[发明专利]一种皮芯结构吸湿排汗聚氨酯弹性纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种皮芯结构吸湿排汗聚氨酯弹性纤维的制备方法，该方法包括：1),制备亲水性二氧化硅颗粒的N,N‑二甲基乙酰胺分散液2),制备聚氨基甲酸酯‑聚脲的N,N‑二甲基乙酰胺溶液，熟化后得到芯层纺丝液；3),取部分聚氨基甲酸酯‑聚脲溶液，加入常规助剂与亲水性二氧化硅颗粒的N,N‑二甲基乙酰胺分散液，经N,N‑二甲基乙酰胺稀释，熟化后得到皮层纺丝液；4),将芯层纺丝液通过喷丝板进行喷丝拉伸、经第一甬道高温干燥，制备芯层聚氨酯弹性纤维丝，将皮层纺丝液通过专用结构涂覆装置涂覆于聚氨酯弹性纤维丝表面，经第二甬道高温干燥、上油、卷绕成型得到吸湿排汗聚氨酯弹性纤维。

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性纤维的制备方法，特别涉及一种皮芯结构吸湿排汗聚氨酯弹性纤维的制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性纤维，简称氨纶，是一类弹性合成纤维，具有断裂伸长率高、弹性回复率高、耐腐蚀、抗老化、耐热、抗疲劳等优异性能，广泛应用于纺织行业。然而，由于原料聚氨酯本身具有疏水性，导致聚氨酯弹性纤维存在亲水性不足这一问题。近年来，随着聚氨酯弹性纤维在织物中所占比例不断增大，由于亲水性不足，会对织物的吸湿排汗性能产生影响。织物吸湿排汗性能不佳，导致人体排汗时汗液难以透过织物，留存在皮肤与织物之间，因而产生黏着感。随着消费者对织物舒适性要求不断提高，常规聚氨酯弹性纤维已不能满足市场要求，对其进行亲水改性，开发吸湿排汗聚氨酯弹性纤维已是大势所趋。

吸湿排汗纤维要求纤维能够较快吸收并且输送水分，这里水分主要指液态水。吸收过程可分为三种情况：1)、纤维表面吸水，即液态水可以被纤维表面存在的凹槽、微孔吸收；2)、纤维内部吸水，纤维中存在如羧基、酰胺基、胺基、羟基等亲水基团，可以与水分子通过氢键结合，结合水分子经氢键继续结合其它游离水，从而达到吸水目的；3)、纤维之间吸水，纤维之间存在毛细管，在毛细管效应作用下吸收液态水(顾丽霞，刘兆峰，亲水性纤维，中国石化出版社，1997)。输送过程指液态水通过织物中的毛细管，从织物的一面输送到另一面，主要过程包括织物内表面润湿、毛细管传输、织物外表面蒸发(孙玉钗，人-服装-环境系统热湿舒适性的理论研究，河北科技大学学报，2003年4期，61)。输送过程得以进行，一方面要求纤维表面接触角较低(90o)，这样有利于液态水在织物内、外表面的润湿，同时能够形成与水滴流动方向同向的毛细管附加压力，促使液态水通过织物；另一方面要求织物纤维间的毛细管管径较细，这样能够提供较大的毛细管附加压力，有助于液态水透过织物。

根据吸湿排汗原理，可通过以下方法实现纤维的吸湿排汗特性，包括异形截面，中空多孔，共混纺丝，表面改性，亲水整理。

异形截面指通过采用异形喷丝板，获得特殊截面纤维，如十字形、Y形截面纤维的方法，这样可以增多纤维的纵向沟槽，形成更多的毛细管，有利于液态水的吸收与输送。典型产品为美国杜邦公司推出的Coolmax聚酯纤维，截面为中空的并排三环状，这种独特的结构使单根纤维具有四条沟槽，对应织物毛细效应优良，可迅速将皮肤上的汗液吸收，传输到织物表面挥发，保持皮肤的干爽(刘国华，王启明，含有Coolmax和Lycra的运动内衣，针织工业，2002年02期，47)。韩国晓星公司开发Aerocool聚酯纤维，截面为“苜蓿草”四叶子形，同样具有优良的吸湿排汗性能(国内外吸湿排汗纤维与纱线开发简况，技术创新，2004年08期，34)。

中空多孔指生产芯层为中空，皮层有微孔且部分微孔可以贯穿皮层的吸湿排汗纤维的方法。液态水与含此类纤维织物内表面接触时，由于毛细效应，由皮层贯穿微孔向中空芯层输送，并沿芯层向织物外表面扩散，最终在织物外表面再经皮层贯穿微孔向空气中蒸发。中空芯层可通过异形喷丝板获得，微孔结构的形成是通过在聚合物中均匀分布成孔剂，经纺丝，在后道溶解阶段将其溶解，从而在纤维上留下微孔。成孔剂可包括水溶性聚酯与碳酸钙粉体，前者在碱性染色或处理条件下，后者在酸性染色或处理条件下，会溶解在处理溶剂中，在纤维表面形成大量微孔或沟槽，使纤维具有较好的吸湿排汗性能(赵茂成，陈琳，李彦，张玉梅，王华平，亲水性吸湿排汗聚酯纤维及其制备方法，201310262750.1)。