CN108624988A - 一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法 - Google Patents

一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，属于纺织技术领域，采用如下技术方案：按重量百分比包含以下组分：0～10％的位阻单体、30～50％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、70～40％的聚对苯二甲酸乙二醇‑1,4‑环己二甲醇酯；将两种聚酯类切片分别干燥，双螺旋杆挤出熔融状态下加入位阻单体，异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。位阻单体的引入破坏了PCT和PET分子链的规整性，弱化纤维的结晶能力，导致纤维具有较高的热收缩性能，异形纺丝过程中因两组分之间具有显著的热收缩性能差异而产生三维立体卷曲结构，而赋予复合纤维优异的蓬松性、卷曲性。

Description

一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法。
背景技术
天然羽绒纤维是人们熟知的保暖材料，大量用于高级衣着和絮棉领域,但是由于它的数量少，价格昂贵，远不能满足人们日益提高的物质生活需要；而仿羽绒纤维,属于三维卷曲中空聚酯纤维经过有机硅整理的纤维,它可以做到类似天然羽绒纤维那样保暖、蓬松性好、手感滑爽、柔软、而且在蓬松性、压缩回弹方面可以与天然羽绒纤维相媲美,不霉不蛀,价格则低于天然纤维。
目前国内开发仿羽绒纤维,主要以超细旦纤维和经过硅油处理的三维卷曲中空化学纤维为主。细纤维通常采用的生产方法有:常规纺丝改进法、超拉伸法、复合纺丝剥离法、海岛法、高速纺超细丝法、喷射纺丝法、碱减量法等。但由于喷丝板孔太细,生产时易超压，同时也由于得到的纤维较细，性质不稳定。中空纤维是贯通纤维轴向且有管状空腔的化学纤维。中空纤维的生产方法主要有两种:一是化学法,即生产中加入化学试剂,在纤维成型后经后处理脱除,形成有空洞的纤维；二是物理成型法,通过中空纤维喷丝板得到仿羽绒纤维。中空纤维的最大特点是密度小、保暖性强、蓬松性好,适合做羽绒型制品,如高档絮棉,睡袋等。
而关于涤纶中空纤维的制备方法主要有三种：一是双组分复合纺丝法:利用两种不同特性粘度的聚酯原料,分别熔融并通过同一喷丝板,利用两种熔体不同的收缩性原理,制成共轭复合纤维，申请号为201611235879.3的中国专利就属于此类。再者就是混合纺丝法:采用两种组分的原料,混合后熔融,通过喷丝板进行纺丝,利用不同原料的分子结构不同,使得初生纤维的微观形态和取向度有所差异,从而获得潜在的卷曲性能。最后就是异形断面纺丝法:采用特殊的几何形状的微孔喷丝板,利用非对称冷却凝固成形方法进行纺丝.其原理是在初成形时初生纤维的表面造成不对称冷却,纤维截面的不同方向产生不等的内应力,从而使纤维具有潜在的卷曲性能，申请号为201010203677.7的中国专利就属于此类。申请号为201610248117.0 的中国专利公开了一种高度蓬松的新型仿羽绒复合填充纤维及其制备方法，该发明选用结构性不同的苯二甲酸乙二醇酯和苯二甲酸丙二醇酯经过双通道复合纺丝得到仿羽绒纤维。但是聚苯二甲酸乙二醇酯和聚苯二甲酸丙二醇酯结构差异较小，组分的热收缩差异较小，制备得到的复合纤维的卷曲收缩率较低等问题
发明内容
针对上述所存在的问题，本发明提供了较为简易的能提高仿羽绒纤维卷曲收缩率和弹性的方法，即一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法。所述一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，采用如下技术方案：一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，按重量百分比包含以下组分：0～10％的位阻单体、30～50％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、70～40％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯(PCT)；将两种聚酯类切片分别干燥，双螺旋杆挤出熔融状态下加入位阻单体，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。
一种高度蓬松仿羽绒复合纤维的物理指标包括：纤度范围2.1～4.5±0.2dtex，断裂强度范围2.9～4.2cN/dtex，断裂伸长率范围52～89％，卷曲收缩率为40.2～89.7％。模量为28.6～ 38.7cN/dtex。
利用PET(涤纶)或与聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯(PCT)的不同分子结构与结晶特性产生的复合自卷曲弹性特性。此外，位阻单体的引入，破坏了PCT和PET分子链的规整性，弱化了纤维的结晶能力，导致纤维具有较高的热收缩性能，从而使得由PET与PCT经过异形纺丝获得复合纤维的过程中因两组分之间具有显著的热收缩性能差异而产生三维立体卷曲结构，从而赋予复合纤维优异的蓬松性、卷曲性。
优选地，所述位阻单体为间苯二甲酸、1,4-环己二甲醇、1,4-环己二乙醇、1,3-环己二甲醇、1,3-环己二乙醇；
优选地，所述双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃；
优选地，所述二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为25～28℃，环吹速度为4.2～4.8m/s。
优选地，所述上油为使用环氧改性硅油和氨基改性硅油，其中还添加有5～15％的十二硫醇以提高拒水性。
优选地，所述牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度160～180℃，牵伸比为1.5-2.5，第二牵伸温度155～165℃，牵伸比为2.1～3.1，总牵伸比控制在4.5～5。
优选地，所述紧张热定型设置第一组热辊温度110～140℃，第二热辊温度130-170℃，第三热辊温度150～180℃，第四热辊温度170～190℃；
优选地，所述卷曲机速度为4.2～4.8m/s，卷曲轮主压压力0.2MPa～0.3MPa，卷曲轮背轮压力0.02MPa～0.08MPa；
优选地，所述松弛空型为在85～100℃的热水中松弛处理15～30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)在PET和PCT的不同分子结构与结晶特性产生的复合自卷曲弹性特性的基础上引入位阻单体，提高纤维的自卷曲度。；
(2)纤维卷曲收缩率为45％以上，卷曲恢复率达到95％。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合几组具体的实施例对本实施方式作进一步的介绍。
实施例一：
将30％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、60％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯 (PCT)分别充分干燥，双螺旋杆挤出共混，在熔融状态下加入10％的1,4-环己二甲醇，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。
其中具体工艺设置如下：双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、 255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃；二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为25℃，环吹速度为4.2m/s。优选地，使用环氧改性硅油两步上油，其中还添加有5％的十二硫醇以提高拒水性。牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度160℃，牵伸比为2.5，第二牵伸温度165℃，牵伸比为2.1，总牵伸比控制在4.6。紧张热定型设置第一组热辊温度110℃，第二热辊温度130℃，第三热辊温度180℃，第四热辊温度190℃；卷曲机速度为4.2m/s，卷曲轮主压压力0.2MPa，卷曲轮背轮压力0.08MPa；松弛空型为在85℃的热水中松弛处理15min。
实施例二：
将45％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、50％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯 (PCT)分别干燥，双螺旋杆挤出共混，在熔融状态下加入5％的间苯二甲酸，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。其中具体工艺设置如下：双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃；二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为26℃，环吹速度为4.4m/s。优选地，使用氨基改性硅油两步上油，其中还添加有10％的十二硫醇以提高拒水性。牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度180℃，牵伸比为1.5，第二牵伸温度155℃，牵伸比为3.0，总牵伸比控制在4.5～5。紧张热定型设置第一组热辊温度140℃，第二热辊温度150℃，第三热辊温度160℃，第四热辊温度170℃；卷曲机速度为4.4m/s，卷曲轮主压压力0.25MPa，卷曲轮背轮压力0.03MPa；松弛空型为在95℃的热水中松弛处理30 min
实施例三：
将45％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、58％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯 (PCT)分别干燥，双螺旋杆挤出共混，在熔融状态下加入7％的1,3-环己二甲醇，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。其中具体工艺设置如下：双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃；二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为27℃，环吹速度为4.6m/s。优选地，使用环氧改性硅油和氨基改性硅油混合油上油，其中还添加有15％的十二硫醇以提高拒水性。牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度170℃，牵伸比为1.6，第二牵伸温度160℃，牵伸比为3.1，总牵伸比控制在4.5～5。紧张热定型设置第一组热辊温度120℃，第二热辊温度170℃，第三热辊温度150℃，第四热辊温度170℃；卷曲机速度为4.6m/s，卷曲轮主压压力0.3MPa，卷曲轮背轮压力0.06MPa；松弛空型为在100℃的热水中松弛处理20min
实施例四：
将30％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、70％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯 (PCT)分别干燥，双螺旋杆挤出共混，在熔融状态下加入0％的位阻单体，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。其中具体工艺设置如下：双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃；二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为28℃，环吹速度为4.8m/s。优选地，使用环氧改性硅油两步上油，其中还添加有5％的十二硫醇以提高拒水性。牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度180℃，牵伸比为2.5，第二牵伸温度165℃，牵伸比为2.2，总牵伸比控制在5。紧张热定型设置第一组热辊温度140℃，第二热辊温度170℃，第三热辊温度180℃，第四热辊温度190℃；卷曲机速度为4.8m/s，卷曲轮主压压力0.25 MPa，卷曲轮背轮压力0.08MPa；松弛空型为在98℃的热水中松弛处理15～30min。
实施例五：
将35％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、63％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯 (PCT)分别干燥，双螺旋杆挤出共混，在熔融状态下加入2％的1,3-环己二乙醇，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。其中具体工艺设置如下：双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃；二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为26℃，环吹速度为4.2m/s。优选地，使用环氧改性硅油两步上油，其中还添加有10％的十二硫醇以提高拒水性。牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度160℃，牵伸比为2.2，第二牵伸温度160℃，牵伸比为2.6，总牵伸比控制在4.8。紧张热定型设置第一组热辊温度120℃，第二热辊温度130℃，第三热辊温度150℃，第四热辊温度170℃；卷曲机速度为4.2m/s，卷曲轮主压压力0.20MPa，卷曲轮背轮压力0.02MPa；松弛空型为在90℃的热水中松弛处理25min。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，采用如下技术方案：
采用如下技术方案：一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，按重量百分比包含以下组分：0～10％的位阻单体、30～50％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、70～40％的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯(PCT)；将两种聚酯类切片分别干燥，双螺旋杆挤出熔融状态下加入位阻单体，然后经过异形喷丝板纺丝后，两层环吹冷风干燥成型，经过导丝机导丝，空气放大器牵伸Ⅰ&Ⅱ，喷嘴上油，紧张热定型，卷曲机，雾化上油，干燥，松弛空型，切断。
2.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述位阻单体为间苯二甲酸、1,4-环己二甲醇、1,4-环己二乙醇、1,3-环己二甲醇、1,3-环己二乙醇。
3.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机设置有七区温度，分别设置为230℃、245℃、255℃、260℃、265℃、275℃、285℃纺丝箱温度为278℃。
4.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述二层内环吹风冷却，内胆为双层铜网，环吹风温度为25～28℃，环吹速度为4.2～4.8m/s。
5.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述上油为使用环氧改性硅油和氨基改性硅油的一种或两种混合物，其中还添加有5～15％的十二硫醇以提高拒水性。
6.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述牵伸分两步牵伸，第一牵伸温度160～180℃，牵伸比为1.5-2.5，第二牵伸温度155～165℃，牵伸比为2.1～3.1，总牵伸比控制在4.5～5。
7.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述紧张热定型设置第一组热辊温度110～140℃，第二热辊温度130-170℃，第三热辊温度150～180℃，第四热辊温度170～190℃。
8.根据权利要求1所述的一种高度蓬松仿羽绒复合纤维及其制备方法，其特征在于，所述卷曲机速度为4.2～4.8m/s，卷曲轮主压压力0.2MPa～0.3MPa，卷曲轮背轮压力0.02MPa～0.08MPa。
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