CN101805939A - 一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有羊毛的仿棉涤纶纤维及其制备方法。本发明的一种含有羊毛的仿棉涤纶纤维，纤维中含有0.1～5wt％的羊毛粉体。本发明还提供了一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，包括以下步骤：将PET载体切片、分子量调节剂、抗氧剂和润滑剂组成的混合物造粒，制成降温母粒；再将聚酯PET切片、羊毛粉体和聚酯降温母粒混合物经异形喷丝板熔融纺丝，再经过一系列的加工工序，最终制得仿棉涤纶短纤。本发明的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，是将羊毛粉体与聚酯降温母粒和聚酯切片进行共混再经熔融纺制，设备无特殊要求，所制备的涤纶短纤维性能优良，吸湿快干、染色性能好，产品结合了涤纶纤维和棉纤维的优良特性。

Description

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种仿棉涤纶纤维及其制备方法，特别是涉及一种含有羊毛的、吸湿快干的仿棉涤纶纤维及其制备方法。

背景技术

目前，聚酯行业从21世纪起产能急剧扩增，目前国内聚酯产能超过2000万吨/年，但是开工率非常低，原料价格高、产品附加值低导致成品价格低等诸多原因造成众多聚酯企业亏损严重，很多不得不关停装置，在这种情况下，开发生产高附加值功能性聚酯产品、节能降本成为众多企业今后发展的主题。另一方面，随着社会生活水平的提高，人们对衣着舒适性的要求越来越高，而科学技术的进步也为织物舒适性能的改善提供了可能性。服装穿着的舒适性包含有生理的和心理的两种因素，大多数合成纤维缺乏良好的吸水、吸湿性能，在高湿、高温状态，人们穿着合成纤维的服装会有闷热感，心情烦躁不安；又在湿热状态下，人体与衣服间摩擦力增大，沉重感增加，对人的心理及生理变化产生很大的影响。因此提高合成纤维织物的吸湿、排汗性是未来纺织品发展的方向之一。

聚酯纤维是合成纤维的第一大品种，其产量占化纤总产量的80％以上，因其优良的性价比而被广泛应用于服装面料以及其它非服用领域。然而，由于它的疏水特性导致吸水、吸湿性差，穿着时缺少舒适感。如何制备一种同时具有高吸汗、排汗、速干织物用聚酯纤维，是多年来研究者和企业家一直在努力追求的目标，它应当成为聚酯长、短纤维的一大品种，而从所谓差别化纤维品种中脱颖而出。

高吸汗、排汗、速干织物用聚酯纤维，是构成织物的基本元素。解决织物的吸湿、排汗性能首先需要了解织物吸湿、排汗过程。首先需要说明两个概念，一是吸湿性，二是吸水性。所谓吸湿性是指织物吸收气态水的能力，它主要取决于纤维的化学结构，而与物理结构关系较小，吸湿性好的纤维还不易产生静电，既有利于纺织加工，又穿着舒适。而吸水性是指织物吸收液态水的能力，即指液态水分在纤维表面润湿，被纤维中的孔隙、空腔及纤维间形成的毛细管所吸收、保持，纤维的吸水性既与纤维的化学结构相关，也与纤维的物理结构、形态结构有关。对于疏水性纤维，纤维的物理结构、形态结构对吸水性的贡献更重要。一般，在纤维大分子的结晶区或高序区，水分子难于扩散或渗入，而在非晶区或低序区以及形态结构粗糙、微孔或孔隙较多的区域和纤维间的间隙处，水分子易于扩散并被保持，表现为亲水性。

羊毛粉末具有水分保持能力、吸湿放湿性、吸油性能和除臭吸附性能等优良性能，但是由于羊毛粉末问世时间尚短，目前即使是最早开发羊毛粉末产品的日本，对羊毛粉末的研究也还不够深入，特别是由于制备成本高，而且应用性能和应用技术方面尚处于研究阶段，因此羊毛粉末的真正价值尚未被发现。目前对于羊毛粉的应用，主要是用于人造皮革表面的涂布材料以及化妆品的吸湿材料。后来利用酶-机械处理法能够制得无色、无气味并能保持羊毛特性的羊毛粉末，还可以用作合成皮革的填充剂、表面改性用涂布材料、化妆品中的保湿成分等。另外，人们还采用溶解-析出法制备羊毛粉末，可以用作重金属捕捉剂、化妆品及食品添加剂、毛发营养剂、织物整理剂等。

近年来，对于科学意义和经济价值的追求，使人们对于羊毛蛋白的纤维化有了越来越多的重视，但也仅仅是在对羊毛蛋白液的纤维化上取得了一定的进展。对于利用羊毛粉进行的羊毛蛋白纤维化研究目前尚处于空白。

发明内容

本发明提供的了一种吸湿快干的仿棉涤纶短纤，是将羊毛粉体与聚酯降温母粒和聚酯(PET)切片进行共混再经熔融纺制。可在常规涤纶短纤维的设备上直接生产，工艺设备无特殊要求，所制备的涤纶短纤性能优良，吸湿快干、染色性能好，产品结合了涤纶纤维和棉纤维的优良特性。

本发明的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，该涤纶短纤中含有0.1～5wt％的羊毛粉体。该涤纶短纤中还有微量添加，其中含有0.01～0.5wt％的分子量调节剂、0.001～0.2wt％的抗氧剂和0.001～0.2wt％的润滑剂。分子量调节剂为叔丁基过氧化物，其中叔丁基过氧化氢最为合适，其基本物理特性为无色透明液体，半衰期1min，分解温度264℃。抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕或季戊四醇酯。润滑剂为脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或者羧酸。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，其中，所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm。

如上所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，其中，所述的仿棉涤纶短纤的规格为1.5D×38mm。

本发明还提供了一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征是包括以下步骤：

将树脂载体(PET切片，特性粘度为0.68-0.78dL/g)、分子量调节剂、抗氧剂和润滑剂组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；其中，1～5wt％的分子量调节剂、0.1～2wt％的抗氧剂和0.1～2wt％的润滑剂。

将特性粘度为0.68-0.78dL/g的聚酯PET切片、羊毛粉体和聚酯降温母粒混合物在100～110℃下干燥12～24h，在220-230℃下，经异形喷丝板熔融纺制成涤纶原丝，然后经卷绕、落筒、平衡集束、导丝、预拉伸和上油，再经一次或二次拉伸，最后进行紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断、打包，最终得到仿棉涤纶短纤；其中聚酯PET切片含量为94.1～99.888wt％、羊毛粉体的含量为0.1～5wt％、分子量调节剂的含量为0.01～0.5wt％、抗氧剂的含量为0.001～0.2wt％、润滑剂的含量为0.001～0.2wt％。

其中，如上所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm，所述的分子量调节剂为叔丁基过氧化物，所述的抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕或者季戊四醇酯，所述的润滑剂主要为脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或者羧酸。

如上所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，所述的异形喷丝板为三叶型喷丝板、扁平型喷丝板、中空型喷丝板、十字型喷丝板或者“8”字型喷丝板中的一种。

本发明的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤及其制备方法的原理为：将羊毛粉体与聚酯降温母粒和聚酯(PET)切片进行共混再经熔融纺制；可在常规涤纶短纤维的设备上直接生产，工艺设备无特殊要求，所制备的涤纶短纤维性能优良，吸湿快干、染色性能好，产品结合了涤纶纤维和棉纤维的优良特性。必须选用适当的溶剂对羊毛进行处理，才可以使处理后的羊毛具有良好的可研磨性，而又不丢失其其他的良好物理、化学性能。尿素-亚硫酸氢钠法一般是用于检测毛纺品的受损程度，当尿素与羊毛纤维反应时，破坏的是羊毛纤维的氢键，而当亚硫酸氢钠与羊毛纤维反应时，破坏的是羊毛结构中的二硫键，选用此配方对羊毛纤维进行前期处理。由于羊毛的主体是重量占大约90％左右的皮质层，其通过二硫键的交联使羊毛构成稳定结构。所以当大部分氢键、二硫键被破坏时，羊毛的稳定性降低，强度、韧性等物理性质降低，所以羊毛纤维变脆，易于被粉碎成粉末。

所谓降温母粒，其达到的效果就是降低材料加工时的温度。其成分主要是树脂载体+分子量调节剂(以过氧化物居多)+抗氧剂+润滑剂。其作用机实际上就是通过控制聚合物的分子量来调节材料的黏度，分子量越高，一般缠结越厉害，黏度越高，而流动性就越差，加工温度就高：反之，分子量越低，黏度越低，流动性就越好，加工温度就越低。

本发明的纤维断裂强度≥2.8cN/dtex，断裂伸长率≥20％，体积比电阻≤10¹⁰Ω·cm，吸水率≥100％，芯吸高度≥90mm，蒸发速率≥0.18g/hr。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)本发明纺丝工艺简单，纺丝温度降低，减少了能耗，节约了成本。扩大了羊毛粉体的应用范围；

(2)将羊毛粉体和聚酯共混纺丝，在保持涤纶原有的优良性能基础上大大提高了其吸水性；

(3)本发明的吸湿排汗利用了异形喷丝板，法使涤纶纤维表面产生具有毛细效应的微细沟槽，汗水从而经芯吸收、扩散、传输等作用，迅速移至织物的表面并快速挥发，从而保持人体皮肤的干爽感；同时，在湿润状态时也不会像棉纤维那样倒伏，始终能够保持织物与皮肤间舒适的微气候状态，达到提高舒适性的目的；凡是具有吸湿排汗功能的纤维一般都具有高的比表面积，表面有众多的微孔或沟槽，截面一般设计为特殊的异形状，利用毛细管原理，使得纤维能够快速的吸水、输水、扩散和挥发，能迅速吸收皮肤表面湿气和汗水，并排放到外层蒸发；异形吸湿排汗涤纶纤维是具有特殊截面的纤维，异形涤纶由于单纤维存在沟槽，纤维存在更多的空间而具有良好的毛细管效应和较高透气性，因此水分的扩散明显加快，润湿蒸发面积显著增大，吸湿、排温和导湿功能良好；同时，由于汗水的大量蒸发带走人体部分热量，体表温度下降而使人具有凉爽的感觉，即使在大运动量的场合，衣物也能保持较干爽、不粘身；而一般的布料吸收汗液后，水分残留于纤维内，增加衣物的重量，阻碍汗液的蒸发和皮肤散热，大量运动后产生湿冷感，让人感到闷热难受；

(4)本发明的纤维和织物的开发成功对于高温、高湿环境下的穿着具有重要意义，可用于高竞技水平的运动装、高温高湿作业条件下的工装等；棉替代品如衬衫、牛仔服、内衣、西裤、衬里等；家用纺织品，如装饰品、床上用品及洗浴用品等。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，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。

本发明的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，该涤纶短纤中含有0.1～5wt％的羊毛粉体。该涤纶短纤中还有微量添加，其中含有0.01～0.5wt％的分子量调节剂、0.001～0.2wt％的抗氧剂和0.001～0.2wt％的润滑剂。分子量调节剂为叔丁基过氧化物，其中叔丁基过氧化氢最为合适，其基本物理特性为无色透明液体，半衰期1min，分解温度264℃。抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕或季戊四醇酯。润滑剂为脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或者羧酸。

其中，如上所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm。所述的仿棉涤纶短纤的规格为1.5D×38mm。

其中，如上所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤断裂强度≥2.8cN/dtex，断裂伸长率≥20％，体积比电阻10¹⁰Ω·cm，吸水率≥100％，芯吸高度≥90mm，蒸发速率≥0.18g/hr。

实施例1

制备方法

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其具体步骤为：

将聚酯PET切片和羊毛粉体、聚酯降温母粒混合物在100～110℃下干燥12～24h，在220-230℃下，经三叶形喷丝板熔融纺制成涤纶原丝，然后经卷绕、落筒、平衡集束、导丝、预拉伸和上油，再经一次或二次拉伸，最后进行紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断、打包，最终得到仿棉涤纶短纤。

其原料质量百分比为：

羊毛粉体                 0.1％

聚酯降温母粒             1％

聚酯                     98.9％

所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm；

所述的聚酯降温母粒的原料组份为PET载体切片和分子量调节剂以及微量抗氧剂和润滑剂，其中PET载体切片的的质量分数为98.8％；分子量调节剂为叔丁基过氧化氢，其质量分数为1％；抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，其质量分数为0.1％；润滑剂为脂肪酸酰胺，其质量分数为0.1％。

所述的聚酯降温母粒的制备方法，将上述原料组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；

该涤纶短纤中含有0.1wt％的羊毛粉体，0.01wt％的分子量调节剂、0.001wt％的抗氧剂和0.001wt％的润滑剂。

实施例2

制备方法

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其具体步骤同实施例1，其中：所述的异形喷丝板为扁平型喷丝板。

其原料质量百分比为：

羊毛粉体                    1％

聚酯降温母粒                3％

聚酯                        96％

所述的羊毛粉体平均粒径为    2～5μm；

所述的聚酯降温母粒的原料组份为PET载体切片和分子量调节剂以及微量抗氧剂和润滑剂，其中PET载体切片的的质量分数为97％；分子量调节剂叔丁基过氧化氢，其质量分数为2％；抗氧剂为双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚，其质量分数为0.5％；润滑剂为油酸，其质量分数为0.5％。

所述的聚酯降温母粒的制备方法，将上述原料组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；

该涤纶短纤中含有1wt％的羊毛粉体，0.06wt％的分子量调节剂、0.015wt％的抗氧剂和0.015wt％的润滑剂。

实施例3

制备方法

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其具体步骤同实施例1，所述的异形喷丝板为中空型喷丝板。

其原料质量百分比为：

羊毛粉体                            2％

聚酯降温母粒                        5％

聚酯                                93％

所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm；

所述的聚酯降温母粒的原料组份为PET载体切片和分子量调节剂以及微量抗氧剂和润滑剂，其中PET载体切片的的质量分数为95％，分子量调节剂为叔丁基过氧化氢，其质量分数为3％；抗氧剂为四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，其质量分数为1％；润滑剂为聚酯，其质量分数为1％。

所述的聚酯降温母粒的制备方法，将上述原料组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；

该涤纶短纤中含有2wt％的羊毛粉体，0.15wt％的分子量调节剂、0.05wt％的抗氧剂和0.05wt％的润滑剂。

实施例4

制备方法

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其具体步骤同实施例1，其中：所述的异形喷丝板为十字型喷丝板。

其原料质量百分比为：

羊毛粉体                  3％

聚酯降温母粒              7％

聚酯                      90％

所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm；

所述的聚酯降温母粒的原料组份为PET载体切片和分子量调节剂以及微量抗氧剂和润滑剂，其中PET载体切片的的质量分数为93％；分子量调节剂为叔丁基过氧化氢，其质量分数为4％；抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，其质量分数为1.5％；润滑剂为羧酸，其质量分数为1.5％。

所述的聚酯降温母粒的制备方法，将上述原料组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；

该涤纶短纤中含有3wt％的羊毛粉体，0.28wt％的分子量调节剂、0.105wt％的抗氧剂和0.105wt％的润滑剂。

实施例5

制备方法

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其具体步骤同实施例1，其中：所述的异形喷丝板为“8”字型喷丝板。

其原料质量百分比为：

羊毛粉体                     4％

聚酯降温母粒                 9％

聚酯                         87％

所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm；

所述的聚酯降温母粒的原料组份为PET载体切片和分子量调节剂以及微量抗氧剂和润滑剂，其中PET载体切片的的质量分数为91.5％；分子量调节剂为叔丁基过氧化氢其质量分数为4.5％；抗氧剂为双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚，其质量分数为2％；润滑剂为合成酯，其质量分数为2％。

所述的聚酯降温母粒的制备方法，将上述原料组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；

该涤纶短纤中含有4wt％的羊毛粉体，0.405wt％的分子量调节剂、0.18wt％的抗氧剂和0.18wt％的润滑剂。

实施例6

一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其具体步骤同实施例1，其中：所述的异形喷丝板为十字型喷丝板。

其原料质量百分比为：

羊毛粉体                      5％

聚酯降温母粒                  10％

聚酯                          85％

所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm；

所述的聚酯降温母粒的原料组份为PET载体切片和分子量调节剂以及微量抗氧剂和润滑剂，其中PET载体切片的的质量分数为91％；分子量调节剂为叔丁基过氧化氢，其质量分数为5％；抗氧剂为四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，其质量分数为2％；润滑剂为脂肪酸酰胺，其质量分数为2％。

所述的聚酯降温母粒的制备方法，将上述原料组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；

该涤纶短纤中含有5wt％的羊毛粉体，0.5wt％的分子量调节剂、0.2wt％的抗氧剂和0.2wt％的润滑剂。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，其特征是：该涤纶短纤中含有0.1～5wt％的羊毛粉体。

2.如权利要求1所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤，其特征在于，所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm。

3.如权利要求1所述的一种仿棉涤纶短纤，其特征在于，所述的仿棉涤纶短纤的规格为1.5D×38mm。

4.一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征是包括以下步骤：

将PET载体切片、分子量调节剂、抗氧剂和润滑剂组成的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，制成降温母粒；其中，分子量调节剂的质量分数为1～5wt％，抗氧剂的质量分数为0.1～2wt％，润滑剂的质量分数为0.1～2wt％，PET切片载体质量分数为91～98.8wt％；

将聚酯PET切片、羊毛粉体和上述降温母粒混合物在100～110℃下干燥12～24h，在220-230℃下，经异形喷丝板熔融纺制成涤纶原丝，然后经卷绕、落筒、平衡集束、导丝、预拉伸和上油，再经一次或二次拉伸，最后进行紧张热定型、卷曲、松弛热定型、切断、打包，最终得到仿棉涤纶短纤；其中投料比为：聚酯PET切片的质量分数为85～98.9wt％，羊毛粉体质量分数为0.1～5wt％，降温母粒质量分数为1～10wt％。

5.如权利要求4所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征在于，所述的分子量调节剂为叔丁基过氧化物。

6.如权利要求5所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征在于，所述的叔丁基过氧化物是叔丁基过氧化氢。

7.如权利要求4所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或者四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。

8.如权利要求4所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征在于，所述的润滑剂为脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或者羧酸。

9.如权利要求4所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征在于，所述的异形喷丝板为三叶型喷丝板、扁平型喷丝板、中空型喷丝板、十字型喷丝板或者“8”字型喷丝板中的一种。

10.如权利要求4所述的一种含有羊毛的仿棉涤纶短纤的制备方法，其特征在于，所述的羊毛粉体平均粒径为2～5μm，PET切片的特性粘度为0.68-0.78dL/g。