CN101158057A - 一种皮芯型复合纤维及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种皮芯型复合纤维及其生产方法，其中皮层为PTT纤维，芯层为PET纤维，芯层完全被包裹在皮层内，皮层重量占复合纤维总重量比例为30％－70％，成品纤维线密度范围为87dtex－300dtex。本发明的纤维兼具涤纶纤维与PTT纤维二者的特点，强度适中，手感柔软，可在低温下染得鲜艳的颜色，而且生产成本介于PET纤维与PTT纤维之间，低于普通PTT纤维。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种皮芯型复合纤维及其生产方法，更特别的涉及一种以PET为芯层，PTT为皮层的皮芯型复合纤维及其生产方法。
二、背景技术
PTT全称是聚对苯二甲酸丙二醇酯，作为一种全新的聚酯材料，是国际上最新的化纤新材料之一。
由于聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的特殊分子结构造就了其低模量和优良的弹性回复率，使得PTT面料具有独特的柔软手感，蓬松及富有弹性的性能。PTT大分子链具有螺旋状结构，从而使得PTT具有良好的回弹性。由于分子链得特殊结构形态，其通过分子链自身和分子链之间得共同作用，从而赋予了PTT优异的回弹性能。
PTT的体积比电阻，感应电压和放电半衰期均低于PET和PA6，在抗静电要求不是很高的用途中，可以完全替代涤纶和锦纶。并且在感应电压和放电半衰期和棉接近，表明PTT有较好的抗静电新性能。
PTT抗污性能与纤维的拒油性和易去污性有关。大分子链的化学结构对其表面张力影响很大，亚甲基为奇数的聚合物比偶数的临界表面张力低，所以PTT纤维具有较好的抗污性。
PTT织物有着良好的抗起毛起球性能，这由于PTT纤维优良的弹性减缓了纤维受冲击的作用力，减少了在外力作用下纤维的断裂次数，加上优异的拉伸回复性，使得PTT纤维有良好的抗疲劳损伤，另外PTT抗静电性能好，这一切使得PTT抗起毛起球性能非常好。
PTT纤维有一系列长足优点，已成为下一代主导合成纤维发展重点。但是每一种纤维都有其缺陷，PTT纤维也不例外。其强度不如PET好，刚度明显不够，某些PTT纯纺面料手感太软以致于保型性太差。将PET和PTT双方优点结合，利用PTT纤维外在的优良手感及染色性，加以PET纤维内在的强力和刚性，使得面料具备柔软手感的同时更具身骨。而且，同为聚酯系列的PET和PTT在纺丝工艺上差别不大，相容性好，可以在现有设备上进行此类皮芯型复合丝的加工。
三、发明内容
本发明的目的之一是提供一种以PTT和PET为原料的皮芯型复合纤维。
本发明目的之二是提供一种以PTT和PET为原料的皮芯型复合纤维的生产方法。
本发明的这些以及其他目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的皮芯型复合纤维，由皮层和芯层组成，包括以下物理性能：
单丝线密度(dtex) 1.67-1 2.5
线密度变异系数CV值(％) ≤1.0
断裂强度(CN/dtex) ≥4.0
断裂伸长率(％) 150±8.0
断裂强度变异系数CV值(％) ≤8.0。
进一步的，本发明的皮芯型复合纤维，由皮层和芯层组成，还包括以下物理性能：
线密度偏差率(％) ±3.0
断裂伸长变异系数CV值(％) ≤8.0
条干不匀率CV值(％) ≤1.6
含油率(％) 0.45±0.1。
本发明的皮芯型复合纤维，由皮层和芯层组成，其中皮层重量占复合纤维总重量的30％-70％，所述的芯层为常规PET聚酯，所述的皮层为PTT聚酯，芯层被完全包裹在皮层内。成品纤维线密度范围为87dtex-300dtex。
本发明的皮芯型复合纤维的生产方法，包括干燥、熔融过滤和纺丝步骤，在干燥步骤中先将两种不同聚酯进行干燥去除水分，PTT聚酯切片采用沸腾床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为140℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为8-10小时，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；PET聚酯切片采用普通脉动床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为160℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为4-6小时，干燥后切片含水率控制在25ppm以下。然后将经干燥好的PTT切片和PET切片分别由各自的螺杆挤压机进行挤压纺丝，PTT螺杆挤出机分五个区控温，一区温度235-240℃，二区温度240-255℃，三区温度245-260℃，四区温度255-265 ℃，五区温度258-265℃；PET螺杆挤压机分五个区控温，一区温度268-285℃，二区温度280-288℃，三区温度280-288℃，四区温度280-288℃，五区温度285-292℃。
在本发明的皮芯型复合纤维的生产方法中，两个螺杆挤出机挤出的两种熔体分别通过等长的分配管道进入复合纺丝组件，两种熔体分别经各自计量泵精确计量后，按比例(皮层重量占复合纤维总重量的30％-70％)混合后由喷丝板喷出，进行复合纺丝。从喷丝板孔喷出的复合纤维熔体细流，先通过缓冷固化以利于后道卷绕，其中缓冷区采用下抽风式环吹风，其中风速0.2-1.0m/s，风压10-50Pa，风湿65％，风温18℃，冷却后的丝束经导丝器由专用油剂上油后，进行预网络，再经导丝盘1和导丝盘2，最终进入卷绕系统卷绕制得PTT复合纤维，纺丝卷绕速度2500m/min-4500m/min。
在本发明中，由于PTT是新型聚酯，因此PTT与PET具有良好的纺丝相容性。本发明将PTT与PET复合纺丝，PTT作为皮层，PET作为芯层。本发明的复合纤维可广泛用于纺织领域，经织造后，得到复合纤维面料。该面料可以在常温(低温)下进行分散染料染色，色泽鲜艳，降低了能源消耗。与常规PET纤维相比，该皮芯复合纤维弹性回复好，手感更柔软，富有弹性，而且有较好的抗静电性能；与PTT纤维相比，复合纤维强度较高，面料有身骨。因此，该皮芯型复合纤维结合了PET和PTT二者的共同优点，拓展了PTT的应用，而且生产成本介于PET纤维与PTT纤维之间，低于普通PTT纤维。
在本发明中使用的所有原材料等均是常规使用的，可以从市场购得。在本发明中，如非特指，所有的量、百分比均为重量单位。
下面结合实施例对本发明进行具体的描述。由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，下列实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包含。
四、具体实施方式
实施例1
将PTT聚酯切片55公斤，PET聚酯切片45公斤进行干燥去除水分，PTT聚酯切片采用沸腾床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为140℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为8-10小时，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；PET聚酯切片采用普通脉动床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为160℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为4-6小时，干燥后切片含水率控制在25ppm以下。然后将经干燥好的PTT切片和PET切片分别由各自的螺杆挤压机进行挤压纺丝，PTT螺杆挤出机分五个区控温，一区温度235-240℃，二区温度240-255℃，三区温度245-260℃，四区温度255-265℃，五区温度258-265℃；PET螺杆挤压机分五个区控温，一区温度268-285℃，二区温度280-288℃，三区温度280-288℃，四区温度280-288℃，五区温度285-292℃。
两个螺杆挤出机挤出的两种熔体分别通过等长的分配管道进入复合纺丝组件，两种熔体分别经各自计量泵精确计量后，按上述比例混合后由喷丝板喷出，进行复合纺丝。从喷丝板孔喷出的复合纤维熔体细流，先通过缓冷固化以利于后道卷绕，其中缓冷区采用下抽风式环吹风，其中风速0.3m/s，风压15Pa，风湿65％，风温18℃，冷却后的丝束经导丝器用油剂上油后，进行预网络，再经导丝盘1和导丝盘2，最终进入卷绕系统卷绕制得皮芯型复合纤维，纺丝卷绕速度2500m/min。
本发明的皮芯型复合纤维，物理性能如下：
单丝线密度(dtex) 1.67-1 2.5
线密度变异系数CV值(％) ≤1.0
断裂强度(CN/dtex) ≥4
断裂伸长率(％) 150±8.0
断裂强度变异系数CV值(％) ≤8.0
线密度偏差率(％) ±3.0
断裂伸长变异系数CV值(％) ≤8.0
条干不匀率CV值(％) ≤1.6
含油率(％) 0.45±0.1。
实施例2
将PET聚酯70公斤，PTT聚酯切片30公斤进行干燥去除水分，PTT聚酯切片采用沸腾床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为140℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为9小时，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；PET聚酯切片采用普通脉动床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为160℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为5小时，干燥后切片含水率控制在25ppm以下。然后将经干燥好的PTT聚酯切片和PET聚酯切片分别由各自的螺杆挤压机进行挤压纺丝，PTT螺杆挤出机分五个区控温，一区温度235-240℃，二区温度240-255℃，三区温度245-260℃，四区温度255-265℃，五区温度258-265℃；PET螺杆挤压机分五个区控温，一区温度268-285℃，二区温度280-288℃，三区温度280-288℃，四区温度280-288℃，五区温度285-292℃。
两个螺杆挤出机挤出的两种熔体分别通过等长的分配管道进入复合纺丝组件，两种熔体分别经各自计量泵精确计量后，按上述比例混合后由喷丝板喷出，进行复合纺丝。从喷丝板孔喷出的复合纤维熔体细流，先通过缓冷固化以利于后道卷绕，其中缓冷区采用下抽风式环吹风，其中风速0.5m/s，风压20Pa，风湿65％，风温18℃，冷却后的丝束经导丝器用油剂上油后，进行预网络，再经导丝盘1和导丝盘2，最终进入卷绕系统卷绕制得皮芯型复合纤维，纺丝卷绕速度3000m/min。
本发明的皮芯型复合纤维，物理性能如下：
单丝线密度(dtex) 1.67-12.5
线密度变异系数CV值(％) ≤1.0
断裂强度(CN/dtex) ≥4
断裂伸长率(％) 150±8.0
断裂强度变异系数CV值(％) ≤8.0
线密度偏差率(％) ±3.0
断裂伸长变异系数CV值(％) ≤8.0
条干不匀率CV值(％) ≤1.6
含油率(％) 0.45±0.1。
实施例3
将PET聚酯30公斤，PTT聚酯切片70公斤进行干燥去除水分，PTT聚酯切片采用沸腾床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为140℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为10小时，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；PET聚酯切片采用普通脉动床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为160℃，风压0.1Mpa，露点温度≤-60℃，干燥时间为6小时，干燥后切片含水率控制在25ppm以下。然后将经干燥好的PTT聚酯切片和PET聚酯切片分别由各自的螺杆挤压机进行挤压纺丝，PTT螺杆挤出机分五个区控温，一区温度235-240℃，二区温度240-255℃，三区温度245-260℃，四区温度255-265℃，五区温度258-265℃；PET螺杆挤压机分五个区控温，一区温度268-285℃，二区温度280-288℃，三区温度280-288℃，四区温度280-288℃，五区温度285-292℃。
两个螺杆挤出机挤出的两种熔体分别通过等长的分配管道进入复合纺丝组件，两种熔体分别经各自计量泵精确计量后，按上述比例混合后由喷丝板喷出，进行复合纺丝。从喷丝板孔喷出的复合纤维熔体细流，先通过缓冷固化以利于后道卷绕，其中缓冷区采用下抽风式环吹风，其中风速0.8m/s，风压40Pa，风湿65％，风温18℃，冷却后的丝束经导丝器用市售油剂上油后，进行预网络，再经导丝盘1和导丝盘2，最终进入卷绕系统卷绕制得皮芯型复合纤维，纺丝卷绕速度4000m/min。
本发明的皮芯型复合纤维，物理性能如下：
单丝线密度(dtex) 1.67-12.5
线密度变异系数CV值(％) ≤1.0
断裂强度(CN/dtex) ≥4
断裂伸长率(％) 150±8.0
断裂强度变异系数CV值(％) ≤8.0
线密度偏差率(％) ±3.0
断裂伸长变异系数CV值(％) ≤8.0
条干不匀率CV值(％) ≤1.6
含油率(％) 0.45±0.1。
Claims (8)
1.一种皮芯型复合纤维，其特征在于皮层为PTT纤维，芯层为PET纤维，芯层完全被包裹在皮层内，皮层重量占复合纤维总重量比例为30％-70％，成品纤维线密度范围为87dtex-300dtex。
2.根据权利要求1所述的皮芯型复合纤维，其特征在于所述的复合纤维具有以下的物理性质：
单丝线密度(dtex) 1.67-12.5
线密度变异系数CV值(％) ≤1.0
断裂强度(CN/dtex) ≥4.0
断裂伸长率(％) 150±8.0
断裂强度变异系数CV值(％) ≤8.0。
3.根据权利要求1所述的皮芯型复合纤维，其特征在于所述的复合纤维还具有以下的物理性质：
线密度偏差率(％) ±3.0
断裂伸长变异系数CV值(％) ≤8.0
条干不匀率CV值(％) ≤1.6
含油率(％) 0.45±0.1。
4.根据权利要求1-3之一所述的皮芯型复合纤维的生产方法，其特征在于包括干燥、熔融过滤和纺丝步骤，其中先将两种不同聚酯切片进行干燥去除水分，PTT切片采用沸腾床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为140℃、风压0.1MPa、露点温度≤-60℃，干燥时间为8-10小时，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；PET切片采用普通脉动床预结晶连续干燥，干燥热空气温度为160℃、风压0.1MPa、露点温度≤-60℃，干燥时间为4-6小时，干燥后切片含水率控制在25ppm以下。
5.根据权利要求4所述的皮芯型复合纤维的生产方法，其特征在于经干燥好的PTT切片和PET切片分别由各自的螺杆挤压机进行挤压纺丝，PTT螺杆挤出机分五个区控温，一区温度235-240℃，二区温度240-255℃，三区温度245-260℃，四区温度255-265℃，五区温度258-265℃，PET螺杆挤压机分五个区控温，一区温度268-285℃，二区温度280-288℃，三区温度280-288℃，四区温度280-288℃，五区温度285-292℃。
6.根据权利要求5所述的皮芯型复合纤维的生产方法，其特征在于两个螺杆挤出机挤出的两种熔体分别通过等长的分配管道进入复合纺丝组件，两种熔体分别经各自计量泵精确计量后，混合后由喷丝板喷出。
7.根据权利要求4所述的皮芯型复合纤维的生产方法，其特征在于从喷丝板孔喷出的复合纤维熔体细流，先通过缓冷固化，其中缓冷区采用下抽风式环吹风，其中风速0.2-1.0m/s，风压10-50Pa，风湿6 5％，风温18℃。
8.根据权利要求7所述的皮芯型复合纤维的生产方法，其特征在于冷却后的丝束经导丝器用油剂上油后，进行预网络，再经导丝盘1和导丝盘2，最终进入卷绕系统卷绕制得皮芯型复合纤维，纺丝卷绕速度为2500m/min-4500m/min。
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