專利名稱：一種中空度可控的中空聚酯纖維的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種中空纖維的制備方法，特別是一種中空度可控的多微孔中空聚酯短纖維的制備方法
背景技術：
中空纖維是橫截面沿軸向具有空腔的一種重要的異形纖維，其中空結構包含了大量的靜止空氣，使織物在輕便的同時，保曖性能比普通的同質面料有了一定程度上的提高。 中空纖維的生產主要是采用圓弧形、C型、多點形等異形噴絲板通過熔融紡絲而制得。采用異形噴絲板紡絲法紡制中空纖維，在生產過程中拉伸張力會造成纖維中空孔的擠壓變形， 而在后續的加工過程中產生的機械作用同樣會造成纖維被進一步擠壓，導致纖維的中空度很難提高，一般不超過20 %。為了提高中空纖維的中空度，通過采用品形及圓弧組合等特殊噴絲板，來紡制四孔、七孔乃至十幾孔中空纖維，但其中空率依舊不高，在30%以內。復合紡絲是隨著水溶聚酯的發展而產生的一種新的方法，它是采用不同溶解性能的聚合物熔體同時紡絲，成形后溶去其中一組分，使纖維具有軸向空腔。劉鑫等(“高中空度PP中空纖維制造技術”，北京服裝學院學報，2004年12月第M卷第4期，第17-21頁) 公開了一種高中空度PP中空纖維的制備技術，該方法在復合紡絲機上制備以PP為皮層，以 Copolyester特殊改性共聚酯為芯層的皮芯型復合纖維，后經堿處理將芯層溶除后形成中空孔，中空度為30 50%。但是該方法在經過堿處理溶除芯層時，“由于特殊改性共聚酯處于復合纖維的芯層，且堿水解時堿溶液是從短纖維的兩端滲入，溶除比較困難”，堿水解的條件比較劇烈，當堿溶液質量濃度為10g/L，溫度為100°C，水解時間為60min時，芯層才能完全溶除。當水解時間過長，造成能源不必要的浪費，而堿溶液濃度過高，對環境的污染極大，需要對廢水進行處理，導致纖維成本大大提升。由于PP與Copolyester特殊改性共聚酯不具備相容性，也無法通過改變纖維物理結構來提升水解效率。另外，所制得的PP中空纖維，雖然具備質輕，保曖性佳等優點，但其染色性能極差，服用性不高。本發明采用復合紡絲法紡制的皮芯結構聚酯短纖維，考慮到聚酯與水溶性聚酯的良好相容性，在皮層同時引入水溶性聚酯，當堿處理溶除芯層的水溶性聚酯時，堿溶液可以從短纖維的表面及兩端同時滲入，顯著提高水解效率，水解時間大大縮短，解決了上述聚丙烯中空纖維由于水解時間過長而造成的能源浪費，所需的水解條件降低，當堿溶液濃度很低時即可將水溶性聚酯全部溶解，很大程度上降低了纖維成本。另外，將皮層的水溶性聚酯溶除后，在纖維的表面形成大量的微孔、溝槽及貫穿孔，賦予纖維顯著的吸濕排汗效果，保持皮膚的干爽舒適。利用該方法生產皮芯型中空纖維，避免了異形孔噴絲板紡絲法紡制中空纖維時在拉伸、卷曲、紡紗過程中造成的中空孔的擠壓變形，并且通過改變紡絲的原料比例，制得中空度可控的中空聚酯短纖維。
發明內容
本發明旨在提供一種中空度可控的多微孔中空聚酯短纖維的制備方法。
本發明的技術方案通過以下方式達到將(41 90) %的聚酯和(3 24) %的水溶性聚酯輸入皮層螺桿擠出機，(5 45) %的水溶性聚酯輸入芯層螺桿擠出機，其中組成皮層的聚酯和水溶性聚酯的比例為 (75 95) (5 25)，進行復合熔融紡絲，計量泵分別計量后輸入紡絲箱體(紡絲箱體 290°C )，經復合紡絲噴絲板擠出后，吹風冷卻上油，集成絲束后卷繞(速度1400m/min)、集束后經過兩級牽伸，一級牽伸(牽伸溫度88°C，牽伸倍數3.5倍)、二級牽伸(牽伸溫度 100°C，牽伸倍數1. 1倍)、松弛熱定型(溫度125°C，60min)，切斷后打包制得短纖維。利用上述工藝獲得的纖維制成織物后，經過濃度為0. 5 5g/L，溫度為100°C的堿溶液處量10 30min，皮層及芯層的水溶性聚酯全部分解，即可形成多微孔中空纖維織物。本發明所制得的中空多微孔聚酯短纖維具有顯著吸濕排汗效果及保曖功效，其有益效果體現在1)纖維所具有的皮芯結構，避免了異形噴絲板法紡制中空纖維時由于拉伸、卷曲、紡紗過程中所造成的中空孔的擠壓變形，并且通過改變紡絲的原料比例，纖維的中空度可達到5 75% ；2)在皮層同時引入水溶性聚酯，當堿處理溶除芯層的水溶性聚酯時，堿溶液可以從短纖維的表面及兩端同時滲入，顯著提高水解效率，水解時間大大縮短， 解決了上述聚丙烯中空纖維由于水解時間過長而造成的能源浪費，所需的水解條件降低， 當堿溶液濃度很低時即可將水溶性聚酯全部溶解，很大程度上降低了纖維成本；幻皮層水溶性聚酯的引入，在纖維表面形成大量的微孔、溝槽和貫穿孔，將濕氣、汗水等通過芯吸通道迅速導出，賦予纖維顯著的吸濕排汗效果。
具體實施方案通過以下實施例將有助于理解本發明，但并不限制本發明的范圍。應理解，在閱讀了本發明講授的內容后，本領域技術人員對本發明所作的各種等價修改同樣屬于本發明的保護范圍。實施例1將30%的聚酯和5%的水溶性聚酯輸入皮層螺桿擠出機，65%的水溶性聚酯輸入芯層螺桿擠出機，其中組成皮層的聚酯和水溶性聚酯的比例為75 25，進行復合熔融紡絲，計量泵分別計量后輸入紡絲箱體(紡絲箱體^KTC )，經復合紡絲噴絲板擠出后，吹風冷卻上油，集成絲束后卷繞(速度1400m/min)、集束后經過兩級牽伸，一級牽伸(牽伸溫度 880C，牽伸倍數3. 5倍)、二級牽伸(牽伸溫度100°C，牽伸倍數1. 1倍)、松弛熱定型(溫度125°C，60min)，切斷后打包制得短纖維。利用上述工藝獲得的纖維制成織物后，經過濃度為2g/L，溫度為100°C的堿溶液處量30min，皮層及芯層的水溶性聚酯全部分解，形成中空度75%為多微孔中空纖維織物。實施例2將75%的聚酯和5%的水溶性聚酯輸入皮層螺桿擠出機，20%的水溶性聚酯輸入芯層螺桿擠出機，其中組成皮層的聚酯和水溶性聚酯的比例為94 6，進行復合熔融紡絲，計量泵分別計量后輸入紡絲箱體(紡絲箱體^KTC )，經復合紡絲噴絲板擠出后，吹風冷卻上油，集成絲束后卷繞(速度1400m/min)、集束后經過兩級牽伸，一級牽伸(牽伸溫度 88°C，牽伸倍數3. 5倍)、二級牽伸(牽伸溫度10(TC，牽伸倍數1. 1倍)、松弛熱定型(溫度125°C，60min)，切斷后打包制得短纖維。利用上述工藝獲得的纖維制成織物后，經過濃度為2g/L，溫度為100°C的堿溶液處量lOmin，皮層及芯層的水溶性聚酯全部分解，形成中空度25%為多微孔中空纖維織物。
權利要求
1.本發明涉及一種中空度可控的中空聚酯短纖維的制備方法，其特征在于使用兩臺螺桿擠出機分別給皮芯噴絲板組件供料，皮層為聚酯和水溶性聚酯，芯層為水溶性聚酯，按一定比例熔融復合紡絲、卷繞、欠伸、卷曲、松弛熱定型、切斷制得皮芯復合纖維。利用該纖維制成的織物經堿溶液處理，去除芯層及皮層的水溶性聚酯組分，即可使纖維形成中空結構，同時在內外表面形成大量微孔、溝漕和貫穿孔。
2.如權利要求1所述的中空度可控的中空聚酯短纖維的制備方法，其特征在于纖維為皮芯結構，皮層的組分為聚酯和水溶性聚酯，芯層的組分為水溶性聚酯。皮層的聚酯與水溶性聚酯的重量比為(75 95) (5 25)，皮層與芯層的重量比為(35 95) (5 65)。采用調控原料比例法所制得中空纖維的中空度為5 75%。
3.如權利要求1所述的中空度可控的中空聚酯短纖維的制備方法，其特征在于所用的聚酯包括但不僅限于⑶PET、PBT、PTT中的一種。所用的水溶性聚酯為包括但不僅限于 COPET, COPET由對苯二甲酸、乙二醇、間苯二甲酸和間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉采用直接酯化法制得。
全文摘要
本發明涉及一種中空度可控的中空聚酯短纖維的制備方法，該方法使用兩臺螺桿擠出機分別給皮芯噴絲板組件供料，皮層為聚酯和水溶性聚酯，芯層為水溶性聚酯，按一定比例熔融復合紡絲，并經后處理工藝，制得聚酯短纖維。利用該纖維制成的織物經堿溶液處理，去除芯層及皮層的水溶性聚酯組分，即可使纖維形成中空結構，同時在內外表面形成大量微孔、溝漕和貫穿孔。將芯層溶除后所形成的中空孔，避免了異形孔噴絲板紡絲法紡制中空纖維時在拉伸過程中造成的中空孔的擠壓變形，降低中空度，并且通過改變紡絲的原料比例，制得中空度為5～75％的中空度可控聚酯纖維。
文檔編號D01D5/34GK102453967SQ201110251359
公開日2012年5月16日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者張娜, 張欣, 趙茂成, 錢君杰 申請人:上海貴達科技有限公司