一种床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法。首先选用低熔点聚酯纤维与常规聚酯纤维进行复合纺丝，得到皮层厚度为50～500nm的皮芯结构聚酯纤维；然后利用皮层低熔点聚酯纤维的低熔点和粘结特性，在皮层纤维熔融状态下，采用高速二氧化钛纳米粒子流对皮芯结构的聚酯纤维表面进行轰击，二氧化钛纳米粒子被包覆在皮层低熔点聚酯纤维内，负载牢度显著提高。通过控制二氧化钛纳米粒子流的流量和轰击时间，使得二氧化钛纳米粒子在皮层表面形成凸起或凹陷，此种结构赋予皮层表面超疏水特性；此外二氧化钛的光催化作用能够降解有机污渍，从而赋予聚酯纤维双重自清洁功能。

【技术实现步骤摘要】
一种床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法
本专利技术属于功能纺织材料
，尤其涉及一种床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法。
技术介绍
聚酯纤维因具有诸多优点而被广泛应用于纺织品领域，目前已成为纺织品领域用途最广、耗量最大的纤维原料。目前聚酯纤维被广泛应用于服装填充物等领域，其在床品领域的应用也颇为广泛，如用于被子、床垫、枕头、毯子和抱枕等的填充物。床品填充物在长时间使用过后，不可避免地会被污渍等物质弄脏，给细菌滋生创造有利条件，而填充物不易清洗，且频繁的清洗会降低床品的使用寿命和服用舒适性。因此，聚酯纤维作为床品填充时，不仅需要具有海绵的舒适保暖性，还需要具有良好的自清洁功能，从而减少洗涤次数，提高床品的服用性和耐久性。自清洁功能纤维是指在自然条件下可以维持自身表面的清洁，自动去除污渍，无需人工清洁，不仅可缓解洗涤带来的环境和能源问题，还能有效屏蔽和消解如细菌、病毒、杀虫剂、污渍等各种各样的环境污染物，避免这些污染物通过皮肤或呼吸道对人体造成伤害。目前获得自清洁功能的途径主要包括两类：一是形成超疏水化表面，二是形成光催化表面。如采用超防污纳米涂层工艺获得超强的疏水疏油表面，水珠及油珠可自行滚落，不留痕迹，从而有效防止灰尘和油污渗入。但此种自清洁功能尚不足以为床品填充物提供足够的自清洁效果。基于光催化原理的自清洁表面技术是在一定波长的光纤照射下，光催化剂纳米粒子受激生成电子－空穴对；其中电子具有较强的还原性，能将其周围的氧还原成活性离子氧；相反空穴具有氧化性，能分解催化剂表面吸附的水，并与周围的O2分子发生作用生成氧化性很高的氢氧自由基；因此光催化剂纳米粒子在光线辐射下的具备极强的氧化－还原作用，可以对许多难降解的有机物进行分解，将光催化剂表面的各种污染物摧毁，同时达到抑制细菌生长和病毒活性的能力，达到自清洁的目的。目前使用最对多的光催化自清洁表面纳米材料为纳米级的TiO2，处理方法主要包括浸渍法、涂层发、水热法和磁控溅射法。浸渍法是将织物浸入纳米TiO2分散液中，再经过轧液、烘干、焙烘、汽蒸等工艺，将纳米TiO2颗粒整理到织物上，赋予织物光催化自清洁性能。但由于TiO2是无机物，而纺织纤维表面缺乏可以与其反应的活性基团，TiO2往往与织物结合不够紧密。涂层法是以丙烯酸树脂、聚氨酯、氟聚合物等作为粘合剂，通过加入分散剂或偶联剂，高速搅拌、超声分散等方法将纳米TiO2粉体分散到粘合剂中，配制出纳米TiO2涂层浆，采用涂层的工艺，将纳米TiO2粒子粘合在织物表面，赋予织物光催化自清洁性能。该方法制备工艺简单，但纳米TiO2粒子在高聚物中容易形成团聚，使得涂层织物光催化性能较弱，而织物在经涂层加工以后，透气性、柔软性也会下降。水热法是将织物浸入四氯化钛/钛酸丁酯、异丙醇/匕醇等的溶液中，在70～95℃的热水环境下，利用醇解反应，在织物上原位生成粒径较小的锐钛矿型纳米TiO2，赋予织物光催化自清洁性能。但该方法的大规模应用仍面临较多问题。磁控濺射法是在真空环境下，利用电磁技术将纳米Ti02粒子沉积在织物表面，形成一层纳米TiO2薄膜，赋予织物光催化自清洁性能。但磁控溅射设备昂贵，使用成本较高，不适合光催化自清洁纺织品的大规模生产应用。因此，如何实现催化剂粒子在织物表面的均匀分散并与纤维牢固结合，成为了制备光催化自清洁功能纺织品的主要难点。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法。首先选用低熔点聚酯纤维与常规聚酯纤维进行复合纺丝得到皮芯结构的聚酯纤维；然后利用皮层低熔点聚酯纤维的低熔点和粘结特性，在皮层纤维熔融状态下，采用高速二氧化钛纳米粒子流对皮芯结构的聚酯纤维表面进行轰击，二氧化钛纳米粒子被包覆在皮层低熔点聚酯纤维内，负载牢度显著提高。通过控制二氧化钛纳米粒子流的流量和轰击时间，使得皮层表面形成凸起或凹陷，此种结构赋予皮层表面超疏水特性；此外二氧化钛的光催化作用能够降解有机物，从而赋予聚酯纤维双重自清洁功能。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种床品填充用自清洁聚酯纤维，包括皮芯结构的聚酯纤维以及负载于所述皮芯结构的皮层内的至少一层二氧化钛纳米粒子，所述皮芯结构的皮层为低熔点聚酯，所述皮芯结构的芯层为常规聚酯；所述二氧化钛纳米粒子在皮层表面形成凸起或凹陷，所述凸起的高度或凹陷的深度小于所述二氧化钛纳米粒子的粒径，所述凸起或凹陷赋予皮层表面超疏水特性。进一步的，所述二氧化钛纳米粒子的粒径为30～100nm，所述皮层的厚度为50～500nm。进一步的，当所述二氧化钛纳米粒子的粒径大于所述皮层的厚度时，所述皮层内仅负载一层二氧化钛纳米粒子；当所述二氧化钛纳米粒子的粒径小于所述皮层的厚度时，所述二氧化钛纳米粒子的粒径d与所述皮层的厚度L满足以下关系式：式中，m为皮层内负载的二氧化碳纳米粒子的层数。进一步的，所述低熔点聚酯的熔点为100～150℃，所述常规聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。一种以上所述的床品填充用自清洁聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.将质量比大于等于2:1的醋酸丁酸纤维素和低熔点聚酯熔融共混作为皮层纺丝原料，将常规聚酯熔融共混作为芯层纺丝原料；S2.将步骤S1所述皮层纺丝原料和芯层纺丝原料放入皮芯复合纺丝组件中，经由复合喷丝板进行熔融纺丝，得到皮芯结构的复合纤维；S3.将步骤S2得到的所述皮芯结构的复合纤维在丙酮中进行萃取，除去皮层中的醋酸丁酸纤维素，得到皮芯结构的聚酯纤维；S4.将步骤S3得到的所述皮芯结构的聚酯纤维升温至预设温度，使皮层低熔点聚酯纤维熔融，采用高速二氧化钛纳米粒子流轰击所述皮芯结构的聚酯纤维表面，直至皮层表面形成凸起或凹陷，冷却后即得到所述自清洁聚酯纤维。进一步的，在步骤S4中，所述预设温度为100～160℃，且所述预设温度大于等于所述低熔点聚酯的熔点；所述高速二氧化钛纳米粒子流的速度为100～300m/s，所述高速二氧化钛纳米粒子流的流量为5～30mg/s。进一步的，在步骤S4中，采用加热后的高速二氧化钛纳米粒子流轰击所述皮芯结构的聚酯纤维表面，所述高速二氧化钛纳米粒子流的温度为80～120℃，且所述高速二氧化钛纳米粒子流的温度小于等于所述预设温度。进一步的，在步骤S1中，所述醋酸丁酸纤维素和低熔点聚酯的质量比为3:1～10:1。进一步的，在步骤S2中，所述皮层纺丝原料和芯层纺丝原料的质量比为30:70～50:50，所述皮层的纺丝温度为260～270℃，所述芯层的纺丝温度为278～288℃，纺丝速度为500～1000m/min。有益效果与现有技术相比，本专利技术提供的床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的床品填充用自清洁聚酯纤维，为一种皮层为低熔点聚酯纤维、芯层为常规聚酯纤维的皮芯结构聚酯纤维，利用皮层低熔点聚酯纤维的低熔点和粘结特性，在皮层内负载至少一层二氧化钛纳米粒子。二氧化钛纳米粒子在皮层表面形成凸起或凹陷，且凸起的高度或凹陷的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种床品填充用自清洁聚酯纤维，其特征在于，包括皮芯结构的聚酯纤维以及负载于所述皮芯结构的皮层内的至少一层二氧化钛纳米粒子，所述皮芯结构的皮层为低熔点聚酯，所述皮芯结构的芯层为常规聚酯；所述二氧化钛纳米粒子在皮层表面形成凸起或凹陷，所述凸起的高度或凹陷的深度小于所述二氧化钛纳米粒子的粒径，所述凸起或凹陷赋予皮层表面超疏水特性。/n

【技术特征摘要】
1.一种床品填充用自清洁聚酯纤维，其特征在于，包括皮芯结构的聚酯纤维以及负载于所述皮芯结构的皮层内的至少一层二氧化钛纳米粒子，所述皮芯结构的皮层为低熔点聚酯，所述皮芯结构的芯层为常规聚酯；所述二氧化钛纳米粒子在皮层表面形成凸起或凹陷，所述凸起的高度或凹陷的深度小于所述二氧化钛纳米粒子的粒径，所述凸起或凹陷赋予皮层表面超疏水特性。


2.根据权利要求1所述的一种床品填充用自清洁聚酯纤维，其特征在于，所述二氧化钛纳米粒子的粒径为30～100nm，所述皮层的厚度为50～500nm。


3.根据权利要求2所述的一种床品填充用自清洁聚酯纤维，其特征在于，当所述二氧化钛纳米粒子的粒径大于所述皮层的厚度时，所述皮层内仅负载一层二氧化钛纳米粒子；当所述二氧化钛纳米粒子的粒径小于所述皮层的厚度时，所述二氧化钛纳米粒子的粒径d与所述皮层的厚度L满足以下关系式：



式中，m为皮层内负载的二氧化碳纳米粒子的层数。


4.根据权利要求1所述的一种床品填充用自清洁聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯的熔点为100～150℃，所述常规聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。


5.一种权利要求去1至4中任一项权利要求所述的床品填充用自清洁聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将质量比大于等于2:1的醋酸丁酸纤维素和低熔点聚酯熔融共混作为皮层纺丝原料，将常规聚酯熔融共混作为芯层纺丝原料；
S2.将步骤S1所述皮层纺丝原料和芯层纺丝原料放入皮芯复合纺丝组件中，经由复合喷丝板进行熔融纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘敬春，
申请(专利权)人：江苏众恒可来比家具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32