一種仿麻皮芯復(fù)合纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種仿麻皮芯復(fù)合纖維及其制備方法。仿麻皮芯復(fù)合纖維包括表層和芯層兩部分，所述表層采用的材料為加入成核劑的PET；所述芯層采用的材料為PET-PP共混物。利用皮芯復(fù)合纖維皮層和芯層材料的擠出脹大效應(yīng)的不同，采用皮芯復(fù)合紡絲法得到表面開裂的仿麻皮芯復(fù)合纖維，具有麻的手感和深染的效果。
【專利說明】一種仿麻皮芯復(fù)合纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種皮芯復(fù)合纖維及其制備方法，特別涉及一種仿麻皮芯復(fù)合纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酯(PET)是目前人類使用最為廣泛的合成高聚物之一，早在二十世紀(jì)40年代就合成出了 PET，并發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的性能，而廣泛的應(yīng)用于紡織、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車、電子電器、安全防護(hù)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人民生活水平的提高，對(duì)聚酯纖維的差別化、功能化需要越來越高。滌綸的差別化纖維主要以形態(tài)(細(xì)旦、異形截面等)、高性能(高強(qiáng)、高模、低縮等)、高功能(高感性、吸濕性、透濕防水性、抗靜電及導(dǎo)電性、離子交換性和抗菌性等)為主要改性方向。目前市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的主要有細(xì)旦及超細(xì)旦、吸濕排汗、防水透濕、大有光、中空保溫、全消光、陽離子可染、阻燃、抗菌、抗紫外線等品種。雖然我國(guó)化纖的差別化率在不斷提高，但遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，多種形態(tài)、性能及功能復(fù)合改性也是目前的開發(fā)趨勢(shì)之一。
[0003]皮芯復(fù)合纖維的產(chǎn)生共進(jìn)一步促進(jìn)了纖維差別化的發(fā)展。皮芯復(fù)合纖維是由皮層和芯層兩種組分構(gòu)成，可以使纖維兼具皮層和芯層兩種材料的部分性能，賦予纖維更多性能組合。然而，皮層和芯層材料的性能上的差異，常常給復(fù)合纖維的生產(chǎn)帶來很多難度，如成纖效果不好等。但是，如果能夠好好的利用性能上的差異，也可以生產(chǎn)出可以為我們所用的廣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種仿麻皮芯復(fù)合纖維及其制備方法。通常，紡絲過程中都是要盡量保持纖維材料的均勻，避免纖維出現(xiàn)瑕疵而引起性能的下降，但本發(fā)明就是利用皮芯復(fù)合纖維皮層和芯層材料的膨脹系數(shù)的差異以及擠出脹大效應(yīng)的不同，得到一種表面開裂的仿麻皮芯復(fù)合纖維。當(dāng)材料本身的膨脹系數(shù)不同時(shí)，壓縮回彈過程中的膨脹效果不同；當(dāng)在一種材料中添加另外一種高分子不相容共混時(shí)，其自由體積增大，膨脹系數(shù)增大；紡絲過程中，當(dāng)纖維從噴絲板噴出時(shí)，會(huì)有擠出脹大效應(yīng)，這與材料的膨脹系數(shù)等有關(guān)；冷卻區(qū)換成由強(qiáng)冷區(qū)-無風(fēng)區(qū)-二次冷卻區(qū)三部分組成，加快皮層材料的冷卻結(jié)晶以及收縮，合理利用上述原理，采用皮芯復(fù)合紡絲法并采取合適的工藝制備得到的仿麻皮芯復(fù)合纖維，具有麻纖維的手感以及深染的效果。
[0005]本發(fā)明的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，是一種表面開裂的皮芯復(fù)合纖維，包括表層和芯層兩部分，所述表面開裂的皮芯復(fù)合纖維的表面有軸向裂紋，所述軸向裂紋的寬度為0.2?0.5 μ m，深度為0.1?0.3 μ m，所述表層采用的材料為加入成核劑的PET ;所述芯層采用的材料為PET-PP共混物。
[0006]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，所述皮層和所述芯層的截面積之比為2:8?
5:5ο[0007]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，所述仿麻皮芯復(fù)合纖維的單絲纖度為0.7?7dtex，斷裂強(qiáng)度為1.5?2.5cN/dtex，伸長(zhǎng)率為130%?180%。
[0008]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PET特性粘度為0.6?0.7dL/g，所述成核劑為滑石粉、氧化鋅或苯甲酸鈉，所述成核劑與PET的質(zhì)量比為0.05?0.5:100。加入成核劑的目的是為了提高PET的結(jié)晶速率，使PET冷卻時(shí)較快結(jié)晶。
[0009]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PET-PP共混物的PP與PET的質(zhì)量比為3?10:100。PP與PET之間是不相容共混，而且PP的熱膨脹系數(shù)要遠(yuǎn)大于PET的熱膨脹系數(shù)，PP加入PET之后使PET的膨脹系數(shù)有著很大的提高，當(dāng)添加量小于3%時(shí)，效果不明顯，高于10%，影響可紡性。
[0010]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PP的熔融指數(shù)為20?30g/10min。
[0011]本發(fā)明還提供了一種仿麻皮芯復(fù)合纖維的制備方法，將PET與成核劑按一定質(zhì)量比共混家兔螺桿作為皮層材料，將PET與PP按一定質(zhì)量比共混加入螺桿作為芯層材料，進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲，得到皮芯復(fù)合纖維；所述皮層材料與所述芯層材料的質(zhì)量比為2:8?5:5 ；
[0012]紡絲溫度為275_290°C ;
[0013]冷卻分為三部分:
[0014]第一部分強(qiáng)冷區(qū)，位于噴絲板下方，纖維從噴絲板擠出直接進(jìn)入強(qiáng)冷區(qū)，冷卻方式為環(huán)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為10?20°C，相對(duì)濕度為90%±5%，風(fēng)速為0.7?0.9m/s，所述強(qiáng)冷區(qū)長(zhǎng)度為20?30cm ；
[0015]第二部分為無風(fēng)區(qū)，位于強(qiáng)冷區(qū)下方，長(zhǎng)度為20?30cm ；
[0016]第三部分為二次冷卻區(qū)，位于無風(fēng)區(qū)下方，冷卻方式為側(cè)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為20?25°C，相對(duì)濕度為65%±5%，風(fēng)速為0.5?0.7m/s，長(zhǎng)度為20?30cm ；
[0017]所述卷繞的速度為3950?5950m/min。
[0018]通常紡絲，噴絲板與吹風(fēng)裝置之間設(shè)置無風(fēng)區(qū)的目的是為了給纖維一個(gè)緩沖的區(qū)域，使纖維更加的均勻，避免驟冷而引起的不均。而本發(fā)明中，噴絲板下方設(shè)置強(qiáng)冷區(qū)-無風(fēng)區(qū)-二次冷卻區(qū)三部分，纖維直接經(jīng)噴絲板噴出后直接進(jìn)入強(qiáng)冷區(qū)，強(qiáng)冷區(qū)采用較大的風(fēng)速、風(fēng)量及相對(duì)濕度，是為了達(dá)到更好的冷卻效果，擴(kuò)大表層與芯層的差異，使表層能夠更快的冷卻結(jié)晶并收縮，無風(fēng)區(qū)的目的是為了在一定程度上減少?gòu)?qiáng)冷區(qū)的冷卻吹風(fēng)對(duì)纖維芯層的影響，防止芯層冷卻太快，同時(shí)也加大了皮層和芯層冷卻的差異，二次冷卻區(qū)進(jìn)行正常的冷卻，確保纖維的性能，最終達(dá)到拉伸得到表面開裂的仿麻皮芯復(fù)合纖維的目的。
[0019]有益效果:
[0020]一種仿麻皮芯復(fù)合纖維的芯層材料為PET與PP的共混物，是不相容共混，兩種組分共混后其分子間的自由體積增大。在壓縮-回彈過程中，其膨脹率比加入成核劑的PET要大的多。當(dāng)螺桿擠出時(shí)，PET與PP的共混物受到擠壓，從噴絲孔噴出時(shí)，會(huì)有擠出脹大效應(yīng)，但是芯層的PET與PP的共混物的膨脹要比皮層加入成核劑的PET的大，同時(shí)，冷卻區(qū)換成由強(qiáng)冷區(qū)-無風(fēng)區(qū)-二次冷卻區(qū)三部分組成，當(dāng)纖維從噴絲板出來之后進(jìn)入冷卻區(qū)，表層加入成核劑的PET快速冷卻結(jié)晶并且收縮，而芯層的則會(huì)較慢，然后在隨之的拉伸過程中，表層就會(huì)產(chǎn)生軸向開裂，得到表面開裂的仿麻皮芯復(fù)合纖維。這種纖維表面具有裂紋，形成凹凸的狹縫構(gòu)造，在使纖維具有麻的手感的同時(shí)，能夠使光產(chǎn)生非同向反射，而大部分被纖維內(nèi)部吸收，同樣染色條件下，裂紋邊緣的顏色效果及染色深度要比無裂紋區(qū)的好，最終，織物的顏色感覺深，提高鮮艷度并具有濃染效果。表面的裂紋在一定程度上也起到吸濕排汗的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0022]本發(fā)明的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，是一種表面開裂的皮芯復(fù)合纖維，包括表層和芯層兩部分，所述表面開裂的皮芯復(fù)合纖維的表面有軸向裂紋，所述軸向裂紋的寬度為0.2?0.5 μ m，深度為0.1?0.3 μ m，所述表層采用的材料為加入成核劑的PET ;所述芯層采用的材料為PET-PP共混物。
[0023]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，所述皮層和所述芯層的截面積之比為2:8?
5:5ο
[0024]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，所述仿麻皮芯復(fù)合纖維的單絲纖度為0.7?7dtex，斷裂強(qiáng)度為1.5?2.5cN/dtex，伸長(zhǎng)率為130%?180%。
[0025]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PET特性粘度為0.6?0.7dL/g，所述成核劑為滑石粉、氧化鋅或苯甲酸鈉，所述成核劑與PET的質(zhì)量比為0.05?0.5:100。
[0026]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PET-PP共混物的PP與PET的質(zhì)量比為3?10:100。
[0027]如上所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PP的熔融指數(shù)為20?30g/10min。
[0028]實(shí)施例1
[0029]將PET與滑石粉按質(zhì)量比100:0.05共混加入螺桿作為皮層材料，將PET與PE按質(zhì)量比100:3共混加入螺桿作為芯層材料，進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲；其中，PET的特性粘度為0.6dL/g，PP的熔融指數(shù)為20g/10min ;皮層材料與所述芯層材料的質(zhì)量比為2:8 ;紡絲溫度為275°C ;強(qiáng)冷區(qū)為環(huán)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為20°C，相對(duì)濕度為90%±5%，風(fēng)速為0.7m/s，長(zhǎng)度為20cm ;無風(fēng)區(qū)，位于強(qiáng)冷區(qū)下方，長(zhǎng)度為30cm ;二次冷卻區(qū)為側(cè)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為25°C，相對(duì)濕度為65%±5%，風(fēng)速為0.5m/s，長(zhǎng)度為30cm ;卷繞速度控制在2700m/min。
[0030]經(jīng)測(cè)試，所得到的仿麻皮芯復(fù)合纖維的裂紋寬度為0.2?0.5 μ m，深度為0.1?0.3 μ m，單絲纖度為7dtex,強(qiáng)度為1.5cN/dtex,伸長(zhǎng)率為180%。
[0031]實(shí)施例2
[0032]將PET與氧化鋅按質(zhì)量比100:0.3共混加入螺桿作為皮層材料，將PET與PE按質(zhì)量比100:7共混加入螺桿作為芯層材料，進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲，其中，PET的特性粘度為0.65dL/g，PP的熔融指數(shù)為25g/10min ;皮層材料與所述芯層材料的質(zhì)量比為5:5 ;紡絲溫度為285°C ;強(qiáng)冷區(qū)為環(huán)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為15°C，相對(duì)濕度為90%±5%，風(fēng)速為0.8m/s,長(zhǎng)度為30cm ;無風(fēng)區(qū)，位于強(qiáng)冷區(qū)下方，長(zhǎng)度為20cm ;二次冷卻區(qū)為側(cè)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為22°C，相對(duì)濕度為65%±5%，風(fēng)速為0.6m/s，長(zhǎng)度為30cm ;卷繞速度控制在3000m/min。
[0033]經(jīng)測(cè)試，所得到的仿麻皮芯復(fù)合纖維的裂紋寬度為0.2?0.5 μ m，深度為0.1?0.3 μ m，單絲纖度為4dtex,強(qiáng)度為2.2cN/dtex,伸長(zhǎng)率為150%。
[0034]實(shí)施例3
[0035]將PET與苯甲酸鈉按質(zhì)量比100:0.5共混加入螺桿作為皮層材料，將PET與PE按質(zhì)量比100:10共混加入螺桿作為芯層材料，進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲，其中，PET的特性粘度為
0.7dL/g，PP的熔融指數(shù)為30g/10min ;皮層材料與所述芯層材料的質(zhì)量比為5:5 ;紡絲溫度為290°C ;強(qiáng)冷區(qū)為環(huán)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為10°C，相對(duì)濕度為90%±5%，風(fēng)速為0.9m/s，長(zhǎng)度為20cm ;無風(fēng)區(qū)，位于強(qiáng)冷區(qū)下方，長(zhǎng)度為30cm ;二次冷卻區(qū)為側(cè)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為20°C，相對(duì)濕度為65%±5%，風(fēng)速為0.7m/s，長(zhǎng)度為30cm ;卷繞速度控制在3200m/min。
[0036]經(jīng)測(cè)試，所得到的仿麻皮芯復(fù)合纖維的裂紋寬度為0.2?0.5 μ m，深度為0.1?
0.3 μ m，單絲纖度為0.7dtex,強(qiáng)度為2.5cN/dtex,伸長(zhǎng)率為130%。
【權(quán)利要求】
1.一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征是:所述仿麻皮芯復(fù)合纖維是一種表面開裂的皮芯復(fù)合纖維，包括表層和芯層兩部分，所述表面開裂的皮芯復(fù)合纖維的表面有軸向裂紋，所述軸向裂紋的寬度為0.2?0.5 μ m，深度為0.1?0.3 μ m，所述表層采用的材料為加入成核劑的PET ;所述芯層采用的材料為PET-PP共混物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述皮層和所述芯層的截面積之比為2:8?5:5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述仿麻皮芯復(fù)合纖維的單絲纖度為0.7?7dtex,斷裂強(qiáng)度為1.5?2.5cN/dtex，伸長(zhǎng)率為130%?180%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PET的特性粘度為0.6?0.7dL/g，所述成核劑為滑石粉、氧化鋅或苯甲酸鈉，所述成核劑與PET的質(zhì)量比為0.05 ?0.5:100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PET-PP共混物的PP與PET的質(zhì)量比為3?10:100。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述PP的熔融指數(shù)為20 ?30g/10min。
7.如權(quán)利要求1所述的一種仿麻皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征是:將PET與成核劑按一定質(zhì)量比共混加入螺桿作為皮層材料，將PET與PP按一定質(zhì)量比共混加入螺桿作為芯層材料，進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲，得到皮芯復(fù)合纖維；所述皮層材料與所述芯層材料的質(zhì)量比為 2:8 ?5:5 ； 紡絲溫度為275-290°C ； 冷卻分為三部分: 第一部分強(qiáng)冷區(qū)，位于噴絲板下方，纖維從噴絲板擠出直接進(jìn)入強(qiáng)冷區(qū)，冷卻方式為環(huán)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為10?20°C，相對(duì)濕度為90%±5%，風(fēng)速為0.7?0.9m/s，所述強(qiáng)冷區(qū)長(zhǎng)度為20?30cm ； 第二部分為無風(fēng)區(qū)，位于強(qiáng)冷區(qū)下方，長(zhǎng)度為20?30cm ； 第三部分為二次冷卻區(qū)，位于無風(fēng)區(qū)下方，冷卻方式為側(cè)吹風(fēng)，冷卻吹風(fēng)溫度為20?25°C，相對(duì)濕度為65%±5%，風(fēng)速為0.5?0.7m/s,長(zhǎng)度為20?30cm ;卷繞速度控制在3950 ?5950m/min。
【文檔編號(hào)】D01D5/092GK103993383SQ201310751416
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙金廣, 倪鳳軍, 張秉懷, 唐輝, 王浩, 宋江頌, 沙躍, 蔡瑞, 楊培恒, 李振宇, 王雨生 申請(qǐng)人:江蘇德力化纖有限公司