CN110344128A - 一种微孔仿麻纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微孔仿麻化学纤维的制备方法。该方法包括下述步骤：1)将聚酯与碱溶性聚酯共混纺丝，获得共混聚酯初生纤维；2)将步骤1)所得共混聚酯初生纤维浸入碱液中，然后由牵伸辊进行牵伸，并在牵伸过程中依次通过过饱和蒸汽装置、微波发生装置、平板加热装置，获得具有沿纤维轴向分布特征微孔聚酯纤维；3)将步骤2)所得微孔聚酯纤维，经低浓度碱溶液高温热水牵伸、洗涤，烘干、卷曲、上油、热定型、切断、打包，获得微孔仿麻化学纤维。

Description

一种微孔仿麻纤维的制备方法
技术领域
本发明属于纺织领域，具体涉及一种微孔仿麻纤维的制备方法。
背景技术
具有吸湿快干功能织物已成为夏季服装面料的首选，该类织物技术方案包括：
(1)对织物采用亲水整理剂后整理的方法，(2)采用吸湿快干型纤维进行混纺并配以织物结构设计的方法。关于亲水整理剂的方法已有众多文献和品种，但该方法通常不具有持久性，特别织物经洗涤后，效果将会大幅度下降。近年来吸湿快干型纤维成为主流，吸湿快干型纤维主要包括带有沟槽型纤维(如coolmax等)、微孔纤维等，其原理是利用纤维间产生的毛细效应实现织物对汗液的传导扩散，达到吸湿快干的功效，其中微孔纤维因具有良好的毛细效应和较大的比表面面积而受到纺织服装开发者欢迎。
微孔聚酯型纤维已有较多开发品种，通常采用聚酯材料和碱溶性聚酯共混纺丝，形成织物后通过碱减量的方式，去除碱溶性聚酯材料，从而在聚酯纤维表面形成刻蚀，达到微孔形态，中国专利200610112925.0介绍了一种直接制备多微孔涤纶短纤维的方法，可以直接在聚酯纤维生产过程中实现微孔聚酯纤维制备。但已有微孔聚酯纤维的制备方法，均是采用碱减量刻蚀的方法实现微孔，这种微孔通常是聚酯纤维表面的刻蚀，并且由于是在聚酯纤维已经成型后进行，该微孔通常为不规则的形态，导致无法实现沿纤维轴向取向排布，通常毛细效应较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种微孔仿麻纤维制备方法。
本发明所提供的微孔仿麻化学纤维制备方法，包括下述步骤：
1)将非碱溶性聚酯与碱溶性聚酯共混纺丝，获得具有表面沟槽形态的共混聚酯初生纤维；
2)将步骤1)所得共混聚酯初生纤维浸入碱液中，然后由牵伸辊进行牵伸，并在牵伸过程中依次通过过饱和蒸汽装置、微波发生装置、平板加热装置，获得具有沿纤维轴向分布特征的微孔聚酯纤维；
3)将步骤2)所得微孔聚酯纤维，经低浓度碱溶液高温热水牵伸、洗涤，烘干、卷曲、上油、热定型、切断、打包，获得微孔仿麻化学纤维。
上述方法步骤1)中，所述非碱溶性聚酯选自下述至少一种：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯、聚-2,6-萘二酸乙二酯。
上述方法步骤1)中，所述碱溶性聚酯具体可为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸酯、间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸中的一种或几种与聚对苯二甲酸已二酯的共聚物。
所述非碱溶性聚酯和碱溶性聚酯在使用前还需要进行干燥处理，经所述干燥处理后使其含水率低于0.02ppm。
上述方法步骤1)中共混纺丝的具体步骤如下：将非碱溶性聚酯与碱溶性聚酯混合后进行加热塑化；经塑化好的非碱溶性聚酯/碱溶性聚酯共混溶体注入纺丝泵，经异形喷丝板纺丝、牵伸、冷却、上油、复并收集，即得。
所述加热塑化的温度可为255℃～290℃。
上述加热塑化、异形喷丝板纺丝、牵伸、冷却、上油、复并收集的步骤，均为本领域的常规操作方法，本领域技术人员根据现有技术的教导即可完成上述操作。
上述方法步骤1)中，所述非碱溶性聚酯与碱溶性聚酯的质量份数比为(90-99):(10-1)，具体如95:5。
上述方法步骤2)中，所述碱液具体可为质量浓度为10％-15％氢氧化钠溶液。
上述方法步骤2)中，所述牵伸具体由三对牵伸辊实现，其中纤维经第一对牵伸辊之间，通过过饱和蒸汽装置，牵伸倍率可为1.2-1.4倍；经过第二对牵伸辊之间，通过微波发生装置，微波频率为2400Hz-2500Hz，功率为100W-150W(优选120W)，牵伸倍率为1.4-1.6倍，经过第三对牵伸辊之间，通过平板加热装置，平板温度为200℃，牵伸倍数为1.1-1.2倍。
上述方法步骤3)中，所述低浓度碱溶液的质量浓度为3-5％，具体可为质量浓度3％的NaOH溶液；所述热水温度为80-90℃；所述牵伸的牵伸倍率为1.3倍。
上述方法步骤3)中，所述洗涤采用的是温度为90℃循环水；所述洗涤的目的是去除纤维中被碱溶解出来的碱溶性聚酯材料。
所述烘干的温度可为105-110℃；所述热定型的温度可为170-200℃。
上述方法制备得的微孔仿麻纤维也属于本发明的保护范围。
本发明通过将共混聚酯初生纤维浸入高浓度碱溶液中，利用碱溶性聚酯与聚酯材料对碱溶液吸附能力的差异，待充分吸附碱液后，利用微波辐照能量，让碱溶性聚酯所吸附的碱液快速升温，并使碱液中水分产生汽化，在同时对初生纤维牵伸过程中，由于外力作用，纤维直径变细，从而压迫纤维中水汽产生类似“闪爆”效果，形成微孔的可能性，并且由于纵向拉伸使纤维中的微孔沿纵向排布，在后面高温低浓度碱溶液水洗过程中，将碱溶性聚酯溶解去除，最终形成微孔结构的聚酯纤维。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
采用高浓度碱液吸附，在牵伸过程中，利用微波加热快速升温溶解的方法，从而实现了在聚酯纤维生产过程中制备微孔纤维，并可使纤维具有沿纤维轴向排布的微孔沟槽，提高纤维的导湿能力；微波加热实现纤维内部同时升温，提高了碱溶性聚酯的溶出速率，减小碱的用量，大幅度减少碱液废水的排放；同时工艺简单，效率高。
附图说明
图1为实施例1制备的微孔仿麻纤维的电镜照片，其中，A为纤维纵向外观图，B为纤维横截面图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
下述实施例中所使用的非碱溶性聚酯切片其成分为聚对苯二甲酸乙二酯；所述用的碱溶性聚酯是由聚对苯二甲酸乙二酯和与聚对苯二甲酸已二酯的共聚而成。
实施例1、一种微孔仿麻纤维制备方法
1、将聚酯切片置于干燥斧中，将碱溶性聚酯置于真空烘箱中进行烘干处理，并使两者切片中的含水率低于0.02ppm，然后将聚酯切片通过管道置入螺杆塑化挤出设备中的混合装置内，同时将碱溶性聚酯通过计量泵计量后喂入螺杆塑化挤出设备中的混合装置内，其中聚酯与碱溶聚酯的重量比为95∶5，经搅拌混合喂入螺杆塑化挤中进行加热塑化，螺杆塑化挤的加热温度分别为255℃、265℃、283℃、287℃、290℃，经塑化好的聚酯/碱溶性聚酯共混溶体注入纺丝泵，经挤出成纤维，并经环吹冷却成型(冷却温度为22℃)、上油后，收集到桶中，制备得到共混聚酯初生纤维。
2、将步骤1制备共混聚酯初生纤维由牵引辊迁出，经复并成纤维条后浸入盛满质量浓度为15％NaOH溶液的碱液槽内，并有牵引辊牵引向前运动，速度为1米/分钟，碱液槽长度10米，之后，将该纤维条由三对牵伸辊进行牵伸，其中纤维条经第一对牵伸辊之间，通过过饱和蒸汽装置，牵伸倍率为1.2倍；经过第二对牵伸辊之间，通过微波发生装置，微波频率为2450Hz，功率为120W，牵伸倍率为1.5倍，经过第三对牵伸辊之间，通过平板加热装置，平板温度为200℃，牵伸倍数为1.1倍，获得具有沿纤维轴向分布特征的微孔聚酯纤维。
3、将步骤2所得微孔聚酯纤维，依次经过温度为80℃，质量浓度3％的NaOH溶液中牵伸(牵伸倍数为1.3倍)，温度为90℃循环水洗涤去除纤维中被碱溶解出来的碱溶聚酯材料后，置入烘箱进行松弛烘干，烘干温度105℃，之后喂入卷曲设备中进行卷曲加工，上油，并喂入热定型设备中，经温度180℃定型处理后，喂入切断设备切成38mm长度，并打包获得微孔仿麻化学纤维。
利用本方法制备的微孔聚酯纤维，采用扫描电子显微镜拍摄获得微孔纤维的纵向外观和横截面图像(见图1)，可以看出该纤维具有沿纤维轴向排布的微孔沟槽。将该纤维经纺纱织造染整加工，制备衬衣面料，按照FA/T01071和GB/T21655.1标准测试，该纤维所制备的面料芯吸高度为165mm，湿蒸发速率为0.55g/h，水分扩散时间1.5s，表现出优异的毛细效应和速干性。

Claims (10)

1.一种微孔仿麻化学纤维制备方法，包括下述步骤：
1)将非碱溶性聚酯与碱溶性聚酯共混纺丝，获得共混聚酯初生纤维；
2)将步骤1)所得共混聚酯初生纤维浸入碱液中，然后由牵伸辊进行牵伸，并在牵伸过程中依次通过过饱和蒸汽装置、微波发生装置、平板加热装置，获得具有沿纤维轴向分布特征微孔聚酯纤维；
3)将步骤2)所得微孔聚酯纤维，经低浓度碱溶液高温热水牵伸、洗涤，烘干、卷曲、上油、热定型、切断、打包，获得微孔仿麻化学纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述非碱溶性聚酯选自下述至少一种：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯、聚-2,6-萘二酸乙二酯；
所述碱溶性聚酯为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸酯、间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸中的一种或几种与聚对苯二甲酸已二酯的共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述非碱溶性聚酯与碱溶性聚酯的质量份数比为(90-99):(10-1)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述非碱溶性聚酯和碱溶性聚酯在使用前还需要进行干燥处理，经所述干燥处理后使其含水率低于0.02ppm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中共混纺丝的具体步骤如下：将非碱溶性聚酯与碱溶性聚酯混合后进行加热塑化；经塑化好的聚酯/碱溶性聚酯共混溶体注入纺丝泵，经异形喷丝板纺丝、牵伸、冷却、上油、复并收集，即得；所述加热塑化的温度为255℃～290℃。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述碱液为质量浓度10％-15％的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述牵伸由三对牵伸辊实现，其中纤维经第一对牵伸辊之间，通过过饱和蒸汽装置，牵伸倍率为1.2-1.4倍；经过第二对牵伸辊之间，通过微波发生装置，微波频率为2400-2500Hz，功率为100W-150W，牵伸倍率为1.4-1.6倍，经过第三对牵伸辊之间，通过平板加热装置，平板温度为200℃，牵伸倍数为1.1-1.2倍。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述低浓度碱溶液的质量溶度为3-5％，具体为质量浓度3％的NaOH溶液；所述热水温度为80-90℃；所述牵伸的牵伸倍率为1.3倍。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述洗涤采用的是温度为90℃循环水；所述烘干的温度为105-110℃；所述热定型的温度为180-200℃。
10.权利要求1-9中任一项所述方法制备得到的微孔仿麻化学纤维。
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