CN102453967A - 一种中空度可控的中空聚酯纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空度可控的中空聚酯短纤维的制备方法，该方法使用两台螺杆挤出机分别给皮芯喷丝板组件供料，皮层为聚酯和水溶性聚酯，芯层为水溶性聚酯，按一定比例熔融复合纺丝，并经后处理工艺，制得聚酯短纤维。利用该纤维制成的织物经碱溶液处理，去除芯层及皮层的水溶性聚酯组分，即可使纤维形成中空结构，同时在内外表面形成大量微孔、沟漕和贯穿孔。将芯层溶除后所形成的中空孔，避免了异形孔喷丝板纺丝法纺制中空纤维时在拉伸过程中造成的中空孔的挤压变形，降低中空度，并且通过改变纺丝的原料比例，制得中空度为5～75％的中空度可控聚酯纤维。

Description

一种中空度可控的中空聚酯纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及一种中空纤维的制备方法，特别是一种中空度可控的多微孔中空聚酯短纤维的制备方法

背景技术

中空纤维是横截面沿轴向具有空腔的一种重要的异形纤维，其中空结构包含了大量的静止空气，使织物在轻便的同时，保暧性能比普通的同质面料有了一定程度上的提高。中空纤维的生产主要是采用圆弧形、C型、多点形等异形喷丝板通过熔融纺丝而制得。采用异形喷丝板纺丝法纺制中空纤维，在生产过程中拉伸张力会造成纤维中空孔的挤压变形，而在后续的加工过程中产生的机械作用同样会造成纤维被进一步挤压，导致纤维的中空度很难提高，一般不超过20％。为了提高中空纤维的中空度，通过采用品形及圆弧组合等特殊喷丝板，来纺制四孔、七孔乃至十几孔中空纤维，但其中空率依旧不高，在30％以内。

复合纺丝是随着水溶聚酯的发展而产生的一种新的方法，它是采用不同溶解性能的聚合物熔体同时纺丝，成形后溶去其中一组分，使纤维具有轴向空腔。刘鑫等(“高中空度PP中空纤维制造技术”，北京服装学院学报，2004年12月第24卷第4期，第17-21页)公开了一种高中空度PP中空纤维的制备技术，该方法在复合纺丝机上制备以PP为皮层，以Copolyester特殊改性共聚酯为芯层的皮芯型复合纤维，后经碱处理将芯层溶除后形成中空孔，中空度为30～50％。但是该方法在经过碱处理溶除芯层时，“由于特殊改性共聚酯处于复合纤维的芯层，且碱水解时碱溶液是从短纤维的两端渗入，溶除比较困难”，碱水解的条件比较剧烈，当碱溶液质量浓度为10g/L，温度为100℃，水解时间为60min时，芯层才能完全溶除。当水解时间过长，造成能源不必要的浪费，而碱溶液浓度过高，对环境的污染极大，需要对废水进行处理，导致纤维成本大大提升。由于PP与Copolyester特殊改性共聚酯不具备相容性，也无法通过改变纤维物理结构来提升水解效率。另外，所制得的PP中空纤维，虽然具备质轻，保暧性佳等优点，但其染色性能极差，服用性不高。

本发明采用复合纺丝法纺制的皮芯结构聚酯短纤维，考虑到聚酯与水溶性聚酯的良好相容性，在皮层同时引入水溶性聚酯，当碱处理溶除芯层的水溶性聚酯时，碱溶液可以从短纤维的表面及两端同时渗入，显著提高水解效率，水解时间大大缩短，解决了上述聚丙烯中空纤维由于水解时间过长而造成的能源浪费，所需的水解条件降低，当碱溶液浓度很低时即可将水溶性聚酯全部溶解，很大程度上降低了纤维成本。另外，将皮层的水溶性聚酯溶除后，在纤维的表面形成大量的微孔、沟槽及贯穿孔，赋予纤维显著的吸湿排汗效果，保持皮肤的干爽舒适。利用该方法生产皮芯型中空纤维，避免了异形孔喷丝板纺丝法纺制中空纤维时在拉伸、卷曲、纺纱过程中造成的中空孔的挤压变形，并且通过改变纺丝的原料比例，制得中空度可控的中空聚酯短纤维。

发明内容

本发明旨在提供一种中空度可控的多微孔中空聚酯短纤维的制备方法。

本发明的技术方案通过以下方式达到：

将(41～90)％的聚酯和(3～24)％的水溶性聚酯输入皮层螺杆挤出机，(5～45)％的水溶性聚酯输入芯层螺杆挤出机，其中组成皮层的聚酯和水溶性聚酯的比例为(75～95)∶(5～25)，进行复合熔融纺丝，计量泵分别计量后输入纺丝箱体(纺丝箱体290℃)，经复合纺丝喷丝板挤出后，吹风冷却上油，集成丝束后卷绕(速度1400m/min)、集束后经过两级牵伸，一级牵伸(牵伸温度88℃，牵伸倍数3.5倍)、二级牵伸(牵伸温度100℃，牵伸倍数1.1倍)、松弛热定型(温度125℃，60min)，切断后打包制得短纤维。

利用上述工艺获得的纤维制成织物后，经过浓度为0.5～5g/L，温度为100℃的碱溶液处量10～30min，皮层及芯层的水溶性聚酯全部分解，即可形成多微孔中空纤维织物。

本发明所制得的中空多微孔聚酯短纤维具有显著吸湿排汗效果及保暧功效，其有益效果体现在：1)纤维所具有的皮芯结构，避免了异形喷丝板法纺制中空纤维时由于拉伸、卷曲、纺纱过程中所造成的中空孔的挤压变形，并且通过改变纺丝的原料比例，纤维的中空度可达到5～75％；2)在皮层同时引入水溶性聚酯，当碱处理溶除芯层的水溶性聚酯时，碱溶液可以从短纤维的表面及两端同时渗入，显著提高水解效率，水解时间大大缩短，解决了上述聚丙烯中空纤维由于水解时间过长而造成的能源浪费，所需的水解条件降低，当碱溶液浓度很低时即可将水溶性聚酯全部溶解，很大程度上降低了纤维成本；3)皮层水溶性聚酯的引入，在纤维表面形成大量的微孔、沟槽和贯穿孔，将湿气、汗水等通过芯吸通道迅速导出，赋予纤维显著的吸湿排汗效果。

具体实施方案

通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的范围。应理解，在阅读了本发明讲授的内容后，本领域技术人员对本发明所作的各种等价修改同样属于本发明的保护范围。

实施例1

将30％的聚酯和5％的水溶性聚酯输入皮层螺杆挤出机，65％的水溶性聚酯输入芯层螺杆挤出机，其中组成皮层的聚酯和水溶性聚酯的比例为75∶25，进行复合熔融纺丝，计量泵分别计量后输入纺丝箱体(纺丝箱体290℃)，经复合纺丝喷丝板挤出后，吹风冷却上油，集成丝束后卷绕(速度1400m/min)、集束后经过两级牵伸，一级牵伸(牵伸温度88℃，牵伸倍数3.5倍)、二级牵伸(牵伸温度100℃，牵伸倍数1.1倍)、松弛热定型(温度125℃，60min)，切断后打包制得短纤维。利用上述工艺获得的纤维制成织物后，经过浓度为2g/L，温度为100℃的碱溶液处量30min，皮层及芯层的水溶性聚酯全部分解，形成中空度75％为多微孔中空纤维织物。

实施例2

将75％的聚酯和5％的水溶性聚酯输入皮层螺杆挤出机，20％的水溶性聚酯输入芯层螺杆挤出机，其中组成皮层的聚酯和水溶性聚酯的比例为94∶6，进行复合熔融纺丝，计量泵分别计量后输入纺丝箱体(纺丝箱体290℃)，经复合纺丝喷丝板挤出后，吹风冷却上油，集成丝束后卷绕(速度1400m/min)、集束后经过两级牵伸，一级牵伸(牵伸温度88℃，牵伸倍数3.5倍)、二级牵伸(牵伸温度100℃，牵伸倍数1.1倍)、松弛热定型(温度125℃，60min)，切断后打包制得短纤维。利用上述工艺获得的纤维制成织物后，经过浓度为2g/L，温度为100℃的碱溶液处量10min，皮层及芯层的水溶性聚酯全部分解，形成中空度25％为多微孔中空纤维织物。

Claims (3)

1.本发明涉及一种中空度可控的中空聚酯短纤维的制备方法，其特征在于：使用两台螺杆挤出机分别给皮芯喷丝板组件供料，皮层为聚酯和水溶性聚酯，芯层为水溶性聚酯，按一定比例熔融复合纺丝、卷绕、欠伸、卷曲、松弛热定型、切断制得皮芯复合纤维。利用该纤维制成的织物经碱溶液处理，去除芯层及皮层的水溶性聚酯组分，即可使纤维形成中空结构，同时在内外表面形成大量微孔、沟漕和贯穿孔。

2.如权利要求1所述的中空度可控的中空聚酯短纤维的制备方法，其特征在于：纤维为皮芯结构，皮层的组分为聚酯和水溶性聚酯，芯层的组分为水溶性聚酯。皮层的聚酯与水溶性聚酯的重量比为(75～95)∶(5～25)，皮层与芯层的重量比为(35～95)∶(5～65)。采用调控原料比例法所制得中空纤维的中空度为5～75％。

3.如权利要求1所述的中空度可控的中空聚酯短纤维的制备方法，其特征在于：所用的聚酯包括但不仅限于CDPET、PBT、PTT中的一种。所用的水溶性聚酯为包括但不仅限于COPET，COPET由对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸和间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠采用直接酯化法制得。