CN107385528A - 一种高弹消光tsf复合纤维切片纺及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高弹消光TSF复合纤维切片纺，其特征在于：所述高弹消光TSF复合纤维切片纺是由消光PTT组份与消光PET组份熔体经挤出、计量、纺丝复合、喷丝、冷却、上油、拉伸定型和卷绕制得，所述消光PTT组份与消光PET组份的比重为6:4～4:6，所述消光PET组份中包括PET及灰分，所述PET与灰分的比重为98:2，所述消光PTT组份中包含PTT及灰分，所述PTT与灰分的比重为98.5:1.5。本发明中能够提高高弹消光TSF复合纤维切片纺的弹性，实现一定的遮光效果，生产效率，生产质量，以及能够降低生产成本。

Description

一种高弹消光TSF复合纤维切片纺及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种长纤维，尤其涉及一种一种高弹消光TSF复合纤维切片纺及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步，化纤行业有了较大的发展，人们对化纤产品的要求也越来越高，而以氨纶为核心的弹力纤维存在着诸多不足需要改进，例如氨纶在后处理过程中怕氯漂、不好定型、弹力不稳定、不好打理、容易起泡。同时目前市场上的遮光性弹性纤维原料复杂，价格高昂，且弹性不足，不利于遮光弹力纤维的市场推广。
发明内容
本发明目的是提供一种高弹消光TSF复合纤维切片纺及其制备方法，通过使用该产品及制备方法，提高了生产效率，降低了生产成本，同时实现了纤维的弹性及遮光效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高弹消光TSF复合纤维切片纺，所述高弹消光TSF复合纤维切片纺是由消光PTT组份与消光PET组份熔体经挤出、计量、纺丝复合、喷丝、冷却、上油、拉伸定型和卷绕制得，所述消光PTT组份与消光PET组份的比重为6:4～4:6，所述消光PET组份中包括PET及灰分，所述PET与灰分的比重为98:2，所述消光PTT组份中包含PTT及灰分，所述PTT与灰分的比重为98.5:1.5，所述灰分为二氧化钛。
上述技术方案中，所述消光PET组份的粘度为0.45dL/g～0.58dL/g，所述消光PTT组份的粘度为0.98dL/g～1.35dL/g。
上述技术方案中，所述消光PTT组份与所述消光PET组份的收缩率不同，所述TSF复合纤维切片纺呈螺旋结构，且所述TSF复合纤维切片纺的截面呈花生型。
上述技术方案中，所述PTT的熔点为226℃，所述消光PET组份的熔点高于所述消光PTT组份熔点25℃～35℃。
为达到上述目的，本发明中采用了一种高弹消光TSF复合纤维切片纺的制备方法，其步骤为：
①将消光PET组份与消光PTT组份切片各自进行结晶干燥，将消光PET组份及消光PTT组份干燥至含水量抵于20ppm；
②将PET及PTT分别加入两台螺杆挤出机中，进行加热熔融挤出，挤出的PET及PTT分别经计量泵定量；
③熔体通过熔体管道送入复合纺丝组件，经过砂杯，分配板，导流板将两种熔体分别引入喷丝板，喷出，喷出纺丝，喷出的纺丝再经环形冷却，进行集束上油；
④将集束上油之后的纺丝进行拉伸定型，再进行卷绕成型，再将卷绕成型的纺丝进行收集；
⑤所述步骤④中，纺丝依次经过第一热辊及第二热辊进行拉伸定型；
⑥所述第一热辊的的牵伸速度为1000m/min～2000m/min，所述第二热辊的牵伸速度为3000m/min～5000m/min，所述第一热辊的拉伸定型温度为75℃～88℃，所述第二热辊的拉伸定型温度为130℃～180℃。
上述技术方案中，所述卷绕成型的卷绕速度为3550m/min～5000m/min。
上述技术方案中，所述卷绕成型的卷绕速度大于第二热辊牵伸速度100m/min。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明中高弹消光TSF复合纤维切片纺(高弹消光仿氨纶复合纤维切片纺)具有弹性佳、永久性、耐疲劳、时间长不消失、稳定性好、吸湿排汗功能优良等特性，还具备较好的遮光性能，同时，在制作时不用加捻直接织造而具有优良的弹性及弹性恢复性，织物手感柔软、耐氯漂，耐高温等，色彩鲜艳，服装用性能高；同时，不存在氨纶在后处理过程中怕氯漂、不好定型、弹力不稳定、容易起泡的问题；
2.本发明中采用一步法对高弹消光TSF复合纤维切片纺进行加工，与以往两步法相比，生产效率高，生产流程更短，对设备的改造投入小，降低人工成本，能够降低生产成本较30％以上，同时产品的质量更好，而且更加稳定；
3.本发明中在PET与PPT内均加入有灰分，起到对入设光线的反复散射与吸收作用，其中，高弹消光TSF复合纤维切片纺的花生型截面实现了折射与散射，另一方面并列复合结构的消光PET以及消光PTT之间的材质差异导致了纤维反射面积的增加，可使光线的路径损耗增加，达到了进一步提高视觉遮蔽效果的作用，从而使制成的纺织品具有良好的视觉遮蔽效果，特别是在制作泳装类服装面料时具备优越的弹性，同时还间距遮蔽性能，不易暴露身体，实用性强，消费者体验好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：一种高弹消光TSF复合纤维切片纺，所述高弹消光TSF复合纤维切片纺是由消光PTT组份与消光PET组份熔体经挤出、计量、纺丝复合、喷丝、冷却、上油、拉伸定型和卷绕制得，所述消光PTT组份与消光PET组份的比重为6:4～4:6，所述消光PET组份中包括PET及灰分，所述PET与灰分的比重为98:2，所述消光PTT组份中包含PTT及灰分，所述PTT与灰分的比重为98.5:1.5，所述灰分为二氧化钛。
所述消光PET组份的粘度为0.45dL/g～0.58dL/g，所述消光PTT组份的粘度为0.98dL/g～1.35dL/g。
所述消光PTT组份与所述消光PET组份的收缩率不同，所述TSF复合纤维切片纺呈螺旋结构，且所述TSF复合纤维切片纺的截面呈花生型。其中，由于收缩率的差异，会形成螺旋结构，会使长丝弹性变形及弹性恢复能力。
所述PTT的熔点为226℃，所述消光PET组份的熔点高于所述消光PTT组份熔点25℃～35℃。
为达到上述目的，本发明采用了一种高弹消光TSF复合纤维切片纺的制备方法，其步骤为：
①将消光PET组份与消光PTT组份切片各自进行结晶干燥，将消光PET组份及消光PTT组份干燥至含水量抵于20ppm；
②将PET及PTT分别加入两台螺杆挤出机中，进行加热熔融挤出，挤出的PET及PTT分别经计量泵定量；
③熔体通过熔体管道送入复合纺丝组件，经过砂杯，分配板，导流板将两种熔体分别引入喷丝板，喷出，喷出纺丝，喷出的纺丝再经环形冷却，进行集束上油；
④将集束上油之后的纺丝进行拉伸定型，再进行卷绕成型，再将卷绕成型的纺丝进行收集；
⑤所述步骤④中，纺丝依次经过第一热辊及第二热辊进行拉伸定型；
⑥所述第一热辊的的牵伸速度为1000m/min～2000m/min，所述第二热辊的牵伸速度为3000m/min～5000m/min，所述第一热辊的拉伸定型温度为75℃～88℃，所述第二热辊的拉伸定型温度为130℃～180℃。
所述卷绕成型的卷绕速度为3550m/min～5000m/min。
所述卷绕成型的卷绕速度大于第二热辊牵伸速度100m/min。
其中，消光PET组份的加热挤出温度为255℃～280℃，消光PET组份的纺丝温度为270℃～280℃，消光PTT组份的纺丝温度为255℃～270℃。
其中，螺杆在加热挤出时，存在4段加热，每区的温度如下表：
/单位℃ 一区温度 二区温度 三区温度 四区温度
PET 255～270 260～273 265～275 270～280
PTT 240～252 245～253 252～263 258～270
其中，四区温度为纺丝温度，分为多区温度，因为在熔融状态下，消光PET组份与消光PTT组份不同温度区间粘度不一样，通过分别调整消光PET组份与消光PTT组份各区温度至最佳，这样能够保证消光PET组份与消光PTT组份在螺杆挤出过程中具有良好的流动性，挤出之后粘度不一样从而形成粘度差。
在本实施例中，在加工过程中，纺丝经过第一热辊，其中，第一热辊的温度为75℃～88℃，这样能够对纺丝进行预加热，使纺丝软化，然后再通过第二热辊进行牵引拉伸，由于第二热辊牵引速度大于第一热辊的牵引速度，这样第一热辊加热之后，可以对纺丝进行拉伸，同时，第二热辊的温度为130℃～180℃，纺丝在拉伸的过程中进行加热，能够改善纺丝的弹性，这样纺丝在拉伸过程还能够有效增加纺丝的弹性，保证纺丝的高弹性。同时，卷绕成型的速度要大于第二热辊的牵引速度，还能够对纺丝进行一定程度的拉伸，能够实现其拉伸质量。
在以往结构中，采用两步法，为挤出、环吹风冷却、上油、卷绕、落桶、集束、拉伸、紧张热定型、上油、曲卷、切断，工序特别多。本发明中只需要挤出、环吹风冷却、上油、拉伸定型、卷绕，即可完成，工序少，成本低，效率快。
如下，选用几个实施例，对TSF弹性复合纤维进行数据说明及对比。
其中，TSF弹性复合纤维性能测定步骤为：
1、测量前长度负重为0.1g/d测其长度为L1。
2、在温度121℃，时间为5分钟里热处理。
3、取出圆盘平衡10分钟。
4、测量后长度负重为0.00015g/d测其长度为L2。
5、L2负重取出再加0.1g/d负重测其长度为L3。
6、记录好L1，L2，L3数据
CP卷曲能力＝(L3-L2)/L2*100％
表征丝定负荷下，卷曲伸直的长度与原长之比。
CS卷曲收缩率＝(L1-L3)/L1*100％
表征丝被拉直后，卷曲结构重新恢复时所产生的收缩率。
CI卷曲指标＝(L3-L2)/L2*100％
表征丝被拉直后伸长的长度与受热卷曲后长度之比。
实施例二：设定纺丝温度为270℃，263℃计量泵计量混合(，第一热滚速度为1900m/min，温度为78℃；第二热滚的牵伸速度为3800m/min，其热定型温度为130℃；所述卷绕速度为3900m/min。最终制得TSF弹力纤维弹性指标CP42％ CS9.1％ CI30％。
实施例三：设定纺丝温度为271℃，264℃计量泵计量混合，第一热滚速度为1800m/min，温度为78℃；第二热滚的牵伸速度为3900m/min，其热定型温度为140℃；所述卷绕速度为4000m/min。最终制得TSF弹力纤维弹性指标CP 55％ CS 10％ CI 35％。
实施例四：设定纺丝温度为272℃，265℃计量泵计量混合，第一热滚速度为1700m/min，温度为78℃；第二热滚的牵伸速度为4000m/min，其热定型温度为150℃；所述卷绕速度为4100m/min。最终制得TSF弹力纤维弹性指标CP 60％ CS 10.5％ CI 37％。
实施例五：设定纺丝温度为273℃，266℃计量泵计量混合，第一热滚速度为1600m/min，温度为78℃；第二热滚的牵伸速度为4100m/min，其热定型温度为160℃；所述卷绕速度为4200m/min。最终制得TSF弹力纤维弹性指标CP 69％ CS 9.6％ CI 41％。
实施例六：设定纺丝温度为274℃，267℃计量泵计量混合，第一热滚速度为1600m/min，温度为78℃；第二热滚的牵伸速度为4200m/min，其热定型温度为170℃；所述卷绕速度为4300m/min。最终制得TSF弹力纤维弹性指标CP 77％ CS 10％ CI 44％。
实施例七：设定纺丝温度为275℃，268℃计量泵计量混合，第一热滚速度为1600m/min，温度为78℃；第二热滚的牵伸速度为4300m/min，其热定型温度为180℃；所述卷绕速度为4400m/min。最终制得TSF弹力纤维弹性指标CP 85％ CS 11％ CI 46％。
在本发明中，消光PTT组份及消光PET组份在各自的干燥塔中进行干燥干燥时间12-18h，干燥温度消光PTT组份125℃，消光PET组份128℃。
含水过高消光PTT组份及消光PET组份会在螺杆熔融过程中加速降解，降解过多会使消光PTT组份及消光PET组份的粘度降低，粘度降低，弹性会有损失，并且切片降解过多纺丝过程中产生飘丝增多，断头增多，影响可纺性，丝饼成品外观毛丝，降低AA率。因此，本发明中将两者的组份含水率降低至20ppm。在以往技术中，一般会采用30ppm，但是，30ppm更多地针对单组份常规品种，PET纤维。对于含水要求没有双组份复合纺那么要求高。
同时，合适的牵伸速度是为了保证合适的牵伸倍数，保证弹性优越，合适的定型温度是为了提高弹性优越性，以保证一步法高速纺丝可以制得弹性优越可替代氨纶的高弹力复合纤维，过低弹性不足需要加弹机二次加工(低于130℃)，过高沸水收缩率太低(高于180℃)会导致布面门幅太大。
牵引速度与定型温度要求是速度越快温度越高才能保证弹性优越，以及沸水收缩的合适，当速度慢定型温度高时，相当于单位时间内丝束的受热增多，沸水收缩率过低，导致布面门幅太大；当速度快定型温度低时，相当于单位时间内丝束的受热减少，弹性不足，需要加弹机二次加工。
同时，纺丝温度对后续拉伸影响很大，温度高，可纺性好，拉伸倍数可以增大，更好地通过本发明中的工艺制得该纤维。

Claims (7)

1.一种高弹消光TSF复合纤维切片纺，其特征在于：所述高弹消光TSF复合纤维切片纺是由消光PTT组份与消光PET组份熔体经挤出、计量、纺丝复合、喷丝、冷却、上油、拉伸定型和卷绕制得，所述消光PTT组份与消光PET组份的比重为6:4～4:6，所述消光PET组份中包括PET及灰分，所述PET与灰分的比重为98:2，所述消光PTT组份中包含PTT及灰分，所述PTT与灰分的比重为98.5:1.5，所述灰分为二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的高弹消光TSF复合纤维切片纺，其特征在于：所述消光PET组份的粘度为0.45dL/g～0.58dL/g，所述消光PTT组份的粘度为0.98dL/g～1.35dL/g。
3.根据权利要求1所述的高弹消光TSF复合纤维切片纺，其特征在于：所述消光PTT组份与所述消光PET组份的收缩率不同，所述TSF复合纤维切片纺呈螺旋结构，且所述TSF复合纤维切片纺的截面呈花生型。
4.根据权利要求1所述的高弹消光TSF复合纤维切片纺，其特征在于：所述PTT的熔点为226℃，所述消光PET组份的熔点高于所述消光PTT组份熔点25℃～35℃。
5.如权利要求1所述的一种高弹消光TSF复合纤维切片纺的制备方法，其步骤为：
①将消光PET组份与消光PTT组份切片各自进行结晶干燥，将消光PET组份及消光PTT组份干燥至含水量抵于20ppm；
②将消光PET组份与消光PTT组份分别加入两台螺杆挤出机中，进行加热熔融挤出，挤出的PET及PTT分别经一计量泵定量；
③熔体通过熔体管道送入复合纺丝组件，经过砂杯，分配板，导流板将两种熔体分别引入喷丝板，喷出，喷出纺丝，喷出的纺丝再经环形冷却，进行集束上油；
④将集束上油之后的纺丝进行拉伸定型，再进行卷绕成型，再将卷绕成型的纺丝进行收集；
⑤所述步骤④中，纺丝依次经过第一热辊及第二热辊进行拉伸定型；
⑥所述第一热辊的的牵伸速度为1000m/min～2000m/min，所述第二热辊的牵伸速度为3000m/min～5000m/min，所述第一热辊的拉伸定型温度为75℃～88℃，所述第二热辊的拉伸定型温度为130℃～180℃。
6.根据权利要求5所述的高弹消光TSF复合纤维切片纺的制备方法，其特征在于：所述卷绕成型的卷绕速度为3550m/min～5000m/min。
7.根据权利要求6所述的高弹消光TSF复合纤维切片纺的制备方法，其特征在于：所述卷绕成型的卷绕速度大于第二热辊牵伸速度100m/min。
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