CN108823740B - 含ptt纤维的中高回弹舒适型面料及其制备方法 - Google Patents

含ptt纤维的中高回弹舒适型面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含PTT纤维的中高回弹舒适型面料及其制备方法，对含PTT纤维的面料进行交替张力热处理制得含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；交替张力热处理是指在150～190℃的条件下分阶段施加0～6cN/tex的张力；分阶段至少分为3个阶段，任一中间阶段的张力都比与之相邻的两阶段的张力大或小，最后进行的阶段为倒数第1阶段，倒数第1阶段的张力为0～1cN/tex且小于倒数第2阶段的张力；张力的施加方向为PTT纤维轴向。制得的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88～90％。本发明方法操作简单，制得的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的弹性、柔软性、力学性能及弹性耐久性好。

Description

含PTT纤维的中高回弹舒适型面料及其制备方法
技术领域
本发明属于弹性面料制备领域，涉及一种含PTT纤维的中高回弹舒适型面料及其制备方法。
背景技术
由于弹性织物穿着舒适，具有良好的保形性和抗皱性，其应用范围日趋广泛。目前，弹性织物的种类已从针织织物向机织织物方向延伸，弹性织物的应用领域也从内衣向外衣、从女装向男装、从服用向家纺和医用等方向延伸，弹性织物已成为一种主流纺织产品。
随着弹性织物及其加工技术的不断发展，以舒适为目的的纺织弹性面料的种类也逐步丰富，人们可根据不同服装对弹性的不同需求采用不同的加工工艺制备得到不同种类的纺织弹性面料。纺织弹性面料的原料主要为氨纶、PTT纤维、PET/PTT复合纤维或聚烯烃等弹性纤维。
从纤维弹性机理方面考虑，弹性纤维大致可以分成两类，一类是由“软段”和“硬段”交替连接形成的嵌段共聚物，如聚氨酯、聚醚酯或聚烯烃弹性纤维；另一类是具有伸长和回复功能的大分子结构的纤维，其主要依靠内部晶型的转变或特殊的分子构象的变化来获得弹性，例如聚酯类弹性纤维，其中典型的代表为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维。
目前，PTT纤维在纺织成纱过程中，断裂伸长率会出现明显的下降。如通过PTT纤维制备得到的PTT含量为50wt％的PTT棉混纺纱，PTT纤维的优良回弹性在PTT棉混纺纱中无法得到充分体现，制备得到的PTT棉混纺纱已经完全失去弹性纤维的优势，而且成纱条干不匀高。PTT纤维与其他非弹性纤维混纺得到的PTT混纺纱的弹性也常会发生损失。因此，利用该类纱编织的面料常会失去弹性面料的风格，为避免上述情况的发生，弹性损失需进行相应的弥补。
弹性损失的弥补常用的方法为对PTT混纺纱进行编织和染整等加工处理，但在PTT纤维进行面料编织以及印染时，由于受到织机的牵引力以及受热等作用，纤维力学性能和弹性不能同时具有，这是因为在纺织过程中，纱线受到张力以及高速摩擦等影响，很容易导致PTT纤维分子链发生取向，因而非晶区减少，从而力学性能会提高而弹性会降低。
因此，研究一种显著提高PTT纤维面料的弹性同时能够保证其力学性能的制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种显著提高PTT纤维面料的弹性同时能够保证其力学性能的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料，含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88～90％。现有技术利用PTT纱线织成的面料弹性回复率为80-85％。
作为优选的技术方案：
如上所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料，所述含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱或纬纱部分或全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1～2dtex，断裂强度为3～4cN/dtex。
如上所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料，所述含PTT纤维的中高回弹舒适型面料中PTT纤维的含量为30～70wt％。
本发明还提供制备如上所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的方法，对含PTT纤维的面料进行交替张力热处理制得含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
所述交替张力热处理是指在150～190℃的条件下分阶段施加0～6cN/tex的张力；交替张力热处理的温度范围为150～190℃，远高于PTT纤维玻璃化转变温度，低于其熔融温度，采用张力热处理可以将妨碍PTT链段运动的相对不稳定和不完善的小晶体熔化，释放出的链段可随外加张力的作用而运动，并将沿着张力方向再参与到相对较稳定的结晶中去，纤维内晶粒数减少而晶粒尺寸变大，晶粒之间的空隙也增大，内部结构更趋完善；撤去张力后，PTT纤维分子链处于松弛状态，部分晶区会发生解取向作用，形成了新的非晶区，晶粒尺寸减小，因此，在反复的张力和松弛交替状态下进行热处理，PTT纤维分子链的聚集状态被重新排列成较小且稳定的晶区和非晶区，晶区类似于缠结点，而非晶区相当于软段，从而起到强化PTT纤维弹性和耐久性的作用；
所述施加的张力的取值范围包括但不限于此，只要施加的张力不超过PTT纤维的断裂强力值即可；
所述分阶段至少分为3个阶段，任一中间阶段的张力都比与之相邻的两阶段的张力大或小，最后进行的阶段为倒数第1阶段，倒数第1阶段的张力为0～1cN/tex且小于倒数第2阶段的张力；只有通过先施加张力后松弛或者后一个张力低于前一个张力，才能够在不影响强度的情况下提高PTT纤维的弹性。
所述张力的施加方向为PTT纤维轴向。
相同温度条件下，张力与时间成反相关关系，张力越大，达到相同弹性回复率的时间越短；同样，在相同张力条件下，温度与时间成反相关关系；相同热处理时间条件下，温度与张力成反相关关系。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，所有阶段的热处理温度都相同，热处理时间为10～30min。相同热处理温度，在反复的张力热处理或松弛热处理过程中，有利于PTT纤维分子链晶区和非晶区的重排。
如上所述的方法，倒数第2n-1阶段的张力都为0cN/tex，或者都不为0cN/tex，或者不都为0cN/tex，n为正整数。
如上所述的方法，倒数第2n阶段的张力都相同，或者都不相同，或者不完全相同。
如上所述的方法，所有阶段的热处理温度都不相同或不完全相同，热处理时间为10～30min，相邻阶段张力的变化趋势与热处理温度的变化趋势相反。随着热处理温度的升高，PTT纤维所能承受的张力在减小，有利于PTT纤维分子链的解取向。
如上所述的方法，倒数第2n-1阶段的张力都为0cN/tex，或者都不为0cN/tex，或者不都为0cN/tex，n为正整数。
如上所述的方法，倒数第2n阶段的张力都相同，或者都不相同，或者不完全相同。
发明机理：
含PTT纤维的面料只进行单一的紧张状态热处理，不论是进行湿热处理还是干热处理，只会促进面料中PTT纤维的分子链的取向和结晶，分子链结晶后将会被束缚住，因此弹性会被降低。而本发明的交替张力热处理(干热处理)过程中PTT纤维受到的张力呈大-小-大-小-......交替形式出现，从而使得纤维可以反复进行取向和解取向，采用张力热处理可以将妨碍PTT链段运动的相对不稳定和不完善的小晶体熔化，释放出的链段可随外加张力的作用而运动，并将沿着张力方向再参与到相对较稳定的结晶中去，纤维内晶粒数减少而晶粒尺寸变大，晶粒之间的空隙也增大，内部结构更趋完善；撤去张力后，PTT纤维分子链处于松弛状态，部分晶区会发生解取向作用，形成了新的非晶区，晶粒尺寸减小，因此，在反复的张力和松弛交替状态下进行热处理，PTT纤维分子链的聚集状态被重新排列成较小且稳定的晶区和非晶区，晶区类似于缠结点，而非晶区相当于软段，从而起到强化PTT纤维弹性和耐久性的作用。同时由于热处理结束前是张力、松弛阶段交替进行的，因此本发明在不影响面料强度的情况下提高了含PTT纤维的面料的弹性、柔软性和弹性耐久性。
有益效果：
(1)本发明的一种含PTT纤维的中高回弹舒适型面料，弹性、力学性能、柔软性和耐久性好，有极好的推广价值；
(2)本发明的一种含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，操作简单，通过交替张力热处理使得面料中的纤维在热处理过程中可以反复进行取向和解取向，从而提高了最终制得的面料的弹性和弹性耐久性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分3个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为35wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为2cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为6cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为0cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，3个阶段的热处理温度都相同为150℃，热处理时间为25min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱部分含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1.2dtex，断裂强度为4cN/dtex。
实施例2
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分4个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为44wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为3.5cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为1.3cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为1.5cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为1cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，4个阶段的热处理温度都相同为170℃，热处理时间为15min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1.5dtex，断裂强度为3cN/dtex。
实施例3
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分5个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为35wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为5cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为5cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为0cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，5个阶段的热处理温度都相同为160℃，热处理时间为30min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中纬纱部分含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1.4dtex，断裂强度为3cN/dtex。
实施例4
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分6个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为30wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为6cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为2cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为6cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为1cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为6cN/tex；第6个阶段施加的张力大小为0cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，6个阶段的热处理温度都相同为190℃，热处理时间为20min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为89％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中纬纱全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1dtex，断裂强度为3.8cN/dtex。
实施例5
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分6个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为40wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为2cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为2cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为2cN/tex；第6个阶段施加的张力大小为0cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，6个阶段的热处理温度都相同为155℃，热处理时间为25min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为90％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱和纬纱部分含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1.8dtex，断裂强度为3.1cN/dtex。
实施例6
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分7个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为52wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为3cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为3cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第6个阶段施加的张力大小为3cN/tex；第7个阶段施加的张力大小为0cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，7个阶段的热处理温度都不相同，分别为160℃、150℃、180℃、155℃、170℃、165℃和190℃，热处理时间为10min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88.5％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱和纬纱全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1.9dtex，断裂强度为4cN/dtex。
实施例7
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分8个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为57wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为4cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为6cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为4.3cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为2.5cN/tex；第6个阶段施加的张力大小为3.2cN/tex；第7个阶段施加的张力大小为0.3cN/tex；第8个阶段施加的张力大小为0.8cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，8个阶段的热处理温度不完全相同，即分别为180℃、155℃、180℃、155℃、175℃、150℃、180℃和170℃，热处理时间为30min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱和纬纱全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为2dtex，断裂强度为3.3cN/dtex。
实施例8
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分6个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为66wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为2.3cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为1cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为2.8cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为0.2cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为0.8cN/tex；第6个阶段施加的张力大小为0cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，6个阶段的热处理温度都不相同，即分别为180℃、190℃、160℃、185℃、155℃和170℃，热处理时间为15min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为89％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为2dtex，断裂强度为3.2cN/dtex。
实施例9
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，对含PTT纤维的面料分5个阶段进行交替张力热处理制得PTT纤维含量为70wt％的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
其中，第1个阶段施加的张力大小为4cN/tex；第2个阶段施加的张力大小为5cN/tex；第3个阶段施加的张力大小为0cN/tex；第4个阶段施加的张力大小为5cN/tex；第5个阶段施加的张力大小为1cN/tex。张力的施加方向为纤维轴向，5个阶段的热处理温度不完全相同，即分别为190℃、180℃、185℃、170℃和180℃，热处理时间为10min。
含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为90％。含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中纬纱全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1.3dtex，断裂强度为3.3cN/dtex。

Claims (8)

1.含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征是：对含PTT纤维的面料进行交替张力热处理制得含PTT纤维的中高回弹舒适型面料；
所述含PTT纤维的中高回弹舒适型面料沿PTT纤维轴向的弹性回复率为88～90％；
所述含PTT纤维的中高回弹舒适型面料由经纱和纬纱相互交织而成，其中经纱或纬纱部分或全部含有PTT纤维，PTT纤维的单丝线密度为1～2dtex，断裂强度为3～4cN/dtex；
所述交替张力热处理是指在150～190℃的条件下分阶段施加0～6cN/tex的张力；
所述分阶段至少分为3个阶段，任一中间阶段的张力都比与之相邻的两阶段的张力大或小，最后进行的阶段为倒数第1阶段，倒数第1阶段的张力为0～1cN/tex且小于倒数第2阶段的张力；
所述张力的施加方向为PTT纤维轴向。
2.根据权利要求1所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，所述含PTT纤维的中高回弹舒适型面料中PTT纤维的含量为30～70wt％。
3.根据权利要求1所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，所有阶段的热处理温度都相同，热处理时间为10～30min。
4.根据权利要求3所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，倒数第2n-1阶段的张力都为0cN/tex，或者都不为0cN/tex，或者不都为0cN/tex，n为正整数。
5.根据权利要求4所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，倒数第2n阶段的张力都相同，或者都不相同，或者不完全相同。
6.根据权利要求1所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，所有阶段的热处理温度都不相同或不完全相同，热处理时间为10～30min，相邻阶段张力的变化趋势与热处理温度的变化趋势相反。
7.根据权利要求6所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，倒数第2n-1阶段的张力都为0cN/tex，或者都不为0cN/tex，或者不都为0cN/tex，n为正整数。
8.根据权利要求7所述的含PTT纤维的中高回弹舒适型面料的制备方法，其特征在于，倒数第2n阶段的张力都相同，或者都不相同，或者不完全相同。
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