CN114481446A - 一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,涉及纤维面料技术领域,本发明以再生涤纶短纤维作为基料,实现了再生涤纶短纤维的资源高效利用,解决了涤纶废料遗弃后所导致的环境污染和资源浪费问题;本发明对再生涤纶短纤维进行了物理改性,通过熔融共混的方式引入改性剂,不仅能够保证改性均匀度,还可以实质性提高所制再生涤纶面料的防水透湿性能,从而满足高档面料的防水透湿要求。
Description
技术领域:
本发明涉及纤维面料技术领域,具体涉及一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法。
背景技术:
再生涤纶短纤维是指利用涤纶布料、废旧聚酯瓶片、纺丝废丝、泡泡料、浆块作为原料,经过粉碎、清洗、干燥、熔融挤出、纺丝、卷绕、集束、牵伸、卷曲、松弛热定型、切断后形成的不同长度的涤纶短纤。再生涤纶短纤维属于再生资源,可以实现涤纶废料的充分再利用,具有成本低的优势。
防水透湿面料是指水在一定压力下不浸入面料,而人体散发的汗液却能以水蒸气的形式通过面料传导到外界,从而避免汗液积聚冷凝在体表与面料之间以保持面料的舒适性。本申请旨在提供一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,在实现再生涤纶短纤维充分利用的同时优化所制面料的防水透湿性能。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,以再生涤纶短纤维作为原料,制得防水透湿性能优良的功能面料。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,包括以下步骤:
(1)向丙二醇乙醚中加入引发剂,升温搅拌,再加入3-乙烯氧基丙胺和二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,保温反应,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂;
(2)将再生涤纶短纤维和步骤(1)制备的改性剂加入双螺杆挤出机中,熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒;
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,经侧吹风冷却成丝,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,得到改性涤纶纤维;
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,得到面料。
本发明采用3-乙烯氧基丙胺和二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯作为单体经加聚反应制备改性剂,该改性剂与再生涤纶短纤维通过熔融共混进行复合,旨在改善再生涤纶面料的防水透湿性。
对于改性剂的制备,不能仅考虑亲水性或者疏水性,疏水性强固然会提高面料的防水性,但同时会影响面料的透湿性,因此关于聚合单体的选择是十分关键的。本发明之所以采用3-乙烯氧基丙胺和二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯作为聚合单体是经过无数次试验后筛选得到的,所制改性剂可以很好地改善再生涤纶面料的防水透湿性,解决再生涤纶纤维所存在的防水透湿性差的缺陷。
所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种。
所述3-乙烯氧基丙胺、二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯的摩尔比为5-10:1。
所述再生涤纶短纤维、改性剂的重量比为100:5-20。
所述熔融共混的温度为230-270℃。
所述熔融纺丝的温度为260-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min。
所述侧吹风的温度为10-20℃,相对湿度为70-90%,风速0.4-0.7m/s。
所述气流牵伸的压力为0.5-0.8MPa,牵伸速度为4000-6000m/min。
所述铺网机的工艺速度为10-30m/min,吸风风速为3-8m/min。
所述轧机的温度为80-130℃,热风的温度为180-220℃。
本发明利用再生涤纶短纤维和改性剂制备改性涤纶母粒,该改性涤纶母粒经密封后可以储存备用,稳定性好,不会影响后续加工面料的使用性能。
此外,为了增强鞋面的穿着舒适性,本发明还在改性涤纶母粒的制备步骤(2)中添加了聚二季戊四醇六丙烯酸酯作为柔软剂,目的是改善面料的柔软度。将上述步骤(2)替换为“将再生涤纶短纤维和步骤(1)制备的改性剂以及聚二季戊四醇六丙烯酸酯加入双螺杆挤出机中,熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒”,其余步骤不变。
所述再生涤纶短纤维、改性剂、聚二季戊四醇六丙烯酸酯的重量比为100:5-20:0.5-5。
本发明的有益效果是:
(1)本发明以再生涤纶短纤维作为基料,实现了再生涤纶短纤维的资源高效利用,解决了涤纶废料遗弃后所导致的环境污染和资源浪费问题。
(2)本发明对再生涤纶短纤维进行了物理改性,通过熔融共混的方式引入改性剂,不仅能够保证改性均匀度,还可以实质性提高所制再生涤纶面料的防水透湿性能,从而满足高档面料的防水透湿要求。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
再生涤纶短纤维(扬州荣成化纤有限公司,本白)
聚二季戊四醇六丙烯酸酯(湖北诺纳科技有限公司,99%)
实施例1
(1)向丙二醇乙醚中加入5mmol过氧化苯甲酰,升温至90℃搅拌10min,再加入1mol3-乙烯氧基丙胺和0.2mol二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,在90℃下保温反应8h,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂。
(2)将100份再生涤纶短纤维和10份步骤(1)制备的改性剂加入双螺杆挤出机中,在260℃下熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒。
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为1800m/min,经侧吹风冷却成丝,侧吹风的温度为15℃,相对湿度为80%,风速0.5m/s,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,压力为0.7MPa,牵伸速度为5000m/min,得到改性涤纶纤维。
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,工艺速度为20m/min,吸风风速为5m/min,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,轧机的温度为110℃,热风的温度为200℃,得到面料。
实施例2
(1)向丙二醇乙醚中加入5mmol过氧化苯甲酰,升温至90℃搅拌10min,再加入1.5mol 3-乙烯氧基丙胺和0.2mol二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,在90℃下保温反应8h,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂。
(2)将100份再生涤纶短纤维和15份步骤(1)制备的改性剂加入双螺杆挤出机中,在260℃下熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒。
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为1500m/min,经侧吹风冷却成丝,侧吹风的温度为20℃,相对湿度为75%,风速0.6m/s,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,压力为0.6MPa,牵伸速度为4500m/min,得到改性涤纶纤维。
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,工艺速度为25m/min,吸风风速为4m/min,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,轧机的温度为120℃,热风的温度为210℃,得到面料。
实施例3
(1)向丙二醇乙醚中加入8mmol过氧化苯甲酰,升温至90℃搅拌10min,再加入2mol3-乙烯氧基丙胺和0.2mol二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,在90℃下保温反应8h,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂。
(2)将100份再生涤纶短纤维和20份步骤(1)制备的改性剂加入双螺杆挤出机中,在255℃下熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒。
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,纺丝温度为275℃,纺丝速度为1500m/min,经侧吹风冷却成丝,侧吹风的温度为10℃,相对湿度为80%,风速0.5m/s,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,压力为0.8MPa,牵伸速度为4800m/min,得到改性涤纶纤维。
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,工艺速度为25m/min,吸风风速为5m/min,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,轧机的温度为100℃,热风的温度为210℃,得到面料。
对比例1
以实施例2为参照,设置不对再生涤纶短纤维进行共混改性的对比例1。
(1)将再生涤纶短纤维加入双螺杆挤出机中,在260℃下熔融共混,挤出造粒,得到涤纶母粒。
(2)将步骤(1)制备的涤纶母粒进行熔融纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为1500m/min,经侧吹风冷却成丝,侧吹风的温度为20℃,相对湿度为75%,风速0.6m/s,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,压力为0.6MPa,牵伸速度为4500m/min,得到涤纶纤维。
(3)将步骤(2)制备的涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,工艺速度为25m/min,吸风风速为4m/min,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,轧机的温度为120℃,热风的温度为210℃,得到面料。
实施例4
以实施例2为参照,设置添加聚二季戊四醇六丙烯酸酯作为柔软剂的实施例4。
(1)向丙二醇乙醚中加入5mmol过氧化苯甲酰,升温至90℃搅拌10min,再加入1.5mol 3-乙烯氧基丙胺和0.2mol二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,在90℃下保温反应8h,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂。
(2)将100份再生涤纶短纤维和15份步骤(1)制备的改性剂以及2份聚二季戊四醇六丙烯酸酯加入双螺杆挤出机中,在260℃下熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒。
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为1500m/min,经侧吹风冷却成丝,侧吹风的温度为20℃,相对湿度为75%,风速0.6m/s,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,压力为0.6MPa,牵伸速度为4500m/min,得到改性涤纶纤维。
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,工艺速度为25m/min,吸风风速为4m/min,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,轧机的温度为120℃,热风的温度为210℃,得到面料。
实施例5
以实施例2为参照,设置添加聚二季戊四醇六丙烯酸酯作为柔软剂的实施例5。
(1)向丙二醇乙醚中加入5mmol过氧化苯甲酰,升温至90℃搅拌10min,再加入1.5mol 3-乙烯氧基丙胺和0.2mol二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,在90℃下保温反应8h,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂。
(2)将100份再生涤纶短纤维和15份步骤(1)制备的改性剂以及1份聚二季戊四醇六丙烯酸酯加入双螺杆挤出机中,在260℃下熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒。
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为1500m/min,经侧吹风冷却成丝,侧吹风的温度为20℃,相对湿度为75%,风速0.6m/s,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,压力为0.6MPa,牵伸速度为4500m/min,得到改性涤纶纤维。
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,工艺速度为25m/min,吸风风速为4m/min,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,轧机的温度为120℃,热风的温度为210℃,得到面料。
按照GB/T 4744-2013和GB/T 12704.1-2009测试面料的防水透湿性能,借鉴GB/T8942-2016测试面料的柔软度,测试结果见表1。
表1
编号 | 静水压KPa | 透湿量g/m<sup>2</sup>.24h | 柔软度mN |
实施例1 | 27.5 | 3030 | 53 |
实施例2 | 31.2 | 3480 | 48 |
实施例3 | 29.4 | 3260 | 51 |
对比例1 | 13.6 | 1150 | 58 |
实施例4 | 24.8 | 2790 | 32 |
实施例5 | 25.3 | 2810 | 35 |
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)向丙二醇乙醚中加入引发剂,升温搅拌,再加入3-乙烯氧基丙胺和二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯,保温反应,反应结束后蒸馏除去丙二醇乙醚,得到改性剂;
(2)将再生涤纶短纤维和步骤(1)制备的改性剂加入双螺杆挤出机中,熔融共混,挤出造粒,得到改性涤纶母粒;
(3)将步骤(2)制备的改性涤纶母粒进行熔融纺丝,经侧吹风冷却成丝,得到初生纤维,初生纤维经气流牵伸,得到改性涤纶纤维;
(4)将步骤(3)制备的改性涤纶纤维均匀铺于铺网机上形成纤网,纤网经轧机预固结、热风固结后收卷,得到面料。
2.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种。
3.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述3-乙烯氧基丙胺、二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯的摩尔比为5-10:1。
4.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述再生涤纶短纤维、改性剂的重量比为100:5-20。
5.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述熔融共混的温度为230-270℃。
6.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述熔融纺丝的温度为260-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min。
7.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述侧吹风的温度为10-20℃,相对湿度为70-90%,风速0.4-0.7m/s。
8.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述气流牵伸的压力为0.5-0.8MPa,牵伸速度为4000-6000m/min。
9.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述铺网机的工艺速度为10-30m/min,吸风风速为3-8m/min。
10.根据权利要求1所述的利用再生涤纶短纤维制备防水透湿面料的方法,其特征在于:所述轧机的温度为80-130℃,热风的温度为180-220℃。
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