一种超弹性锦纶皮芯纤维及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种超弹性锦纶皮芯纤维及其制备和应用。该纤维是以聚对苯二甲酸丁二醇酯为芯材、以锦纶为皮材的皮芯结构复合纤维；由以下质量百分比的原料组成：PBT 30％‑70％和PA 30％‑70％。纤维的力学性能好，弹性高，成本低且服用性好，可广泛应用在纺织领域。所述超弹性锦纶皮芯纤维的制备方法，在现有复合纤维的复合纺丝工艺基础上进行改进，将PBT原料依次经过第一次预结晶、第二次预结晶和干燥后再进行熔融挤压、纺丝；其粘度得到显著增加，可达到1.4‑1.5，纺丝后得到的皮芯纤维的弹性有显著增加，既充分利用了现有纺丝设备又显著改善了复合纤维的弹性，得到超弹性锦纶皮芯纤维，操作方便，适于工业化生产。

A super elastic nylon core fiber and its preparation and Application

The invention discloses a super elastic nylon core fiber and its preparation and application. The fiber is a skin-core composite fiber with polybutylene terephthalate as core material and polyamide as leather material. It is composed of the following raw materials: PBT 30%70% and PA 30%70%. The fiber has good mechanical properties, high elasticity, low cost and good wearability, and can be widely used in the textile field. The preparation method of the superelastic nylon skin-core fiber is improved on the basis of the existing composite spinning process of the composite fiber. The PBT raw material is melted extruded and spun after the first pre-crystallization, the second pre-crystallization and drying, and the viscosity of the superelastic nylon skin-core fiber is significantly increased to 1.4_1.5, and the skin obtained after spinning. The elasticity of the core fiber has been greatly increased, which makes full use of the existing spinning equipment and remarkably improves the elasticity of the composite fiber. The superelastic nylon skin-core fiber is obtained, which is easy to operate and suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种超弹性锦纶皮芯纤维及其制备和应用
本专利技术涉及复合纤维
，具体涉及一种超弹性锦纶皮芯纤维及其制备和应用。
技术介绍
复合纤维(compositefiber)是多组分纤维(multicomponentfibers)的一种。在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维，这种纤维称复合纤维，它是20世纪60年代发展起来的物理改性纤维，可用于填充料、织物、非织造布、医疗卫生用品等领域。利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种或两种以上聚合物特性的双组分复合纤维或多组分复合纤维。市场上常用的双组分复合纤维有涤涤(涤纶和水溶性涤纶)复合纤维、涤锦(涤纶和锦纶)复合纤维、涤丙(涤纶和丙纶)复合纤维等等。复合纤维有并列型、皮芯型、海岛型等结构，纤维横截面有圆形和异形。其中，皮芯型复合纤维，皮层和芯层各为一种聚合物；常见的皮芯型复合纤维如以锦纶为皮材、涤纶为芯材的皮芯结构复合纤维。聚酰胺(又称锦纶或尼龙，简称PA)纤维丝由于具有高强度且染色性、加工性优异，在纺织织物等领域中得以广泛应用，单纯锦纶纤维丝一般单独使用或者与其它纤维丝一起使用。由于PA弹性不够，一般采用氨纶来增加弹性，但氨纶不仅成本高且生产中耐氯、耐热差，且在染色、高温时氨纶弹性会丧失。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维柔软易染，拥有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，其弹性回复率优于涤纶，特别适用于制作游泳衣、连体袜、紧身衣等高弹性纺织品。虽然PBT弹性比氨纶小一些，但服用性与氨纶差不多，如能用PBT替代氨纶与PA紧密复合得到复合纤维，将大大降低生产成本、改善复合纤维的性能。中国专利申请CN201110169699.0公开了一种PA250皮芯复合丝，包括复合丝主体，所述的复合丝主体为两层结构，外层为锦纶纤维层，内层为PBT纤维层；采用双层的结构显得产品更有层次，内层为PBT纤维层成本更低，与现有的全锦纶纤维丝具有相同的品质和性能，但由于PBT的分子链与PA的差别，使得该专利技术具有了PBT的回弹性好，悬垂感强等特点。但其仅泛泛的公开了PA250皮芯复合丝的结构以及内层和外层所用的材料，而对于各层材料的用量关系、PA250皮芯复合丝的制备方法以及复合丝的性能实验数据等等未做任何说明；从其公开的技术方案中无法知晓如何改善PBT/PA复合纤维的力学性能和弹性等。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种超弹性锦纶皮芯纤维，其是以聚对苯二甲酸丁二醇酯为芯材、以聚酰胺为皮材的皮芯结构复合纤维，该纤维丝弹性高，能够达到甚至优于纺织领域的要求。本专利技术还提供了所述超弹性锦纶皮芯纤维的制备方法，在现有复合纤维的复合纺丝工艺基础上进行改进，实现聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚酰胺的紧密复合，改善复合纤维的力学性能和弹性等，操作方便，适于工业化生产。本专利技术提供的具体技术方案如下：一种超弹性锦纶皮芯纤维，是以聚对苯二甲酸丁二醇酯为芯材、以锦纶为皮材的皮芯结构复合纤维；由以下质量百分比的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)30％-70％；锦纶(PA)30％-70％。本专利技术采用PBT为芯材，做纤维的骨架，弹性大，采用PA为皮材，做纤维的表面，强度高，利用特定用量的两种纤维的结合，实现优势互补，提高纤维丝的力学性能和弹性等性能，得到高弹性的复合纤维，该纤维能够达到甚至优于纺织领域的要求。为了达到更好的技术效果，进行以下优选：所述超弹性锦纶皮芯纤维的线密度为55dtex-450dtex，更适用于纺织领域。所述锦纶选用聚酰胺6，耐磨性能更好。本专利技术发现，由于PBT在常规结晶工艺后粘度保持在0.8-0.9，强度较弱，作为PBT/PA复合纤维的芯材时强度欠佳，且复合纤维中的PA弹性较小，导致复合纤维的力学性能和弹性等较单纯的PBT纤维和单纯的PA纤维均偏低，无法兼顾。为了解决这个技术问题，最好将所述的PBT原料依次经过第一次预结晶、第二次预结晶和干燥后再进行熔融挤压、纺丝；第一次预结晶的条件为：温度70℃-120℃，时间大于等于6小时(为提高生产效率，进一步优选为6小时-8小时)；第二次预结晶的条件为：温度80℃-140℃，时间为2小时-5小时；第一次预结晶和第二次预结晶的步骤可以操作一次，也可以重复操作一次或者两次以上。所述第二次预结晶的温度大于第一次预结晶的温度，效果更好。PBT原料依次经过第一次预结晶和第二次预结晶后其粘度得到显著增加，可达到1.4-1.5，纺丝后得到的皮芯纤维的强度高，弹性等有显著增加。所述的超弹性锦纶皮芯纤维的制备方法，包括步骤：采用复合纺丝工艺，纺丝组件为皮芯型复合纺丝组件；PBT为芯材，PA为皮材，分别经熔融挤压、计量后进入同心圆皮芯结构的喷丝板进行纺丝，纤维经冷却、上油导出后卷取，得到超弹性锦纶皮芯纤维。所述芯材PBT最好在依次经过第一次预结晶、第二次预结晶和干燥之后再进行熔融挤压。第一次预结晶和第二次预结晶的步骤可以操作一次，也可以重复操作一次或者两次以上。所述熔融挤压优选采用螺杆挤压机，PBT熔融挤压时其螺杆挤压机的螺杆温度优选为240℃-280℃，PA熔融挤压时其螺杆挤压机的螺杆温度优选为230℃-270℃(进一步优选为260℃-270℃)；分别得到PBT熔体、PA熔体。所述纺丝步骤，PBT压力为120Kg-160Kg，PA压力为100Kg-130Kg；PBT纺丝温度为240℃-280℃，PA纺丝温度为240℃-280℃；进一步保证喷出熔体细流质量的均一。所述超弹性锦纶皮芯纤维可以为预取向丝(POY)，也可以将POY采用拉伸变形工艺加工成拉伸变形丝(DTY)。所述POY的卷取速度为3000m/min-4000m/min。本专利技术超弹性锦纶皮芯纤维的力学性能好，弹性高，可用作纺织中的经线、纬线，有梭无梭均可使用；也可用于织成含有超弹性锦纶皮芯纤维的织物，织成的织物服用性优良。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术超弹性锦纶皮芯纤维的力学性能好，弹性高，成本低且服用性好，可广泛应用在纺织领域。本专利技术超弹性锦纶皮芯纤维的制备方法，在现有复合纤维的复合纺丝工艺基础上进行改进，将PBT原料依次经过第一次预结晶、第二次预结晶和干燥后再进行熔融挤压、纺丝；其粘度得到显著增加，可达到1.4-1.5，既充分利用了纺丝设备又显著改善了复合纤维的弹性，操作方便，成本低，适于工业化生产。附图说明图1为本专利技术超弹性锦纶皮芯纤维的横截面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，以下附图和实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术超弹性锦纶皮芯纤维为皮芯结构复合纤维，包括芯层1和包裹该芯层1的皮层2；其中，芯层1的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯，皮层2的材料为锦纶。实施例1采用复合纺丝工艺，纺丝组件为皮芯型复合纺丝组件，采用同心圆皮芯结构的喷丝板。以30KgPBT(纤维级长丝PBT切片，河南开祥精细化工有限公司)为芯材，70KgPA6(纤维级长丝PA6切片，江苏弘盛新材料有限公司)为皮材。PBT依次经过第一次预结晶、第二次预结晶和干燥后，再经螺杆温度为280℃的第一螺杆挤压机熔融挤压得到PBT熔体；其中，第一次预结晶的条件为：温度70℃，时间8小时；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超弹性锦纶皮芯纤维，其特征在于，所述超弹性锦纶皮芯纤维是以聚对苯二甲酸丁二醇酯为芯材、以锦纶为皮材的皮芯结构复合纤维；由以下质量百分比的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯       30％‑70％；锦纶                       30％‑70％。

【技术特征摘要】
1.一种超弹性锦纶皮芯纤维，其特征在于，所述超弹性锦纶皮芯纤维是以聚对苯二甲酸丁二醇酯为芯材、以锦纶为皮材的皮芯结构复合纤维；由以下质量百分比的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯30％-70％；锦纶30％-70％。2.根据权利要求1所述的超弹性锦纶皮芯纤维，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯原料依次经过第一次预结晶、第二次预结晶和干燥后再进行熔融挤压、纺丝；第一次预结晶的条件为：温度70℃-120℃，时间大于等于6小时；第二次预结晶的条件为：温度80℃-140℃，时间为2小时-5小时。3.根据权利要求2所述的超弹性锦纶皮芯纤维，其特征在于，所述第一次预结晶和第二次预结晶的步骤操作一次，或者重复操作一次以上。4.根据权利要求2所述的超弹性锦纶皮芯纤维，其特征在于，所述第二次预结晶的温度大于第一次预结晶的温度。5.根据权利要求1所述的超弹性锦纶皮芯纤维，其特征在于，所述锦纶选用...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建国，
申请(专利权)人：杭州昌翔化纤新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33