[发明专利]竹炭异形纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学纤维及其制备方法，尤其涉及一种适用于竹炭异形纤维及其制备方法。

背景技术

随着人们生活质量的提高，对纺织品的需求也在不断变化。人们不仅求暖，更追求穿着的舒适与健康。崇尚外在形象美和内在保健功能相结合已经成为服饰消费中的热点。在这种趋势下，各种健康功能纤维应运而生。而竹炭纤维具有超强的吸附能力和除臭、抗菌防霉、远红外发射和负离子发射等保健性能，其织物倍受青睐。

现有纺制竹炭纤维及其织物的技术，有以下三种方法：(1)如中国专利申请号200410037683.4，通过后整理工序将竹炭涂覆在纤维表面；这种方法生产的竹炭纤维在使用过程中易造成竹炭微粒的脱落，从而影响其有效功能。(2)中国专利CN1293243C、申请号200810033788.0、200710015036.7、200710013948.0和200510102775.0，将竹炭微粒分散在纺丝浆液中通过传统的湿法纺丝工艺，制备出竹炭粘胶纤维、溶剂纺纤维素纤维或腈纶；这种生产竹炭纤维的方法会使纤维在凝固过程中造成竹炭粉体的脱落，从而降低了最终纤维中竹炭粉体的有效含量，影响了其功能的有效发挥。另一方面，湿纺过程对环境也是一种不利因素，溶剂回收等工序大大增加了生产成本，加之湿法纺丝速度低，生产效率难以与熔纺相提并论。(3)中国专利CN1302900C、申请号200710191335.6、200510001746.5等将竹炭与涤纶、丙纶、尼龙等切片熔融共混制成竹炭母粒后，用普通的单螺杆熔融纺丝机进行熔融纺丝。这种两次加工法，不仅增加了能耗，而且造成竹炭微粒的再凝聚，团聚的竹炭微粒在过滤网上富集，导致了纺丝压力的上升，加快了更换组件的频率，降低了成品纤维中竹炭的有效含量，削弱了竹炭纤维的保健功能。

此外，现在市场上所采用的竹炭纤维都是圆形截面纤维，比表面积小，堆积密度高，所制备的织物手感比较僵硬，不能充分发挥纳米竹炭的有效功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种产品质量好、生产成本低的竹炭异形纤维及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明中的纤维重量百分比配方为熔纺切片94～99％、竹炭微粒1～6％、表面活化剂0.05～0.5％、抗氧化剂0.1～1％，其中熔纺切片为聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯及其改性聚合物；竹炭微粒为黑竹炭或白竹炭，粒径在2μm以下。

本发明采用的制备步骤：

(1)按比例取竹炭微粒，加入表面活性剂和抗氧剂混合输入双螺杆，干燥后的熔纺切片直接进入混合型双螺杆机中；

(2)熔纺切片在双螺杆中熔融、挤压，并与竹炭微粒和助剂混合均匀，然后由法兰弯管连接进入纺丝箱体直接纺丝；

(3)共混熔体经纺丝组件从喷丝板纺出后经冷却、吹风、卷绕成竹炭异形初生纤维；

(4)按照长丝或短丝后加工工序，进行两次拉伸及热定型。

其中纺丝中冷却进料区的螺纹块组合为3～7段，组合角15～35°加热温度30～220℃；预热熔融区的螺纹块组合4～9段，组合角30～90°，加热温度190～320℃；混炼计量区的螺纹块组合5～8段，组合角35～130°，加热温度195～310℃。

其中纺丝中所采用的喷丝板孔型为异形、圆形中空或异形中空，包括三角形、Y形、四叶形、圆形单中空、圆形多中空、方形单中空、方形多中空、三角中空、双十字形等。

本发明与现有技术相比，具有以下几方面明显特点和有益效果：

本发明将混合型双螺杆应用于竹炭/聚合物的共混纺丝。混合型双螺杆纺丝机是一种新型的共混纺丝设备，与常用的单螺杆纺丝机相比，混合型双螺杆纺丝机不仅能保证聚合物的熔融、熔体的压缩和输送，而且能进行聚合物/无机物、聚合物/聚合物的均匀共混，特别是在聚合物/无机物的共混时，双螺杆纺丝机强大的剪切力可以将团聚的无机物均匀分散，利于纺丝的正常进行；同时本发明采用熔纺干燥切片和干燥的竹炭颗粒共混熔融后直接纺丝，减少了共混造粒工序，有利于节能减耗，降低生产成本；并可避免二次加热过程中粉体颗粒的迁移和再凝聚，大大抑制了基体的热降解，从而有利于纺丝成形中避免堵孔、注头和毛丝现象。因而在提高产品质量的同时，降低了生产成本。

具体实施方式

实施例一：

原料：白竹炭颗粒，平均粒径小于1μm；熔纺切片：PA6。