CN109137137A - 一种弹性复合纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹性复合纤维,包括纤维本体,纤维本体由如下重量百分比的物质组成经复合纺丝而成:低粘度PET 10‑90%,高粘度PET 10‑90%,PTT 10‑80%;所述低粘度PET的粘度为0.42‑0.67dL/g,所述高粘度PET的粘度为0.68‑0.83dL/g,所述PTT粘度为0.73‑1.12dL/g,所述纤维本体的卷曲数在3‑12个/cm。采用本发明的技术方案后,高粘度PET保证了复合纤维的刚性和硬度,低粘度PET保证复合纤维的柔软性和弹性,PTT则保证了复合纤维的手感,本发明的复合纤维具有一定的卷曲数,具有较好的蓬松性和保暖性。本发明的还提出了复合纤维的制造方法,其具有工艺简易、成本低的优点。

Description

一种弹性复合纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种弹性复合纤维及其制造方法
背景技术
舒适性是目前服装市场所需要的最基本性能之一,而弹性是服用舒适性的基本需求之一。目前弹性纤维主要由氨纶材料构成:氨纶具有良好的弹性,但由于其昂贵的售价以及负责的纺纱工艺限制了其使用,但由于弹性舒适性的需求量大,目前仍然具有巨大的市场应用;复合纤维具有良好的价格优势,性价比高,同时具有工艺简单,成本低,具有广阔的应用前景。
如申请公布号CN 105297180 A,名称为“应用于PET/PTT复合纤维的制造工艺”的中国发明专利申请中,公开了一种应用于PET/PTT复合纤维的制造工艺,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、将层状双氢氧化物38-42份、海藻碳纤维18-22份、二氧化硅9-12份、二氧化锆9-12份和二氧化锌18-22份充分混合,并置于500度煅烧炉中加热1小时,所述层状双氢氧化物(LDHs)为将碳酸钠、氢氧化钠按照物质的量比1:16混合后室温下研磨10min获得第一混合液,再将硝酸铝、硝酸镁、聚酰胺和亚磷酸酯按照1:3:1:0.5重量份混合获得第二混合液,将第一混合液与第二混合液混合后再研磨1h升温至80-120℃保温后,用蒸馏水多次洗涤、过滤至滤液电导率基本恒定,真空干燥获得纳米层状双氢氧化物(LDHs),所述氢氧化钠与硝酸铝的摩尔比为2:1;步骤二、将上述经过冷却后的纳米粉体通过气流粉碎机和纳米冲击研磨机充分研磨,制成平均粒度<50nm的功能纳米粉体;步骤三、将上述纳米粉体中加到入过量γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH570)水溶液中,充分混合,搅拌一小时;步骤四、将上述经改性的纳米粉体沉淀物,彻底烘干并再次充分研磨,获得改性功能纳米粉体;步骤五、将充分干燥过的涤纶PTT颗粒50份与上述改性功能纳米粉体8-10份充分混合,并加入钛酸酯偶联剂0.6-0.8份获得共混料;步骤六、将上述共混料投入螺旋挤出机熔融共混挤出,造粒得到远红外母粒;步骤七、将所述远红外母粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒20-30份与涤纶PTT颗粒50份经熔融纺丝机纺丝获得远红外功能弹性涤纶PTT纤维。
上述的复合纤维的制作工艺相对复杂,而且传统工艺得到的复合纤维蓬松性、保暖性、弹性等难以令人满意。
鉴于此,本案发明人对上述问题进行深入研究,遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较好的弹性、强力、保暖性的复合纤维。
本发明的另一目的在于提供一种弹性复合纤维的制造方法,其具有工艺简易的优点。
为了达到上述目的,本发明采用这样的技术方案:
一种弹性复合纤维,包括纤维本体,纤维本体由如下重量百分比的物质组成经复合纺丝而成:低粘度PET 10-90%,高粘度PET 10-90%,PTT10-80%;所述低粘度PET的粘度为0.42-0.67dL/g,所述高粘度PET的粘度为0.68-0.83dL/g,所述PTT粘度为0.73-1.12dL/g,所述纤维本体的卷曲数在3-12个/cm。
作为本发明的一种优选方式,所述低粘度PET的重量百分比为25%,粘度为0.42dL/g,所述高粘度PET的重量百分比为25%,粘度为0.83dL/g,所述PTT的重量百分比为50%,粘度为0.92dL/g。
本发明还提出一种弹性复合纤维的制造方法,包括如下步骤:
步骤A、将低粘度PET、高粘度PET、PTT进行干燥,干燥至含水量低于15ppm,低粘度PET的粘度为0.42-0.67dL/g,高粘度PET的粘度为0.68-0.83dL/g,PTT粘度为0.73-1.12dL/g;
步骤B、将低粘度PET、高粘度PET、PTT分别投入螺杆挤出机中进行熔融挤出,并通过计量泵计量分别送入复合纺丝组件,低粘度PET重量百分比占总物料的10-90%,高粘度PET的重量百分比占总物料的10-90%,PTT的重量百分比占总物料的10-80%;从复合纺丝组件出来的熔体引入喷丝板喷出,喷出后经过冷却集束上油得到纤维;
步骤C,将步骤B得到的纤维进行定型,定型采用紧张热定型或者松式定型,其中,紧张热定型采用第一牵引辊、第二牵引辊、第三牵引辊以及第四牵引辊进行拉伸定型,第一牵引辊速度220–280m/min,温度85-95℃,第二牵引辊速度222–282m/min,温度110-130℃,第三牵引辊速度225–285m/min,温度130–150℃,第四牵引辊速度230–290m/min,温度150–180℃;松式定型的温度为80-120℃,时间为2-6min。
采用本发明的技术方案后,高粘度PET保证了复合纤维的刚性和硬度,低粘度PET保证复合纤维的柔软性和弹性,PTT则保证了复合纤维的手感,本发明中复合纤维的卷曲由不同材料之间属性的差异所造成,各不同材料的结晶取向上的不同从而导致材料形成了天然卷曲,具有较好的蓬松性和保暖性。本发明的还提出了复合纤维的制造方法,其具有工艺简易、成本低的优点。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案,下面结合实施例进行详细阐述。
一种弹性复合纤维,包括纤维本体,纤维本体由如下重量百分比的物质组成经复合纺丝而成:低粘度PET 10-90%,高粘度PET 10-90%,PTT10-80%;所述低粘度PET的粘度为0.42-0.67dL/g,所述高粘度PET的粘度为0.68-0.83dL/g,所述PTT粘度为0.73-1.12dL/g,所述纤维本体的卷曲数在3-12个/cm。其中,PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯,PTT为聚对苯二甲酸丙二酯,本申请对其粘度和配比进行了选择,PET和PTT均可直接从市面上购买。更优选地,本发明中,还对PET和PTT进行了进一步筛选,使得材料符合下表的要求:
实施例一
一种弹性复合纤维的制造方法,包括如下步骤:
步骤A、将低粘度PET、高粘度PET、PTT进行干燥,干燥至含水量低于15ppm,低粘度PET的粘度为0.42dL/g,高粘度PET的粘度为0.83dL/g,PTT粘度为0.92dL/g;
步骤B、分别将低粘度PET、高粘度PET、PTT投入螺杆挤出机中进行熔融挤出,并分别通过计量泵计量送入复合纺丝组件,低粘度PET重量百分比占总物料(参与纺丝的低粘度PET、高粘度PET以及PTT的总重量)的25%,高粘度PET的重量百分比占总物料的25%,PTT的重量百分比占总物料的50%;从复合纺丝组件出来的熔体引入喷丝板喷出,喷出后经过冷却集束上油得到纤维;
步骤C,将步骤B得到的纤维进行定型,定型采用紧张热定型,其中,紧张热定型采用第一牵引辊、第二牵引辊、第三牵引辊以及第四牵引辊进行拉伸定型,第一牵引辊速度250m/min,温度90℃,第二牵引辊速度250m/min,温度120℃,第三牵引辊速度250m/min,温度140℃,第四牵引辊速度250m/min,温度165℃。本发明采用第一牵引辊、第二牵引辊、第三牵引辊以及第四牵引辊依次进行拉伸定型,第一牵引辊、第二牵引辊、第三牵引辊以及第四牵引辊均可以采用多根,各牵引辊的温度依次上升,使得纤维受热更均匀,纤维成型结构更好,更稳定。
采用实施例一得到的纤维,强力:3.2cN/dtex,模量:50cN/dtex,断裂伸长率:40%,沸水收缩率:35%,卷曲数:9个/cm。
实施例二
一种弹性复合纤维的制造方法,包括如下步骤:
步骤A、将低粘度PET、高粘度PET、PTT进行干燥,干燥至含水量低于15ppm,低粘度PET的粘度为0.42dL/g,高粘度PET的粘度为0.83dL/g,PTT粘度为0.92dL/g;
步骤B、分别将低粘度PET、高粘度PET、PTT投入螺杆挤出机中进行熔融挤出,并分别通过计量泵计量送入复合纺丝组件,低粘度PET重量百分比占总物料(参与纺丝的低粘度PET、高粘度PET以及PTT的总重量)的25%,高粘度PET的重量百分比占总物料的25%,PTT的重量百分比占总物料的50%;从复合纺丝组件出来的熔体引入喷丝板喷出,喷出后经过冷却集束上油得到纤维;
步骤C,将步骤B得到的纤维进行定型,定型采用定型松式,松式定型的温度为100℃,时间为4min。纤维在成型的过程中,释放了内应力,大分子的排列未达到最稳定的状态,纤维卷曲形态稳定。松式定型利用无张力状态,使得纤维充分松弛,消除了纤维内部应力,使得纤维结构完善,形态稳定。
采用实施例二,得到的复合纤维的相关检测数据如下:强力:3.4cN/dtex模量:56cN/dtex,断裂伸长率:30%,沸水收缩率:30%,卷曲数:5个/cm。
实施例三
一种弹性复合纤维的制造方法,包括如下步骤:
步骤A、将低粘度PET、高粘度PET、PTT进行干燥,干燥至含水量低于15ppm,低粘度PET的粘度为0.55dL/g,高粘度PET的粘度为0.75dL/g,PTT粘度为0.95dL/g;
步骤B、分别将低粘度PET、高粘度PET、PTT投入螺杆挤出机中进行熔融挤出,并分别通过计量泵计量送入复合纺丝组件,低粘度PET重量百分比占总物料(参与纺丝的低粘度PET、高粘度PET以及PTT的总重量)的25%,高粘度PET的重量百分比占总物料的25%,PTT的重量百分比占总物料的50%;从复合纺丝组件出来的熔体引入喷丝板喷出,喷出后经过冷却集束上油得到纤维;
步骤C,将步骤B得到的纤维进行定型,定型采用紧张热定型,其中,紧张热定型采用第一牵引辊、第二牵引辊、第三牵引辊以及第四牵引辊进行拉伸定型,第一牵引辊速度250m/min,温度90℃,第二牵引辊速度250m/min,温度120℃,第三牵引辊速度250m/min,温度140℃,第四牵引辊速度250m/min,温度165℃。
除低粘度PET、高粘度PET以及PTT的重量比不同,制作方法与实施例三相同,得到的复合纤维的相关参数如下:
实施例六至八
除低粘度PET、高粘度PET以及PTT的粘度不同,制作方法与实施例三相同,得到的复合纤维的性能参数如下:
本发明中螺杆挤出机,螺杆分成五区,螺杆五区温度分别为265℃、275℃、280℃、280℃、275℃。
本发明中,从喷丝板出来的纤维采用环吹风冷却,温度20℃、风速2m/s。
本发明中,低粘度PET可以采用对苯二甲酸和过量的二元醇进行聚合得到,聚合过程中二元醇过量33%(摩尔比),其中,二元醇使用1,2-丙二醇和一缩二乙二醇,1,2-丙二醇与一缩二乙二醇的摩尔比控制在70:30-50:50,随着一缩二乙二醇所占摩尔比的增大,低粘度的PET流动性在增加,强度则逐渐下降。高粘度PET可以在常规PET中通过增粘处理,具体采用液相增粘工艺,通过抽提液态小分子从而达到提纯和增加粘度的作用,增粘处理后的PET刚性增加,强度增大对于提升复合纤维的硬度有重要作用。本发明中的PTT可以采用市面上的常规PTT。
本发明的产品形式并非限于本案实施例,任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (3)

1.一种弹性复合纤维,包括纤维本体,其特征在于,纤维本体由如下重量百分比的物质组成经复合纺丝而成:低粘度PET 10-90%,高粘度PET 10-90%,PTT 10-80%;所述低粘度PET的粘度为0.42-0.67dL/g,所述高粘度PET的粘度为0.68-0.83dL/g,所述PTT粘度为0.73-1.12dL/g,所述纤维本体的卷曲数在3-12个/cm。
2.如权利要求1所述的一种弹性复合纤维,其特征在于:所述低粘度PET的重量百分比为25%,粘度为0.42dL/g,所述高粘度PET的重量百分比为25%,粘度为0.83dL/g,所述PTT的重量百分比为50%,粘度为0.92dL/g。
3.一种弹性复合纤维的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A、将低粘度PET、高粘度PET、PTT进行干燥,干燥至含水量低于15ppm,低粘度PET的粘度为0.42-0.67dL/g,高粘度PET的粘度为0.68-0.83dL/g,PTT粘度为0.73-1.12dL/g;
步骤B、分别将低粘度PET、高粘度PET、PTT投入螺杆挤出机中进行熔融挤出,并分别通过计量泵计量送入复合纺丝组件,低粘度PET重量百分比占总物料的10-90%,高粘度PET的总物料的重量百分比占10-90%,PTT的重量百分比占总物料的10-80%;从复合纺丝组件出来的熔体引入喷丝板喷出,喷出后经过冷却集束上油得到纤维;
步骤C,将步骤B得到的纤维进行定型,定型采用紧张热定型或者松式定型,其中,紧张热定型采用第一牵引辊、第二牵引辊、第三牵引辊以及第四牵引辊进行拉伸定型,第一牵引辊速度220–280m/min,温度85-95℃,第二牵引辊速度222–282m/min,温度110-130℃,第三牵引辊速度225–285m/min,温度130–150℃,第四牵引辊速度230–290m/min,温度150–180℃;松式定型的温度为80-120℃,时间为2-6min。
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