專利名稱：一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯短纖維的制備方法，尤其涉及一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
近幾年來隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車用紡織品當(dāng)仁不讓的成為產(chǎn)業(yè)用最大的紡織品消費(fèi)市場(chǎng)。反觀中國(guó)，汽車產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，車用紡織品每年以15% 20%的速度遞增。國(guó)內(nèi)雖有許多供汽車用的裝飾材料生產(chǎn)企業(yè)，但在產(chǎn)量和質(zhì)量上仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足汽車工業(yè)的需要，尤其是中高檔轎車更是如此。所以，我國(guó)每年仍需要從國(guó)外大量進(jìn)口各種車用紡織裝飾材料，特別是量大、應(yīng)用較多的非織造材料更為突。專業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)表明每輛轎車要消耗20平方米左右的非織造布，用作襯墊材料、覆蓋材料、過濾材料和隔音、隔熱等材料的生產(chǎn)。 另一方面，隨著工業(yè)發(fā)展，環(huán)境污染程度加大生態(tài)環(huán)境和徽生物環(huán)境污染日益嚴(yán)重，使得纖維很容易受到微生物的污染，引起諸多問題如產(chǎn)生異味、出現(xiàn)斑或退色、衛(wèi)生保潔功能差、自身降解、耐磨度低等，且纖維及紡織品在使用中與人體皮膚直接接觸，皮膚表面的汗液、皮脂等代謝產(chǎn)物及外部的污垢會(huì)附著在纖維上，容易滋生細(xì)菌，對(duì)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(chǎng)迫切需要的纖維材料。除此之外，紡織品燃燒引起火災(zāi)已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中重大的災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅人類生命的安全。而紡織品由于它本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)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)80%以上，因此對(duì)一部份紡織品進(jìn)行阻燃處理勢(shì)在必行。目前人們?cè)诳咕蜃枞碱I(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)品開發(fā)，僅限于單方面的對(duì)纖維進(jìn)行抗菌、阻燃的改性，不能解決雙重功能的有機(jī)結(jié)合，得到多功能應(yīng)用范圍廣泛的纖維。同時(shí)，隨著公眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)汽車內(nèi)飾紡織品價(jià)值的需求也在逐步提升。在傳統(tǒng)上，對(duì)其需求主要集中在舒適美觀、經(jīng)濟(jì)耐用、易于保養(yǎng)等方面的基礎(chǔ)上還要求車用紡織品兼具抗菌防臭、防火等功能以及可回收利用的價(jià)值取向。與天然纖維相比，聚酯纖維具有成本低、產(chǎn)量大，最重要的是其綜合性能更符合車用紡織品要求。加上聚酯改性技術(shù)的快速發(fā)展，聚酯纖維產(chǎn)品必然仍將是汽車內(nèi)飾生產(chǎn)商和消費(fèi)者的首要選擇。從可回收的角度來講在目前技術(shù)條件下，盡可能使用單一滌綸降低纖維回收難度是比較契合實(shí)際的選擇。為此，從源頭上開發(fā)具有優(yōu)異使用性、安全性、功能性以及環(huán)保型是車用紡織品纖維是滿足汽車工業(yè)用紡織品功能和需求的關(guān)鍵。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?01210197210. 5申請(qǐng)日2012-06-15)公開了一種抗菌阻燃單、多孔三維卷曲聚酯短纖維的制造工藝，將納米無機(jī)抗菌粉體與聚酯混合后制成抗菌母粒；將磷系共聚型有機(jī)阻燃劑與對(duì)苯二甲酸PTA和乙二醇EG通過共縮聚反應(yīng)，制成阻燃聚酯切片；將抗菌母粒與阻燃聚酯切片混合后進(jìn)行真空干燥，然后通過螺桿紡絲機(jī)經(jīng)熔融、擠壓、計(jì)量后擠壓紡絲，在強(qiáng)冷風(fēng)氣流驟冷下，經(jīng)卷繞牽伸、卷曲、切斷、松馳、定型后制得。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法。該方法以廢聚酯紡織品為原料，制備得到具有持久抗菌、永久阻燃作用的多功能車用專用再生功能滌綸纖維。本發(fā)明提供的抗菌、阻燃、隔音、隔熱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)。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述的方法制得的抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，該方法包括以下步驟
1)納米銀抗菌母粒制備
納米銀抗菌母粒由重量百分比5 20%的納米銀離子和納米載體二氧化硅與重量百分 比80 95%的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共混制得；
2)磷系無鹵阻燃母粒制備
將反應(yīng)型的磷系無鹵阻燃劑絡(luò)合物與聚酯粉體高速混合后經(jīng)螺桿熔融造粒后獲得高含磷量的顆粒，阻燃母粒的含磷量在70000 lOOOOOppm ；
3)按照以下質(zhì)量份數(shù)稱取納米銀抗菌和阻燃母粒與與再生聚酯原料進(jìn)行混合干燥
I 5%的納米銀抗菌母粒、5 8%的磷系無鹵阻燃母粒、87 94%的聚酯；
4)干燥后的原料在螺桿擠出機(jī)作用下熔融過濾后經(jīng)熔體泵送至液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜，熔體在反應(yīng)釜停留時(shí)間在25min 60min，最終聚酯熔體的特性粘度在0. 58dL/g 0. 68dL/g,反應(yīng)釜的真空度在15Pa 300Pa ；
5)液相增粘之后的聚酯熔體經(jīng)熔體泵送至二級(jí)過濾器，過濾后的熔體經(jīng)設(shè)置在管道的靜態(tài)混合器之后進(jìn)入紡絲箱體，在三角形中空噴絲板的作用下經(jīng)冷卻獲得高真空度的初生纖維；
6)初生纖維經(jīng)平衡之后進(jìn)行后加工，與常規(guī)滌綸短纖維加工相比，浸潰槽和牽伸內(nèi)以油代水，浸潰槽、牽伸槽的溫度比常規(guī)溫度低10°C 15°C，牽伸倍率僅為常規(guī)同規(guī)格產(chǎn)品倍率的70% ；
7)經(jīng)拉伸后的纖維進(jìn)入卷曲機(jī)內(nèi)，在卷曲箱內(nèi)形成高密度卷曲數(shù)的纖維，此過程中卷曲機(jī)的主壓為普通滌綸壓力的I. 3 I. 8倍，背壓為普通滌綸的I. 5 I. 8倍，之后經(jīng)往復(fù)小車送入J形箱內(nèi)進(jìn)行排列，排列好的纖維進(jìn)入松弛熱定型機(jī)內(nèi)進(jìn)行定型，定型溫度105°C 125°C之間，定型時(shí)間大于35min ；
8)絲束切斷、包裝。作為優(yōu)選，所述的再生聚酯原料選用以廢聚酯紡織品為原料加工的布泡料和再生聚酷瓶片中的一種或兩種。作為優(yōu)選，切斷的時(shí)候通過在切斷前噴灑適量靜電劑的方式降低纖維的比電阻，比電阻控制在1010以內(nèi)，然后進(jìn)行包裝。作為優(yōu)選，磷系無鹵阻燃劑絡(luò)合物包括2_羧乙基苯基次磷酸、羥甲基苯基次膦酸、羥乙基苯基次膦酸、羥丙基苯基次膦酸的一種或多種混合物。本發(fā)明液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜采用中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?01010574044. 7，申請(qǐng)日2010-12-01)所述的一種廢塑料調(diào)質(zhì)調(diào)粘系統(tǒng)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述的方法制得的抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，采用納米級(jí)銀離子母粒、磷系無鹵阻燃母粒和廢聚酯紡織品加工成的泡泡料或聚酯瓶片共同干燥后，經(jīng)螺桿擠出機(jī)熔融后過濾后由熔體泵送至液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜，熔體在高真度條件下在該裝置內(nèi)進(jìn)行反復(fù)拉膜的過程中去除泡泡料在高溫熔融過程中因氧化、裂解從熔體中揮發(fā)出來的低分子物質(zhì)和和熔體在縮聚過程中低分子物質(zhì)，使得熔體的粘度和純度得到最大程度的提高，較常規(guī)熔融后聚酯熔體直接紡絲，纖維的品質(zhì)得到極大的提高。充分混合和增粘后的熔體由熔體泵送至二級(jí)過濾器后進(jìn)入紡絲箱體，在異形噴絲板的作用下最終獲得具有抗菌、隔音功能初生纖維。初生纖維經(jīng)過低溫、低倍無油拉伸后經(jīng)特殊壓力的卷曲被壓后獲得高密度卷曲的二維卷曲三角中空滌綸纖維絲束。絲束經(jīng)松弛熱定型機(jī)定型后切斷最終獲得具有高蓬松度、超級(jí)干澀手感的二維卷曲三角中空滌綸短纖維。
本發(fā)明提供的抗菌、阻燃滌綸纖維和現(xiàn)有技術(shù)中的滌綸纖維相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
(I)本發(fā)明提供的滌綸纖維，各組分配比科學(xué)合理，通過科學(xué)的將具有抗菌作用的
銀系抗菌母粒、添加型磷系無鹵阻燃母粒與聚酯熔有機(jī)結(jié)合，得到永久具有抗菌、阻燃作用的多功能再生滌綸短纖維，可作為汽車內(nèi)飾專用材料外還可用作它用途，應(yīng)用范圍廣泛；
(2)本發(fā)明提供的以液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘為裝置基礎(chǔ)的抗菌、阻燃再生滌綸短纖維的制備方法，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)。制備工藝中，熔體特性粘達(dá)到常規(guī)紡熔體特性粘度纖維的可紡性良。
具體實(shí)施例方式一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，由下列重量的原料組成銀系抗菌母粒25kg、共聚型阻燃母粒60kg和聚酯原料(廢聚酯紡織品加工的布泡料、PET瓶片等)915kg。I)納米銀抗菌母粒制備
取重量百分比10%的納米銀離子和納米載體二氧化硅與重量百分比90%的R-pet顆粒共混，用螺桿擠壓機(jī)擠出、切粒制得銀系抗菌母粒備用，其中共混溫度為195°C，螺桿轉(zhuǎn)速IOOrpm02)磷系無鹵阻燃母粒制備
取重量百分比為30%的磷系無鹵阻燃劑和重量百分比90%的的R-pet顆粒共混，用螺桿擠壓機(jī)擠出、切粒，制得阻燃母粒備用，其中共混溫度為180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為115rpm。3)按照一定質(zhì)量份數(shù)稱取納米銀抗菌和阻燃母粒與以廢聚酯紡織品為原料加工的布泡料進(jìn)行混合干燥后。4)干燥后的原料(含抗菌、阻燃母粒)在螺桿擠出機(jī)作用下熔融過濾后經(jīng)熔體泵送至液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜(本發(fā)明液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜采用中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?01010574044. 7，申請(qǐng)日2010-12-01所述的一種廢塑料調(diào)質(zhì)調(diào)粘系統(tǒng))。)，在該反應(yīng)釜內(nèi)聚酯熔體在縱橫交錯(cuò)的格柵作用下反復(fù)成膜，在成膜的過程中部分聚酯大分子之間發(fā)生縮聚反應(yīng)脫出低分子物質(zhì)，在高真空作用下低分子物質(zhì)和低分子聚合物從聚酯熔體中分離出來。通常熔體在反應(yīng)釜停留時(shí)間在25min 60min，最終聚酯熔體的特性粘度在O. 58dL/g O. 68 dL/g,反應(yīng)釜的真空度在15Pa 300Pa。5)液相增粘之后的聚酯熔體經(jīng)熔體泵送至二級(jí)過濾器，過濾后的熔體經(jīng)設(shè)置在管道的靜態(tài)混合器之后進(jìn)入紡絲箱體，在三角形中空噴絲板的作用下經(jīng)冷卻獲得高真空度的初生纖維。6)初生纖維經(jīng)平衡之后進(jìn)行后加工，與常規(guī)滌綸短纖維加工相比，通常浸潰槽、牽伸槽的溫度比常規(guī)溫度低10°c 15°c，牽伸倍率僅為常規(guī)同規(guī)格產(chǎn)品倍率的70%，較低的拉伸倍率使得纖維的表面更加粗糙。7)經(jīng)拉伸后的纖維進(jìn)入卷曲機(jī)內(nèi)，在卷曲箱內(nèi)形成高密度卷曲數(shù)的纖維，此過程中卷曲機(jī)的主壓通常為普通滌綸壓力的I. 3 I. 8倍，背壓為普通滌綸的I. 5 I. 8倍，之后經(jīng)往復(fù)小車送入J形箱內(nèi)進(jìn)行排列，排列好的纖維進(jìn)入松弛熱定型機(jī)內(nèi)進(jìn)行定型。定型溫度105°C 125°C之間，定型時(shí)間大于35min，較常規(guī)滌綸短纖維相比，纖維定型溫度較低，主要是目的是初步固化纖維的結(jié)晶，但不使纖維完全結(jié)晶?！?)絲束切斷，由于該種纖維較為干澀，存在靜電大的特點(diǎn)，通過在切斷前噴灑適量靜電劑的方式降低纖維的比電阻。通常比電阻控制在1010以內(nèi)，然后進(jìn)行包裝。試驗(yàn)例
檢測(cè)由上述的方法制備得到的抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的抗菌、阻燃的性倉泛。檢測(cè)單位上海紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所，上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司。檢測(cè)功能指標(biāo)
A.阻燃實(shí)驗(yàn)FZ/T 50017-2011，氧指數(shù) OI (%)為 31. 8%。B.抗菌性能(按常規(guī)微生物檢測(cè)方法檢測(cè)):具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表I所示
表I車用再生滌綸短纖維的性能檢測(cè)結(jié)果
殮測(cè)項(xiàng)目I檢測(cè)結(jié)果 —
金黃葡萄球菌(ATCC653B)細(xì)菌減少率>98%
肺炎桿菌I細(xì)菌減少率>98%
由表I所示的抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明提供的滌綸短纖維具有較好的抗菌效果，其中
對(duì)金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)和肺炎桿菌的抑菌效果分別達(dá)到了 98%和98%，且實(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，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。本發(fā)明提供的抗菌、阻燃滌綸纖維的其它質(zhì)量指標(biāo)為膨松度V1 190cm3/g、膨松度V2 ·) 165cm3/g、疵點(diǎn)含量■.( 40mg/100g、壓縮彈性恢復(fù)率·) 72%。
權(quán)利要求
1.一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 1)納米銀抗菌母粒制備 納米銀抗菌母粒由重量百分比5 20%的納米銀離子和納米載體二氧化硅與重量百分比80 95%的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共混制得； 2)磷系無鹵阻燃母粒制備 將反應(yīng)型的磷系無鹵阻燃劑絡(luò)合物與聚酯粉體高速混合后經(jīng)螺桿熔融造粒后獲得高含磷量的顆粒，阻燃母粒的含磷量在70000 lOOOOOppm ； 3)按照以下質(zhì)量份數(shù)稱取納米銀抗菌和阻燃母粒與再生聚酯原料進(jìn)行混合干燥1 5%的納米銀抗菌母粒、5 8%的磷系無鹵阻燃母粒、87 94%的聚酯； 4)干燥后的原料在螺桿擠出機(jī)作用下熔融過濾后經(jīng)熔體泵送至液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜，熔體在反應(yīng)釜停留時(shí)間在25min 60min，最終聚酯熔體的特性粘度在0. 58dL/g 0. 68dL/g,反應(yīng)釜的真空度在15Pa 300Pa ； 5)液相增粘之后的聚酯熔體經(jīng)熔體泵送至二級(jí)過濾器，過濾后的熔體經(jīng)設(shè)置在管道的靜態(tài)混合器之后進(jìn)入紡絲箱體，在三角形中空噴絲板的作用下經(jīng)冷卻獲得高真空度的初生纖維； 6)初生纖維經(jīng)平衡之后進(jìn)行后加工，與常規(guī)滌綸短纖維加工相比，浸潰槽和牽伸內(nèi)以油代水，浸潰槽、牽伸槽的溫度比常規(guī)溫度低10°C 15°C，牽伸倍率僅為常規(guī)同規(guī)格產(chǎn)品倍率的70% ； 7)經(jīng)拉伸后的纖維進(jìn)入卷曲機(jī)內(nèi)，在卷曲箱內(nèi)形成高密度卷曲數(shù)的纖維，此過程中卷曲機(jī)的主壓為普通滌綸壓力的I. 3 I. 8倍，背壓為普通滌綸的I. 5 I. 8倍，之后經(jīng)往復(fù)小車送入J形箱內(nèi)進(jìn)行排列，排列好的纖維進(jìn)入松弛熱定型機(jī)內(nèi)進(jìn)行定型，定型溫度105°C 125°C之間，定型時(shí)間大于35min ； 8)絲束切斷、包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，其特征在于再生聚酯原料選用以廢聚酯紡織品為原料加工的布泡料和再生聚酯瓶片中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，其特征在于通過在切斷前噴灑適量靜電劑的方式降低纖維的比電阻，比電阻控制在101°以內(nèi)，然后進(jìn)行包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，其特征在于磷系無鹵阻燃劑絡(luò)合物包括2_羧乙基苯基次磷酸、羥甲基苯基次膦酸、羥乙基苯基次膦酸、羥丙基苯基次膦酸的一種或多種混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制備方法制備得到的抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚酯短纖維的制備方法，尤其涉及一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法。一種抗菌、阻燃、隔音和隔熱滌綸短纖維的制備方法，該方法包括以下步驟納米銀抗菌母粒制備；磷系無鹵阻燃母粒制備；稱取納米銀抗菌和阻燃母粒與與再生聚酯原料進(jìn)行混合干燥；干燥后的原料熔融過濾后經(jīng)熔體泵送至液相調(diào)質(zhì)調(diào)粘反應(yīng)釜；液相增粘之后的聚酯熔體經(jīng)熔體、過濾進(jìn)行紡絲；初生纖維經(jīng)平衡之后進(jìn)行后加工；最后絲束切斷、包裝。本發(fā)明提供的抗菌、阻燃、隔音、隔熱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(hào)D02G1/00GK102877157SQ20121039989
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者錢軍, 邢喜全, 王方河, 賈同偉, 杜芳 申請(qǐng)人:寧波大發(fā)化纖有限公司