CN111962190A - 一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，该聚氨酯弹性纤维为大于2根的单丝状聚氨酯弹性纤维复合而成的复合型聚氨酯弹性纤维，该复合型聚氨酯弹性纤维为不规则扁平状截面；制备方法是将聚氨酯脲纺丝原液通过具有大于2个喷丝孔的喷丝板，在进入纺丝甬道最后通过假捻装置经卷绕机成型，最后得到所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维；产品保持常规物性指标与同规格产品基本一致，使纤维具有优异的防滑弹性能，解决氨纶在牛仔布缝合处易回缩的问题。

Description

一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法，属于聚氨酯弹性纤维制造技术领域。
背景技术
氨纶被誉为“纺织品味精”，在织物中加入约2％～5％的氨纶能显著改善织物性能，增加其弹性。随着人们对纺织品品质要求越来越高，其中，高端牛仔布百年来深受消费者的喜爱。然而，牛仔衣物缝合处的氨纶常因滑弹引起布面失弹的问题。针对这个问题，大多下游纺织厂家只能在布样设计上下不少功夫。CN201720528622.0《一种新型防滑经编弹性织物》，主要公开了一种采用不同编织技术，来改善织物的防滑性能方法。还有就是针对纤维本身改进的，CN201580006932.X《具有防滑性能的合成纤维织物及其制造方法》，公开了一种合成无纺织物，具有粘接的纤维形成的凹槽，围绕着为粘接纤维形成的凸起防滑点的技术。
然而，有效针对牛仔裤缝合处易发生滑弹回缩的技术方法鲜有报道，且目前据大量下游客户反映此类问题依旧未被解决，困扰着他们品质。通常情况，此类问题主要还是由于氨纶本身的特性引起的，由于氨纶在织物中是有弹性的(绷紧)，有恢复到初始(松弛)的趋势，它需要靠与其他纤维较强的摩擦力、优异的定型性能及缝合时进针才能固定住。因此，须从氨纶自身生产工艺改善来解决。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于制备一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法，产品保持常规物性指标与同规格产品基本一致，使纤维具有优异的防滑弹性能，解决氨纶在牛仔布缝合处易回缩的问题。
技术方案：本发明的一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维为大于2根的单丝状聚氨酯弹性纤维复合而成的复合型聚氨酯弹性纤维，该复合型聚氨酯弹性纤维为不规则扁平状截面。
其中，
所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度a与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度b之比大于1。
所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度a与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度b之比8～1.5：1。
所述的复合型聚氨酯弹性纤维，所包含的单丝状聚氨酯弹性纤维为3～60根。
所述的复合型聚氨酯弹性纤维，所包含的单丝状聚氨酯弹性纤维为5～15根。
所述的复合型聚氨酯弹性纤维的纤度为40D～560D。
所述的单丝状聚氨酯弹性纤维的截面为圆形、矩形或十字形。
所述的单丝状聚氨酯弹性纤维度为8D～20D。
本发明的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法是将聚氨酯脲纺丝原液通过具有大于2个喷丝孔的喷丝板，在进入纺丝甬道最后通过假捻装置经卷绕机成型，最后得到所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维；
其中，在聚氨酯弹性纤维经过假捻装置后，经卷绕机成型前，可优选添加纺丝油剂；
所述的喷丝孔的形状为圆形、矩形、十字形；
所述的喷丝孔的排列方式呈“…”、“····”、“·····”、“……”、“∷”或“∷∷”排列；
所述的喷丝孔间隔为6～25mm。
所述的假捻装置，为可控制小气流假捻或机械假捻的装置，能使单丝状聚氨酯弹性纤维在假捻后进一步固定排列方式。
有益效果：本发明产品呈现的特殊不规则扁平状截面形貌，有效增大与其他纤维的接触面，提高摩擦力，更重要的是提高缝合时进针的压住氨纶纤维的概率，起到固定氨纶丝作用，使其不易回缩。令人意外的，一方面，采用本发明方法制备得到的纤维成品在单丝状聚氨酯弹性纤维假捻成型过程能很好的抱合在一起，不出现分丝情况，在纺丝成型过程中，使在较小气流下，单丝之间仍保持粘连状态，既能保证其呈扁平状排列且丝与丝之间粘连性好不出现分丝现象；另一方面，纤维成品表现出“又涩又粘”的特点，能让氨纶在布料中表现出摩擦较大，不易滑动。
附图说明
图1本发明第一种非限制性的防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维截面视图；
图2本发明第二种非限制性的防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维截面视图；
图3本发明第三种非限制性的防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维截面视图；
图4本发明第四种非限制性的防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维截面视图；
图5现有技术第一种聚氨酯弹性纤维截面视图；
图6现有技术第二种聚氨酯弹性纤维截面视图；
其中，a为防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维截面的长度，b为防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维截面的长度的宽度，001是单丝状聚氨酯弹性纤维。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。
本发明的一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，包括大于2根的单丝状聚氨酯弹性纤维复合而成的复合型聚氨酯弹性纤维，复合型聚氨酯弹性纤维为不规则扁平状截面；
所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度a与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度b之比大于1；
本发明中，“不规则”指复合型聚氨酯弹性纤维截面并不是呈完全规整形状；“扁平状”指复合型聚氨酯弹性纤维截面的长度a比截面的宽度b之比大于1，为更好解释本发明的，结合图1、图2、图3、图4进行说明，其中，复合型聚氨酯弹性纤维的截面长度a与宽度b之比大于1；
进一步的，所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度a与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度b之比8～1.5：1；
进一步的，所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度a与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度b之比8～2：1；
所述的复合型聚氨酯弹性纤维的纤度为40D～560D；
进一步的，所述的复合型聚氨酯弹性纤维的纤度为40D～140D；
所述的单丝状聚氨酯弹性纤维的截面为圆形、矩形、十字形；
在本文中，“圆形”包括正圆形、椭圆形、非规则的类圆形，“矩形”括正方形、长方形、非规则的类矩形，“十字形”包括四枝长度相等且呈交叉状的十字形、四枝长度不相等且呈交叉状的十字形；
所述的单丝状复合型聚氨酯弹性纤维8D～20D；
所述的复合型聚氨酯弹性纤维，所包含的单丝状聚氨酯弹性纤维为3～60根；
进一步的，所述的复合型聚氨酯弹性纤维，所包含的单丝状聚氨酯弹性纤维为5～15根；
在发明的一些实施例中，所述的复合型聚氨酯弹性纤维可以通过3根、4根、5根、6根、8根、10根单丝状聚氨酯弹性纤维而成。
本发明的实施例中，所述的复合型聚氨酯弹性纤维的制备方法包括：
将聚氨酯脲纺丝原液通过具有大于2个喷丝孔的喷丝板，在进入纺丝甬道最后通过假捻装置经卷绕机成型，最后得到所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维；
其中，可在聚氨酯弹性纤维经过假捻装置后，经卷绕机成型前，添加纺丝油剂；
所述的喷丝板的形状为圆形、矩形、十字形；
进一步的，所述的喷丝孔的排列方式呈“…”、“····”、“·····”、“……”、“∷”、“∷∷”排列；
进一步的，所述的喷丝板的喷丝孔呈“一字形”排列；
作为示例的，所述的喷丝孔的排列方式呈“…”、“····”、“·····”、“······”、“∷”；
所述的喷丝孔间隔为6～25mm；
所述的假捻装置，为可控制小气流假捻或机械假捻的装置，能使单丝状聚氨酯弹性纤维在假捻后得到进一步固定；
所述的聚氨酯脲纺丝原液可通过本领域公知的制备技术得到，例如，在溶剂的存在下，将多元醇与多异氰酸酯在异氰酸酯过量的条件下反应，合成末端具有异氰酸酯基的预聚物，用对异氰酸酯根有反应活性的扩链剂继续扩链反应得到；
其中，多元醇包括聚醚多元醇，例如羟基封端的聚四氢呋喃多元醇(PTMG)；
多异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以及其异构体和/或衍生物和/或改性聚合物；
扩链剂包括小分子二元胺，例如乙二胺；
溶剂包括二甲基乙酰胺(DMAC)；
作为示例的，复合型聚氨酯弹性纤维的制备方法包括：
预聚步骤：在预聚合罐中依次加入溶剂、多元醇、多异氰酸酯，控制NCO/OH的摩尔比值大于1，预聚反应温度控制在反应物熔点以上，反应过程中氮气保护，得到预聚物溶液；
扩链步骤：将扩链剂加入得到的预聚物溶液中，充分搅拌溶解，继续反应完成得到聚氨酯脲溶液；
可在上述扩链步骤中，添加本领域常规辅料助剂，例如，抗氧剂、染色剂、润滑剂等，表面活性剂，搅拌均匀，熟化制得聚氨酯脲纺丝原液；
其中，抗氧剂、染色剂、润滑剂等的添加种类与添加量没有特殊要求，只要不对聚氨酯弹性纤维有劣化影响即可；
表面活性剂是包括离子型表面活性剂、非离子表面活性剂的一种，主选阴离子表面活性剂，磺酸盐、硫酸酯盐等，优选：磺基琥珀酸酯类；且表面活性剂以功能辅料添加方式加入到氨纶原液中，其是一种其质量含量为0.1％～3.0％，优选0.5％；
纺丝步骤：将聚氨酯脲纺丝原液通过具有大于2个喷丝孔的喷丝板，在进入纺丝甬道最后通过假捻装置经卷绕机成型，最后得到所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维；
在本发明的一些实施例中，在聚氨酯弹性纤维经过假捻装置后，经卷绕机成型前，添加纺丝油剂，所述的纺丝油剂，包括二甲基硅油质量含量为20～60％，白油质量含量为40～80％，表面活性剂质量含量为0.5～5.0％，抗静电剂质量含量为0.5～5.0％。
下面结合具体实施例，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。
对照实施例1
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
对照聚氨酯弹性纤维制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(3孔/圆形/“∴”型)、纺丝甬道、假捻装置，经卷绕机，得到对照聚氨酯弹性纤维产品，记为对照样1。
对照实施例2
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
对照聚氨酯弹性纤维制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(4孔/圆形/“∷”型)、纺丝甬道、假捻装置，经卷绕机，得到对照聚氨酯弹性纤维产品，记为对照样2。
实施例1
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
防滑弹聚氨酯弹性纤维样品1制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(4孔/长方形/“∷”型)、纺丝甬道、常规假捻装置，经卷绕机，得到防滑弹聚氨酯弹性纤维产品，记为样品1。
实施例2
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
防滑弹聚氨酯弹性纤维样品2制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(4孔/圆型/“····”型)、纺丝甬道、假捻装置，经卷绕机，得到防滑弹聚氨酯弹性纤维产品，记为样品2。
实施例3
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
防滑弹聚氨酯弹性纤维制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂及1％的表面活性剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(4孔/长方形/“····”型)、纺丝甬道、假捻装置，经卷绕机，得到防滑弹聚氨酯弹性纤维产品，记为样品3。
实施例4
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
防滑弹聚氨酯弹性纤维制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂及1％的表面活性剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(4孔/长方形/“····”型)、纺丝甬道、假捻装置，上纺丝油剂，经卷绕机，得到防滑弹聚氨酯弹性纤维产品，记为样品4。
实施例5
本发明一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法如下：
防滑弹聚氨酯弹性纤维制备：
在反应罐中依次加入15.000kg DMAC、25.000kg PTMG(Mn为1800)，按照NCO/OH摩尔比例1.75:1，加入6.043kg MDI；反应温度控制为50℃，反应时间为120min，反应过程中氮气保护，得到聚合物溶液A；
将得到聚合物A冷却至10℃，添加含0.5754kg乙二胺+0.1125kg的混合DMAC溶液(浓度6.0％)，充分搅拌反应，得到35.0％浓度的纺丝原液；
将2.4％助剂及1％的表面活性剂以功能辅料方式添加到纺丝原液中共混，搅拌均匀，熟化，经喷丝孔组件(3孔/十字形/“…”型)、纺丝甬道、假捻装置，经卷绕机，得到防滑弹聚氨酯弹性纤维产品，记为样品5。
其中，
助剂为：受阻酚抗氧剂：聚氨酯类染色助剂：水滑石＝1：0.4：2；
表面活性剂为：磺基琥珀酸酯类阴离子表面活性剂。
纺丝油剂：二甲基硅油质量含量为28％，白油质量含量为69％，表面活性剂质量含量为1％，抗静电剂质量含量为2％。
实施例样品性能对比
Figure BDA0002637418020000081
Figure BDA0002637418020000091

Claims (10)

1.一种具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，该聚氨酯弹性纤维为大于2根的单丝状聚氨酯弹性纤维复合而成的复合型聚氨酯弹性纤维，该复合型聚氨酯弹性纤维为不规则扁平状截面。
2.根据权利要求1所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度(a)与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度(b)之比大于1。
3.根据权利要求2所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面长度(a)与所述的复合型聚氨酯弹性纤维截面宽度(b)之比8～1.5：1。
4.根据权利要求1所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的复合型聚氨酯弹性纤维，所包含的单丝状聚氨酯弹性纤维为3～60根。
5.根据权利要求4所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的复合型聚氨酯弹性纤维，所包含的单丝状聚氨酯弹性纤维为5～15根。
6.根据权利要求1所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的复合型聚氨酯弹性纤维的纤度为40D～560D。
7.根据权利要求1所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的单丝状聚氨酯弹性纤维的截面为圆形、矩形或十字形。
8.根据权利要求1所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于，所述的单丝状聚氨酯弹性纤维度为8D～20D。
9.一种如权利要求1所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，将聚氨酯脲纺丝原液通过具有大于2个喷丝孔的喷丝板，在进入纺丝甬道最后通过假捻装置经卷绕机成型，最后得到所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维；
所述的喷丝孔的形状为圆形、矩形、十字形；
所述的喷丝孔的排列方式呈“…”、“·…”、“··…”、“……”、“∷”或“∷∷”排列；
所述的喷丝孔间隔为6～25mm。
10.根据权利要求9所述的具有防滑弹性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的假捻装置，为可控制小气流假捻或机械假捻的装置，能使单丝状聚氨酯弹性纤维在假捻后进一步固定排列方式。
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