CN105463596B

CN105463596B - 一种热塑性树脂假捻加工丝

Info

Publication number: CN105463596B
Application number: CN201410286575.4A
Authority: CN
Inventors: 司淼; 曹海兵; 藤森稔
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2019-03-22
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: CN105463596A

Abstract

本发明公开了一种热塑性树脂假捻加工丝，其横截面形状为十字型、Y型或风车型，横截面上空隙率为10～40%；所述假捻加工丝经过湿热处理后，其横截面空隙率为40～75%，所述湿热处理条件为：温度90～100℃热水，处理时间20～25min。该纤维制成的织物具有良好的染色性，蓬松性和良好的弹性和手感。

Description

一种热塑性树脂假捻加工丝

技术领域

本发明涉及一种热塑性树脂假捻加工丝。

背景技术

以热塑性树脂为原料制成的合成纤维纺织品因为具有良好的力学特性、耐热性和染色性等，被广泛应用于衣料领域。与普通圆型横截面的纤维纺织品对比，异型横截面的纤维纺织品，其内部纤维与纤维之间具有较多空隙，利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象可以使汗水迅速扩散到纺织品表面并挥发，从而达到吸湿快干的效果。目前异型横截面纤维的横截面形状主要有十字型、Y型、三角型、扁平型或多叶型等。

另一方面，为了使合成纤维纺织品能够有蓬松性手感效果，一般采用普通假捻加工手段制成假捻加工丝，但是，由于在假捻加工赋予纤维卷缩性的同时，纤维的异型部往往会被大幅挤压，其横截面的异型度大大降低，因而吸湿速干性能也会下降。

例如，中国专利CN102851762A公开了一种多孔超细X型截面聚酯纤维。仅局限于喷丝板的设计及全牵伸丝的介绍，没有涉及假捻加工丝。目前，市场上所见的X型横截面的纤维产品绝大部分都是延伸丝。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种横截面空隙率高且经过湿热处理后横截面空隙率大幅提升的异型横截面的热塑性树脂假捻加工丝。

本发明的技术解决方案：

一种热塑性树脂假捻加工丝，所述假捻加工丝的横截面形状为十字型、Y型或风车型，横截面空隙率为10～40%；所述假捻加工丝经过湿热处理后，其横截面空隙率为40～75%，所述湿热处理条件为：温度90～100℃热水，处理时间20～25min。

本发明的热塑性树脂假捻加工丝中，其横截面形状优选为风车型，且所述风车型为风叶同向旋转，风叶数为3～6叶，更优选风车的风叶数为4叶。优选所述假捻加工丝经过湿热处理后，横截面上，风车的外接圆与内切圆直径比为3～3.5，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为5～40度，所述湿热处理条件为：温度90～100℃热水，处理时间20～25min。

本发明的热塑性树脂假捻加工丝中，原料热塑性树脂优选是以二元酸和二元醇的反应物为主要结构单元的聚酯。

本发明的热塑性树脂假捻加工丝中，其卷缩伸长率为10～55%，吸水性为10～15cm。

根据本发明，可以得到卷缩性能良好的异型横截面的热塑性树脂假捻加工丝。该假捻加工丝横截面空隙率高，更重要的是经过湿热处理后横截面空隙率得到大幅提升。含有该纤维的坯布经过湿热处理后制成的成品，其嵩高性明显，保温性能良好。

附图说明

图1是本发明的假捻加工丝的显微镜横断面写真图。

图2是经湿热处理后的假捻加工丝的显微镜横断面写真图。

图3是风车夹角计算的示意图。

具体实施方式

本发明的热塑性树脂假捻加工丝，其原料为热塑性树脂，可以列举出聚酯、聚酰胺等。

本发明所述的热塑性树脂可以是以二元酸和二元醇的反应物为主要结构单元的聚酯。

本发明所述的热塑性树脂优选是以二元酸和二元醇的反应物为为主要结构单元且含有第三成分的共聚酯，所述第三成分可以是间苯二甲酸磺酸盐、己二酸、己二酸二甲脂、2-甲基-1，3丙二醇、聚乙二醇、间苯二甲酸或双酚A化合物中的任意一种或两种。

本发明中所述的热塑性树脂也可以是聚己内酰胺、聚己二酸己二胺。

本发明的假捻加工丝，其横截面形状为十字型、Y型或风车型，横截面空隙率为10～40%；所述假捻加工丝经过湿热处理后，其横截面空隙率为40～75%，所述湿热处理条件为：温度90～100℃热水，处理时间20～25min。

本发明的假捻加工丝，其横截面空隙率的测试方法是，随机选取至少20根的单丝，对其横截面进行测量，计算出平均值。

本发明的假捻加工丝，其横截面空隙率为10～40%。为了能在湿热处理后空隙率得到极大回复，优选采用低中温假捻加工工艺。这样的话，得到的假捻加工丝本身的永久性形变较少，经过湿热处理后，纤维横截面上变形部可以回复为假捻加工前的形状，即横截面空隙率可以恢复为40～75%。

本发明的假捻加工丝，横截面空隙率为10～40%。若空隙率不足10%,经过湿热处理空隙得到回复后的纤维，其横截面空隙率会不足40%，在衣料用途方面，其嵩高性效果不明显。另一方面，若横截面空隙率高于40%，则假捻加工前的原丝的横截面空隙率要大大高于40%，达到75%以上，则假捻加工工程会产生断丝等不良现象。因而，假捻加工丝的横截面空隙率优选10~40%。

另外，湿热处理后的假捻加工丝的横截面空隙率为40～75%，优选50～70%。若横截面空隙率不足50%，在衣料用途方面，其嵩高性和保温性效果不明显。衣料用编织物，如果使用的是异型加工丝，则在纤维间或组织间有一定的空气层，能产生一定的保温效果，因为异型加工丝的异型部可以保存一定的空气层，体温所产生的热量直接与外界空气对流的程度会明显减少，从而保温性明显提高。虽然，湿热处理后的横截面空隙率越高，其嵩高性程度越高，保温性效果越好，但是，湿热处理后的横截面空隙率过高，纤维的其他力学性能会有下降，所以，综合考虑，其横截面空隙率最好在50～70%。

作为本发明的异型假捻加工丝的优选生产方法，可以是在常规的纺丝工艺条件下将热塑性树脂经异型喷丝板吐出成丝，并在3200～5000m/min的卷取速度下制得全取向丝FOY，再在倍率1.05～1.3、加工温度100～180℃条件下进行假捻加工，从而制得异型横截面的假捻加工丝。

也就是说，本发明的异型横截面假捻加工丝，因为全取向丝FOY的纤维内部的分子链具有良好的取向度，因而假捻加工后得到的异型假捻加工丝，横截面空隙率虽然不是很高，但是在经过湿热处理后，其被挤变形的部位可以恢复，横截面空隙率得到很大的还原。另外，由于全取向丝FOY的纤维内分子链取向更完善，其DTY加工时的稳定性也比较优良。

本发明的重要特征是，其假捻加工的温度与常规的加工温度相比，属于低中温假捻加工范畴，其温度为100～180℃。当假捻加工温度达到180℃以上，其温度足以使得分子链段充分运动，并且由于假捻盘的旋转，使得纤维在热箱内产生捻向，并且在此温度下，使得这种捻向使其产生不可回复的变形，因而，由其织得的织物即使经过湿热处理后，也无法回复高空隙率效果。如果为了维持原丝的高断面空隙率，也可以采用低温假捻工艺，当加工温度在100℃以下时，其加工制得的假捻加工丝的卷缩性明显不足，近似于延伸丝，丧失假捻加工的意义。因此，该异型假捻加工丝的加捻加工温度为100～180℃，最优选为120～160℃的范围内，其空隙率回复效果和卷缩性能最优。

本发明的热塑性树脂假捻加工丝中，与Y横截面和十字断面相比，因为风车型横截面的风叶有一定的弯曲角度，保证单丝空隙率高的同时，还能减少单丝与单丝之间的啮合，因此在制成织物后，织物的嵩高性不会因为单丝啮合而降低，因而风车型横截面形状成为优选，且所述风车型为风叶同向旋转。风叶同向旋转，单纤维稳定性好。

风叶数优选为3～6叶，若风车叶数大于6叶，其单丝断面空隙率不高，在衣料用途方面，其嵩高性不明显，另一方面，若风叶数小于3叶，单丝断面空隙率虽然较高，但是单丝容易啮合，制成织物后，织物的嵩高性大大降低。更优选风车的风叶数为4叶，该优选形态可以通过卍型喷丝板得到实现。

特别优选假捻加工丝经过湿热处理，横截面上，风车的外接圆与内切圆直径比为3～3.5，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为5～40度，所述湿热处理条件为：温度90～100℃热水，处理时间20～25min。

以上数据的测试，一般选取纤维根数为20根，计算平均值。

本发明实施例中的值是采用下述方法来测定。

(1)沸水收缩率

①纱线取样10圈×1m/圈，将纱线自然下垂悬挂在温度25℃，湿度60%的环境中调湿12小时；

②在测长台上，将纱线悬挂定克重G，测出原长L

G=D×0.9×0.1×圈数×2（D：纱线纤度）；

③将测好的纱线用纱布包好放在100℃的水中，保持水温为100℃、30min；

④将纱布及纱线自然冷却，然后取出纱线挂在温度25℃，湿度60%的环境中调湿12小时；

⑤调湿好的纱线悬挂定克重G，测出L1。根据下列公式算出湿热收缩率：湿热收缩率=（L- L1）/L×100%。

(2)干热收缩率

②在测长台上，将纱线悬挂定克重G，测出原长L

G=D×0.9×0.1×圈数×2（D：纱线纤度）；

③将测好的纱线放在恒温干燥箱里，保持箱内温为180℃、15min；

④将纱线自然冷却，取出过后挂在温度25℃，湿度60%的环境中调湿12小时；

(3)卷缩伸长率

②将纱线用纱布包好，放在90℃恒温水槽中保持20min；

③将纱及纱线自然冷却，将纱线取出后挂在温度25℃，湿度60%的环境中调湿12小时；

④将纱线挂在装满水的测量水槽中，先悬挂初荷重+定荷重，保持2min后读出长度L，

初荷重=0.002g/d×D×2×卷数

定荷重=0.1 g/d×D×2×卷数

然后将定荷重去除，保持初荷重状态悬挂2min，读出长度L₁，根据下面公式测出：卷缩伸长率=（L- L₁）/L×100%。

(4)横截面空隙率

①单丝横截面的实际面积S₁；

②单丝横截面的外接圆的形成的交点连接形成的几何图形面积S₂

③按下面的公式计算横截面空隙率：

空隙率=（（S₂-S₁）/S₁）*100%。一般取N=20，计算平均值。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但以下实施例不应看作是对本发明的限制。

实施例1

将真空干燥后水分约30ppm的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片通过螺杆挤出机，挤出机各区温度为285℃、290℃、290℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后压入组件中。

使用卍型喷丝板纺丝，冷却距离为65mm，通过侧吹风冷却，风温为20℃，风速为20m/min，设定卷绕速度为3200m/min，一热辊温度为90℃，二热辊温度为145℃，两热辊间延伸倍率为1.36。控制纤度为90dtex/48F，得到4叶风车型全取向丝FOY。

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用低温假捻，假捻机一热箱温度设置为100℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的4叶风车型假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：7.7%，干热收缩率为：8.6%，卷缩伸长率为：14.6%，单丝横截面空隙率为40%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为75%。4叶风车的外接圆与内切圆直径比为3.5，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为30度。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

实施例2

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用中温假捻，假捻机一热箱温度设置为140℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的4叶风车型假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：7.0%，干热收缩率为：7.9%，卷缩伸长率为：19.0%，单丝横截面空隙率为30%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为68%。4叶风车的外接圆与内切圆直径比为3.3，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为35度。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

实施例3

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用中高温假捻，假捻机一热箱温度设置为180℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的4叶风车型假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：6.2%，干热收缩率为：7.2%，卷缩伸长率为：22.8%，单丝横截面面空隙率为23.2%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为68%。4叶风车的外接圆与内切圆直径比为3.0，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为40度。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

实施例4

将真空干燥后水分约30ppm的含有对苯二甲酸磺酸盐的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片通过螺杆挤出机，挤出机各区温度为285℃、290℃、290℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后压入组件中。

使用卍型喷丝板纺丝，冷却距离为65mm，通过侧吹风冷却，风温为20℃，风速为20m/min，设定卷绕速度为3200m/min，一热辊温度为90℃，二热辊温度为145℃，两热辊间延伸倍率为1.25。控制纤度为90dtex/48F，得到4叶风车型全取向丝FOY。

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用中温假捻，假捻机一热箱温度设置为140℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的4叶风车型假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：7.6%，干热收缩率为：8.2%，卷缩伸长率为：14.8%，单丝横截面空隙率为35%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为68%。4叶风车的外接圆与内切圆直径比为3.5，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为40度。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

实施例5

将真空干燥后水分约30ppm的含有对苯二甲酸乙二醇酯切片通过螺杆挤出机，挤出机各区温度为285℃、290℃、290℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后压入组件中。

使用Y型喷丝板纺丝，冷却距离为65mm，通过侧吹风冷却，风温为20℃，风速为20m/min，设定卷绕速度为3200m/min，一热辊温度为90℃，二热辊温度为145℃，两热辊间延伸倍率为1.48。控制纤度为90dtex/48F，得到Y型全取向丝FOY。

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用中温假捻，假捻机一热箱温度设置为140℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的Y型假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：6.8%，干热收缩率为：7.6%，卷缩伸长率为：17.3%，单丝横截面空隙率为35%。

实施例6

使用6叶形喷丝板纺丝，冷却距离为65mm，通过侧吹风冷却，风温为20℃，风速为20m/min，设定卷绕速度为3200m/min，一热辊温度为90℃，二热辊温度为145℃，两热辊间延伸倍率为1.40。控制纤度为90dtex/48F，得到6叶风车型全取向丝FOY。

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用中温假捻，假捻机一热箱温度设置为140℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的Y型假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：6.7%，干热收缩率为：7.7%，卷缩伸长率为：17.0%，单丝横截面空隙率为15%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为55%。外接圆与内切圆直径比为3.0，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为25度。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

比较例1

使用卍型喷丝板纺丝，冷却距离为65mm，通过侧吹风冷却，风温为20℃，风速为20m/min，设定卷绕速度为2500m/min，控制纤度为115dtex/48F，得到4叶风车形预取向丝POY。

对卷绕好的延伸丝POY进行假捻，采用低温假捻，假捻机一热箱温度设置为100℃，二热箱温度为室温，倍率1.370，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的异形假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：18.6%，干热收缩率为：24.6%，卷缩伸长率为：14.0%，单丝横截面空隙率为35%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为35%。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

比较例2

使用卍型喷丝板纺丝，冷却距离为65mm，通过侧吹风冷却，风温为20℃，风速为20m/min，设定卷绕速度为3200m/min，一热辊温度为90℃，二热辊温度为145℃，两热辊间延伸倍率为1.36。控制纤度为90dtex/48F，得到4叶风车形全取向丝FOY。

对卷绕好的延伸丝FOY进行假捻，采用高温假捻，假捻机一热箱温度设置为220℃，二热箱温度为室温，倍率1.075，加工速度500m/min，得到纤度为84dtex/48F的异形假捻加工丝，纱线的沸水收缩率为：6.1%，干热收缩率为：7.6%，卷缩伸长率为：34.8%，单丝断面空隙率为25%。经过湿热处理之后，单丝横截面空隙率为35%。湿热处理条件为：温度90~100℃热水，处理时间20min。

各实施例和比较例的数值见表1。

Claims

1.一种热塑性树脂假捻加工丝，其特征在于：所述假捻加工丝的横截面形状为风车型，横截面空隙率为10～40%；所述假捻加工丝经过湿热处理后，其横截面空隙率为40～75%；所述假捻加工丝的假捻温度为100～180℃；所述假捻加工丝经过湿热处理后，其横截面上，风车的外接圆与内切圆直径比为3～3.5，风车最中心和各风叶最宽处中心的连线L₁与风车最中心和各风叶外接圆交点的连线L₂的夹角为5～40度；所述湿热处理条件为：温度90～100℃热水，处理时间20～25min。

2.根据权利要求1所述的热塑性树脂假捻加工丝，其特征在于，所述假捻加工丝的横截面形状为风车型，所述风车型为风叶同向旋转，风叶数为3～6叶。

3.根据权利要求2所述的热塑性树脂假捻加工丝，其特征在于，所述假捻加工丝的横截面上，风车的风叶数为4叶。

4.根据权利要求1所述的热塑性树脂假捻加工丝，其特征在于，所述热塑性树脂是以二元酸和二元醇的反应物为主要结构单元的聚酯。

5.根据权利要求1所述的热塑性树脂假捻加工丝，其特征在于，所述假捻加工丝的卷缩伸长率为10～55%，吸水性为10～15cm。