本發(fā)明涉及合成纖維生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚酯纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，以及對環(huán)境的關(guān)注，環(huán)保短纖維越來越受到青睞。傳統(tǒng)的纖維生產(chǎn)過程中，在生產(chǎn)聚酯時需要添加含有重金屬銻的催化劑，該催化劑的使用易于對環(huán)境造成污染。目前，已有相關(guān)專利公開了用鈦系催化劑生產(chǎn)聚酯的方法，例如：授權(quán)公告號為CN100567364C的中國專利“用于生產(chǎn)聚酯的催化劑”、授權(quán)公告號為CN100586982C的中國專利“用于聚酯的鈦系催化劑”、授權(quán)公告號為CN101942078B的中國專利“用于制備聚酯的鈦系聚酯催化劑”、授權(quán)公告號為CN101121777B的中國專利“鈦系聚酯催化劑”及授權(quán)公告號為CN101148499B的中國專利“鈦系催化劑”等均公開了該種新型催化劑，而授權(quán)公告號為CN102219890B的中國專利“生產(chǎn)鈦系聚酯的方法”、授權(quán)公告號為CN101942076B的中國專利“生產(chǎn)聚酯的方法”、申請公布號為CN103539926A的中國申請“鈦系聚酯的生產(chǎn)方法”、申請公布號為CN103772684A的中國申請“鈦催化的聚酯的生產(chǎn)方法”及申請公布號為CN103772671A的中國申請“聚酯樹脂的聚合方法”等則進一步公開了使用該催化劑進行聚酯生產(chǎn)的具體工藝方法。但是，如何將由鈦系催化劑聚合得到的聚酯應(yīng)用在紡絲纖維領(lǐng)域，且在紡絲過程中的方法步驟及工藝參數(shù)以及得到具有怎樣性質(zhì)的纖維，都沒有得到相應(yīng)的開發(fā)，目前還未見有相關(guān)研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高柔韌性環(huán)保短纖維及其制備方法，制得的短纖纖維模量低，手感柔軟、柔韌性強，且在紡絲過程中噴絲板面潔凈。

技術(shù)方案：一種高柔韌性環(huán)保短纖維，由鈦系催化劑合成的聚酯通過直接紡絲法獲得的纖維模量為35～48CN/dtex、纖度為0.8dtex～8.0dtex的短纖維。

上述高柔韌性環(huán)保短纖維的制備方法，以鈦系催化劑合成聚酯，將聚酯熔體以3～8MPa的壓力進入紡絲裝置的熔體管道，熔體經(jīng)過增壓、過濾進入紡絲箱體紡絲，紡絲溫度274～284℃，紡絲速度1020～1400m/min，采用環(huán)吹冷卻，冷卻風速0.8～1.5m/s， 制得初生纖維；初生纖維在溫度50～80℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.00～3.96倍，在溫度120～190℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.04～1.98倍，在150～190℃的溫度下進行緊張熱定型5～60s后進行卷曲、切斷、打包制得纖維模量為35～48CN/dtex、纖度為0.8dtex～8.0dtex的短纖維。

優(yōu)選的，熔體增壓10～20MPa，可以使整個流程熔體管道建立合適的壓力，有利于熔體在管道中均勻地流動混合，從而使得熔體保持均勻，有助于穩(wěn)定后續(xù)的紡絲過程。

優(yōu)選的，紡絲壓力為3～8Mpa，可以使熔體在進入噴絲板前保持均勻恒定的壓力，有利于熔體在噴絲組件內(nèi)均勻流動，無死角產(chǎn)生，紡絲過程出絲順暢，保證了整個紡程穩(wěn)定無波動。

有益效果：本發(fā)明與常規(guī)工藝相比，采用鈦系催化劑生產(chǎn)滌綸短纖維，在保持產(chǎn)品原指標不變的基礎(chǔ)上，降低了紡絲溫度，有利于提高聚酯熔體與噴絲板毛細孔管壁之間的粘附力，避免熔體在壁上產(chǎn)生滑移，引起不穩(wěn)定熔體流動，造成熔體破裂，紡絲產(chǎn)生硬絲、漿塊。同時，針對鈦系熔體，對紡絲速度和牽伸倍率進行了優(yōu)化調(diào)整，使得纖維模量減小，生產(chǎn)運行正常，成品纖維手感柔軟而豐滿，纖維的柔韌性得到了進一步提高。

具體實施方式

下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。

實施例：包括五組對比試驗，每組試驗以生產(chǎn)類似纖度的短纖維為目標，包括由本發(fā)明所述方法制備短纖的實施例、以鈦系催化劑合成聚酯但由常規(guī)紡絲工藝制備短纖的對比例以及以銻系催化劑合成聚酯制備短纖的對比例。

第一組：制備纖度為1.6dtex的短纖維：

實施例1：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以6MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過15MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體8MPa紡絲，紡絲溫度284℃，紡絲速度1122m/min，環(huán)吹冷卻風速1.0m/s，得到初生纖維；初生纖維在60℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.32倍，170℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.25倍，160℃緊張熱定型30s后進行卷曲、切斷、打包，制得1.6dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例1-1：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以6MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過15MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體8MPa紡絲，紡絲溫度288℃，紡絲速度1100m/min，環(huán)吹冷卻風速1.0m/s，得到初生纖維；初生纖 維在60℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.35倍，170℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.26倍，160℃緊張熱定型30s后進行卷曲、切斷、打包，制得1.6dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例1-2：將以銻系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以6MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過15MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體8MPa紡絲，紡絲溫度288℃，紡絲速度1100m/min，冷卻風速1.0m/s，得到初生纖維；初生纖維在60℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.35倍，170℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.26倍，160℃緊張熱定型30s后進行卷曲、切斷、打包，制得1.6dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

第二組：制備纖度為0.8dtex的短纖維：

實施例2：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以5MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過18MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體6MPa紡絲，紡絲溫度290℃，紡絲速度1400m/min，環(huán)吹卻風速0.8m/s，得到初生纖維；初生纖維在50℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.00倍，120℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.56倍，170℃緊張熱定型20s后進行卷曲、切斷、打包，制得0.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例2-1：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以5MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過18MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體6MPa紡絲，紡絲溫度295℃，紡絲速度1370m/min，環(huán)吹冷卻風速0.8m/s，得到初生纖維；初生纖維在50℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.05倍，120℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.58倍，170℃緊張熱定型20s后進行卷曲、切斷、打包，制得0.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例2-2：將以銻系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以5MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過18MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體6MPa紡絲，紡絲溫度295℃，紡絲速度1370m/min，冷卻風速0.8m/s，得到初生纖維；初生纖維在50℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.05倍，120℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.58倍，170℃緊張熱定型20s后進行卷曲、切斷、打包，制得0.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

第三組：制備纖度為2.8dtex的短纖維：

實施例3：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以3MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過20MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體3MPa紡絲，紡絲溫度280℃，紡絲速度1020m/min，環(huán)吹冷卻風速1.2m/s，得到初生纖維；初生纖維在70℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.96倍，190℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.98倍，180℃緊張熱定型15s后進行卷曲、切斷、打包，制得2.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例3-1：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以3MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過20MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體3MPa紡絲，紡 絲溫度283℃，紡絲速度1000m/min，環(huán)吹冷卻風速1.2m/s，得到初生纖維；初生纖維在70℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)4.00倍，190℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)2.00倍，180℃緊張熱定型15s后進行卷曲、切斷、打包，制得2.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例3-2：將以銻系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以3MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過20MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體3MPa紡絲，紡絲溫度280℃，紡絲速度1020m/min，冷卻風速1.2m/s，得到初生纖維；初生纖維在70℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.96倍，190℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.98倍，180℃緊張熱定型15s后進行卷曲、切斷、打包，制得2.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

第四組：制備纖度為4.5dtex的短纖維：

實施例4：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以8MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過10MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體5MPa紡絲，紡絲溫度289℃，紡絲速度1262m/min，環(huán)吹冷卻風速1.3m/s，得到初生纖維；初生纖維在80℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.41倍，180℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.04倍，150℃緊張熱定型60s后進行卷曲、切斷、打包，制得4.5dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例4-1：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以8MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過10MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體5MPa紡絲，紡絲溫度292℃，紡絲速度1250m/min，環(huán)吹冷卻風速1.3m/s，得到初生纖維；初生纖維在80℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.58倍，180℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.00倍，150℃緊張熱定型60s后進行卷曲、切斷、打包，制得4.5dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例4-2：將以銻系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以8MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過10MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體5MPa紡絲，紡絲溫度289℃，紡絲速度1262m/min，冷卻風速1.3m/s，得到初生纖維；初生纖維在80℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.41倍，180℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.04倍，150℃緊張熱定型60s后進行卷曲、切斷、打包，制得4.5dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

第五組：制備纖度為7.8～8.0dtex的短纖維：

實施例5：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以6MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過18MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體3MPa紡絲，紡絲溫度274℃，紡絲速度1365m/min，環(huán)吹冷卻風速1.5m/s，得到初生纖維；初生纖維在60℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.23倍，150℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.41倍，190℃緊張熱定型5s后進行卷曲、切斷、打包，制得8.0dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例5-1：將以鈦系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以6MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過18MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體3MPa紡絲，紡絲溫度278℃，紡絲速度1345m/min，環(huán)吹冷卻風速1.5m/s，得到初生纖維；初生纖維在60℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.26倍，150℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.42倍，180℃緊張熱定型5s后進行卷曲、切斷、打包，制得7.8dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

對比例5-2：將以銻系催化劑合成的聚酯熔體經(jīng)過聚酯、紡絲交接點，以6MPa的壓力進入紡絲裝置熔體管道，熔體經(jīng)過18MPa的增壓和過濾進入紡絲箱體3MPa紡絲，紡絲溫度275℃，紡絲速度1365m/min，冷卻風速1.5m/s，得到初生纖維；初生纖維在60℃進行一級牽伸，牽伸倍數(shù)3.23倍，150℃進行二級牽伸，牽伸倍數(shù)1.41倍，190℃緊張熱定型5s后進行卷曲、切斷、打包，制得8.0dtex的環(huán)保聚酯短纖維。

將上述五組試驗進行對比分析，結(jié)果見表1：

表1實施例及對比例數(shù)據(jù)結(jié)果表

由上表可以看出，生產(chǎn)同類產(chǎn)品，使用鈦系催化劑熔體時較常規(guī)紡絲工藝，將紡絲溫度降低，提高了聚酯熔體與噴絲板毛細孔管壁之間的粘附力，避免了熔體在壁上產(chǎn)生滑移、引起不穩(wěn)定熔體流動、造成熔體破裂、紡絲產(chǎn)生硬絲、漿塊的情況，從而有利于增加修板周期，延長噴絲板使用時間，可以將修板周期延長16-24小時。另一方面，對紡絲速度和牽伸倍率進行了優(yōu)化調(diào)整，提高了紡速，降低了牽伸倍率，制成的的產(chǎn)品纖維模量減小，生產(chǎn)運行正常，成品纖維手感柔軟，纖維的柔韌性得到了進一步提高，有利于后道用戶的生產(chǎn)——應(yīng)用于水刺無紡布，低模量的纖維能夠使非織造布手感更加柔 軟；應(yīng)用于織物用紗，可以使得同樣組織、規(guī)格面料的手感更加柔軟而豐滿。

此外，生產(chǎn)同類產(chǎn)品，相對于使用原銻系催化劑，工藝調(diào)整后成品纖維的模量大幅度降低，提高了纖維的柔韌性，有利于后道用戶的生產(chǎn)——應(yīng)用于水刺無紡布，低模量的纖維能夠使非織造布手感更加柔軟；應(yīng)用于織物用紗，可以使得同樣組織、規(guī)格面料的手感更加柔軟而豐滿。同時，相對于使用原銻系催化劑，調(diào)整工藝后能夠降低不定期板，噴絲板面干凈，延長了噴絲板使用時間。另外經(jīng)過SGS檢測纖維中重金屬銻含量為0，安全環(huán)保，拓寬了纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，進一步滿足了用戶需求，提高了產(chǎn)品競爭力。