一種抗紫外線滌綸纖維及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于紡織領域，具體涉及一種抗紫外線滌綸纖維及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 功能纖維的發展是現代纖維科學進步的象征。功能纖維、差別化纖維和高性能纖 維的發展為傳統紡織工業的技術創新，向高科技產業的轉化創造了有利條件，為人類生活 水平的提高作出了貢獻。功能纖維是指除一般纖維所具有的物理機械性能以外，還具有某 種特殊功能的新型纖維，隨著人們生活水平的提高，功能纖維的需求日益高漲，抗紫外線功 能纖維是一重大種類。
[0003] -般來說，適當的紫外線對人體是有益的，它能促進維生素 D的合成，對佝僂病有 抑制作用，并具有消毒殺菌作用。但近年來，由于人類生產和生活大量地排放氟里昂之類的 氯氟化烴化合物，使地球的保護傘即大氣層日益遭到破壞，特別是在地球兩極及我國青藏 高原上空出現了臭氧空洞，地球的保護圈即臭氧層變薄變稀，到達地面的紫外線輻射量增 多，因過度的紫外線照射引起的疾病越來越多。普通衣料對紫外線的遮蔽率一般在50%左 右，遠遠達不到防護要求。另外，長期的紫外線照射也會引起紡織品的褪色和老化。因此， 有必要對紡織品進行抗紫外線整理。
[0004] 滌綸是合成纖維中的一個重要品種，是我國聚酯纖維的商品名稱，具有結實耐用、 彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快干等特點。滌綸是世界產量最大，應用最廣泛 的合成纖維品種，滌綸占世界合成纖維產量的60%以上。滌綸纖維是所有紡織纖維中加工 總量最多的化纖品種，功能滌綸纖維還有很大的開發潛力。開發一種即無毒安全、又具有優 異耐久性的抗紫外線滌綸纖維成為重要的研究課題。
[0005] 功能纖維現在常見的生產方法是物理改性方法，即在纖維成型的不同階段共混加 入抗紫外線功能物質，但是采用該方法的缺點是抗紫外線物質在滌綸樹脂中很難達到良好 的分散，分散不勻的粉體材料在紡絲的時候會增加紡絲壓力，堵塞噴絲板，影響纖維的可 紡性，而抗紫外線劑的不均勻分散還會進一步影響到纖維的抗紫外線性能。如公開號為 CN1357650的中國發明公開了一種錦綸-6抗紫外線纖維，采用了納米級屏蔽紫外線的添加 劑-SiO2 % Ti02, ZnO等，該方法的缺點是納米級屏蔽紫外線添加劑使用時最大的問題就是 易團聚，不能在基體中均勻分散，會直接導致增加了紡絲困難并造成抗紫外線性能下降或 喪失。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術存在的上述問題和不足，本發明旨在提供一種抗紫外線滌綸纖維及 其制備方法，能使納米級抗紫外線劑在PET基體中分散均勻，提高滌綸纖維的加工和紡織 性能。
[0007] 為實現本發明的目的，發明人提供如下的技術方案：
[0008] -種抗紫外線滌綸纖維，由如下重量份的材料經熔融紡絲制備獲得：
[0009] PET聚酯切片（纖維級）100份，
[0010] 抗紫外線滌給母粒 1-5份，
[0011] 其中，所述的抗紫外線滌綸母粒為PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的2-5 % 預處理納米陶瓷粉、1-3%的抗氧化劑、0. 5-2%的潤滑劑及0. 4-3 %的分散劑，經熔融共混 擠出制成，所述的預處理納米陶瓷粉是指在流化床中采用羥丙基-β -環糊精溶液包衣處 理后的納米陶瓷粉。
[0012] 納米陶瓷粉就是將粒徑做到納米級的陶瓷，納米陶瓷粉在使用時最大的問題就是 易團聚，不能在基體中均勻分散，直接導致增加了紡絲困難并造成抗紫外線性能下降或喪 失，同時，納米級陶瓷粉還具有抗菌性能。發明人研究發現，將納米陶瓷粉采用適宜量羥丙 基-β -環糊精溶液包衣處理后再添加到PET聚酯切片中做成的抗紫外線滌綸母粒，后期 做熔融紡絲，可使納米陶瓷粉在PET基體中分散均勻，提高了可紡性和纖維抗紫外線和抗 菌性能。本發明采用的納米陶瓷粉皆來自市售產品。本發明得到的抗紫外線纖維完全符合 商用要求。抗紫外線滌綸母粒制備中采用常規的雙螺桿擠出機，主要工藝參數為：主機轉 速：700 ~900r/min ;喂料轉速：500 ~600r/min ;切粒機轉速：1100 ~1200r/min。
[0013] 作為優選，本發明中所述的采用羥丙基-β -環糊精溶液對納米陶瓷粉做包衣處 理，主要工藝參數有：氣流速度l-3m3/min，噴霧速度為15-30mL/min，噴壓為0. 01-0.1 Mpa。 按本發明的包衣處理一方面使納米陶瓷粉均勻分散在基體中，另一方面不會對纖維性能造 成影響。
[0014] 作為優選，本發明中所述的羥丙基-β -環糊精溶液濃度為20-30%。
[0015] 作為優選，本發明中所述的抗氧化劑采用抗氧化劑1010和168的復配體系，質量 比例為1:1。
[0016] 作為優選，本發明中所述的潤滑劑采用潤滑劑TAF或季戊四醇硬脂酸酯（簡稱為 PETS)〇
[0017] 作為優選，本發明中所述的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮，分子量為20000-40000。
[0018] 作為優選，本發明中所述的PET聚酯切片干燥后使用，含水量彡lOOppm。
[0019] 本發明還提供了一種抗紫外線滌綸纖維的制備方法，包括以下步驟：
[0020] (1)制備預處理納米陶瓷粉：
[0021] 將納米陶瓷粉置于流化床底部，用羥丙基-環糊精溶液作為包衣液進行包衣 處理，其中：納米陶瓷粉與羥丙基-β -環糊精的質量比為1:0. 05~0. 08，
[0022] (2)制備抗紫外線滌綸母粒：
[0023] (2. 1)烘干PET聚酯切片，干燥溫度為150°C _170°C，干燥時間為3-6小時，至含水 量< lOOppm，備用，
[0024] (2. 2)將PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的2-5 %預處理納米陶瓷粉、 1-3%的抗氧化劑、0. 5-2%的潤滑劑及0. 4-3%的分散劑，經熔融共混擠出制成所述的抗紫 外線滌綸母粒，
[0025] (3)將PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的1-5%的抗紫外線滌綸母粒投入 高速混合機中，混合均勻，然后采用熔融紡絲法進行紡絲，得到所述的抗紫外線滌綸纖維。
[0026] 作為優選，本發明制備方法中所述的抗氧化劑采用抗氧化劑1010和168的復配體 系，質量比例為1:1。潤滑劑采用潤滑劑TAF或季戊四醇硬脂酸酯（簡稱為PETS)。分散劑 采用聚乙烯吡咯烷酮，分子量為20000-40000。
[0027] 作為優選，本發明制備方法中所述的步驟（1)包衣處理中主要工藝參數有：氣流 速度l-3m 3/min，噴霧速度為15-30mL/min，噴壓為0. 01-0.1 Mpa ;羥丙基-β -環糊精溶液濃 度為 20-30%。
[0028] 作為優選，本發明制備方法中所述的步驟（2. 2)中：熔融共混擠出采用雙螺桿擠 出機，主機轉速：700~900r/min ;喂料轉速：500~600r/min ;切粒機轉速：1100~1200r/ min〇
[0029] 作為優選，本發明制備方法中所述的熔融紡絲法中主要工藝參數為：熔融紡絲 溫度270-295 °C，側吹風冷卻風溫28-30 °C，側吹風風速為0. 3-0. 5m/s，卷繞紡絲速度 3500-4000m/min，牽伸倍率 3. 0-4. 0。
[0030] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0031] 本發明解決了納米陶瓷粉在PET基體中小粒徑均勻分布的問題，通過熔融紡絲制 備出高效和長效的抗紫外線滌綸纖維，本發明方法簡單易行，適合工業化推廣使用。
[0032] 本發明生產的抗紫外線滌綸纖維織物具有長久的抗紫外線性能，耐水洗性能優 異，洗滌50次后其仍具有良好的抗紫外線性能。而一般采用后整理方法制得的抗紫外線滌 綸纖維或者織物耐洗50次后抗紫外線功能基本喪失。同時本發明纖維亦具備良好的抗菌 性能。
[0033] 采用本發明方法生產的抗紫外線滌綸纖維織物對皮膚無刺激性。
【具體實施方式】
[0034] 下面結合實施例，更具體地說明本發明的內容。應當理解，本發明的實施并不局 限于下面的實施例，對本發明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發明保護范 圍。
[0035] 在本發明中，若非特指，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。
[0036] 實施例1
[0037] -種抗紫外線滌綸纖維，按下列步驟制備：
[0038] (1)制備預處理納米陶瓷粉：將納米陶瓷粉置于流化床底部，送40~45°C熱風 從底部將納米陶瓷粉吹起，氣流速度lm 3/min，同時，用羥丙基-β-環糊精溶液作為包衣 液進行包衣處理，從流化床底部噴出包衣液，噴壓為0.0 IMpa，噴霧速度為15mL/min，當包 衣液完全噴完后，繼續送熱風5min將納米陶瓷粉表面吹干，停熱風，出料，即得所需的預處 理納米陶瓷粉，其中：納米陶瓷粉與羥丙基-β -環糊精的質量比為1:0. 05 ;所述的羥丙 基-β -環糊精溶液濃度為20 %，
[0039] (2)制備抗紫外線滌綸母粒：
[0040] (2. 1)烘干PET聚酯切片（纖維級），干燥溫度為150°C，干燥時間為6小時，至含 水里< lOOppm，備用，
[0041] (2. 2)將PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的5%預處理納米陶瓷粉、3%的 抗氧化劑（所述的抗氧化劑采用抗氧化劑1010和168的復配體系，質量比例為1:1)、2%的 潤滑劑（采用潤滑劑TAF)及3%的分散劑（采用聚乙烯吡咯烷酮，分子量為20000)，經熔 融共混擠出制成所述的抗紫外線滌綸母粒，熔融共混擠出采用雙螺桿擠出機，700r/min;喂 料轉速：500r/min ;切粒機轉速：1100r/min，
[0042] (3)將PET聚酯切片（纖維級）和按PET聚酯切片重量計的1 %的抗紫外線滌綸 母粒投入高速混合機中，混合均勻，然后采用熔融紡絲法進行紡絲，所述的熔融紡絲法中主 要工藝參數為：熔融紡絲溫度270-280°C，側吹風冷卻風溫28°C，側吹風風速為0. 3m/s，卷 繞紡絲速度3500m/min，牽伸倍率3. 0,得到所述的抗紫外線滌纟侖纖維。生產過程中可實現 連續紡絲且無毛絲出現，具有較好的可紡性。
[0043] 實施例2
[0044] 一種抗紫外線滌綸纖維，按下列步驟制備：
[0045] (1)制備預處理納米陶瓷粉：將納米陶瓷粉置于流化床底部，送50~55°C熱風 從底部將納米陶瓷粉吹起，氣流速度3m 3/min，同時，用羥丙基-β -環糊精溶液作為包衣 液進行包衣處理，從流化床底部噴出包衣液，噴壓為0.1 Mpa，噴霧速度為30mL/min，當包衣 液完全噴完后，繼續送熱風15min將納米陶瓷粉表面吹