CN102691119A - 一种三组分异形截面复合纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纤维制备技术领域，为了解决化纤产品不良的导湿、透湿性问题与单一组分的异形截面纤维模量高、织物手感差、染色较为困难、综合性能不佳的问题，本发明提出了一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，所述的制备方法为以下步骤：将三种聚酯切片分别各自熔融经计量泵挤出，进入异形复合喷丝板，最后经拉伸、卷绕后成形，得到多组分异形截面复合纤维。采用本发明制备的复合纤维的两组分间的粘结性大大提高，保证两组分互不分离，赋予了复合纤维更优异的稳定性，而且保持了普通异形纤维优异的吸湿排汗等功能，是一种特殊的新型异形纤维。

Description

一种三组分异形截面复合纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及纤维制备技术领域，具体地说涉及一种三组分异形截面复合纤维的制备方法。
背景技术
聚酯作为主要的工业原料，其产量占化纤总产量的80%以上，随着科学技术的进步，在各应用领域已经得到相当程度的拓展。但是原材料价格高、产品差异化低、产品附加值小等诸多因素造成了聚酯行业的发展瓶颈。另一方面，随着人们生活水平的提高，消费者对穿着的要求也越来越高，在保证款式新颖的前提下更要求织物舒适、安全、健康及环保。众所周知，化纤产品易洗耐穿，但其不良的导湿透湿性使其舒适性大打折扣，穿着时易造成闷热、不透气。人们在户外活动时，如果汗水不能迅速通过衣服体系蒸发，易造成闷热、不透气感，尤其在寒冷季节，人体将产生湿冷感，甚至引起感冒发烧。因此，新型纤维材料的开发成为迫切需求，而异形截面纤维正是一种很重要的新型纤维材料。但是，单一组分的异形截面纤维由于其自身结构上的特点，模量高、织物手感差、染色较为困难、综合性能不佳。
目前复合纤维的制备方法主要有共混及并列复合纺丝法。以PET和PBT为例，PET/PBT共混是将PET/PBT混合均匀后熔融纺丝得到，其缺点表现在体系在微观相畴仍存在不相容性在晶区表现出完全的不相容，而在非晶区当共混不充分时，仍有相分离的趋势；PET/PBT复合是指以PBT和PET为主要原料在高速纺丝机上，采用并列复合喷丝组件纺丝得到。PBT/PET复合纤维宏观观察与普通复丝无异，但由于两组分在接触点因接触面积较小而且纤维截面上同时并存两种组分，沸水收缩率、干热收缩率不同，从而造成复合界面不平直、喷丝孔出口处的丝条易弯曲、不同组分间易剥离等缺陷。譬如，英威达公司的T-400 “8”字双组分弹性纤维，两组分因在接触点太小而存在两组份分离的问题。
发明内容
为了解决化纤产品不良的导湿、透湿性问题与单一组分的异形截面纤维模量高、织物手感差、染色较为困难、综合性能不佳的问题，本发明提出了一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，采用本发明制备的复合纤维的两组分间的粘结性大大提高，保证两组分互不分离，赋予了复合纤维更优异的稳定性，而且保持了普通异形纤维优异的吸湿排汗等功能，是一种特殊的新型异形纤维。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，所述的制备方法为以下步骤：将三种聚酯切片分别各自熔融经计量泵挤出，进入异形复合喷丝板，最后经拉伸、卷绕后成形，得到多组分异形截面复合纤维。
喷丝板的喷丝孔的中心设有圆孔，圆形孔的四周设有若干个腰孔，圆孔与腰孔间设有间隔。间隔的距离限定为从腰孔喷出的丝与从圆孔喷出的丝相连接，同时圆孔与腰孔并不连通。作为优选，所述的异形复合喷丝板的喷丝孔中腰孔的分布呈三叶形、四叶形、五叶形中一种，分布在圆孔四周。腰孔长a=0.02～0.5mm，腰孔宽b=0.01～0.1mm，并且，长与宽的比为a：b=2～5：1。
圆孔的直径为d满足以下公式：d=kb ，其中k=2～4，b为腰孔的宽。 
异形截面纤维可以增大纤维表面积，纤维表面有更多的沟槽，可提高传递水气的效果。这一作用完全改变了化纤的穿着性能，使得人体在大量出汗的情况下，仍能保持衣服不湿、干爽、透气、排汗；而且异性截面纤维与圆形纤维相比，在风格特性、光泽、染色性、抗起球性等方面均有改善。
本发明在所述的异形复合喷丝板的中心部位增加了一个圆孔，其纤维的横截面与普通异形纤维很截面的中心呈内凹弧形状相比，如图2和图3所示，本发明异形纤维横截面的中心部位为外凸弧形状，直接增大了圆孔与圆孔四周腰孔的接触面积，作为优选，由于从中心圆孔喷出的成分为多组分纤维的共聚物或共混物，与从腰孔喷出成分的相容性大大提高，使多组分间的粘结性大大提高，保证各组分互不分离，赋予了复合纤维更优异的稳定性，而且保持了普通异形纤维优异的吸湿排汗等功能，是一种特殊的新型异形纤维。
所述的三种聚酯切片选自PET、PBT、PTT、PDT、CDP、ECDP聚酯类中的任意两种以及该组合的共混物或者共聚体。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为最常用的聚酯纤维，以其较好的性能和低廉的价格，一直居于合成纤维之首；聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)，不仅具有PET的耐久性、尺寸稳定性、耐磨性，以及湿态强力和弹力不变等性能，还兼有锦纶的手感柔软和耐磨擦等性能，而且可染性优于涤纶和锦纶，可不用载体而以分散染料进行常压沸染；聚对苯二甲酸丙二醇酯 (PTT)不仅兼具PET、PBT二者的优点，还具有良好的回弹性和蓬松性。高压型阳离子可染聚酯纤维（CDP）及常压沸染阳离子染料可染纤维（ECDP）有效解决了涤纶不易染色的缺陷，色泽鲜艳、色谱齐全，且色牢度好。因此，复合型聚酯异形截面纤维可将PET、PBT、PTT、PDT、CDP、ECDP等聚酯材料的优异性能进行复配，取长补短，弥补单一组分性能上的缺陷，从而获得综合性能较为理想的异性界面纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明制备的复合纤维的两组分间的粘结性大大提高，保证两组分互不分离，赋予了复合纤维更优异的稳定性，而且保持了普通异形纤维优异的吸湿排汗等功能，是一种特殊的新型异形纤维。
附图说明
图1为本发明异形多组分复合纤维纺丝装置示意图；
图2为目前十字形喷丝孔的结构示意图；
图3为目前喷丝孔为十字形时复合纤维横截面示意图；
图4为本发明实施例1喷丝板的结构示意图；
图5为本发明实施例1喷丝孔的结构示意图；
图6为本发明实施例1复合纤维横截面示意图；
图7为本发明实施例2喷丝孔的结构示意图；
图8为本发明实施例2复合纤维横截面示意图；
图9为本发明实施例3喷丝孔的结构示意图；
图10为本发明实施例3复合纤维横截面示意图；
图中，1：熔融，2：计量泵，3：喷丝板，4：拉伸，5：绕圈，6：圆孔，7：腰孔，8：喷丝孔。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
实施例1
如图1所示，将CDP和ECDP聚酯切片以及CDP/ECDP共聚物三种组分分别各自熔融1后经计量泵2挤出，进入喷丝板3，如图4所示，喷丝板3上的喷丝孔8的中心设有圆孔6，圆孔的四周平均分布3个腰孔7，分别为A、B、C，呈三叶形分布，如图5所示，腰孔7的长a=0.02mm，腰孔宽b=0.01mm，长与宽的比a：b=2：1，圆孔6的直径为d满足以下公式：d=2b ，0.02mm，最后经拉伸4、卷绕5后成形。其中，A、B、C三个腰孔中，CDP组分对应于A、B腰孔7，ECDP组分对应于C腰孔7；CDP/ECDP共聚物对应中心的圆孔6。
这三种组分熔体互为作用而且不分离，分别流经各自的微孔后喷出成型，所生产出的三组分异形纤维横截面示意图如图6所示。
实施例2
如图1所示，将PTT和PDT聚酯切片以及PTT/PDT共混物三种组分分别各自通过熔融1后经计量泵2挤出，进入喷丝板3，喷丝板3上的喷丝孔8的中心设有圆孔6，圆孔的四周分布3个腰孔7，分别为A、B、C，三个腰孔不平均分布，呈Y字形分布，如图7所示，腰孔7的长a=0.5mm，腰孔7宽b=0.1mm，长与宽比为a：b=5：1，圆孔6的直径为d满足以下公式：d=2b ，0.2mm，最后经拉伸4、卷绕5后成形。其中，A、B、C三个腰孔7中，PTT组分对应于A腰孔7，PDT组分对应于B、C腰孔7；PTT/PDT共混物对应中心的圆孔6。
这三种组分熔体互为作用而且不分离，分别流经各自的微孔后喷出成型，所生产出的三组分异形纤维横截面示意图如图8所示。
实施例3
如图1所示，将PET和PBT聚酯切片以及PET/PBT共聚物三种组分分别各自通过熔融1后经计量泵2挤出，进入喷丝板3，喷丝板3上的喷丝孔8的中心设有圆孔6，圆孔的四周平均分布四个腰孔7，分别为A、B、C、D，呈十字形，如图9所示，腰孔7的长a=0.02mm，微孔宽b=0.01mm，长宽比a：b=2：1，圆孔6的直径d满足以下公式：d=2b ，0.02mm，最后经拉伸4、卷绕5后成形。其中，A、B、C、D四个腰孔7中，PET组分对应于A、D腰孔7，PBT组分对应于B、C腰孔7；PET/PBT共聚物对应中心的圆孔6。   
这三种组分熔体互为作用而且不分离，分别流经各自的微孔后喷出成型，所生产出的三组分异形纤维横截面示意图如图10所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (6)

1. 一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：将三种聚酯切片分别各自熔融经计量泵挤出，进入异形复合喷丝板，最后经拉伸、卷绕后成形，得到多组分异形截面复合纤维。
2.根据权利要求1所述的一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，其特征在于，喷丝板的喷丝孔的中心设有圆孔，圆形孔的四周设有若干个腰孔，圆孔与腰孔间设有间隔。
3.根据权利要求2所述的一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的异形复合喷丝板的喷丝孔中腰孔的分布呈三叶形、四叶形、五叶形中一种，分布在圆孔四周。
4.根据权利要求2或3所述的一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，其特征在于，腰孔长a=0.02～0.5mm，腰孔宽b=0.01～0.1mm，并且长与宽的比为a：b=2～5：1。
5.根据权利要求4所述的一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，其特征在于：圆孔的直径为d满足以下公式：d=kb ，其中k=2～4，b为腰孔的宽。
6.根据权利要求1所述的一种三组分异形截面复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的三种聚酯切片分别选自PET、PBT、PTT、PDT、CDP、ECDP聚酯类中的任意两种以及该两种聚酯组合的共混物或者共聚体。
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