CN110983476A - 一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及再生化学纤维技术的制造领域，公开了一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，将瓶片进行如下步骤操作：S1：原料准备；S2：前处理；S3：加热熔融；将经过S2处理过后的物料与吸湿性涤纶母粒混合，然后共同加热熔融；吸湿性涤纶母粒与经过S2处理过后的物料的质量比为1：（6‑14）；S4：喷丝；S5：冷却成型；S6：上油；S7：卷绕集束；S8：卷曲切断；经过上述步骤之后制得吸湿性强的再生涤纶短纤维。前处理过后的瓶片与吸湿性涤纶母粒互相，共同被加热至熔融态，使得吸湿性的涤纶母粒与瓶片溶解后的物质互相混合，从而使得最终制备出来的涤纶短纤维具有吸湿性，增强了涤纶短纤维制成的衣物的排汗能力，避免了闷热难耐的感觉。

Description

一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺
技术领域
本发明涉及再生化学纤维的制造领域，更具体地说，它涉及一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺。
背景技术
再生涤纶短纤是指利用涤纶布料、废旧聚酯瓶片、纺丝废丝、泡泡料、浆块等做原料，废旧瓶片经过粉碎、清洗，然后各种物料进行混合，然后经过干燥，熔融挤出，纺丝，卷绕，集束，牵伸，卷曲，松弛热定型，切断后形成不同长度的涤纶短纤。再生涤纶的使用可改善我国目前纺织原料短缺现状，同时废物利用的加工方法符合环保理念。
再生涤纶纤维与原生涤纶纤维的本质区别在于再生涤纶纤维比原生涤纶纤维至少多经历一次熔融加工的过程，但是再生涤纶与原生涤纶的机械性能相差不大。再生涤纶纤维在加工过程中需要至少多经历一次熔融，从而导致涤纶纤维会发生二次结晶，使得再生涤纶纤维的结晶度比原生涤纶纤维的结晶度更高，最终导致再生涤纶纤维的吸湿性比原生涤纶纤维的吸湿性更差，从而使得使用再生涤纶纤维制作的衣服吸湿排汗的能力较差，人在穿使用再生涤纶纤维制作的衣服的时候会感觉到闷热难耐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，使得最终制备出来的涤纶短纤维具有吸湿性，增强了涤纶短纤维制成的衣物的排汗能力，避免了闷热难耐的感觉。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，将瓶片进行如下步骤操作：
S1：原料准备；
S2：前处理；
S3：加热熔融；将经过S2处理过后的物料与吸湿性涤纶母粒混合，然后共同加热熔融；吸湿性涤纶母粒与经过S2处理过后的物料的质量比为1：(6-14)；
S4：喷丝；
S5：冷却成型；
S6：上油；
S7：卷绕集束；
S8：卷曲切断；
经过上述步骤之后制得吸湿性强的再生涤纶短纤维。
通过采用上述技术方案，前处理过后的瓶片与吸湿性涤纶母粒共同被加热至熔融态，使得吸湿性的涤纶母粒与瓶片溶解后的物质互相混合，从而使得最终制备出来的涤纶短纤维具有吸湿性，增强了涤纶短纤维制成的衣物的排汗能力，避免了闷热难耐的感觉。
作为本发明的进一步改进，吸湿性涤纶母粒的各化学组成以重量份计为：亲水硅油25-45份、对苯二甲酸二甲酯70-90份、丙二醇20-40份、苯磺酸钠10-15份以及聚对苯二甲酸乙二醇酯55-80份；且制备时使用催化剂。
通过采用上述技术方案，对苯二甲酸二甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯作为涤纶的原料，在母粒中起到载体的作用。亲水硅油本身具有使得母粒更加柔软的作用，使得后期制作成为衣物的时候衣物能够更加柔软，更加舒适。同时，亲水硅油与丙二醇相结合，在制备母粒的过程中与瓶片熔融之后能够使得纤维的结晶度降低，从而使得后续制得的涤纶纤维的吸水性更强。由于涤纶纤维吸收性增强之后，有利于对皮肤产生的汗液进行吸收。涤纶纤维在对皮肤上的汗液吸收掉之后，能够朝向织物外层蒸发，从而能够保持涤纶纤维内层的相对干燥，最终提高了人体舒适性。
作为本发明的进一步改进，所述S6上油，将经过S5处理过后的纤维丝输送至含有油剂的油剂槽内浸泡70-100min，所述油剂的各化学组成以重量份计包括十八胺聚氧乙烯醚27-38份、月桂醇23-41份、以及氨基丙醇曲酸磷酸酯47-55份。
由于涤纶纤维是有机高分子材料，大分子中的化学键是共价键，既不会电离，也不会传递电子或者离子，具有很高的面电阻和体电阻，当它们互相摩擦或者接触分子时就会产生很高的静电。通过将纤维丝输送在油剂中，并且持续浸泡，从而使得纤维丝上附着有油剂，月桂醇与十八胺聚氧乙烯醚互相结合，从而使得纤维丝的表面更加光滑，降低了摩擦系数，从而使得纤维丝制成的织物起静电的能力更低，最终达到抗静电的效果。
作为本发明的进一步改进，所述油剂的各化学组成以重量份计为十八胺聚氧乙烯醚30-35份、月桂醇27-38份、氨基丙醇曲酸磷酸酯49-54份以及癸基甜菜碱7-15份。
通过采用上述技术方案，由于癸基甜菜碱具有等电点，当渗透进入纤维分子之间之后，能够控制纤维表面的pH值，从而能够显示阴离子或者阳离子的特性，并且能够在纤维表面形成定向吸附层，从而有效的提高纤维表面的导电率。与此同时，由于吸湿性母粒中添加有亲水硅油，癸基甜菜碱能够与亲水硅油相共同作用纤维，从而使得纤维的柔软性更强，最终提高了纤维对于皮肤的舒适性。
作为本发明的进一步改进，所述S7卷绕集束之后，将纤维丝输送至质量分数为10％的碱液中浸泡30min；然后再进行S8卷曲切断。
通过采用上述技术方案，将纤维丝输送至碱液中进行浸泡，经过混合后的再生涤纶分子在碱液的作用下涤纶分子内部的酯键发生不同程度的水解反应，使得织物内部的酯键发生水解反应，从而使得纤维组织内部纤维表面出现出现凹凸不平的小槽，最终能够使得后续制得的涤纶短纤维的吸湿快干性更强。
作为本发明的进一步改进，所述S4喷丝，经过S3处理过后的物质进行过滤，过滤之后输送至计量泵中进行分配；将计量泵中分配出来的熔融状态下的物料输送至喷丝板处进行喷丝，且喷丝板处的温度为270-300℃。
通过设置过滤步骤，能够使得熔融状态下的物料中的杂质更少，从而使得后续制得的涤纶短纤维的质量更好。通过将熔融状态下的物料输送至喷丝板处，从而能够方便熔融状态下的物料更好的经过喷丝板，方便后续的加工。
作为本发明的进一步改进，所述喷丝板上涂有雾化硅油。
通过采用上述技术方案，当喷丝板在安装之前，在喷丝板的喷口上涂抹有雾化硅油，为了使得聚酯纤维在被喷出的过程中，更加方便快捷的与喷丝板脱开，防止聚酯纤维凝结在喷丝板上。
作为本发明的进一步改进，所述催化剂选用醋酸锌，醋酸锌的使用量与吸湿性涤纶母粒原料的质量比为1:120。
通过采用上述技术方案，醋酸锌能够催化对苯二甲酸二甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯起聚合反应，醋酸锌价格低廉，简单易得。
综上所述，本发明的优点和有益效果是：
1、前处理过后的瓶片与吸湿性涤纶母粒互相，共同被加热至熔融态，使得吸湿性的涤纶母粒与瓶片溶解后的物质互相混合，从而使得最终制备出来的涤纶短纤维具有吸湿性，增强了涤纶短纤维制成的衣物的排汗能力，避免了闷热难耐的感觉；
2、亲水硅油本身具有使得母粒更加柔软的作用，使得后期制作成为衣物的时候衣物能够更加柔软，更加舒适。同时，亲水硅油与丙二醇相结合，在制备母粒的过程中与瓶片熔融之后能够使得纤维的结晶度降低，从而使得后续制得的涤纶纤维的吸水性更强。由于涤纶纤维吸收性增强之后，有利于对皮肤产生的汗液进行吸收。涤纶纤维在对皮肤上的汗液吸收掉之后，能够朝向织物外层蒸发，从而能够保持涤纶纤维内层的相对干燥，最终提高了人体舒适性；
3、由于癸基甜菜碱具有等电点，当渗透进入纤维分子之间之后，能够控制纤维表面的pH值，从而能够显示阴离子或者阳离子的特性，并且能够在纤维表面形成定向吸附层，从而有效的提高纤维表面的导电率。与此同时，由于吸湿性母粒中添加有亲水硅油，癸基甜菜碱能够与亲水硅油相共同作用纤维，从而使得纤维的柔软性更强，最终提高了纤维对于皮肤的舒适性；
4、将纤维丝输送至碱液中进行浸泡，经过混合后的再生涤纶分子在碱液的作用下涤纶分子内部的酯键发生不同程度的水解反应，使得织物内部的酯键发生水解反应，从而使得纤维组织内部纤维表面出现出现凹凸不平的小槽，最终能够使得后续制得的涤纶短纤维的吸湿快干性更强。
附图说明
图1为本发明一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
参照图1，一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，经过如下步骤处理：
S1：原料准备。先将回收之后的矿泉水的水瓶进行反复的清洗、消毒，接着进行剪切。
S2：前处理。对经过S1处理之后的物料进行分拣，然后将物料投入至转鼓真空干燥机内，投料完成之后，将转鼓内的温度调节至65℃，并且通入导热油，同时启动转鼓，使得转鼓转动。与此同时，开动真空泵对转鼓内抽真空，并且真空度保持在70pa，干燥时间为10h，并且使得瓶片的水分含量控制在0.01％以下。
S3：加热熔融。
制备吸湿性涤纶母粒。吸湿性涤纶母粒的各化学组成以重量份计为亲水硅油35份、对苯二甲酸二甲酯80份、丙二醇30份、苯磺酸钠13份以及聚对苯二甲酸乙二醇酯67份。将吸湿性涤纶母粒的各化学组成按照上述的重量比例投入至浆料釜中，并且朝向浆料釜中投入催化剂，催化剂为醋酸锌。醋酸锌的投入质量与吸湿性涤纶母粒原料的质量比为1:120。然后调节浆料釜中的温度，使得浆料釜中的温度升高至250℃，并且开启搅拌，从而使得浆料釜中开始进行搅拌，进行酯化反应。
酯化反应完毕之后，将浆料釜中的物料输送至缩聚釜中进行缩聚反应，并且调节缩聚釜中的温度为280℃，并且将缩聚釜的压力调节为70Pa，缩聚持续4h，并且在缩聚反应的过程中始终保持缩聚釜中的温度为280℃。缩聚反应结束之后，将缩聚之后的物料输送至混合釜中搅拌，混合釜中的温度调节至310℃，使得混合釜中的物料呈熔融状态。与此同时，将经过S2处理之后的物料输送至反应釜中，持续加热至310℃，接着将反应釜内的物料输送至混合釜内，进行搅拌，持续搅拌90min，并且缩聚后的物料与经过S2处理之后的物料的质量比为1:10。
上述反应结束之后，将混合釜中的物料输送至螺杆挤压机中，并且将螺杆挤压机内为温度调节至310℃，并且保温50min。然后将螺杆挤压机中的物料输送至计量泵中，然后由计量泵将熔融状态下的聚酯纤维分配成互相平行的数条线。
S4：喷丝。经过计量泵后的物料输送至喷丝板处，由于持续冲料，从而使得聚酯纤维从喷丝板的一侧到另一侧，从而使得聚酯纤维变为聚酯纤维丝。聚酯纤维被输送至喷丝板处的温度为270℃至300℃之间的任意温度，并且在喷丝板上涂有雾化硅油。
S5：冷却成型。将从喷丝板上喷出的纤维丝使用空调吹风，风温保持在25℃。
S6：上油。将经过S5处理之后的物料输送至含有油剂的油剂槽内浸泡85min，油剂的各化学组成以重量份计包括十八胺聚氧乙烯醚33份、月桂醇32份、氨基丙醇曲酸磷酸酯51份以及癸基甜菜碱11份。浸泡完毕之后，制得初生纤维。
S7：卷绕集束。将经过S6处理之后的初生纤维进行卷绕集束，并且在卷绕集束之后将初生纤维输送至碱液中浸泡30min，碱液选用质量分数为10％的氢氧化钠溶液。
S8：卷曲切断。将经过S7处理之后的物料输送至卷曲机中进行卷曲，卷曲结束后的物料切成断丝。
经过上述步骤之后制得吸湿性强的再生涤纶短纤维。
实施例2-5与实施例1的区别在于，步骤S3加热熔融中吸湿性涤纶母粒的各化学组成以重量份计如表1所示：单位：份
表1
实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
亲水硅油 25 45 30 40
对苯二甲酸二甲酯 70 90 75 85
聚对苯二甲酸乙二醇酯 55 80 60 70
丙二醇 20 40 25 35
苯磺酸钠 10 15 12 14
实施例6-9与实施例1的区别在于，步骤S3加热熔融中最后缩聚后的物料与经过S2处理之后的物料的质量比如表2所示：
表2
实施例 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
质量比 1:6 1:14 1:8 1:12
实施例10-13与实施例1的区别在于，步骤S6上油中将经过S5处理之后的物料输送至含有油剂的油剂槽内的浸泡时间如表3所示：单位：min
表3
实施例 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13
浸泡时间 70 100 80 90
实施例14-18与实施例1的区别在于，步骤S6上油中油剂的各化学组成以重量份计如表4所示：
表4
Figure BDA0002288201230000061
Figure BDA0002288201230000071
实施例18-21与实施例1的区别在于，步骤S6上油中油剂的各化学组成以重量份计如表5所示：
表5
实施例18 实施例19 实施例20 实施例21
十八胺聚氧乙烯醚 27 38 28 37
月桂醇 23 41 25 39
氨基丙醇曲酸磷酸酯 47 55 48 51
实施例22与实施例1的区别在于，步骤S6上油中油剂的化学组成中无癸基甜菜碱。
对比例1：与实施例1的区别在于，步骤S3加热熔融中不添加吸湿性涤纶母粒。
对比例2：与实施例1的区别在于，步骤S6上油中使用的油剂选用申请公布号为CN105586683A的说明书中所记载的油剂。
对比例3：与实施例1的区别在于，步骤S7卷绕集束中在卷绕集束之后不将初生纤维进行碱液浸泡。
试验一：吸湿性测定。
将实施例1、实施例22、实施例4、对比例1-3所制备的再生涤纶短纤维纺织成再生涤纶布之后，分别标号为a、b、c、d、e、f，然后对六份再生涤纶布进行吸湿性的试验。
吸湿参数(△MR)
△MR是指穿衣服时，衣服内的湿气排出而使人体感到舒适的指标。△MR是以30℃、90％RH的吸湿率(MR2)减去20℃、65％RH的吸湿率(MR1)得到的差值[△MR(％)＝MR2－MR1)]。△MR越大，吸湿能力越强，穿着时的舒适性越好；
MR1、MR2的计算公式如下：
MR1(％)＝(W1－W3)/W3，MR2(％)＝(W2－W3)/W3
W1：在20℃×65％RH的气氛中放置24小时后试验片的质量(g)，
W2：在30℃×90％RH的气氛中放置24小时后试验片的质量(g)，
W3：在绝干状态下试验片的质量(g)。
测量编号为a、b、c、d、e、f的涤纶布的吸湿参数，并且记录在表6中。
试验二：抗静电性能测定。
将实施例1、实施例22、实施例4、对比例1-3所制备的再生涤纶短纤维纺织成再生涤纶布之后，分别编号为a、b、c、d、e、f，然后对六份再生涤纶布使用AATCC76-1995织物抗静电试验检验方法：通过抗静电表和电极对预备间距的测试材料进行抗静电欧姆测试，抗静电欧姆值R越大，抗静电能力越差；同时将抗静电欧姆值R记录在表6中。
试验三：柔软性测试。
将实施例1、实施例22、实施例4、对比例1-3所制备的再生涤纶短纤维纺织成再生涤纶布之后，分别标号为a、b、c、d、e、f，接着随机选取100个人分别对六份再生涤纶布进行触摸，并且记录六份的柔软度。柔软度的值由低到高分为1-10级，10级的柔软度最高，即柔软度最好。接着将100个人中随机挑选6个人，将这6个人触摸过后的柔软度计算平均值，并且记录其柔软度的平均值，然后将柔软度的平均值记录在表6中。
表6
编号 △MR R/Ω 柔软度
a 4.7 734 8
b 4.3 753 4
c 4.5 742 7
d 2.0 763 3
e 4.3 932 3
f 3.7 757 6
数据分析：
表6中，从吸湿参数(△MR)所在的一列数据中，能够看出，编号a的△MR最大，使用实施例1记载的再生涤纶短纤维制备的再生涤纶布料的吸湿参数最大，而编号为d的△MR最小，使用对比例1记载的再生涤纶短纤维制备的再生涤纶布料的吸湿参数最小。从而说明，在添加了实施例1中记载的吸湿性母粒之后，能够显著提高涤纶短纤维的吸湿性。由于对比例3并未对步骤S7卷绕集束之后的涤纶短纤维进行碱液浸泡，从而导致后续所制备出来的再生涤纶布的吸湿性明显低于编号为a、b、c相对应的再生涤纶布。但是，由于在步骤S3加热熔融步骤中使用到了吸湿性母粒，所以其本身的吸湿性也得到了一定的提高。
表6中，从抗静电欧姆值R所在的一列数据中，能够看出，编号a的R最小，使用实施例1记载的再生涤纶短纤维制备的再生涤纶布料的抗静电欧姆值最小，而编号为e的R最大，使用对比例2记载的再生涤纶短纤维制备的再生涤纶布料的抗静电欧姆值最大。同时，对比例2中接在的油剂也使用到抗静电剂，但是其抗静电效果不足。从而说明，使用实施例1中记载的油剂之后，能够显著提高涤纶短纤维的抗静电性。
表6中，从柔软度所在的一列数据中，能够看出，编号a的柔软度最大，使用实施例1记载的再生涤纶短纤维制备的再生涤纶布料柔软性能更好，而编号为e的柔软度最低，使用对比例2记载的再生涤纶短纤维制备的再生涤纶布料的柔软性能最差。从而说明，使用实施例1中记载的油剂，能够提高涤纶短纤维的柔软性。同时，由于实施例22的油剂中无癸基甜菜碱，仅仅只有吸湿性母粒中的亲水硅油能够起到轻微的柔软作用，从而导致后续制造出来的再生涤纶纤维布的柔软度仅有4。而由于对比例1中未使用实施例1中记载的吸湿性母粒，使得再生涤纶短纤维中无亲水硅油，从而导致亲水硅油无法与癸基甜菜碱无法产生作用，从而导致使用对比例1制备出来的再生涤纶短纤维布料的柔软性能差。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：将瓶片进行如下步骤操作：
S1：原料准备；
S2：前处理；
S3：加热熔融；将经过S2处理过后的物料与吸湿性涤纶母粒混合，然后共同加热熔融；吸湿性涤纶母粒与经过S2处理过后的物料的质量比为1：(6-14)；
S4：喷丝；
S5：冷却成型；
S6：上油；
S7：卷绕集束；
S8：卷曲切断；
经过上述步骤之后制得吸湿性强的再生涤纶短纤维。
2.根据权利要求1所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：吸湿性涤纶母粒的各化学组成以重量份计为：亲水硅油25-45份、对苯二甲酸二甲酯70-90份、丙二醇20-40份、苯磺酸钠10-15份以及聚对苯二甲酸乙二醇酯55-80份；且制备时使用催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述S6上油，将经过S5处理过后的纤维丝输送至含有油剂的油剂槽内浸泡70-100min，所述油剂的各化学组成以重量份计包括十八胺聚氧乙烯醚27-38份、月桂醇23-41份、以及氨基丙醇曲酸磷酸酯47-55份。
4.根据权利要求3所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述油剂的各化学组成以重量份计为十八胺聚氧乙烯醚30-35份、月桂醇27-38份、氨基丙醇曲酸磷酸酯49-54份以及癸基甜菜碱7-15份。
5.根据权利要求1所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述S7卷绕集束之后，将纤维丝输送至质量分数为10％的碱液中浸泡30min；然后再进行S8卷曲切断。
6.根据权利要求1所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述S4喷丝，经过S3处理过后的物质进行过滤，过滤之后输送至计量泵中进行分配；将计量泵中分配出来的熔融状态下的物料输送至喷丝板处进行喷丝，且喷丝板处的温度为270-300℃。
7.根据权利要求6所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述喷丝板上涂有雾化硅油。
8.根据权利要求2所述的一种吸湿性强的再生涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述催化剂选用醋酸锌，醋酸锌的使用量与吸湿性涤纶母粒原料的质量比为1:120。
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