专利名称：一种仿棉感针织面料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物质聚酯纤维技术领域，具体地说，是一种仿棉感针织面料及其制备方法。
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杆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。将农作物秸杆、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。
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
一种仿棉感针织面料，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，其原料组分质量百分比为
生物基PDT纤维I 5%全生物质聚酯纤维余量。所述的全生物质聚酯纤维的重量百分比优选为97%。一种含有全生物质聚酯的纱线，由生物基PDT纤维和全生物质聚酯纤维混合纺制。一种仿棉感针织面料在服装中的应用。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°C，纺丝速度为800 1500m/min，拉伸温度为60 80°C，预拉伸倍率为1.02 I. 10，一道拉伸倍率为2. 80 3. 20，二道拉 伸倍率为I. 05 L 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.I 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I:I. 05 I. 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、I，2-丙二醇、I，2- 丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中1，2-丙二醇质量分数为O. 4 5%，1，2-丁二醇的质量分数为O. 2 2%，戊二醇的质量分数为O. I 2%，山梨醇的质量分数为O. I 1%，乙二醇为余量。所述的缩聚反应的温度保持在260 290°C ;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O. 001 O. 02wt%的热稳定剂和所述生物基2，5-呋喃二酸O. 001 O. 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，I,3-丙二醇中含有I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仿棉感针织面料及其制备方法具体实施方式
。实施例I
一种仿棉感针织面料，其原料组分为
生物基PDT纤维1%
全生物质聚酯纤维99%
一种仿棉感针织面料，由生物基PDT纤维和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°C，纺丝速度为800 1500m/min，拉伸温度为60 80°C，预拉伸倍率为I. 02 I. 10，一道拉伸倍率为2. 80 3. 20，二道拉伸倍率为I. 05 L 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.I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、I，2-丙二醇、I，2- 丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中1，2-丙二醇质量分数为O. 4 5%，1，2-丁二醇的质量分数为O. 2 2%，戊二醇的质量分数为O. I 2%，山梨醇的质量分数为O. I 1%，乙二醇为余量。所述的缩聚反应的温度保持在260 290°C ;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O. 001 O. 02wt%的热稳定剂和所述生物基2，5-呋喃二酸O. 001 O. 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
一种仿棉感针织面料，其原料组分为
生物基PDT纤维3%
全生物质聚酯纤维97%
一种含有全生物质聚酯的纱线，由生物基PDT纤维和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°C，纺丝速度为800 1500m/min，拉伸温度为60 80°C，预拉伸倍率为I. 02 I. 10，一道拉伸倍率为2. 80 3. 20，二道拉伸倍率为I. 05 L 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I:I. 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O. 4 5%，I，2-丁二醇的质量分数为O. 2 2%，戊二醇的质量分数为O. I 2%，山梨醇的质量分数为O. I 1%，乙二醇为余量。所述的缩聚反应的温度保持在260 290°C ;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O. 001 O. 02wt%的热稳定剂和所述生物基2，5-呋喃二酸O. 001 O. 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
一种仿棉感针织面料，其原料组分为
生物基PDT纤维5%
全生物质聚酯纤维95%
一种含有全生物质聚酯的纱线，由生物基PDT纤维和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°C，纺丝速度为800 1500m/min，拉伸温度为60 80°C，预拉伸倍率为I. 02 I. 10，一道拉伸倍率为2. 80 3. 20，二道拉伸倍率为I. 05 L 15。一种全生物质聚酯切片的制备方法，其具体步骤为
(I)将生物基乙二醇以及生物基1，3-丙二醇按照I: 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I:I. 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、I，2-丙二醇、I，2- 丁二醇、戊二醇、山梨醇，其中1，2-丙二醇质量分数为O. 4 5%，1，2-丁二醇的质量分数为O. 2 2%，戊二醇的质量分数为O. I 2%，山梨醇的质量分数为O. I 1%，乙二醇为余量。所述的缩聚反应的温度保持在260 290°C ;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O. 001 O. 02wt%的热稳定剂和所述生物基2，5-呋喃二酸O. 001 O. 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。
权利要求
1.一种仿棉感针织面料，其特征在于，所述面料由经纱和纬纱编织而成，所述经纱和纬纱为含有全生物质聚酯的纱线，其原料组分质量百分比为 生物基PDT纤维I 5% 全生物质聚酯纤维余量。
2.如权利要求I所述的一种仿棉感针织面料，其特征在于，所述的全生物质聚酯纤维的重量百分比为97%。
3.一种实现权利要求I所述的仿棉感针织面料的制备方法，其特征在于，所述的全生物质聚酯纤维的制备方法为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°C，纺丝速度为800 1500m/min，拉伸温度为60 80°C，预拉伸倍率为I. 02 I. 10，一道拉伸倍率为2. 80 3. 20，二道拉伸倍率为I. 05 I. 15。
4.如权利要求3所述的一种实现权利要求I所述的仿棉感针织面料的制备方法，其特征在于，所述的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.I 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I:I. 05 I. 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。
5.如权利要求4所述的仿棉感针织面料的制备方法，其特征在于，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I,2-丙二醇质量分数为O. 4 5%，1，2- 丁二醇的质量分数为O. 2 2%，戊二醇的质量分数为O. I 2%,山梨醇的质量分数为O. I 1%,乙二醇为余量。
6.如权利要求4所述的仿棉感针织面料的制备方法，，其特征在于，所述的缩聚反应的温度保持在260 290°C ;所述的缩聚反应持续2 6h。
7.如权利要求4所述的仿棉感针织面料的制备方法，其特征在于，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。
8.如权利要求7所述的仿棉感针织面料的制备方法，其特征在于，所述的酯化反应还加入所述生物基2，5-呋喃二酸O. 001 O. 02wt%的热稳定剂和所述生物基2，5-呋喃二酸O.001 O. 03wt%的抗氧化剂。
全文摘要
本发明涉及一种仿棉感针织面料及其制备方法，由经纱和纬纱编织而成，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生物基PDT纤维为1～5%，全生物质聚酯纤维为余量；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。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纱线，与人体的相容性更加好，符合健康环保的要求。
文档编号C08G63/672GK102926090SQ20121044641
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者王启明, 王朝生, 王华平, 李建武, 许贻东, 陈力群 申请人:泉州海天材料科技股份有限公司