一種自卷曲復(fù)合長絲及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自卷曲復(fù)合長絲及其加工工藝，屬于纖維生成技術(shù)領(lǐng)域。以聚對苯二甲酸丁二醇酯及添加復(fù)合功能母粒的聚合物為皮層組分、聚對苯二甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體為芯層組分，分別經(jīng)螺桿擠壓機(jī)熔融擠出，進(jìn)入雙組份復(fù)合紡絲設(shè)備及皮芯偏芯復(fù)合噴絲孔，噴出的熔體，經(jīng)冷卻、上油、熱定型、卷繞，制得具有抗紫外、抗靜電和抗菌復(fù)合功能的自卷曲復(fù)合長絲。將發(fā)明應(yīng)用于高檔彈性織物、家紡產(chǎn)品等領(lǐng)域，且產(chǎn)品具有自卷曲、彈性伸長率和彈性恢復(fù)性能俱佳等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種自卷曲復(fù)合長絲及其加工工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種自卷曲復(fù)合長絲及其加工工藝，屬于纖維生成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 自卷曲纖維也稱三維卷曲纖維，主要包括二種生產(chǎn)方式：一是通過特殊設(shè)計(jì)的噴 絲孔和不對稱冷卻方式生產(chǎn)單組分三維卷曲纖維;二是通過并列或偏芯復(fù)合的方式生產(chǎn)雙 組分三維卷曲纖維。后者由于彈性穩(wěn)定性好、產(chǎn)品品種豐富，成為目前主要的生產(chǎn)方式。
[0003] 并列或偏芯復(fù)合的方式生產(chǎn)雙組分三維卷曲彈性纖維，主要是利用兩種結(jié)構(gòu)或性 能不同的聚合物，通過平行、交叉、包覆或其它排列方式，并沿纖維軸向復(fù)合而成。由于兩種 聚合物的結(jié)構(gòu)或性能不同，得到的復(fù)合纖維在受熱或受力的作用下，因其收縮率的不同而 產(chǎn)生螺旋狀的卷曲，成為一種自卷曲纖維，廣泛用于仿毛及彈性織物的開發(fā)。其中三維卷曲 長絲還廣泛應(yīng)用于服裝、家紡、汽車裝飾用品的填充材料。
[0004] 并列型自卷曲復(fù)合纖維制備技術(shù)發(fā)展較快，常用的復(fù)合組分主要有PET/PTT、PET/ PBT、PTT/PBT及不同分子量的PET1/PET2等。其中還可以在聚合物中添加顏料、功能改性材 料等，實(shí)現(xiàn)有色、功能改性復(fù)合纖維的生產(chǎn)。纖維截面除了半圓形并列復(fù)合外，也有其它截 面，如皮芯偏芯復(fù)合、扁平型、啞鈴型等。
[0005] 申請?zhí)朇N201510063761.6公開了"高彈性中空毛型聚酯長纖維的制造方法"，以 PET和PTT為原料，通過C型噴絲孔，制得高彈性中空毛型聚酯長纖維束；申請?zhí)?CN201510062799.1公開了"一種無機(jī)械卷曲PTT/TOT并列復(fù)合自卷曲復(fù)合長絲的生產(chǎn)方 法"，以PET和PTT為原料，通過特殊的大容量雙通道復(fù)合紡絲組件，制得PTT-PET并列復(fù)合自 卷曲復(fù)合長絲。申請?zhí)朇N200610118440.2公開了 "一種PBT/PET三維卷曲纖維的制備方法及 應(yīng)用"，以TOT/PET為原料，制得三維卷曲長絲。這些技術(shù)都是以PET與TOT或PTT通過并列復(fù) 合的方式制得，雖然有較好的卷曲性能，但因 PET組份缺乏彈性，所以纖維的彈性伸長和彈 性恢復(fù)率不足。
[0006] 申請?zhí)朇N200910101099.3公開了"陽離子染料可染聚酯復(fù)合纖維的制備方法"，以 添加第三單體SIPE的陽離子可染聚酯為芯、添加第三單體SIPE和第四單體PEG的陽離子易 染聚酯為皮，通過皮芯復(fù)合的方式，得到染色性能優(yōu)良、抗倒伏性好的毛皮用自卷曲長絲。 但其聚合物仍是PET改性所得，同樣存在上述問題。
[0007] 基于此，做出本申請。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┝艘环N功能性自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，該 工藝以聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及添加復(fù)合功能母粒的聚合物為皮層組分、聚對苯二 甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體(TPEE)為芯層組分，制得具有抗紫外、抗靜電和抗菌復(fù)合功 能的自卷曲復(fù)合長絲。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請采取的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，以聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及添加復(fù)合功 能母粒的聚合物為皮層組分、聚對苯二甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體(ΤΡΕΕ)為芯層組分， 分別經(jīng)螺桿擠壓機(jī)熔融擠出，進(jìn)入雙組份復(fù)合紡絲設(shè)備及皮芯偏芯復(fù)合噴絲孔，噴出的熔 體，經(jīng)冷卻、上油、集束，牽伸、切斷、熱定型的紡絲后加工工藝，制得具有抗紫外、抗靜電和 抗菌復(fù)合功能的自卷曲復(fù)合長絲。
[0011] 主要的工藝過程和技術(shù)參數(shù)包括：
[0012] ⑴原料
[0013] ① ΡΒΤ:特性粘度1.0±0.010dl/g，熔點(diǎn)為225°C，干切片含水率小于50ppm;
[0014] ②ΤΡΕΕ:是在TOT中添加聚丁二醇(PTMG)制得的熱塑性彈性體，特性粘度為1.1 土 0.010dl/g，熔點(diǎn)為200~205°C，干切片含水率小于50ppm;
[00?5]③功能母粒:含抗紫外、抗靜電和抗菌復(fù)合功能的母粒，有效成分20-30%，皮層中 功能母粒添加量2~8%，母粒含水率小于lOOppm。型號:LZN，由蘇州百盛纖維母粒有限公司 生產(chǎn)。
[0016] (2)噴絲孔:皮芯偏心復(fù)合，孔數(shù)24-48孔。其中芯層的直徑為皮層直徑的2/3,且芯 層與皮層間最短距離為皮層直徑的1/10。
[0017] ⑶復(fù)合紡絲
[0018] 皮層與芯層的復(fù)合比為40~60:60~40，螺桿各區(qū)溫度250~270°C，紡絲箱體溫度 270~280°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速0 · 4~0 · 6m/s;第一熱輥速度2200~2600m/min，溫度70-90°C ;第二 熱輥速度3800-4200111/111丨11，溫度120-140°(：;上油率0.8-1.0%。
[0019] 采用上述工藝所制備的自卷曲復(fù)合長絲，纖維規(guī)格100~200dtex/24~48f，由皮 層、芯層和功能粒子構(gòu)成，所述的皮層和芯層偏心設(shè)置，且功能粒子分布于皮層上。
[0020] 本發(fā)明的工作原理及有益效果如下：
[0021] (1)本申請以聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及添加復(fù)合功能母粒的聚合物為皮層 組分、聚對苯二甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體(TPEE)為芯層組分，分別經(jīng)螺桿擠壓機(jī)熔融 擠出，進(jìn)入雙組份復(fù)合紡絲設(shè)備及皮芯偏芯復(fù)合噴絲孔，噴出的熔體，經(jīng)冷卻、上油、集束， 牽伸、切斷、熱定型的紡絲后加工工藝，制得具有抗紫外、抗靜電和抗菌復(fù)合功能的自卷曲 復(fù)合長絲，從而實(shí)現(xiàn)了 PBT、TPEE為主要成分的皮芯結(jié)構(gòu)長絲。
[0022] (2)本申請所制備的纖維因采用了具有優(yōu)良彈性的PBT及TPEE，并通過皮芯復(fù)合的 方式制得，不但具有常規(guī)自卷曲纖維的卷曲性能，還具有優(yōu)良的彈性伸長率和彈性恢復(fù)性 能；同時在皮層中添加復(fù)合功能母粒，使產(chǎn)品還具有抗紫外、抗靜電和抗菌的復(fù)合功能；最 后因只需在皮層中添加功能母粒，使添加量減少、成本降低，而紡絲性能大大提高
[0023] (3)在自卷曲纖維的生產(chǎn)中，二種聚合物的選擇和纖維截面的設(shè)計(jì)是制備具有高 卷曲性能和彈性恢復(fù)率纖維的關(guān)鍵。本申請所形成的成品長絲結(jié)構(gòu)中，由于皮層是對外接 觸最多的部分，而芯層則起到骨架的作用，本申請中，皮層采用PBT，并使功能粒子僅分布在 皮層中，芯層采用熱塑性彈性體，皮層的設(shè)置賦予長絲良好彈性的同時，使之兼具了抗紫 外、抗靜電和抗菌等復(fù)合功能，芯層的設(shè)置確保了長絲具有很好的彈性恢復(fù)，長絲整體體現(xiàn) 出良好的彈性伸長率和彈性恢復(fù)性能。
[0024] (4)本申請?jiān)跐M足其功能性要求的同時，僅在皮層中設(shè)置功能粒子，使添加量減 少，成本降低；同時，功能粒子的加入通常是會影響熔體可紡性的，而本申請中，控制TOT的 切片含水量，在基于皮層相對芯層的直徑較大、紡絲過程中相對要求較少情況下，功能粒子 的存在不會影響其可紡性，因此整體紡絲性能大大提高，產(chǎn)品可應(yīng)用于高檔彈性織物、家紡 產(chǎn)品等的生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0025]圖1為本申請所制備長絲的噴絲板截面圖；
[0026]圖2為本申請的加工流程示意圖。
[0027]其中標(biāo)號：1.皮層;2.芯層;3.功能粒子。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本申請以PBT作為皮層1的主原料、TPEE作為芯層2的主原料，PBT切片經(jīng)結(jié)晶干燥-1后，加入復(fù)合功能母粒，送入螺桿擠壓機(jī)-1中熔融擠出后，經(jīng)計(jì)量栗-1送入雙組份復(fù)合組 件，同時，TPEE切片經(jīng)結(jié)晶干燥-2后，送入螺桿擠壓機(jī)-2熔融擠出后，經(jīng)計(jì)量栗-2送入雙組 份復(fù)合組件，兩者在雙組份復(fù)合組件中完成偏心復(fù)合后，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻-上油-第一熱輥 -第二熱輥-FDY卷繞形成成品，具體加工流程參見圖2所示。
[0029] 上述工藝形成如圖1所示的偏心皮芯結(jié)構(gòu)，該偏心結(jié)構(gòu)中，兩者在水平和豎直方向 上的中軸線均不重疊，復(fù)合功能母粒在皮層1中形成功能粒子3,起到功能母粒的作用，賦予 纖維抗菌、抗靜電和抗紫外的功能。
[0030] 以下結(jié)合具體實(shí)施案例進(jìn)行技術(shù)方案的詮釋說明。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 本實(shí)施例一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，PBT的特性粘度(按GB/T 14190-2008， 以苯酚與四氯乙烷1:1作溶劑進(jìn)行檢測H .〇〇dl/g，熔點(diǎn)225°C，干切片含水量率小于50ppm， 螺桿各區(qū)溫度250~270°C; TPEE的特性粘度(按GB/T 14190-2008,以苯酚與四氯乙烷1:1作 溶劑進(jìn)行檢測）l.l〇dl/g，熔點(diǎn)200°C，干切片含水率小于50ppm，螺桿各區(qū)溫度250~270°C。
[0033] PBT與TPEE的復(fù)合比為40:60(質(zhì)量百分比，下同），功能母粒添加量2%，紡絲箱體 溫度270°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速0.4m/s ;第一熱輥紡絲速度2000m/min，溫度70°C ;第二熱輥速度 4000m/min，溫度 100°C。
[0034] 上述工藝所制備的自卷曲復(fù)合長絲規(guī)格100dtex/24f。
[0035] 實(shí)施例2
[0036]本實(shí)施例與實(shí)施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:TPEE的特性粘度l.lOdl/ g，熔點(diǎn)203°C，干切片含水率小于50ppm，螺桿各區(qū)溫度250~270°C。
[0037] PBT與TPEE的復(fù)合比為50:50，功能母粒添加量4%，紡絲箱體溫度275°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng) 速0.5m/s;第一熱輥紡絲速度2200m/min，溫度80 °C ;第二熱輥速度4200m/min，溫度110 °C。 [0038] 上述工藝所形成的自卷曲復(fù)合長絲規(guī)格150dtex/36f。
[0039] 實(shí)施例3
[0040]本實(shí)施例與實(shí)施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:TPEE的特性粘度l.lOdl/ g，熔點(diǎn)為205°C，干切片含水率小于50ppm，螺桿各區(qū)溫度250~270°C。
[0041 ] PBT與TPEE的復(fù)合比為60:40，功能母粒添加量6 %，紡絲箱體溫度280°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng) 速0.6m/s;第一熱輥紡絲速度2400m/min，溫度90°C;第二熱輥速度4400m/min，溫度120°C。
[0042] 上述工藝所形成的自卷曲復(fù)合長絲規(guī)格200dtex/48f。
[0043] 實(shí)施例4
[0044]本實(shí)施例與實(shí)施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:TPEE的特性粘度l.lOdl/ g，熔點(diǎn)為205°C，干切片含水率小于50ppm，螺桿各區(qū)溫度250~270°C。
[0045] PBT與TPEE的復(fù)合比為50:50，功能母粒添加量8 %，紡絲箱體溫度280°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng) 速0.6m/s;第一熱輥紡絲速度2400m/min，溫度90°C;第二熱輥速度4400m/min，溫度120°C。 [0046] 上述工藝所形成的自卷曲復(fù)合長絲規(guī)格200dtex/48f。
[0047] 比較例
[0048]本比較例與實(shí)施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:芯層為常規(guī)PET，特性粘度 0.68dl/g，熔點(diǎn)260°C，干切片含水率小于50ppm，螺桿各區(qū)溫度270~290°C。
[0049] PBT與PET的復(fù)合比為50:50，功能母粒添加量4%，紡絲箱體溫度295°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng) 速0.5m/s;第一熱輥紡絲速度2200m/min，溫度80 °C ;第二熱輥速度4200m/min，溫度110 °C。 [0050] 上述工藝所形成的自卷曲復(fù)合長絲規(guī)格150dtex/36f。
[0051 ] 將上述實(shí)施例所制備的長絲按《FZ/T 54077-2014三維卷曲滌綸牽伸絲》及《GB/T-14342比電阻試驗(yàn)方法》進(jìn)行物理性能的測試，具體參見表1所示。
[0052] 表1主要制備工藝與纖維物理指標(biāo)
[0054] 結(jié)合上述實(shí)施例以及表1的對比可以看出，本申請以聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 及添加復(fù)合功能母粒的聚合物為皮層組分、聚對苯二甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體(TPEE) 為芯層組分，分別經(jīng)螺桿擠壓機(jī)熔融擠出，進(jìn)入雙組份復(fù)合紡絲設(shè)備及皮芯偏芯復(fù)合紡絲 組件，噴出的熔體，經(jīng)冷卻、上油、第一熱輥、第二熱輥、卷繞的紡絲工藝，制得具有抗紫外、 抗靜電和抗菌復(fù)合功能的自卷曲復(fù)合長絲。
[0055] 該纖維的斷裂伸長率和斷裂強(qiáng)度均達(dá)到了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時，因采用了具有 優(yōu)良彈性的PBT及TPEE，并通過皮芯偏芯復(fù)合的方式制得，不但具有常規(guī)自卷曲纖維的卷曲 性能，還具有優(yōu)良的彈性伸長率和彈性恢復(fù)性能；同時在皮層中添加復(fù)合功能母粒，使產(chǎn)品 還具有抗紫外、抗靜電和抗菌的復(fù)合功能;最后因只需在皮層中添加功能母粒，使添加量減 少、成本降低，而紡絲性能大大提高。產(chǎn)品可用于高檔彈性織物、家紡產(chǎn)品等的生產(chǎn)。
[0056] 以上內(nèi)容是結(jié)合本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)選實(shí)施方式對所提供技術(shù)方案所作的進(jìn)一步詳 細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明創(chuàng)造具體實(shí)施只局限于上述這些說明，對于本發(fā)明創(chuàng)造所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演 或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，其特征在于：以聚對苯二甲酸丁二醇酯及添加復(fù) 合功能母粒的聚合物為皮層組分、聚對苯二甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體為芯層組分，分 別經(jīng)螺桿擠壓機(jī)熔融擠出，進(jìn)入多組份復(fù)合紡絲設(shè)備及皮芯偏心復(fù)合噴絲孔，噴出的熔體 經(jīng)冷卻、上油、第一熱輥定型、第二熱輥定型后卷繞，制得具有抗紫外、抗靜電和抗菌復(fù)合功 能的自卷曲復(fù)合長絲。2. 如權(quán)利要求1所述的一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，其特征在于:所述的聚對苯二 甲酸丁二醇酯特性粘度1.0±〇.〇1〇 dl/g，熔點(diǎn)225 °C，切片含水量小于50 ppm。3. 如權(quán)利要求1所述的一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，其特征在于:所述的聚對苯二 甲酸丁二醇酯系熱塑性彈性體是由PBT中添加聚丁二醇制得，其特性粘度1.1 ±0.010 dl/ g，熔點(diǎn)200~205 °C，切片含水量小于50 ppm。4. 如權(quán)利要求1所述的一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，其特征在于:所述的復(fù)合功能 母粒為含抗紫外、抗靜電和抗菌復(fù)合功能的母粒，其有效成分25 %，含水率小于100 ppm，皮 層中復(fù)合功能母粒添加量2~8 %。5. 如權(quán)利要求1所述的一種自卷曲復(fù)合長絲的加工工藝，其特征在于，所述的偏心復(fù)合 紡絲工藝為:皮層與芯層的復(fù)合比為40~60:60~40,螺桿各區(qū)溫度250~270 °C，紡絲箱體 溫度270~280 °C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速0.6~1.0 m/s;第一熱輥速度2200~2600 m/min，溫度70-90 °C;第二熱輥速度3800-4200 m/min，溫度 120-140 °C;上油率0.8-1 ·0 %。6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的加工工藝制備的自卷曲復(fù)合長絲，其特征在于:所述的 自卷曲復(fù)合長絲規(guī)格為100~200 dtex/24~48f，由皮層、芯層和功能粒子構(gòu)成，所述的皮層 和芯層偏心設(shè)置，且功能粒子分布于皮層上。
【文檔編號】D01F8/04GK105926062SQ201610353402
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】王秀華, 姚玉元, 張須臻, 林巧巧
【申請人】浙江理工大學(xué)