CN114000222A - 一种轻质轻量耐折单丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质轻量耐折单丝及其制备方法，包括纱线和空腔，所述空腔的中空面积占整个纱线截面面积的10％‑20％，所述纱线中添加0.5‑2％份量的抗静电母粒，所述纱线中添加0.5‑2％的份量的亲水母粒，通过优化设置单丝结构，相比普通圆形截面耐折性能显著提升，中空设计使得比表面积增大，再加上抗静电母粒和亲水母粒的添加其输水透湿性能显著提升，因为中空设计，内存较多静置空气，制作成的鞋材具有较好的蓄热隔热功能，鞋材因单丝中空设计更加轻质轻量化；通过优化设置制备方法，使得制备得到的圆形中空截面聚酯单丝的耐折性能得到提升，满足日益增长的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及纺织生产技术领域，尤其是涉及的是一种轻质轻量耐折单丝及其制备方法。
背景技术
轻薄透是未来运动类鞋面材料一个重要发展方向，利用鱼丝和复丝交织可以轻松实现鞋面材料的轻薄透。鱼丝作为面底纱纱线织造鞋面材料已日益广泛，鞋材挺括度、抗起毛起球性能、透气透湿性能和耐磨性能都得到了很大程度提高，鞋型花型层次感和凹凸立体感等时尚美感也变得更加突出。但鱼丝刚度大，初始模量大，其耐折性能很差。目前市面上出现了一种芯为锦纶PA，皮为涤纶PET的双组份皮芯结构的耐折单丝，耐折性能可以勉强满足客户要求，但其价格昂贵，染整加工后，因为两种材料的沸水收缩率的差异，容易发生皮芯脱离脱层，鞋材出现起包变形，此外，染色需要双染，染色工艺流程长，工艺复杂，不符合“碳中和、碳达峰”双碳达标的主流。开发一种成本低廉、符合节能减排要求，耐折性能满足客户要求的单丝变得尤为重要。
中国专利授权公告号为CN106929996B的发明专利涉及一种耐折单丝网布及其加工方法，其中涉及了一种高韧性单丝的制备，以具有高韧性的聚丙烯为芯层，以低熔点聚对苯二甲酸丙二醇酯为中间相容层，以高粘度聚酯为外层，采用复合纺丝的方法，经熔融复合喷丝口纺丝制备得到高韧性单丝。制备涉及三种原料，其熔点相容性差，制备工艺复杂，能耗高，其所得单丝耐折次数4-8万次，已无法满足客户对耐折性能日益增长的需求。
发明内容
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种轻质轻量耐折单丝及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种轻质轻量耐折单丝，包括纱线和空腔，所述空腔的中空面积占整个纱线截面面积的10％-20％，所述纱线中添加0.5-2％份量的抗静电母粒，所述纱线中添加0.5-2％的份量的亲水母粒。
优选的，所述纱线为改性PET料。
优选的，所述改性PET料为0.5-2％份量的抗静电母粒、0.5-2％的份量的亲水母粒和94-98％的PET、PBT和PTT母粒的共混共聚物。
优选的，所述抗静电母粒为两性型抗静电剂十二烷基二羧甲基铵乙内酯和PET、PBT和PTT载体的共混共聚物。
优选的，所述抗静电母粒是载体和抗静电体系高速混合、挤出成型，再切粒得到的颗粒。
优选的，所述亲水母粒为淀粉丙烯酸丙烯酰胺氟化丙烯酸酯接枝PET、PBT和PTT载体的共聚物。
优选的，所述亲水母粒是载体和高吸水性树脂高速混合、挤出成型，再切粒得到的颗粒，用于提升稳定性、高分子的分散性及高亲水性。
一种轻质轻量耐折单丝的制备方法，包括：
步骤1：备料。准备好中石化半消光聚酯切片SD500粘度0.675、抗氧化剂、抗水解剂、功能性母粒、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯；
步骤2：改性共混共聚处理。将功能性母粒与聚酯切片混合均匀，在150-170℃下干燥4-6小时，放入螺杆挤出机在250-310℃下进行熔融挤出，拉丝水冷却切粒干燥，得到改性共混共聚处理后的所述功能性母粒；
步骤3：拉丝处理。将共混制备好的功能性母粒投入螺杆机挤出机，设定熔融纺丝温度为260～310℃，其中纺丝螺杆挤出机的温度分别为：一区260-310℃、二区260-300℃、三区260-300℃、四区260-290℃、五区260-290℃，纺丝螺杆挤出机压力为80KG/C㎡，经熔融经箱体计量泵计量，喷丝板挤出纺丝，得到原生丝。随后进行拉丝工艺，将原生丝经过液体冷却温度为60℃的液体水中进行冷却，在80-98℃热水中进行一级拉伸，原生丝经一级拉伸后的长度为原长度的2-5.5倍。再在150-200℃热风中进行二级拉伸，再经二级拉伸热风箱到第三级拉伸机进行二级拉伸，二级拉伸后的长度为原长度的1.1-3倍。最后再经180-260℃热风定型热风箱到第四级拉伸机进行拉伸热风定型上油，得到圆形中空截面聚酯单丝；
步骤4：收卷。将上述拉丝制备的单丝经过收卷设备进行产品收卷。
优选的，所述功能性母粒为抗静电母粒、亲水母粒中的任意至少一种母粒。
优选的，所述拉丝工艺需在中空效应中实现。
通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过优化设置单丝结构，相比普通圆形截面耐折性能显著提升，中空设计使得比表面积增大，再加上抗静电母粒和亲水母粒的添加其输水透湿性能显著提升，因为中空设计，内存较多静置空气，制作成的鞋材具有较好的蓄热隔热功能，鞋材因单丝中空设计更加轻质轻量化；通过优化设置制备方法，使得制备得到的圆形中空截面聚酯单丝的耐折性能得到提升，满足日益增长的使用需求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图是示意性的，并不一定按照实际的比例绘制。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个或数个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据此类附图获得其他的附图。
图1为本发明一种轻质轻量耐折单丝的结构示意图。
主要附图标记说明：
1、轻质轻量耐折单丝；
11、纱线；12、空腔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1，图1为本发明一种轻质轻量耐折单丝的结构示意图。
本实施例提供了一种轻质轻量耐折单丝1，包括纱线11和空腔12，空腔12的中空面积占整个纱线11截面面积的10％-20％。纱线11中添加0.5-2％份量的抗静电母粒，纱线11中添加0.5-2％的份量的亲水母粒。相比普通圆形截面耐折性能显著提升，中空设计使得比表面积增大，再加上抗静电母粒和亲水母粒的添加其输水透湿性能显著提升。中空设计，使得内存较多静置空气，制作成的鞋材具有较好的蓄热隔热功能，鞋材因单丝中空设计更加轻质轻量化。
纱线11为改性PET料。
改性PET料为0.5-2％份量的抗静电母粒、0.5-2％的份量的亲水母粒和94-98％的PET、PBT和PTT母粒的共混共聚物。
抗静电母粒为两性型抗静电剂十二烷基二羧甲基铵乙内酯和PET、PBT和PTT载体的共混共聚物。
抗静电母粒是载体和抗静电体系高速混合、挤出成型，再切粒得到的颗粒。
亲水母粒为淀粉丙烯酸丙烯酰胺氟化丙烯酸酯接枝PET、PBT和PTT载体的共聚物。
亲水母粒是载体和高吸水性树脂高速混合、挤出成型，再切粒得到的颗粒，用于提升稳定性、高分子的分散性及高亲水性。
实施例1
本实施例提供了一种轻质轻量耐折单丝的制备方法，包括：
步骤1：备料。准备好中石化半消光聚酯切片SD500粘度0.675、抗氧化剂、抗水解剂、功能性母粒、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中，抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯，用量0.1-0.3％；抗水解剂为聚合型碳化二亚胺，用量0.1-0.3％；
步骤2：改性共混共聚处理。将功能性母粒与聚酯切片混合均匀，在150-170℃下干燥4-6小时，放入螺杆挤出机在250-310℃下进行熔融挤出，拉丝水冷却切粒干燥，得到改性共混共聚处理后的所述功能性母粒；
步骤3：拉丝处理。拉丝工艺需在中空效应中实现；将共混制备好的功能性母粒(功能性母粒为抗静电母粒、亲水母粒)投入螺杆机挤出机，设定熔融纺丝温度为260～310℃，其中纺丝螺杆挤出机的温度分别为：一区260℃、二区260℃、三区260℃、四区260℃、五区260℃，纺丝螺杆挤出机压力为80KG/C㎡。经熔融经箱体计量泵计量，喷丝板挤出纺丝，得到原生丝。随后进行拉丝工艺，将原生丝经过液体冷却温度为60℃的液体水中进行冷却，在80-98℃热水中进行一级拉伸，原生丝经一级拉伸后的长度为原长度的2-5.5倍。再在150-200℃热风中进行二级拉伸，再经二级拉伸热风箱到第三级拉伸机进行二级拉伸，二级拉伸后的长度为原长度的1.1-3倍。最后再经180-260℃热风定型热风箱到第四级拉伸机进行拉伸热风定型上油，得到圆形中空截面聚酯单丝；
步骤4：收卷。将上述拉丝制备的单丝经过收卷设备进行产品收卷。
上述制备方法使得制备得到的圆形中空截面聚酯单丝的耐折性能得到提升。
下表为本发明实施例中关于单丝性能的测试数据表格以及实施例中单丝与现有单丝的性能差异比照表：
| 本发明实施例1单丝 | 普通圆形聚酯单丝 | |
| 马丁代尔耐磨(砂磨) | 35转无断纱 | 20转断纱 |
| 马丁代尔耐磨(干磨) | 2万无破洞 | 2万无破洞 |
| 耐折 | 13万次无异常 | 6万次断纱 |
| 助力屈挠(常温干) | 8万次无起毛、断纱、破洞 | 4万次起毛、断纱、破洞 |
| 助力屈挠(常温湿) | 8万次无起毛、断纱、破洞 | 4万次起毛、断纱、破洞 |
| 经向缝接强度(N/CM) | 172 | 152 |
| 纬向缝接强度(N/CM) | 203 | 187 |
由上表可知，本发明实施例中，在马丁代尔耐磨(砂磨)、耐折、助力屈挠(常温干)、助力屈挠(常温湿)、经向缝接强度(N/CM)和纬向缝接强度(N/CM)的测试实验数据明显优于普通圆形聚酯单丝。
实施例2
本实施例提供了一种轻质轻量耐折单丝的制备方法，包括：
步骤1：备料。准备好中石化半消光聚酯切片SD500粘度0.675、抗氧化剂、抗水解剂、功能性母粒、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中，抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯，用量0.1-0.3％；抗水解剂为聚合型碳化二亚胺，用量0.1-0.3％；
步骤2：改性共混共聚处理。将功能性母粒与聚酯切片混合均匀，在150-170℃下干燥4-6小时，放入螺杆挤出机在250-310℃下进行熔融挤出，拉丝水冷却切粒干燥，得到改性共混共聚处理后的所述功能性母粒；
步骤3：拉丝处理。拉丝工艺需在中空效应中实现；将共混制备好的功能性母粒(功能性母粒为抗静电母粒、亲水母粒)投入螺杆机挤出机，设定熔融纺丝温度为260～310℃，其中纺丝螺杆挤出机的温度分别为：一区285℃、二区280℃、三区280℃、四区275℃、五区275℃，纺丝螺杆挤出机压力为80KG/C㎡。经熔融经箱体计量泵计量，喷丝板挤出纺丝，得到原生丝。随后进行拉丝工艺，将原生丝经过液体冷却温度为60℃的液体水中进行冷却，在80-98℃热水中进行一级拉伸，原生丝经一级拉伸后的长度为原长度的2-5.5倍。再在150-200℃热风中进行二级拉伸，再经二级拉伸热风箱到第三级拉伸机进行二级拉伸，二级拉伸后的长度为原长度的1.1-3倍。最后再经180-260℃热风定型热风箱到第四级拉伸机进行拉伸热风定型上油，得到圆形中空截面聚酯单丝；
步骤4：收卷。将上述拉丝制备的单丝经过收卷设备进行产品收卷。
上述制备方法使得制备得到的圆形中空截面聚酯单丝的耐折性能得到提升。
下表为本发明实施例中关于单丝性能的测试数据表格以及实施例中单丝与现有单丝的性能差异比照表：
| 本发明实施例2单丝 | 普通圆形聚酯单丝 | |
| 马丁代尔耐磨(砂磨) | 40转无断纱 | 20转断纱 |
| 马丁代尔耐磨(干磨) | 2.5万无破洞 | 2万无破洞 |
| 耐折 | 12万次无异常 | 6万次断纱 |
| 助力屈挠(常温干) | 8万次无起毛、断纱、破洞 | 4万次起毛、断纱、破洞 |
| 助力屈挠(常温湿) | 8万次无起毛、断纱、破洞 | 4万次起毛、断纱、破洞 |
| 经向缝接强度(N/CM) | 184 | 152 |
| 纬向缝接强度(N/CM) | 216 | 187 |
由上表可知，本发明实施例中，在马丁代尔耐磨(砂磨)、耐折、助力屈挠(常温干)、助力屈挠(常温湿)、经向缝接强度(N/CM)和纬向缝接强度(N/CM)的测试实验数据明显优于普通圆形聚酯单丝。
实施例3
本实施例提供了一种轻质轻量耐折单丝的制备方法，包括：
步骤1：备料。准备好中石化半消光聚酯切片SD500粘度0.675、抗氧化剂、抗水解剂、功能性母粒、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中，抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯，用量0.1-0.3％；抗水解剂为聚合型碳化二亚胺，用量0.1-0.3％；
步骤2：改性共混共聚处理。将功能性母粒与聚酯切片混合均匀，在150-170℃下干燥4-6小时，放入螺杆挤出机在250-310℃下进行熔融挤出，拉丝水冷却切粒干燥，得到改性共混共聚处理后的所述功能性母粒；
步骤3：拉丝处理。拉丝工艺需在中空效应中实现；将共混制备好的功能性母粒(功能性母粒为抗静电母粒、亲水母粒)投入螺杆机挤出机，设定熔融纺丝温度为260-310℃，其中纺丝螺杆挤出机的温度分别为：一区310℃、二区300℃、三区300℃、四区290℃、五区290℃，纺丝螺杆挤出机压力为80KG/C㎡。经熔融经箱体计量泵计量，喷丝板挤出纺丝，得到原生丝。随后进行拉丝工艺，将原生丝经过液体冷却温度为60℃的液体水中进行冷却，在80-98℃热水中进行一级拉伸，原生丝经一级拉伸后的长度为原长度的2-5.5倍。再在150-200℃热风中进行二级拉伸，再经二级拉伸热风箱到第三级拉伸机进行二级拉伸，二级拉伸后的长度为原长度的1.1-3倍。最后再经180-260℃热风定型热风箱到第四级拉伸机进行拉伸热风定型上油，得到圆形中空截面聚酯单丝；
步骤4：收卷。将上述拉丝制备的单丝经过收卷设备进行产品收卷。
上述制备方法使得制备得到的圆形中空截面聚酯单丝的耐折性能得到提升。
下表为本发明实施例中关于单丝性能的测试数据表格以及实施例中单丝与现有单丝的性能差异比照表：
| 本发明实施例3单丝 | 普通圆形聚酯单丝 | |
| 马丁代尔耐磨(砂磨) | 45转无断纱 | 20转断纱 |
| 马丁代尔耐磨(干磨) | 3万无破洞 | 2万无破洞 |
| 耐折 | 11万次无异常 | 6万次断纱 |
| 助力屈挠(常温干) | 8万次无起毛、断纱、破洞 | 4万次起毛、断纱、破洞 |
| 助力屈挠(常温湿) | 8万次无起毛、断纱、破洞 | 4万次起毛、断纱、破洞 |
| 经向缝接强度(N/CM) | 193 | 152 |
| 纬向缝接强度(N/CM) | 224 | 187 |
由上表可知，本发明实施例中，在马丁代尔耐磨(砂磨)、耐折、助力屈挠(常温干)、助力屈挠(常温湿)、经向缝接强度(N/CM)和纬向缝接强度(N/CM)的测试实验数据明显优于普通圆形聚酯单丝。
本领域中，抗静电母粒为两性型抗静电剂十二烷基二羧甲基铵乙内酯和PET、PBT和PTT载体的共混共聚物；亲水母粒为淀粉丙烯酸丙烯酰胺氟化丙烯酸酯接枝PET、PBT和PTT载体的共聚物；抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯，为白色或淡黄色结晶粉末；抗水解剂为聚合型碳化二亚胺，为微黄色晶体粉末。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的此类特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
此外，所描述的特征或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中，提供一些具体的细节，例如厚度、数量等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现或者也可采用其他结构、组件等实现。
Claims (10)
1.一种轻质轻量耐折单丝，其特征在于，包括纱线和空腔，所述空腔的中空面积占整个纱线截面面积的10％-20％，所述纱线中添加0.5-2％份量的抗静电母粒，所述纱线中添加0.5-2％的份量的亲水母粒。
2.根据权利要求1所述的轻质轻量耐折单丝，其特征在于，所述纱线为改性PET料。
3.根据权利要求2所述的轻质轻量耐折单丝，其特征在于，所述改性PET料为0.5-2％份量的抗静电母粒、0.5-2％的份量的亲水母粒和94-98％的PET、PBT和PTT母粒的共混共聚物。
4.根据权利要求1所述的轻质轻量耐折单丝，其特征在于，所述抗静电母粒为两性型抗静电剂十二烷基二羧甲基铵乙内酯和PET、PBT和PTT载体的共混共聚物。
5.根据权利要求4所述的轻质轻量耐折单丝，其特征在于，所述抗静电母粒是载体和抗静电体系高速混合、挤出成型，再切粒得到的颗粒。
6.根据权利要求1所述的轻质轻量耐折单丝，其特征在于，所述亲水母粒为淀粉丙烯酸丙烯酰胺氟化丙烯酸酯接枝PET、PBT和PTT载体的共聚物。
7.根据权利要求6所述的轻质轻量耐折单丝，其特征在于，所述亲水母粒是载体和高吸水性树脂高速混合、挤出成型，再切粒得到的颗粒，用于提升稳定性、高分子的分散性及高亲水性。
8.一种如权利要求1-7任一所述的轻质轻量耐折单丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：备料。准备好中石化半消光聚酯切片SD500粘度0.675、抗氧化剂、抗水解剂、功能性母粒、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯；
步骤2：改性共混共聚处理。将功能性母粒与聚酯切片混合均匀，在150-170℃下干燥4-6小时，放入螺杆挤出机在250-310℃下进行熔融挤出，拉丝水冷却切粒干燥，得到改性共混共聚处理后的所述功能性母粒；
步骤3：拉丝处理。将共混制备好的功能性母粒投入螺杆机挤出机，设定熔融纺丝温度为260-310℃，其中纺丝螺杆挤出机的温度分别为：一区260-310℃、二区260-300℃、三区260-300℃、四区260-290℃、五区260-290℃，纺丝螺杆挤出机压力为80KG/C㎡，经熔融经箱体计量泵计量，喷丝板挤出纺丝，得到原生丝。随后进行拉丝工艺，将原生丝经过液体冷却温度为60℃的液体水中进行冷却，在80-98℃热水中进行一级拉伸，原生丝经一级拉伸后的长度为原长度的2-5.5倍。再在150-200℃热风中进行二级拉伸，再经二级拉伸热风箱到第三级拉伸机进行二级拉伸，二级拉伸后的长度为原长度的1.1-3倍。最后再经180-260℃热风定型热风箱到第四级拉伸机进行拉伸热风定型上油，得到圆形中空截面聚酯单丝；
步骤4：收卷。将上述拉丝制备的单丝经过收卷设备进行产品收卷。
9.根据权利要求8所述的轻质轻量耐折单丝的制备方法，其特征在于，所述圆形中空截面聚酯单丝为如权利要求1-7中任意一项所述的轻质轻量耐折单丝。
10.根据权利要求9所述的轻质轻量耐折单丝的制备方法，其特征在于，所述功能性母粒为抗静电母粒、亲水母粒中的任意至少一种母粒。
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