一种白坯布的制备工艺
文献发布时间：2023-06-19 13:45:04
技术领域
本申请属于布料技术领域，具体涉及一种白坯布的制备工艺。
背景技术
白坯布是没有经过染色的纱线织的坯布。坯布包括纯纺织物、混纺织物、混并织物、交织织物。白坯布经染色和后处理之后可用于具有不同需求的领域。
随着科技和经济的发展，人们的自我保护意识加强，对于服装面料的要求也越来越高，具有抗紫外作用的面料越来越多地应用于服装领域。目前的常见抗紫外处理方式是将抗紫外溶液以物理方式附着于面料表面，这种方式虽然能够获得具有一定抗紫外效果的面料，但面料经水洗后，容易将物理方式附着的抗紫外成分洗掉，导致失去抗紫外作用。
中国专利文献CN 112144276 A公开了一种抗紫外棉织物的制备方法，该专利先将棉织物浸渍于壳聚糖和柠檬酸溶液中，烘干后再浸渍于茶多酚溶液中，烘干获得具有抗紫外效果的棉织物。但是这种通过物理附着的方式获得的抗紫外棉织物的抗紫外效果有限，织物在洗涤之后抗紫外性能会逐渐减弱，多次洗涤后会导致抗紫外效果消失。
鉴于此，有必要开发一种具有长久抗紫外效果的白坯布，其抗紫外效果不会受到洗涤等外力作用的影响，可以始终为使用者提供有效的紫外线防护作用。
发明内容
为了解决上述问题，本申请公开了一种白坯布的制备工艺，该制备工艺中采用抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布，由于是直接对纤维进行的抗紫外改性，而非物理附着方式的抗紫外改性，白坯布的抗紫外效果不会因洗涤等外力作用而衰减，所制备的白坯布具有长久的抗紫外作用。
本申请提供一种白坯布的制备工艺，采用如下的技术方案：
一种白坯布的制备工艺，包括如下步骤：将涤纶纤维织造获得白坯布；所述涤纶纤维为抗紫外改性涤纶纤维。
优选地，上述抗紫外改性涤纶纤维包括如下重量份的各组分：抗紫外改性聚酯90-110份、润滑剂0.5-2份、分散剂0.1-2份、壳聚糖3-8份。
优选地，上述抗紫外改性聚酯是由对苯二甲酸、乙二醇和抗紫外单体聚合而成，所述抗紫外改性聚酯的结构式为：
和/或
所述抗紫外改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和抗紫外单体加入预聚釜内，搅拌下加热至230℃左右，调节釜内压力至0.7MPa，酯化反应40min，得到聚酯低聚物；将聚酯低聚物转移至聚合釜内，调整温度至250℃，压力至1.0MPa，进行聚合反应4h，得到抗紫外改性聚酯，其中，对苯二甲酸、乙二醇和抗紫外单体的摩尔比为1:1-1.5:0.01-0.03。
优选地，上述抗紫外单体的结构式为：
和/或
所述抗紫外单体的制备方法为：
(1)0℃冰水浴条件下将苯甲酰氯和氯苯加入反应釜中，并加入无水三氯化铝，至无水三氯化铝溶解后，边搅拌边缓慢将1-甲氧基-3-乙烯氧基苯加入到反应釜内，搅拌反应1h得到产物A，其中，苯甲酰氯与1-甲氧基-3-乙烯氧基苯的摩尔比为1:1，无水三氯化铝为反应物总质量的2％，氯苯为反应物总质量的10％，反应方程式为：
(2)将产物A和适量的固体磷酸催化剂加入反应釜内，搅拌加热加热熔融，并加热至220℃，缓慢滴加3,4-丁烯二醇(产物A与3,4-丁烯二醇的摩尔比为1:1.1-1.5)，反应压力控制在5MPa，滴加完毕后继续反应0.5h，得到混合物，反应方程式为：
(3)酸性条件下将步骤(2)获得的混合物水解，将水解产物减压蒸馏回收未反应的3,4-丁烯二醇，冷却至70-80℃后加入活性炭和乙醇，搅拌半小时后趁热过滤，除去活性炭，将滤液进行浓缩，回收乙醇，之后冷却、结晶、离心分离，将结晶产物干燥得到抗紫外单体，反应方程式为：
优选地，上述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种。
优选地，上述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
优选地，上述抗紫外改性涤纶纤维的制备方法为：
(1)将抗紫外改性聚酯、润滑剂、分散剂、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维。
优选地，上述步骤(1)中所用的挤出机为双螺杆挤出机，主机转速为700-900r/min，喂料转速为500-600r/min，切粒转速为1100-1200r/min。
优选地，上述步骤(1)中的挤出温度为270-300℃，挤出压力为6-8MPa。
优选地，上述步骤(2)中熔融纺丝温度为280-290℃，环吹风温度为25-30℃，环吹风速度为0.3-0.5m/s，卷绕纺丝速度为3000-3500m/min，牵伸倍数为3.5-4.5倍。
本申请具有如下的有益效果：
(1)本申请的白坯布的制备工艺，采用抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布，由于是直接对纤维进行的抗紫外改性，而非物理附着方式的抗紫外改性，白坯布的抗紫外效果不会因洗涤等外力作用而衰减，所制备的白坯布具有长久的抗紫外作用。
(2)本申请的抗紫外改性涤纶纤维中添加有壳聚糖，可以使所获得的抗紫外改性涤纶纤维具有一定的抗菌效果，所获得的白坯布具有一定的抗菌作用；
(3)本申请用于制备抗紫外改性涤纶纤维的抗紫外改性聚酯中聚合有抗紫外单体，该抗紫外单体中含有紫外线吸收剂UV-9结构，可以起到良好的抗紫外作用，且该结构以聚合的方式存在于聚酯链段中，不会发生析出、迁移，可以长久的发挥抗紫外作用。
具体实施方式
现在结合实施例对本申请作进一步详细的说明。
抗紫外改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和抗紫外单体加入预聚釜内，搅拌下加热至230℃左右，调节釜内压力至0.7MPa，酯化反应40min，得到聚酯低聚物；将聚酯低聚物转移至聚合釜内，调整温度至250℃，压力至1.0MPa，进行聚合反应4h，得到抗紫外改性聚酯，其中，对苯二甲酸、乙二醇和抗紫外单体的摩尔比为1:1.2:0.02。
普通聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸和乙二醇加入预聚釜内，搅拌下加热至230℃左右，调节釜内压力至0.7MPa，酯化反应40min，得到聚酯低聚物；将聚酯低聚物转移至聚合釜内，调整温度至250℃，压力至1.0MPa，进行聚合反应4h，得到普通聚酯，其中，对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:1.2。
实施例1
抗紫外改性涤纶纤维的组分配比：90份抗紫外改性聚酯、0.5份聚乙烯蜡、0.1份聚乙烯吡咯烷酮、3份壳聚糖。
抗紫外改性涤纶纤维的制备：
(1)将抗紫外改性聚酯、聚乙烯蜡、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为700r/min，喂料转速为500r/min，切粒转速为1100r/min，挤出温度为270℃，挤出压力为8MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为280℃，环吹风温度为25℃，环吹风速度为0.3m/s，卷绕纺丝速度为3000m/min，牵伸倍数为3.5倍。
白坯布的制备：用所获得的抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布。
实施例2
抗紫外改性涤纶纤维的组分配比：95份抗紫外改性聚酯、0.8份硬脂酸钙、0.5份聚乙烯吡咯烷酮、4份壳聚糖。
抗紫外改性涤纶纤维的制备：
(1)将抗紫外改性聚酯、硬脂酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为750r/min，喂料转速为530r/min，切粒转速为1150r/min，挤出温度为275℃，挤出压力为7.5MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为285℃，环吹风温度为28℃，环吹风速度为0.4m/s，卷绕纺丝速度为3100m/min，牵伸倍数为3.8倍。
白坯布的制备：用所获得的抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布。
实施例3
抗紫外改性涤纶纤维的组分配比：110份抗紫外改性聚酯、2份硬脂酸锌、2份聚乙烯吡咯烷酮、8份壳聚糖。
抗紫外改性涤纶纤维的制备：
(1)将抗紫外改性聚酯、硬脂酸锌、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为900r/min，喂料转速为600r/min，切粒转速为1200r/min，挤出温度为300℃，挤出压力为6MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为290℃，环吹风温度为30℃，环吹风速度为0.5m/s，卷绕纺丝速度为3500m/min，牵伸倍数为4.5倍。
白坯布的制备：用所获得的抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布。
实施例4
抗紫外改性涤纶纤维的组分配比：105份抗紫外改性聚酯、1.6份硬脂酸锌、1.5份聚乙烯吡咯烷酮、7份壳聚糖。
抗紫外改性涤纶纤维的制备：
(1)将抗紫外改性聚酯、硬脂酸锌、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为850r/min，喂料转速为580r/min，切粒转速为1180r/min，挤出温度为290℃，挤出压力为6.5MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为285℃，环吹风温度为30℃，环吹风速度为0.3m/s，卷绕纺丝速度为3000m/min，牵伸倍数为4.2倍。
白坯布的制备：用所获得的抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布。
实施例5
抗紫外改性涤纶纤维的组分配比：100份抗紫外改性聚酯、1.2份聚乙烯蜡、1份聚乙烯吡咯烷酮、6份壳聚糖。
抗紫外改性涤纶纤维的制备：
(1)将抗紫外改性聚酯、聚乙烯蜡、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为800r/min，喂料转速为550r/min，切粒转速为1150r/min，挤出温度为285℃，挤出压力为7MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为285℃，环吹风温度为28℃，环吹风速度为0.4m/s，卷绕纺丝速度为3300m/min，牵伸倍数为4倍。
白坯布的制备：用所获得的抗紫外改性涤纶纤维进行织造获得白坯布。
对比例1
普通涤纶纤维的组分配比：100份普通聚酯、1.2份聚乙烯蜡、1份聚乙烯吡咯烷酮、6份壳聚糖。
普通涤纶纤维的制备：
(1)将普通聚酯、聚乙烯蜡、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为800r/min，喂料转速为550r/min，切粒转速为1150r/min，挤出温度为285℃，挤出压力为7MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为285℃，环吹风温度为28℃，环吹风速度为0.4m/s，卷绕纺丝速度为3300m/min，牵伸倍数为4倍。
白坯布的制备：用所获得的普通涤纶纤维进行织造获得白坯布。
对比例2
普通涤纶纤维的组分配比：97.2份普通聚酯、2.8份紫外线吸收剂UV-9、1.2份聚乙烯蜡、1份聚乙烯吡咯烷酮、6份壳聚糖。
普通涤纶纤维的制备：
(1)将普通聚酯、紫外线吸收剂UV-9、聚乙烯蜡、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为800r/min，喂料转速为550r/min，切粒转速为1150r/min，挤出温度为285℃，挤出压力为7MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为285℃，环吹风温度为28℃，环吹风速度为0.4m/s，卷绕纺丝速度为3300m/min，牵伸倍数为4倍。
白坯布的制备：用所获得的普通涤纶纤维进行织造获得白坯布。
对比例3
普通涤纶纤维的组分配比：100份普通聚酯、1.2份聚乙烯蜡、1份聚乙烯吡咯烷酮、6份壳聚糖。
普通涤纶纤维的制备：
(1)将普通聚酯、聚乙烯蜡、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖加入挤出机中，熔融共混挤出，得到涤纶母粒；其中，双螺杆挤出机的主机转速为800r/min，喂料转速为550r/min，切粒转速为1150r/min，挤出温度为285℃，挤出压力为7MPa；
(2)将涤纶母粒进行熔融纺丝获得抗紫外改性涤纶纤维，其中，熔融纺丝温度为285℃，环吹风温度为28℃，环吹风速度为0.4m/s，卷绕纺丝速度为3300m/min，牵伸倍数为4倍。
白坯布的制备：用所获得的普通涤纶纤维进行织造获得待处理的白坯布。将待处理的白坯布浸渍于紫外线吸收剂UV-9的乙醇溶液中，紫外线吸收剂UV-9的质量百分比为30％，浸渍后进行烘干处理，得白坯布。
对实施例1-5和对比例1-2所获得的白坯布进行抗紫外性能的检测，测试标准参考GB/T18830-2002《纺织品防紫外线性能的评定》，测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出，本申请实施例1-5所制备的白坯布具有良好的抗紫外效果，不仅初始抗紫外效果好，在水洗50次、水洗100次后的抗紫外效果基本不变，说明水洗不会影响白坯布的抗紫外效果，可以起到长久的抗紫外性能。而从对比例1可以看出，当采用普通聚酯制备的聚酯纤维织造获得白坯布时，所获得的白坯布抗紫外效果差。从对比例2可以看出，当采用熔融共混的方式向制备涤纶纤维的原料中添加紫外线吸收剂UV-9时，虽然所获得的白坯布具有相对较好的初始抗紫外效果(共混可能存在分散不均等问题，使得对比例2的初始UPF略低于实施例5)，且水洗50次后仍然能够维持相对较高的抗紫外性能，但水洗100次后的抗紫外性能下降明显，可能是由于小分子的紫外线吸收剂UV-9发生迁移、析出等，影响了抗紫外效果。从对比例3可以看出，当采用紫外线吸收剂溶液浸泡后处理的方式改善白坯布的抗紫外性能时，虽然获得了较高的初始抗紫外效果，但随着水洗次数的增加，白坯布的抗紫外性能越来越差，水洗50次时UPF值下降至33.6，水洗100次时已严重下降至27.6，基本与未进行抗紫外处理的白坯布相当，说明以后处理方式在白坯布表面物理附着的紫外线吸收剂容易在水洗过程中脱附，从而使白坯布失去抗紫外效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。