CN111334891A - 一种保健聚酯纤维专用母料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及功能纺织品技术领域，具体涉及一种保健聚酯纤维专用母料及制备方法。本发明一种保健聚酯纤维专用母料，是由以下重量份原料制备而成：复合粉25～35份、硬脂酸30～50份、聚酯切片50～80份；所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉30～50份、纳米负离子释放剂50～80份、分散剂1～3份。本发明通过将远红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂利用分散剂经气流粉预分散后升温并急冷炸裂使得纳米粉表面出现缺陷，利用硬脂酸浸入纳米粉的表面，防止纳米团聚。与现有技术相比：本发明制得的保健聚酯纤维专用母料，纳米粉分散优异，用于制造人体保温保健服装方面具有巨大的潜力。

Description

一种保健聚酯纤维专用母料及制备方法

技术领域

本发明涉及功能纺织品技术领域，具体涉及一种保健聚酯纤维专用母料及制备方法。

背景技术

聚酯纤维，俗称“涤纶”。是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维。聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛，而且热定型效果优异，耐热和耐光性好。其织成的织物具有保暖性好，特别适于织造仿毛呢、哔叽等。聚酯纤维是一种优异的纺织纤维原料，其可以与天然棉、麻等复合制备高档面料。具有巨大的应用市场。

首先是针对聚酯纤维自身的缺点，开发成功吸湿、抗静电、抗起球、防污、阳离子可染、阻燃等差别化聚酯纤维。随着聚酯纤维的发展，以及人们对舒适、保健的重视，差别化聚酯纤维又向仿天然纤维和功能纤维方向发展，如仿丝、仿毛、仿麻、 仿棉、仿羽绒纤维；抗菌、消臭、芳香、防紫外线、远红外纤维等，功能化的要求越来越高。特别是保持人体保温保健服装方面，聚酯纤维潜力巨大。如负离子释放剂、远红外发热材料等应用于聚酯纤维，可以延伸在众多的服装产品上从而达到保健的功能。由于聚酯纤维为聚酯切片熔融纺丝得到，因此将具有保健功能的材料制备成母料用于聚酯切片极大的方便了应用，也使得功能化聚酯纤维得到快速发展。

其中，远红外聚酯纤维就是研究较多的一种保健纤维，它通过吸收外界能量如太阳能或人体自身的体热，再辐射给人体，促进人体的血液循环和新陈代谢。目前远红外聚酯纤维广泛用作护肩、护腕、护膝、护腰等保健品及作为内衣、袜子和被子的填充絮棉等，是深受消费者喜爱的保健品。远红外聚醋纤维一般在纤维中引入陶瓷物质，生产技术主要有三种：(1)在聚合过程中添加远红外辐射物质，或者采用在表面涂覆功能材料来制备；(2)在纺丝过程中添加远红外母粒；(3)将远红外母粒与常规聚酯进行复合纺丝；也有利用同轴纺丝将功能材料置于聚酯纤维内芯，但工艺复杂。其中第二种方法最常用。

中国发明专利CN107385547A公开了一种聚酯纤维的制备方法及聚酯纤维、面料；通过将复合粉体与聚酯切片混合制得共混母粒；将所述共混母粒与聚酯切片混合，纺制得到含所述复合粉体的聚酯纤维；将所述含复合粉体的聚酯纤维进行减量处理，制得含有活性炭的聚酯纤维。

中国发明专利CN102205981A公开了一种控制表面缺陷及表面电位的层状复合金属氢氧化物制备方法，在层状复合金属氢氧化物晶化反应结束后，采用不同的降温方法对晶体的表面缺陷及表面电性同时进行控制，操作简单易于实现。降温速率越快得到的层状复合金属氢氧化物晶体表面缺陷越多，电荷在晶体表面分布越不均匀，Zeta(ζ)电位越低，进而对产品的催化、紫外阻隔、阻燃作用产生影响。

相对于在聚合过程中添加远红外辐射物质，或者采用在表面涂覆功能材料来制备功能化纤维，母料法使得制备功能化聚酯纤维变得更为简单方便。传统的母料法可以用于制备常规的聚酯制品，然而，在制备聚酯纤维时，由于纤维为微米级别，对分散性要求极高，母料为热熔分散，通过传统的直接熔融挤出分散效果较差。尤其是远红外粉体材料、负离子释放材料等微纳米级材料，分散难度大，如果分散不均匀会影响熔融纺丝效果，使聚酯纤维出现较多的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种保健聚酯纤维专用母料及制备方法，可以有效地将远红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂均匀分散于聚酯中制备聚酯纤维。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉25～35份、硬脂酸30～50份、聚酯切片50～80份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉30～50份、纳米负离子释放剂50～80份、分散剂1～3份。

进一步地，所述远红外纳米陶瓷粉选用纳米托玛琳粉；托玛琳粉具压电性和热电性，发射对人体有益的远红外线（波长在4-14um），促进新陈代谢，减小心脏压力，还可以调理改善高血压、心脑血管疾病、肿瘤、关节炎、四肢麻木、肢体冰冷、肩周炎、肢体部位疼痛、腰疾劳损、椎间盘突出变形、颈椎病等。对胃肠病、肾虚、月经失调也有极好的预防和辅助治疗作用。

进一步优选，所述远红外纳米陶瓷粉的粒径为10～20nm。远红外纳米陶瓷粉是一种白色粉末，由多种物质混合而成。远红外陶瓷粉以能够辐射出比正常物体更多的远红外线（红外辐射率更高）为主要特征功能。远红外纳米陶瓷粉与人体水分的吸收波长6～14μm是重叠的，从而产生共振效应，分子振动产生热能，使人有温热的感觉，用于聚酯纤维赋予聚酯纤维发热的保健效果。

远红外线对人体保健原理：激活了生物大分子的活性，使生物体的分子能够被激发而处于较高振动状态。这样使激活了的核酸蛋白质等生物大水分子的活性，从而发挥了生物大分子调节机体代谢、免疫等活动的功能，有利于机能的恢复和平衡，达到防病治病的目的，促进和改善血液循环。远红外作用于皮肤后，大部分能量被皮肤所吸收，被吸收的能量转化为热能，引起皮温升高，刺激皮肤内热感觉器，通过丘脑反射，使血管扩张，血液循环加快。另一方面由于热作用，引起血管活性物质的释放，血管张力低，浅小动脉、浅毛细管和浅静脉扩张，血液循环得以改善（通过中国医学科学院血液病研究所检测）20分钟可使微循环血流量提高114%。增强新陈代谢，如果人体的新陈代谢发生紊乱，引起体内物质交换失常，那么各种疾病将会不约而至，诸如水和电解质代谢紊乱，将给生命带来危险；糖代谢紊乱所致糖尿病的发生；脂代谢紊乱引起的高血脂症、肥胖症；蛋白质代谢紊乱引起痛风等等。通过远红外热效应、可以增加细胞的活力，调整神经液机体，加强新陈代谢，使体内外的物质交换处于平稳状态。具有消炎、消肿功能。远红外的热作用通过神经液的回答反应，激活了免疫细胞功能，加强了白细胞和网状内皮细胞的吞噬功能，达到消炎抑菌的目的。增强了组织营养、活跃了组织代谢、提高了细胞供氧量，加强了细胞再生能力、改善了病区的供血氧状态、控制了炎症的发展并使其局限化，加速了病灶修复。远红外的热效应，改善了微循环、建立了侧枝循环、调节了离子的深度、促进了有毒物质的代谢、废物的排泄、加速了渗出物质的吸收、使炎症水肿消退。基于以上原理，远红外线能量具有从高到低的可传递性，即能量可从强大的一方传向衰弱的一方，所谓天之道损有余补不足，对调节人体各器官的能量平衡十分重要，所以才会在医疗，康复领域被广泛使用。

进一步地，所述纳米负离子释放剂为电气石、蛭石、麦饭石中的一种。其中，电气石具有特殊的热电性和压电性，在受热，受压或者受到其它能量激发时都会产生电荷，释放出大量的负离子，并能发射对人体有益的远红外线，具有特别的电磁波防护功能。将电气石粉体添加应用在聚酯纤维中后即具有以下功效：产生负氧离子：能抗菌除菌，消除臭味；能活化水，改善水质及改善空气，并能迅速清除空气中存在的有毒有害气体等功能。蛭石是一种天然、无机，无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。麦饭石具有吸附性、溶解性、调节性、生物活性和矿化性等。它能吸附水中游离的金属离子，经水浸泡后的麦饭石，可溶出40多种元素，其中近20种为微量元素，此外，还有微量稀土元素。麦饭石中含Al₂O₃15%，其作为中性氧化物，在水溶液中遇碱（OH）起反应降低pH值，遇酸（H）起反应提高pH值，从而具有双向调节pH的功能。蛭石和麦饭石也能够释放负氧离子，其应用于聚酯纤维会释放大量的负离子，使人们的心情舒畅，身体更加健康。

进一步地，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种；其目的是预分散，使纳米颗粒料尽可能的分散开。

上述保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；

（2）将预分散复合粉加热至600～800℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在90～100℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

进一步地，步骤（1）中所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.7～1MPa。

进一步地，步骤（2）中所述液氮冷却室中的温度为-150℃～-100℃。

进一步地，步骤（3）中高速分散机的旋转速度为600～800rpm。

进一步地，步骤（3）中所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%。

进一步地，步骤（4）中所述螺杆挤出的温度为260～280℃。

本发明通过将远红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂利用分散剂经气流粉预分散，通过将远红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂升温并急冷炸裂使得纳米粉表面出现缺陷，从而利用硬脂酸的在90-100℃使硬脂酸熔化并浸入纳米粉的表面，硬脂酸有效地降低纳米粉的表面能，从而防止纳米团聚。

常规的直接利用硬脂酸分散纳米粉，硬脂酸在纳米粉的表面附着能力有限，在后续热加工时硬脂酸会脱落，使得纳米粉的分散受限甚至会二次团聚。本发明通过将纳米粉炸裂形成缺陷，硬脂酸附着牢固，从而使得纳米粉分散优异。

本发明针对制备聚酯纤维时，微纳米级材料分散效果较差的问题，本发明通过将远红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂利用分散剂经气流粉预分散后升温并急冷炸裂使得纳米粉表面出现缺陷，利用硬脂酸浸入纳米粉的表面，防止纳米团聚。与现有技术相比：本发明制得的保健聚酯纤维专用母料，纳米粉分散优异，用于制造人体保温保健服装方面具有巨大的潜力。

附图说明

图1：为本发明公开制备方法的工艺流程图。其中1-预分散；2-加热；3-急冷炸裂；4-分散；5-螺杆挤出造粒；

图2：本发明实施例1得到的功能聚酯纤维高倍镜成像图，其光滑度良好；

图3：本发明对比例1得到的功能聚酯纤维高倍镜成像图，其光滑度较差。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉30份、硬脂酸40份、聚酯切片60份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉40份、纳米负离子释放剂60份、分散剂2份；

所述远红外纳米陶瓷粉选用粒径为10～20nm的纳米托玛琳粉；

所述纳米负离子释放剂为电气石；

所述分散剂为三聚磷酸钠；

一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体工艺流程见图1，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.8MPa；

（2）将预分散复合粉加热至700℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；所述液氮冷却室中的温度为-120℃；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在95℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；高速分散机的旋转速度为600rpm；所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，所述螺杆挤出的温度为270℃，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

实施例2

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉25份、硬脂酸35份、聚酯切片70份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉35份、纳米负离子释放剂80份、分散剂1份；

所述远红外纳米陶瓷粉选用粒径为10～20nm的纳米托玛琳粉；

所述纳米负离子释放剂为麦饭石；

所述分散剂为焦磷酸钠；

一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.7MPa；

（2）将预分散复合粉加热至800℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；所述液氮冷却室中的温度为-150℃；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在100℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；高速分散机的旋转速度为650rpm；所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，所述螺杆挤出的温度为280℃，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

实施例3

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉35份、硬脂酸50份、聚酯切片65份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉45份、纳米负离子释放剂55份、分散剂3份；

所述远红外纳米陶瓷粉选用粒径为10～20nm的纳米托玛琳粉；

所述纳米负离子释放剂为蛭石；

所述分散剂为六偏磷酸钠；

一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.9MPa；

（2）将预分散复合粉加热至650℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；所述液氮冷却室中的温度为-130℃；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在96℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；高速分散机的旋转速度为680rpm；所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，所述螺杆挤出的温度为275℃，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

实施例4

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉26份、硬脂酸45份、聚酯切片55份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉36份、纳米负离子释放剂75份、分散剂2份；

所述远红外纳米陶瓷粉选用粒径为10～20nm的纳米托玛琳粉；

所述纳米负离子释放剂为麦饭石；

所述分散剂为三聚磷酸钠；

一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.7MPa；

（2）将预分散复合粉加热至720℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；所述液氮冷却室中的温度为-130℃；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在92℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；高速分散机的旋转速度为720rpm；所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，所述螺杆挤出的温度为280℃，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

实施例5

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉28份、硬脂酸42份、聚酯切片75份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉48份、纳米负离子释放剂52份、分散剂3份；

所述远红外纳米陶瓷粉选用粒径为10～20nm的纳米托玛琳粉；

所述纳米负离子释放剂为蛭石；

所述分散剂为六偏磷酸钠；

一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.8MPa；

（2）将预分散复合粉加热至770℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；所述液氮冷却室中的温度为-110℃；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在100℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；高速分散机的旋转速度为600rpm；所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，所述螺杆挤出的温度为270℃，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

实施例6

一种保健聚酯纤维专用母料，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉33份、硬脂酸46份、聚酯切片72份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉36份、纳米负离子释放剂73份、分散剂1份；

所述远红外纳米陶瓷粉选用粒径为10～20nm的纳米托玛琳粉；

所述纳米负离子释放剂为电气石；

所述分散剂为焦磷酸钠；

一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为1MPa；

（2）将预分散复合粉加热至660℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；所述液氮冷却室中的温度为-120℃；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在90℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；高速分散机的旋转速度为660rpm；所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，所述螺杆挤出的温度为275℃，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

对比例1

没有将预分散复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，其余与实施例1一致，由于未采用急冷炸裂，从而硬脂酸不能有效的附着，从而影响分散。

相关检测：

将实施例1与对比例1得到的母料分别与聚酯切片以质量比1：10复合，在温度为275℃熔融挤出纺丝，纺丝速度为1000m/min，得到功能聚酯纤维。将纤维放在高倍放大镜下观察；实施例1得到的功能聚酯纤维高倍镜成像图（附图2），其光滑度良好。对比例1得到的功能聚酯纤维高倍镜成像图（附图3），其表面较为粗造。

Claims (10)

1.一种保健聚酯纤维专用母料，其特征在于，所述保健聚酯纤维专用母料是由以下重量份原料制备而成：复合粉25～35份、硬脂酸30～50份、聚酯切片50～80份；

所述复合粉是由以下重量份原料制备而成：远红外纳米陶瓷粉30～50份、纳米负离子释放剂50～80份、分散剂1～3份。

2.根据权利要求1所述一种保健聚酯纤维专用母料，其特征在于，所述远红外纳米陶瓷粉选用纳米托玛琳粉；优选，远红外纳米陶瓷粉的粒径为10～20nm。

3.根据权利要求1所述一种保健聚酯纤维专用母料，其特征在于，所述纳米负离子释放剂为电气石、蛭石、麦饭石中的一种。

4.根据权利要求1所述一种保健聚酯纤维专用母料，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种。

5.权利要求1～4任一项所述一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，其特征在于，具体制备方法包括：

（1）将红外纳米陶瓷粉、纳米负离子释放剂、分散剂在气流微细机中分散，得到预分散复合粉；

（2）将预分散复合粉加热至600～800℃，然后将所述复合粉喷雾至液氮冷却室中急冷炸裂，得到表面缺陷的复合粉；

（3）将步骤（2）得到的表面缺陷的复合粉与硬脂酸加入高速分散机中，在90～100℃高速分散，然后加入聚酯切片进一步分散，得到分散料；

（4）将步骤（3）得到的分散料送入高长径比同向双螺杆挤出机挤出造粒，得到一种保健聚酯纤维专用母料。

6.根据权利要求5所述的一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述气流微细机的出料粒径为3～5um，空气压力为0.7～1MPa。

7.根据权利要求5所述的一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述液氮冷却室中的温度为-150℃～-100℃。

8.根据权利要求5所述的一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中高速分散机的旋转速度为600～800rpm。

9.根据权利要求5所述的一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述聚酯切片经过干燥，使切片中含水率＜0.05%。

10.根据权利要求5所述的一种保健聚酯纤维专用母料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述螺杆挤出的温度为260～280℃。

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