一种抗紫外短纤维的制造方法
【专利摘要】一种抗紫外短纤维的制造方法，其主要是采用玉米淀粉和聚酯为基本原料，添加纳米二氧化钛作为抗紫外剂，经过熔融纺丝制的。同时兼具玉米纤维和聚酯纤维的优点，抗紫外效果非常好。
【专利说明】一种抗紫外短纤维的制造方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及抗紫外纤维织造领域，尤其是一种抗紫外短纤维的制造方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]当今世界经济高速发展，也带来了环境污染等严重问题，特别是臭氧层的破坏日趋严重，到达地面的紫外线强度明显增加，紫外线对人体的伤害也就越来越大，长期接受紫外线照射，会降低有机分子寿命，使人体免疫功能下降，不仅损害皮肤引起皮炎、雀斑、红斑等疾病，而且会促进眼疾，引起白内障，甚至引起皮肤癌等疾病，因此如何解决紫外线的伤害已成为我们亟待解决的问题。随着人民生活水平的提高，纺织品应用领域越来越广泛，社会对纺织品的要求也越来越高，所以提高纺织品的抗紫外线性能，对确保人们健康生活安全，减少紫外线对人体的伤害有着重要的意义。
[0005]目前市场上提供的抗紫外线纤维主要是采用普通纤维作表面抗紫外线加工处理，或是采用聚酯熔体或聚酯切片添加抗紫外线母粒制作纤维，前者虽能暂时抗紫外线，但时间一长，或经过水洗后会失去抗紫外线效果，而后者抗紫外线效果十分良好，属永久抗紫外线纤维产品。而玉米纤维作为具有可生物降解的绿色纤维，同时具备天然纤维和化学纤维两方面的优点。如何将聚酯纤维、玉米纤维的优点融合，开发出一种新型抗紫外短纤维，是本领域亟待解决的问题。
[0006]
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本发明提供了一种抗紫外短纤维的制造方法，其主要是采用玉米淀粉和聚酯为基本原料，添加纳米二氧化钛作为抗紫外剂，经过熔融纺丝制的。
[0008]其工艺过程如下:
(1)将玉米淀粉，聚乳酸，乙二醇，表面处理剂按照重量比为80:10:8:2加入到高速混合搅拌机中，转速为2500r/min,搅拌混合时间为20?30min,其中加入顺序为先加入玉米淀粉和乙二醇，搅拌5min之后加入表面处理剂,搅拌1min之后加入聚乳酸；
(2)将聚酯切片与十甲基环五硅氧烷、纳米二氧化钛加入到高速混合搅拌机中，三者的重量比为80:15:5，转速为2500r/min，搅拌混合时间为20?30min，其中加入顺序为先加入十甲基环五硅氧烷与纳米二氧化钛，搅拌5min之后再加入聚酯切片；
(3)将(I)和(2)中得到的物料在高速搅拌机中混合，保持搅拌下升温至180°C，然后提高转速至4000r/min，继续搅拌20?30min，然后停止加热并继续搅拌至混合均匀，然后冷却出料；
(4)将冷却出料的物料置于真空转鼓干燥机中，在90?100°C充分干燥12?15h； (5)将干燥好的物料进行螺杆熔融挤压得到熔体，熔体经过过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；物料进入螺杆熔融挤压时，螺杆各区温度控制在260?310°C之间，螺杆机头压力控制在10?18MPa，熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为120?250目，过滤器的过滤总面积为4.5?12m2，过滤器温度控制在260?290°C ;熔体从过滤器出来后经过计量泵计量进入纺丝箱体，从喷丝板挤出原丝，纺丝箱体前压力保持在4MPa?6MPa，纺丝箱体温度保持在260?290°C ;环吹风的温度为15?32°C，风速为
0.6?2米/秒；卷绕速度为800?1200米/分钟；
(6)对纤维进行集束处理，经过油浴牵伸、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线短纤维产品；
其中，油浴牵伸浴槽温度为60?80°C，蒸汽箱温度为90?120°C，紧张热定型温度为130?160°C，松弛热定型温度为120?150°C，松弛热定型时间为15?30分钟，最终切断成38mm、51mm、65mm或76mm长度的短纤维。
[0009]其中表面处理剂为植物油、矿物油、钛偶联剂、硬脂酸、铝偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或几种。
[0010]进一步，油浴牵伸浴槽温度为80°C，蒸汽箱温度为110°C，紧张热定型温度为150°C，松弛热定型温度为140°C，松弛热定型时间为25分钟，最终切断成38mm长度的短纤维。
[0011]本发明具有以下有益效果:
1、在玉米淀粉、聚乳酸、表面处理剂和乙二醇的混合过程中，通过先加入玉米淀粉和乙二醇，然后加入表面处理剂，最后加入聚乳酸，提高了物料之间的相容性，将其对纤维强力的影响降到最低；
2、现有技术中一般是将纳米二氧化钛直接加入到聚酯切片中，或者是将其进行简单的表面改性，然而纳米二氧化钛作为无机组分，其加入对聚酯纤维的强度影响非常明显，本发明采用十甲基环五硅氧烷，利用其特殊的结构特点，增加二氧化钛与聚酯的相容性，从而将二氧化钛对纤维强力的影响降到最低。
[0012]本申请说明书、说明书摘要、权利要求书中出现的浓度，wt%为相对于织物的重量百分比，如无特殊说明，其余为质量浓度，百分比为重量百分比。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行更详尽的介绍，但是本发明的保护范围并不局限于此。
[0015]实施例1:
(I)将玉米淀粉，聚乳酸，乙二醇，铝偶联剂按照重量比为80:10:8:2加入到高速混合搅拌机中，转速为2500r/min,搅拌混合时间为30min,其中加入顺序为先加入玉米淀粉和乙二醇，搅拌5min之后加入表面处理剂,搅拌1min之后加入聚乳酸；(2)将聚酯切片与十甲基环五硅氧烷、纳米二氧化钛加入到高速混合搅拌机中，三者的重量比为80:15:5，转速为2500r/min，搅拌混合时间为30min，其中加入顺序为先加入十甲基环五硅氧烷与纳米二氧化钛，搅拌5min之后再加入聚酯切片；(3)将(I)和(2)中得到的物料在高速搅拌机中混合，保持搅拌下升温至180°C，然后提高转速至4000r/min，继续搅拌20min，然后停止加热并继续搅拌至混合均匀，然后冷却出料；(4)将冷却出料的物料置于真空转鼓干燥机中，在90°C充分干燥15h ; (5)将干燥好的物料进行螺杆熔融挤压得到熔体，熔体经过过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；物料进入螺杆熔融挤压时，螺杆各区温度控制在260?310°C之间，螺杆机头压力控制在10?18MPa，熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为250目，过滤器的过滤总面积为12m2，过滤器温度控制在260?290°C;熔体从过滤器出来后经过计量泵计量进入纺丝箱体，从喷丝板挤出原丝，纺丝箱体前压力保持在4MPaMPa，纺丝箱体温度保持在260°C ;环吹风的温度为15°C，风速为0.6米/秒；卷绕速度为800米/分钟；(6)对纤维进行集束处理，经过油浴牵伸、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线短纤维产品；油浴牵伸浴槽温度为80°C，蒸汽箱温度为110°C，紧张热定型温度为150°C，松弛热定型温度为140°C，松弛热定型时间为25分钟，最终切断成38mm长度的短纤维。
[0016]实施例2:
(I)将玉米淀粉，聚乳酸，乙二醇，铝偶联剂按照重量比为80:10:8:2加入到高速混合搅拌机中，转速为2500r/min,搅拌混合时间为20min,其中加入顺序为先加入玉米淀粉和乙二醇，搅拌5min之后加入表面处理剂,搅拌1min之后加入聚乳酸；(2)将聚酯切片与十甲基环五硅氧烷、纳米二氧化钛加入到高速混合搅拌机中，三者的重量比为80:15:5，转速为2500r/min，搅拌混合时间为30min，其中加入顺序为先加入十甲基环五硅氧烷与纳米二氧化钛，搅拌5min之后再加入聚酯切片；(3)将(I)和(2)中得到的物料在高速搅拌机中混合，保持搅拌下升温至180°C,然后提高转速至4000r/min,继续搅拌30min,然后停止加热并继续搅拌至混合均匀，然后冷却出料；(4)将冷却出料的物料置于真空转鼓干燥机中，在100°C充分干燥12h ；(5)将干燥好的物料进行螺杆熔融挤压得到熔体，熔体经过过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；物料进入螺杆熔融挤压时，螺杆各区温度控制在260?310°C之间，螺杆机头压力控制在10?18MPa，熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为250目，过滤器的过滤总面积为12m2，过滤器温度控制在260?290°C ；熔体从过滤器出来后经过计量泵计量进入纺丝箱体，从喷丝板挤出原丝，纺丝箱体前压力保持在4MPaMPa，纺丝箱体温度保持在260°C ;环吹风的温度为32°C，风速为2米/秒；卷绕速度为1200米/分钟；(6)对纤维进行集束处理，经过油浴牵伸、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线短纤维产品；油浴牵伸浴槽温度为80°C，蒸汽箱温度为110°C，紧张热定型温度为150°C，松弛热定型温度为140°C，松弛热定型时间为25分钟，最终切断成38mm长度的短纤维。
[0017]按照实施例1和2生产出来的抗紫外短纤维，纤维纤度为2.6?2.8dtex，断裂强力> 6.5cN / dtex,断裂伸长率为25?30%,平均长度为38mm、51mm、65mm或76mm,紫外线屏蔽率> 90%，具有优异的抗紫外线功能。
[0018]以上所述为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种抗紫外短纤维的制造方法，其主要是采用玉米淀粉和聚酯为基本原料，添加纳米二氧化钛作为抗紫外剂，经过熔融纺丝制的。
2.一种如权利要求1所述的抗紫外短纤维的制造方法，其工艺过程如下: (1)将玉米淀粉，聚乳酸，乙二醇，表面处理剂按照重量比为80:10:8:2加入到高速混合搅拌机中，转速为2500r/min,搅拌混合时间为20?30min,其中加入顺序为先加入玉米淀粉和乙二醇，搅拌5min之后加入表面处理剂,搅拌1min之后加入聚乳酸； (2)将聚酯切片与十甲基环五硅氧烷、纳米二氧化钛加入到高速混合搅拌机中，三者的重量比为80:15:5，转速为2500r/min，搅拌混合时间为20?30min，其中加入顺序为先加入十甲基环五硅氧烷与纳米二氧化钛，搅拌5min之后再加入聚酯切片； (3)将(I)和(2)中得到的物料在高速搅拌机中混合，保持搅拌下升温至180°C，然后提高转速至4000r/min，继续搅拌20?30min，然后停止加热并继续搅拌至混合均匀，然后冷却出料； (4)将冷却出料的物料置于真空转鼓干燥机中，在90?100°C充分干燥12?15h； (5)将干燥好的物料进行螺杆熔融挤压得到熔体，熔体经过过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；物料进入螺杆熔融挤压时，螺杆各区温度控制在260?310°C之间，螺杆机头压力控制在10?18MPa，熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为120?250目，过滤器的过滤总面积为4.5?12m2，过滤器温度控制在260?290°C ;熔体从过滤器出来后经过计量泵计量进入纺丝箱体，从喷丝板挤出原丝，纺丝箱体前压力保持在4MPa?6MPa，纺丝箱体温度保持在260?290°C ;环吹风的温度为15?32°C，风速为0.6?2米/秒；卷绕速度为800?1200米/分钟； (6)对纤维进行集束处理，经过油浴牵伸、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线短纤维产品； 其中，油浴牵伸浴槽温度为60?80°C，蒸汽箱温度为90?120°C，紧张热定型温度为130?160°C，松弛热定型温度为120?150°C，松弛热定型时间为15?30分钟，最终切断成38mm、51mm、65mm或76mm长度的短纤维。
3.—种如权利要求2所述的抗紫外短纤维的制造方法，其中表面处理剂为植物油、矿物油、钛偶联剂、硬脂酸、铝偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或几种。
4.一种如权利要求2所述的抗紫外短纤维的制造方法，油浴牵伸浴槽温度为80°C，蒸汽箱温度为110°C，紧张热定型温度为150°C，松弛热定型温度为140°C，松弛热定型时间为25分钟，最终切断成38mm长度的短纤维。
【文档编号】D01F1/10GK104372443SQ201410703241
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月29日 优先权日:2014年11月29日
【发明者】耿云花 申请人:滁州惠智科技服务有限公司