專利名稱：一種聚酯復(fù)合纖維及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯復(fù)合纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)服裝實(shí)用功能的要 求已不僅僅是蔽體御寒，而是多方面的從舒適到保健，從安全到衛(wèi)生，從便于保存和處理 到能適合不同的氣候和環(huán)境，從適合現(xiàn)代人生活節(jié)奏到適應(yīng)現(xiàn)代人的生活方式。特別是近 幾年來(lái)，氣候變化無(wú)常，氣溫的日差較大，人們往往因更換服裝不及時(shí)，而導(dǎo)致諸多疾病的 頻繁發(fā)作，這就對(duì)服裝的保溫和調(diào)溫功能及穿著舒適度等都提出了更高的要求。
人體與外界是以熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射等三種形式通過(guò)服裝向外界傳遞熱量， 因此，一般采用能減少熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流的材料來(lái)保溫，例如天然的棉、羊毛、羽絨和它們的 仿生材料。但是，棉纖維類纖維主要由碳、氫、氧3種元素組成，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式中，具有足夠 的氫基團(tuán)，它可與水形成氫鍵結(jié)合，因此棉纖維具有優(yōu)良的吸水性，其吸水率為8.5，但棉纖 維在排汗方面卻不能提供服飾良好的排水效果，這使得在人體運(yùn)動(dòng)后面料吸附的汗水不能 及時(shí)排出，穿著會(huì)產(chǎn)生不舒適感。 另一方面，由于冬季服裝大多采用較厚的面料，穿著時(shí)有較為強(qiáng)烈的沉重感，不便 于人體的活動(dòng)。近年來(lái)，輕量化一直是紡織品研發(fā)的方向之一，以復(fù)合紡絲開(kāi)發(fā)多孔中空纖 維，中空率高達(dá)40%以上，且纖維不變形。輕量織物的強(qiáng)勁需求還促進(jìn)了多孔中空纖維朝高 中空率的輕量織物方向發(fā)展。使用水溶聚合物以海島型復(fù)合紡絲方式，將水可溶聚合物置 于島中，然后加工時(shí)溶除島成分，形成蜂巢結(jié)構(gòu)的多孔中空纖維，可達(dá)輕量和增加韌性的效 果，但這種多孔中空纖維的制造成本較高。 專利CN200510016027公開(kāi)了一種皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，皮層和芯層之間有貫通， 芯層的聚合物中含有驅(qū)蚊劑，可以通過(guò)貫通處釋放達(dá)到驅(qū)蚊效果。但是芯層的聚合物不是 堿可溶聚合物，不可制成中空纖維達(dá)到輕量保暖效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目在于提供一種具有優(yōu)良的輕量感，較高的保溫性，良好的吸水和吸汗
排汗功能的聚酯復(fù)合纖維及其生產(chǎn)方法。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 —種具有皮芯型結(jié)構(gòu)新型聚酯復(fù)合纖維，其皮芯的質(zhì)量百分比為50 : 50
90 : 10，優(yōu)選60 : 40 80 : 20，皮層聚合物為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸
丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、陽(yáng)離子染料可染聚酯或聚酰胺中的任意一種；芯層聚合 物為堿易溶性共聚酯。 本發(fā)明的新型復(fù)合纖維的橫截面上，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓 周長(zhǎng)的5 20%，優(yōu)選8 15%。 本發(fā)明的新型聚酯復(fù)合纖維的芯層聚合物為，聚對(duì)苯二甲酸、乙二醇和間苯二甲
3酸乙二醇酯_5磺酸鹽的共聚酯，該共聚酯在堿溶液中能夠被減量消除。 所述的間苯二甲酸乙二醇酯-5磺酸鹽可以為間苯二甲酸乙二醇酯_5磺酸鈉、間
苯二甲酸乙二醇酯_5磺酸鉀中的任意一種。 本發(fā)明的新型聚酯復(fù)合纖維的斷面呈C型結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)中芯成分與皮成分的露出 點(diǎn)有且僅有1個(gè)，堿減量時(shí)堿溶液從此處對(duì)芯成分的堿溶性共聚酯進(jìn)行減量處理，減量后 的纖維斷面呈現(xiàn)中空形的C型斷面。 經(jīng)堿溶液減量處理后的纖維，其物理特性發(fā)生變化，但是，斷裂強(qiáng)度能有90%以上 的良好保持率，優(yōu)選95%以上的強(qiáng)度保持率。 本發(fā)明的新型聚酯復(fù)合纖維，為了避免在后加工過(guò)程中，皮成分聚合物發(fā)生破裂，
原絲制作時(shí)皮成分的壁厚需要選擇在2 10微米，優(yōu)選5 10微米。 本發(fā)明的復(fù)合纖維，可以采用任何公知的熔融紡絲方法，最終成品纖維可以采用
在線一步法紡絲拉伸成型，也可以采用兩步法，即先紡絲，再加工制得。 —步法的紡絲方法如下所述 分別將皮、芯各成分聚合物切片在干燥機(jī)內(nèi)干燥至水分100ppm以下，并分別投入 A、 B料倉(cāng)，皮成分切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在250 30(TC溫度下熔融，由A計(jì)量泵控制其 吐出量，芯成分切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在250 29(TC溫度下熔融，由B計(jì)量泵控制其吐 出量，皮芯成分按50 : 50 90 : 10吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在250 30(TC條 件下的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速15 40m/min條件下冷卻固化成型，再 經(jīng)給油嘴將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 5 1. 5%。
給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲甬道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一熱輥1HR(溫度為 80 120°C )，并在第一熱輥上纏繞6 7圈后，再經(jīng)第二熱輥2HR，也在上面纏繞6 7圈 (溫度為100 160°C )，第一熱輥與第二熱輥間的拉伸倍率為1. 20 3. OO，經(jīng)拉伸后的纖 維在第二熱輥下由主交絡(luò)器對(duì)其進(jìn)行交絡(luò)，再由2個(gè)羅拉(3GR、4GR)將纖維引入巻取機(jī)巻 取成成品絲餅(FDY)，巻取機(jī)的巻取速度為3500 5000m/min，優(yōu)選3800 4500m/min。
兩步法的紡絲方法如下所述 分別將皮、芯各成分聚合物切片在干燥機(jī)內(nèi)干燥至水分100ppm以下，并分別投入 A、 B料倉(cāng)，皮成分切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在250 30(TC溫度下熔融，由A計(jì)量泵控制其 吐出量，芯成分切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在250 29(TC溫度下熔融，由B計(jì)量泵控制其吐 出量，皮芯成分按50 : 50 90 : 10吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在250 30(TC條 件下的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速15 40m/min條件下冷卻固化成型，再 經(jīng)給油嘴將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 5 1. 5%。
給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲甬道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一羅拉(1GR)，穿過(guò) 主交絡(luò)器，再經(jīng)繞第二羅拉(2GR)后進(jìn)入巻取機(jī)巻取制得預(yù)取向纖維(POY)，巻取機(jī)的巻取 速度為1200 3500m/min。 所得POY可以通過(guò)下述兩種方法，分別制成假捻加工變形絲和延伸絲。
1、將制得的POY進(jìn)行假捻加工制成假捻變形紗(DTY):將上述步驟得的預(yù)取向絲 在假捻機(jī)上加工，加工速度為300 700m/min、第一熱箱溫度為130 220。C、第二熱箱溫 度為110 20(TC、延伸倍率為1. 20 3. 00的條件下進(jìn)行假捻加工，制得加工變形絲。
2、將制得的POY進(jìn)行延伸加工制成延伸絲(DT):將上述步驟得的預(yù)取向絲在延
4伸機(jī)上加工，加工速度為300 700m/min、第一熱輥溫度為130 220°C、第二熱輥溫度為
110 20(TC、延伸倍率為1. 20 3. 00的條件下進(jìn)行延伸加工，制得延伸絲。 為了驗(yàn)證本發(fā)明的有效效果，將制得的上述纖維(FDY、DTY、DT)進(jìn)行筒編加工，制
成筒編物。將筒編物放入濃度為3X，溫度為95t:，浴比為1 : 200的氫氧化鈉堿溶液中，
處理10 50min，將纖維的芯成分全部減量消除，使纖維呈現(xiàn)中空式的C型纖維。 本發(fā)明纖維經(jīng)后加工后制成織物，在氫氧化鈉堿溶液中進(jìn)行減量處理，處理后的
纖維能保持95 %以上的強(qiáng)度，并且能保存完整的C型斷面形態(tài)，使得織物具有良好的輕量
感、保溫性及吸濕排汗功能。 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1、圖2是本發(fā)明復(fù)合纖維的剖面照片。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 將皮成分聚合物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、芯成分聚合物堿易溶性共聚 酯(COPET)切片分別干燥至100卯m以下，PET切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在29(TC溫度下熔 融，由A計(jì)量泵控制其吐出量，COPET切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在27(TC溫度下熔融，由B計(jì) 量泵控制其吐出量，皮芯成分按50 : 50吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在29(TC條件下 的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速25m/min條件下冷卻固化成型，再經(jīng)給油嘴 將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 7% 。給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲甬 道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一羅拉(1GR)，速度為2800m/min，穿過(guò)主交絡(luò)器，再經(jīng)繞速度 為2780m/min的第二羅拉(2GR)后進(jìn)入巻取機(jī)巻取制得預(yù)取向纖維(POY)，巻取機(jī)的巻取速 度為2790m/min。 制得的POY纖維中，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓周長(zhǎng)的13.4%， 并且皮成分壁厚為2. 7微米，該纖維在延伸機(jī)上加工，加工速度為500m/min、第一熱箱溫度 為16(TC、第二熱箱溫度為14(TC、延伸倍率為1.85的條件下進(jìn)行假捻加工，制得C型斷面 加工變形絲。該變形紗織成織物后經(jīng)氫氧化鈉溶液減量后，纖維能保持完整地中空式C型 斷面形狀，減量后的纖維強(qiáng)度與減量前的強(qiáng)度相比，保持率為97.6%，減量后的織物具有良 好的輕量感、保溫性及吸濕排汗功能。
實(shí)施例2 將皮成分聚合物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、芯成分聚合物堿易溶性共聚 酯(COPET)切片分別干燥至100卯m以下，PET切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在29(TC溫度下熔 融，由A計(jì)量泵控制其吐出量，COPET切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在27(TC溫度下熔融，由B計(jì) 量泵控制其吐出量，皮芯成分按70 : 30吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在29(TC條件下 的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速25m/min條件下冷卻固化成型，再經(jīng)給油嘴 將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 7% 。給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲甬 道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一羅拉(1GR)，速度為2800m/min，穿過(guò)主交絡(luò)器，再經(jīng)繞速度 為2780m/min的第二羅拉(2GR)后進(jìn)入巻取機(jī)巻取制得預(yù)取向纖維(POY)，巻取機(jī)的巻取速 度為2790m/min。 制得的P0Y纖維中，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓周長(zhǎng)的9.5X，并且皮成分壁厚為4. 4微米，該纖維在延伸機(jī)上加工，加工速度為500m/min、第一熱箱溫度為 16(TC、第二熱箱溫度為14(TC、延伸倍率為1. 85的條件下進(jìn)行假捻加工，制得C型斷面加工 變形絲。該變形紗織成織物后經(jīng)氫氧化鈉溶液減量后，纖維能保持完整地中空式C型斷面 形狀，減量后的纖維強(qiáng)度與減量前的強(qiáng)度相比，保持率為94. 7%，減量后的織物具有良好的 輕量感、保溫性及吸濕排汗功能。
實(shí)施例3 將皮成分聚合物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、芯成分聚合物堿易溶性共聚 酯(COPET)切片分別干燥至100卯m以下，PET切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在29(TC溫度下熔 融，由A計(jì)量泵控制其吐出量，COPET切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在27(TC溫度下熔融，由B計(jì) 量泵控制其吐出量，皮芯成分按90 : 10吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在29(TC條件下 的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速25m/min條件下冷卻固化成型，再經(jīng)給油嘴 將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 7% 。給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲甬 道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一羅拉(1GR)，速度為2800m/min，穿過(guò)主交絡(luò)器，再經(jīng)繞速度 為2780m/min的第二羅拉(2GR)后進(jìn)入巻取機(jī)巻取制得預(yù)取向纖維(POY)，巻取機(jī)的巻取速 度為2790m/min。 制得的P0Y纖維中，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓周長(zhǎng)的7.6X，并 且皮成分壁厚為6. 6微米，該纖維在延伸機(jī)上加工，加工速度為500m/min、第一熱箱溫度為 16(TC、第二熱箱溫度為14(TC、延伸倍率為1. 85的條件下進(jìn)行假捻加工，制得C型斷面加工 變形絲。該變形紗織成織物后經(jīng)氫氧化鈉溶液減量后，纖維能保持完整地中空式C型斷面 形狀，減量后的纖維強(qiáng)度與減量前的強(qiáng)度相比，保持率為90. 3%，減量后的織物具有良好的 輕量感、保溫性及吸濕排汗功能。
實(shí)施例4 將皮成分聚合物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、芯成分聚合物堿易溶性共聚 酯(COPET)切片分別干燥至100卯m以下，PET切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在29(TC溫度下熔 融，由A計(jì)量泵控制其吐出量，COPET切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在27(TC溫度下熔融，由B計(jì) 量泵控制其吐出量，皮芯成分按70 : 30吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在29(TC條件下 的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速25m/min條件下冷卻固化成型，再經(jīng)給油嘴 將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 7% 。給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲甬 道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一羅拉(1GR)，速度為2800m/min，穿過(guò)主交絡(luò)器，再經(jīng)繞速度 為2780m/min的第二羅拉(2GR)后進(jìn)入巻取機(jī)巻取制得預(yù)取向纖維(POY)，巻取機(jī)的巻取速 度為2790m/min。 制得的P0Y纖維中，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓周長(zhǎng)的9.5X，并 且皮成分壁厚為4. 4微米，該纖維在延伸機(jī)上加工，加工速度為600m/min、第一熱輥溫度為 9(TC、第二熱輥溫度為13(TC、延伸倍率為1. 90的條件下進(jìn)行延伸加工，制得C型斷面延伸 絲。該延伸絲織成的織物經(jīng)氫氧化鈉溶液減量后，纖維能保持完整地中空式C型斷面形狀， 減量后的纖維強(qiáng)度與減量前的強(qiáng)度相比，保持率為93. 8 % ，減量后的織物具有良好的輕量 感、保溫性及吸濕排汗功能。
實(shí)施例5 將皮成分聚合物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、芯成分聚合物堿易溶性共聚酯(C0PET)切片分別干燥至100卯m以下，PET切片經(jīng)A料倉(cāng)進(jìn)入A螺桿在29(TC溫度下熔 融，由A計(jì)量泵控制其吐出量，COPET切片經(jīng)B料倉(cāng)進(jìn)入B螺桿在27(TC溫度下熔融，由B計(jì) 量泵控制其吐出量，皮芯成分按70 : 30吐出量比通過(guò)由紡絲箱體控制溫度在29(TC條件下 的復(fù)合紡絲組件，紡出初生纖維，在側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速25m/min條件下冷卻固化成型，再經(jīng)給油嘴 將纖維均勻上油使纖維集束并減少摩擦，給油率為0. 7%。給油集束完了的纖維穿過(guò)紡絲 甬道，經(jīng)預(yù)交絡(luò)器交絡(luò)，進(jìn)入第一熱輥1HR(溫度為9(TC、速度為2000m/min)，并在第一熱輥 上纏繞6. 5圈后，再經(jīng)第二熱輥2HR，也在上面纏繞6. 5圈(溫度為13(TC、速度為4000m/ min)，經(jīng)拉伸后的纖維在第二熱輥下由主交絡(luò)器對(duì)其進(jìn)行交絡(luò)，再由2個(gè)羅拉(3GR速度為 3980m/min、4GR速度為3990m/min)將纖維引入巻取機(jī)巻取成成品絲餅(FDY)，巻取機(jī)的巻 取速度為3970m/min。 該FDY絲織成的織物經(jīng)氫氧化鈉溶液減量后，纖維能保持完整地中空式C型斷面 形狀，減量后的纖維強(qiáng)度與減量前的強(qiáng)度相比，保持率為94. 2%，減量后的織物具有良好的 輕量感、保溫性及吸濕排汗功能。
權(quán)利要求
一種聚酯復(fù)合纖維，其特征在于該復(fù)合纖維具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮芯的質(zhì)量百分比為50∶50～90∶10，皮層聚合物為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、陽(yáng)離子染料可染聚酯或聚酰胺中的任意一種；芯層聚合物為堿易溶性共聚酯；該復(fù)合纖維的橫截面上，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓周長(zhǎng)的5～20％，皮成分的聚合物壁厚為2～10微米。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酯復(fù)合纖維，其特征在于所述芯層聚合物為聚對(duì)苯 二甲酸、乙二醇和間苯二甲酸乙二醇酯_5磺酸金屬鹽的共聚酯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯復(fù)合纖維，其特征在于該復(fù)合纖維的橫截呈C 型結(jié)構(gòu)，芯層聚合物與皮層聚合物只有1個(gè)露出點(diǎn)。
4. 一種聚酯復(fù)合纖維的生產(chǎn)方法，其特征是將皮層聚酯切片和芯層聚酯切片都干燥至水分100卯m以下，分別送入A和B螺桿熔融，通過(guò)計(jì)量泵，經(jīng)C型復(fù)合噴絲板擠出成型， 在紡絲溫度為250 32(TC，速度為1200 5000m/min的條件下巻取成絲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酯復(fù)合纖維的生產(chǎn)方法，其特征是在紡絲速度為1200 3500m/min的條件下巻取成預(yù)取向絲。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酯復(fù)合纖維的生產(chǎn)方法，其特征是在紡絲速度為3500 5000m/min的條件下巻取成全取向絲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚酯復(fù)合纖維的生產(chǎn)方法，其特征是制得的預(yù)取向絲在假 捻機(jī)上進(jìn)行假捻加工，加工速度為300 700m/min、加工溫度為110 200。C、延伸倍率為 1. 20 3. OO，制得加工變形絲。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚酯復(fù)合纖維的生產(chǎn)方法，其特征是制得的預(yù)取向絲在延 伸機(jī)上進(jìn)行拉伸加工，加工速度為300 700m/min、加工溫度為110 200。C、延伸倍率為 1. 20 3. OO，制得牽伸絲。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚酯復(fù)合纖維及其生產(chǎn)方法，該復(fù)合纖維采用皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，皮芯的質(zhì)量百分比為5050～9010，芯層聚合物為堿易溶性共聚酯；該復(fù)合纖維的橫截面上，芯成分露出部分的弧形長(zhǎng)度為復(fù)合纖維外圓周長(zhǎng)的5～20％，皮成分的壁厚為5～20微米。生產(chǎn)方法包括原絲制備、制備加工變形絲或制備延伸絲等步驟。本發(fā)明纖維經(jīng)后加工后制成織物，在氫氧化鈉堿溶液中進(jìn)行減量處理，處理后的纖維能保持95％以上的強(qiáng)度，并且能保存完整的C型斷面形態(tài)，使得織物具有良好的輕量感、保溫性及吸濕排汗功能。
文檔編號(hào)D01F8/14GK101748512SQ20081024240
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者佐藤正幸, 曹海兵, 黃儒 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司