一種復合彈性纖維及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種復合彈性纖維，所述復合彈性纖維包括芯層、包裹在所述芯層外表面的皮層；所述芯層采用聚丙烯和聚烯烴制備而成；所述皮層采用聚酯制備而成。所述復合彈性纖維兼具皮層材料和芯層材料的性能，使纖維具有阻燃、抗靜電、抗倒伏三種性能，應用于地毯，可大大提高地毯的性能和檔次。同時，本發明專利技術還提供一種所述復合彈性纖維的制備方法，采用雙組份共厄復合紡絲生產線，使用翼形皮芯型組件，經過復合紡絲、牽伸制成翼形皮芯結構復合彈性纖維，通過對冷卻風速、冷卻風溫、緩冷區域的控制，使皮層先固化成型，芯層后固化成型，芯層和皮層之間形成間隙，賦予復合纖維導濕性能和抗靜電性。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種復合彈性纖維及其制備方法
本專利技術涉及一種纖維及其制備方法，尤其是一種復合彈性纖維及其制備方法。
技術介紹
聚丙烯纖維商品名為丙綸，聚丙烯比重輕，強度高，耐腐蝕耐磨抗污性和織造性好，且價格低廉，廣泛地用于地毯基布和背襯材料，是世界地毯制造業的第二大原料，丙綸地毯占我國生產的化纖地毯為90﹪。但丙綸地毯檔次不高，主要有三大缺點：一是不耐燃，二是靜電強，三是耐倒伏性差。聚丙烯限氧指數LOI只有17.0～18.5，屬易燃熱塑性纖維，現有解決聚丙烯纖維及紡織品的阻燃方法是在生產過程中進行阻燃改性和阻燃整理；聚丙烯纖維的吸濕性和染色性在化學纖維中是最差的，幾乎不吸濕，其回潮率小于0.03％，摩擦產生的靜電大，現有生產技術是生產過程中添加抗靜劑和抗靜電整理；聚丙烯纖維耐倒伏性差是其初始模量只有27eN/dtex，且彈性差，現有生產技術從兩個方面解決丙綸的耐倒伏性：一是提高丙綸的模量，使之不易變形，二是對丙綸進行改性提高其回彈性能。這些技術都是采用單組份紡絲技術，只能進行一種功能改性或進行單一功能的后整理，無法同時克服易燃、靜電大、易倒伏三大缺點，且穩定性差。
技術實現思路
基于此，本專利技術的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種同時具有阻燃、抗靜電、抗倒伏三種性能的復合彈性纖維。為實現上述目的，本專利技術所采取的技術方案為：一種復合彈性纖維，所述復合彈性纖維包括芯層、包裹在所述芯層外表面的皮層；所述芯層采用聚丙烯和聚烯烴制備而成；所述皮層采用聚酯制備而成。本專利技術所述復合彈性纖維，兼有皮層和芯層材料的性能，所述皮層和芯層的選擇，可以使該復合彈性纖維既有滌綸纖維強度高、懸垂性好及爽滑性，又有改性丙綸纖維彈性好及較強的芯吸作用。包裹的滌綸皮層模量高達132eN/dtex，聚丙烯分子加入聚烯烴變成彈性體；兩方面共同作用，可以增加纖維的回彈性。優選地，所述皮層和芯層的質量比為1：1～7：3。本申請專利技術人經過大量嘗試發現，上述比例的皮層和芯層，能更好的使復合彈性纖維充分發揮皮層和芯層材料的性能，使阻燃、抗靜電、抗倒伏三種性能兼顧的更好。更優選地，所述芯層中，聚丙烯和聚烯烴的質量比為1：9～3：7。通過工藝篩選，此質量比范圍內的聚丙烯和聚烯烴混合，能更好的使聚丙烯變成彈性性能較好的彈性體，可以更好的增加纖維的回彈性。優選地，所述芯層和皮層之間有縫隙，賦予復合纖維導濕性能和抗靜電性。優選地，所述芯層的單絲纖度小于2dtex，纖維比表面積大，芯吸過程毫無阻礙,油污和水沿芯層與皮層的縫隙滲透極為容易，因此纖維織物具有極強的清潔功能和高吸水性。優選地，所述皮層的徑向剖面為圓形，所述芯層的徑向剖面為表面帶翼形的圓環。有別于普通皮芯結構，本專利技術所述皮層表面設有翼形結構，翼形纖維結構具有更好的抗倒伏性能。同時，本專利技術還提供一種上述復合彈性纖維的制備方法，所述方法包括如下步驟：(1)將制成含水率小于30PPM的聚酯干切片，經第一螺桿擠出機擠出，進入紡絲箱體，得到皮層料；(2)將聚烯烴切片添加到聚丙烯切片中均勻混合，經第二螺桿擠出機擠出，進入紡絲箱體，得到芯層料；(3)將步驟(1)制備得到的皮層料和步驟(2)制備得到的芯層料均勻分配到翼形皮芯型復合組件中，擠出皮層初生絲和芯層初生絲，初生絲經過緩冷裝置、側吹風冷卻、上油、牽伸卷繞，得到預取向絲束(POY)或全拉伸絲束(FDY)；(4)將預取向絲束(POY)或全拉伸絲束(FDY)經過牽伸、加捻、定型、卷繞，得到網絡絲，即為所述復合彈性纖維。優選地，所述步驟(1)中，按聚酯添加質量的50％～70％經第一螺桿擠出機擠出。優選地，所述步驟(1)中，聚酯切片的粘度范圍為0.6～0.75dl/g，熔點為257～260℃；所述步驟(2)中，聚丙烯切片的熔融指數范圍為25～30g/10min，熔點范圍為167～170℃。優選地，所述步驟(2)中，按聚丙烯和聚烯烴混合物總質量的30％～50％經第二螺桿擠出機擠出。優選地，所述步驟(1)中，第一螺桿擠出機的設定溫度為270℃～290℃，紡絲溫度為270℃～295℃；所述步驟(2)中，第二螺桿擠出機的設定溫度為200℃～240℃，紡絲溫度為230℃～260℃。通過對上述溫度的控制，使皮層先固化成型，芯層后固化成型，由于熱脹冷縮的作用，芯組份和皮層之間形成永久間隙，賦予復合纖維導濕性能和抗靜電性。優選地，所述步驟(3)中，所述皮層初生絲的冷卻長度為15～50cm，所述芯層初生絲的冷卻長度為15～100cm。優選地，所述步驟(3)中，聚酯組份和聚丙烯組份分別采用兩組獨立的聯苯加熱系統進行加熱，保證各組分的熔體溫度，通過計量泵、紡絲箱體和皮芯型噴絲板形成初生絲，側吹風冷卻的風速為0.4～1.0m/s，側吹風冷卻的溫度為15～30℃，側吹風冷卻的相對濕度為60～90％。該復合彈性纖維之所以能產生較強的芯吸作用是復合紡絲過程采用緩冷技術路線:易冷卻的皮層組份滌綸在紡絲側吹風的冷卻作用下首先冷卻固化成型；被滌綸包裹在芯層的丙綸組分由230～260℃的熔體冷卻至常溫固化并收縮過程比皮層慢，形成永久間隙，芯組份丙綸混合體的單絲纖度小于2dtex，導濕性能大大提高。優選地，所述步驟(3)中，采用油嘴/油輪上油，紡絲速度為3000～4500m/min。優選地，所述步驟(3)中，牽伸倍數為2.5～3.8，第一熱輥溫度70～100℃，速度800～1600m/min；第二熱輥溫度110～140℃，速度3500～4500m/min；卷繞速度3400～4400m/min。優選地，所述步驟(4)中，牽伸溫度110～140℃、牽伸倍數為1.3～1.7，定型溫度120～150℃，卷繞速度400～700m/min。普通丙綸紡絲采用驟冷技術，滌丙復合紡絲采用緩冷技術：(1)絲束經過緩冷區不進行抽吸驟冷；(2)降低冷卻風速、提高冷卻風溫、增大紡絲緩冷區域，滌綸皮層從噴絲板熔融擠出到固化成型為15～20CM，改性丙綸芯層固化區為30～50CM。翼形滌綸皮層先冷卻成型，芯層丙綸組份后冷卻成型，由于熱脹冷縮的作用，芯組份和皮層之間形成永久的圓環型縫隙，賦予復合纖維導濕性能和抗靜電性。此外，本專利技術還提供一種上述復合彈性纖維在地毯方面的應用。所述復合彈性纖維通過消光及加捻定型后能獲得仿羊毛的效果，適合于生產機織地毯，其毯面酷似羊毛地毯，條干豐滿、回彈性好，可廣泛用于高檔毛毯、地毯及滾筒刷等材料上。現有的丙綸地毯纖維生產技術采用單組份紡絲技術，纖維成份為丙綸，纖維的吸濕性和染色性在化學纖維中是最差的，其回潮率小于0.03％，單絲纖度為3～10dtex，幾乎不吸濕。相對于現有技術，本專利技術的有益效果為：本專利技術所述復合彈性纖維兼具皮層材料和芯層材料的性能，翼形結構與現有的皮芯纖維相比具有更好的抗倒伏性能；制備過程采用雙組份共厄復合紡絲生產線，使用翼形皮芯型組件，經過復合紡絲、牽伸制成翼形皮芯結構復合彈性纖維，復合紡絲過程使用緩冷紡絲技術，通過對冷卻風速、冷卻風溫、緩冷區域的控制，使皮層先固化成型，芯層后固化成型，由于熱脹冷縮的作用，芯層和皮層之間形成永久間隙，賦予復合纖維導濕性能和抗靜電性。因此，所述復合彈性纖維同時具有阻燃、抗靜電、抗倒伏三種性能，應用于地毯，可以大大提高地毯的性能和檔次。附圖說明圖1為本專利技術所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合彈性纖維，其特征在于，所述復合彈性纖維包括芯層、包裹在所述芯層外表面的皮層；所述芯層采用聚丙烯和聚烯烴制備而成；所述皮層采用聚酯制備而成。

【技術特征摘要】
1.一種復合彈性纖維，其特征在于，所述復合彈性纖維包括芯層、包裹在所述芯層外表面的皮層；所述芯層采用聚丙烯和聚烯烴制備而成；所述皮層采用聚酯制備而成。2.如權利要求1所述復合彈性纖維，其特征在于，所述皮層和芯層的質量比為1：1～7：3。3.如權利要求1所述復合彈性纖維，其特征在于，所述芯層中，聚丙烯和聚烯烴的質量比為1：9～3：7。4.如權利要求1所述的復合彈性纖維，其特征在于，所述芯層和皮層之間有縫隙。5.如權利要求1所述復合彈性纖維，其特征在于，所述芯層的徑向剖面為圓形，所述皮層的徑向剖面為表面帶翼形的圓環。6.一種如權利要求1～5任一項所述復合彈性纖維的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)將含水率小于30PPM的聚酯干切片，經第一螺桿擠出機擠出，進入紡絲箱體，得到皮層料；(2)將聚烯烴切片添加到聚丙烯切片中均勻混合，經第二螺桿擠出機擠出，進入紡絲箱體，得到芯層料；(3)將步驟(1)制備得到的皮層料和步驟(2)制備得到的芯層料均勻分配到翼形皮芯型復合組件中，擠出皮層初生絲和芯層初生絲，初生絲經過緩冷裝置、側吹風冷卻、上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林海，薛孝川，李雪梅，王增喜，黃潔希，
申請(專利權)人：廣東省化學纖維研究所，
類型：發明
國別省市：廣東,44