專利名稱：一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法
專利說明一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法 本發(fā)明涉及高分子合成纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法。傳統(tǒng)的纖維及其制品在生產(chǎn)和使用過程中，由于受到摩擦、牽伸、壓縮、電場感應(yīng)和熱風(fēng)干燥等因素的作用而產(chǎn)生靜電。如果這些靜電荷不能迅速散失，就會在材料和紡織機(jī)械上積累，達(dá)到一定程度時(shí)，就會引發(fā)各種危害，隨著化學(xué)纖維在紡織上生產(chǎn)和應(yīng)用的日益增加，以及化學(xué)纖維成形與加工速度的高速化，纖維及其制品的帶電現(xiàn)象及由此出現(xiàn)的靜電危害也日趨嚴(yán)重。靜電不僅導(dǎo)致紡織加工困難，如加工時(shí)纖維纏繞機(jī)件、紗線集束困難；而且成品在使用過程中容易吸塵玷污，服裝糾纏人體產(chǎn)生不適感，并對人體有害，如使血液的PH值升高、引起皮膚局部炎癥、血糖升高、維生素含量下降等，靜電嚴(yán)重者還可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸。
由于臭氧層遭到破壞，使得短波紫外線(波長為180-290nm)有可能到達(dá)地面，大量資料表明，紫外線輻射會影響人們的身體健康，對人類的生活及生命造成各種危害，過量的紫外線輻射會使人體黑色素增多，使皮膚老化，嚴(yán)重的還會使皮膚起水泡、紅斑，甚至還會引發(fā)皮膚癌。今天，消費(fèi)者對服裝等的要求趨于功能化，即要求服裝兼有安全、舒適、健康等多方面功能。為進(jìn)一步拓展化學(xué)纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，改善使用性能，人們進(jìn)行了大量旨在提高化學(xué)纖維抗靜電、抗菌、防紫外線性能的研制與開發(fā)。改善化學(xué)纖維的抗靜電、抗菌、防紫外線性能的矛盾與關(guān)鍵問題是如何在改善纖維服用性能的同時(shí)，還保持纖維原有的優(yōu)良的力學(xué)性能。為降低化學(xué)纖維的靜電積聚效應(yīng)，制取抗靜電、抗菌、防紫外線纖維，常采用如下措施
1、在共聚體中引入親水化合物，提高吸濕性，制永久抗靜電化學(xué)纖維。與化學(xué)改性的其他方法相比該方法簡單易行，而且可以同時(shí)改善纖維的多種性能，因此在研制纖維新品種中得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)際生產(chǎn)中主要采用的方法有三種無規(guī)共聚、嵌段共聚和接枝共聚。但是，這種改性方法的缺點(diǎn)是對環(huán)境濕度的依賴比較大，往往在干燥的氣候下，抗靜電性能不理想。
2、用少量導(dǎo)電物質(zhì)(碳黑或金屬氧化物)與原液共混紡絲制成導(dǎo)電物纖維或紡絲成隨機(jī)、海島、皮芯復(fù)合導(dǎo)電纖維。碳黑是最優(yōu)良的抗靜電劑添加劑，缺點(diǎn)是制得的抗靜電纖維顏色太深，只能用來染織深色布料，而其他普通白色金屬氧化物的導(dǎo)電性能本身就比較低，因此在制備具有優(yōu)良抗靜電性能纖維時(shí)需添加大量白色金屬氧化物，這往往又會降低纖維的力學(xué)性能，只有采用復(fù)合紡絲的方法才能制備出有較好力學(xué)性能的抗靜電纖維，而且由于金屬氧化物與原液的相容性差，攪拌時(shí)會消耗大量能量，因此成本較高，并且顆粒攪拌不好時(shí)易發(fā)生堵塞噴絲孔、斷絲等問題。
3、用銅鹽溶液處理纖維表面，使纖維表面附著金屬涂層，或在干燥致密化前用三氯化鐵、吡咯溶液處理，制得不受環(huán)境濕度影響的導(dǎo)電纖維，但是，用這種方法制備的抗靜電纖維手感差，并且耐洗性不好。本發(fā)明的目的為解決上述問題，設(shè)計(jì)一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法。其步驟如下(1)晶須漿料的制備將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其充分潤濕并稀釋至一定濃度，用高速剪切乳化機(jī)將物料攪拌1小時(shí)，制成晶須漿料。
(2)改性纖維的制備用在濕法紡絲化學(xué)纖維紡程上添加晶須的方法，即在凝固浴槽、預(yù)熱浴槽、熱拉伸槽中、或纖維干燥致密化之前任一位置添加晶須漿料，制成抗靜電、抗菌、防紫外線改性腈綸、粘膠、維綸等化學(xué)纖維。
在本發(fā)明的方法中抗靜電添加劑為晶須，如氧化鋅晶須；晶須漿料中，晶須含量為0.5-5％，最佳含量為3％左右；晶須尺寸為0.05-1.0μm；所采用的分散劑為含酰胺基團(tuán)的高聚合物，分子量為5000-50000，用量為1％；紡絲工藝為濕法、干濕法、凍膠法；化學(xué)纖維為腈綸、粘膠纖維、維綸等改性處理紡絲化學(xué)纖維。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工藝簡單、成本低、效果持久的優(yōu)點(diǎn)，而且不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，適于大規(guī)模生產(chǎn)，可廣泛用于抗靜電工作服、無塵工作服、煉油及石油部門的防爆型特殊工作服，以及無菌工作服、戶外工作服、軍用防護(hù)服、商業(yè)用遮陽蓬蓋布、包裝袋等，值得推廣應(yīng)用。下面結(jié)合實(shí)例做詳細(xì)說明實(shí)例1.將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕，并稀釋至一定濃度后，用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成分散良好、流動性好的晶須漿料。在濕法腈綸紡程上添加晶須，即在凝固浴槽中加入分散好的晶須漿料(在凝固浴中晶須濃度達(dá)5％)，在浴槽中晶須擴(kuò)散進(jìn)入初生纖維，其它紡絲工藝不變，制得抗靜電腈綸，樣品編號為1。
實(shí)例2.將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕，并稀釋至一定濃度后，用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成分散良好、流動性好的晶須漿料。在濕法腈綸紡程上添加晶須，即在凝固浴槽中加入分散好的晶須漿料(在凝固浴中晶須濃度達(dá)3％)，在浴槽中晶須擴(kuò)散進(jìn)入初生纖維，其它紡絲工藝不變，制得抗靜電腈綸，樣品編號為2。
實(shí)例3.將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕，并稀釋至一定濃度(5％)后，用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成分散良好、流動性好的晶須漿料。在濕法腈綸紡程上添加晶須，即在預(yù)熱浴槽中加入分散好的晶須漿料，在浴槽中晶須擴(kuò)散進(jìn)入初生纖維，其它紡絲工藝不變，制得抗靜電腈綸，樣品編號為3。
實(shí)例4.將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕，并稀釋至一定濃度(3％)后，用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成分散良好、流動性好的晶須漿料。在濕法腈綸紡程上添加晶須，即在預(yù)熱浴槽中加入分散好的晶須漿料，在浴槽中晶須擴(kuò)散進(jìn)入初生纖維，其它紡絲工藝不變，制得抗靜電腈綸，樣品編號為4。
實(shí)例5.將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕，并稀釋至一定濃度后(5％)，用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成分散良好、流動性好的晶須漿料。在濕法腈綸紡程上添加晶須，即在纖維出熱拉伸浴后、水洗和拉伸前經(jīng)過加入晶須漿料的加料槽，在浴槽中晶須擴(kuò)散進(jìn)入初生纖維，其它紡絲工藝不變，制得抗靜電腈綸，樣品編號為5。
實(shí)例6.將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕，并稀釋至一定濃度后(3％)，用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成分散良好、流動性好的晶須漿料。在濕法腈綸紡程上添加晶須，即在纖維出熱拉伸浴后、水洗和拉伸前經(jīng)過加入晶須漿料的加料槽，在浴槽中晶須擴(kuò)散進(jìn)入初生纖維，其它紡絲工藝不變，制得抗靜電腈綸，樣品編號為6。
實(shí)例7.常規(guī)腈綸纖維，樣品編號為7。
樣品有關(guān)性能測試比較
權(quán)利要求
1.一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于該方法包括下列步驟(1)晶須漿料的制備將按一定比例稱量的晶須和分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其充分潤濕并稀釋至一定濃度，用高速剪切乳化機(jī)將物料攪拌1小時(shí)，制成晶須漿料。(2)改性纖維的制備采用在濕法紡絲化學(xué)纖維紡程上添加晶須的方法，即在凝固浴槽、預(yù)熱浴槽、熱拉伸槽中、或纖維干燥致密化之前任一位置添加晶須漿料，制成抗靜電、抗菌、防紫外線改性腈綸、粘膠、維綸等化學(xué)纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于其中所述的化學(xué)纖維采用腈綸、粘膠纖維、維綸等改性處理紡絲化學(xué)纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于其中所述的紡絲工藝為濕法、干濕法、凍膠法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于其中所述的分散劑為含酰胺基團(tuán)的高分子化合物，其分子量在5000-50000之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于其中所述的晶須與分散劑的比例為10∶1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于其中所述的攪拌方法為先將晶須與分散劑混合均勻，逐漸加入去離子水，使其完全潤濕并稀釋至一定濃度，再用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子合成纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種晶須材料改性處理紡絲化學(xué)纖維的制備方法，其特征在于將按一定比例稱量的晶須及分散劑混合均勻，再逐漸加入去離子水，使其充分潤濕并稀釋至一定濃度，最后用高速剪切乳化機(jī)攪拌1小時(shí)，形成晶須漿料，在濕法紡絲化學(xué)纖維紡程上添加晶須漿料，制成抗靜電、抗菌、防紫外線改性腈綸、粘膠、維綸等化學(xué)纖維；本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工藝簡單、成本低、效果持久，不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，適于大規(guī)模生產(chǎn)，可廣泛用于抗靜電工作服、無塵工作服、煉油及石油部門的防爆型特殊工作服，以及無菌工作服、戶外工作服、軍用防護(hù)服、商業(yè)用遮陽蓬蓋布、包裝袋等，值得推廣應(yīng)用。
文檔編號D06M11/36GK1483863SQ03141880
公開日2004年3月24日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者顧利霞, 劉雷, 吳承訓(xùn), 林耀, 顧莉琴 申請人:東華大學(xué), 上海高分子材料研究開發(fā)中心