CN106868613A - 7d多孔中空纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种7D多孔中空纤维及其制备方法，所述7D多孔中空纤维为聚酯纤维，中空纤维内部具有多个相互隔离的中空通道，纤维为7.0‑9.0旦尼尔，纤维为三维卷曲形状，卷曲数为5.0‑7.3个/25mm。本发明通过对多孔中空纤维的卷曲率和卷曲数的研究，发现对于7D的多孔中空聚酯短纤维来说，其中空纤维的卷曲数最佳条件和卷曲率的最佳条件以能够实现三维的7D的4孔中空聚酯纤维在膨松度V1、膨松度V2、膨松度V3和压缩弹性回复率方面性能最佳。

Description

7D多孔中空纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于聚酯短纤维技术领域，尤其是涉及一种中空短纤维，特别是涉及一种7D多孔中空纤维及其制备方法。

背景技术

家用纺织品与服装用纺织品、产业用纺织品共同构成纺织业的三分天下。家纺行业产品主要有床品、布艺、绣品、毛巾、植绒、毯类等。而多孔中空三维卷曲纤维具有中空度高、蓬松性好、回弹性优异、保暖性更强、手感滑爽、具有永久卷曲性等诸多优点，是家纺产品如枕芯、软体玩具、靠垫等的优良絮填材料，同时还可用于装饰布、地毯、仿毛产品、过滤材料等，产品附加值很高，市场销路良好。

中空短纤维因为减少了纤维的重量并且能包含大量静止空气，具有更加丰厚糯滑的舒适手感，干爽透湿。因此对于中空短纤维的需求日益增加。现有技术中公开了很多制备中空短纤维的方法，尤其是通过回收聚酯瓶片制备中空短纤维的方法，例如CN201410313696.3公开了—种采用回收聚酯瓶片纺制十字多孔中空短纤维的方法，将回收聚酯瓶片送入真空转鼓干燥器中进行干燥后，喂入熔融纺丝设备，熔融的纺丝原料经纺丝箱体的螺杆挤压机进行挤压，再经十字多孔中空喷丝板挤出，冷却成型得到初生纤维，之后经卷绕、集束、牵伸、卷曲、上油、松弛热定型、切断等工序，制得纤度为6.67～14.44旦尼尔的十字多孔中空短纤维。该方法制备得到的中空聚酯短纤维无法给出如何能够使得多孔中空短纤维为满足中空纤维的性能，在卷曲数和卷曲率方面的最佳范围，以保证中空短纤维的应用效果。

CN201410779373.3公开了一种再生聚酯瓶片纺制六叶多孔中空短纤维的制备方法，其步骤依次为：将再生聚酯瓶片送入真空转鼓干燥器进行干燥，干燥后的物料喂入熔融纺丝设备进行熔融纺丝，熔融的纺丝原料经螺杆挤压机挤压进入纺丝箱体，从六叶多孔中空喷丝板的喷丝孔喷出，得到初生纤维；之后通过环吹风装置对初生纤维进行冷却成型，再经卷绕、集束、牵伸、卷曲、上油、松弛热定型、切断工序，制得六叶多孔中空短纤维。该方法并没有为实现最佳的中空短纤维性能的卷曲率和卷曲数调整相应的制备条件，其仅仅为制备获得中空短纤维，并没有解决中空短纤维性能最佳且性能最稳定的问题。

TWI377271B一种类方形四孔中空短纤维，其特征在于该纤维符合下列关系式：1.10≦断面异型度(A/B)≦1.414，16％≦4x单孔中空率≦35％，其中A为断面对角线长之1/2，B为断面宽度之1/2，且该短纤维之压缩回复率大于约90％。该专利公开的中空短纤维及其技术只是解决了普遍性的问题，针对特定粗细的聚酯中空短纤维并没有解决其最佳性能的问题，该专利没有研究出在4孔聚酯短纤维产品方面，为获得最佳膨松度和最佳弹性所所需要确定的卷曲数和卷曲率。

但是目前公开的技术所制备的中空短纤维并没有体现出其最佳性能，尤其是针对不同粗细、不同孔数的中空纤维其所要求的三维卷曲结构特征不清楚，导致虽然短纤维性能满足行业要求，但是其使用效果并不是最佳的，往往导致性能方面的缺失。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种特定结构的多孔中空聚酯短纤维，该短纤维满足了多孔条件下，在其粗细为7D(旦尼尔)的情况下，也就是纤维粗细为7.0-9.0旦尼尔的情况下，通过最佳卷曲数的设置，甚至是卷曲率的设置来保证7.0-9.0旦尼尔的聚酯纤维能够具有最佳的性能，同时为了能够获得这样最佳性能的7D聚酯短纤维，对工艺进行了创造性的调整，保证能够获得此种纤维，并维持纤维生产的质量稳定性。

具体的，本发明提供了一种7D多孔中空纤维，其特征在于所述纤维为聚酯纤维，中空纤维内部具有多个相互隔离的中空通道，纤维平均粗细为7.0-9.0旦尼尔，纤维为三维卷曲形状，平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm。

优选的，上述7D多孔中空纤维，所述多孔中空纤维，其中纤维内部具有4个相互隔离的中空通道，所述中空通道横截面的形状不限于方形、圆形或不规则形状，其中优选地，所述中空通道为方形。

优选的，上述7D多孔中空纤维，所述纤维的平均卷曲率为23-25％，所述聚酯纤维聚酯短纤维。卷曲率一般也成为卷曲度。在平均卷曲数设定好的情况下，卷曲率的合理设置也会对纤维的性能有很大的提升。

优选的，上述7D多孔中空纤维，所述纤维内部的多个相互隔离的通道的横截面面积占纤维横截面面积的百分比为25-30％。通道的横截面面积占纤维横截面面积的百分比一般也称作中空率。

优选的，上述7D多孔中空纤维，所述中空纤维的制备方法为：选用回收PET瓶片为纺丝原料，制备得到水分含量＜80PPM纺丝原料，然后熔融进入纺丝箱体，从4孔中空喷丝板的喷丝孔喷出获得初生纤维，通过冷却装置对初生纤维进行环吹风冷却，调整冷却装置的风温，使冷却风与对向风的温度相差3-4℃，再经卷绕、集束、水浴牵伸和蒸汽牵伸，水浴牵伸倍数为2.7-2.8倍，温度为77-79℃；蒸汽牵伸倍数为1.05-1.10，温度为95-105℃，然后进行卷曲，卷曲预热30-40分钟后通过卷曲机卷曲，调整卷取机使其平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm，然后上油、松弛热定型，使其卷曲率为23-25％、切断、打包，制得纤维粗细为7.0-9.0旦尼尔的4孔中空短纤维产品。

本发明还提供了上述中空纤维的制备方法，其特征在于所述方法包括如下特征：选用回收PET瓶片为纺丝原料，制备得到水分含量＜80PPM纺丝原料，然后熔融进入纺丝箱体，从4孔中空喷丝板的喷丝孔喷出获得初生纤维，通过冷却装置对初生纤维进行环吹风冷却，调整冷却装置的风温，使冷却风与对向风的温度相差3-4℃，再经卷绕、集束、水浴牵伸和蒸汽牵伸，水浴牵伸倍数为2.7-2.8倍，温度为77-79℃；蒸汽牵伸倍数为1.05-1.10，温度为95-105℃，然后进行卷曲，卷曲预热30-40分钟后通过卷曲机卷曲，调整卷取机使其平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm，然后上油、松弛热定型，使其卷曲率为23-25％、切断、打包，制得纤维粗细为7.0-9.0旦尼尔的4孔中空短纤维产品。

本发明还提供了一种7D多孔中空纤维的用途，其特征在于所述用途为多孔中空纤维提高聚酯纤维在膨松度V1、膨松度V2、膨松度V3和压缩弹性回复率，其中多孔中空纤维为聚酯纤维，中空纤维内部具有多个相互隔离的中空通道，纤维为7.0-9.0旦尼尔，纤维为三维卷曲形状，平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm。

优选的，上述用途中，所述多孔中空纤维为聚酯短纤维。

优选的，上述用途中，所述纤维的平均卷曲率为23-25％。

有益效果：

1、本发明通过对多孔中空纤维的卷曲率和卷曲数的研究，发现对于7D的多孔中空聚酯短纤维来说，其中空纤维的卷曲数最佳条件和卷曲率的最佳条件，以能够实现三维的7D的4孔中空聚酯纤维在膨松度V1、膨松度V2、膨松度V3和压缩弹性回复率方面性能最佳。

2、对于聚酯短纤维下游应用来说，经常会根据产品的不同要求不同指标的性能要求，对于聚酯短纤维来说，尤其是4孔的7D中空短纤维，当性能要求达到膨松度V1大于280，膨松度V2大于65、膨松度V3大于230和压缩弹性回复率大于70％的情况下，如何能够实现该性能，并且如何保证该性能的聚酯短纤维生产质量稳定，本发明获得了最佳的条件要求，既要控制好7D四孔短纤维的粗细在一定范围内，也要控制器卷曲数和卷曲率，否则将会导致产品性能无法满足要求，产品的质量不稳定。

具体实施方式

4孔中空短纤维制备方法为：

选用回收PET瓶片为纺丝原料，制备得到水分含量＜80PPM纺丝原料，然后熔融进入纺丝箱体，从4孔中空喷丝板的喷丝孔喷出获得初生纤维，通过冷却装置对初生纤维进行环吹风冷却，调整冷却装置的风温，使冷却风与对向风的温度相差3-4℃，再经卷绕、集束、水浴牵伸和蒸汽牵伸，水浴牵伸倍数为2.7-2.8倍，温度为77-79℃；蒸汽牵伸倍数为1.05-1.10，温度为95-105℃，然后进行卷曲，卷曲预热30-40分钟后通过卷曲机卷曲，调整卷取机使其平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm，然后上油、松弛热定型，使其卷曲率为23-25％、切断、打包，制得纤维粗细为7.0-9.0旦尼尔的4孔中空短纤维产品。

根据上述方法制备获得本发明的最佳的聚酯短纤维，为证明本发明的聚酯短纤维性能上是最佳的，调整水浴牵伸倍数、调整卷取机改变卷曲数，调整松弛热定型条件，改变卷曲率使得上述制备方法范围内或超出上述制备方法的条件，获得相近似的聚酯短纤维来证明何种卷曲数和卷曲率的聚酯短纤维具有最佳性能的。

制备实施例

为摸索7D多孔纤维最佳的卷曲数和卷曲率的条件，根据如下条件制备聚酯短纤维。

通过实施例1-26的实施过程中，特异性调整拉伸倍数、卷取机和松弛热定型设备，获得预期的粗细、卷曲数和卷曲率的聚酯短纤维，产出聚酯短纤维后再测量上述实施例1-26所述的聚酯短纤维的平均粗细、平均卷曲数、平均卷曲率和平均中空率，每一批次的测量是通过在生产中的前期、中期、后期分别取样20、50、20个进行分别测量，然后测量90个抽样测量数值的平均值，得到如下数据。

性能测试实施例

然后针对聚酯短纤维按照上述测量标准测量其膨松度V1、膨松度V2、膨松度V3和压缩弹性回复率。具体结果如下：

从上述实验明确了对于4孔中空短纤维来说，当卷曲数为5.0-7.2个/25mm，卷曲率为23-25％的情况下(参见实施例1-10)，其产品的膨松度V1、膨松度V2、和膨松度V3及压缩弹性回复率均达到最佳性能。

当卷曲数过于7.2个/25mm或者低于5个/25mm的时候(参见实施例11-15)，膨松度V1、和膨松度V3降低至少10个以上的单位，膨松度V2和压缩弹性回复率也下降很多。

同样的原理，进行对比试验的实施例16-20，通过调整卷曲率高于25％或低于23％，会导致聚酯短纤维在性能测试中，其膨松度V1、膨松度V2、和膨松度V3及压缩弹性回复率下降到产品无法接受的指标。

同样，进行对比试验的实施例21-26，制备过程中因为调整拉伸倍数，使得纤维的粗细在7.0旦尼尔以下或者是在9.0旦尼尔以上的时候，即使保证卷曲数和卷曲率的合理值，也无法校正其膨松度V1、膨松度V2、和膨松度V3及压缩弹性回复率达到产品要求的指标。

由此可看出，对于4孔中空纤维，在粗细为7D的情况下，也就是聚酯短纤维在制备过程中，保证其粗细范围为7.0-9.0旦尼尔范围内，同时调整卷曲数为5.0-7.3个/25mm，卷曲率为23-25％能够使得产品满足其膨松度V1、膨松度V2、膨松度V3及压缩弹性回复率的性能指标要求。

Claims (9)

1.一种7D多孔中空纤维，其特征在于所述纤维为聚酯纤维，中空纤维内部具有多个相互隔离的中空通道，纤维平均粗细为7.0-9.0旦尼尔，纤维为三维卷曲形状，平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm。

2.根据权利要求1所述的多孔中空纤维，其中纤维内部具有4个相互隔离的中空通道。

3.根据权利要2所述的7D多孔中空纤维，其特征在于纤维的卷曲率为23-25％，所述聚酯纤维为聚酯短纤维。

4.根据权利要求3所述的7D多孔中空纤维，其特征在于纤维内部的多个相互隔离的通道的横截面面积占纤维横截面面积的百分比为25-30％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的7D多孔中空纤维，其特征在于所述中空纤维的制备方法为：选用回收PET瓶片为纺丝原料，制备得到水分含量＜80PPM纺丝原料，然后熔融进入纺丝箱体，从4孔中空喷丝板的喷丝孔喷出获得初生纤维，通过冷却装置对初生纤维进行环吹风冷却，调整冷却装置的风温，使冷却风与对向风的温度相差3-4℃，再经卷绕、集束、水浴牵伸和蒸汽牵伸，水浴牵伸倍数为2.7-2.8倍，温度为77-79℃；蒸汽牵伸倍数为1.05-1.10，温度为95-105℃，然后进行卷曲，卷曲预热30-40分钟后通过卷曲机卷曲，调整卷取机使其平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm，然后上油、松弛热定型，使其卷曲率为23-25％、切断、打包，制得纤维粗细为7.0-9.0旦尼尔的4孔中空短纤维产品。

6.权利要求1-4任一项所述的中空纤维的制备方法，其特征在于所述方法包括如下特征：选用回收PET瓶片为纺丝原料，制备得到水分含量＜80PPM纺丝原料，然后熔融进入纺丝箱体，从4孔中空喷丝板的喷丝孔喷出获得初生纤维，通过冷却装置对初生纤维进行环吹风冷却，调整冷却装置的风温，使冷却风与对向风的温度相差3-4℃，再经卷绕、集束、水浴牵伸和蒸汽牵伸，水浴牵伸倍数为2.7-2.8倍，温度为77-79℃；蒸汽牵伸倍数为1.05-1.10，温度为95-105℃，然后进行卷曲，卷曲预热30-40分钟后通过卷曲机卷曲，调整卷取机使其平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm，然后上油、松弛热定型，使其卷曲率为23-25％、切断、打包，制得纤维粗细为7.0-9.0旦尼尔的4孔中空短纤维产品。

7.一种7D多孔中空纤维的用途，其特征在于所述用途为多孔中空纤维提高聚酯纤维在膨松度V1、膨松度V2、膨松度V3和压缩弹性回复率，其中多孔中空纤维为聚酯纤维，中空纤维内部具有多个相互隔离的中空通道，纤维为7.0-9.0旦尼尔，纤维为三维卷曲形状，平均卷曲数为5.0-7.3个/25mm。

8.根据权利要求8所述的用途，其中多孔中空纤维为聚酯短纤维。

9.根据权利要求8或9所述的用途，其中纤维的平均卷曲率为23-25％。