CN107604472A - 一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学纤维领域，为解决差别化聚酯纤维功能单一的问题，本发明提出了一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维及制备方法，多功能双组份聚酯皮芯复合纤维中芯层成分选自聚酯，皮层成分选自改性聚酯，其中皮层成分在多功能双组份聚酯皮芯复合纤维中重量百分比为20‑50%。制备出了兼具冷感、吸湿排汗、抗静电以及优异的染色性能和防透性的一种多功能纤维，能够满足人们对夏季时尚面料的多功能需求。
Description
技术领域
本发明涉及化学纤维领域，具体涉及一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维及制备方法。
背景技术
近年来，人们越来越注重健康舒适的生活方式，对衣着的追求除了款式、颜色外，越来越重视舒适度，尤其是炎热的夏天。目前市场上的面料，多为聚酯纤维、腈纶、锦纶、氨纶和棉等，聚酯纤维以其价格优势和耐洗、挺括等特性占领了市场上的绝大份额。但普通的涤纶存在吸湿性差，穿着闷热、染色性能和防透性能一般等特点，尤其是在夏天，人们极易出汗和爱游泳，吸湿排汗和防透性显得尤为重要。目前，市场上也存在许多差别化聚酯纤维，如吸湿排汗聚酯纤维、阳离子染料可染聚酯纤维、具有凉感的聚酯纤维等，但市售的差别化聚酯纤维功能多单一，无法满足客户对一款面料的多功能需求。
发明内容
为解决差别化聚酯纤维功能单一的问题，本发明提出了一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维及制备方法，制备出了兼具冷感、吸湿排汗、抗静电以及优异的染色性能和防透性的一种多功能纤维，能够满足人们对夏季时尚面料的多功能需求。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维中芯层成分选自聚酯，皮层成分选自改性聚酯，其中皮层成分在多功能双组份聚酯皮芯复合纤维中重量百分比为20-50%。
作为优选，以重量份计，皮层成分由聚酯92-98.5，二氧化钛1-5，氮化硼0.5-3制成改性聚酯。二氧化钛选自平均粒径为200-400nm的锐钛矿型，氮化硼选自平均粒径为0.1-1μm的六方晶型。
作为优选，皮层成分中聚酯选自精对苯二甲酸、乙二醇、乙二醇锑、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、聚乙二醇的共聚物。更优选为，皮层成分共聚物中间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠使用量为精对苯二甲酸摩尔量的1.5-2.0%、乙二醇使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.5-2.0、聚乙二醇使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.2-1.5%，乙二醇锑使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.01-0.2%。
作为优选，芯层成分选自精对苯二甲酸、乙二醇、乙二醇锑的共聚酯。更优选为芯成分中乙二醇使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.5-2.0，乙二醇锑使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.01-0.2%。
本发明以常规的聚酯为芯层，以全消光阳离子染料可染冷感聚酯为皮层，经过异型喷丝板复合纺丝得到具备冷感、吸湿排汗、抗静电以及优异的染色性能和防透性的聚酯纤维。
一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维的制备方法为以下步骤：
（1）芯层成分聚酯切片、皮层成分的制备
a、芯层成分聚酯切片：将精对苯二甲酸、乙二醇和乙二醇锑加入聚合釜中，聚合反应后熔体经氮气挤出切粒制得切片，干燥备用；
b、皮层成分：将精对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、聚乙二醇和乙二醇锑、二氧化钛的乙二醇分散液、氮化硼的乙二醇分散液加入聚合釜中，聚合反应后熔体经氮气挤出切粒制得切片，干燥备用；
作为优选，二氧化钛的乙二醇分散液中二氧化钛的质量浓度为20-60%、氮化硼的乙二醇分散液中氮化硼的质量浓度为20-60%。
（2）双组份聚酯皮芯复合纤维的制备
a、将芯成分聚酯切片、皮成分分别通过螺杆挤出机，挤出机各区温度在270-290℃，呈熔融状态过滤，计量后分别压至组件中；
b、在组件中两组份通过喷丝板压出，冷却，以2600-3000m/min的纺速卷绕成型。
聚合反应采用常规方法，作为优选，酯化反应温度220-240℃，反应1-3h，缩聚反应温度270-290℃，反应1-3h，压力为0-100Pa。
作为优选，所述的喷丝板中喷丝孔的横截面为“十”字形，芯层为圆形。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）制备工艺简便，易操作；
（2）所制备的纤维同时具备冷感、吸湿排汗、抗静电以及优异的染色性能和防透性。
附图说明
图1为本发明的喷丝板上喷丝孔的横截面结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购。聚合反应采用常规的反应条件，先酯化反应，温度230℃，反应2h，然后缩聚反应280℃，反应2.5h，压力为60Pa。
实施例1
（1）芯层：将精对苯二甲酸80kg（481.55mol）、乙二醇48.3kg（778.18mol）和乙二醇锑59.6g（0.14mol）加入聚合釜中进行聚合反应后，挤出切粒制得切片，所得切片特性粘度为0.67；
（2）皮层：将精对苯二甲酸80kg（481.55mol）、乙二醇38.7kg（623.51mol）、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠6.4kg（40wt%）（间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠：7.19mol，乙二醇：61.87mol）、聚乙二醇106.6g（2.42mol）和乙二醇锑59.6g（0.14mol）、二氧化钛的乙二醇分散液8.0kg（40wt%）（二氧化钛：40.07mol，乙二醇：77.33mol）、氮化硼的乙二醇分散液1.6kg（40wt%）（氮化硼：25.79mol，乙二醇：15.47mol）加入聚合釜中进行聚合反应，得到全消光阳离子可染聚酯切片，最终所得切片特性粘度为0.58；
（3）将芯层聚酯切片80%重量份和皮层全消光阳离子可染聚酯切片20%重量份分别通过第一组分、第二组分螺杆挤出机中，挤出机的各区温度为275℃、280℃和285℃，使之呈熔融状态，过滤，通过计量泵准确计量后压至组件中，分别在组件中分配到芯层、皮层，然后经如图1所示的类“十”字形喷丝板压出，风冷，以3000m/min的纺速卷绕成型。
得到的POY预牵伸丝强度为3.05CN/dtex，将POY预牵伸丝进一步DTY加工，拉伸倍率为1.65，变形热箱温度为145℃，定型热箱温度为140℃，加工速度为500m/min，制得的DTY丝强度为1.65CN/dtex，断裂伸长率为21.0%。后经织布机所纺织物的上染率为88%，使用KES-F7型冷暖测试仪测得织物q-max值为0.215w/cm2。
实施例2
（1）芯层：将精对苯二甲酸80kg（481.55mol）、乙二醇48.3kg（778.18mol）和乙二醇锑59.6g（0.14mol）加入聚合釜中进行聚合反应后，挤出切粒制得切片，所得切片特性粘度为0.67；
（2）皮层：将精对苯二甲酸80kg（481.55mol）、乙二醇33.9kg（545.85mol）、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠6.4kg（40wt%）（间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠：7.19mol，乙二醇：61.87mol）、聚乙二醇106.6g（2.42mol）和乙二醇锑59.6g（0.14mol）、二氧化钛乙二醇分散液8.0kg（40wt%）（二氧化钛：40.07mol，乙二醇：77.33mol）、氮化硼乙二醇分散液9.6kg（40wt%）（氮化硼：154.74mol，乙二醇：92.82mol）加入聚合釜中进行聚合反应，得到得到全消光阳离子可染聚酯切片，所得切片特性粘度为0.57；
（3）将芯层聚酯切片70%重量份和皮层全消光阳离子可染聚酯切片30%重量份分别通过第一组分、第二组分螺杆挤出机中，挤出机的各区温度为275℃、280℃和285℃，使之呈熔融状态，过滤，通过计量泵准确计量后压至组件中，分别在组件中分配到芯层、皮层。然后经如图1所示类“十”字形喷丝板压出，风冷，以2600m/min的纺速卷绕成型。
得到的POY预牵伸丝强度为2.87CN/dtex。将POY预牵伸丝进一步DTY加工，拉伸倍率为1.60，变形热箱温度为145℃，定型热箱温度为140℃，加工速度为500m/min，制得的DTY丝强度为1.61CN/dtex，断裂伸长率为21.7%。后经织布机所纺织物的上染率为87%，使用KES-F7型冷暖测试仪测得织物q-max值为0.249w/cm2。
实施例3
（1）芯层：将精对苯二甲酸80kg（481.55mol）、乙二醇48.3kg（778.18mol）和乙二醇锑59.6g（0.14mol）加入聚合釜中进行聚合反应后，挤出切粒制得切片，所得切片特性粘度为0.67；
（2）皮层：将精对苯二甲酸80kg（481.55mol）、乙二醇37.7kg（607.40mol）、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠6.4kg（40wt%）（间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠：7.19mol，乙二醇：61.87mol）、聚乙二醇106.6g（2.42mol）和乙二醇锑59.6g（0.14mol）、二氧化钛的乙二醇分散液9.6kg（40wt%）（二氧化钛：48.08mol，乙二醇：92.80mol）、氮化硼的乙二醇分散液1.6kg（40wt%）（氮化硼：25.79mol，乙二醇：15.47mol）加入聚合釜中进行聚合反应，所得全消光阳离子可染聚酯切片，所得切片特性粘度为0.57；
（3）将芯层聚酯切片50%重量份和皮层全消光阳离子可染聚酯切片50%重量份分别通过第一组分、第二组分螺杆挤出机中，挤出机的各区温度为275℃、280℃和285℃，使之呈熔融状态，过滤，通过计量泵准确计量后压至组件中，分别在组件中分配到芯层、皮层。然后经如图1所示类“十”字形喷丝板压出，风冷，以2800m/min的纺速卷绕成型。
得到的POY预牵伸丝强度为2.53CN/dtex。将POY预牵伸丝进一步DTY加工，拉伸倍率为1.60，变形热箱温度为145℃，定型热箱温度为140℃，加工速度为500m/min，制得的DTY丝强度为1.54CN/dtex，断裂伸长率为23.4%。后经织布机所纺织物的上染率为91%，使用KES-F7型冷暖测试仪测得织物q-max值为0.230w/cm2。
应当指出，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式的变通和/或改变，都将落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，所述的多功能双组份聚酯皮芯复合纤维中芯层成分选自聚酯，皮层成分选自改性聚酯，其中皮层成分在多功能双组份聚酯皮芯复合纤维中重量百分比为20-50%。
2.根据权利要求1所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，以重量份计，皮层成分由聚酯92-98.5，二氧化钛1-5，氮化硼0.5-3制成改性聚酯。
3.根据权利要求2所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，二氧化钛选自平均粒径200-400nm的锐钛矿型，氮化硼选自平均粒径0.1-1μm的六方晶型。
4.根据权利要求2所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，皮层成分中聚酯为精对苯二甲酸、乙二醇、乙二醇锑、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、聚乙二醇的共聚物。
5.根据权利要求4所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，皮层成分共聚物中间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠使用量为精对苯二甲酸摩尔量的1.5-2.0%、乙二醇使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.5-2.0、聚乙二醇使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.2-1.5%，乙二醇锑使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.01-0.2%。
6.根据权利要求1所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，芯层成分选自精对苯二甲酸、乙二醇、乙二醇锑的共聚酯。
7.根据权利要求6所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维，其特征在于，芯层成分中乙二醇使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.5-2.0，乙二醇锑使用量为精对苯二甲酸摩尔量的0.01-0.2%。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：
（1）芯成分聚酯切片、皮层成分的制备
a、芯层成分聚酯切片：将精对苯二甲酸、乙二醇和乙二醇锑加入聚合釜中，聚合反应后熔体经氮气挤出切粒制得切片，干燥备用；
b、皮层成分：将精对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、聚乙二醇和乙二醇锑、二氧化钛的乙二醇分散液、氮化硼的乙二醇分散液加入聚合釜中，聚合反应后熔体经氮气挤出切粒制得切片，干燥备用；
（2）双组份聚酯皮芯复合纤维的制备
a、将芯层成分聚酯切片、皮层成分分别通过螺杆挤出机，挤出机各区温度在270-290℃，呈熔融状态过滤，计量后分别压至组件中；
b、在组件中两组份通过喷丝板压出，冷却，以2600-3000m/min的纺速卷绕成型。
9.根据权利要求8所述的一种多功能双组份聚酯皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的喷丝板中喷丝孔的横截面为“十”字形。
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