一種仿羽絨纖維制品的制備方法與流程

本發明涉及化纖制備技術領域，尤其涉及到一種仿羽絨纖維制品的制備方法。

背景技術：

天然羽絨纖維是人們熟知的保暖材料，大量用于高級衣著和絮棉領域,但是由于它的數量少,價格昂貴,遠不能滿足人們日益提高的物質生活需要；而仿羽絨纖維是合成纖維領域中發展起來的一種新穎的絮用纖維，屬于三維卷曲中空聚酯纖維經過有機硅整理的纖維,它可以做到類似天然羽絨纖維那樣保暖、蓬松性好、手感滑爽、柔軟,而且在蓬松性、壓縮回彈方面可以與天然羽絨纖維相媲美,不霉不蛀，資源豐富，價格則低于天然纖維。三維卷曲中空滌綸纖維本身的結構與有機硅整理劑配合制成滌綸仿羽絨纖維。以聚酯為原料,經過特殊的紡絲工藝使纖維具有異形截面,立體卷曲,并使用有機硅整理劑與之發生交聯成膜反應,制得的纖維不僅在外形上而且在性能方面都非常接近天然羽絨纖維。

三維卷曲中空滌綸纖維本身的結構與有機硅整理劑配合制成滌綸仿羽絨纖維。以聚酯為原料,經過特殊的紡絲工藝使纖維具有異形截面,立體卷曲,并使用有機硅整理劑與之發生交聯成膜反應,制得的纖維不僅在外形上而且在性能方面都非常接近天然羽絨纖維。

作為衣被等御寒制品的填充材料一一絮料，是人們生活中必不可少的一種生活資料，它具有質輕、柔軟、蓬松、透氣、保暖等功效。自古以來，大多采用棉和木棉，然而這些植物纖維蓬松性較差,長期使用容易板結，導致保暖性下降。同時，由于工業的發展，農田面積受到壓縮，用作紡織的棉花原料供不應求，作為絮料也就相應受到了極大的限制。高檔一些的絮料可用絲綿，羊絨、羽絨等動物毛絨。上述這些取材于自然界的植物纖維或動物毛絨絮料被稱為第一代絮料。在第一代絮料中，性能最優異的當屬羽絨，羽絨的衣被制品是用允填衍縫法加工的，它能保持天然羽絨的原形不受破壞，因此久經使用蓬松性不變，保暖性不變。但是它的資源更加有限，據統計，宰殺30多只成鴨，才能得到一市斤含絨量80％的羽絨，可見價格之昂貴。另外，羽絨雖然有許多優異性能，卻也容易因消毒不嚴而引起蟲蛀霉變。因此，第一代絮料已經不能滿足人們的需要。隨著化纖工業的飛速發展，出現了以滌綸、睛綸、丙綸等合成纖維為原料的熱熔絮棉噴膠絮棉，等第二代絮料。

天然羽絨纖維綜合性能優越，是比較理想的高級衣著和絮棉領域的保暖材料，但由于數量少，價格昂貴，遠不能滿足人們的需要。而合成纖維滌綸聚醋差別化纖維品種，可做到類似天然羽絨纖維那樣的蓬松性、保暖性和滑爽性能，這就是滌綸仿羽絨纖維。

關于滌綸仿羽絨纖維(具有三維卷曲結構)的制造方法，主要有以下三種：

(1)雙組分復合紡絲法：利用兩種不同特性粘度的聚醋原料，分別熔融并通過同一噴絲板，利用兩種熔體同的收縮性原理，制成共規復合纖維。

(2)混合紡絲法：采用兩種組分的原料，混合后熔融，通過噴絲板進行紡絲，利用不同原料的分子結構不同，使得初生纖維的微觀形態和取向度有所差異，從而獲得潛在的卷曲性能。

(3)異形斷面紡絲法：采用特殊的幾何形狀的微孔噴絲板，利用非對稱冷卻凝固成形方法進行紡絲。其原理是在初成形時初生纖維的表面造成不對稱冷卻，纖維截面的不同方向產生不等的內應力，從而使纖維具有潛在的卷曲性能。

為了使纖維具有像天然羽絨纖維那樣的回彈性，高蓬松性，滑爽性和疏水性，尚須進行后加工處理，即進行機械卷曲和有機硅聚物油劑處理，使得整體的工藝復雜，生產成本大。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足之處而提供一種制備工藝簡單，工藝可控性強，產品附加值高的仿羽絨纖維制品的制備方法。

本發明是通過如下方式實現的：

一種仿羽絨纖維制品的制備方法，其特征在于：具體步驟如下：

分別將質量比為40～60：60～40的特性粘度為1.05～1.30dL/g的高粘度聚酯切片和特性粘度為0.50～0.65dL/g的低粘度聚酯切片經過各自的結晶干燥和熔融擠壓設備，得到兩種紡絲熔體送入復合紡絲箱體，復合紡絲箱體為紡絲熔體提供高溫保溫，并保證兩種紡絲熔體在維持各自不同的溫度情況下進入復合紡絲箱體中的大容量雙通道復合紡絲組件中復合，復合后的熔體從大容量雙通道復合紡絲組件中的噴絲孔中噴出后形成并列復合紡絲束，并列復合紡絲束經復合紡絲組件經復合紡絲噴絲板進行并列復合熔融紡絲，經吹風冷卻、上油、卷繞、落桶、平衡、集束、牽伸、表面上油、緊張熱定型、卷曲、烘干、切斷、打包工序制備得到仿羽絨纖維制品；

表面上油的油劑為柔性改性油劑，所述柔性改性油劑的制備為以甲苯二異氰酸酯和端羥基硅油為原料，在130℃條件下反應45min，然后進行脫泡處理，制備得到異氰酸酯封端的聚氨酯改性有機硅材料，然后以乙酸乙酯為溶劑，含氫硅油為固化組分進行混合，制備得到柔性改性油劑；

所述柔性改性油劑中各組份及其百分含量如下：

所述端羥基硅油的相對分子質量為400～600，所述含氫硅油的相對分子質量為5000～8000，含氫率為1.5％；

所述聚氨酯改性有機硅油劑的上油量為0.1～0.35％；

所述烘干溫度為80～95℃，停留時間為5～10s。

所述并列復合熔融紡絲溫度為280～290℃，所述復合紡絲噴絲板的截面形狀為“O”字型；所述吹風冷卻方式為環吹風冷卻，冷卻吹風風速為0.45～0.55m/min，風溫為23～28℃；所述卷繞速度為3500～4200m/min；所述平衡時間為20～22h；所述牽伸分為兩步牽伸，其中第一步牽伸溫度135～145℃，拉伸倍數為2.1～2.8倍，第二步牽伸溫度165～185℃，拉伸倍數為～1.8～2.2倍；所述緊張熱定型溫度為165～175℃。

本發明的有益效果在于：利用具有粘度差異的組份進行并列復合紡絲的工藝制備復合纖維，并通過設計具有中空的“O”字形結構的纖維截面，畢竟提供了纖維的中空度，提高保暖效果，同時由于纖維截面上組份粘度的差異，實現并列復合紡絲后纖維的三維卷曲性，提高纖維具有三維的彈性和蓬松性；通過設計具有高彈性和彈性回復率的聚氨酯以及有機硅材料，進一步提升纖維的自卷曲彈性，并且利用有機硅材料本身的低阻尼特性為表面上油的成膜劑，使纖維在具有優異的彈性的同時，還具有仿羽絨的滑爽性能和彈性回復性能，并且異氰酸酯封端的有機硅材料，能夠進行低溫的自固化作用，并且還可以與含活波氫的原子進行固化交聯反應，提高其在纖維表面的固定作用與固定效果；所制備的表面特殊處理的仿羽絨制品彈性短纖維抗皺性好、彈性回復力高、蓬松性好、原料成本低，在家紡，裝飾，填充等領域應用廣泛。

附圖說明

圖1本發明工藝流程示意圖；

圖2本發明復合紡絲噴絲板截面示意圖。

具體實施方式

現結合附圖，詳述本發明的具體實施方式：

如圖1所示，一種仿羽絨纖維制品的制備方法，具體步驟如下：分別將質量比為40～60：60～40的特性粘度為1.05～1.30dL/g的高粘度聚酯切片和特性粘度為0.50～0.65dL/g的低粘度聚酯切片經過各自的結晶干燥和熔融擠壓設備，得到兩種紡絲熔體送入復合紡絲箱體，復合紡絲箱體為紡絲熔體提供高溫保溫，并保證兩種紡絲熔體在維持各自不同的溫度情況下進入復合紡絲箱體中的大容量雙通道復合紡絲組件中復合，復合后的熔體從大容量雙通道復合紡絲組件中的噴絲孔中噴出后形成并列復合紡絲束，并列復合紡絲束經復合紡絲組件經復合紡絲噴絲板進行并列復合熔融紡絲，經吹風冷卻、上油、卷繞、落桶、平衡、集束、牽伸、表面上油、緊張熱定型、卷曲、烘干、切斷、打包工序制備得到仿羽絨纖維制品。

本發明的表面上油的油劑為柔性改性油劑，所述柔性改性油劑的制備為以甲苯二異氰酸酯和端羥基硅油為原料，在130℃條件下反應45min，然后進行脫泡處理，制備得到異氰酸酯封端的聚氨酯改性有機硅材料，然后以乙酸乙酯為溶劑，含氫硅油為固化組分進行混合，制備得到柔性改性油劑；

所述柔性改性油劑中各組份及其百分含量如下：

本發明端羥基硅油的相對分子質量為400～600，所述含氫硅油的相對分子質量為5000～8000，含氫率為1.5％；

本發明聚氨酯改性有機硅油劑的上油量為0.1～0.35％；

本發明烘干溫度為80～95℃，停留時間為5～10s。

本發明并列復合熔融紡絲溫度為280～290℃，所述復合紡絲噴絲板的截面形狀為“O”字型，其中高粘度聚酯和低粘度聚酯各占有半圓形，如圖2所示；吹風冷卻方式為環吹風冷卻，冷卻吹風風速為0.45～0.55m/min，風溫為23～28℃；所述卷繞速度為3500～4200m/min；所述平衡時間為20～22h；牽伸分為兩步牽伸，其中第一步牽伸溫度135～145℃，拉伸倍數為2.1～2.8倍，第二步牽伸溫度165～185℃，拉伸倍數為～1.8～2.2倍；所述緊張熱定型溫度為165～175℃。

本發明仿羽絨纖維制品的纖度為1.0～3.5dtex，斷裂強度2.5～4.5cN/dtex,斷裂伸長率范圍為20～65％，纖維長度38～51mm，卷曲率10～25％，干熱收縮率10.5～12.5％。

本發明采用雙組份并列復合紡絲的方法，通過對雙組份紡絲中原料粘度進行控制，以具有高粘度差異的聚酯切片為原料，通過雙組份并列復合紡絲的方法制備具有三維卷曲結構的復合短纖維，并采用聚氨酯改性有機硅樹脂為油劑材料，提高短纖的三維卷曲，彈性和手感，實現復合短纖維的仿羽絨的設計。