：将TPU颗粒、粘纤和发热母粒在150r/min的转速下混合均匀，再进行熔融纺丝，喷丝板的温度为260℃，得到纺织用的TPU纤维。
实施例2
本实施例提供的纺织用的TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：
聚酯型TPU颗粒 80％
保暖粘纤 15％
发热母粒 5％。
其中，保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为5:2:10；发热母粒中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:4:5，银纳米颗粒的粒径为5nm。
制备方法为：将TPU颗粒、粘纤和发热母粒在140r/min的转速下混合均匀，再进行熔融纺丝，喷丝板的温度为265℃，得到纺织用的TPU纤维。
实施例3
本实施例提供的纺织用的TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：
聚酯型TPU颗粒 70％
保暖粘纤 23％
发热母粒 7％。
其中，保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为7:3:15；发热母粒中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为3:5:7，银纳米颗粒的粒径为20nm。
制备方法为：将TPU颗粒、粘纤和发热母粒在200r/min的转速下混合均匀，再进行熔融纺丝，喷丝板的温度为280℃，得到纺织用的TPU纤维。
实施例4
本实施例提供的纺织用的TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：
聚酯型TPU颗粒 60％
保暖粘纤 31％
发热母粒 9％。
其中，保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为10:2:11；发热母粒中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:3:5，银纳米颗粒的粒径为30nm。
制备方法为：将TPU颗粒、粘纤和发热母粒在100r/min的转速下混合均匀，再进行熔融纺丝，喷丝板的温度为250℃，得到纺织用的TPU纤维。
实施例5
本实施例提供的纺织用的TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：
聚酯型TPU颗粒 65％
保暖粘纤 30％
发热母粒 5％。
其中，保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为7:2:9；发热母粒中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:5:5，银纳米颗粒的粒径为25nm。
制备方法为：将TPU颗粒、粘纤和发热母粒在160r/min的转速下混合均匀，再进行熔融纺丝，喷丝板的温度为270℃，得到纺织用的TPU纤维。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，本对比例不添加保暖粘纤。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，本对比例中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为1:1:1。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，本对比例中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为6:5:4。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，本对比例中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:1:1。
对比例5
与实施例1的区别仅在于，本对比例中银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:1:9。
实验例1
对实施例1-5和对比例1-5提供的纺织用的TPU纤维进行性能测试。
对于TPU纤维自发热性能：用温度的变化来衡量自发热性能，控制测试前温度为15℃，测量测量将纤维放置30min后的温度，计算温度差。
对于TPU纤维抑菌性测试：抑菌性测试是对大肠杆菌的抑制作用测试。
对于TPU纤维舒适度测试：取实施例1-5和对比例1-5的TPU纤维织成织物，每组选用30名无皮肤疾病健康试穿对象，穿用2小时后记录舒适度，评价标准如下：
A级：完全无刺痒现象，穿着舒适、柔软；
A-级：无刺痒现象，穿着较为舒适，柔软度尚佳；
B级：有轻微刺痒现象，穿着较为舒适，柔软度尚可；
B-级：有轻微刺痒现象，舒适度尚可，柔软度一般；
C级：刺痒现象明显，舒适度不佳，柔软性较差；
计算舒适度合格率(A级和A-级的人数/总人数30×100％)。
对于TPU纤维保温性测试：取实施例1-5和对比例1-5的TPU纤维织成织物，利用FK-Ⅱ型织物保暖性测试仪测试织物的保温性，结果用保温率(无试样时的散热量和有试样时的散热量之差与无试样时的散热量之比的百分率)表示。
测试结果见表1
表1
保温率/％ 舒适度合格率/％ ΔT(℃) 抑菌率％
实施例1 50.1 95 15.1 79
实施例2 49.8 94 16.0 82
实施例3 51.6 96 14.5 80
实施例4 48.9 92 13.9 76
实施例5 48.4 93 14.9 81
对比例1 12.2 62 13.2 77
对比例2 33.2 91 14.0 81
对比例3 36.7 89 14.5 83
对比例4 51.2 91 11.1 69
对比例5 49.6 94 10.9 71
有表中数据可知，本发明提供的纺织用的TPU纤维具有良好的保温性和手感舒适度，并且具有自发热的特点，抑菌性良好，是一种很好的纺织用纤维。由实施例1和对比例2-3的对比可知，当保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比在(3-10):(1-3):(5-15)范围内时，可以更好的增加TPU纤维的保暖性，且可以有效地锁住发热母粒产生的热量，达到保温保暖的最大效果；由实施例1和对比例4-5的对比可知，当银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比在(1-3):(3-5):(2-7)范围内时，可以更好的配合使得本发明提供的纺织用的TPU纤维具有更好的自发热功能，并且银纳米颗粒与石墨烯配合可以增强材料的抗菌性能。
本发明通过上述实施例来说明本发明的纺织用的TPU纤维及其制备方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种纺织用的TPU纤维，其特征在于，所述TPU纤维的制备原料包括如下质量百分比的组分：50-80％的TPU颗粒、10-40％的保暖粘纤以及5-10％的发热母粒；
所述保暖粘纤包括竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维；
所述保暖粘纤中竹炭粘胶纤维、羊毛纤维和聚酯纤维的质量比为(3-10):(1-3):(5-15)；
所述发热母粒包括银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯，所述银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为(1-3):(3-5):(2-7)。
2.根据权利要求1所述的纺织用的TPU纤维，其特征在于，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
3.根据权利要求1所述的纺织用的TPU纤维，其特征在于，所述银纳米颗粒、远红外陶瓷粉体和石墨烯的质量比为2:3:5。
4.根据权利要求1所述的纺织用的TPU纤维，其特征在于，所述银纳米颗粒的粒径为5-30nm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的纺织用的TPU纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将TPU颗粒、保暖粘纤和发热母粒混合均匀，进行熔融纺丝，得到所述纺织用的TPU纤维。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合时的转速为100-200r/min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述熔融纺丝时喷丝板的温度为250-280℃。
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