一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法，方法为：分别以低熔点聚酯和常规聚酯为皮层组分和芯层组分，采用皮芯复合纺丝法纺丝制得三维卷曲低熔点聚酯纤维，皮芯复合纺丝法采用皮芯复合纺丝组件，组件中芯层组分和皮层组分对应的导流板中的导流孔以及喷丝板中的喷丝孔的横截面形状相同，喷丝孔的横截面边缘由弧、线段a和线段b依次连接而成，弧为圆弧或椭圆弧，线段a与线段b的交点位于圆弧对应的圆的中心或者椭圆弧对应的椭圆的中心，线段a与线段b的夹角为10～170°；制得的三维卷曲低熔点聚酯纤维卷曲数为12～25个/25mm，卷曲率为8～20％。本发明专利技术制备方法简单，制得的聚酯纤维具有优异的三维立体舒适性。

A 3-D crimped low melting point polyester fiber and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法
本专利技术属于合成纤维
，涉及一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法。
技术介绍
低熔点聚酯纤维是指对常规聚酯进行改性而得到的一种熔点较低的聚酯，由于其结构和常规聚酯的化学结构相似，因此其保留了常规聚酯的部分特性，与常规聚酯具有良好的相容性的特点。这种改性聚酯不仅熔点低、流动性好，而且价格适中，因此用途十分广泛。低熔点聚酯纤维可制成皮芯复合纤维，应用于服装和医疗卫生等领域，还可用于与羊毛混纺改善精纺毛织物的洗可穿性能，特别是低熔点聚酯纺制的热粘合纤维应用于非织造布行业中，具有手感柔软、蓬松、弹性高等特点，广泛使用在手术口罩、绷带等卫生材料和室内装饰材料等领域。目前，以低熔点聚酯纤维为原料在无纺布制造领域得到广泛的应用。但随着下游市场对产品差异化需求的扩大，对低熔点聚酯纤维的要求也在不断的提高。目前，大多数低熔点聚酯短纤维多以机械卷曲为主，且纤维规格主要集中在4.0D×51MM这一单一规格上，其单一的规格和机械卷曲无法满足对于追求高质感品质的超柔软无纺制品的要求。为此开发一种具产品系列化和具有良好手感的立体卷曲纤维既是下游的需求，也是提高产品附加值、提高产品竞争力的一种手段。对于常规聚酯而言，无论是采用非对称冷却成型或偏心成型方式都可以轻易实现三维立体卷曲纤维的生产，但低熔点纤维不同于常规聚酯纤维，该纤维是由皮包芯两部分组成，皮层低熔点聚酯起粘结作用，芯层聚酯起支撑作用，最为关键的是皮层的低熔点聚酯为非晶物质，即便是采用非对称冷却的方式也无法产生卷曲。因此，研究一种由低熔点聚酯纤维为原料制备具有良好手感的三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种由低熔点聚酯纤维为原料制备具有良好手感的三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的方案：一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，分别以低熔点聚酯和常规聚酯为皮层组分和芯层组分，采用皮芯复合纺丝法纺丝制得三维卷曲低熔点聚酯纤维；皮芯复合纺丝法采用皮芯复合纺丝组件，皮芯复合纺丝组件中芯层组分对应的导流板中的导流孔、皮层组分对应的导流板中的导流孔以及喷丝板中的喷丝孔的横截面形状相同，三者的截面形状相同能够保证纤维卷曲的均匀分布，且工艺相对简单，尺寸相同或不同，一般情况下，芯层组分和皮层组分对应的导流板中的导流孔的尺寸大于喷丝孔的尺寸；喷丝孔的横截面边缘由弧、线段a和线段b依次连接而成，弧为圆弧或椭圆弧，线段a与线段b的交点位于圆弧对应的圆的中心或者椭圆弧对应的椭圆的中心，线段a与线段b的夹角为10～170°，线段a与线段b的夹角设置在此范围内是为了实现皮层和芯层聚酯的卷曲，但保护范围并不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行调整，但调整幅度不宜过大，夹角过大或过小使得纤维的卷曲效果不明显，远低于10°得到的纤维接近圆形或椭圆形，不具有应力差，不能卷曲，远大于170°得到的纤维接近于半圆形或半椭圆形，同样不能三维卷曲；皮芯复合纺丝法包括拉伸工序，拉伸工序能够使得芯层的聚酯产生的潜在的不对称应力得到释放，最终使纤维自卷曲成三维卷曲的形状。作为优选的技术方案：如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，线段a与线段b的长度为1～100μm，长度设置是根据目前市场上成品纤维的半径来确定的。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，所述低熔点聚酯的熔点为90～240℃。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，所述低熔点聚酯为低熔点再生聚酯，低熔点再生聚酯的熔点为70～160℃，端羧基含量≤35mmol/kg，特性粘度为0.5～1.0dL/g。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，所述常规聚酯为PET、PTT、PBT、PAR和TPEE中的一种以上。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，所述皮层组分和芯层组分的质量比为30～70:70～30，皮芯质量比在此范围内有利于皮芯结构的形成。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，所述纺丝前，将低熔点聚酯和常规聚酯在50～180℃的温度条件下真空干燥2～24h。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，所述纺丝的工艺参数为：皮层纺丝温度170～260℃，芯层纺丝温度260～290℃，纺丝速度1000～3000m/min，纺丝压力6～50MPa，环吹冷却风速0.5～5.0m/s，环吹冷却风温15～32℃，环吹冷却风相对湿度≥90％，牵伸倍数1～5倍，牵伸温度50～72℃，卷绕温度50～60℃，卷曲主压0.10～0.25MPa，卷曲背压1.1～1.5MPa。复合熔体细流在纺丝甬道内，经吹风冷却，熔体粘度逐渐增加直至固化成形，若冷却不充分，出喷丝孔后由于皮层熔点较低，初生纤维呈熔融态，会黏连在一起。本专利技术还提供一种采用如上所述的三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法制得的三维卷曲低熔点聚酯纤维，卷曲数为12～25个/25mm，卷曲率为8～20％，其卷曲结构是永久有效的，并且不能被拉开，不同于现在商用的采用机械卷曲或空气喷射卷曲导致的纤维机械变形，机械卷曲或空气喷射卷曲纤维的卷曲结构是后处理工艺中通过外力赋予的卷曲结构，这种卷曲不能稳定存在，纤维在使用过程中例如泡洗、揉搓等会破坏这种卷曲结构，而本专利技术中的卷曲源自纤维自身结构，纤维内部存在不对称的力从而宏观上表现为卷曲，此类卷曲不会因为商品的使用环境而丧失。作为优选的技术方案：如上所述的三维卷曲低熔点聚酯纤维，三维卷曲低熔点聚酯纤维的单丝纤度为1～100dtex，断裂强度为1～5cN/dtex，卷曲弹性率为80～99％。专利技术机理：本专利技术分别以低熔点聚酯和常规聚酯为皮层组分和芯层组分，通过采用皮芯复合纺丝法纺丝来制备三维卷曲低熔点聚酯纤维，纺丝过程中皮芯复合纺丝组件中芯层组分对应的导流板中的导流孔、皮层组分对应的导流板中的导流孔以及喷丝板中的喷丝孔均采用横截面形状相同的异形孔(非完整圆形或非完整椭圆形)结构，采用该种异形孔的原因是由于纺丝熔体在螺杆中会产生一定的应力和湍流，从异形孔挤出的聚合物在成型时由于产生异形的界面结构，使得聚合物在同一横截面的两侧产生不同的应力，在侧吹风冷却条件下，纤维迅速凝固，使湍流和应力被冻结在芯层聚合物中，从而赋予纤维潜在的卷曲，然后卷曲的纤维在未经过牵伸和零张力下仅有轻微的起伏或波浪形，而在经过牵伸后芯层的聚酯产生的潜在的不对称应力得到释放，最终使纤维自卷曲成三维卷曲的形状。有益效果：(1)本专利技术的三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，工艺简单，成本低廉，通过采用具有特定横截面形状的喷丝孔，使纤维截面上产生不同的应力，赋予纤维潜在的卷曲，再经过拉伸后作为芯层的聚酯产生潜在的不对称应力得到释放，进而制得具有三维立体卷曲的低熔点聚酯纤维；(2)本专利技术的三维卷曲低熔点聚酯纤维，为皮芯复合结构，低熔点聚酯富集在纤维皮层，可在较低的温度下软化，能广泛应用于低熔点热熔胶领域；(3)本专利技术的三维卷曲低熔点聚酯纤维，三维卷曲结构提供优异的弹性性能和弹性回复性能，具有优异的三维立体舒适性，应用市场广阔；(4)本专利技术的三维卷曲低熔点聚酯纤维，低熔点再生聚酯的使用推动了废旧聚酯回收和再利用，促进环保事业的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征是：分别以低熔点聚酯和常规聚酯为皮层组分和芯层组分，采用皮芯复合纺丝法纺丝制得三维卷曲低熔点聚酯纤维；皮芯复合纺丝法采用皮芯复合纺丝组件，皮芯复合纺丝组件中芯层组分对应的导流板中的导流孔、皮层组分对应的导流板中的导流孔以及喷丝板中的喷丝孔的横截面形状相同，尺寸相同或不同；喷丝孔的横截面边缘由弧、线段a和线段b依次连接而成，弧为圆弧或椭圆弧，线段a与线段b的交点位于圆弧对应的圆的中心或者椭圆弧对应的椭圆的中心，线段a与线段b的夹角为10～170°；皮芯复合纺丝法包括拉伸工序。

【技术特征摘要】
1.一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征是：分别以低熔点聚酯和常规聚酯为皮层组分和芯层组分，采用皮芯复合纺丝法纺丝制得三维卷曲低熔点聚酯纤维；皮芯复合纺丝法采用皮芯复合纺丝组件，皮芯复合纺丝组件中芯层组分对应的导流板中的导流孔、皮层组分对应的导流板中的导流孔以及喷丝板中的喷丝孔的横截面形状相同，尺寸相同或不同；喷丝孔的横截面边缘由弧、线段a和线段b依次连接而成，弧为圆弧或椭圆弧，线段a与线段b的交点位于圆弧对应的圆的中心或者椭圆弧对应的椭圆的中心，线段a与线段b的夹角为10～170°；皮芯复合纺丝法包括拉伸工序。2.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征在于，线段a与线段b的长度为1～100μm。3.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述低熔点聚酯的熔点为90～240℃。4.根据权利要求3所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述低熔点聚酯为低熔点再生聚酯，低熔点再生聚酯的熔点为70～160℃，端羧基含量≤35mmol/kg，特性粘度为0.5～1.0dL/g。5.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述常规聚酯为PET、PTT、PBT、PAR...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烨，王华平，李明明，柯福佑，王朝生，吉鹏，徐静，陈向玲，李军令，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31