CN110983566A - 一种生物基尼龙面料及其制备方法和制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物基尼龙面料及其制备方法和制品，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；按重量份计为：生物基尼龙纤维为80～90份、棉纤维为12～15份和聚四氟乙烯纤维为6～9份；所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：生物基聚己二酸戊二胺80～90份、聚己二酸戊二胺14～18份、羧甲基纤维素5～7份、海泡石粉6～8份、气相二氧化硅4～6份、分散剂4～5份。本发明的生物基尼龙面料的拉伸强力大，力学性能好，保证良好的耐用性，使用寿命长；透湿率高，透湿性能好，穿着具有良好的吸湿排汗效果，穿着舒适；透气率高，透气性能好，穿着舒适。
Description
技术领域
本发明涉及纺织面料技术领域，具体涉及一种生物基尼龙面料及其制备方法和制品。
背景技术
面料就是用来制作服装的材料。作为服装三要素之一，面料不仅可以诠释服装的风格和特性，而且直接左右着服装的色彩、造型的表现效果。其中，功能性面料是指具有某种特殊性能和用途的面料，比如防水、防风、透气、透湿、保暖、防油、易去污、防菌除臭、防紫外线、防静电、防辐射、防阻燃、耐高温、耐酸碱等功能。市场上的功能性面料以服装面料为主，多用于户外运动服、高档休闲服中。新型功能型纺织材料中，涤纶纤维是开发最多的一种合成纤维。
生物质属于植物固定的太阳能，我国每年可用于生产生物油的生物质有几十亿吨；每年工业和日常生活中会产生的聚酯垃圾有几百万吨，如果这些物质处理不当不仅会污染环境，还是对太阳能资源和石油资源的严重浪费。由于生物质资源丰富、可再生性强、有利于改善环境、可持续性和物质性等优点，生物质资源的开发利用受到科学家们的极大关注。正如中国科学院和中国工程院院士石元春教授所说：“现在全球替代能源有风能、核能、太阳能、生物质能等，但前3种能源没有物质性生产能力，不能完全替代石油，因为石油衍生产品有2000多种。唯一可以完全替代石油的就是生物质能，其衍生产品也可达到2000多种”。生物质能的合理利用，可以保持自然界的碳平衡，不仅有利于农业、林业和工业的发展，而且对抑制温室效应，保护生态环境有重要意义。
尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)的一种说法，可制成长纤或短纤。锦纶是聚酰胺纤维的商品名称，又称耐纶(Nylon)。英文名称Polyamide(简称PA)，其基本组成物质是通过酰胺键—[NHCO]—连接起来的脂肪族聚酰胺。
但是，目前所使用的尼龙面料还存在以下问题：
1、通过添加生物质填料制备的尼龙复合面料的力学性能大大下降，耐用性差，不耐穿；
2、吸湿排汗效果差，穿着舒适度不佳。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种生物基尼龙面料及其制备方法和制品，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种生物基尼龙面料，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；
按重量份计为：生物基尼龙纤维为80～90份、棉纤维为12～15份和聚四氟乙烯纤维为6～9份；
所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺80～90份、
聚己二酸戊二胺14～18份、
羧甲基纤维素5～7份、
海泡石粉6～8份、
气相二氧化硅4～6份、
分散剂4～5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
优选的，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；按重量份计为：生物基尼龙纤维为85份、棉纤维为13.5份和聚四氟乙烯纤维为7.5份。
优选的，所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺85份、
聚己二酸戊二胺16份、
羧甲基纤维素6份、
海泡石粉7份、
气相二氧化硅5份、
分散剂4.5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
优选的，所述海泡石粉的粒度为5000～6000目。
优选的，所述分散剂为酰胺型聚羧酸梳状分散剂。
优选的，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗氧化剂2.5～3.5份；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
优选的，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗紫外剂3～3.5份；所述抗紫外剂为2-苯基苯咪唑-5-磺酸。
优选的，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：热稳定剂3～4份；所述热稳定剂为磷酸三甲酯。
本发明还提供一种所述的生物基尼龙面料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取生物基尼龙纤维的各原料，并将生物基尼龙纤维的各原料混合均匀，备用；
B、将混合后的生物基尼龙纤维的原料送入双螺杆挤出机熔融成混合熔体；
C、所述混合熔体，进入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到生物基尼龙纤维；
D、然后将生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，得到混纺纤维；
E、所述混纺纤维经针织或机织工艺制得所述生物基尼龙面料。
本发明还提供一种生物基尼龙面料制品，采用如前所述的生物基尼龙面料制得。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的生物基尼龙面料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维经针织或机织工艺制得的生物基尼龙面料的拉伸强力大，力学性能好，保证良好的耐用性，使用寿命长；透湿率高，透湿性能好，穿着具有良好的吸湿排汗效果，穿着舒适；透气率高，透气性能好，穿着舒适。
其中，本发明所述的本发明的生物基尼龙面料中，采用适当配比的生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，其中，生物基尼龙纤维具有天然纤维的特性，吸湿排汗效果较好，使制得的面料穿着更舒适，生物降解率高，使制得的面料具有生物降解性，环保，且力学性能较好，使制得的面料具有耐用性好等优点。
棉纤维的是天然性纤维，具有良好的吸湿性能和亲肤性能，主要用于提高吸湿排汗效果，穿着舒适；提高透气率，提升透气性能。
聚四氟乙烯纤维的强度和延伸率高，化学稳定性好、耐腐蚀性优越，添加后可增加本发明的生物基尼龙面料的疏水性，增加排水(汗)性能，增强吸湿排汗效果，穿着舒适度高。
其中，本发明所述的生物基尼龙纤维中，采用生物基聚己二酸戊二胺作为主要的基体材料，透湿性能优于尼龙纤维，具有良好的吸湿排汗效果，穿着舒适；透气性较好；且拉伸强力大，力学性能好，保证良好的耐用性，使用寿命长。
添加了适量的聚己二酸戊二胺，其强度、柔软度、吸湿性、玻璃化温度、回弹性都优于尼龙66、尼龙6、涤纶PET产品，添加后主要用于增强本发明所述的生物基尼龙纤维的拉伸强力等力学性能。
添加了适量的羧甲基纤维素，其吸湿性能非常好，添加后主要用于增强本发明所述的生物基尼龙纤维的吸湿性能，提升吸湿排汗效果和穿着舒适度。
添加适量的海泡石粉的添加主要用于增强本发明所述的生物基尼龙纤维的透气性，提升穿着舒适度。
添加适量的气相二氧化硅，具有良好的增强作用，显著提升了本发明的生物基尼龙纤维的拉升强度等力学性能。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种生物基尼龙面料，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；
按重量份计为：生物基尼龙纤维为80～90份、棉纤维为12～15份和聚四氟乙烯纤维为6～9份；
所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺80～90份、
聚己二酸戊二胺14～18份、
羧甲基纤维素5～7份、
海泡石粉6～8份、
气相二氧化硅4～6份、
分散剂4～5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
在本实施例中，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；按重量份计为：生物基尼龙纤维为85份、棉纤维为13.5份和聚四氟乙烯纤维为7.5份。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺85份、
聚己二酸戊二胺16份、
羧甲基纤维素6份、
海泡石粉7份、
气相二氧化硅5份、
分散剂4.5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
在本实施例中，所述海泡石粉的粒度为5000～6000目。
在本实施例中，所述分散剂为酰胺型聚羧酸梳状分散剂。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗氧化剂2.5～3.5份；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗紫外剂3～3.5份；所述抗紫外剂为2-苯基苯咪唑-5-磺酸。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：热稳定剂3～4份；所述热稳定剂为磷酸三甲酯。
本实施例还提供一种所述的生物基尼龙面料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取生物基尼龙纤维的各原料，并将生物基尼龙纤维的各原料混合均匀，备用；
B、将混合后的生物基尼龙纤维的原料送入双螺杆挤出机熔融成混合熔体；
C、所述混合熔体，进入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到生物基尼龙纤维；
D、然后将生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，得到混纺纤维；
E、所述混纺纤维经针织或机织工艺制得所述生物基尼龙面料。
本实施例还提供一种生物基尼龙面料制品，采用如前所述的生物基尼龙面料制得。
实施例2：
一种生物基尼龙面料，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；
按重量份计为：生物基尼龙纤维为80份、棉纤维为15份和聚四氟乙烯纤维为9份；
所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺80份、
聚己二酸戊二胺14份、
羧甲基纤维素5份、
海泡石粉6份、
气相二氧化硅4份、
分散剂4份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
在本实施例中，所述海泡石粉的粒度为5000目。
在本实施例中，所述分散剂为酰胺型聚羧酸梳状分散剂。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗氧化剂2.5份；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗紫外剂3份；所述抗紫外剂为2-苯基苯咪唑-5-磺酸。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：热稳定剂3份；所述热稳定剂为磷酸三甲酯。
在本实施例中，所述的生物基尼龙面料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取生物基尼龙纤维的各原料，并将生物基尼龙纤维的各原料混合均匀，备用；
B、将混合后的生物基尼龙纤维的原料送入双螺杆挤出机熔融成混合熔体；
C、所述混合熔体，进入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到生物基尼龙纤维；
D、然后将生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，得到混纺纤维；
E、所述混纺纤维经针织或机织工艺制得所述生物基尼龙面料。
本实施例还提供一种生物基尼龙面料制品，采用如前所述的生物基尼龙面料制得。
实施例3：
一种生物基尼龙面料，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；
按重量份计为：生物基尼龙纤维为90份、棉纤维为12份和聚四氟乙烯纤维为6份；
所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺90份、
聚己二酸戊二胺18份、
羧甲基纤维素7份、
海泡石粉8份、
气相二氧化硅6份、
分散剂5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
在本实施例中，所述海泡石粉的粒度为6000目。
在本实施例中，所述分散剂为酰胺型聚羧酸梳状分散剂。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗氧化剂3.5份；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗紫外剂3.5份；所述抗紫外剂为2-苯基苯咪唑-5-磺酸。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：热稳定剂4份；所述热稳定剂为磷酸三甲酯。
在本实施例中，所述的生物基尼龙面料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取生物基尼龙纤维的各原料，并将生物基尼龙纤维的各原料混合均匀，备用；
B、将混合后的生物基尼龙纤维的原料送入双螺杆挤出机熔融成混合熔体；
C、所述混合熔体，进入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到生物基尼龙纤维；
D、然后将生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，得到混纺纤维；
E、所述混纺纤维经针织或机织工艺制得所述生物基尼龙面料。
本实施例还提供一种生物基尼龙面料制品，采用如前所述的生物基尼龙面料制得。
实施例4：
一种生物基尼龙面料，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；
按重量份计为：生物基尼龙纤维为85份、棉纤维为13.5份和聚四氟乙烯纤维为7.5份。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺85份、
聚己二酸戊二胺16份、
羧甲基纤维素6份、
海泡石粉7份、
气相二氧化硅5份、
分散剂4.5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
在本实施例中，所述海泡石粉的粒度为5500目。
在本实施例中，所述分散剂为酰胺型聚羧酸梳状分散剂。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗氧化剂3份；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗紫外剂3.25份；所述抗紫外剂为2-苯基苯咪唑-5-磺酸。
在本实施例中，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：热稳定剂3.5份；所述热稳定剂为磷酸三甲酯。
在本实施例中，所述的生物基尼龙面料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取生物基尼龙纤维的各原料，并将生物基尼龙纤维的各原料混合均匀，备用；
B、将混合后的生物基尼龙纤维的原料送入双螺杆挤出机熔融成混合熔体；
C、所述混合熔体，进入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到生物基尼龙纤维；
D、然后将生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，得到混纺纤维；
E、所述混纺纤维经针织或机织工艺制得所述生物基尼龙面料。
本实施例还提供一种生物基尼龙面料制品，采用如前所述的生物基尼龙面料制得。
对比例1：
与实施例4的区别在于，所述生物基聚己二酸戊二胺用聚己二酸戊二胺替代，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，所述己二酸戊二胺用生物基聚己二酸戊二胺聚替代，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，没有羧甲基纤维素，其他与实施例4相同。
对比例4：
与实施例4的区别在于，没有海泡石粉，其他与实施例4相同。
对比例5：
与实施例4的区别在于，没有气相二氧化硅，其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4、对比例1至对比例5得到的生物基尼龙面料(克重500g/m2)进行性能测试，测试结果如表1所示：
其中，根据标准ISO14956干燥剂倒杯法测试要求，采用透湿试验箱测定织物的透湿率，试验时间120min。试验指标:透湿率＝透湿质量(g/24h·m-2)。
表1
从上表可以看出，本发明的生物基尼龙面料具有以下优点：拉伸强力大，力学性能好，保证良好的耐用性，使用寿命长；透湿率高，透湿性能好，穿着具有良好的吸湿排汗效果，穿着舒适；透气率高，透气性能好，穿着舒适。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物基尼龙面料，其特征在于，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；
按重量份计为：生物基尼龙纤维为80～90份、棉纤维为12～15份和聚四氟乙烯纤维为6～9份；
所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺80～90份、
聚己二酸戊二胺14～18份、
羧甲基纤维素5～7份、
海泡石粉6～8份、
气相二氧化硅4～6份、
分散剂4～5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
2.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述生物基尼龙面料由生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维混纺，然后经针织或机织工艺制得；按重量份计为：生物基尼龙纤维为85份、棉纤维为13.5份和聚四氟乙烯纤维为7.5份。
3.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述生物基尼龙纤维由包括以下重量份的原料制成：
生物基聚己二酸戊二胺85份、
聚己二酸戊二胺16份、
羧甲基纤维素6份、
海泡石粉7份、
气相二氧化硅5份、
分散剂4.5份；
所述生物基聚己二酸戊二胺是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸制成的。
4.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述海泡石粉的粒度为5000～6000目。
5.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述分散剂为酰胺型聚羧酸梳状分散剂。
6.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗氧化剂2.5～3.5份；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。
7.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：抗紫外剂3～3.5份；所述抗紫外剂为2-苯基苯咪唑-5-磺酸。
8.根据权利要求1所述的生物基尼龙面料，其特征在于，所述生物基尼龙纤维还包括以下重量份的原料：热稳定剂3～4份；所述热稳定剂为磷酸三甲酯。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的生物基尼龙面料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取生物基尼龙纤维的各原料，并将生物基尼龙纤维的各原料混合均匀，备用；
B、将混合后的生物基尼龙纤维的原料送入双螺杆挤出机熔融成混合熔体；
C、所述混合熔体，进入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到生物基尼龙纤维；
D、然后将生物基尼龙纤维、棉纤维和聚四氟乙烯纤维进行混纺，得到混纺纤维；
E、所述混纺纤维经针织或机织工艺制得所述生物基尼龙面料。
10.一种生物基尼龙面料制品，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的生物基尼龙面料制得。
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