一種抗靜電滌綸仿毛纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于滌綸纖維領(lǐng)域，尤其是涉及一種抗靜電性能優(yōu)良、仿毛感強(qiáng)的抗靜電滌綸仿毛纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國將含有聚對苯二甲酸乙二酯組分大于85%的合成纖維稱為聚酯纖維，商品名為滌綸。滌綸具有極優(yōu)良的定形性能、強(qiáng)度高、耐沖擊強(qiáng)度高、耐熱性和熱穩(wěn)定性好、耐磨性好、耐光性好、耐腐蝕性好、色牢度好，廣泛應(yīng)用于服裝、裝飾和其它工業(yè)領(lǐng)域，其優(yōu)良的性能使其長期居于化學(xué)纖維第一大品種的地位。
[0003]仿毛纖維就是利用化學(xué)纖維模仿毛織物的風(fēng)格特征生產(chǎn)化纖織物，從而達(dá)到以化學(xué)纖維代替羊毛的目的?；炖w絲是指采用化纖仿毛時(shí)，通過混纖手段，使纖維或者紗線具有不均一、不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，以提高仿毛效果。異收縮混纖絲是指將熱收縮率不同的兩種或多種長絲經(jīng)過合并、變形、網(wǎng)絡(luò)等加工形成的、具有兩種或以上潛在收縮率的混纖絲。滌綸異收縮混纖絲織物在染整處理過程中，由于濕熱作用，織物中的異收縮絲產(chǎn)生不同的收縮效果，高收縮絲變短、變粗、緊張、伸直并集聚于絲束的芯部形成骨架，低收縮絲收縮較少，長度相對較長，受高收縮絲軸向壓縮而螺旋卷曲于絲束的表面，從而賦予織物蓬松豐滿的外觀，形成獨(dú)特的織物外觀和風(fēng)格，廣泛用于滌綸仿毛產(chǎn)品中。
[0004]滌綸纖維吸濕性差，表面具有較高比電阻，與其他物體摩擦?xí)r，表面聚集大量電荷而不易逸散，容易產(chǎn)生靜電。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、紗線發(fā)毛不能集束、織造時(shí)經(jīng)紗開口不清，而且在紡織品的使用過程中容易吸塵沾污，服裝糾纏人體產(chǎn)生粘附不適感，并對人體有害，如使血液PH值升高，血液中鈣含量下降，尿液中鈣含量增加，血糖升高，維生素C含量下降，靜電嚴(yán)重者還能引起火災(zāi)、爆炸。
[0005]當(dāng)前，國內(nèi)外對纖維的抗靜電改性已發(fā)展出多種方法。一是在纖維表面涂敷表面活性劑類抗靜電劑，該方法工藝簡單，成本低廉，但耐久性差，不耐洗滌，受空氣相對濕度影響較大；二是在形成纖維的基體聚合物中加入表面活性劑類抗靜電劑或高分子永久型抗靜電劑，再熔融紡絲，得到抗靜電纖維，該方法獲得的抗靜電纖維抗靜電性難以保持均勻性，且該方法仍以高濕環(huán)境作為電荷逸散的必要條件；三是在纖維中嵌入能夠徹底永久性消除靜電的導(dǎo)電纖維，降低纖維表面電阻，使靜電荷無法積累達(dá)到放電的電量，該方法所制備的纖維可使導(dǎo)電性不受環(huán)境溫濕度的影響，在任何狀態(tài)下都賦予纖維制品突出的抗靜電效果，且耐水洗性能優(yōu)異，因而具有持久的抗靜電性。
[0006]現(xiàn)有的DTY/FDY滌綸仿毛纖維在服用面料中得到廣泛應(yīng)用，但滌綸所固有的特性，使其織物在使用中會(huì)產(chǎn)生大量的靜電。為解決這一弊端，提高織物檔次，現(xiàn)階段常用的方法是在織物中加入導(dǎo)電纖維或?qū)⒖椢镞M(jìn)行抗靜電助劑處理，但這些方法都增加了產(chǎn)品的使用難度，從而一定程度限制了其使用范圍。本發(fā)明，在制備滌綸仿毛纖維的過程中，直接加入導(dǎo)電纖維，使最終的產(chǎn)品具備抗靜電性能，從而徹底解決了滌綸仿毛纖維易帶靜電的弊端，從而極大地降低了使用難度、提高了其織物檔次，進(jìn)而拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種抗靜電效果好且抗靜電效果持久的抗靜電滌綸仿毛纖維。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種抗靜電滌綸仿毛纖維，其特征在于:所述抗靜電滌綸仿毛纖維包括滌綸異徑FDY、滌綸溝槽DTY和復(fù)合型導(dǎo)電長絲，所述的抗靜電滌綸仿毛纖維中，滌綸異徑FDY基本上位于芯部，所述滌綸溝槽DTY位于滌綸異徑FDY的部分或全部表面上，所述復(fù)合型導(dǎo)電長絲分布在滌綸溝槽DTY和/或滌綸異徑FDY內(nèi)。
[0010]本發(fā)明復(fù)合型導(dǎo)電長絲分布在滌綸溝槽DTY和/或滌綸異徑FDY內(nèi)，也就是一部分復(fù)合型導(dǎo)電長絲位于抗靜電滌綸仿毛纖維的皮層，另一部分位于抗靜電滌綸仿毛纖維的芯部。這種結(jié)構(gòu)的抗靜電滌綸仿毛纖維既能保證導(dǎo)電長絲電荷的釋放，又能防止導(dǎo)電長絲發(fā)生斷頭現(xiàn)象，提高了抗靜電滌綸仿毛纖維的抗靜電性。
[0011]本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維中，溝槽滌綸POY經(jīng)加彈處理后制得的溝槽滌綸DTY沸水收縮率急劇下降，變?yōu)?.45?4.1 %，變化量為37?60%，而加彈處理后滌綸異徑FDY的沸水收縮率幾乎沒有變化，變化量僅為0.01?0.02%。溝槽滌綸POY經(jīng)加彈處理后制得的溝槽滌綸DTY的沸水收縮率小于滌綸異徑FDY和復(fù)合型導(dǎo)電長絲的沸水收縮率。因此，本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維中滌綸異徑FDY聚集在抗靜電滌綸仿毛纖維的芯部，滌綸溝槽DTY和復(fù)合型導(dǎo)電長絲卷曲纏繞滌綸異徑FDY的表面構(gòu)成抗靜電滌綸仿毛纖維的皮層。
[0012]抗靜電滌綸仿毛纖維表面較細(xì)的滌綸FDY與滌綸溝槽DTY、復(fù)合型導(dǎo)電長絲卷曲纏繞在一起，沿纖維長度方向形成柔軟細(xì)密的絨圈。復(fù)合型導(dǎo)電長絲分布在滌綸溝槽DTY和/或滌綸異徑FDY內(nèi)，與溝槽DTY和較細(xì)的滌綸FDY —同形成抗靜電滌綸仿毛纖維蓬松的皮層結(jié)構(gòu)，不但有利于電荷的釋放，增強(qiáng)了抗靜電滌綸仿毛纖維的抗靜電性；還增強(qiáng)了抗靜電滌綸仿毛纖維的機(jī)械強(qiáng)度和可紡性；同時(shí)使纖維具有蓬松、柔軟的外觀，具有彈性，仿毛感強(qiáng)，更接近天然羊毛纖維的風(fēng)格。
[0013]溝槽POY是指經(jīng)一定的幾何形狀(非圓型)的噴絲孔紡制的具有特殊橫截面形狀的化學(xué)纖維，纖維表面縱向產(chǎn)生許多微細(xì)凹凸形成溝槽，主要有三角形、Y形、三葉形、四葉形、五葉形、六葉形等。將溝槽POY經(jīng)加彈處理后形成溝槽DTY，其穩(wěn)定性與蓬松性得到改善。溝槽DTY具有如下特點(diǎn):溝槽DTY的單絲間存在溝槽，具有毛細(xì)效應(yīng)，可使衣服中的水珠透過溝槽流動(dòng)，達(dá)到導(dǎo)濕排水效果，具有導(dǎo)濕、快干、涼爽、舒適的特點(diǎn)；溝槽DTY單絲間還存在空隙，可降低纖維間的摩擦系數(shù)，使纖維具有良好吸濕性，降低纖維表面電阻，進(jìn)一步增強(qiáng)了纖維的抗靜電性；溝槽DTY單絲間的空隙中存在大量靜止空氣，表觀密度低，材料輕量化且蓄熱保溫性好；溝槽DTY纖維剛度高，具有良好的回彈性。
[0014]所述抗靜電滌綸仿毛纖維由滌綸異徑FDY、滌綸溝槽POY和復(fù)合型導(dǎo)電長絲加彈復(fù)合而成，所述的抗靜電滌綸仿毛纖維中，滌綸異徑FDY位于芯部，所述滌綸溝槽POY加彈后形成的滌綸溝槽DTY和復(fù)合型導(dǎo)電長絲卷曲纏繞在滌綸異徑FDY的部分或全部表面上。
[0015]滌綸異徑FDY由至少三種直徑的滌綸FDY單絲構(gòu)成，滌綸異徑FDY中直徑最大和最小的滌綸FDY單絲的根數(shù)較少，其他直徑的滌綸FDY單絲的根數(shù)較多，抗靜電滌綸仿毛纖維芯部的滌綸FDY單絲直徑較大，向外逐漸變細(xì)。
[0016]滌綸FDY單絲間直徑不同，單絲間沸水收縮率也不同，在抗靜電滌綸仿毛纖維中呈多層次分布，抗靜電滌綸仿毛纖維中芯部的滌綸異徑FDY較粗，向表面逐漸變細(xì)。
[0017]滌綸異徑FDY包括5種直徑的滌綸FDY單絲，滌綸FDY單絲間直徑比為15?17:19?21:24?26:29?31:45?55，優(yōu)選為16:20:25:30:50，相對應(yīng)的滌綸異徑FDY中滌綸FDY單絲根數(shù)比為1:2:3:3:1。
[0018]滌綸異徑FDY包括5種直徑的滌綸FDY單絲，分別為0.16mm, 0.20mm, 0.25mm、
0.30mm、0.50mm，其中滌綸異徑FDY中含有直徑0.16mm的單絲4_5根，含有直徑0.20mm的單絲8-10根，含有直徑0.25mm的單絲24-10根，含有直徑0.30mm的單絲24-10根，含有直徑0.50mm的單絲24-10根。
[0019]抗靜電滌綸仿毛纖維中滌綸異徑FDY、滌綸溝槽DTY和復(fù)合型導(dǎo)電長絲中單絲根數(shù)比例為40?50:70?80:1?2，優(yōu)選為42?48:72?78:1。
[0020]抗靜電滌綸仿毛纖維中滌綸異徑FDY、滌綸溝槽DTY、復(fù)合型導(dǎo)電長絲的重量比為5 ?12:11 ?20:1 ?3，優(yōu)選 7 ?9:14 ?16:1 ?2，更優(yōu)選 8.6:15.8:1。
[0021]如果滌綸異徑FDY所占比例過小，就會(huì)導(dǎo)致纖維過于柔軟，缺乏回彈性和彈性剛?cè)嵝?，無身骨；如果滌綸異徑FDY所占比例過大，纖維就會(huì)缺乏柔軟感，過于硬挺，所得到的織物手感粗糙。本發(fā)明發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)最終確定滌綸異徑FDY、滌綸溝槽DTY、復(fù)合型導(dǎo)電長絲的重量比為8.6:15.8:1時(shí)所制得的抗靜電滌綸仿毛纖維具有優(yōu)異的抗靜電性，并且導(dǎo)濕快干，絲條挺括，蓬松柔軟，仿毛感強(qiáng)，織物具有優(yōu)異的彈性和抗皺性能。
[0022]復(fù)合型導(dǎo)電長絲由于導(dǎo)電組分的存在，通常呈現(xiàn)白色、黑色或灰色。這種復(fù)合型導(dǎo)電長絲與其他纖維復(fù)合或混紡會(huì)限制其顏色的多樣性。本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維中復(fù)合型導(dǎo)電長絲的用量很少，對抗靜電滌綸仿毛纖維顏色的影響可以忽略不計(jì)。本發(fā)明在滌綸異徑FDY、滌綸溝槽DTY制備過程中添加色母粒，所得到產(chǎn)品的色牢度好。
[0023]本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維的抗靜電性能由表面電阻率參數(shù)來表示。
[0024]所述表面電阻率(surface resisitivity)是指在試樣的表面層里的直流電場強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1410-2006的規(guī)定，測量表面電阻率。
[0025]抗靜電滌綸仿毛纖維表面電阻率為1.2X 16?2.1XlO9Q ,優(yōu)選抗靜電滌綸仿毛纖維表面電阻率為1.5 X 17?1.7 X 10 8 Ω。
[0026]抗靜電滌綸仿毛纖維的抗靜電性能還可以由體積電阻率、表面電阻瞬時(shí)值和纖維電阻來表示。
[0027]所述體積電阻率(volume resistivity)是指在試樣里面的直流電場強(qiáng)度和穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即單位面積內(nèi)的體積電阻。本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維體積電阻率為
1.9 X 17?3.8 X 10 7 Ω.m，優(yōu)選為 2.3 X 17?3.3 X 10 7 Ω.m。
[0028]所述表面電阻瞬時(shí)值是指使用符合標(biāo)準(zhǔn)ASTM D257要求的帶有平行電極的手持式表面電阻儀所測得的纖維表面電阻。測試時(shí)將手持式表面電阻測試儀置于絲束表面，對其施加適當(dāng)?shù)牧?，使兩平行銅電極與絲束表面完全接觸，此時(shí)按下紅色按鈕，讀取亮起的LED指示燈對應(yīng)的數(shù)值。本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維表面電阻瞬時(shí)值為18?109Ω，優(yōu)選為18?109Ω。
[0029]所述纖維電阻是指將一定長度的纖維以標(biāo)準(zhǔn)張力拉直，在纖維兩端的兩個(gè)電極之間的直流電壓與施加電壓一定時(shí)間后電極間總電流之比。纖維電阻的測量方法為:
[0030]a)將纖維切斷成100±2mm長度的試樣，在試樣兩端用電導(dǎo)率大于1.0X 10 S/m的導(dǎo)電膠包覆，用同樣方法制取3個(gè)試樣；
[0031]b)將超高阻、微電流測試儀電壓調(diào)整至500V，打開儀器電源，看電流示值是否為零，如示值不為零，小心旋動(dòng)調(diào)零旋鈕使示值歸零，關(guān)掉電源；
[0032]c)將夾子式金屬夾上包覆導(dǎo)電膠的試樣兩端，蓋上屏蔽箱上蓋。打開電源，調(diào)整電阻量程旋鈕檔位直至出現(xiàn)有效電阻示值，電化Imin后讀數(shù)記錄；
[0033]d)將電阻量程旋鈕撥回最低檔，打開屏蔽箱上蓋，取下夾子式金屬電極并短接放電至電阻示值為零；
[0034]e)關(guān)閉電源；
[0035]f)以同樣方法測定三段試樣電阻值，取幾何平均值作為測定結(jié)果。
[0036]本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維纖維電阻為1.43 X 18?2.36 XlO8 Ω/10cm，優(yōu)選為
1.82X108?1.98X 10 8 Ω/1cm0
[0037]所述抗靜電滌纟侖仿毛纖維的線密度為110?430dtex，優(yōu)選為330?410dtex ;斷裂強(qiáng)度為3.0?4.0cN/dtex，優(yōu)選為3.2?3.5cN/dtex ;斷裂伸長率為10.0?30.0%，優(yōu)選為18.0?22.0 % ;沸水收縮率為6.0?10.0 %，優(yōu)選為8.0?9.5 %。
[0038]線密度是指纖維、單紗、網(wǎng)線、繩索等單位長度的質(zhì)量，描述紗線粗細(xì)程度的指標(biāo)。本發(fā)明抗靜電滌綸仿毛纖維與現(xiàn)有的仿毛纖維相比，線密度較大，這樣能夠增加纖維的表面積，復(fù)合型導(dǎo)電長絲在抗靜電仿毛纖維表面的分布也會(huì)隨著增大，增強(qiáng)抗靜電滌綸仿毛纖維的抗靜電性。另外，纖維線密度大，則強(qiáng)度大、伸長大、抗反復(fù)彎曲能力高、耐磨能力強(qiáng)，摩擦?xí)r復(fù)合型導(dǎo)電長絲不易被磨斷、脫落，進(jìn)一步增強(qiáng)了纖維抗靜電性能的穩(wěn)定性。如果線密度過大，螺旋卷曲的復(fù)合型導(dǎo)電長絲中的導(dǎo)電成分間相互接觸幾率就會(huì)減少，電暈放電能力降低，降低抗靜電滌綸仿毛纖維的抗靜電性。本發(fā)明中抗靜電滌綸仿毛纖維的線密度為330?430dtex，優(yōu)選的線密度為350?410dtex。