一种皮芯复合型纤维及生产方法 技术领域 :
本发明涉及一种皮芯复合型纤维及其生产方法。 背景技术 :
由于全球环境污染的加剧和人为的破坏,我们赖以繁衍生息的地球其生态环境 遭到严重的破坏。 地球上的大气中的臭氧层因氟利昂的过量使用而变薄,使地球表面紫 外线的照射量增加,人类皮肤癌患者明显增多。 现在防紫外线辐射纤维及织物的开发也 受到了越来越多的重视。 中国专利 CN101235553A( 公开号 ) 中提出了一种熔体直纺生 产皮芯结构抗紫外功能纤维的方法,其皮芯重量比为 2 ∶ 8 ~ 6 ∶ 4 ;其皮层料的重量百 分比配方为 :皮层聚合物 75 ~ 85% ;抗紫外线功能纳米粉末 15 ~ 25%,偶联剂 0.2 ~ 4% ;其芯层料为 100%的聚合物。 但是这种方法是针对熔体直纺,且皮层添加抗紫外线 功能的粒子,其耐久性会受到限制。
另外,细旦纤维和超细旦纤维具有良好的服用性能,在纺织用纤维中占有主导 地位。 可用来纺制高仿真纤维以替代天然纤维,其仿丝织物可达到轻、柔、爽、滑的效 果,如超薄型涤纶织物经碱减量处理后再经特殊的柔软亲水整理,就能获得真丝绸的外 观和手感。 发明内容 :
本发明的目的在于提供一种具有很好的防透效果的防透性极细皮芯复合长丝及 生产方法。
一种皮芯复合型纤维,芯成分聚合物中含有基体聚合物和 TiO2 微粒子, TiO2 微 粒子含量为芯成分聚合物总重量的 2.5%~ 50%,皮成分聚合物为线性聚合物,且该纤维 的单丝纤度为 0.45 ~ 2.2dtex。
皮成分聚合物与芯成分聚合物重量比为 :20%∶ 80%~ 50%∶ 50%。
皮层线性聚合物为聚苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲 酸乙二醇酯或改性阳离子易染聚酯。
芯成分聚合物中含有的 TiO2 微粒子优选经表面处理的 TiO2 微粒子,即在 TiO2 微 粒子表面进行瓷粉包覆。 芯成分聚合物中含有的基体聚合物为聚苯二甲酸丙二醇酯、聚 对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或改性阳离子易染聚酯。 TiO2 微粒子含量 为芯成分聚合物总重量的 2.5%~ 50%。
通过在芯成分聚合物中添加 TiO2 微粒子,产品的耐光性能得到提高。 特别是表 面进行了瓷粉包覆的 TiO2 微粒子,其光催化分解活性降低,产品的耐光效果特别好。
一种皮芯复合型长纤维的生产方法,包括如下步骤 :
a、将干燥后水分含量小于 100ppm 的皮成分聚合物,进入设定温度为 275 ~ 295℃的第一组分螺杆挤出机,再经计量泵计量后压入芯鞘型复合纺丝组件中 ;
b、将干燥后水分含量小于 100ppm 的芯成分基体聚合物,投入混料装置前的一个投料口 ;将干燥后水分含量低于 100ppm、含有经表面处理的 TiO2 微粒子的母粒 投入混料装置前的另一个投料口,含有经表面处理的 TiO2 微粒子的母粒中 TiO2 含量为 50%,含有经表面处理的 TiO2 微粒子的母粒与芯成分基体聚合物的混合质量比为 100%~ 5%∶ 95%~ 0%。 经混料装置共混后形成 TiO2 微粒子含量为 2.5%~ 50%的芯成分聚合 物,进入设定温度为 275 ~ 295℃的第二组份螺杆挤出机,再经计量泵计量后压入芯鞘型 复合纺丝组件中 ;纺丝箱体温度为 275 ~ 295℃。 通过环吹风系统冷却,风温为 20℃~ 25℃,风速为 20m/min ~ 30m/min ;
c、控制各个计量泵供给量,使得皮成分聚合物与芯成分聚合物重量比为 : 20%∶ 80%~ 50%∶ 50%,在 2500 ~ 4000m/min 的卷取条件下卷成预取向丝,制得单 丝纤度为 0.45 ~ 2.2dtex 的皮芯复合型纤维。
可对预取向丝进行假捻加工,倍率为 1.5 ~ 3.0,制得伸度为 25%~ 40%、单丝 纤度为 0.3 ~ 1.2dtex 的 DTY 加工丝。
将皮芯复合型纤维制成的编织物或机织物在 98℃ ×30min 的染色条件下,以对 质中为 2% owf 的染料进行染色,染料的上染率为 97%以上,染色坚牢度在 4 级以上 ;以 对质中为 10% owf 的阳离子染料进行深色染色时,染料的上染率也在 90%以上,染色坚 牢度也都在 4 ~ 5 级以上。 本发明的皮芯复合型纤维,具有极细的纤度,并且具有很好的防透效果。 其制 成的纺织品具有真丝般的手感,柔软、质轻、悬垂性好,又具有良好的防透效果,是用 来制作医用面料和泳衣面料的首选面料。
具体实施方式 :
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明,以下实施例不应看作是对本发明 的限制。
另外,以下的实施例中的值是采用下述方法来测定。
(1) 洗涤色牢度
根 据 TRS 2006A 中 A-2 的 测 试 标 准 : 肥 皂 5g/L, 液 量 100ml, 容 量 550±50ml,温度 50±2℃,旋转时间为 30min。 处理后的样品以不高于 60℃的环境中干 燥,试验片试验前后颜色的变化和添付布的污染与灰色分级卡进行比较区分等级。
(2) 耐光色牢度
a) 试料的制作 :①试料布的埸合选取 1cm×6cm 以上的试验片 1 块。
②试料纱的埸合在长边方向以均一的厚度平行的卷进 1cm×6cm 以上的厚纸。
b) 测试条件及判断 :根据 TRS 2008A 的测试标准 :试样在温度为 63±3℃,湿 度为 50%以下的条件下,经过紫外线的照射,因判断级别不同,分别照射 3h ~ 40h,光 照射过样品和未照射样品的颜色变化与蓝色标准分级卡的光照射部和未照射部色的变化 进行比较,对变退色的程度进行等级区分。
(3)UPF 值
测试设备 :分光光度计 UV-3150
测试方法 :根据 GB/T 18830-2002 所记载的方法测得 UPF 值。
实施例 1将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250 %的超全消光聚酯 切片母粒,重量份为 10 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD 切片,重量份为 60 ;分 别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进料口,混合后的 TiO2 的含 量为 7.14%的混合物,作为芯层聚合物通过第二组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 : 280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺丝,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的皮芯复合型纤维的假捻加工丝。 用该纤维制成织物或编物后,染色色牢度为 4 ~ 5 级, 耐光色牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
实施例 2
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 40,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250 %的超全消光聚酯 切片母粒,重量份为 5 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 切片,重量份为 55 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进 料口,混合后的 TiO2 的含量为 3.57%的混合物,作为芯层聚合物通过第二组份螺杆挤出 机,挤出机各区温度为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量 后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F ;
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 4 ~ 5 级, 耐光坚牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
实施例 3
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250 %的超全消光聚酯 切片母粒,重量份为 6 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 切片,重量份为 64 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进 料口,混合后的 TiO2 的含量为 4.28%的混合物,作为芯层聚合物通过第二组份螺杆挤出 机,挤出机各区温度为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/72F 得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/72F 的 皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 4 ~ 5 级,耐 光坚牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
实施例 4
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250%的超全消光聚酯切 片母粒,重量份为 14 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 切片,重量份为 56 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进料 口,混合后的 TiO2 的含量为 10 %的混合物通过第二组份螺杆挤出机,挤出机各区温度 为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量后压入组件中 ; 使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 4 ~ 5 级, 耐光坚牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
实施例 5
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250%的超全消光聚酯切 片母粒,重量份为 18 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 切片,重量份为 52 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进料 口,混合后的 TiO2 的含量为 12.86%的混合物通过第二组份螺杆挤出机,挤出机各区温度 为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 4 ~ 5 级, 耐光坚牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
实施例 6
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量
份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250%的超全消光聚酯切 片母粒,重量份为 22 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 切片,重量份为 48 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进料 口,混合后的 TiO2 的含量为 15.71%的混合物通过第二组份螺杆挤出机,挤出机各区温度 为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 4 ~ 5 级, 耐光坚牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
实施例 7
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ; 将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250%的超全消光聚酯切 片母粒,重量份为 70,通过第二组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 :280℃、285℃、 290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 4 ~ 5 级, 耐光坚牢度为 4 级以上, UPF 值在 400 以上。
对比例 1
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
将真空干燥后水分小于 100ppm 的含有经表面处理的 TiO250%的超全消光聚酯切 片母粒,重量份为 10 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 切片,重量份为 60 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口另一个进 料口,混合后的 TiO2 的含量为 6.35%的混合物,作为芯层聚合物通过第二组份螺杆挤出 机,挤出机各区温度为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量泵,计量 后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/24F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为
190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/24F 的 皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 3 ~ 4 级,耐 光坚牢度为 4 级, UPF 值在 80 左右。
对比例 2
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ),作 为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、290℃,使之 熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ;
使用单成分圆孔喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20 ℃,风速为 25m/ min,设定卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/144F ;
对卷绕好的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 190℃,二热箱温度为 170℃,倍率 1.75,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/144F 的极细的假捻加工丝, 用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 3 ~ 4 级,耐光坚牢度为 4 级, UPF 值在 80 左右。
对比例 3
将真空干燥后水分小于 100ppm 的半消光切片 SD( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 重量 份为 30,作为皮层聚合物通过第一组份螺杆挤出机,挤出机各区温度为 280℃、285℃、 290℃,使之熔融状态,流入计量泵,准确计量后压入组件中 ; 将真空干燥后水分小于 100ppm 的 TiO2 的含量为 50%的未进行表面处理的超全 消光聚酯切片母粒,重量份为 10 ;将真空干燥后水分小于 100ppm 的 FD( 聚对苯二甲酸 乙二醇酯 ) 切片,重量份为 60 ;分别投入第二组份螺杆挤出机的混料装置的一个进料口 另一个进料口,混合后的 TiO2 的含量为 6.35%的混合物,作为芯层聚合物通过第二组份 螺杆挤出机,挤出机各区温度为 :280℃、285℃、290℃,使之融为熔融状态,流入计量 泵,计量后压入组件中 ;
使用芯鞘喷丝板纺出,通过环吹风冷却,风温为 20℃,风速为 25m/min,设定 卷绕速度为 2500m/min,控制纤度为 145dtex/24F,得到皮芯复合型纤维。
对卷绕好的皮芯复合型纤维的预取向丝进行假捻,假捻机一热箱温度设置为 200℃,二热箱温度为 160℃,倍率 1.92,卷取速度 400m/min,得到纤度为 84dtex/24F 的 皮芯复合型纤维的假捻加工丝,用该纤维做成织物或编物后,染色坚牢度为 3 ~ 4 级,耐 光坚牢度为 4 级, UPF 值在 300 左右。
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