CN114606599A - 一种基于tpu/pmma熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法及其包裹单丝纱线 - Google Patents
一种基于tpu/pmma熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法及其包裹单丝纱线 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及纺织纱线领域,尤其是涉及的是一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法及其包裹单丝纱线,包括S1:备料,S2:改性,S3:冷却切粒,S4:干燥,S5:包覆,S6:冷却,S7:收卷。本发明通过制成的热塑性弹性体包覆塑料光纤裸纤为双组分单丝纱线、改善光纤裸纤的断裂强度,提升针织可编织性,且手感舒适柔软、具有良好的抗褶皱性、保型性和耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织纱线技术领域,尤其是涉及的是一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法及其包裹单丝纱线。
背景技术
功能性穿戴是纺织行业的未来,也是纺织从业者再生的基础和加速发展的动力。人们对穿戴的要求早已不是遮寒蔽体和时尚美观,未来穿戴要植入功能性元素,让穿戴具有智能和信息交互功能。光纤纱线就是对于功能性穿戴的一个很好的展示,光纤纱线也称塑料光纤是由折射率不同的塑料分别构成芯包同心圆柱体的导光纤维。用作光纤的塑料必需是那些具有极好光学性能的塑料,通常以高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂和聚甲基丙烯酸甲酯作为皮层材料。现有塑料光纤存在易脆不耐折,织造过程效率低下等问题,本发明的用于纺织纱线的塑料光纤保证了端光性能和测光性能,同时保证了光纤整体的拉升强度,使得光纤具有很好的柔韧性,不易折断,提升使用寿命,可广泛应用于针织织物及其产业板块领域,具有广阔的市场前景。
在专利文献CN 207405290 U中公开了在织物的一部分加进了光纤裸纤的织物。将光纤裸纤与光源连接,从光纤裸纤放出光。结果,该织物成了鲜艳的织物。这个利用机织工艺,减少光纤裸纤纱编织成圈折断,但其织造简单,织物组织风格单一。
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,第一方面本申请提供了一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法及其改性TPU碳纤维纱线,以解决现有碳纤维纱线中的碳纤维裸露的问题。
为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法包括:
S1:备料,选取如下原料:Shore A 87密度1.15g/cm3聚醚型热塑性弹性体TPU材料、钛白粉、硅酸镁盐类矿物滑石族滑石粉、耐水解剂、抗氧剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、裸纤和丝线;
S2:改性,将S1中所制备的原料放入双螺杆挤出机中,挤出机加热熔融挤出,制得改性TPU,其中,挤出机中的各个区域加热温度分别为按照口模180~190℃、连接器180~200℃、计量段180~190℃、压缩段170~190℃、进料段170~180℃;
S3:冷却切粒,将改性TPU放入冷水槽中进行过水冷却,并切粒,制得改性TPU切片;其中,冷水槽中水的水温为10~20℃;
S4:干燥,将S1中的TPU材料和S3中的改性TPU切片投入干燥筒内进行干燥,其中,干燥温度为80~100℃,干燥时间为2~4小时;
S5:包覆,将干燥好的TPU材料和改性TPU切片投入双螺杆挤出机加热熔融挤出,将裸纤和丝线放置在纱架上,经工具牵引过挤出机模具,通过单螺杆挤出机进行外层涂覆,制得包裹单丝,其中,挤出机的各个区域挤出温度分别为按照口模190~210℃、连接器180~230℃、计量段190~210℃、压缩段170~200℃、进料段170~180℃,电机转数18rpm,熔压7MPA,电流10A;
S6:冷却,将S5中制得的包裹单丝,放入冷水槽中进行过水冷却,其中,冷水槽中水的水温为10-20℃;
S7:收卷,将冷却好的包裹单丝通过收卷设备收卷起来,得到双组分包裹单丝纱线。
在一些实施例中,该S1步骤中选取的原料按照如下质量组份组成:TPU材料95-97份、钛白粉4-6份、硅酸镁盐类矿物滑石族滑石粉3-5份、耐水解剂1-6份、抗氧剂3-6份、热稳定剂2-5份、紫外线吸收剂3-5份。
在一些实施例中,该耐水解剂为碳化二亚胺类化合物。
在一些实施例中,该抗氧剂为工业级抗氧剂。
在一些实施例中,该热稳定剂为2,6-叔丁基-4-甲基苯酚。
在一些实施例中,该紫外线吸收剂为二苯甲酮类。
第二方面本申请还提供了一种包裹单丝纱线,包括裸纤、丝线以及包裹裸纤和丝线的皮层,其中裸纤、丝线和皮层采用上述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法制成双组分包裹单丝纱线。
在一些实施例中,该裸纤为BF型通体0.25MM塑料光纤裸纤。
在一些实施例中,该丝线为高粘度120D/48F涤纶高强丝。
在一些实施例中,该丝线均紧靠该裸纤外壁。
通过采用上述的技术方案,本发明的有益效果是:
1、通过塑料光纤裸纤通过热塑性聚氨酯弹性体的包覆,纱线强力增强,可以适应各种纺织方法编织过程中对纱线强力的要求,极大提升塑料光纤裸纤的可编织性,扩大光纤材料在纺织领域的应用前景。
2、增加编织过程中弯纱成圈的韧性,在编织过程中,不仅降低了纱线与编织机件的摩擦力,延缓了编织机件的磨损,同时保证了塑料光纤裸纤在纺织品上的特性。
3、通过制成的热塑性弹性体包覆塑料光纤裸纤为双组分单丝纱线、改善光纤裸纤的断裂强度,提升针织可编织性,且手感舒适柔软、具有良好的抗褶皱性、保型性和耐磨性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
无疑的,本发明的此类目的与其他目的在下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变为更加显见。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举一个或数个较佳实施例,并配合所示附图,作详细说明如下。
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为本发明一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法的制作流程结构示意图;
图2为发明一种包裹单丝纱线的结构示意图。
附图标记如下:
1、裸纤;
2、丝线;
3、皮层。
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、材料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、材料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,本发明一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法的制作流程结构示意图。
本实施例提供一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法包括:
S1:备料,选取如下原料:Shore A 87密度1.15g/cm3聚醚型热塑性弹性体TPU材料95-97份、钛白粉4-6份、硅酸镁盐类矿物滑石族滑石粉3-5份、碳化二亚胺类化合物1-6份、工业级抗氧剂3-6份、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚2-5份、二苯甲酮类3-5份、裸纤和丝线;
S2:改性,将S1中所制备的原料放入双螺杆挤出机中,挤出机加热熔融挤出,制得改性TPU,其中,挤出机中的各个区域加热温度分别为按照口模180~190℃、连接器180~200℃、计量段180~190℃、压缩段170~190℃、进料段170~180℃;
S3:冷却切粒,将改性TPU放入冷水槽中进行过水冷却,并切粒,制得改性TPU切片;其中,冷水槽中水的水温为10~20℃;例如,可选择温度为15℃,通过冷水槽冷水的温度能够将改性TPU快速冷却硬化,并切粒,制得改性TPU切片,通过切粒的方式以便于后续的加工;
S4:干燥,将S1中的TPU材料和S3中的改性TPU切片投入干燥筒内进行干燥,其中,干燥温度为80~100℃,干燥时间为2~4小时,可选择干燥时间为3小时,温度控制在90℃,通过该干燥步骤,能够将附着于TPU材料和改性TPU的表面的水气和其内部的水分进一步干燥,去除材料中的水分;
S5:包覆,将干燥好的TPU材料和改性TPU切片投入双螺杆挤出机加热熔融挤出,将裸纤和丝线放置在纱架上,经工具牵引过挤出机模具,通过单螺杆挤出机进行外层涂覆,制得包裹单丝,其中,挤出机的各个区域挤出温度分别为按照口模190~210℃、连接器180~230℃、计量段190~210℃、压缩段170~200℃、进料段170~180℃,电机转数18rpm,熔压7MPA,电流10A,将裸纤和丝线放置在纱架上然后牵引至挤出机模具上,将TPU材料和改性TPU加热熔融后包裹于裸纤和丝线表面,制得双组分包裹单丝,增加编织过程中弯纱成圈的韧性,在编织过程中,降低了纱线与编织机件的摩擦力,延缓了编织机件的磨损,同时保证了塑料光纤裸纤在纺织品上的特性。
S6:冷却,将S5中制得的包裹单丝,放入冷水槽中进行过水冷却,其中,冷水槽中水的水温为10-20℃,可选择温度为15℃,通过该冷却步骤,能够将TPU材料和改性TPU的熔融状态硬化,以使TPU材料和改性TPU能够稳定的固定在裸纤和丝线上。
S7:收卷,将冷却好的包裹单丝通过收卷设备收卷起来,其中收卷的线速度为400-800mpm,得到双组分包裹单丝纱线。
参照图1-2,图1为本发明一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法的制作流程结构示意图;图2为发明一种包裹单丝纱线的结构示意图。
本实施例还提供了一种包裹单丝纱线,包括裸纤1、丝线2以及包裹裸纤1和丝线2的皮层3,其中裸纤1、丝线2和皮层3采用上述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法制成双组分包裹单丝纱线。
塑料光纤裸纤1通过热塑性聚氨酯弹性体的包覆,纱线强力增强,可以适应各种纺织方法编织过程中对纱线强力的要求,极大提升塑料光纤裸纤的可编织性,扩大光纤材料在纺织领域的应用前景,还能增加编织过程中弯纱成圈的韧性,在编织过程中,不仅降低了纱线与编织机件的摩擦力,延缓了编织机件的磨损,同时保证了塑料光纤裸纤在纺织品上的特性。
根据一些实施例,可选的,该裸纤1为BF型通体0.25MM塑料光纤裸纤。用于导光的载体。
根据一些实施例,可选的,该丝线2为高粘度120D/48F涤纶高强丝。提升纱线的断裂强度。
根据一些实施例,可选的,该丝线1均紧靠该裸纤1外壁。提升断裂强度。
采用YG(B)021DL电子单纱强力机对原始BF型通体0.25MM塑料光纤裸纤及本试验例包覆完成的光纤进行检测数据分析,如下表:
由上表可知,高性能合成纤维是指强度大于18cN/dtex(1cN/dtex=91MPa),本试验例强度大于普通的0.25MM光纤的强度,且完成的包覆光纤,外涂层为TPU较软,主要起缓冲外界对光纤表面的作用力,防止外来损伤的及对光纤起保护作用。
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处理步骤或材料,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方法、组件、材料等实现。
Claims (10)
1.一种基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法,其特征在于:包括,
S1:备料,选取如下原料:TPU材料、钛白粉、硅酸镁盐类矿物滑石族滑石粉、耐水解剂、抗氧剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、裸纤、丝线;
S2:改性,将S1中所制备的原料放入双螺杆挤出机中,挤出机加热熔融挤出,制得改性TPU,其中,挤出机中的各个区域加热温度分别为按照口模180~190℃、连接器180~200℃、计量段180~190℃、压缩段170~190℃、进料段170~180℃;
S3:冷却切粒,将改性TPU放入冷水槽中进行过水冷却,并切粒,制得改性TPU切片;其中,冷水槽中水的水温为10~20℃;
S4:干燥,将S1中的TPU材料和S3中的改性TPU切片投入干燥筒内进行干燥,其中,干燥温度为80~100℃,干燥时间为2~4小时;
S5:包覆,将干燥好的TPU材料和改性TPU切片投入双螺杆挤出机加热熔融挤出,将BF型通体0.25MM塑料光纤裸纤、高粘度120D/48F涤纶高强丝放置在纱架上,经工具牵引过挤出机模具,通过单螺杆挤出机进行外层涂覆,制得包裹单丝,其中,挤出机的各个区域挤出温度分别为按照口模190~210℃、连接器180~230℃、计量段190~210℃、压缩段170~200℃、进料段170~180℃,电机转数18rpm,熔压7MPA,电流10A;
S6:冷却,将S5中制得的包裹单丝,放入冷水槽中进行过水冷却,其中,冷水槽中水的水温为10-20℃;
S7:收卷,将冷却好的包裹单丝通过收卷设备收卷起来,得到双组分包裹单丝纱线。
2.根据权利要求1所述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法,其特征在于:该S1步骤中选取的原料按照如下质量组份组成:TPU材料95-97份、钛白粉4-6份、硅酸镁盐类矿物滑石族滑石粉3-5份、耐水解剂1-6份、抗氧剂3-6份、热稳定剂2-5份、紫外线吸收剂3-5份。
3.根据权利要求1所述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法,其特征在于:该耐水解剂为碳化二亚胺类化合物。
4.根据权利要求1所述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法,其特征在于:该抗氧剂为工业级抗氧剂。
5.根据权利要求1所述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法,其特征在于:该热稳定剂为2,6-叔丁基-4-甲基苯酚。
6.根据权利要求1所述的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法,其特征在于:该紫外线吸收剂为二苯甲酮类。
7.一种包覆单丝纱线,其特征在于:包括裸纤、丝线以及包裹裸纤和丝线的皮层,其中裸纤、丝线和皮层采用上述权利要求1-6的基于TPU/PMMA熔融挤出双组分包覆单丝的制作方法制成双组分包裹单丝纱线。
8.根据权利要求7所述的包裹单丝纱线,其特征在于:该裸纤为BF型通体0.25MM塑料光纤裸纤。
9.根据权利要求7所述的包裹单丝纱线,其特征在于:该丝线为高粘度120D/48F涤纶高强丝。
10.根据权利要求7所述的包裹单丝纱线,其特征在于:该丝线均紧靠该裸纤外壁。
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