一种皮芯复合丝及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种皮芯复合丝，由若干细长丝状的纤维组成的纤维芯以及包覆在所述纤维芯外层上的包覆层组成，其特征在于，所述的纤维为天然纤维或合成纤维或两者的结合，所述的包覆层由至少含有30%质量含量PVB的复合材料或者单一PVB树脂皮层材料构成，所述包覆层在纤维芯的径向外周形成封闭结构。在包覆层中，还可以添加高分子改性材料、增塑剂、无机填料、抗氧剂、抗紫外剂和爽滑剂来增强包覆层的物理和化学性能。本发明专利技术可以替代现有的PVC包覆复合丝，避免PVC生产过程中的有害物质的产生和排放，同时PVB可以从废弃的夹角玻璃中回收利用而来，实现资源的循环利用。实现资源的循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种皮芯复合丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种皮芯复合丝及其制备方法，属于纺织品改性领域。
技术背景
[0002]聚乙烯醇缩丁醛（PVB）夹胶玻璃因其优异的光学性能、耐老化性能和安全性能在汽车、建筑安全玻璃领域得到了广泛的应用。然而夹胶玻璃作为损耗品，汽车挡风玻璃和建筑夹胶安全玻璃每年的报废量是巨大的。玻璃填埋和焚烧都不是好的处理方法。如何将这些报废的夹胶玻璃回收再利用成为了工业界和环保领域的重要研究课题。作为无机物的玻璃可以通过粉碎回收后，再次炼制成玻璃或者是作为玻璃纤维的原材料。而PVB胶片的回收利用则具有不同的方向。
[0003]常用的包覆丝使用PVC来包覆涤纶丝，而PVC在使用和回收处理过程中会在不同程度上产生一些对环境和人体有害的物质，如二噁英等。美国专利US8486848介绍了一种PVB织物复合材料，织物与PVB直接复合或者通过粘结层与PVB复合来替代PVC复合层，该层状材料作为防水、防污的织物材料应用于鞋材、服装、家具等领域。但其成本高，应用领域有限，也没有提出环保等社会问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术介绍了一种由PVB作为皮芯结构复合纤维的包覆层的包覆丝，以及这一复合纤维的生产方法。本专利技术取代现有的PVC包覆丝应用于纺织领域，减少PVC的应用，从而减少PVC产品在生产、使用和废弃过程中有害物质的产生，另一方面采用PVB可以大大降低PVB自然废弃量，为这种有害废弃塑料找到现实的应用场景从而提升整个社会的经济效益和环保效益。
[0005]本专利技术的解决方案是，一种皮芯复合丝，它包括由若干细长丝状的纤维组成的纤维芯以及包覆在所述纤维芯外层上的包覆层组成，所述的包覆层由至少含有30%质量含量PVB的复合或者单一树脂包覆层材料构成，所述包覆层在纤维芯的径向外周形成封闭结构。
[0006]进一步地，所述的纤维是合成纤维或天然纤维或者两者的结合。
[0007]进一步，所述的合成纤维是涤纶纤维、氨纶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维一种或多种。
[0008]进一步地，所述天然纤维是棉纤维、麻纤维的一种或多种。
[0009]进一步地，所述纤维的丝径为10
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20dtex。
[0010]进一步地，所述纤维芯包含至少50根以上纤维。
[0011]进一步地，所述纤维芯是由上述纤维在高速回转的纺杯流场内或在静电场内使纤维凝聚并加捻成的自由端纱，该纤维芯加捻与卷绕作用分别由不同的部件完成，因而效率高，成本较低。本专利技术采用更粗的纤维和更多的纤维根数形成更粗的纤维芯，将其与PVB构成的包覆层整体套接包覆而成包覆丝，从而在复合包覆丝领域用PVB来替代PVC材料。本专利技术不仅解决上述问题，还充分利用回收的再生PVB来生产PVC包覆丝，因而本专利技术生产PVB包覆丝安全无毒，成本低廉。既解决了PVC的危害性问题，也解决了PVB回收利用的问题。
[0012]进一步地，上述包覆层材料是由从夹层玻璃回收的PVB层加工而成。每年大量的报废夹层玻璃包括汽车前风挡玻璃和建筑安全玻璃会产生大量的回收PVB膜片。对这些PVB膜片的回收利用能节约大量的能源与水资源，并减少塑料垃圾对于环境的污染。本专利技术中的PVB组分优选从夹层玻璃中回收利用的PVB膜片。
[0013]进一步地，上述包覆层材料除PVB树脂粉，还可以加入一些高分子改性材料，该高分子改性材料是聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、乙烯
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醋酸乙烯共聚物EVA、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯
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苯乙烯共聚物MBS、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物SBS，热塑性聚氨酯TPU中的一种或者多种。上述材料的添加可以大大改善包覆层的抗冲击性、耐寒性，耐弯折性等性能，这在本专利技术的纤维芯和包覆层结构中，包覆层的上述性能提升可以大大扩展本材料的应用领域，同时对本产品的制造成本不会显著增加，尤其是在桌垫、雨伞等特定的应用场景下具有较高的综合性能，在市场上具有较高的竞争力，进一步地，所述高分子改性材料的添加量为所述包覆层材料的至多60%。
[0014]进一步地，上述包覆层还可以添加无机物填料，该无机物填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、氧化硅、氧化铝中的一种或多种，进一步地，所述无机填料的添加量为包覆层的至多60%。上述无机填料除了可以减少包覆层中橡胶及高分子改性材料的使用量，从而降低生产成本外，还能够增强包覆层的力学强度，提高弹性模量以及耐磨度，以及增强包覆层的耐热性，降低包覆层接触热源时结构被破坏的概率，上述改性在产品中的运用可以提高产品的使用寿命，大大提高产品的耐磨度以及撕裂强度。
[0015]进一步地，上述包覆层还可以添加增塑剂，上述的增塑剂选自三甘醇二异辛酸酯(3GO)、四甘醇二庚酸酯(4G6)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二辛酯（DOS）、己二酸二辛脂(DOA)，对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、环氧大豆油、环氧脂肪酸甲酯中的一种或多种，进一步地，增塑剂添加量为所述包覆层材料0.1%~2%，增塑剂的加入量取决于本专利技术制备的皮芯包覆丝用于生产制造纺织物产品时，纺织物产品所需的软硬度，产品所需的软硬度越软，则增塑剂添加量越高。
[0016]进一步地，上述包覆层还可以添加抗氧剂，上述的抗氧剂包含但不限定于受阻酚类主抗氧剂如巴斯夫抗氧剂系列IRGANOX1010、IRGANOX1076、IRGANOX1098等和辅助抗氧剂巴斯夫IRGAFOS 168、IRGAFOS 126、IRGAFOS P
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EPQ、等常用商业化抗氧剂。
[0017]进一步地，上述的包覆层还可以添加紫外线吸收剂、紫外线屏蔽剂和紫外线稳定剂，上述的紫外线吸收剂可选自二苯甲酮类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种或多种，紫外线屏蔽剂可选自钛白粉、炭黑类紫外线屏蔽剂中的一种或多种，紫外线稳定剂可选自受阻胺类紫外线稳定剂。
[0018]高分子材料的使用需要考虑老化问题，造成老化的因素通常包含热老化和光老化。抗氧剂的主要作用是捕获自由基并使自由基稳定，终止联反应的发生从而降低老化速度，紫外线吸收剂、屏蔽剂和稳定剂主要是减少高分子材料接收的紫外线，从而减少自由基的产生。在一些应用领域，如遮阳伞，产品会经常处于高热环境或强紫外光环境，对产品的使用寿命产生是一大挑战，上述的改性措施可以极大地延缓皮芯复合丝的老化速度，对产品的质量有较大提升。
[0019]进一步地，上述包覆层还可以添加爽滑剂，所述的爽滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸单双甘油酯、芥酸酰胺、油酸酰胺、石蜡、氯化石蜡、PE蜡中的一种或多种。爽滑剂
可以用于提升PVB包覆层的延伸性和光滑度，延伸性的提高可以降低皮芯复合丝在拉伸过程中PVB包覆层区部断裂将芯层暴露出来的概率，光滑度的提升使得复合丝之间降低局部缠结的概率，有助于下游产品的纺织制造，同时也能提升产品的手感。
[0020]本专利技术还提供了上述皮芯复合丝的制备方法，具体步骤如下：1)PVB造粒：将无机填料粉与硅烷偶联剂混合，放入高速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种皮芯复合丝，由若干细长丝状的纤维组成的纤维芯以及包覆在所述纤维芯外层上的包覆层组成，其特征在于，所述的纤维为天然纤维或合成纤维或两者的结合，所述的包覆层由至少含有30%质量含量PVB的复合材料或者单一PVB树脂皮层材料构成，所述包覆层在纤维芯的径向外周形成封闭结构。2.根据权利要求1所述的一种皮芯复合丝，其特征在于，所述的纤维芯至少包含50根纤维，所述的纤维的丝径为10~20dtex。3.根据权利要求1所述的一种皮芯复合丝，其特征在于，所述的包覆层厚度为0.05~0.1mm。4.根据权利要求1所述的一种皮芯复合丝，其特征在于，所述的包覆层还含有高分子改性材料，所述的高分子改性材料选自聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、乙烯
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醋酸乙烯共聚物EVA、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯
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苯乙烯共聚物MBS、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物SBS，热塑性聚氨酯TPU中的一种或者多种，所述的高分子改性材料添加量为所述包覆层的至多60wt%。5.根据权利要求1所述的一种皮芯复合丝，其特征在于，所述的包覆层还含有无机填料，所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、硅灰石、氧化硅、氧化铝中的一种或多种，所述的无机填料添加量为所述包覆层的至多60wt%。6.根据权利要求1所述的一种皮芯复合丝，其特征在于，所述的包覆层还含有增塑剂，所述的增塑剂选自三甘醇二异辛酸酯(3GO)、四甘醇二庚酸酯(4G7)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二辛酯（DOS）、己二酸二辛脂(DOA)，对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、环氧大豆油、环氧脂肪酸甲酯中的一种或多种，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫国军，冯艳，葛希，谭颖，
申请(专利权)人：中国科学院大学温州研究院温州生物材料与工程研究所，
类型：发明
国别省市：