CN103993383B - 一种仿麻皮芯复合纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种仿麻皮芯复合纤维及其制备方法。仿麻皮芯复合纤维包括表层和芯层两部分，所述表层采用的材料为加入成核剂的PET；所述芯层采用的材料为PET‑PP共混物。利用皮芯复合纤维皮层和芯层材料的挤出胀大效应的不同，采用皮芯复合纺丝法得到表面开裂的仿麻皮芯复合纤维，具有麻的手感和深染的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮芯复合纤维及其制备方法，特别涉及一种仿麻皮芯复合纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯（PET）是目前人类使用最为广泛的合成高聚物之一，早在二十世纪40年代就合成出了PET，并发现其具有优异的性能，而广泛的应用于纺织、包装、医疗卫生、汽车、电子电器、安全防护、环境保护等领域。随着社会的进步，人民生活水平的提高，对聚酯纤维的差别化、功能化需要越来越高。涤纶的差别化纤维主要以形态（细旦、异形截面等）、高性能（高强、高模、低缩等）、高功能（高感性、吸湿性、透湿防水性、抗静电及导电性、离子交换性和抗菌性等）为主要改性方向。目前市场上应用较为广泛的主要有细旦及超细旦、吸湿排汗、防水透湿、大有光、中空保温、全消光、阳离子可染、阻燃、抗菌、抗紫外线等品种。虽然我国化纤的差别化率在不断提高，但远不及发达国家。因此，多种形态、性能及功能复合改性也是目前的开发趋势之一。
皮芯复合纤维的产生共进一步促进了纤维差别化的发展。皮芯复合纤维是由皮层和芯层两种组分构成，可以使纤维兼具皮层和芯层两种材料的部分性能，赋予纤维更多性能组合。然而，皮层和芯层材料的性能上的差异，常常给复合纤维的生产带来很多难度，如成纤效果不好等。但是，如果能够好好的利用性能上的差异，也可以生产出可以为我们所用的产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿麻皮芯复合纤维及其制备方法。通常，纺丝过程中都是要尽量保持纤维材料的均匀，避免纤维出现瑕疵而引起性能的下降，但本发明就是利用皮芯复合纤维皮层和芯层材料的膨胀系数的差异以及挤出胀大效应的不同，得到一种表面开裂的仿麻皮芯复合纤维。当材料本身的膨胀系数不同时，压缩回弹过程中的膨胀效果不同；当在一种材料中添加另外一种高分子不相容共混时，其自由体积增大，膨胀系数增大；纺丝过程中，当纤维从喷丝板喷出时，会有挤出胀大效应，这与材料的膨胀系数等有关；冷却区换成由强冷区-无风区-二次冷却区三部分组成，加快皮层材料的冷却结晶以及收缩，合理利用上述原理，采用皮芯复合纺丝法并采取合适的工艺制备得到的仿麻皮芯复合纤维，具有麻纤维的手感以及深染的效果。
本发明的一种仿麻皮芯复合纤维，是一种表面开裂的皮芯复合纤维，包括表层和芯层两部分，所述表面开裂的皮芯复合纤维的表面有轴向裂纹，所述轴向裂纹的宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，所述表层采用的材料为加入成核剂的PET；所述芯层采用的材料为PET-PP共混物。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，所述皮层和所述芯层的截面积之比为2:8～5:5。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，所述仿麻皮芯复合纤维的单丝纤度为0.7～7dtex，断裂强度为1.5～2.5cN/dtex，伸长率为130%～180%。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PET特性粘度为0.6～0.7dL/g，所述成核剂为滑石粉、氧化锌或苯甲酸钠，所述成核剂与PET的质量比为0.05～0.5:100。加入成核剂的目的是为了提高PET的结晶速率，使PET冷却时较快结晶。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PET-PP共混物的PP与PET的质量比为3～10:100。PP与PET之间是不相容共混，而且PP的热膨胀系数要远大于PET的热膨胀系数，PP加入PET之后使PET的膨胀系数有着很大的提高，当添加量小于3%时，效果不明显，高于10%，影响可纺性。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PP的熔融指数为20～30g/10min。
本发明还提供了一种仿麻皮芯复合纤维的制备方法，将PET与成核剂按一定质量比共混家兔螺杆作为皮层材料，将PET与PP按一定质量比共混加入螺杆作为芯层材料，进行皮芯复合纺丝，得到皮芯复合纤维；所述皮层材料与所述芯层材料的质量比为2:8～5:5；
纺丝温度为275-290℃；
冷却分为三部分：
第一部分强冷区，位于喷丝板下方，纤维从喷丝板挤出直接进入强冷区，冷却方式为环吹风，冷却吹风温度为10～20℃，相对湿度为90%±5%，风速为0.7～0.9m/s，所述强冷区长度为20～30cm；
第二部分为无风区，位于强冷区下方，长度为20～30cm；
第三部分为二次冷却区，位于无风区下方，冷却方式为侧吹风，冷却吹风温度为20～25℃，相对湿度为65%±5%，风速为0.5～0.7m/s，长度为20～30cm；
所述卷绕的速度为3950～5950m/min。
通常纺丝，喷丝板与吹风装置之间设置无风区的目的是为了给纤维一个缓冲的区域，使纤维更加的均匀，避免骤冷而引起的不均。而本发明中，喷丝板下方设置强冷区-无风区-二次冷却区三部分，纤维直接经喷丝板喷出后直接进入强冷区，强冷区采用较大的风速、风量及相对湿度，是为了达到更好的冷却效果，扩大表层与芯层的差异，使表层能够更快的冷却结晶并收缩，无风区的目的是为了在一定程度上减少强冷区的冷却吹风对纤维芯层的影响，防止芯层冷却太快，同时也加大了皮层和芯层冷却的差异，二次冷却区进行正常的冷却，确保纤维的性能，最终达到拉伸得到表面开裂的仿麻皮芯复合纤维的目的。
有益效果：
一种仿麻皮芯复合纤维的芯层材料为PET与PP的共混物，是不相容共混，两种组分共混后其分子间的自由体积增大。在压缩-回弹过程中，其膨胀率比加入成核剂的PET要大的多。当螺杆挤出时，PET与PP的共混物受到挤压，从喷丝孔喷出时，会有挤出胀大效应，但是芯层的PET与PP的共混物的膨胀要比皮层加入成核剂的PET的大，同时，冷却区换成由强冷区-无风区-二次冷却区三部分组成，当纤维从喷丝板出来之后进入冷却区，表层加入成核剂的PET快速冷却结晶并且收缩，而芯层的则会较慢，然后在随之的拉伸过程中，表层就会产生轴向开裂，得到表面开裂的仿麻皮芯复合纤维。这种纤维表面具有裂纹，形成凹凸的狭缝构造，在使纤维具有麻的手感的同时，能够使光产生非同向反射，而大部分被纤维内部吸收，同样染色条件下，裂纹边缘的颜色效果及染色深度要比无裂纹区的好，最终，织物的颜色感觉深，提高鲜艳度并具有浓染效果。表面的裂纹在一定程度上也起到吸湿排汗的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的一种仿麻皮芯复合纤维，是一种表面开裂的皮芯复合纤维，包括表层和芯层两部分，所述表面开裂的皮芯复合纤维的表面有轴向裂纹，所述轴向裂纹的宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，所述表层采用的材料为加入成核剂的PET；所述芯层采用的材料为PET-PP共混物。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，所述皮层和所述芯层的截面积之比为2:8～5:5。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，所述仿麻皮芯复合纤维的单丝纤度为0.7～7dtex，断裂强度为1.5～2.5cN/dtex，伸长率为130%～180%。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PET特性粘度为0.6～0.7dL/g，所述成核剂为滑石粉、氧化锌或苯甲酸钠，所述成核剂与PET的质量比为0.05～0.5:100。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PET-PP共混物的PP与PET的质量比为3～10:100。
如上所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PP的熔融指数为20～30g/10min。
实施例1
将PET与滑石粉按质量比100:0.05共混加入螺杆作为皮层材料，将PET与PE按质量比100:3共混加入螺杆作为芯层材料，进行皮芯复合纺丝；其中，PET的特性粘度为0.6dL/g，PP的熔融指数为20g/10min；皮层材料与所述芯层材料的质量比为2:8；纺丝温度为275℃；强冷区为环吹风，冷却吹风温度为20℃，相对湿度为90%±5%，风速为0.7m/s，长度为20cm；无风区，位于强冷区下方，长度为30cm；二次冷却区为侧吹风，冷却吹风温度为25℃，相对湿度为65%±5%，风速为0.5m/s，长度为30cm；卷绕速度控制在2700m/min。
经测试，所得到的仿麻皮芯复合纤维的裂纹宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，单丝纤度为7dtex，强度为1.5cN/dtex，伸长率为180%。
实施例2
将PET与氧化锌按质量比100:0.3共混加入螺杆作为皮层材料，将PET与PE按质量比100:7共混加入螺杆作为芯层材料，进行皮芯复合纺丝，其中，PET的特性粘度为0.65dL/g，PP的熔融指数为25g/10min；皮层材料与所述芯层材料的质量比为5:5；纺丝温度为285℃；强冷区为环吹风，冷却吹风温度为15℃，相对湿度为90%±5%，风速为0.8m/s，长度为30cm；无风区，位于强冷区下方，长度为20cm；二次冷却区为侧吹风，冷却吹风温度为22℃，相对湿度为65%±5%，风速为0.6m/s，长度为30cm；卷绕速度控制在3000m/min。
经测试，所得到的仿麻皮芯复合纤维的裂纹宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，单丝纤度为4dtex，强度为2.2cN/dtex，伸长率为150%。
实施例3
将PET与苯甲酸钠按质量比100:0.5共混加入螺杆作为皮层材料，将PET与PE按质量比100:10共混加入螺杆作为芯层材料，进行皮芯复合纺丝，其中，PET的特性粘度为0.7dL/g，PP的熔融指数为30g/10min；皮层材料与所述芯层材料的质量比为5:5；纺丝温度为290℃；强冷区为环吹风，冷却吹风温度为10℃，相对湿度为90%±5%，风速为0.9m/s，长度为20cm；无风区，位于强冷区下方，长度为30cm；二次冷却区为侧吹风，冷却吹风温度为20℃，相对湿度为65%±5%，风速为0.7m/s，长度为30cm；卷绕速度控制在3200m/min。
经测试，所得到的仿麻皮芯复合纤维的裂纹宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，单丝纤度为0.7dtex，强度为2.5cN/dtex，伸长率为130%。
Claims (7)
1.一种仿麻皮芯复合纤维的制备方法，其特征是：将PET与成核剂按一定质量比共混加入螺杆作为皮层材料，将PET与PP按一定质量比共混加入螺杆作为芯层材料，进行皮芯复合纺丝，得到皮芯复合纤维；所述皮层材料与所述芯层材料的质量比为2:8～5:5；
纺丝温度为275-290℃；
冷却分为三部分：
第一部分强冷区，位于喷丝板下方，纤维从喷丝板挤出直接进入强冷区，冷却方式为环吹风，冷却吹风温度为10～20℃，相对湿度为90％±5％，风速为0.7～0.9m/s，所述强冷区长度为20～30cm；
第二部分为无风区，位于强冷区下方，长度为20～30cm；
第三部分为二次冷却区，位于无风区下方，冷却方式为侧吹风，冷却吹风温度为20～25℃，相对湿度为65％±5％，风速为0.5～0.7m/s，长度为20～30cm；
卷绕速度控制在3950～5950m/min。
2.根据权利要求1所述的制备方法制得的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征是：所述仿麻皮芯复合纤维是一种表面开裂的皮芯复合纤维，包括表层和芯层两部分，所述表面开裂的皮芯复合纤维的表面有轴向裂纹，所述轴向裂纹的宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，所述表层采用的材料为加入成核剂的PET；所述芯层采用的材料为PET-PP共混物。
3.根据权利要求2所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述皮层和所述芯层的截面积之比为2:8～5:5。
4.根据权利要求2所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述仿麻皮芯复合纤维的单丝纤度为0.7～7dtex，断裂强度为1.5～2.5cN/dtex，伸长率为130％～180％。
5.根据权利要求2所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PET的特性粘度为0.6～0.7dL/g，所述成核剂为滑石粉、氧化锌或苯甲酸钠，所述成核剂与PET的质量比为0.05～0.5:100。
6.根据权利要求2所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PET-PP共混物的PP与PET的质量比为3～10:100。
7.根据权利要求6所述的一种仿麻皮芯复合纤维，其特征在于，所述PP的熔融指数为20～30g/10min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A synthetic hemp skin core composite fiber and its preparation method Effective date of registration: 20231102 Granted publication date: 20180112 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Suqian Sucheng Sub-branch Pledgor: JIANGSU DELI CHEMICAL FIBER Co.,Ltd. Registration number: Y2023980063443 |