一种涤纶腈纶复合丝及其加工方法
技术领域：
本发明涉及纤维加工技术领域，具体涉及一种涤纶腈纶复合丝及其加工方法。
背景技术：
聚酯纤维，俗称涤纶，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，属于高分子化合物。涤纶最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力。
聚丙烯腈纤维，俗称腈纶，简称PAN纤维，是仅次于聚酯和聚酰胺的合成纤维，柔软、轻盈、保暖、耐腐蚀，密度比羊毛小，有“人造羊毛”之称，染色鲜艳，耐光性强，因此常被用来制造室外织物。
海岛纤维是将一种聚合物分散于另一种聚合物中所形成的复合纤维，在纤维的截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“海”。海岛纤维通过碱处理分离后，即得到超细纤维，与一般纤维相比，海岛纤维具有一些独特的特性，是生产高档服装面料、装饰面料的理想材料。
目前，在市场上占主导地位的海岛纤维是PET/COPET复合海岛纤维，其中PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称，COPET是水溶性共聚酯的简称。但由于PET的刚性强，很难被染色且手感不佳，因此PET/COPET复合海岛纤维存在上色率低的缺点。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种涤纶腈纶复合丝及其加工方法，通过新型海岛型复合丝的制备来改善现有PET/COPET复合丝所存在的染色问题，同时保证由复合丝制成的织物的手感和力学强度。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种涤纶腈纶复合丝，属于海岛型复合丝，海成分是COPET，岛成分是由质量比为5-20:1-5的涤纶和腈纶组成，其中海成分占复合丝的质量百分比为20-40％，岛成分占复合丝的质量百分比为60-80％。
所述腈纶是由质量含量85-95％丙烯腈单体、4-12％甲基丙烯酸甲酯单体、1-3％衣康酸单体共聚而成。
所述涤纶腈纶复合丝的截面切片岛数为800-1500岛/根纤维。
所述涤纶腈纶复合丝的线密度为100-250dtex。
上述涤纶腈纶复合丝的加工方法包括以下步骤：
(1)将涤纶和腈纶混合，得到PET/PAN共混纤维；
(2)将PET/PAN共混纤维、COPET纤维分别加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(3)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
为了提高涤纶和腈纶的相容性，本发明在PET/PAN共混纤维中加入了少量的萜烯树脂，萜烯树脂的加入能够促进涤纶和腈纶的均匀复合，同时还能在一定程度上改善复合丝的力学强度。
上述涤纶腈纶复合丝的加工方法包括以下步骤：
(1)将涤纶、腈纶和萜烯树脂混合，得到PET/PAN共混纤维；
(2)将PET/PAN共混纤维、COPET纤维分别加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(3)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
所述萜烯树脂的添加量为涤纶和腈纶总质量的2-5％。
所述螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区230-240℃、二区240-250℃、三区250-260℃、四区240-250℃、五区230-240℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区290-300℃、二区310-320℃、三区320-330℃、四区320-330℃、五区300-310℃。
所述纺丝温度为300-350℃。
所述喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为20-25℃，相对湿度为60-70％。
所述热辊拉伸包括温度80-90℃，速度1000-1500m/min的一次热辊拉伸和温度125-135℃、速度2500-3000m/min的二次热辊拉伸。
所述冷辊定型包括温度50-60℃，速度300-800m/min的一次冷辊定型和温度15-25℃、速度1000-1500m/min的二次冷辊定型。
本发明通过在岛成分中添加腈纶以制得新型复合丝，但腈纶本身对碱的作用相对较敏感，而在由海岛型复合丝制备超细纤维织物时需要使用稀碱溶液进行减量处理，虽然浓度小的稀碱对腈纶影响不大，但为了提高腈纶的耐碱性同时进一步优化复合丝的力学强度，本发明还以改性腈纶替代本领域的常规腈纶。
本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
一种涤纶腈纶复合丝，属于海岛型复合丝，海成分是COPET，岛成分是由质量比为5-20:1-5的涤纶和改性腈纶组成，其中海成分占复合丝的质量百分比为20-40％，岛成分占复合丝的质量百分比为60-80％。
所述改性腈纶是由质量含量85-95％丙烯腈单体、4-12％N-乙烯基己内酰胺单体、1-3％衣康酸单体共聚而成。以N-乙烯基己内酰胺替代甲基丙烯酸甲酯，破坏高分子链的规整性，更好地改善染色性和弹性。
所述涤纶腈纶复合丝的截面切片岛数为800-1500岛/根纤维。
所述涤纶腈纶复合丝的线密度为100-250dtex。
上述涤纶腈纶复合丝的加工方法包括以下步骤：
(1)将涤纶、改性腈纶混合，得到PET/PAN共混纤维；
(2)将PET/PAN共混纤维、COPET纤维分别加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(3)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
所述螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区230-240℃、二区240-250℃、三区250-260℃、四区240-250℃、五区230-240℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区290-300℃、二区310-320℃、三区320-330℃、四区320-330℃、五区300-310℃。
所述纺丝温度为300-350℃。
所述喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为20-25℃，相对湿度为60-70％。
所述热辊拉伸包括温度80-90℃，速度1000-1500m/min的一次热辊拉伸和温度125-135℃、速度2500-3000m/min的二次热辊拉伸。
所述冷辊定型包括温度50-60℃，速度300-800m/min的一次冷辊定型和温度15-25℃、速度1000-1500m/min的二次冷辊定型。
本发明的有益效果是：本发明所制复合丝兼具涤纶和腈纶的特性，利用该新型复合丝制成织物后，经碱减量处理即可去掉其中的海成分，从而得到超细纤维织物，并且相对于现有PET/COPET超细纤维织物来说，该超细纤维织物具有优良的染色性能，同时织物手感柔软，力学强度高。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对比例中的涤纶购自深圳市特力化纤有限公司，腈纶购自廊坊金星化工有限公司，COPET购自宁波大发化纤有限公司，萜烯树脂购自广州市乾亦元合成材料科技有限责任公司的萜烯树脂T-100。
实施例1
涤纶腈纶复合丝的加工：
海成分是COPET，岛成分是由质量比为13:4的涤纶和腈纶组成，其中海成分占复合丝的质量百分比为32％，岛成分占复合丝的质量百分比为68％。腈纶是由质量含量90％丙烯腈单体、8％甲基丙烯酸甲酯单体、2％衣康酸单体共聚而成，涤纶腈纶复合丝的截面切片岛数为1200岛/根纤维，涤纶腈纶复合丝的线密度为150dtex。
具体加工步骤如下：
(1)将涤纶和腈纶混合，得到PET/PAN共混纤维；
(2)将PET/PAN共混纤维、COPET纤维分别加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区235℃、二区246℃、三区257℃、四区248℃、五区239℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区297℃、二区314℃、三区325℃、四区328℃、五区306℃，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，纺丝温度为330℃，通过喷丝板进行喷丝，喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为20℃，相对湿度为65％；
(3)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，热辊拉伸包括温度85℃，速度1200m/min的一次热辊拉伸和温度135℃、速度2800m/min的二次热辊拉伸，冷辊定型包括温度50℃，速度600m/min的一次冷辊定型和温度25℃、速度1500m/min的二次冷辊定型，得到成品。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处是将海成分占复合丝的质量百分比为35％，岛成分占复合丝的质量百分比为65％，其余完全同实施例1。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处是在制备PET/PAN共混纤维时添加了萜烯树脂，萜烯树脂的添加量为涤纶和腈纶总质量的2.5％，其余完全同实施例1。
实施例4
实施例4与实施例1的不同之处是将腈纶制备的甲基丙烯酸甲酯单体替换为N-乙烯基己内酰胺单体，其余完全同实施例1。
对比例
对比例与实施例1的不同之处是未添加腈纶，其余完全同实施例1。
分别将上述实施例和对比例所制成品经相同的织造工艺(组织结构为平纹结构，纬向密度为300根/10cm，经向密度为240根/10cm)制成织物，再使用1％氢氧化钠溶液减量处理45min以去掉海成分，得到超细纤维织物，然后采用相同的染色工艺(分散蓝60浓度为3％owf，渗透剂JFC浓度1g/L，浴比20:l，pH＝5.5，温度65℃下染色30min)对织物进行染色，并测定经染色后织物的性能，测定结果如表1。
按照标准GB/T%203923.1-2013测定断裂强力；美国UlstrascanXE电脑测色仪，D65光源，10°视场测定K/S值；按照标准GB/T%203921-2008测定耐皂洗色牢度。
表1超细纤维织物的性能
由表1可知，腈纶的添加、萜烯树脂的添加、N-乙烯基己内酰胺单体对甲基丙烯酸甲酯单体的替换都能提高超细纤维织物的断裂强力、K/S值和耐皂洗色牢度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
