CN104141178A - 一种pet复合弹性纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PET复合弹性纤维及其制备方法，其特征在于具有并列复合结构，并列复合结构具有同一组分，组分为PET，其中一种为低粘PET粘度为0.47～0.65dL/g，另一种为高粘PET粘度为0.82～1.05dL/g，利用不同粘度的PET切片，通过调整纺丝组件温度制备PET并列复合纤维，所得复合纤维具有较好的弹性和强力，可作为聚酯弹力丝产品，生产成本低，可改善聚酯面料弹性和手感，产品耐氯漂，化学稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合化学纤维的制备方法，更特别的涉及一种PET复合弹性纤维的制备方法。
发明背景
目前的弹力纤维以氨纶为代表，然而氨纶有诸多不足需要改进，例如后整理怕氯漂、不好定型、弹性不稳定、不好打理、容易起泡、弹性过剩、穿着发闷等等。杜邦公司开发了聚对苯二甲酸丙二酯（PTT），是一种具有弹性的聚酯纤维，可部分替代氨纶，但目前由于原料单体成本等原因，现阶段还无法量产。另外还有聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等，也还没有达到量产要求。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是目前产量最高的聚酯纤维，也是产量最大的化学纤维。但聚酯纤维没有弹性，因此面料手感、舒适度等难以提高，在一些对弹性要求较高的场合比如泳衣等产品更无法独立使用。
专利CN101851812A公开了一种并列复合型弹性纤维及其制造方法，由聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）以70∶30~30∶70的重量比进行并列复合纺丝后经假捻加工制得的并列复合型弹性纤维，弹性纤维弹性伸长率为130~220%，弹性回复率在85%以上。CN101718008A公开了一种高性能聚酯复合弹性纤维，可染性好，该复合纤维由两种粘度差异的聚酯或共聚酯组分，其特征是一种是阳离子可染共聚酯(CDP)或低温阳离子易染共聚酯(ECDP)，经复合纺丝工艺制得，该复合纤维具有良好的卷曲性、自然回弹性和可染性。
目前对弹性纤维的研究，大部分是采用两种不同组分的聚酯或改性聚酯复合而成，生产成本高，不能量产。然而本发明的宗旨是采用同组分PET通过粘度差异，经过热处理后产生不同收缩率的复合纤维具有弹力的事实。PET并列复合纤维在没有加工之前和普通涤纶丝差不多没有弹力，但经过高温染色和水洗处理后，就产生了卷曲，就会使面料具有一定弹性。降低复合弹性纤维的生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种PET复合弹性纤维，降低复合弹性纤维的生产成本，满足人们对弹性面料的需求。
一种PET复合弹性纤维，其特征在于具有并列复合结构，并列复合结构具有同一组分，组分为PET，其中一种为低粘PET,另一种为高粘PET。
本发明要解决的技术问题之一是双组份并列复合纤维中组分之间的粘度差异在何种范围内最好。
本发明要解决的技术问题之二是如何将粘度差异较大的两种组分的并列复合丝一次成型。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所涉及样品的纺丝规格：185dtex/36f。
1、 关于PET复合弹性纤维组分的选择
在PET复合弹性纤维的制备中，包括低粘PET和高粘PET，并且各PET组分比例根据需要调整。各成分及其组成如表1，粘度的单位为dL/g，份数的单位为质量份：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.47～0.65 | 30～70 |
| 高粘PET | 0.82～1.05 | 30～70 |
表1 PET复合弹性纤维的成分及其组成表。
2、 关于纺丝实验方法
PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，控制范围如表2：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 266～270 | 268～273 | 269～275 | 268～272 |
| 高粘度组分 | 279～284 | 288～295 | 286～292 | 284～290 |
表2 温度控制范围表。
本发明所得样品的性能指标采用以下方法检测。
1、PET并列复合纤维的力学性能测试
（1）断裂强度、断裂伸长率测定
断裂强度测试采用YG021DL型电子单纱强力机，从物理性能试验样品的正反面，各随机取10个点，共20个点，取50根纤维排在绒板上。
1) 按规定条件下预调湿，调湿试样，调湿平衡时间24 h；
2) 设定强力仪的拉伸速度、动夹持器的速度按照表3设定：
| 纤维平均断裂伸长率,％ | 拉伸速度，mm/min |
| ＜ 8 | 50％名义隔距长度 |
| ≥8；＜50 | 100％名义隔距长度 |
| ≥50 | 200％名义隔距长度 |
表3 拉伸速度表。
3) 根据纤维的平均长度设定名义隔距长度，如表4：
| 纤维平均长度，mm | 名义隔距长度，mm |
| ＜35 | 10 |
| ≥35 | 20 |
表4 名义隔距长度表。
用镊子随机地从绒板上夹取一段纤维，在规定预张力下，将纤维先置入上夹持器，再置于下夹持器，应保持纤维放在强力仪上，下夹持器的中间位置。
4) 按照纤维的名义线密度计算预张力，干态实验时，涤纶、腈纶为0.75 cN/dtex，其他纤维均为0.5 cN/dtex，湿态实验时，预张力为干态时的一半；
5) 拉伸纤维，直至纤维安全断裂，记录实验结果；
本实验以隔距250 mm，拉伸速度500 mm /min 进行测试，共测试50 组数据，取平均值。
（2）定伸长负荷测定（60%伸长强力值）
所用仪器为YG021DL型电子单纱强力机，试样拉到伸长率为60％时的负荷强力。
（3）PET并列复合纤维弹性测试
1）纤维沸水收缩率测定
测试方法：剪取长度为500 mm的样丝，平衡处理后逐根挂于立式量尺上，丝下端挂以(1.0 ± 0.2) cN/dtex的预加张力重锤，30 s后在零点与500 mm处作标记，记为纤维原长L0。取下样丝对折平放，用脱脂纱布包好，放入恒温水浴锅的沸水中处理30 min，取出样丝沥干水分，自然干燥．在标准状态下，放置 24 h后进行测试。将试样挂于立式量尺上，丝下端挂上原来的预加张力重，30 s后准确测量每根样丝煮后收缩长度L1。用下式计算纤维的沸水收缩率：
沸水收缩率 = (L0 － L1)/L0 × 100％
2）纤维卷曲性能测试
采用YG3628纤维卷曲弹性仪在温度(20 ± 2)℃，相对湿度65％± 3％的条件下，参照国家标准GB/T 14338-2008 《化学纤维短纤维卷曲性能测试方法》对PET并列复合纤维与PET/PTT并列复合纤维两种纤维进行卷曲性能测试．每组20根。
卷曲率J：指卷曲程度，与卷取数、卷曲波深有关
J (%) = × 100%
卷曲回复率Jw：表示纤维受拉伸后卷曲回复的能力，反映卷曲牢度或纤维的弹性回复性能．
Jw(%)= × 100%
卷曲弹性率Jd：
Jd (%)= × 100%
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
其中：1为低粘PET切片；2为高粘PET切片；3为结晶干燥；4为熔融挤出；5为计量；6为复合纺丝组件；7为喷丝、冷却；8为上油；9为卷绕；10为平衡；11为牵伸、定性；12为复合弹性纤维产品。
具体实施方式
实施例一
（1）切片种类与组份配比如表5：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.47 | 30 |
| 高粘PET | 0.82 | 70 |
表5 切片种类与组份配比表。
（2）纺丝工艺：PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表6：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 266 | 268 | 270 | 269 |
| 高粘度组分 | 279 | 288 | 288 | 286 |
表6 各区温度控制表。
实施例二
（1）切片种类与组份配比如表7：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.47 | 50 |
| 高粘PET | 0.82 | 50 |
表7 切片种类与组份配比表。
（2）纺丝工艺：PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表8：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 266 | 268 | 269 | 268 |
| 高粘度组分 | 279 | 288 | 286 | 284 |
表8 各区温度控制表。
实施例三
（1）切片种类与组份配比如表9：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.52 | 50 |
| 高粘PET | 0.89 | 50 |
表9切片种类与组份配比表。
（2）纺丝工艺：PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表10：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 268 | 270 | 271 | 270 |
| 高粘度组分 | 281 | 290 | 289 | 288 |
表10 各区温度控制表。
实施例四
切片种类与组份配比如表11：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.65 | 50 |
| 高粘PET | 0.89 | 50 |
表11切片种类与组份配比表。
PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表12：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 270 | 272 | 274 | 271 |
| 高粘度组分 | 281 | 291 | 289 | 289 |
表12 各区温度控制表。
实施例五
切片种类与组份配比如表13：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.52 | 30 |
| 高粘PET | 0.94 | 70 |
表13切片种类与组份配比表。
PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表14：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 268 | 270 | 271 | 270 |
| 高粘度组分 | 282 | 293 | 292 | 290 |
表14 各区温度控制表。
实施例六
切片种类与组份配比如表15：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.52 | 40 |
| 高粘PET | 0.94 | 60 |
表15切片种类与组份配比表。
PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表16：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 268 | 270 | 271 | 270 |
| 高粘度组分 | 282 | 293 | 292 | 290 |
表16 各区温度控制表。
实施例七
切片种类与组份配比如表18：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.52 | 50 |
| 高粘PET | 0.94 | 50 |
表18切片种类与组份配比表。
PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表19：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 268 | 270 | 271 | 270 |
| 高粘度组分 | 282 | 293 | 292 | 290 |
表19 各区温度控制表。
实施例八
切片种类与组份配比如表20：
| PET切片种类 | 粘度（dL/g） | 质量份数 |
| 低粘PET | 0.65 | 50 |
| 高粘PET | 1.05 | 50 |
表20切片种类与组份配比表。
PET低粘和高粘切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。各区温度根据PET切片粘度进行调整，本例中温度控制如表21：
| 一区温度℃ | 二区温度℃ | 三区温度℃ | 四区温度℃ | |
| 低粘度组分 | 270 | 273 | 275 | 272 |
| 高粘度组分 | 284 | 295 | 292 | 290 |
表21 各区温度控制表。
PET复合弹性纤维的检测结果表22：
| 实施例 | 断裂强度（cN/dtex） | 断裂伸长率（％） | 60%伸长强力值（cN） | 沸水收缩率（％） | 卷曲率（％） | 卷曲回复率（％） | 卷曲弹性率（％） |
| 实施例一 | 0.9 | 110 | 115 | 13 | 13 | 5 | 60 |
| 实施例二 | 1.2 | 118 | 122 | 10 | 9 | 5 | 55 |
| 实施例三 | 1.4 | 115 | 128 | 10 | 10 | 7 | 58 |
| 实施例四 | 1.5 | 122 | 135 | 11 | 10 | 6 | 60 |
| 实施例五 | 1.7 | 110 | 130 | 9 | 10 | 6 | 55 |
| 实施例六 | 1.7 | 115 | 135 | 12 | 11 | 7 | 65 |
| 实施例七 | 1.6 | 120 | 140 | 12 | 12 | 7 | 70 |
| 实施例八 | 1.8 | 100 | 150 | 10 | 10 | 67 | 60 |
表22 PET复合弹性纤维的检测结果表。
Claims (7)
1.一种PET复合弹性纤维，其特征在于具有并列复合结构，并列复合结构具有同一组分，组分为PET，其中一种为低粘PET,另一种为高粘PET。
2.一种PET复合弹性纤维的制备方法，其特征在于低粘PET和高粘PET两种组份比例根据需要调整，纺丝工艺为低粘PET切片和高粘PET切片通过输送装置分别进入结晶干燥炉，干燥5小时后分别挤出到过滤器，滤掉不符合要求的固体成份后分别由计量泵按所需质量泵入复合纺丝组件，喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引成初生纤维，然后经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝，各区温度根据PET切片粘度进行调整。
3.根据权利要求1所述的PET复合弹性纤维，其特征在于所述的低粘PET粘度在0.47～0.65dL/g。
4.根据权利要求1所述的PET复合弹性纤维，其特征在于所述的高粘PET粘度在0.82～1.05dL/g。
5.根据权利要求1所述的PET复合弹性纤维，其特征在于所述的低粘PET占复合纤维总量的30％～70％，单位为质量份。
6.根据权利要求1所述的PET复合弹性纤维，其特征在于所述的高粘PET占复合纤维总量的30％～70％，单位为质量份。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于低粘PET的一区温度266～270℃，二区温度268～273℃，三区温度269～275℃，四区温度268～272℃；高粘PET的一区温度279～284℃，二区温度288～295℃，三区温度286～292℃，四区温度284～290℃。
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