CN102912546A - 一种高密针织衬衫面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高密针织衬衫面料及其制备方法，高密针织衬衫面料由经纱和纬纱交织编织而成；所述的经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线；所述的含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为：中空竹炭聚酯纤维为1～5%，莱卡纤维为0.1～1%，生物基PDT纤维为1～2%，全生物质聚酯纤维为余量；由中空竹炭聚酯纤维，莱卡纤维，生物基PDT纤维以及全生物质聚酯纤维混合纺制而成；所述的高密为每平方英寸内的针数为36～40针。本发明利用现有的设备即可进行规模化生产，扩大了经济效益以及社会效益；利用生物基纤维制备的面料，与人体的相容性更加好，符合健康环保的要求。
Description
技术领域
本发明涉及生物质聚酯纤维技术领域，具体地说，是一种高密针织衬衫面料及其制备方法。
背景技术
随着全球经济的发展，石油的需求日益增长，而石油资源日益递减，石油供需矛盾日益加剧，争夺石油的战争愈演愈烈。全球都在为利用地球上取之不尽用之不竭的生物资源努力研究、探索。利用可再生的生物质资源，发展生物基化工产业，替代石油化工产品，是解决资源和能源危机的必由之路，是可持续发展的重要途径。因此，开发可以减少或者替代石油的原材料是一个非常重要的研究方向。
聚酯涤纶纤维本身具有优异的性能和低廉的价格，是我国三大合成纤维中最具代表性、产量最大的纤维品种，而其主要原料乙二醇基本来源于石油工业产品，因此，从行业可持续发展的角度，必需寻找能替代石油基乙二醇的新材料和新工艺，使聚酯行业能有效规避石化原料持续上涨的价格风险。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）在包装材料、薄膜、工程塑料、服装等领域都有非常广泛的应用，由于生产PET的原料都来源于石油的加工品，不仅带来环境问题，而且随着石油价格的上涨，我国化纤行业的压力越来越大。因此，开发一种代替石油的生物质原材料显得至关重要。由于生物基2,5-呋喃二酸可以通过玉米秸秆等生物质发酵后催化裂解反应制得，且生物基2,5-呋喃二酸的化学结构与对苯二甲酸的结构非常相似，因此可以将生物基2,5-呋喃二酸代替对苯二甲酸来进行聚合反应。此外，杜邦公司通过对玉米进行发酵，经过生物和化工过程，制得1,3-丙二醇，开发出了含有约36wt%来源于生物质的聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT），并成功的运用到服装、薄膜、工程塑料等领域。
乙二醇是合成PET的重要原料，目前工业上多采用环氧乙烷直接水合法或乙烯合成法来生产。生产成本高，并且消耗大量的原材料和能源，生成很多的副产物。我国是农业大国，有丰富的生物资源。将农作物秸秆、谷壳、玉米芯等植物残体等可再生资源中的大分子多糖用化学降解或生物降解的方法转化为可发酵糖、发酵有机酸和生物多元醇等衍生物。完全以这些发酵产物为原料单体，合成的生物质高分子材料，可以最大限度地节约更多的石油资源，促进循环经济的发展。
PDT 生物基聚酯的开发与应用——以生物基乙二醇直接作为聚酯的原料在1000吨/年之三釜式连续聚酯装置，与精对苯二甲酸进行酯化，再缩聚，制得比现有聚酯更优异的新型聚苯二甲酸多组份二元醇酯PDT聚酯，并成功的供下游 POY、FDY、DTY之加工应用于机织及针织面料，优异的纺丝性能和染色性起因于生物基乙二醇中含有质量分数为2.5％ 的丙二醇、丁二醇和戊二醇等多组分二元醇。 石油法PET聚酯99.5%EG(石油法)+PTA→PET(Polyethylene Terephthalate)聚苯二甲酸乙二酯石油法PTT聚酯(CORTERRA:Brand by SHELL) PDO(石油法)+PTA→PET(Polytrimethylene Terephthalate)聚苯二甲酸丙二酯生物法PTT聚酯(Sorona :Brand by Du Pont)PDO(由玉米以生物法)+PTA→PTT(Poly trimethylene Terephthalate)聚苯二甲酸丙二酯
Socorna? 是海天一种新型的PDT(生物基 PET )纤维、纱线和纺织品的商品名称。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿棉感针织面料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高密针织衬衫面料，由经纱和纬纱交织编织而成；
所述的经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线；
一种含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为：
中空竹炭聚酯纤维 1～5%
莱卡纤维 0.1～1%
生物基PDT纤维 1～2%
全生物质聚酯纤维 余量
所述的中空竹炭纤维的质量百分比优选为1.5%。
所述的莱卡纤维的质量百分比优选为0.5%。
所述的生物基PDT纤维的质量百分比优选为1.5%。
所述的全生物质聚酯纤维的质量百分比优选为96.5%。
一种含有全生物质聚酯的纱线，由中空竹炭聚酯纤维，莱卡纤维，生物基PDT纤维以及全生物质聚酯纤维混合纺制而成。
所述的高密为每平方英寸内的针数为36～40针。
一种全生物质聚酯纤维的制备方法，其特征在于，将生物质聚酯切片进行熔融纺丝，得到生物质聚酯纤维。其中，纺丝工艺为：其中纺丝温度为270～300℃，纺丝速度为800～1500m/min，拉伸温度为60～80℃，预拉伸倍率为1.02～1.10，一道拉伸倍率为2.80～3.20，二道拉伸倍率为1.05～1.15。
一种全生物质聚酯切片的制备方法，其具体步骤为：
（1）将生物基乙二醇以及生物基1,3-丙二醇按照1:0.1～10的质量比配置成生物基混合多元醇；
（2）将生物基2,5-呋喃二酸与生物基混合多元醇按照1:1.05～1.5的质量比配制成浆料；
（3）将配置好的浆料加入酯化反应釜进行酯化反应；
（4）最后将酯化反应的混合物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得生物质聚酯；再进行切片，即可得到全生物质聚酯切片；
使用的生物基乙二醇的成分为乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中：1,2-丙二醇质量分数为0.4～5%，1,2-丁二醇的质量分数为0.2～2%，戊二醇的质量分数为0.1～2%，山梨醇的质量分数为0.1～1%，乙二醇为余量。
所述的缩聚反应的温度保持在260～290℃；所述的缩聚反应持续2～6h。
所述的酯化反应加入钛系催化剂和/或锑系催化剂，加入量为120～550ppm，基数为所述生物基2,5-呋喃二酸的质量。
所述的钛系催化剂为二氧化钛、钛酸四丁酯等；
所述的锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑和乙二醇锑等。
所述的酯化反应还加入所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.02wt%的热稳定剂和所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.03wt%的抗氧化剂。
抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616其中之一或其混合物；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯、三（壬苯基）亚磷酸酯等其中之一或其混合物。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
（1）本发明的生物基聚酯原材料生物基乙二醇以及生物基1,3-丙二醇由生物发酵、提纯制得，代替了传统的石油基乙二醇，有利于环境保护和可持续发展；
（2）本发明的生物基聚酯原料生物基乙二醇含有一定量的生物基1,3-丙二醇，1,3-丙二醇中含有1个亚甲基，1,3-丙二醇的存在增加了聚酯大分子链段的柔顺性，降低聚酯的熔点，提高了聚酯的亲水性。
（3）本发明利用现有的设备即可进行规模化生产，扩大了经济效益以及社会效益。
（4）本发明利用生物基纤维制备的纱线，与人体的相容性更加好，符合健康环保的要求。
具体实施方式
以下提供本发明一种高密针织衬衫面料及其制备方法具体实施方式。
实施例1
一种高密针织衬衫面料，由经纱和纬纱交织编织而成；
所述的经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线；
一种含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为：
中空竹炭聚酯纤维 1%
莱卡纤维 0.1%
生物基PDT纤维 1%
全生物质聚酯纤维 97.9%。
一种含有全生物质聚酯的纱线，由中空竹炭聚酯纤维，莱卡纤维，生物基PDT纤维以及全生物质聚酯纤维混合纺制而成。
一种全生物质聚酯纤维的制备方法，其特征在于，将全生物质聚酯切片进行熔融纺丝，得到全生物质聚酯纤维。其中，纺丝工艺为：其中纺丝温度为270～300℃，纺丝速度为800～1500m/min，拉伸温度为60～80℃，预拉伸倍率为1.02～1.10，一道拉伸倍率为2.80～3.20，二道拉伸倍率为1.05～1.15。
一种全生物质聚酯切片的制备方法，其具体步骤为：
（1）将生物基乙二醇以及生物基1,3-丙二醇按照1:0.1的质量比配置成生物基混合多元醇；
（2）将生物基2,5-呋喃二酸与生物基混合多元醇按照1:1.05的质量比配制成浆料；
（3）将配置好的浆料加入酯化反应釜进行酯化反应；
（4）最后将酯化反应的混合物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得生物质聚酯；再进行切片，即可得到全生物质聚酯切片。
作为优选的技术方案：
其中，在本发明中使用的生物基乙二醇的成分为乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中：1,2-丙二醇质量分数为0.4～5%，1,2-丁二醇的质量分数为0.2～2%，戊二醇的质量分数为0.1～2%，山梨醇的质量分数为0.1～1%，乙二醇为余量。
所述的缩聚反应的温度保持在260～290℃；所述的缩聚反应持续2～6h。
所述的酯化反应加入钛系催化剂和/或锑系催化剂，加入量为120～550ppm，基数为所述生物基2,5-呋喃二酸的质量。
所述的钛系催化剂为二氧化钛、钛酸四丁酯等；
所述的锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑和乙二醇锑等。
所述的酯化反应还加入所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.02wt%的热稳定剂和所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.03wt%的抗氧化剂。
抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616其中之一或其混合物；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯、三（壬苯基）亚磷酸酯等其中之一或其混合物。
实施例2
一种高密针织衬衫面料，由经纱和纬纱交织编织而成；
所述的经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线；
一种含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为：
中空竹炭聚酯纤维 1.5%
莱卡纤维 0.5%
生物基PDT纤维 1.5%
全生物质聚酯纤维 96.5。
一种含有全生物质聚酯的纱线，由中空竹炭聚酯纤维，莱卡纤维，生物基PDT纤维以及全生物质聚酯纤维混合纺制而成。
一种全生物质聚酯纤维的制备方法，其特征在于，将全生物质聚酯切片进行熔融纺丝，得到全生物质聚酯纤维。其中，纺丝工艺为：其中纺丝温度为270～300℃，纺丝速度为800～1500m/min，拉伸温度为60～80℃，预拉伸倍率为1.02～1.10，一道拉伸倍率为2.80～3.20，二道拉伸倍率为1.05～1.15。
一种全生物质聚酯切片的制备方法，其具体步骤为：
（1）将生物基乙二醇以及生物基1,3-丙二醇按照1:5的质量比配置成生物基混合多元醇；
（2）将生物基2,5-呋喃二酸与生物基混合多元醇按照1:1.25的质量比配制成浆料；
（3）将配置好的浆料加入酯化反应釜进行酯化反应；
（4）最后将酯化反应的混合物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得生物质聚酯；再进行切片，即可得到全生物质聚酯切片。
作为优选的技术方案：
其中，在本发明中使用的生物基乙二醇的成分为乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中：1,2-丙二醇质量分数为0.4～5%，1,2-丁二醇的质量分数为0.2～2%，戊二醇的质量分数为0.1～2%，山梨醇的质量分数为0.1～1%，乙二醇为余量。
所述的缩聚反应的温度保持在260～290℃；所述的缩聚反应持续2～6h。
所述的酯化反应加入钛系催化剂和/或锑系催化剂，加入量为120～550ppm，基数为所述生物基2,5-呋喃二酸的质量。
所述的钛系催化剂为二氧化钛、钛酸四丁酯等；
所述的锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑和乙二醇锑等。
所述的酯化反应还加入所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.02wt%的热稳定剂和所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.03wt%的抗氧化剂。
抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616其中之一或其混合物；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯、三（壬苯基）亚磷酸酯等其中之一或其混合物。
实施例3
一种高密针织衬衫面料，由经纱和纬纱交织编织而成；
所述的经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线；
一种含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为：
中空竹炭聚酯纤维 5%
莱卡纤维 1%
生物基PDT纤维 2%
全生物质聚酯纤维 92%。
一种含有全生物质聚酯的纱线，由中空竹炭聚酯纤维，莱卡纤维，生物基PDT纤维以及全生物质聚酯纤维混合纺制而成。
一种全生物质聚酯纤维的制备方法，其特征在于，将生物质聚酯切片进行熔融纺丝，得到全生物质聚酯纤维。其中，纺丝工艺为：其中纺丝温度为270～300℃，纺丝速度为800～1500m/min，拉伸温度为60～80℃，预拉伸倍率为1.02～1.10，一道拉伸倍率为2.80～3.20，二道拉伸倍率为1.05～1.15。
一种全生物质聚酯切片的制备方法，其具体步骤为：
（1）将生物基乙二醇以及生物基1,3-丙二醇按照1: 10的质量比配置成生物基混合多元醇；
（2）将生物基2,5-呋喃二酸与生物基混合多元醇按照1: 1.5的质量比配制成浆料；
（3）将配置好的浆料加入酯化反应釜进行酯化反应；
（4）最后将酯化反应的混合物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得生物质聚酯；再进行切片，即可得到全生物质聚酯切片。
作为优选的技术方案：
其中，在本发明中使用的生物基乙二醇的成分为乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中：1,2-丙二醇质量分数为0.4～5%，1,2-丁二醇的质量分数为0.2～2%，戊二醇的质量分数为0.1～2%，山梨醇的质量分数为0.1～1%，乙二醇为余量。
所述的缩聚反应的温度保持在260～290℃；所述的缩聚反应持续2～6h。
所述的酯化反应加入钛系催化剂和/或锑系催化剂，加入量为120～550ppm，基数为所述生物基2,5-呋喃二酸的质量。
所述的钛系催化剂为二氧化钛、钛酸四丁酯等；
所述的锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑和乙二醇锑等。
所述的酯化反应还加入所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.02wt%的热稳定剂和所述生物基2,5-呋喃二酸0.001～0.03wt%的抗氧化剂。
抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616其中之一或其混合物；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯、三（壬苯基）亚磷酸酯等其中之一或其混合物。
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 (8)
1. 一种高密针织衬衫面料，其特征在于，由经纱和纬纱交织编织而成；所述的经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线；所述的含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为：
中空竹炭聚酯纤维 1～5%
莱卡纤维 0.1～1%
生物基PDT纤维 1～2%
全生物质聚酯纤维 余量。
2. 如权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料，其特征在于，所述的中空竹炭纤维的质量百分比为1.5%。
3. 如权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料，其特征在于，所述的莱卡纤维的质量百分比为0.5%。
4. 如权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料，其特征在于，所述的生物基PDT纤维的质量百分比为1.5%。
5. 如权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料，其特征在于，所述的全生物质聚酯纤维的质量百分比为96.5%。
6.如权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料，其特征在于，所述的含有全生物质聚酯的纱线，由中空竹炭聚酯纤维，莱卡纤维，生物基PDT纤维以及全生物质聚酯纤维混合纺制而成。
7. 如权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料，其特征在于，所述的高密为每平方英寸内的针数为36～40针。
8. 一种实现权利要求1所述的一种高密针织衬衫面料的制备方法，其特征在于，所述的全生物质聚酯纤维的制备方法，将生物质聚酯切片进行熔融纺丝，得到生物质聚酯纤维；其中，纺丝工艺为：其中纺丝温度为270～300℃，纺丝速度为800～1500m/min，拉伸温度为60～80℃，预拉伸倍率为1.02～1.10，一道拉伸倍率为2.80～3.20，二道拉伸倍率为1.05～1.15。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130206 |