專利名稱：：一種具有潤濕、導濕及速干功能的聚酯纖維及其織物的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于制備優(yōu)異汗液潤濕、導濕及速干功能織物的聚酯纖維。屬于紡織纖維領域。
背景技術：
：隨著社會的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對服裝衣料需求也越來越高，已發(fā)展到不僅要求生理的舒適感(輕薄、保暖、涼爽)，而且要具備心理感覺的舒適(視覺色調光澤、觸覺手感、柔軟性、膨松性、懸垂性)，也需要一定的特殊功能性?？焖傥鼭瘛?、速干、抗靜電、抗紫外及抗起球織物用聚酯纖維越來越受到人們的關注。聚酯纖維自問世以來，曾以其懸垂性好、強度高、優(yōu)良的抗皺性及洗可穿性能而被廣泛應用于服裝紡織品，但與天然纖維相比也存在著諸多不足，如難染、吸濕性差、易產生靜電、易起球及手感硬等缺點，而天然纖維如棉纖維易染、透氣、吸汗、無靜電、舒適性好，但因其易皺、保水率較高，導濕、速干性較差，應用范圍也受到了制約。如何解決聚酯纖維所存在的缺點，一直是諸多研究者和紡織界都在努力追求的目標。為了制備同時具有快速潤濕、導濕、速干聚酯織物，人們最初是以天然纖維和合成纖維復合為主流，或采用吸濕性聚合物直接紡制纖維；或是以常規(guī)聚酯與吸濕性聚合物制備復合或共混纖維；也有采用纖維超細化，減小纖維間形成的毛細管直徑，增加吸濕、導濕效果；但由于纖維截面仍為圓形，導濕效果并不明顯；或是制備自身特殊化的異形纖維——如多孔或單孔中空型、馬蹄型、Y型、W型、十字型等異型截面，如商品牌號為Coolmax、Coolplus、Cooltech、Coolbst、Cooldry等的聚酯纖維，再通過織物組織結構設計實現(xiàn)優(yōu)良的吸濕、排汗、速干的高舒適性，雖然可依靠纖維間的間隙實現(xiàn)吸濕、導汗效果，但是纖維表面缺少親水基團，對水的浸潤性不良，而且纖維表面光滑，比表面積小，因此潤濕、吸濕、速干效果不夠突出?？v觀目前所有有關吸濕排汗聚酯纖維的生產，多是采用物理方法實現(xiàn)自身特殊化的異形纖維。未見采用化學方法改性的聚酯纖維。
發(fā)明內容為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種含有吸濕基團和無機納米粉體的功能性共聚酯母粒。本發(fā)明的目的之二是提供一種改性聚酯纖維，由上述功能性共聚酯母粒與常規(guī)聚酯共混紡絲得到。本發(fā)明的目的之三是提供具有潤濕、導濕及速干功能的織物。本發(fā)明的目的之四是提供具有潤濕、導濕及速干功能的織物的制造方法。本發(fā)明的目的是用下列技術方案實現(xiàn)的。—種含有吸濕基團的功能性共聚酯母粒，其特征在于，包括芳香族二元羧酸或其酯類衍生物；脂肪族二元醇；吸濕基團和納米級無機粉體以及含醚鍵的柔性鏈聚合物。所述的脂肪族二元醇與芳香族二元羧酸或其酯類衍生物的摩爾比為1.21.8:i。所述的脂肪族二元醇選自下列一種或幾種，如乙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，3-己二醇、1，2-己二醇等。所述的芳香族二元羧酸或其酯類衍生物是具有8到14個碳原子的芳香族二羧酸或其芳香族二羧酸的烷基酯類，具體是以對苯二甲酸或其酯類衍生物為主(不低于90%摩爾組分)，同時還可適量添加鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、l，4-萘二甲酸、2，5-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸或它們的甲酯類衍生物等。所述的吸濕基團是間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸鹽。選自下列一種或幾種間苯二甲酸二乙二醇酯_5-磺酸鈉、間苯二甲酸二乙二醇酯_5-磺酸鋰、間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸鉀。所述的吸濕基團的添加量為芳香族二元羧酸摩爾數(shù)的3.5%10%，最佳用量為4.0%6.5%(摩爾)。該組分的添加有利于纖維的快速潤濕、親水化的實施，并提高汗液對織物的浸潤性。當添加量過少時，汗液對織物的浸潤效果不佳，在本發(fā)明的添加量范圍內，才能達到纖維的快速潤濕、親水化及汗液對織物的快速浸潤性的效果。由于采用吸濕基團，在功能性母粒合成時有明顯的增稠效應，影響其分子量的提高以及產生過多的泡沫，堵塞真空管道，惡化產品質量，且纖維會出現(xiàn)"珠子絲"，技術難度增大。本發(fā)明通過加入適量含醚鍵的柔性鏈聚合物，以調節(jié)功能性母粒的熔體粘度，提高分子量以滿足紡絲要求。所述的含醚鍵的柔性鏈聚合物選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或它們的混合物。同時，這些含醚鍵的柔性鏈聚合物也可起到吸濕作用，其添加量為芳香族二元羧酸摩爾數(shù)的0.17%1.30%，最佳用量為0.35%0.80%。所述的納米級無機粉體，是Zr02，Ti02，Si02，及Zn0中的至少一種或其中兩種或三種的混合物。其添加量為芳香族二元羧酸質量的0.05%5%，最佳用量為0.01%2.5%。所述的納米級無機粉體的添加量的多少以及無機粒子在有機體中的分布對纖維最終的吸濕、速干效果有明顯的影響，添加量過少不利于微孔化及比表面積的增大，浸潤效果及速干效果不良；添加量過高會造成無機粉體的團聚及功能性共聚酯母粒合成過程的增稠效應，影響紡絲過程的可紡性，還會增加生產成本。在本發(fā)明添加量范圍內可以控制無機粉體均勻地分布于纖維中?！N改性聚酯纖維，其特征在于，采用上述含有吸濕基團的功能性共聚酯母粒與常規(guī)聚酯(如PET)切片進行共混紡絲得到。其中功能性共聚酯母粒與常規(guī)聚酯切片的質量比為8:9235:65，最佳質量比為15:8530:70。所述的功能性共聚酯母粒的添加比例過少，織物的吸濕、導濕、排濕功能較差，添加量過高則影響纖維和最終織物的物理機械性能。使用PET時，優(yōu)選的紡絲溫度為28(TC29(TC，紡絲速度10003200m/min。共混紡絲后，通常需要經(jīng)過常規(guī)的拉伸和熱定型處理。優(yōu)選初生纖維拉伸溫度為80°C90°C，拉伸倍數(shù)為3.41.6倍，定型溫度165°C190°C，纖維的線密度1.02.4dtex，最佳為1.11.6dtex。線密度過低，生產可操作性差，線密度過高，織物吸濕、導濕及速干功能不能充分體現(xiàn)，且織物手感不良。本發(fā)明得到的快速潤濕、擴散及速干功能的改性聚酯纖維具有異型截面，如三葉形、十字形、雙十字形及五葉形等，這非常有利于提高纖維間毛細效應的充分發(fā)揮，提高吸濕、導濕、速干功能。—種具有優(yōu)異汗液潤濕、導濕及速干功能的織物，其特征在于，將上述的改性聚酯纖維與天然纖維按質量比60:4090:io共混紡紗織造而成。所述的天然纖維可以是棉、麻或蠶絲，改性聚酯纖維與天然纖維最佳共混比例為質量比70:3080:20。改性聚酯纖維比例過高或過低均不利于吸濕、導濕、速干綜合性能的充分發(fā)揮。共混紗線的線密度為40120公支，最佳為60100公支，紗線支數(shù)過高，紡紗可操作性差，支數(shù)過低，吸濕速干性下降，且面料手感發(fā)硬。將上述改性聚酯纖維與天然纖維的混紡紗線織成平紋、單斜、雙斜、緞紋、麻紗等機織物和針織物，均具有很好的吸濕、導濕及速干功能，大大地改善了聚酯纖維織物的穿著舒適性。本發(fā)明的優(yōu)點采用含有吸濕基團和無機納米粉體的功能性母粒與常規(guī)聚酯共混紡絲制備具有快速潤濕、擴散及速干功能的纖維，吸濕基團是纖維快速潤濕進而吸濕的關鍵，納米粉體能在纖維后處理過程中形成均勻分布的微孔，導致比表面積的增大，進一步提升了纖維的吸濕、導濕及速干效果。本發(fā)明在共混纖維分子結構中引入吸濕基團，纖維截面呈異形并有微孔，纖維側面具有縱向溝槽及微坑結構。進一步提升了纖維的吸濕、導濕及速干效果。具體實施例方式下面將通過實施例進一步對本發(fā)明進行描述，顯然本發(fā)明不僅僅局限于下述實施例。實施例1:以乙二醇與對苯二甲酸(乙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為1.3:l)為原料，在半連續(xù)直接酯化裝置上于258t:，經(jīng)2.5小時完成酯化反應制得對苯二甲酸乙二醇酯。而后添加預先配制好的4.5mol%(以對苯二甲酸的總摩爾計)的間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸鈉、0.45molX(以對苯二甲酸的總質量計)聚乙二醇以及1.5%(以對苯二甲酸的總質量計)經(jīng)研磨后的無機納米粉體Si02，在0.032wt%催化劑Sb203(以對苯二甲酸的總質量計)存在下完成縮聚反應，體系的余壓小于80Pa，反應終溫控制在282°C?？刂品磻^程的攪拌機功率，制得特性粘數(shù)為0.535dl/g的功能性共聚酯母粒。將所得的上述功能性共聚酯母粒，與特性粘數(shù)為0.665g/dl的常規(guī)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片以15:85的比例混合、預結晶、干燥，而后在普通短纖維熔體紡絲機及后加工設備上進行共混紡絲_拉伸_熱定型，制成三葉形異型短纖維。紡絲溫度285°C，紡絲速度1200m/min，拉伸溫度80°C，拉伸倍數(shù)3.3倍，定型溫度180°C。纖維線密度1.32dtex，斷裂強度4.5c彥ex，斷裂伸長18%。使用上述改性聚酯纖維與棉纖維以質量比80:20共混紡紗再織造成兩種不同組織結構的織物，其織物的潤濕、吸濕、導濕及速干性能如下。樣品1改性聚酯纖維/棉纖維方格麻紗織物檢測項目單位標準值實測值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2:按實施例1中的乙二醇與對苯二甲酸的mol比投料，酯化及縮聚工藝條件與實施例1相同。添加預先配制好的5.0mol%(以對苯二甲酸的總摩爾計)的間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸鈉、0.55mol%(以對苯二甲酸的總質量計)聚乙二醇和聚丁二醇(二者等摩爾比加入)混合物，以及1.3%(以對苯二甲酸的總質量量計)經(jīng)研磨后的無機納米粉體Zr02，制得特性粘數(shù)為0.526dl/g的功能性共聚酯母粒。將所得的上述功能性共聚酯母粒，與特性粘數(shù)為0.665g/dl的常規(guī)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片，以20:80的質量比例混合、預結晶、干燥，而后在普通短纖維熔體紡絲機及后加工設備上進行共混紡絲_拉伸_熱定型，制成三葉形異型短纖維。紡絲、拉伸及熱定型工藝條件同實施例1。纖維線密度1.18dtex，斷裂強度4.2cN/dtex，斷裂伸長19%。使用上述纖維與大麻纖維以質量比75:25共混紡紗再織造成針織物，其織物的潤濕、吸濕、導濕及速干性能如下。樣<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3:按實施例1中的乙二醇與對苯二甲酸的mol比投料，酯化及縮聚工藝條件與實施例1相同。添加預先配制好的4.0molX(以對苯二甲酸的總摩爾計)的間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸鈉、0.40molX(以對苯二甲酸的總質量計)聚乙二醇及聚丙二醇(二者等摩爾比加入)混合物，以及1.2%(以對苯二甲酸的總質量計)經(jīng)研磨后的無機納米粉體Ti(V制得特性粘數(shù)為0.551dl/g的功能性共聚酯母粒。將所得的上述功能性共聚酯母粒，與特性粘數(shù)為0.665g/dl的常規(guī)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片，以30:70的質量比例混合、預結晶、干燥，而后在普通短纖維熔體紡絲機及后加工設備上進行共混紡絲-拉伸-熱定型，制成五葉形異型短纖維。紡絲、拉伸及熱定型工藝條件同實施例1。纖維線密度1.13dtex，斷裂強度4.4cN/dtex，斷裂伸長19X。使用上述纖維與絹絲以質量比70:30共混紡紗再織造成針織物，其織物的潤濕、吸濕、導濕及速干性能如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>備注織物吸濕、導濕及速干性能評價標準(1)滴水擴散時間依據(jù)的檢測方法標準為CCTC-F021-2008(2)芯吸高度依據(jù)的檢測方法標準為FZ/T01071-1999(3)透濕量依據(jù)的檢測方法標準為GB/T12704-1991(4)蒸發(fā)速率依據(jù)的檢測方法標準為CCTC-F021-2008權利要求一種含有吸濕基團的功能性共聚酯母粒，其特征在于，包括芳香族二元羧酸或其酯類衍生物；脂肪族二元醇；吸濕基團和納米級無機粉體以及含醚鍵的柔性鏈聚合物；所述的脂肪族二元醇與芳香族二元羧酸或其酯類衍生物的摩爾比為1.2～1.8∶1；2.根據(jù)權利要求l的共聚酯母粒，其特征在于，所述的吸濕基團是間苯二甲酸二乙二醇酯-5_磺酸鹽，添加量為芳香族二元羧酸或其酯類衍生物的摩爾數(shù)的3.5%10%。3.根據(jù)權利要求2的共聚酯母粒，其特征在于，所述的吸濕基團的添加量為芳香族二元羧酸或其酯類衍生物的摩爾數(shù)的4.0%6.5%。4.根據(jù)權利要求2的共聚酯母粒，其特征在于，所述的間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸鹽，選自下列一種或幾種間苯二甲酸二乙二醇酯_5-磺酸鈉、間苯二甲酸二乙二醇酯_5-磺酸鋰、間苯二甲酸二乙二醇酯_5-磺酸鉀。5.根據(jù)權利要求l的共聚酯母粒，其特征在于，所述的含醚鍵的柔性鏈聚合物選自聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇或它們的混合物，添加量為芳香族二元羧酸或其酯類衍生物摩爾數(shù)的0.17%1.30%。6.根據(jù)權利要求l的共聚酯母粒，其特征在于，所述的納米級無機粉體是Zr(^，Ti02，Si(^，及ZnO中的至少一種或其中兩種或三種的混合物，其添加量為芳香族二元羧酸或其酯類衍生物質量的0.05%5%。7.—種改性聚酯纖維，其特征在于，采用如權利要求l的共聚酯母粒與常規(guī)聚酯切片進行共混紡絲得到，其中共聚酯母粒與常規(guī)聚酯切片的質量比例為8:9235:65。8.—種具有優(yōu)異汗液潤濕、導濕及速干功能的織物，其特征在于，將權利要求7所述的改性聚酯纖維與天然纖維按質量比60:4090:io共混紡紗織造而成。9.根據(jù)權利要求8所述的具有優(yōu)異汗液潤濕、導濕及速干功能的織物，其特征在于，所述的天然纖維是棉、麻或蠶絲，所述的改性聚酯纖維與天然纖維的共混比例為質量比70:3080:20。10.根據(jù)權利要求7所述的改性聚酯纖維，其特征在于，該改性聚酯纖維截面呈異形并有微孔，側面具有縱向溝槽及微坑結構。全文摘要本發(fā)明公開了一種含有吸濕基團和無機納米粉體的功能性共聚酯母粒，由該共聚酯母粒與常規(guī)聚酯切片共混紡絲制備改性聚酯纖維，該纖維截面呈異形并有微孔，纖維側面具有縱向溝槽及微坑結構，采用此改性聚酯纖維與天然纖維按照質量比例共混紡紗織造成各種織物。所得織物具有優(yōu)異的汗液潤濕、導濕及速干功能，大大提高了聚酯纖維織物的穿著舒適性。文檔編號D01F8/14GK101792578SQ20091021723公開日2010年8月4日申請日期2009年12月30日優(yōu)先權日2009年12月30日發(fā)明者周靜宜,張大省,朱志國,王銳申請人:北京服裝學院