專利名稱：：一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種滌綸纖維，特別涉及一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維及其制備方法和其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：近幾年科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動著化纖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，許多國家投入大量的人力、物力和財(cái)力開發(fā)新的纖維產(chǎn)品，尋找新的高分子材料，各種功能性纖維的研發(fā)都有了突破性的進(jìn)展，科技含量高的功能性纖維已成為引導(dǎo)市場和提高企業(yè)生存能力的重要因素。滌綸纖維作為合成纖維中的三大主力纖維之一，因其優(yōu)良的物理和化學(xué)特性而被廣泛應(yīng)用于服裝面料以及其它非服裝領(lǐng)域，滌綸產(chǎn)品自問世以來，以其懸垂性好、強(qiáng)度高而被下游用戶當(dāng)作主要紡織原料來織造成各類紡織品。但由于它的疏水特性，在對吸濕性或吸水性要求較高領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了限制。滌綸纖維服裝穿著時吸濕排汗透濕性差，有悶熱感，又有靜電易于積累引起的種種麻煩，對這一疏水性滌綸纖維賦予其吸濕性，制成的紡織品能吸濕排汗的需求呼聲逐漸高漲，己引起業(yè)界人士的關(guān)注。根據(jù)專家預(yù)測到2010年的時候，外出休閑服將引導(dǎo)運(yùn)動休閑市場達(dá)30%的成長率，因此在運(yùn)動服和休閑服方面，未來市場發(fā)展?jié)摿o限。對纖維具有吸濕排汗的特性將進(jìn)一步強(qiáng)化，需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大，吸濕排汗纖維的前景也因此而看好。未來，吸濕排汗聚酯纖維除了用在運(yùn)動服、休閑服、內(nèi)衣褲之外，將朝多用途發(fā)展，如襯衫、西裝、軍用品、醫(yī)療、家具、床上用品、鞋類等，可獲得更加廣闊的應(yīng)用空間，可以預(yù)見，吸濕排汗聚酯纖維及其面料可以被拓展至中高端市場，提高紡織產(chǎn)品的市場定位，增強(qiáng)國內(nèi)企業(yè)參與國際競爭的能力。另外，隨著吸濕排汗聚酯纖維應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，也帶來了纖維多功能的要求，在現(xiàn)代生活中，排除天災(zāi)和戰(zhàn)爭外，主要的災(zāi)難就是由于人們疏忽而造成的火災(zāi)。而紡織品由于它本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)又是引發(fā)火災(zāi)的主要材料，根據(jù)統(tǒng)計(jì)由于紡織品而引起的火災(zāi)高達(dá)50%以上，因此對一部份紡織品進(jìn)行阻燃處理勢在必行。聚酯具有諸多優(yōu)點(diǎn)，其紡織品應(yīng)用廣泛，己成為用途最廣、耗量最大的品種，因此它的阻燃化更加引起了世界范圍的廣泛關(guān)注。竹炭纖維，在日本市場有"黑鉆石"的美譽(yù)。竹炭纖維是在紡絲過程中將超細(xì)竹炭粉末加入紡絲流體制成的新型纖維品種，采用該纖維制成的織物具有超強(qiáng)的吸附、除臭、吸濕排汗、蓄熱保暖、抑菌防霉等功能和作用,竹炭纖維織物還具有良好的遠(yuǎn)紅外和負(fù)離子發(fā)射、抗紫外線等功能，是高檔內(nèi)衣褲、貼身衣褲、運(yùn)動休閑裝及外套的良好面料。竹子有特殊的微孔構(gòu)造，熱解后形成的竹炭具有很強(qiáng)的吸附能力，是一種機(jī)能性的環(huán)境保護(hù)材料。纖維及紡織品在使用中與人體皮膚接觸，皮膚表面的汗液、皮脂等代謝產(chǎn)物及外部的污垢會附著在纖維上，容易滋生細(xì)菌，對人類的健康造成很大的危害。因此，具有抗菌功能的纖維成為市場迫切需要的纖維材料。目前人們有在抗菌、阻燃或?qū)耦I(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)品開發(fā)，但是僅限于單方面的對纖維進(jìn)行抗菌、導(dǎo)濕或者阻燃的改性，不能解決如何將三者工藝有機(jī)結(jié)合的問題。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，本發(fā)明另一個目的是提供一種制備該竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的方法，本發(fā)明的另外一個目的是提供該竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的應(yīng)用。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，由下列重量百分比的原料組成5~10%的活性碳母粒、卯~95%的共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂，所述的纖維截面為異形截面。其中以上所述的活性碳母粒由重量百分比20~30%粒徑為300至500nm的活性炭和70~80%的聚對苯二甲酸乙二醇酯組成。其中活性碳母粒制備的關(guān)鍵在于竹炭的粉化，目前這方面的技術(shù)包括瞬間純氧高溫和氮?dú)庾韪艄に嚰夹g(shù)、納米技術(shù)等，首先將竹炭進(jìn)行粉碎，在這個過程既要保持活性炭的特性，又要不失去活性炭的性能，因此我們采用先進(jìn)的氣流吹拂富集方法將活性炭顆粒的粒徑控制在3O0至500nm的范圍。活性炭顆粒也不能夠太小，過小容易團(tuán)聚，也會減弱活性炭的性能，但是也不能太大，太大了造成紡絲困難，纖維強(qiáng)度也受到影響。將粉碎好的活性炭顆粒均勻地融入在聚酯載體中，加工成高含量的活性炭母粒，一般的含量在2030左右。竹炭纖維制成的織物具有超強(qiáng)的吸附、除臭、吸濕排汗、蓄熱保暖、抑菌防霉等功能和作用，竹炭纖維織物還具有良好的遠(yuǎn)紅外和負(fù)離子發(fā)射、抗紫外線等功能，是高檔內(nèi)衣褲、貼身衣褲、運(yùn)動休閑裝及外套的良好面料。本發(fā)明提供的抗紫外、抗菌、阻燃滌綸纖維，其中所述的滌綸成纖樹脂為一種共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂，通過將磷化合物均勻地融入到聚酯載體中制備得到共聚型磷系阻燃聚酯。其中共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂含磷量一般為50007000ppm。利用磷化合物制成的聚酯纖維紡制而成的阻燃滌綸變形絲，不易起燃，本身不發(fā)生火焰，移開火源時，會自行熄滅，是安全性極高的防火素材。此外燃燒時不會產(chǎn)生鹵素毒氣，安全性佳，且阻燃劑融入聚酯內(nèi)，其阻燃性不會因?yàn)榉磸?fù)洗滌而喪失或削弱，這是許多采用后處理阻燃方式的產(chǎn)品所不具備的。本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，其中所述的異形截面可以根據(jù)實(shí)際需要通過異形孔紡絲板制備得到三角形、三葉形、四葉形、多葉形、菱形、中空形、異形中空形或十字形截面。一般的滌綸纖維分子結(jié)構(gòu)缺少親水基團(tuán)，分子鏈剛硬，堆積緊密，結(jié)晶度較高,吸水能力差，不具有吸水排汗等功能，通過把纖維做成異形截面后，滌綸纖維孔隙率和表面積增大，吸水和導(dǎo)濕能力增強(qiáng)。本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的制備方法，具體包括如下步驟(l)首先將竹炭研磨成細(xì)粉，然后用壓縮氣體吹拂竹炭細(xì)粉，富集得到300nrn至500nm的活性碳顆粒，然后將重量百分比20~30%粒徑為300至500nm的活性炭和70~80%的聚對苯二甲酸乙二醇酯共混，用螺桿擠壓機(jī)擠出，切粒，制得活性碳母粒，備用，其中共混溫度為250~270°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~200rpm;(2)按重量份數(shù)取步驟(1)得到的活性碳母粒和共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂共混，經(jīng)異形孔紡絲板制得預(yù)取向絲，再經(jīng)過加彈變形生產(chǎn)出低彈滌綸變形絲，其中紡絲條件為紡絲溫度270~300'C，紡絲速度2500~3500mAnin。本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維在制備阻燃服、室內(nèi)裝飾用阻燃織物、寢室用品、導(dǎo)濕排汗運(yùn)動服、導(dǎo)濕排汗內(nèi)衣、醫(yī)院工作服和礦場工人服等中應(yīng)用。有益效果本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維和現(xiàn)有技術(shù)中的滌綸纖維相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明所述的滌綸纖維，各組分配比科學(xué)合理，合理的將具有吸附、除臭、吸濕排汗、蓄熱保暖、抑菌防霉功能的納米級活性炭母粒和共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂有機(jī)結(jié)合，并通過異形孔紡絲板，制備得到預(yù)取向絲，再經(jīng)過加彈變形生產(chǎn)出低彈變形絲，得到具有長久抗菌、除臭、吸濕排汗且阻燃的多功能滌綸纖維，應(yīng)用范圍廣泛。(2)本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的制備方法，可操作性強(qiáng)，工藝合理，生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。采用先進(jìn)的氣流吹拂富集方法將活性炭顆粒的粒徑控制在300至500nm的范圍，可以有效的防止活性碳發(fā)生二次團(tuán)聚，采用異形孔紡絲板制備得到具有異型截面的纖維，纖維的孔隙率和表面積增大，吸水和導(dǎo)濕能力增強(qiáng)，且纖維具有異性截面，提高了阻燃劑的作用面，進(jìn)而有效的提高了纖維的阻燃性；具體實(shí)施方式實(shí)施例l1、一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，它由下列重量的原料組成活性碳母粒50千克、共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂950千克。2、竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的制備(l)首先將竹炭研磨成細(xì)粉，然后用壓縮氣體吹拂竹炭細(xì)粉，富集得到300nm至500nm的活性碳顆粒，然后將重量百分比20%粒徑為300至500nm的活性炭和80%的聚對苯二甲酸乙二醇酯共混，用螺桿擠壓機(jī)擠出，切粒，制得活性碳母粒，備用，其中共混溫度為25(TC,螺桿轉(zhuǎn)速為100rpm;(2)按重量份數(shù)取步驟(1)得到的活性碳母粒50千克和共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂950千克，共混，經(jīng)異形孔紡絲板制得紡絲截面為三葉形預(yù)取向絲，再經(jīng)過加彈變形生產(chǎn)出低彈滌綸變形絲，其中紡絲條件為紡絲溫度27(TC，紡絲速度2500m/min。其中，所述的共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂中含有的改性阻燃磷化合物的化學(xué)式為3、檢測由2制備得到的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的抗菌等性能按常規(guī)微生物檢測方法檢測本發(fā)明提供的滌綸纖維的抗菌效果，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示表1滌綸纖維的性能檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1所示的抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明提供的漆綸纖維具有較好的抗菌效果，其中對金黃色葡萄球菌(ATCC6538)和大腸桿菌(8099)的抑菌效果分別達(dá)到了96%和92%，且遠(yuǎn)紅外發(fā)向發(fā)射率達(dá)到了80%。4、檢測由2制備得到的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的阻燃性能和導(dǎo)濕吸水性能，檢測單位:中國紡織科學(xué)研究院測試中心；國家紡織品質(zhì)量監(jiān)督中心。檢測功能指標(biāo)A.阻燃實(shí)驗(yàn)試樣尺寸(mm)150x58，氧指數(shù)01(%)為34。B.透濕性具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示表2滌綸纖維的導(dǎo)濕吸水性能檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明提供的滌綸纖維具有很好的阻燃和導(dǎo)濕吸水性能，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的其它質(zhì)量指標(biāo)為斷裂強(qiáng)度在2.5CN/dtex，斷裂伸長在130%，線密度變異系數(shù)CVbl.8%(FZ/T54003-2004)，線密度偏差率在±2.5%之間(FZ/T54003-2004)，染色均勻度，(灰卡)級^4(GB/T6508-2001)，色牢度>4.5級。實(shí)施例21、一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕漆綸纖維，它由下列重量的原料組成活性碳母粒100千克、共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂卯0千克。2、竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的制備(1)首先將竹炭研磨成細(xì)粉，然后用壓縮氣體吹拂竹炭細(xì)粉，富集得到300nm至500nm的活性碳顆粒，然后將重量百分比30%粒徑為300至500nm的活性炭和70%的聚對苯二甲酸乙二醇酯共混，用螺桿擠壓機(jī)擠出，切粒，制得活性碳母粒，備用，其中共混溫度為270'C，螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm;(2)按重量份數(shù)取步驟(1)得到的活性碳母粒100千克和共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂900千克，共混，經(jīng)異形孔紡絲板制得紡絲截面為多葉形預(yù)取向絲，再經(jīng)過加彈變形生產(chǎn)出低彈滌綸變形絲，其中紡絲條件為紡絲溫度30(TC，紡絲速度3500m/min。其中，所述的共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂中含有的改性阻燃磷化合物的化學(xué)式為3、檢測由2制備得到的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的抗菌等性能按常規(guī)微生物檢測方法檢測本發(fā)明提供的滌綸纖維的抗菌效果，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示表3滌綸纖維的性能檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表3所示的抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明提供的滌綸纖維具有較好的抗菌效果，其中對金黃色葡萄球菌(ATCC6538)和大腸桿菌(8099)的抑菌效果分別達(dá)到了98%和96%,且遠(yuǎn)紅外發(fā)向發(fā)射率達(dá)到了84%。4、檢測由2制備得到的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的阻燃性能和導(dǎo)濕吸水性能，檢測單位:中國紡織科學(xué)研究院測試中心；國家紡織品質(zhì)量監(jiān)督中心。檢測功能指標(biāo)A.阻燃實(shí)驗(yàn)試樣尺寸(mm)150x58，氧指數(shù)01(%)為33.8。B.透濕性具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示表4滌綸纖維的導(dǎo)濕吸水性能檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明提供的滌綸纖維具有很好的阻燃和導(dǎo)濕吸水性能，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的其它質(zhì)量指標(biāo)為斷裂強(qiáng)度在2.5CN/dtex，斷裂伸長在130%，線密度變異系數(shù)CVbl.8%(FZ/T54003-2004),線密度偏差率在±2.5%之間(FZ/T54003-2004)，染色均勻度，(灰卡)級^4(GB/T6508-2001),色牢度〉4.5級。通過上述的實(shí)施方式，不難看出本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維具有較好的阻燃、導(dǎo)濕、抗菌和防臭等功能，是一種多功能滌綸纖維，應(yīng)用范圍廣泛。以上實(shí)施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人了解本
發(fā)明內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，其特征在于它由下列重量百分比的原料組成5～10％的活性碳母粒、90～95％的共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂，所述的纖維截面為異形截面。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，其特征在于所述的活性碳母粒由重量百分比20~30%粒徑為300至500nm的活性炭和70~80%的聚對苯二甲酸乙二醇酯組成。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，其特征在于所述的共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂的含磷量為50007000ppm。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維，其特征在于所述的異形截面為三角形、三葉形、四葉形、多葉形、菱形、中空形、異形中空形或十字形截面。5、一種制備權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕漆綸纖維的方法，其特征在于，包括如下步驟(l)首先將竹炭研磨成細(xì)粉，然后用壓縮氣體吹拂竹炭細(xì)粉，富集得到300nm至500nm的活性碳顆粒，然后將重量百分比20~30%粒徑為300至500nm的活性炭和70~80%的聚對苯二甲酸乙二醇酯共混，用螺桿擠壓機(jī)擠出，切粒，制得活性碳母粒，備用，其中共混溫度為250~270°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~200rpm;(2)按權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)取步驟(l)得到的活性碳母粒和共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂共混，經(jīng)異形孔紡絲板制得預(yù)取向絲，再經(jīng)過加彈變形生產(chǎn)出低彈滌綸變形絲，其中紡絲條件為紡絲溫度270-300'C，紡絲速度2500~3500m/min。6、權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維在制備阻燃服、室內(nèi)裝飾用阻燃織物、寢室用品、導(dǎo)濕排汗運(yùn)動服、醫(yī)院工作服和礦場工人服中應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開了一種竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明公開的滌綸纖維，由下列重量百分比的原料組成5～10％的活性炭母粒、90～95％的共聚型磷系阻燃滌綸成纖樹脂，所述的纖維截面為異形截面。本發(fā)明提供的滌綸纖維具有很好的吸附、除臭、抑菌防霉功能和阻燃性，而且由于其截面為異形截面，它的導(dǎo)濕性功能也較為優(yōu)良，是一種應(yīng)用范圍廣泛的滌綸纖維。本發(fā)明提供的竹炭、阻燃、導(dǎo)濕滌綸纖維的制備方法，其操作性強(qiáng)，工藝合理，生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。文檔編號D01F6/84GK101629333SQ200910184330公開日2010年1月20日申請日期2009年8月18日優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日發(fā)明者輝談,鄭耀偉申請人:太倉市金輝化纖實(shí)業(yè)有限公司