CN116262991A - 一种c形复合纤维、面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种C形复合纤维、面料及其制备方法，C形复合纤维包括芯部和覆在芯部外侧的皮部，所述皮部的截面成C字形，芯部填充在C字形中心，所述C字形的圆心角范围为180‑225°；所述芯部包括水溶性聚酯，所述皮部包括气凝胶聚酯。所述水溶性聚酯占纤维总重量的30‑60％；气凝胶聚酯中包括聚酯和超细气凝胶，所述超细气凝胶的重量百分含量为0.8～3wt％。本发明采用气凝胶聚酯制成C形的皮部，可以采用低碱浓度实现对芯部的有效洗脱，得到高中空度的面料，节省碱液用量，且条件限制少；同时采用特定纺丝工艺使纤维具有良好的三维卷曲性能，制成面料后蓬松效果好，有益于提高保暖性；另外，皮部在碱处理后形成较多孔洞，使纤维具有吸湿排汗的作用，节省后续工序。

Description

一种C形复合纤维、面料及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维领域，具体地说，涉及一种C形复合纤维、面料及其制备方法。
背景技术
随着纺丝技术的不断改进以及人们对服装的要求趋于多样化与舒适性，在防寒服装上人们已不再热衷于厚重且臃肿的保暖方式，而是在追求保暖的同时要求服装面料轻量且蓬松耐压。
中空纤维是一种贯通纤维轴向且有管状空腔的化学纤维，其界面多为单孔、多孔、“C”字型等，由于其内部大量静止空气的存在具有很好的保暖效果，且其密度小质量轻，而这些特点主要与其具有较高的中空度相关，理论上中空度越高纤维的保暖质轻效果越好，因此现有的中空纤维生产技术多以高中空度为首要追求目标，要求中空率达到20-30％以上。但由于熔体出口膨化效应，为形成较高中空度的纤维，对纺丝组件的设计精度和纺丝工艺的设定要求高，且高中空度必然导致纤维的壁较薄，生产中可纺性差或成品丝都是毛丝。另外，高中空度的纤维在后续处理时也会被压缩且难以恢复，导致中空度效果明显变差。
水溶性聚酯(COPET)是一种新型水溶性聚合物，在纺丝领域中主要用于化纤超细复合纺丝的溶离组分。水溶性聚酯可用于制备海岛纤维等。现有技术中对水溶性聚酯剥离时利用碱处理，但往往需要用到的碱液较多，通常需要浓度为20％左右碱液才能够实现COPET的除去，在后续处理废水上较为麻烦，且对环境影响大。
申请号为201480040596.6的中国专利申请中公开了一种C形复合纤维、通过其的C形中空纤维、包含其的面料及其的制备方法。C形复合纤维包括：芯部；以及鞘部，包围上述芯部，上述鞘部的横截面呈C字形，上述芯部从鞘部的一侧向外部露出，并且具体限定了必须满足的芯部截面率、缝隙角度、偏心距离等的范围条件。该方案中尽管采用的碱处理的碱液的浓度为1-5％，但其前期对于纤维需要满足的条件限制苛刻，因此对于喷丝板的条件、精度等要求也苛刻，不易操作；并且需要对1-10根丝的复合纤维进行碱处理，并非是对面料进行碱处理，因此成本高，消耗大。
因此，如何提供一种可具有高中空度，可纺性好，三维卷曲度好，且工艺步骤简单易于实现，碱液消耗少、成本低的保暖纤维是需要解决的技术问题。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种C形复合纤维、面料及其制备方法。本发明采用气凝胶聚酯制成C形的皮部，可以采用低碱浓度实现对芯部的有效洗脱，得到高中空度的面料，节省碱液用量，减少废液，且条件限制少，步骤简单，易于控制；另外，皮部在碱处理后形成较多的孔洞，可以使纤维具有吸湿排汗的作用，节省后续工序。通过控制冷却等条件，形成具有立体结构的三维卷曲纤维，使制成的面料和织物具有蓬松感。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
本发明的第一目的是提供一种C形复合纤维，包括芯部和覆在芯部外侧的皮部，所述皮部的截面成C字形，芯部填充在C字形中心，所述C字形的圆心角范围为180-225°；所述芯部包括水溶性聚酯，所述皮部包括气凝胶聚酯。
进一步的方案，所述C字形的外径大于内径，所述外径与内径的差值为0.10-0.20mm；
优选的，所述C字形的外径为0.50-0.65mm，内径为0.35-0.45mm。
进一步的方案，所述水溶性聚酯占纤维总重量的30-60％；
优选的，水溶性聚酯占纤维总重量的40-50％。
本发明所述的“水溶性聚酯”没有限制，可以为现有技术中的市售产品或者现有技术方法制备的水溶性聚酯。
进一步的方案，气凝胶聚酯中包括聚酯和超细气凝胶，所述超细气凝胶的重量百分含量为0.8～3wt％；
优选的，所述超细气凝胶选自SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、Al2O3/SiO2、B2O3/SiO2、Fe2O3/SiO2、MgO/Al2O3/SiO2的一种或几种；
优选的，所述超细气凝胶的粒径小于500nm。
发明人发现，超细气凝胶的粒径大于500nm时，纤维的可纺性降低，纤维强度下降，易出现断丝；超细气凝胶的粒径小于500nm时，超细气凝胶能在皮层上均匀的分布，具有良好的可纺性，维持纤维的力学性能较好，且超细尺寸可使纺出的纤维长丝表面相对较光滑，减小纺丝织造过程中长丝表面对设备的磨损。
本发明的第二目的是提供一种面料，由上述方案所述的高中空度保暖纤维制成，且在60-80℃温度下，采用6-8％的碱溶液进行碱处理，洗脱纤维的芯部；
优选的，所述的碱溶液为氢氧化钠溶液。
为了得到具有高中空度的纤维或面料，需将水溶性聚酯用碱处理除去。若在纤维阶段处理，则存在处理难度大、技术高、成本高等问题，因此一般会先将制备的纤维制成面料以后再进行碱处理，会大大降低成本。且在日常生产中面料的后续处理也存在碱处理这一步骤，经碱处理后，聚酯纤维表面分子会发生水解，导致纤维表面凹凸不平，从而提高织物的上染率和物理机械性能，因此在面料阶段进行碱处理去除水溶性聚酯是最佳的方案。
然而，通常，普通聚酯制成C形纤维制成的面料，由于普通聚酯较低的活性，往往需要20％的碱浓度进行碱处理才能将水溶性聚酯制得的芯部脱除，得到想要的效果。而本发明中，采用气凝胶聚酯制成C形的皮部，气凝胶聚酯中均匀混合有作为致孔剂的超细气凝胶，由于超细气凝胶容易被碱处理，因此在碱处理时，碱液能够更容易渗透到纤维之间的夹层中，水溶性聚酯更容易被剥离，因此相较于普通聚酯，本发明采用气凝胶聚酯制成C形的皮部，可以采用低碱浓度，即6-8％左右实现对芯部的有效洗脱，因此可以大大节省碱液用量，还可以减少废液。另外，由于气凝胶聚酯中的超细气凝胶被碱处理后，在C形的皮部中会形成较多的孔洞，还可以使纤维具有吸湿排汗的作用，省去了后续面料后加工过程中为满足该要求而进行的步骤，进一步节省了工序。
本发明的第三目的是提供一种C形复合纤维的制备方法，包括：
将气凝胶聚酯作为皮部，将水溶性聚酯作为芯部，所述皮部的截面成C字形，芯部填充在C字形中心，所述C字形的圆心角范围为180-225°；然后熔融挤出，进行复合纺丝，经冷却、牵伸，得到高中空度保暖纤维；
进一步的方案，所述C字形的外径大于内径，所述外径与内径的差值为0.10-0.20mm；
进一步的方案，所述C字形的外径为0.50-0.65mm，内径为0.35-0.45mm；
进一步的方案，所述水溶性聚酯占纤维总重量的30-60％。
优选的，水溶性聚酯占纤维总重量的40-50％。
进一步的方案，所述冷却包括：采用高速低温的环吹风对纤维进行非对称冷却成型，形成三维卷曲；其中，风的温度为15-18℃，风速为1-3m/s；
优选的，熔融挤出时采用的喷丝板中，C字形的开口均朝向喷丝板的中心。
进一步的方案，纺丝温度为290-305℃，纺丝速度为3500-4000m/min，牵伸倍数为3-3.5倍。
本发明的复合纤维由于其不对称的异形截面且两种料存在一定差异，可具备三维卷曲性能。但本发明中由于芯部和皮部的两种料性能差异较小，形成的三维卷曲有限，因此需要通过工艺手段来提高其三维卷曲性能。本发明中，采用高速低温的环吹风对丝束进行非对称冷却成型，风温为15-18℃，风速为1-3m/s，尤其是制作的喷丝板截面C字开口均朝喷丝板中心，使C型成分冷却固化更快，应力比另一种组分更集中，两组分间结构性能差异扩大，从而进一步提高潜在的三维卷曲性能。另外，在牵伸过程中，纺丝速度3500-4000m/min，两辊拉伸倍数3-3.5，较高的纺丝速度和较大的牵伸倍数可使两组分的取向度提高，应力来不及释放，进一步加强两组分间应力和卷曲势能差，纤维在外力消失后发生应力松弛，具有较高应力和卷曲势能的一侧比另一侧较快地收缩，并围绕轴向发生扭曲，最终形成螺旋形波纹的自卷现象，即形成了具有立体结构的三维卷曲纤维。另外，为防止丝束冷却过快，凝固点上移，影响正常纺丝，两者均需较高的纺丝温度，即290-305℃。
进一步的方案，所述气凝胶聚酯切片的制备方法包括：
(1)将二元醇、对苯二甲酸混合，进行酯化反应，得到聚酯低聚物；
(2)将对苯二甲酸、含有超细气凝胶的二元醇混合，进行酯化反应，得到含气凝胶聚酯低聚物；
(3)将聚酯低聚物和含气凝胶聚酯低聚物按照85-99：15-1的质量比例搅拌共混充分后再进行预缩聚得到气凝胶共聚酯预聚物，再进行终缩聚，得到气凝胶聚酯切片；
进一步的方案，气凝胶聚酯切片中聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。
进一步的方案，(1)中，二元醇、对苯二甲酸按照醇酸摩尔比为1.05-2.0混合制成浆料；
进一步的方案，所述的气凝胶聚酯切片中超细气凝胶的质量百分含量为0.8～3wt％；
进一步的方案，所述超细气凝胶选自SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、Al2O3/SiO2、B2O3/SiO2、Fe2O3/SiO2、MgO/Al2O3/SiO2的一种或几种；
进一步的方案，所述超细气凝胶的粒径小于500nm。
发明人发现，超细气凝胶的粒径大于500nm时，纤维的可纺性降低，纤维强度下降，易出现断丝；超细气凝胶的粒径小于500nm时，超细气凝胶能在皮层上均匀的分布，具有良好的可纺性，维持纤维的力学性能较好，且超细尺寸可使纺出的纤维长丝表面相对较光滑，减小纺丝织造过程中长丝表面对设备的磨损。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明采用气凝胶聚酯制成C形的皮部，气凝胶聚酯中均匀混合有作为致孔剂的超细气凝胶，由于超细气凝胶容易被碱处理，因此面料在碱处理时，碱液能够更容易渗透到纤维之间的夹层中，也更容易渗透到皮部和芯部之间，使得水溶性聚酯更容易被剥离。因此，相较于普通聚酯需要采用20％碱液处理，本发明采用气凝胶聚酯制成C形的皮部，可以采用低碱浓度，即6-8％左右实现对芯部的有效洗脱，得到高中空度的面料，因此可以大大节省碱液用量，还可以减少废液。
2、本发明中制备高中空度保暖纤维的制备方法，对纤维的C形结构的条件限制要求宽松，因此对喷丝板的精度、技术要求不高，同时该纤维采用C字结构，芯部填有水溶性聚酯，中空结构直至制成面料碱处理后才被实现，不仅纤维的可纺性得到了保障，也避免了纤维后续处理过程中孔洞被压缩导致中空度下降。此方法步骤简单，易于实现，易于控制，有利于生产。
3、由于气凝胶聚酯中的超细气凝胶被碱处理后，在C形的皮部中会形成较多的孔洞，还可以使纤维具有吸湿排汗的作用，省去了后续面料后加工过程中为满足该要求而进行的步骤，进一步节省了工序。
4、本发明中，喷丝板截面C字开口均朝喷丝板中心，使C型成分冷却固化更快，扩大两组分间结构性能差异，从而提高潜在的三维卷曲性能；采用高速低温的环吹风对丝束进行非对称冷却成型，控制风温、风速，再配合较高的纺丝速度和较大的牵伸倍数、较高的纺丝温度，进一步扩大两组分间应力和卷曲势能差，纤维在外力消失后发生应力松弛，具有较高应力和卷曲势能的一侧比另一侧较快地收缩，并围绕轴向发生扭曲，最终形成螺旋形波纹的自卷现象，即形成了具有立体结构的三维卷曲纤维。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明的纤维截面结构示意图；其中，a为芯部，b为C形的皮部。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明中采用的水溶性聚酯为市售产品，实施例中采用的水溶性聚酯生产厂家为吴江赴东舜星合成纤维有限公司。
实施例1
(1)气凝胶聚酯切片的制备方法：
①将乙二醇、对苯二甲酸按照醇酸摩尔比为1.5混合制成浆料，然后投入酯化釜中进行酯化反应，控制温度为230℃，得到聚酯低聚物；
②再将对苯二甲酸、含粒径小于200nm的SiO2超细气凝胶的乙二醇按1.5的醇酸摩尔比混合成浆料，然后投入小酯化釜中进行酯化反应，控制温度为230℃，得到含气凝胶聚酯低聚物；
③将聚酯低聚物和含气凝胶聚酯低聚物按照85：15的比例搅拌共混充分后再进行预缩聚，得到气凝胶共聚酯预聚物，控制温度为250℃，最后气凝胶共聚酯预聚物再终缩聚得到气凝胶聚酯，控制温度为285℃；气凝胶聚酯中，所述超细气凝胶的含量为1.4wt％。
(2)熔融纺丝：将干燥后的气凝胶聚酯切片作为C型的皮部，水溶性聚酯作为芯部，水溶性涤纶占纤维总重量的60％，分别进入相应的螺杆挤出机中熔融，再通过异形喷丝板挤出，喷丝板内径0.45mm，外径0.60mm，C字形的圆心角为225°。C型皮部温度为285℃、290℃、292℃、294℃、294℃，芯部温度为287℃、292℃、295℃、297℃、297℃，箱体温度为298℃。
(3)冷却和牵伸：采用环吹的方式对丝束进行冷却，风速为1.2m/s，风温为15℃，风湿为100％，车速为3500m/min，牵倍为3.2，制备得到聚酯复合牵伸丝。
实施例2
(1)气凝胶聚酯切片的制备方法：
①将乙二醇、对苯二甲酸按照醇酸摩尔比为2.0混合制成浆料，然后投入酯化釜中进行酯化反应，控制温度为240℃，得到聚酯低聚物；
②再将对苯二甲酸、含粒径小于500nm的Al2O3/SiO2(质量百分比为20％：80％)超细气凝胶的乙二醇按2.0的醇酸摩尔比混合成浆料，然后投入小酯化釜中进行酯化反应，控制温度为240℃，得到含气凝胶聚酯低聚物；
③将聚酯低聚物和含气凝胶聚酯低聚物按照90：10的比例搅拌共混充分后再进行预缩聚，控制温度为265℃，得到气凝胶共聚酯预聚物，最后气凝胶共聚酯预聚物再终缩聚得到气凝胶聚酯，控制温度为295℃；气凝胶聚酯中，其中所述超细气凝胶的含量为0.9wt％。
(2)熔融纺丝：将干燥后的气凝胶聚酯切片作为C型的皮部，水溶性聚酯作为芯部，水溶性涤纶占纤维总重量的30％，分别进入相应的螺杆挤出机中熔融，再通过异形喷丝板挤出，喷丝板内径0.35mm，外径0.50mm，C字形的圆心角为180°。C型皮部温度为283℃、290℃、292℃、292℃、292℃，芯部温度为287℃、292℃、294℃、294℃、294℃，箱体温度为295℃。
(3)冷却和牵伸：采用环吹的方式对丝束进行冷却，风速为3m/s，风温为18℃，风湿为100％，车速为4000m/min，牵倍为3.0，制备得到聚酯复合牵伸丝。
实施例3
(1)气凝胶聚酯切片的制备方法：
①将乙二醇、对苯二甲酸按照醇酸摩尔比为1.2混合制成浆料，然后投入酯化釜中进行酯化反应，控制温度为235℃，得到聚酯低聚物；
②再将对苯二甲酸、含粒径小于400nm的MgO/Al2O3/SiO2(质量百分比为15％：15％：70％)超细气凝胶的乙二醇按1.2的醇酸摩尔比混合成浆料，然后投入小酯化釜中进行酯化反应，控制温度为235℃，得到含气凝胶聚酯低聚物；
③将聚酯低聚物和含气凝胶聚酯低聚物按照85：15的比例搅拌共混充分后再进行预缩聚，控制温度为260℃，得到气凝胶共聚酯预聚物，最后气凝胶共聚酯预聚物再终缩聚得到气凝胶聚酯，控制温度为280℃；气凝胶聚酯中，所述超细气凝胶的含量为2.8wt％。
(2)熔融纺丝：将干燥后的气凝胶聚酯切片作为C型的皮部，水溶性聚酯作为芯部，水溶性涤纶占纤维总重量的55％，分别进入相应的螺杆挤出机中熔融，再通过异形喷丝板挤出，喷丝板内径0.45mm，外径0.55mm，C字形的圆心角为225°。C型皮部温度为283℃、287℃、292℃、292℃、292℃，芯部温度为287℃、292℃、295℃、295℃、295℃，箱体温度为294℃。
(3)冷却和牵伸：采用环吹的方式对丝束进行冷却，风速为2m/s，风温为16℃，风湿为100％，车速为3800m/min，牵倍为3.2，制备得到聚酯复合牵伸丝。
实施例4
(1)气凝胶聚酯切片的制备方法：
①将丁二醇、对苯二甲酸按照醇酸摩尔比为1.3混合制成浆料，然后投入酯化釜中进行酯化反应，控制温度为210℃，得到聚酯低聚物；
②再将对苯二甲酸、含粒径小于300nm的SiO2超细气凝胶的丁二醇按1.3的醇酸摩尔比混合成浆料，然后投入小酯化釜中进行酯化反应，控制温度为210℃，得到含气凝胶聚酯低聚物；
③将聚酯低聚物和含气凝胶聚酯低聚物按照85：15的比例搅拌共混充分后再进行预缩聚，控制温度为245℃，得到气凝胶共聚酯预聚物，最后气凝胶共聚酯预聚物再终缩聚得到气凝胶聚酯，控制温度为260℃；气凝胶聚酯中，所述超细气凝胶的含量为2.5wt％。
(2)熔融纺丝：将干燥后的气凝胶聚酯切片作为C型的皮部，水溶性涤纶作为芯部，水溶性涤纶占纤维总重量的45％，分别进入相应的螺杆挤出机中熔融，再通过异形喷丝板挤出，喷丝板内径0.40mm，外径0.60mm，C字形的圆心角为210°。C型皮部温度为283℃、287℃、290℃、290℃、290℃，芯部温度为267℃、272℃、275℃、275℃、275℃，箱体温度为293℃。
(3)冷却和牵伸：采用环吹的方式对丝束进行冷却，风速为1.5m/s，风温为15℃，风湿为100％，车速为3600m/min，牵倍为3.2，制备得到聚酯复合牵伸丝。
实施例5
采用实施例1的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在70℃温度下保温30分钟，采用6.5％的氢氧化钠溶液进行碱处理，洗脱纤维的芯部。
实施例6
采用实施例2的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在60℃温度下保温30分钟，采用6％的氢氧化钠溶液进行碱处理，洗脱纤维的芯部。
实施例7
采用实施例3的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在80℃温度下保温30分钟，采用7.8％的氢氧化钠溶液进行碱处理，洗脱纤维的芯部。
实施例8
采用实施例4的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在65℃温度下保温30分钟，采用7.5％的氢氧化钠溶液进行碱处理，洗脱纤维的芯部。
对比例1不含气凝胶的聚酯作为皮部
本对比例与实施例1的区别在于，采用普通聚酯作为皮部，其他方法与实施例相同，制成聚酯复合牵伸丝。本对比例中，普通聚酯的生产厂家为：远纺工业(上海)有限公司。
对比例2未进行三维卷曲处理的纤维
本对比例与实施例1的区别在于，喷丝板C部开口都朝向某一方向，如纺丝风窗朝外，且冷却、牵伸时采用常规方法，风速0.5m/s，风温25℃，风湿100％，车速3300m/min，牵倍2.5，制成聚酯复合牵伸丝。
对比例3
采用实施例1的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在70℃温度下保温30分钟，采用3％的氢氧化钠溶液进行碱处理。
对比例4
采用对比例1的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在70℃温度下保温30分钟，采用6％的氢氧化钠溶液进行碱处理。
对比例5
采用对比例1的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在70℃温度下保温30分钟，采用20％的氢氧化钠溶液进行碱处理。
对比例6
采用对比例2的聚酯复合牵伸丝，制成面料，将面料在70℃温度下保温30分钟，采用6.5％的氢氧化钠溶液进行碱处理。
试验例1
将实施例1-4和对比例1-2制备的纤维进行形态和性能检测，具体结果如下表1所示。
本发明中检测单丝纤度、断裂强度、断裂伸长率的检测方法均参考现有的标准检测方法(GB/T 8960-2015)。
表1
Figure BDA0004034755510000091
结果分析：
与对比例1相比，实施例1-4制备的复合纤维的单丝纤度相差不大，断裂强度稍有降低，但相差不大，保持了较好的纤维力学性能。
与对比例2相比，实施例1-4的制备方法均采用高速低温的冷却方法，制备后的纤维都具有更好的三维卷曲性能，卷曲数和卷曲率均提高。
试验例2
将实施例5-8和对比例3-6制备的面料的参数和性能进行对比，结果见表2。
面料中空度的检测方法参考：DB23/T 455-1996
吸水率的检测方法参考：GB/T 21655.1纺织品吸湿速干性能评定系列(一)吸水率
保温率的检测方法参考：GB/T11048-1989《纺织品保温性能试验方法》。
表2
Figure BDA0004034755510000101
结果分析：
实施例5-8制备的面料中空度高，吸水率好，采用的碱浓度低。
对比例3采用3％的氢氧化钠进行碱处理，芯部的洗脱效果较差，部分纤维截面中COPET未被去除，影响面料中空度和保暖性能；
对比例4采用对比例1的聚酯复合牵伸丝，制成面料，采用6％的氢氧化钠进行碱处理，芯部的洗脱效果差，许多纤维截面中COPET未被去除，面料中空度低；而对比例5采用20％的氢氧化钠进行碱处理，能够洗脱芯部，面料中空度较好。因此，采用普通聚酯时采用低浓度氢氧化钠无法洗脱芯部，采用高浓度的碱液会造成浪费和废液的处理问题。
与对比例5相比，实施例5-8碱处理使用的碱浓度明显降低，同时碱处理时由于气凝胶被碱溶解形成孔洞，其吸水率明显提高，吸湿排汗效果提升。且与实施例5相比，面料中由于没有气凝胶形成的孔洞的存在，在其他工艺条件相同的情况下，由普通涤纶制备而来的面料的保暖性能相对较差。
对比例6中，虽然只是采用普通工艺制备得到的三维取向效果较差的纤维，但由于其其他条件都与实施例1相同，对其洗脱芯部基本没有影响。但经试验发现，对比例6的面料采用卷曲数和卷曲率较低的纤维(对比例2)制成，其蓬松性差，保暖性方面也要明显低于相似条件下制成的实施例5的面料。
对比例7C字形的圆心角范围为180-225°。
本对比例与实施例1的区别在于，各组中C字形的圆心角不同，制备纤维，并检测纤维的性能。
表3
Figure BDA0004034755510000111
结果分析：当小于180°时，由于皮部无法包住芯部，随着比例导致两组分会出现不同程度的分离，影响纺丝性能；当大于225°时，由于熔体出口膨出效应的存在，实际C的角度会比理论大，皮层过分包住芯层，尤其是圆心角大时，截面C字容易闭合变成皮芯结构，对纺丝的要求增加，在碱处理时也导致剥离困难，所用的碱浓度提升，甚至出现芯部未分离出去的情况。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种C形复合纤维，其特征在于，包括芯部和覆在芯部外侧的皮部，所述皮部的截面成C字形，芯部填充在C字形中心，所述C字形的圆心角范围为180-225°；所述芯部包括水溶性聚酯，所述皮部包括气凝胶聚酯。
2.根据权利要求1所述的一种C形复合纤维，其特征在于，所述C字形的外径大于内径，所述外径与内径的差值为0.10-0.20mm；
优选的，所述C字形的外径为0.50-0.65mm，内径为0.35-0.45mm。
3.根据权利要求1所述的一种C形复合纤维，其特征在于，所述水溶性聚酯占纤维总重量的30-60％；
优选的，水溶性聚酯占纤维总重量的40-50％。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种C形复合纤维，其特征在于，气凝胶聚酯中包括聚酯和超细气凝胶，所述超细气凝胶的重量百分含量为0.8～3wt％；
优选的，所述超细气凝胶选自SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、Al2O3/SiO2、B2O3/SiO2、Fe2O3/SiO2、MgO/Al2O3/SiO2的一种或几种；
优选的，所述超细气凝胶的粒径小于500nm。
5.一种面料，其特征在于，由权利要求1-4任意一项所述的C形复合纤维制成，且在60-80℃温度下，采用6-8％的碱溶液进行碱处理，洗脱纤维的芯部；
优选的，所述的碱溶液为氢氧化钠溶液。
6.一种C形复合纤维的制备方法，其特征在于，包括：
将气凝胶聚酯作为皮部，将水溶性聚酯作为芯部，所述皮部的截面成C字形，芯部填充在C字形中心，所述C字形的圆心角范围为180-225°；然后熔融挤出，进行复合纺丝，经冷却、牵伸，得到C形复合纤维；
优选的，所述C字形的外径大于内径，所述外径与内径的差值为0.10-0.20mm；
优选的，所述C字形的外径为0.50-0.65mm，内径为0.35-0.45mm。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述气凝胶聚酯切片的制备方法包括：
(1)将二元醇、对苯二甲酸混合，进行酯化反应，得到聚酯低聚物；
(2)将对苯二甲酸、含有超细气凝胶的二元醇混合，进行酯化反应，得到含气凝胶聚酯低聚物；
(3)将聚酯低聚物和含气凝胶聚酯低聚物按照85-99：15-1的质量比例搅拌共混充分后再进行预缩聚得到气凝胶共聚酯预聚物，再进行终缩聚，得到气凝胶聚酯切片；
优选的，气凝胶聚酯切片中的聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种；
优选的，(1)中，二元醇、对苯二甲酸按照醇酸摩尔比为1.05-2.0混合制成浆料；优选的，所述的气凝胶聚酯切片中超细气凝胶的质量百分含量为0.8～3wt％；
优选的，所述超细气凝胶选自SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、Al2O3/SiO2、B2O3/SiO2、Fe2O3/SiO2、MgO/Al2O3/SiO2的一种或几种；
优选的，所述超细气凝胶的粒径小于500nm。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性聚酯占纤维总重量的30-60％；
优选的，水溶性聚酯占纤维总重量的40-50％。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述冷却包括：采用高速低温的环吹风对纤维进行非对称冷却成型，形成三维卷曲；其中，风温为15-18℃，风速为1-3m/s；
优选的，熔融挤出时采用的喷丝板中，C字形的开口均朝向喷丝板的中心。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的制备方法，其特征在于，箱体温度为290-305℃，纺丝速度为3500-4000m/min，牵伸倍数为3-3.5倍。
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