一种高导湿聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维技术领域,涉及一种高导湿聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
目前国内的化学纤维主要采用涤纶长丝作为原料,而化学纤维的截面呈圆形或者类似圆形,由于涤纶自身吸湿性差,穿着时感觉很闷湿,不透气,缺乏舒适感,急需改进。目前较为常用的方法是将将其设计为具有导湿性的异形纤维。
异形纤维一般是采用经专门设计制造的异形喷丝板,经特殊纺丝工艺制备而成的,这也是国内外生产异形纤维最普遍使用的方法。生产者通过对喷丝板导孔和微孔的加工技术以及纺丝技术的改进和优化,可以生产出具有任意截面形状的异形纤维。常见的异形纤维有三角形、三叶形、多叶形、十字形和中空纤维等多种形状。然而一般的异形截面纤维的沟槽在同一侧,不利于水分的导出,其导湿的效率还有待进一步有提高。
因此,亟待研究一种有利于水分导出的高导湿聚酯纤维。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种有利于水分导出的高导湿聚酯纤维。
为了达到上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将PET熔体和PTT熔体分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
斜线I或斜线II与横线的夹角为50°~60°;斜线I、斜线II与横线的长度之比为1:1:2,斜线I或斜线II与横线的交点为横线的中点;斜线I、斜线II与横线的宽度相同;斜线I的长度与宽度之比为2.5~3.5:1;
所述分配是指控制PET熔体流经横线,同时控制PTT熔体流经斜线I和斜线II。
本发明通过合理设计喷丝孔的形状和尺寸,使得纤维发生扭曲,使得纤维的结构有利于水分导出,机理如下:
在合成纤维的纺丝加工中,纤维成型时,纤维内部会发生取向和结晶,使纤维存在内应力,当外界条件发生变化时,如受热或接触水时,已成型的纤维会因环境变化发生变形,即此时纤维中的取向部分或者结晶区会发生相对位置的变化,而纤维内应力则是试图使变形后的纤维恢复其初始状态的附加相互作用力,对于不同的聚合物,纤维内部的取向和结晶存在差异,因此,不同的聚合物产生的内应力不同;
本发明中,喷丝孔为
在斜线I或斜线II与横线的接触的位置,同时存在两个相反方向的内应力,一个方向的内应力源自于PET,另一个方向的内应力源自于PTT,两个相反方向的内应力相互抵消成单个方向的内应力;
由于斜线I和斜线II的长度大于横线的宽度,且PTT的内应力大于PET,因此在斜线I与横线的接触的位置,内应力的最终方向指向斜线I,在斜线II与横线的接触的位置,内应力的最终方向指向斜线II,又由于斜线I和斜线II位于横线的相反两侧,因此在斜线I与横线的接触的位置的内应力的最终方向与在斜线II与横线的接触的位置的内应力的最终方向相反,纤维的
此外,由于斜线I和斜线II的宽度相同,斜线I和斜线II的长度相同,因此在斜线I与横线的接触的位置的内应力等于在斜线II与横线的接触的位置的内应力,再配合
作为优选的方案:
如上所述的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,PET熔体和PTT熔体的质量比为50:50。
如上所述的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,FDY工艺的参数为:纺丝温度275~278℃,冷却温度20~25℃,一辊速度2000~2200m/min,一辊温度75~85℃,二辊速度3000~3200m/min,二辊温度125~130℃,卷绕速度2930~3110m/min。
如上所述的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,采用复合纺丝组件,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;
O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;
A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
喷丝板上的
复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中。
如上所述的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,PET熔体的特性粘度为0.55~0.60dL/g,PET熔体纺丝箱体的温度为275~280℃,PTT熔体的特性粘度为1.10~1.20dL/g,PTT熔体纺丝箱体的温度为265~270℃,组件纺丝箱体的温度为275~278℃。本发明合理设置了PET熔体纺丝箱体、PTT熔体纺丝箱体和组件纺丝箱体的温度,保证了从喷丝孔挤出的PET组份和PTT组份的表观粘度较为接近,从而保证了纺丝的顺利进行。
如上所述的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,松弛热处理的温度为90~120℃,时间为20~30min。
本发明还提供了采用如上任一项所述的一种高导湿聚酯纤维的制备方法制得的高导湿聚酯纤维,高导湿聚酯纤维的横截面呈
作为优选的方案:
如上所述的高导湿聚酯纤维,高导湿聚酯纤维的单位长度扭角
如上所述的高导湿聚酯纤维,高导湿聚酯纤维的断裂强度≥3.0cN/dtex,断裂伸长率为45.0±4.5%,复丝纤度为75~150dtex;由高导湿聚酯纤维制得的面料的克重为140~160g/m2,吸湿性(GB/T21655.12008):吸水率≥271%,滴水扩散时间≤1.8秒,芯吸高度≥143mm;速干性(GB/T21655.12008):蒸发速率≥0.39g/h。
有益效果:
(1)本发明的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,通过合理设计喷丝孔的形状和尺寸,使得纤维发生扭曲,提高了PET/PTT双组份复合纤维导出水分的能力;
(2)本发明的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,通过合理设置PTT熔体纺丝箱体、PET熔体纺丝箱体和组件纺丝箱体的温度,保证了PET/PTT双组份复合纤维纺丝的顺利进行;
(3)本发明的一种高导湿聚酯纤维的制备方法,工艺简单,成本低廉,极具应用前景;
(4)本发明制得的高导湿聚酯纤维,综合性能优良。
附图说明
图1为复合纺丝组件的分解示意图;
图2~3为第一分配板的双侧表面的结构示意图;
图4~5为第二分配板的双侧表面的结构示意图;
图6~7为第三分配板的双侧表面的结构示意图;
图8为喷丝板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.55dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.1dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝板上的喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,如图1~8所示,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度20℃,一辊速度2000m/min,一辊温度75℃,二辊速度3000m/min,二辊温度125℃,卷绕速度2930m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为275℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为265℃,组件纺丝箱体的温度为275℃;
松弛热处理的温度为90℃,时间为30min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例2
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.57dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.18dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度21℃,一辊速度2031m/min,一辊温度77℃,二辊速度3034m/min,二辊温度127℃,卷绕速度2941m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为276℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为265℃,组件纺丝箱体的温度为275℃;
松弛热处理的温度为95℃,时间为30min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例3
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.57dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.14dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度23℃,一辊速度2055m/min,一辊温度80℃,二辊速度3065m/min,二辊温度129℃,卷绕速度2963m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为276℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为265℃,组件纺丝箱体的温度为276℃;
松弛热处理的温度为96℃,时间为27min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例4
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.56dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.14dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度24℃,一辊速度2086m/min,一辊温度82℃,二辊速度3094m/min,二辊温度129℃,卷绕速度2991m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为277℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为268℃,组件纺丝箱体的温度为276℃;
松弛热处理的温度为99℃,时间为23min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例5
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.6dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.13dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度24℃,一辊速度2099m/min,一辊温度84℃,二辊速度3095m/min,二辊温度130℃,卷绕速度3054m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为277℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为268℃,组件纺丝箱体的温度为277℃;
松弛热处理的温度为101℃,时间为22min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例6
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.6dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.17dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度24℃,一辊速度2122m/min,一辊温度85℃,二辊速度3145m/min,二辊温度130℃,卷绕速度3055m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为278℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为268℃,组件纺丝箱体的温度为278℃;
松弛热处理的温度为118℃,时间为20min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例7
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.57dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.1dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度25℃,一辊速度2167m/min,一辊温度85℃,二辊速度3199m/min,二辊温度130℃,卷绕速度3058m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为279℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为270℃,组件纺丝箱体的温度为278℃;
松弛热处理的温度为120℃,时间为20min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈
实施例8
一种高导湿聚酯纤维的制备方法,按FDY工艺,将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.6dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.2dL/g)分配后,从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后,进行松弛热处理得到高导湿聚酯纤维;
喷丝孔为
纺丝采用复合纺丝组件,复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中,复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板;第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1;第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2;O2和I2为圆环形凹槽,二者相互连通;M2为C形凹槽,与O2和I2不连通;第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3;O2与O3的正投影完全重合,M2与M3的正投影完全重合,I2与I3的正投影完全重合;A1与O2和I2连通,B1与M2连通;O2、M2、I2、O3、M3、I3的槽底上各设有多个通孔;第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面,下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G,每组E、F、G连接成
FDY工艺的参数为:冷却温度25℃,一辊速度2200m/min,一辊温度85℃,二辊速度3200m/min,二辊温度130℃,卷绕速度3110m/min;
PET熔体纺丝箱体的温度为280℃,PTT熔体纺丝箱体的温度为270℃,组件纺丝箱体的温度为278℃;
松弛热处理的温度为120℃,时间为20min。
制得的高导湿聚酯纤维的横截面呈