CN111074376A - 一种高卷曲海岛型合成纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高卷曲海岛型合成纤维及其制备方法。本发明提出了一种新的工艺方法，将纤维牵伸‑上油‑卷曲工序中卷曲工序放在上油之前进行，解决了原生产工艺中，当上油工序油浴温度较低时，进卷取机的纤维的温度低于其玻璃化温度，导致纤维无效卷曲或卷曲数和卷曲度较低的问题，同时可以利用提高牵伸温度的方法，进而提高卷曲温度，从而在不损伤纤维的情况下获得高卷曲纤维。

Description

一种高卷曲海岛型合成纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高卷曲合成纤维及其制备方法，尤其涉及一种高卷曲海岛型合成纤维及其制备方法，属于超细纤维领域。
背景技术
在合成纤维的后处理阶段，为了使纤维能够达到与天然纤维类似的抱合力，以利于后续的梳理和针刺加工，一般需要对其进行卷曲处理，化学纤维的卷曲加工有机械卷曲法和化学卷曲法，其中机械卷曲法是利用纤维的热塑性，将丝束送入卷曲机中挤压卷曲，在卷曲过程中纤维的温度必须高于其各组分的玻璃化温度，否则无法产生永久弯曲变形，为无效牵伸。纤维的卷曲性能主要包括卷曲数和卷曲度。在卷曲阶段，主要的工艺控制点包括：丝束总线密度，主压及被压的压力调整，以及卷曲温度。
纤维在出喷丝口后，进入卷曲机前，要经过牵伸-上油处理，其中牵伸阶段是将纤维通过水浴或热辊加热到纤维各组分的玻璃化温度以上，对纤维进行拉伸使得纤维大分子取向结晶。上油阶段是将纤维经过油浴槽进行上油，油剂一般为各种功能的表面活性剂，可以赋予纤维抗静电、柔软等性能。当纤维各组分的玻璃化温度较低时，一般直接将油剂加入到水浴中，在牵伸的同时进行上油。而当纤维各组分玻璃化温度较高时（比如PET纤维的玻璃化温度在72℃以上），将油剂加入到水浴中时，部分油剂容易破乳导致无法有效上油，故先牵伸-上油分段进行，先在较高温度下对纤维进行牵伸，再在较低温度下对纤维进行上油，然后再将纤维送入到卷曲机中。
上面提到，卷曲过程中纤维的温度必须高于其各组分的玻璃化温度，工艺控制措施主要是控制进入卷取机的丝束温度，使其高于其各组分的玻璃化温度，纤维的温度越高，则卷曲数和卷曲度越高。但是在牵伸-上油分段进行的情况下，在较低温度下对纤维进行上油时，纤维的温度随即降低到玻璃化温度以下，进入卷取机后进行卷曲很容易形成无效卷曲或卷曲数和卷曲度较低。如果调整其他工艺，希望进一步提高卷曲，如降低丝束总线密度，提高主压被压的压力，增大纤维与卷曲机之间的摩擦力，强行提高温度，则通常会因摩擦力过大损伤纤维。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高卷曲海岛型合成纤维的制备方法，通过工艺改进，获得一种高卷曲的海岛型合成纤维。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高卷曲海岛型合成纤维，先制成海岛型的预制纤维，再进过本发明所述的后纺技术，制成本发明所述的一种高卷曲海岛型合成纤维。
其中本发明所述的一种高卷曲海岛型合成纤维的制备包含以下组分的原料制成：岛相选自聚酯或尼龙；海相选自聚烯烃；油剂。
所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）中的任意一种及其组合；所述尼龙选自尼龙46、尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙12中的任意一种及其组合；
所述聚烯烃选自聚乙烯、聚苯乙烯中的任意一种及其组合；优选，所述聚乙烯为低密度聚乙烯（LDPE）。
所述油剂为复合纤维用的混合型表面活性剂。
本发明的方法，包括以下步骤：
（1）采用本领域公知的方法，将岛相和海相原料进行纺丝，制得海岛型预制丝；
（2）将预制丝在玻璃化温度以上进行牵伸，然后送入卷曲机，经过卷曲后再利用油剂进行上油，后干燥定型及打包；具体流程见附图1；
进一步，步骤（1）前，还包括干燥岛相和海相原料步骤；
步骤（2）中的牵伸温度为72℃以上；优选90℃以上。
本发明所述的纤维，是在经过一定的温度下牵伸，此温度应高于纤维玻璃化温度，然后直接送入卷取机，保证卷曲时的温度在纤维玻璃化温度之上，从而确保有效卷曲，同时可以提高牵伸温度，进而提高卷曲温度，从而在不损伤纤维的情况下获得高卷曲纤维；
卷曲后的纤维可以采用喷雾上油的方法，也可在不破坏卷曲的情况下采用其他上油方式。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
提出了一种新的工艺方法，将纤维牵伸-上油-卷曲工序中卷曲工序放在上油之前进行，解决了原生产工艺中，当上油工序油浴温度较低时，进卷取机的纤维的温度低于其玻璃化温度，导致纤维无效卷曲或卷曲数和卷曲度较低的问题，同时可以利用提高牵伸温度的方法，进而提高卷曲温度，从而在不损伤纤维的情况下获得高卷曲纤维。
附图说明
附图1为传统纺丝工艺流程与本发明纺丝工艺流程对比
具体实施方式
实施例1
本发明一种高卷曲海岛型PET/LDPE纤维的制作方法如下：
（1）按照本领域公知的方法，将PET进行充分干燥，然后与LDPE进行熔融纺丝，取的PET/LDPE预制丝，PET与LDPE的质量配比为60:40，纤维的纤度为10±0.5dtex，伸长率为500-550%，强度为1.0cN/dtex；
（2）将步骤（1）中所得的纤维，经过水浴进行牵伸，水浴温度应高于72℃；
（3）牵伸后的纤维直接送入卷曲机，确保纤维温度高于72℃；
（4）将步骤（3）中的纤维通过喷雾上油的方法进行上油，然后烘干切断打包，制成短纤维，命名为纤维1，具体工艺见表1；
（5）将步骤（1）中的纤维，取与步骤（2）相同的总旦数，取相同的总旦数，依照传统的牵伸-上油-卷曲-烘干-切断打包的工艺流程，制成短纤维，命名为纤维2，具体工艺见表2；
（6）将步骤（4）和步骤（5）所得的纤维分别随即取样测物性及卷曲性能，卷曲性能测试方法依照样GB/T 14338-2008执行，每种纤维样品数量为纤维50根，测试结果见表3。
（7）从表3中可以看出，两种纤维的基本物性无明显区别，说明本发明采用的工艺对于纤维的物性无不利影响。同时可以看出，在卷曲性能上，虽然两种纤维都能达到基本相同的卷曲个数，但是纤维2的回复率和卷曲弹性率均比较低，低于本公司内控标准，其原因是，纤维2经过卷曲机之后虽然产生了纤维卷曲，但是卷曲的稳定性不好，后续纤维稍微受到张力，纤维就很容易被拉直，无法进行梳理和针刺，故属于无效卷曲；而纤维1的回复率和卷曲弹性均比较高，说明纤维1在经过卷曲之后，形成了有效的永久塑性变形，后续经过梳理之后，依然可以维持卷曲状态，可以提供纤维之间有效的抱合力，属于有效卷曲；
（8）同时需要指出的是，纤维1后纤维2由于上油的方式不同，故达到相同的油剂附着率，本发明采用的油剂浓度需要低一些，同时调整烘箱的干燥温度，可以实现与纤维2相同的含油率和含水量，且不会对纤维物性产生影响。
表1：本发明高卷曲PET/LDPE纤维后纺工艺
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2：传统工艺流程短纤维后纺工艺
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3：两种纤维物性及卷曲对比
Figure DEST_PATH_IMAGE006
实施例2
本发明一种高卷曲海岛型PET/LDPE纤维的制作方法如下：
（1）按照本领域公知的方法，将PET进行充分干燥，然后与LDPE进行熔融纺丝，取的PET/LDPE预制丝，PET与LDPE的质量配比为60:40，纤维的纤度为10-11dtex，伸长率为550-600%，强度为1.0cN/dtex；
（2）将步骤（1）中所得的纤维，经过水浴进行牵伸，水浴温度设定为90-91℃；
（3）牵伸后的纤维直接送入卷曲机，确保纤维温度高于87℃；
（4）将步骤（3）中的纤维通过喷雾上油的方法进行上油，然后烘干切断打包，制成短纤维，命名为纤维3，具体工艺见表4；
（5）将步骤（1）中的纤维，取相同的总旦数，依照传统的牵伸-上油-卷曲-烘干-切断打包的工艺流程，制成短纤维，命名为纤维4，具体工艺见表5；
（6）将步骤（4）和步骤（5）所得的纤维分别随即取样测物性及卷曲性能，卷曲性能测试方法依照样GB/T 14338-2008执行，每种纤维样品数量为纤维50根，测试结果见表6；
（7）从表6中可以看出，两种纤维的基本物性无明显区别，说明本发明采用的工艺对于纤维的物性无不利影响。提高牵伸水浴温度，可以极大的提高卷曲数和和卷曲回复率及弹性率，即实现纤维的高卷曲数和高稳定性，而作为对比，纤维4虽然在牵伸水浴上与纤维3相同，但是在卷曲阶段与上文中实施例1的工艺无本质区别，故纤维的卷曲性能与纤维1差别不大，同样属于无效卷曲；
表4：本发明高卷曲PET/LDPE纤维后纺工艺
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表5：传统工艺流程短纤维后纺工艺
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表6：两种纤维物性及卷曲对比
Figure DEST_PATH_IMAGE012
（8）为了使传统工艺流程中的纤维同样实现高卷曲，则需要加大卷曲压力，尤其是卷曲被压；将步骤（2）中的纤维，取与步骤（1）相同的总旦数，依照传统的牵伸-上油-卷曲-烘干-切断打包的工艺流程，制成短纤维，分别命名为纤维5和纤维6，具体工艺见表7；
（9）将步骤（8）所得的纤维分别随即取样测物性及卷曲性能，卷曲性能测试方法依照样GB/T 14338-2008执行，每种纤维样品数量为纤维50根，测试结果见表8；
（10）从表8可以看出，传统工艺中，单纯加大卷曲压力，可以提高卷曲性能，但是过高的卷曲压力，同时也导致了纤维物性的下降，特别是纤维6，原因是过高的压力导致纤维与纤维之间，纤维与设备之间摩擦力加大，导致纤维损伤。通过单纯的加压方法，虽然卷曲达到要求，但也会因为物性低而无法使用。
表7：传统工艺流程短纤维后纺工艺（高卷曲压力）
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表8：两种纤维物性及卷曲对比
Figure DEST_PATH_IMAGE016

Claims (10)

1.一种高卷曲海岛型合成纤维，其特征在于，利用包含以下组分的原料制成：岛相选自聚酯或尼龙，海相选自聚烯烃，油剂；
制备方法包括以下步骤：
（1）将岛相和海相原料进行纺丝，制得海岛型预制丝；
（2）将预制丝在玻璃化温度以上进行牵伸，然后送入卷曲机，经过卷曲后再利用油剂进行上油，后干燥定型及打包。
2.根据权利要求1所述的高卷曲海岛型合成纤维，其特征在于，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）中的任意一种及其组合；所述尼龙选自尼龙46、尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙12中的任意一种及其组合。
3.根据权利要求1所述的高卷曲海岛型合成纤维，其特征在于，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚苯乙烯中的任意一种及其组合。
4.根据权利要求3所述的高卷曲海岛型合成纤维，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯（LDPE）。
5.根据权利要求1所述的高卷曲海岛型合成纤维，其特征在于，所述岛相选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），海相选自低密度聚乙烯（LDPE）。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高卷曲海岛型合成纤维，其特征在于，所述油剂为复合纤维用的混合型表面活性剂。
7.根据权利要求1-6所述的一种高卷曲海岛型合成纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将岛相和海相原料进行纺丝，制得海岛型预制丝；
（2）将预制丝在玻璃化温度以上进行牵伸，然后送入卷取机，经过卷曲后再利用油剂进行上油，后干燥定型及打包。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）前，还包括干燥岛相和海相原料步骤。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的牵伸温度为72℃以上；优选90℃以上。
10.根据权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述上油采用喷雾上油的方法。
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