TWI793092B - 一種聚酯中空長纖維及其製備方法 - Google Patents

一種聚酯中空長纖維及其製備方法 Download PDF

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Abstract

本發明公開了一種聚酯中空長纖維，其橫截面中空度為20.0%~45.0%，所述長纖維在自然狀態下為三維立體的捲曲形狀，且捲曲形狀的曲率半徑為10.0mm~50.0mm。使用該聚酯中空長纖維加工得到的蓬鬆加工絲束，蓬鬆度高，手感柔軟，適合當作填充長棉進行使用。

Description

一種聚酯中空長纖維及其製備方法
本發明涉及一種中空捲曲形狀的聚酯長纖維及其製備方法，該中空長纖維適用於製作填充用長棉。
在紡織業內通常將水禽類的羽毛羽絨，例如鵝絨、鴨絨等填充在羽絨被、睡袋和各種防寒保暖的製品中。世界範圍內出現的禽流感導致羽絨的產量急劇下降，從而引起價格的上漲。同時消費者對羽絨的安全性也存在疑慮，天然的羽毛如果洗滌不充分則會導致惡臭，因此需要事先將導致惡臭的污物除去，保持羽毛的潔淨度。而且羽毛被褥、羽毛夾克等羽毛內填製品還存在著難以洗滌的問題。
為此，業內人士致力於研究利用合成纖維代替填充用動物羽絨。中國專利CN186187A公開了一種短纖維型的仿羽絨棉，但是短纖維填充棉的蓬鬆度不高，做成的保溫材料觸摸時存在顆粒感，同時短纖維型仿羽絨棉洗滌時容易發生偏移。因此，迫切需要開發一種新型的填充材料來代替羽絨。聚酯纖維便於生產同時具有價格低廉的優點，開發聚酯系的填充材料具有很好的市場前景。
本發明的目的在於提供一種具有三維立體的捲曲形狀的聚酯中空長纖維，適用於製作填充用長棉，以及該聚酯中空長 纖維之製備方法。
本發明的聚酯中空長纖維，其橫截面的中空度為20.0%~45.0%，該聚酯中空長纖維在自然狀態下為三維立體的捲曲形狀，且捲曲形狀的曲率半徑為10.0mm~50.0mm。
本發明的聚酯中空長纖維，其單絲纖度較佳為4.0dtex~15.0dtex，更佳為5.0dtex~10.0dtex。
本發明的聚酯中空長纖維，經過160℃×3min乾熱處理後仍為三維立體的捲曲形狀，且捲曲狀態的曲率半徑為3.5mm~10.0mm。
本發明的聚酯中空長纖維，其聚合物原料為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或者它們的改性聚合物。
本發明還公開了一種上述聚酯中空長纖維之製備方法，將乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空噴絲板，冷卻距離為10~150mm，側吹風的風速為25~90m/min。
所述冷卻距離較佳60~110mm；所述側吹風的風速為30~50m/min。
發明的聚酯中空長纖維是通過熔融紡絲的工藝製得，具有生產簡單、成本低的優勢，且具有三維立體的捲曲結構，適用於加工成可當作填充長棉進行使用的蓬鬆加工絲束。
圖1為聚酯中空長纖維的三角形中空橫截面形狀圖。
圖2為聚酯中空長纖維的四邊形中空橫截面形狀圖。
圖3為聚酯中空長纖維在自然狀態下的三維立體的捲曲形狀圖。
圖4為曲率半徑的測量示意圖。
為了開發一種可以替代羽絨的填充物，本發明提供了一種適合加工成蓬鬆加工絲束的聚酯中空長纖維。由於該中空纖維具有三維立體的捲曲形狀的結構特徵，加工所得的蓬鬆加工絲束也具有三維立體結構，因此蓬鬆絲束的排除體積就大，能得到蓬鬆性優異的蓬鬆加工絲束。在能成纖的聚合物中，聚酯纖維的楊氏模量相對而言而是屬於高的，所以製得的蓬鬆加工絲束具有良好的耐壓性和回復性。
所述三維立體的捲曲形狀是指纖維在長方向上呈現為不規則的螺旋結構(圖3)，同時因為一部分單絲之間存在配向的差異，導致單絲之間旋轉方式、方向不同而形成多維度立體形態。
本發明的聚酯中空長纖維是通過熔融紡絲技術製得的中空纖維。熔融的聚酯切片通過異型中空噴絲板吐出，然後經側吹風冷卻後捲取製得。在熔融紡絲過程中通過調整側吹風的位置改變冷卻距離，調整側吹風的風速、紡絲速度等條件來控制中空纖維的中空度在20.0%~45.0%範圍內，同時三維立體捲曲形狀的曲率半徑在10.0mm~50.0mm範圍內。相同纖維直徑的中空纖維與中實纖維相比，使用中空度纖維製得的蓬鬆加工絲的蓬鬆度更高，且中空度越高輕量感越明顯。所述中空纖維的曲率半徑太小的話，纖維 單絲間的抱合性高，在蓬鬆絲加工過程中纖維不易開纖，而且纖維所形成的圓環的直徑偏小，影響加工絲束的蓬鬆性；反之，纖維的捲曲半徑太大的話，加工成蓬鬆加工絲束後纖維形成的圓環直徑過大，會減弱或者無法體現鞘纖維原本的三維立體效果，也會影響加工絲束的蓬鬆性。
根據中空噴絲板吐出孔形狀，排列的不同，以及生產工藝的變更，所得到的中空纖維的斷面也有略有不同，中空部分的形狀有圓形、近似三角形、近似正方形、近似五邊形等不同的形狀，同時中空斷面上的孔數並不只限於一個孔。
本發明的中空聚酯長纖維的單絲纖度範圍較佳為4.0dtex~15.0dtex。作為蓬鬆加工絲束用的原料纖維，纖維單絲纖度越高，纖維的剛性越好，製成的蓬鬆絲束的蓬鬆度會越好，同時耐壓性、回復性也會越好。但是單絲纖維直徑過大的話，紡絲時不易冷卻，且纖維的均一性有所下降，同時製成的蓬鬆絲束手感會偏硬。所以更佳中空聚酯長纖維的單絲纖度範圍為5.0dtex~10.0dtex。
本發明的中空聚酯長纖維的原料主要為普通的聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯，為了賦予蓬鬆加工絲特殊的機能，也可以使用上述聚合物的改性共聚物，比如抗菌防蟎改性的聚合物等，在蓬鬆性能方面也能達到普通聚酯同樣的效果。
中空聚酯長纖維作為製作填充用蓬鬆加工絲束的原料之一，可以是直接N根合併形成蓬鬆加工絲束直接用作填充長棉，也可以是跟其他的原料合併使用，比如可以跟熔點稍低的纖維製成混纖絲，然後用作填充長棉；或者更進一步地將混纖絲再跟中 空聚酯長纖維進行芯鞘複合再進行部分融著處理製得更優異的蓬鬆加工絲束，然後用作填充長棉。
本發明的中空聚酯長纖維經過160℃×3min乾熱處理後仍為三維立體形狀，由於纖維熱收縮的影響，捲曲形態會有變化，較佳曲率半徑範圍為3.5mm~10.0mm。這樣的話，即便是經過後道的加工處理，中空聚酯長纖維仍然能保持蓬鬆的三維立體捲曲形狀，手感、蓬鬆性、保溫性等性能優異。
本發明所述長纖維聚酯中空長纖維可以通過如下方法製備得到，但不限於該方法：首先，將原料聚酯切片進行乾燥，使得聚酯切片的含水率降低，提高紡絲性，控制切片的水分率在50ppm以下。乾燥後的切片通過一般的熔融紡絲的方式進行紡絲。經過螺桿或者熱板把切片熔融後通過配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後熔體聚合物進入到紡絲組件，紡絲組件中使用的噴絲板為中空纖維紡絲專用的噴絲板。從噴絲板吐出的聚合物經過冷卻、上油後進行捲取。為了得到具有微捲曲的中空纖維，紡絲過程中對冷卻距離(噴絲板下沿到冷卻用側吹風上沿的距離)有較嚴格的要求，一般控制在10~150mm範圍內，較佳60~100mm範圍內。同時為了使中空纖維兩側的構造形成差異，側吹風的風速也是有要求的，根據纖維種類(總纖度及單絲數)不同，一般控制在25~90m/min的範圍內，較佳30~50m/min。
所述冷卻距離小於10mm時，從噴絲板吐出的聚合物得到了快速冷卻，非對稱效果明顯，得到的纖維的曲率半徑會過小，纖維單絲間的抱合性高，影響蓬鬆效果，同時噴絲板溫度容易 降低而導致纖維斷裂，紡絲性不好；所述冷卻距離大於150mm時，從噴絲板吐出的聚合物一定程度上已經均勻降溫，即使再通過側吹風進行強制冷卻，非對稱效果也已經減弱，得到纖維的曲率半徑會過大，也會影響蓬鬆效果。
所述側吹風的風速小於25m/min時，非對稱冷卻效果不明顯，得到纖維的曲率半徑過大；所述側吹風的風速大於90m/min時，非對稱的效果會比較明顯，導致得到纖維的曲率半徑過小，同時側吹風過大會導致纖維搖擺幅度大，紡絲不穩定，容易出現飄單絲、斷絲現象。
為了防止單絲之間因冷卻差異而導致物性不同，噴絲板吐出孔的排列方式較佳「千鳥」排列，即常說的菱形排列。較佳本紡絲工藝主要採用一步法紡絲工藝，即紡絲/拉伸同時完成，即俗稱的FDY。但是也可以通過兩步法製得，即首先值得預取向的纖維，即俗稱的POY，然後再經過延伸機進行牽伸工藝，即俗稱的DT。
本發明所述的聚酯中空長纖維具有三維捲曲結構，同時纖維單絲比較粗，用該中空長纖維製得蓬鬆加工絲束具有高的排除體積，及具有高的蓬鬆度，同時具有優良的耐壓縮特性。
本發明涉及的測試方法如下：
(1)總纖度及單絲纖度的測試方法
總纖度的測試根據JIS L 1013：2010標準測試，單絲纖度是通過總纖度和單絲數來進行計算。
(2)中空率
將中空長纖維沿縱向切斷成薄片(即纖維橫截面)，在普通光學 顯微鏡下放大到合適的倍率進行拍照，根據照片計算出中空部分的面積S1和纖維整體的面積S2(包括中空部)，然後計算：中空率=(S1/S2)×100%。
(3)曲率半徑測試方法
自然狀態的曲率半徑：將紗線通過檢尺機(纖度測定用)將樣品捲曲10圈(1米/圈)，然後將待測試樣品在恆溫恆濕環境(20℃×65%RH)放置(吊掛)8h或以上使其狀態穩定(如圖3)，然後選取樣品下方20釐米內彎曲部分進行半徑測量，選取20個不同地方測量後取平均，所得數據即為曲率半徑。測量儀器為基恩士(KEYENCE)產的數碼顯微系統(VHX-2000C)，放大倍率為20倍，通過軟體中曲率半徑的計算功能進行曲率半徑的測定(如圖4)。即通過捲曲纖維上的三個位置來測量纖維的曲率半徑。
乾熱處理處理後曲率半徑：將紗線通過檢尺機(纖度測定用)將樣品捲曲10圈，然後放入乾燥機中進行熱處理，處理條件為160℃×3min，然後將樣品在恆溫恆濕環境放置4h以上，最後選取下方20釐米內彎曲部分進行半徑測量，選取20個不同地方測量後取平均。所得數據即為曲率半徑。
(4)蓬鬆度
根據IDFB方法進行測試：①首先將待測試樣放置在20℃×65%RH的環境中調試8小時或8小時以上，使得待測試樣穩定；②稱取試樣30g，手動將其抖動到蓬鬆狀態後將其放入測量桶內並蓋上蓋子；③將重量盤向下移動至接觸試樣的最高點，然後放開重量盤使 其自由下落，放開重量盤的同時計時，穩定1分鐘後讀出高度並記錄；④打開蓋子取出試樣，再次將其抖動至蓬鬆狀態，放入測量桶內蓋上蓋子，按照步驟③再次測量，同樣的方法測試5次；⑤算出5次的平均高度後通過計算得出蓬鬆度。
以下通過實施例來說明本發明的內容，但是本發明並不侷限於實施例所列內容。
實施例1：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為25m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為300T-20f，中空斷面為三角中空，中空度為20.0%，單絲纖度為15.0dtex，熱處理前的曲率半徑為50.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為10.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為390英吋3/30g。具體見表1。
實施例2：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾 燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為40m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為150T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為15.0dtex，熱處理前的曲率半徑為42.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為8.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為600英吋3/30g。具體見表1。
實施例3：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為40m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為60T-4f，中空斷面為三角中空，中空度為45.0%，單絲纖度為15.0dtex，熱處理前的曲率半徑為37.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為7.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為800英吋 3/30g。具體見表1。
實施例4：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為40.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為7.8mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為650英吋3/30g。具體見表1。
實施例5：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為50m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-20f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為5.0dtex，熱處理前的曲率半 徑為35.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為6.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為610英吋3/30g。具體見表1。
實施例6：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為75m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為60T-15f，中空斷面為三角中空，中空度為45.0%，單絲纖度為4.0dtex，熱處理前的曲率半徑為10.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為3.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為480英吋3/30g。具體見表1。
實施例7：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組 件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為70m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為65T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為6.5dtex，熱處理前的曲率半徑為30.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為6.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為580英吋3/30g。具體見表1。
實施例8：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為70m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為50T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為5.0dtex，熱處理前的曲率半徑為20.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為4.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為520英吋3/30g。具體見表1。
實施例9：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為25m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為60T-4f，中空斷面為四角中空，中空度為45.0%，單絲纖度為15.0dtex，熱處理前的曲率半徑為42.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為8.1mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為760英吋3/30g。具體見表1。
實施例10：
原料使用普通聚對苯二甲酸丙二醇酯切片(即普通3GT)，將該聚對苯二甲酸丙二醇酯通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為30ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為38.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為7.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度 /芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為630英吋3/30g。具體見表1。
實施例11：
原料使用普通聚對苯二甲酸丁二醇酯切片(即普通PBT)，將該聚對苯二甲酸丁二醇酯通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為33ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為36.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為7.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為600英吋3/30g。具體見表2。
實施例12：
原料使用陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯切片，將該陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為30ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚 酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為33.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為33.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為6.4mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為610英吋3/30g。具體見表2。
實施例13：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為10mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為40.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為12.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為3.6mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為490英吋3/30g。具體見表2。
實施例14：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾 燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為60mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為37.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為30.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為6.1mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為600英吋3/30g。具體見表2。
實施例15：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為90mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為32.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為34.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為9.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為720 英吋3/30g。具體見表2。
實施例16：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為110mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為30.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為38.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為12.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為620英吋3/30g。具體見表2。
實施例17：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為150mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為25.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲 率半徑為44.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為14.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為550英吋3/30g。具體見表2。
實施例18：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為90m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為35.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為18.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為3.9mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為510英吋3/30g。具體見表2。
實施例19：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組 件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為50m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為28.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為28.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為4.5mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為530英吋3/30g。具體見表2。
比較例1：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為普通圓孔噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為25m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得聚酯纖維。纖維的特性如下：纖維種類為56T-24f，斷面為實心圓形，單絲纖度為2.3dtex，熱處理前後都沒有捲曲特性。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為240英吋3/30g。具體見表3。
由於纖維的橫截斷面為實心，所得纖維沒有產生捲曲，蓬鬆度小，不適合做為替代羽毛的填充棉使用。
比較例2：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為90mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為10.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為40.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為10.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為310英吋3/30g。具體見表3。
由於纖維的中空度太小，雖然有曲率半徑，但是輕量性差，蓬鬆度小，不適合做為替代羽毛的填充棉使用。
比較例3：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為5mm，側吹風的風速為35m/min，經過DSD高速紡絲工藝進行紡絲。由於冷卻距離太近，雖然可以進行紡絲，但是斷絲和飄絲現象嚴重，生產的可行性低。具體見表3。
比較例4：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為110m/min，經過DSD高速紡絲工藝進行紡絲。由於側吹風風速太大，雖然可以進行紡絲，但是纖維抖動嚴重導致斷絲和飄絲現象嚴重，生產的可行性低。具體見表3。
比較例5：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為200mm，側吹風的風速為70m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為15.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為65.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為23.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為350英吋3/30g。具體見表3。
由於冷卻距離太大，所得纖維的曲率半徑太大，無 法體現纖維的三維立體效果，導致蓬鬆性小。
比較例6：
原料使用半消光的聚酯切片(東麗纖維合成纖維有限公司生產的T200N)，將該聚酯切片通過預結晶除濕乾燥機進行乾燥，乾燥後水分率為39ppm。乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空專用噴絲板，冷卻距離為65mm，側吹風的風速為20m/min，經過DSD高速紡絲工藝後製得中空聚酯纖維。中空纖維的特性如下：纖維種類為100T-10f，中空斷面為三角中空，中空度為12.0%，單絲纖度為10.0dtex，熱處理前的曲率半徑為55.0mm，經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為20.0mm。選用該纖維作為鞘纖維和芯纖維的原料，以鞘絲饋入速度/芯絲饋入速度為20倍的超饋進行饋入，加工成芯鞘型蓬鬆絲，並6根合絲，得到蓬鬆性加工絲束，測試蓬鬆加工絲束的蓬鬆度為350英吋3/30g。具體見表3。
由於側吹風風速太小，所得纖維的曲率半徑太大，無法體現纖維的三維立體效果，導致蓬鬆性小。
Figure 106145337-A0101-12-0023-2
Figure 106145337-A0101-12-0024-3
Figure 106145337-A0101-12-0025-4

Claims (8)

  1. 一種聚酯中空長纖維，其特徵在於：所述長纖維的橫截面中空度為25.0%~45.0%，所述長纖維在自然狀態下為三維立體的捲曲形狀，且捲曲形狀的曲率半徑為10.0mm~50.0mm；其為由單一成分構成的聚酯纖維。
  2. 如請求項1之聚酯中空長纖維，其中，所述長纖維的單絲纖度為4.0dtex~15.0dtex。
  3. 如請求項2之聚酯中空長纖維，其中，所述長纖維的單絲纖度為5.0dtex~10.0dtex。
  4. 如請求項1或2之聚酯中空長纖維，其中，所述長纖維經過160℃×3min乾熱處理後的曲率半徑為3.5mm~10.0mm。
  5. 如請求項1或2之聚酯中空長纖維，其中，所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或者它們的改性聚合物。
  6. 一種請求項1所述聚酯中空長纖維之製備方法，其特徵在於：將乾燥後的切片通過螺桿熔融擠壓後經配管輸送到計量泵，經過計量泵精確計量後的聚合物輸送至紡絲組件，紡絲組件的噴絲板為中空噴絲板，冷卻距離為10~150mm，側吹風的風速為25~90m/min。
  7. 如請求項6之聚酯中空長纖維之製備方法，其中，所述冷卻距離為60~110mm。
  8. 如請求項6或7之聚酯中空長纖維之製備方法，其中，所述側吹風的風速為30~50m/min。
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