專利名稱：一種抗變形熱塑性纖維的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，其中所述的抗變形熱塑性纖維包括采用兩種不同熔點、不同模量的熱塑性聚合物，碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、納米坡縷石纖維；屬于紡織纖維制造技術領域。
背景技術：
紡織面料的重要質量指標是面料挺括、不起皺、彈性好、保形性好。眾所周知天然纖維的面料雖然具有舒適、衛(wèi)生、環(huán)保的優(yōu)點，但一般都有彈性差、易變形、易起縐的缺點。目前在紡織纖維和紡織面料的制造過程中，為獲得挺括、不起皺、彈性好、保形性好的紡織面料質量，一是對面料采用高溫熱定形技術，二是用化學后整理定形技術。這些技術雖能獲得預期的效果，但面料易疆硬和手感變差，且有化學污染影響面料的衛(wèi)生和環(huán)保。如何能使面料獲得挺括、不起皺、彈性好、保形性好的外觀質量，又有舒適、衛(wèi)生、環(huán)保的內(nèi)在質量，是 紡織科技工作者長期研究追求的目標之一。熱塑性聚合物，具有加熱時軟化以至流動，熔融成任意形狀；冷卻硬化后能保持其形狀不變。即運用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生液態(tài)與固態(tài)之間的可逆變化。這種熱塑過程是可逆的，可以反復進行，且這種反復只是一種物理變化。熱塑性聚合物PET、PA、PP、PBT、PTT、PE、PVC, PC、PU等都是熱塑性纖維的原料。坡縷石是一種層鏈狀結構的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物。坡縷石晶體長約0. 5-5微米(Pm)，寬約0.01-0. 10微米(Pm)，呈毛發(fā)狀或纖維狀。作為一唯納米級的坡縷石晶體是理想的高分子材料增強劑和功能改性劑。晶須是以單晶形式生長而成的直徑非常小(0. I IOum)、長度原子排列高度有序、強度接近完整晶體的理論值、有一定長徑比(5 1000)的纖維材料，晶須的長度是高分子材料大分子鏈長度的幾倍到幾十倍。在高分子聚合物中加入少量晶須，便能在熱塑性聚合物中起著骨架作用，形成聚合物/微纖增強復合材料。增強熱塑性聚合物抵抗變形的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有免燙紡織品技術存在的不足，而提供一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，該抗變形熱塑性纖維以模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物為纖維皮層；另一種添加了碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、納米坡縷石纖維的聚合物，形成聚合物/微纖增強復合材料的模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物為纖維芯層；經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。本發(fā)明的目的是通過如下技術方案來完成的，所述的一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟I)按質量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為0. 5-lum、長度為5_10um的碳酸鈣晶須，8-12份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6_10um的硫酸鈣晶須，8_12份表征參數(shù)直徑為0. l-o. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在250_350°C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等尚子表面處理10_20min,再在含硬脂酸I丐分散液的60_70°C去尚子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3_5次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；2)按質量份數(shù)取0. 8-1. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用2. 5-3. 5份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至40-50°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的6-10份改性晶須混合物，在70-80°C條件下混合機中密閉攪拌反應30-45min，烘干；3)將步驟2)得到的5-10份改性晶須混合物與95-90份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。 本發(fā)明優(yōu)選的技術方案是所述的抗變形熱塑性纖維的制造方法，它采用如下步驟步驟I),按質量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為0. 5-lum、長度為5_10um的碳酸I丐晶須，10份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的硫酸鈣晶須，10份表征參數(shù)直徑為0. l-o. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒5h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等離子表面處理15min，再在含硬脂酸鈣分散液的65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作4次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；步驟2)，按質量份數(shù)取I. 0份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用3份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至45°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的8份改性晶須混合物，在75°C條件下混合機中密閉攪拌反應40min，烘干；步驟3)，將步驟2)得到的8份改性晶須混合物與92份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。所述的抗變形熱塑性復合纖維與天然纖維或其它低模量易變形纖維經(jīng)混紡成混紡紗線，或與天然纖維或其它低模量易變形纖維交織成紡織面料，然后根據(jù)該紡織面料中抗變形纖維芯層材料的熱學性能，施于該面料或其產(chǎn)品熱定形。所述的步驟I或步驟2得到的改性晶須混合物，采用共混或復合技術制成抗變形熱塑性片材、管材、棒材、線材等型材。本發(fā)明所述的抗變形熱塑性復合纖維，具有內(nèi)剛外柔的特性；加熱時其芯層被軟化以至流動，熔融成所需形狀，由于皮層模量較低，冷卻硬化后皮層隨芯層形狀保持不變；抗變形熱塑性復合纖維與天然纖維交織構成的紡織面料，無需化學后整理定形技術，也無需高溫熱定形的技術，為服飾面料等領城提供一種經(jīng)一定溫度熱定形后可獲得具有持久抗變形，不起皺。挺括、舒適、衛(wèi)生、環(huán)保的紡織面料。僅少量抗變形熱塑性纖維可與天然纖維或其它低模量易變形纖維經(jīng)混紡成混紗線，也可與天然纖維或其它低模量易變形纖維交織成紡織面料。然后跟據(jù)該紡織面料中抗變形纖維芯層材料的熱學性能，施于該面料或其產(chǎn)品熱定形，便能獲得不起皺、不變形、彈性好、挺括的外觀質量，又有舒適、衛(wèi)生、環(huán)保的內(nèi)在質量紡織品。其熱定形的形式至少包括有熱水定形，蒸汽定形，干熱定形。
具體實施例方式下面將結合具體實施例對本發(fā)明作詳細的介紹本發(fā)明所述的一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，它采用如下步驟I)按質量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為0. 5-lum、長度為5_10um的碳酸鈣晶須，8-12份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6_10um的硫酸鈣晶須，8_12份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在250_350°C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等尚子表面處理10_20min,再在含硬脂酸I丐分散液的60_70°C去尚子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3_5次直至 濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；2)按質量份數(shù)取0. 8-1. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用2. 5-3. 5份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至40-50°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的6-10份改性晶須混合物，在70-80°C條件下混合機中密閉攪拌反應30-45min，烘干；3)將步驟2)得到的5-10份改性晶須混合物與95-90份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。本發(fā)明所述的抗變形熱塑性復合纖維與天然纖維或其它低模量易變形纖維經(jīng)混紡成混紡紗線，或與天然纖維或其它低模量易變形纖維交織成紡織面料，然后根據(jù)該紡織面料中抗變形纖維芯層材料的熱學性能，施于該面料或其產(chǎn)品熱定形。所述的步驟I或步驟2得到的改性晶須混合物，采用共混或復合技術制成抗變形熱塑性片材、管材、棒材、線材等型材。實施例I :本發(fā)明所述的抗變形熱塑性纖維的制造方法，它采用如下的步驟步驟1)，按質量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為0. 5-lum、長度為5_10um的碳酸I丐晶須，10份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的硫酸鈣晶須；10份表征參數(shù)直徑為0. l-o. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒5h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等離子表面處理15min，再在含硬脂酸鈣分散液的65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作4次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；步驟2)，按質量份數(shù)取I. 0份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用3份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至45°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的8份改性晶須混合物，在75°C條件下混合機中密閉攪拌反應40min，烘干；步驟3)，將步驟2)得到的8份改性晶須混合物與92份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。實施例2 :本發(fā)明所述的一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，它采用如下步驟
I)按質量份數(shù)取8份表征參數(shù)直徑為0. 5-lum、長度為5_10um的碳酸鈣晶須，8份表征參數(shù)直徑為0. l-o. 8um、長度為6-10um的硫酸I丐晶須,8份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在250°C真空爐中焙燒4h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等離子表面處理lOmin，再在含硬脂酸鈣分散液的60°C去離子水中超聲波分散、清洗25min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；2)按質量份數(shù)取0. 8份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用2. 5份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至40°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的6份改性晶須混合物，在70°C條件下混合機中密閉攪拌反應30min，烘干；
3)將步驟2)得到的5份改性晶須混合物與95份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。 實施例3 :本發(fā)明所述的一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，它采用如下步驟I)按質量份數(shù)取12份表征參數(shù)直徑為0. 5-lum、長度為5_10um的碳酸鈣晶須，12份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的硫酸I丐晶須，12份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等離子表面處理20min，再在含硬脂酸鈣分散液的70°C去離子水中超聲波分散、清洗35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作5次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；2)按質量份數(shù)取I. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用3. 5份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至50°C;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的10份改性晶須混合物，在80°C條件下混合機中密閉攪拌反應45min，烘干；3)將步驟2)得到的10份改性晶須混合物與90份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。本發(fā)明所述的實施例并不限于以上所述三個實施例，通過前述公開的數(shù)值范圍，在具體實施例中進行任意替換，從而可以得到無數(shù)個實施例，對此不一一例舉。
權利要求
1.一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，其特征在于該制造方法采用如下步驟 1)按質量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為O.5-lum、長度為5_10um的碳酸I丐晶須，8-12份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um、長度為6_10um的硫酸鈣晶須，8_12份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在250_350°C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等尚子表面處理10_20min,再在含硬脂酸I丐分散液的60_70°C去尚子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3_5次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； 2)按質量份數(shù)取O.8-1. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用2. 5-3. 5份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至40-50°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的6-10份改性晶須混合物，在70-80°C條件下混合機中密閉攪拌反應30-45min，烘干； 3)將步驟2)得到的5-10份改性晶須混合物與95-90份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融 為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。
2.根據(jù)權利要求I所述的抗變形熱塑性纖維的制造方法，其特征在于所述的步驟中 步驟1)，按質量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum、長度為5-lOum的碳酸鈣晶須，10份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um、長度為6-10um的硫酸鈣晶須，10份表征參數(shù)直徑為O.1-0. 8um、長度為6-12um的坡縷石纖維；將上述三種材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒5h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等離子表面處理15min，再在含硬脂酸鈣分散液的65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作4次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； 步驟2)，按質量份數(shù)取I. O份鈦酸酯偶聯(lián)劑，用3份異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱至45°C;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟I)得到的8份改性晶須混合物，在75°C條件下混合機中密閉攪拌反應40min，烘干； 步驟3)，將步驟2)得到的8份改性晶須混合物與92份模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的抗變形熱塑性纖維的制造方法，其特征在于所述的抗變形熱塑性復合纖維與天然纖維或其它低模量易變形纖維經(jīng)混紡成混紡紗線，或與天然纖維或其它低模量易變形纖維交織成紡織面料，然后根據(jù)該紡織面料中抗變形纖維芯層材料的熱學性能，施于該面料或其產(chǎn)品熱定形。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的抗變形熱塑性纖維的制造方法，其特征在于所述的步驟I或步驟2得到的改性晶須混合物，采用共混或復合技術制成抗變形熱塑性片材、管材、棒材、線材等型材。
全文摘要
一種抗變形熱塑性纖維的制造方法，它采用如下步驟1)將碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、坡縷石纖維三種材料混合均勻后，在真空爐中焙燒，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后在常壓狀態(tài)下進行等離子表面處理，后在含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；2)取鈦酸酯偶聯(lián)劑用異丙醇將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋、混勻、加熱；將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟1)得到的改性晶須混合物，在混合機中攪拌并烘干；3)將步驟2)得到的改性晶須混合物與模量較高、熔點稍低的熱塑性聚合物共混熔融的增強材料為纖維芯層；與一種模量較低、熔點稍高的熱塑性聚合物熔融為纖維皮層，經(jīng)熔融復合紡制成皮芯型的抗變形熱塑性復合纖維。
文檔編號D01D5/34GK102965749SQ201210488890
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權日2012年11月26日
發(fā)明者凌榮根, 吳維光, 吳金亮, 吳揚君, 楊美娟 申請人:浙江理工大學