CN102108565A - 一种皮芯型复合纤维及用途 - Google Patents

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袁浩
曹海兵
藤森稔
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Abstract

本发明公开了一种皮芯型复合纤维及用途。该纤维的芯成分为聚合物，皮成分为聚合物与碱溶性聚酯的共混物，且皮芯复合比为10/90～30/70，皮成分中的碱溶性聚酯占纤维总重量的5～25wt％。该皮芯型复合纤维制成织物后经过减量处理具有吸湿速干性能，可以制得吸湿速干纺织品，其芯吸高度达75～125mm，水分蒸发率为75～95％。

Description

一种皮芯型复合纤维及用途
技术领域
本发明涉及一种皮芯型复合纤维，具体的是一种含碱溶性聚酯共混物的复合纤维。 
背景技术
涤纶作为合成纤维中的三大主力纤维之一，因其优良的物理和化学特性而被广泛用于服装面以及非服装领域。涤纶产品问世以来，也曾以其悬垂性好、强度高而被下游用户作为主要纺织原料来织造各类纺织品。但由于它的疏水特性而在对吸水性或吸湿性要求较高的领域中的应用受到了限制。而天然纤维如纯棉虽然具有很好的吸水性，但因其保水率很高，导湿性能较差，应用范围也受到了制约。如何能使一种纤维同时具有吸水-导湿的高舒适性能是目前诸多纤维研究者和纤维生产厂家努力追求的目标。 
随着日常穿着的多样化和个性化以及为制造高档日用服装，进行了各种尝试以期能达到天然纤维具有优良性能，例如吸水能力、透湿能力等。现在除了吸水性高之外还具有快干性能的织物已在一些高档运动服得到应用，以便运动服在穿着时，能保持舒适、可穿状态。 
未来衣着用织物将朝向舒适、健康的方向发展，吸水速干织物就 是其中的重要指标之一。这里的“吸湿速干”是指使不亲水的织物同时具有吸水性和速干性，一般来说，无论天然纤维还是合成纤维都很难兼顾这两种性能。但是吸水速干加工技术可以做到这点。吸水速干纤维是利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物表面并散发，从而达到吸水速干的目的。吸水速干纤维是着眼于吸水、速干特性和衣服舒适性的功能纤维。 
目前吸水速干纤维的断面绝大多数为三叶形、十字形等异型形状。因为十字四边之间形成的夹角有毛细管道效应，所以该纤维具有一点的导湿透气性能。也有如专利CN200610002873.1中提到的采用吸湿性共聚醚酯类聚合物为原料，通过皮芯复合使其在芯成分中产生吸湿性。但这种纤维所产生的吸水性能有时还不能满足顾客的要求，需要更为理想的芯吸功能。 
发明内容
本发明的目的是在保证可纺性的前提下，提供一种皮芯型复合纤维，该纤维经减量后具有吸湿速干性能。 
本发明的技术解决方案是： 
一种皮芯型复合纤维，该纤维的芯成分为聚合物，皮成分为聚合物与碱溶性聚酯的共混物，且皮芯复合比为10/90～30/70。 
皮成分中的碱溶性聚酯占纤维总重量的5～25wt％，优选10～20wt％。当碱溶性聚酯的重量比小于5％时，其减量后不能形成足够的 细长微孔，从而其吸湿性能不能满足要求。若碱溶性聚酯的重量比大于25％，其减量后皮成分会因减量过度而失去强度。 
芯成分的聚合物和皮成分中的聚合物分别为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺中的任意一种，可以相同，也可以不同。 
皮成分中的碱溶性聚酯为聚对苯二甲酸、乙二醇和间苯二甲酸乙二醇酯-5磺酸金属盐的共聚酯。 
该皮芯型复合纤维的生产方法，包括下列步骤： 
(1)皮组分共混：将重量百分比为68～50wt％的碱溶性共聚酯和32～50wt％的聚合物在熔融前进行共混； 
(2)纺丝：将皮芯两组分在2台螺杆挤出机分别熔融挤出，将挤出熔体经计量后输送到复合纺丝组件中挤出，熔体丝条冷却上油，卷绕后得到皮芯型复合纤维。 
将该纤维织造成织物，并经碱减量处理可以得到吸湿速干织物，减量率控制在5％～25％。碱减量处理可以在浓度为1％～3％、浴比为50～150的NaOH溶液中进行。 
上述碱减量处理工艺采用常规工艺即可，例如，织物在浓度为1％～3％，温度为85℃～95℃，浴比为50～150的NaOH溶液中减量30～55min，织物减量率为5％～25％。按此减量条件，复合纤维的皮组分中碱溶性共聚酯的减量速度是复合纤维芯成分以及皮成分中的另一聚合物的5～150倍。碱减量后的织物进行SEM观测，可以看到纤 维表面有很明显的凹坑。这些凹坑赋予了织物吸湿速干的性能。 
本发明所得到的皮芯型复合纤维制成织物后经过减量处理具有良好的吸湿速干性能，即能得到吸湿速干性纺织品。 
具体实施方式
本发明中织物的吸水性能用JIS L 1907-5.1.2方法测定： 
将垂直吊挂的实验样品下端浸入到水中，放置10min后，测定水的上升高度(mm)(芯吸高度)表示吸水速度。 
本发明中织物的干燥性能用AATCC79:2000测定： 
将6cm×6cm的试样置于20±1℃、湿度65％±2％的环境下24小时，以滴定管口距试样织物表面1cm的距离，滴0.05ml水于织物表面后(织物湿重为W0)，置于准确度0.001g的微量天平悬空测试12分钟后(织物重为W1)其水分蒸发率。 
水分蒸发率＝(W0-Wt)/0.05×100％ 
实施例1 
将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片与碱溶性聚酯COPET在真空转股干燥机内干燥至水分50ppm以下，经料仓送入螺杆熔融，皮芯型复合纤维是利用2个螺杆，控制各自的温度，分别熔融构成皮(A)一芯(B)的吸湿速干聚酯(A：PET+COPET B：PET)2种原料，A/B＝10(5/5)/90(质量比)，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体按规定定量地送入皮芯型复合纺丝组件挤出、冷却、上油、卷绕后得到皮芯型复合纤维的原丝，原丝再经拉伸定型 便可得到成品皮芯型纤维。其中纺丝温度为285℃，纺丝速度为2500m/min，控制原丝品种150dtex/36F。 
在村田-33J机器上进行假捻加工，第一热箱温度为150℃、速度为500m/min、延伸倍率为1.80的条件下进行假捻加工，制得吸湿速干聚酯纤维，最终的DTY品种84dtex/36F。 
将该纤维进行织物制作，织物在浓度为2％，浴比为50的NaOH溶液中减量55min，织物减量率为5.5％，减量后具有优良吸水性能，其芯吸高度为80mm，水分蒸发率：75.5％。对碱减量后的织物纤维表面进行SEM观测。 
测定延伸假捻后的DTY丝的强度、伸度、芯吸高度、水分蒸发率。具体数值见表1。 
实施例2 
采用与实施例1相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度，但改变两种聚合物的复合比由10(5/5)/90改变为20(5/15)/80。具体数值见表1。 
实施例3 
采用与实施例1相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度，但改变两种聚合物的复合比由10(5/5)/90改变为30(5/25)/70。具体数值见表1。 
实施例4 
采用与实施例3相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工 方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，但改变碱溶性聚合物占的比重由30(5/25)/70改变为30(25/5)/70。具体数值见表1。 
实施例5 
采用与实施例3相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，但改变碱溶性聚合物占的比重由30(5/25)/70改变为30(15/15)/70。具体数值见表2。 
实施例6 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，碱溶性聚合物占的比重但改变聚合物的种类由PET+COPET/PET→PBTCOPET/PET。具体数值见表2。 
实施例7 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，碱溶性聚合物占的比重但改变聚合物的种类由PET+COPET/PET改变为PTTCOPET/PET。具体数值见表2。 
实施例8 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，碱溶性聚合物占 的比重但改变聚合物的种类由PET+COPET/PET改变为PA6COPET/PET。具体数值见表2。 
实施例9 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，碱溶性聚合物占的比重但改变聚合物的种类由PET+COPET/PET改变为PETCOPET/PBT。具体数值见表3。 
实施例10 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，碱溶性聚合物占的比重但改变聚合物的种类由PET+COPET/PET改变为PETCOPET/PTT。具体数值见表3。 
实施例11 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，碱溶性聚合物占的比重但改变聚合物的种类由PET+COPET/PET改变为PETCOPET/PA6。具体数值见表3。 
比较例1 
采用与实施例3相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，但改变碱溶性聚合物占的比重由30(5/25)/70改变为30(2/28)/70，所制成的纱 线吸湿性差。具体数值见表3。 
比较例2 
采用与实施例3相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，但改变碱溶性聚合物占的比重由30(5/25)/70改变为30(28/2)/70。所制成的纱线的强度达不到织布要求。具体数值见表4。 
比较例3 
采用与实施例5相同的纺丝温度、纺丝速度、原丝品种、加工方式、加工温度、加工倍率、加工速度、复合比，但改变碱溶性聚合物占的比重由30(15/15)/70改变为40(15/25)/60。所制成的纱线吸湿性差、强度都不好。具体数值见表4。 
表1 
  项目   单位   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  POY品种   -   150T-36   150T-36   150T-36   150T-36
  COPET所占  质量比   ％   5.3   5.3   5.3   5.3
  纺丝温度   ℃   285   285   285   285
  纺丝速度   m/min   2500   2500   2500   2500
  DTY品种   -   84T-36   84T-36   84T-36   84T-36
  DTY倍率   -   1.80   1.80   1.80   1.80
  热箱温度   ℃   150   150   150   150
  加工速度   m/min   500   500   500   500
  DTY强度   cN/dtex   3.82   3.80   3.78   2.71
  水分蒸发率   ％   83   79   76   92
  芯吸高度   mm   91   84   78   122
表2 
  项目   单位   实施例5   实施例6   实施例7   实施例8
  POY品种   -   150T-36   150T-36   150T-36   150T-36
  COPET所占  质量比   ％   17.6   17.6   17.6   17.6
  纺丝温度   ℃   285   285   285   285
  纺丝速度   m/min   2500   2500   2500   2500
  DTY品种   -   84T-36   84T-36   84T-36   84T-36
  DTY倍率   -   1.80   1.80   1.80   1.80
  热箱温度   ℃   150   150   150   150
  加工速度   m/min   500   500   500   500
  DTY强度   cN/dtex   3.33   3.28   3.43   3.52
  水分蒸发率   ％   87   86   87   88
  芯吸高度   mm   111   110   113   115
表3 
  项目   单位   实施例9   实施例10   实施例11   比较例1
  POY品种   -   150T-36   150T-36   150T-36   150T-36
  COPET所占  质量比   ％   17.6   17.6   17.6   17.6
  纺丝温度   ℃   285   285   285   285
  纺丝速度   m/min   2500   2500   2500   2500
  DTY品种   -   84T-36   84T-36   84T-36   84T-36
  DTY倍率   -   1.80   1.80   1.80   1.80
  热箱温度   ℃   150   150   150   150
  加工速度   m/min   500   500   500   500
  DTY强度   cN/dtex   3.20   3.49   3.63   3.87
  水分蒸发率   ％   86   89   90   72
  芯吸高度   mm   108   118   120   76
表4 
  项目   单位   比较例2   比较例3
  POY品种   -   150T-36   150T-36
  COPET所占质  量比   ％   38.9   38.9
  PET纺丝温度   ℃   285   285
  纺丝速度   m/min   2500   2500
  DTY品种   -   84T-36   84T-36
  DTY倍率   -   1.80   1.80
  热箱温度   ℃   150   150
  加工速度   m/min   500   500
  DTY强度   cN/dtex   2.53   3.12
  水分蒸发率   ％   93   85
  芯吸高度   mm   121   101

Claims (5)

1.一种皮芯型复合纤维，其特征在于：该纤维的芯成分为聚合物，皮成分为聚合物与碱溶性聚酯的共混物，且皮芯复合比为10/90～30/70。
2.根据权利要求1所述的皮芯型复合纤维，其特征在于：皮成分中的碱溶性聚酯占纤维总重量的5～25wt％。
3.根据权利要求1或2所述的皮芯型复合纤维，其特征在于：芯成分的聚合物和皮成分中的聚合物分别为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺中的任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的皮芯型复合纤维，其特征在于：皮成分中的碱溶性聚酯为聚对苯二甲酸、乙二醇和间苯二甲酸乙二醇酯-5磺酸金属盐的共聚酯。
5.权利要求1所述的皮芯型复合纤维在制备吸湿速干性纺织品中的应用。
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