一种聚酯复合弹性纤维及其生产方法与流程

1.本发明涉及家用纺织品技术领域，特别涉及一种聚酯复合弹性纤维及其生产方法。


背景技术：

2.聚酯纤维俗称涤纶，简称pet纤维，是由二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯纺制而成的合成纤维。聚酯纤维耐光性强，强度高，模量高，尺寸稳定性好，抗变形，耐磨，回弹性好，耐化学试剂(碱除外)，耐微生物，不受蛀虫、霉菌等作用，易于保存。
3.为改善聚酯纤维的保形抗皱性能，人们开发了聚酯复合弹性纤维。常见的聚酯复合弹性纤维包括聚醚酯复合弹性纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯复合弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯复合弹性纤维等，广泛应用于家用纺织品等领域。这些聚酯复合弹性兼顾弹性与抗皱保形性能。
4.现有的聚酯复合弹性纤维普遍为并列型复合型弹性纤维。然而，并列型复合弹性纤维在制备过程中，不同组分间相容性不佳，组分界面易发生剥离。
5.为解决并列型复合弹性纤维在制备过程中，不同组分间相容性不佳，组分界面易发生剥离的技术问题，公开号为cn107574507a的专利文献公开了一种聚酯三维卷曲弹性纤维，其通过引入的吐温的相对分子质量大小调控改性共聚酯中软硬段嵌段结构，进而调控经并列复合纺丝制备得到纤维的弹性、回复率等性能；其改性共聚酯中引入的吐温为亲水柔性大分子链，含有丰富的醚键与羟基，能够在较低温度下实现对染料的吸附，显著提升了染色性能；此外，其采用异形喷丝板成形，进一步改善了纤维的三维卷曲效果。
6.然而，该聚酯三维卷曲弹性纤维的吸湿性有待于进一步提升，从而进一步改善制得的面料的穿着舒适性。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚酯复合弹性纤维及其生产方法，该聚酯三维卷曲弹性纤维吸湿性优异。
8.为解决以上问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
9.本发明的目的在于提供一种聚酯复合弹性纤维的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
10.s1.纺丝原液准备：将聚对苯二甲酸乙二醇酯溶于邻氯苯酚/氯仿混合溶剂中，得到纺丝原液a；将聚对苯二甲酸丁二醇酯溶于邻氯苯酚/氯仿混合溶剂中，得到纺丝原液b；
11.s2.纺丝：将纺丝原液a和纺丝原液b采用直接喂入法进行并列复合静电纺丝，接着进行热处理，即得所述聚酯复合弹性纤维。
12.进一步，步骤s1中，聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度比值为1：1.5
‑
3，优选为1：2
‑
3。
13.进一步，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.5
‑
0.7dl/g，优选为0.55
‑
0.65dl/g。
14.进一步，步骤s1中，邻氯苯酚与氯仿的体积比为3
‑
7：7
‑
3，优选为3
‑
5：7
‑
5。
15.进一步，步骤s1所述纺丝原液a中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的浓度优为5wt％
‑
9wt％，优选为6wt％
‑
8wt％。
16.进一步，步骤s1所述纺丝原液b中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的浓度为5wt％
‑
9wt％，优选为6wt％
‑
8wt％。
17.进一步，步骤s1所述纺丝原液a中还含有硅烷偶联剂。
18.进一步，步骤s1所述纺丝原液b中还含有硅烷偶联剂。
19.进一步，所述纺丝原液a中，硅烷偶联剂的浓度为0.02wt％
‑
0.05wt％，优选为0.03wt％
‑
0.05wt％。
20.进一步，所述纺丝原液b中，硅烷偶联剂的浓度为0.02wt％
‑
0.05wt％，优选为0.03wt％
‑
0.05wt％。
21.进一步，步骤s1所述纺丝原液a中还含有乙醇。
22.进一步，步骤s1所述纺丝原液b中还含有乙醇。
23.进一步，邻氯苯酚与乙醇的质量比为1：5
‑
10，优选为1：8
‑
10。
24.进一步，步骤s2中，所述静电纺丝的纺丝电压为10
‑
15kv，优选为13
‑
15kv；纺丝接收距离为10
‑
15cm，优选为12
‑
15cm；纺丝原液a和纺丝原液b的纺丝流量比为1
‑
1.5：1
‑
1.5，优选为1：1
‑
1.5。
25.进一步，步骤s2中，所述纺丝原液a的纺丝流量为0.5
‑
1.5ml/h，优选为1.0
‑
1.5ml/h。
26.进一步，步骤s2中，所述热处理的温度为80
‑
100℃，优选为65
‑
120℃；热处理的时间为1
‑
5min，优选为3
‑
5min。
27.如上所述，本发明提供的聚酯复合弹性纤维及其生产方法，具有以下有益效果：
28.1、本发明中，纺丝溶液a和纺丝溶液b分别沿水平(或竖直)和竖直(或水平)方向进入并列型静电纺丝装置的纺丝喷头，因喷丝头内部有挡板，纺丝溶液a和纺丝溶液b分别沿各自的流道在喷丝头内行进，直至在喷丝头顶端相遇；纺丝溶液a和纺丝溶液b在短时间内无法形成均相溶液，高压直流电源能够使两股溶液形成带电流体；非均相溶液在喷丝头顶端形成泰勒锥，在电场作用下以并列型方式被拉伸；部分溶剂快速挥发后，复合纤维沉积于接收板上后失去电荷，并因对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的收缩性能不同产生不同程度的收缩，从而形成三维卷曲结构。
29.2、本发明中，氯仿为挥发性溶剂，能够在热处理过程中挥发，从而使纤维内部出现微孔结构，并贯穿纤维表面，这些孔隙能够通过毛细管效应加快水分传导和蒸发，进而改善纤维的吸湿性能；并且，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯热收缩性能存在差异性，在热处理过程中收缩程度不同，从而进一步提高了卷曲度。
30.3、本发明中，硅烷偶联剂能够改善聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯之间的界面相容性，避免了二者界面的剥离，从而使纺丝过程能够顺利进行。
31.4、本发明中，乙醇能够溶解纤维中的邻氯苯酚，进一步增加纤维的孔隙率，并进一步改善聚酯复合弹性纤维的吸湿性能。
具体实施方式
32.以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。需要注意的是，如无特别说明，本文中描述所示的“wt％”是指“质量分数”。
33.本发明提供了一种聚酯复合弹性纤维的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
34.s1.纺丝原液准备：将聚对苯二甲酸乙二醇酯溶于邻氯苯酚/氯仿混合溶剂中，得到纺丝原液a；将聚对苯二甲酸丁二醇酯溶于邻氯苯酚/氯仿混合溶剂中，得到纺丝原液b；
35.其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度比值为1：1.5
‑
3，优选为1：2
‑
3；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.5
‑
0.7dl/g，优选为0.55
‑
0.65dl/g。
36.邻氯苯酚与氯仿的体积比为3
‑
7：7
‑
3，优选为3
‑
5：7
‑
5。
37.所述纺丝原液a中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的浓度为5wt％
‑
9wt％，优选为6wt％
‑
8wt％；
38.所述纺丝原液b中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的浓度为5wt％
‑
9wt％，优选为6wt％
‑
8wt％。
39.s2.纺丝：将纺丝原液a和纺丝原液b采用直接喂入法进行并列复合静电纺丝，即得所述聚酯复合弹性纤维；
40.其中，静电纺丝的纺丝电压为12
‑
15kv，优选为14
‑
15kv；纺丝接收距离为10
‑
15cm，优选为12
‑
15cm；纺丝原液a和纺丝原液b的纺丝流量比为1
‑
1.5：1
‑
1.5，优选为1：1
‑
1.5；所述纺丝原液a的纺丝流量为0.5
‑
1.5ml/h，有选为1.0
‑
1.5ml/h；
41.所述热处理的温度为80
‑
100℃，优选为85
‑
100℃；热处理的时间为1
‑
5min，优选为3
‑
5min。
42.在本发明的另一个实施例中，所述纺丝原液a中还含有硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂的浓度为0.02wt％
‑
0.05wt％，优选为0.03wt％
‑
0.04wt％。
43.在本发明的另一个实施例中，所述纺丝原液b中还含有硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂的浓度为0.02wt％
‑
0.05wt％，优选为0.03wt％
‑
0.05wt％。
44.在本发明的另一个实施例中，所述纺丝原液a中还含有乙醇，邻氯苯酚与乙醇的质量比为1：5
‑
10，优选为1：8
‑
10。
45.在本发明的另一个实施例中，所述纺丝原液a中还含有乙醇，邻氯苯酚与乙醇的质量比为1：5
‑
10，优选为1：8
‑
10。
46.实施例1
47.一种聚酯复合弹性纤维的生产方法，具体步骤如下：
48.s1.纺丝原液准备：
49.s1.1混合溶剂制备：将邻氯苯酚、氯仿和乙醇混合均匀，其中，邻氯苯酚、氯仿的体积比为3：7，邻氯苯酚与乙醇的质量比为1：10，得到混合溶剂；
50.s1.2纺丝原液a制备：将特性粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，接着向该溶液中加入硅烷偶联剂kh
‑
570，并搅拌均匀，配制成聚对苯二
甲酸乙二醇酯的浓度为8wt％、硅烷偶联剂kh
‑
570的浓度为0.03wt％的纺丝原液a；
51.s1.3纺丝原液b制备：将特性粘度为1.3dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，接着向该溶液中加入硅烷偶联剂kh
‑
570，并搅拌均匀，聚对苯二甲酸丁二醇酯的浓度为8wt％、硅烷偶联剂kh
‑
570的浓度为0.03wt％的纺丝原液b；
52.s2.纺丝：将纺丝原液a和纺丝原液b采用直接喂入法进行并列复合静电纺丝，接着于85℃下热处理3min，即得所述聚酯复合弹性纤维；
53.其中，静电纺丝的纺丝电压为15kv，纺丝接收距离为15cm，纺丝原液a的纺丝流量为1.0ml/h，纺丝原液a和纺丝原液b的纺丝流量比为1：1。
54.实施例2
55.一种聚酯复合弹性纤维的生产方法，具体步骤如下：
56.s1.纺丝原液准备：
57.s1.1混合溶剂制备：将邻氯苯酚、氯仿和乙醇混合均匀，其中，邻氯苯酚与氯仿的体积比为3：7，邻氯苯酚与乙醇的质量比为1：8，得到混合溶剂；
58.s1.2纺丝原液a制备：将特性粘度为0.7dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，接着向该溶液中加入硅烷偶联剂kh
‑
570，并搅拌均匀，配制成聚对苯二甲酸乙二醇酯的浓度为6wt％、硅烷偶联剂kh
‑
570的浓度为0.02wt％的纺丝原液a；
59.s1.3纺丝原液b制备：将特性粘度为1.05dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，接着向该溶液中加入硅烷偶联剂kh
‑
570，并搅拌均匀，聚对苯二甲酸丁二醇酯的浓度为6wt％、硅烷偶联剂kh
‑
570的浓度为0.02wt％的纺丝原液b；
60.s2.纺丝：将纺丝原液a和纺丝原液b采用直接喂入法进行并列复合静电纺丝，接着于100℃下热处理5min，即得所述聚酯复合弹性纤维；
61.其中；静电纺丝的纺丝电压为12kv，纺丝接收距离为10cm，纺丝原液a的纺丝流量为1.5ml/h，纺丝原液a和纺丝原液b的纺丝流量比为1：1。
62.实施例3
63.一种聚酯复合弹性纤维的生产方法，具体步骤如下：
64.s1.纺丝原液准备：
65.s1.1混合溶剂制备：将邻氯苯酚、氯仿和乙醇混合均匀，其中，邻氯苯酚与氯仿的体积为1：1，邻氯苯酚与乙醇的质量比为1：5，得到混合溶剂；
66.s1.2纺丝原液a制备：将特性粘度为0.55dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，接着向该溶液中加入硅烷偶联剂kh
‑
570，并搅拌均匀，配制成聚对苯二甲酸乙二醇酯的浓度为5wt％、硅烷偶联剂kh
‑
570的浓度为0.05wt％的纺丝原液a；
67.s1.3纺丝原液b制备：将特性粘度为1.65dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，接着向该溶液中加入硅烷偶联剂kh
‑
570，并搅拌均匀，聚对苯二甲酸丁二醇酯的浓度为5wt％、硅烷偶联剂kh
‑
570的浓度为0.05wt％的纺丝原液b；
68.s2.纺丝：将纺丝原液a和纺丝原液b采用直接喂入法进行并列复合静电纺丝，接着于80℃下热处理2min，即得所述聚酯复合弹性纤维；
69.其中，静电纺丝的纺丝电压为10kv，纺丝接收距离为15cm，纺丝原液a的纺丝流量为0.5ml/h，纺丝原液a和纺丝原液b的纺丝流量比为1：1.5。
70.实施例4
71.除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚酯复合弹性纤维：
72.s1.1混合溶剂制备：将邻氯苯酚和氯仿按照体积比3：7混合均匀，得到混合溶剂。
73.实施例5
74.除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚酯复合弹性纤维：
75.s1.2纺丝原液a制备：将特性粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯溶于混合溶剂中，搅拌均匀，配制成聚对苯二甲酸乙二醇酯的浓度为8wt％的纺丝原液a。
76.对比例1
77.除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚酯复合弹性纤维：
78.s1.1混合溶剂制备：将邻氯苯酚和乙醇按照质量比1：10混合均匀，得到混合溶剂。
79.性能检测
80.将实施例1
‑
5及对比例1制得的纤维加工成面料，取50g面料，按照《gb/t06503化学纤维回潮率》中箱内热称法(烘箱温度105℃，烘干时间1h)测定面料在温度为20℃、相对湿度为65％条件下的回潮率，结果如表1所示。
81.表1性能测试结果
82.来源回潮率/％实施例11.42实施例21.39实施例31.36实施例41.13实施例51.29对比例10.76
83.由表1可知，与对比例1相比，实施例1
‑
5的纤维制成的面料的回潮率显著提高。
84.与实施例4和对比例1相比，实施例1的纤维制成的面料的回潮率分别提高了30％和93％左右。
85.与实施例5相比，实施例1的纤维制成的面料的回潮率提高了10％左右。
86.综上，本发明显著提高了聚酯复合弹性纤维的吸湿性能。
87.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。