一种复合弹性纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合弹性纤维，所述复合弹性纤维包括芯层、包裹在所述芯层外表面的皮层；所述芯层采用聚丙烯和聚烯烃制备而成；所述皮层采用聚酯制备而成。所述复合弹性纤维兼具皮层材料和芯层材料的性能，使纤维具有阻燃、抗静电、抗倒伏三种性能，应用于地毯，可大大提高地毯的性能和档次。同时，本发明专利技术还提供一种所述复合弹性纤维的制备方法，采用双组份共厄复合纺丝生产线，使用翼形皮芯型组件，经过复合纺丝、牵伸制成翼形皮芯结构复合弹性纤维，通过对冷却风速、冷却风温、缓冷区域的控制，使皮层先固化成型，芯层后固化成型，芯层和皮层之间形成间隙，赋予复合纤维导湿性能和抗静电性。

Composite elastic fiber and preparation method thereof

The invention discloses a composite elastic fiber, the composite elastic fiber comprises a core layer, coated on the surface of the core layer of the cortex; the core layer is made of polypropylene and polyolefin prepared; the cortex was prepared with polyester. The composite elastic fiber has the properties of both the cortex material and the core material, and has three properties of flame retardant, antistatic and lodging resistance, and is applied to the carpet, thereby greatly improving the performance and the grade of the carpet. At the same time, the invention also provides a preparation method of the composite elastic fiber, using a two-component conjugate composite spinning production line, using the wing skin core components made of wing skin core structure of composite elastic fiber after spinning, drafting, by controlling the cooling speed, cooling air temperature, slow cooling the cortical region, first curing, the core layer after curing, forming a gap between the core layer and the cortex, with composite fiber wetting property and antistatic property.

【技术实现步骤摘要】
一种复合弹性纤维及其制备方法
本专利技术涉及一种纤维及其制备方法，尤其是一种复合弹性纤维及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯纤维商品名为丙纶，聚丙烯比重轻，强度高，耐腐蚀耐磨抗污性和织造性好，且价格低廉，广泛地用于地毯基布和背衬材料，是世界地毯制造业的第二大原料，丙纶地毯占我国生产的化纤地毯为90﹪。但丙纶地毯档次不高，主要有三大缺点：一是不耐燃，二是静电强，三是耐倒伏性差。聚丙烯限氧指数LOI只有17.0～18.5，属易燃热塑性纤维，现有解决聚丙烯纤维及纺织品的阻燃方法是在生产过程中进行阻燃改性和阻燃整理；聚丙烯纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是最差的，几乎不吸湿，其回潮率小于0.03％，摩擦产生的静电大，现有生产技术是生产过程中添加抗静剂和抗静电整理；聚丙烯纤维耐倒伏性差是其初始模量只有27eN/dtex，且弹性差，现有生产技术从两个方面解决丙纶的耐倒伏性：一是提高丙纶的模量，使之不易变形，二是对丙纶进行改性提高其回弹性能。这些技术都是采用单组份纺丝技术，只能进行一种功能改性或进行单一功能的后整理，无法同时克服易燃、静电大、易倒伏三大缺点，且稳定性差。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种同时具有阻燃、抗静电、抗倒伏三种性能的复合弹性纤维。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种复合弹性纤维，所述复合弹性纤维包括芯层、包裹在所述芯层外表面的皮层；所述芯层采用聚丙烯和聚烯烃制备而成；所述皮层采用聚酯制备而成。本专利技术所述复合弹性纤维，兼有皮层和芯层材料的性能，所述皮层和芯层的选择，可以使该复合弹性纤维既有涤纶纤维强度高、悬垂性好及爽滑性，又有改性丙纶纤维弹性好及较强的芯吸作用。包裹的涤纶皮层模量高达132eN/dtex，聚丙烯分子加入聚烯烃变成弹性体；两方面共同作用，可以增加纤维的回弹性。优选地，所述皮层和芯层的质量比为1：1～7：3。本申请专利技术人经过大量尝试发现，上述比例的皮层和芯层，能更好的使复合弹性纤维充分发挥皮层和芯层材料的性能，使阻燃、抗静电、抗倒伏三种性能兼顾的更好。更优选地，所述芯层中，聚丙烯和聚烯烃的质量比为1：9～3：7。通过工艺筛选，此质量比范围内的聚丙烯和聚烯烃混合，能更好的使聚丙烯变成弹性性能较好的弹性体，可以更好的增加纤维的回弹性。优选地，所述芯层和皮层之间有缝隙，赋予复合纤维导湿性能和抗静电性。优选地，所述芯层的单丝纤度小于2dtex，纤维比表面积大，芯吸过程毫无阻碍,油污和水沿芯层与皮层的缝隙渗透极为容易，因此纤维织物具有极强的清洁功能和高吸水性。优选地，所述皮层的径向剖面为圆形，所述芯层的径向剖面为表面带翼形的圆环。有别于普通皮芯结构，本专利技术所述皮层表面设有翼形结构，翼形纤维结构具有更好的抗倒伏性能。同时，本专利技术还提供一种上述复合弹性纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将制成含水率小于30PPM的聚酯干切片，经第一螺杆挤出机挤出，进入纺丝箱体，得到皮层料；(2)将聚烯烃切片添加到聚丙烯切片中均匀混合，经第二螺杆挤出机挤出，进入纺丝箱体，得到芯层料；(3)将步骤(1)制备得到的皮层料和步骤(2)制备得到的芯层料均匀分配到翼形皮芯型复合组件中，挤出皮层初生丝和芯层初生丝，初生丝经过缓冷装置、侧吹风冷却、上油、牵伸卷绕，得到预取向丝束(POY)或全拉伸丝束(FDY)；(4)将预取向丝束(POY)或全拉伸丝束(FDY)经过牵伸、加捻、定型、卷绕，得到网络丝，即为所述复合弹性纤维。优选地，所述步骤(1)中，按聚酯添加质量的50％～70％经第一螺杆挤出机挤出。优选地，所述步骤(1)中，聚酯切片的粘度范围为0.6～0.75dl/g，熔点为257～260℃；所述步骤(2)中，聚丙烯切片的熔融指数范围为25～30g/10min，熔点范围为167～170℃。优选地，所述步骤(2)中，按聚丙烯和聚烯烃混合物总质量的30％～50％经第二螺杆挤出机挤出。优选地，所述步骤(1)中，第一螺杆挤出机的设定温度为270℃～290℃，纺丝温度为270℃～295℃；所述步骤(2)中，第二螺杆挤出机的设定温度为200℃～240℃，纺丝温度为230℃～260℃。通过对上述温度的控制，使皮层先固化成型，芯层后固化成型，由于热胀冷缩的作用，芯组份和皮层之间形成永久间隙，赋予复合纤维导湿性能和抗静电性。优选地，所述步骤(3)中，所述皮层初生丝的冷却长度为15～50cm，所述芯层初生丝的冷却长度为15～100cm。优选地，所述步骤(3)中，聚酯组份和聚丙烯组份分别采用两组独立的联苯加热系统进行加热，保证各组分的熔体温度，通过计量泵、纺丝箱体和皮芯型喷丝板形成初生丝，侧吹风冷却的风速为0.4～1.0m/s，侧吹风冷却的温度为15～30℃，侧吹风冷却的相对湿度为60～90％。该复合弹性纤维之所以能产生较强的芯吸作用是复合纺丝过程采用缓冷技术路线:易冷却的皮层组份涤纶在纺丝侧吹风的冷却作用下首先冷却固化成型；被涤纶包裹在芯层的丙纶组分由230～260℃的熔体冷却至常温固化并收缩过程比皮层慢，形成永久间隙，芯组份丙纶混合体的单丝纤度小于2dtex，导湿性能大大提高。优选地，所述步骤(3)中，采用油嘴/油轮上油，纺丝速度为3000～4500m/min。优选地，所述步骤(3)中，牵伸倍数为2.5～3.8，第一热辊温度70～100℃，速度800～1600m/min；第二热辊温度110～140℃，速度3500～4500m/min；卷绕速度3400～4400m/min。优选地，所述步骤(4)中，牵伸温度110～140℃、牵伸倍数为1.3～1.7，定型温度120～150℃，卷绕速度400～700m/min。普通丙纶纺丝采用骤冷技术，涤丙复合纺丝采用缓冷技术：(1)丝束经过缓冷区不进行抽吸骤冷；(2)降低冷却风速、提高冷却风温、增大纺丝缓冷区域，涤纶皮层从喷丝板熔融挤出到固化成型为15～20CM，改性丙纶芯层固化区为30～50CM。翼形涤纶皮层先冷却成型，芯层丙纶组份后冷却成型，由于热胀冷缩的作用，芯组份和皮层之间形成永久的圆环型缝隙，赋予复合纤维导湿性能和抗静电性。此外，本专利技术还提供一种上述复合弹性纤维在地毯方面的应用。所述复合弹性纤维通过消光及加捻定型后能获得仿羊毛的效果，适合于生产机织地毯，其毯面酷似羊毛地毯，条干丰满、回弹性好，可广泛用于高档毛毯、地毯及滚筒刷等材料上。现有的丙纶地毯纤维生产技术采用单组份纺丝技术，纤维成份为丙纶，纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是最差的，其回潮率小于0.03％，单丝纤度为3～10dtex，几乎不吸湿。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术所述复合弹性纤维兼具皮层材料和芯层材料的性能，翼形结构与现有的皮芯纤维相比具有更好的抗倒伏性能；制备过程采用双组份共厄复合纺丝生产线，使用翼形皮芯型组件，经过复合纺丝、牵伸制成翼形皮芯结构复合弹性纤维，复合纺丝过程使用缓冷纺丝技术，通过对冷却风速、冷却风温、缓冷区域的控制，使皮层先固化成型，芯层后固化成型，由于热胀冷缩的作用，芯层和皮层之间形成永久间隙，赋予复合纤维导湿性能和抗静电性。因此，所述复合弹性纤维同时具有阻燃、抗静电、抗倒伏三种性能，应用于地毯，可以大大提高地毯的性能和档次。附图说明图1为本专利技术所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合弹性纤维，其特征在于，所述复合弹性纤维包括芯层、包裹在所述芯层外表面的皮层；所述芯层采用聚丙烯和聚烯烃制备而成；所述皮层采用聚酯制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种复合弹性纤维，其特征在于，所述复合弹性纤维包括芯层、包裹在所述芯层外表面的皮层；所述芯层采用聚丙烯和聚烯烃制备而成；所述皮层采用聚酯制备而成。2.如权利要求1所述复合弹性纤维，其特征在于，所述皮层和芯层的质量比为1：1～7：3。3.如权利要求1所述复合弹性纤维，其特征在于，所述芯层中，聚丙烯和聚烯烃的质量比为1：9～3：7。4.如权利要求1所述的复合弹性纤维，其特征在于，所述芯层和皮层之间有缝隙。5.如权利要求1所述复合弹性纤维，其特征在于，所述芯层的径向剖面为圆形，所述皮层的径向剖面为表面带翼形的圆环。6.一种如权利要求1～5任一项所述复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将含水率小于30PPM的聚酯干切片，经第一螺杆挤出机挤出，进入纺丝箱体，得到皮层料；(2)将聚烯烃切片添加到聚丙烯切片中均匀混合，经第二螺杆挤出机挤出，进入纺丝箱体，得到芯层料；(3)将步骤(1)制备得到的皮层料和步骤(2)制备得到的芯层料均匀分配到翼形皮芯型复合组件中，挤出皮层初生丝和芯层初生丝，初生丝经过缓冷装置、侧吹风冷却、上...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海，薛孝川，李雪梅，王增喜，黄洁希，
申请(专利权)人：广东省化学纤维研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44