有色聚酯同心皮芯复合纤维及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种有色聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)同心皮芯型复合纤维，皮层成分包括重量比为5-15∶95-85的有色母粒和PEN，且有色母粒包括重量比为25-35∶75-65的有色粉体与PEN；以及芯层成分包括PET。其中的皮层组分与芯层组分的重量比为15-25∶85-75。克服了聚酯(PEN)成纤难和不易染色之缺点，并使该纤维保持聚酯(PEN)纤维独特的化学稳定性、气体阻隔性、阻燃性和耐热性等特性。本发明专利技术把聚酯(PET)的经济性与聚酯(PEN)纤维的优良特性有机结合起来，大幅度降低了聚酯(PEN)的使用成本，将扩大聚酯(PEN)在纤维领域的应用，同时又能进一步拓展聚酯(PET)纤维在工业领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
有色聚酯同心皮芯复合纤维及其制造方法
本专利技术涉及一种复合纤维及其制备方法，特别是涉及一种有色聚酯PEN/PET同心皮芯纤维及其制造方法。
技术介绍
聚酯(PET)纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的简称，它是目前合成纤维中生产量最大、应用领域最为广泛的纤维。但随着其在工业领域应用的进一步拓展，人们对其特性提出了更新的要求，要求聚酯(PET)纤维既要阻燃更要耐热，特别是纤维能够在150-160℃高温环境中长期使用而不脆化。由于现有的普通聚酯(PET)纤维不阻燃，且纤维只能在不超过120℃的环境中长期使用，故限制了其在工业领域的进一步应用。为此，人们通过对聚酯(PET)共聚或共混阻燃改性的方法解决了普通聚酯(PET)纤维不阻燃的问题，但在提高纤维耐高温方面始终没有取得进展。聚酯(PEN)是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的简称，它与聚酯(PET)属于同系物，因聚酯(PEN)分子链中引入了刚性更大的萘环代替了聚酯(PET)中的苯环，使聚酯(PEN)比聚酯(PET)具有更高的物理机械性能、化学稳定性、气体阻隔性能、抗紫外线、阻燃性和耐热性等特性，特别是聚酯(PEN)纤维不仅阻燃而且能够在160℃高温环境中长期使用而不脆化。目前，因聚酯(PEN)切片的价格远高于聚酯(PET)，且聚酯(PEN)成纤难，染色性差，故限制了聚酯(PEN)在纤维领域的扩大应用。若能攻克聚酯(PEN)成纤难，染色性差的问题，找到一种把聚酯(PET)的经济性与聚酯(PEN)纤维的优良特性有机结合起来的制造方法，无疑将大幅度降低聚酯(PEN)的使用成本，扩大聚酯(PEN)在纤维领域的应用，同时又能进一步拓展聚酯(PET)纤维在工业领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以聚酯(PET)为芯层，有色聚酯(PEN)为皮层的同心皮芯型复合纤维，以克服聚酯(PEN)成纤难和不易染色之缺点，并使该纤维保持聚酯(PEN)纤维独特的化学稳定性、气体阻隔性、阻燃性和耐热性等特性。本专利技术的第一方面是一种有色聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)同心皮芯型复合纤维，其中：皮层成分包括重量比为5-15∶95-85的有色母粒和PEN，且有色母粒包括重量比为25-35∶75-65的有色粉体与PEN；以及芯层成分包括PET。其中的皮层组分与芯层组分的重量比为15-25∶85-75。本专利技术还提供一种制备有色聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)同心皮芯型复合纤维的方法，包括：(1)将PEN与有色粉体按重量比25-35∶75-65共混成粉体混合物，再经螺杆挤压熔融后制成有色母粒；(2)将所得色母粒和PEN按重量比5-15∶95-85共混作为皮层成分；(3)提供PET切片作为芯层成分；以及(4)以同心皮芯型复合纤维纺丝工艺，对重量比为15-25∶85-75皮层成分和芯层成分进行纺丝。本专利技术的优选实施方法中，制成有色母粒所用PEN为纳米级粉体，有色粉体为耐190℃高温的有色粉体。本专利技术的优选实施方法中，步骤(2)中所用PEN在共混前经185-210℃预结晶。本专利技术的优选实施方法中，所述纺丝工艺包括前纺和后纺二段，前纺过程包括：皮层和芯层成分的熔体经同心皮芯喷丝板孔汇合后从喷丝孔喷出，经冷却得到同心皮芯型初生纤维。后纺过程包括：同心皮芯型初生纤维的集束、牵伸、紧张热定型、松弛热定型。本专利技术的优选实施方法中，前纺过程中皮层成分熔体温度为302℃～318℃，芯层成分熔体温度为280℃～300℃，纺丝速度为650～1000m/min。本专利技术的优选实施方法中，后纺过程中所述牵伸包括油浴温度为80～85℃的一级牵伸和，140-160℃过热蒸汽二级牵伸，牵伸总倍数3.30～4.10倍；紧张热定型时，辊加热温度为180～185℃；松弛热定型温度为105-120℃，牵伸速度不高于150m/min。本专利技术还提供一种根据上述方法得到的有色聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)同心皮芯型复合纤维。本专利技术的同心皮芯型复合纤维，其名义线密度为2.0-7.0。本专利技术的同心皮芯型复合纤维，其190℃/30min熨烫沾色牢度达到4.5级。有益效果(1)本专利技术制成的有色聚酯PEN/PET同心皮芯型纤维，由于以有色聚酯(PEN)作为皮层成分，聚酯(PET)作为芯层成分，既解决了聚酯(PEN)成纤难和纤维不易染色之缺点，同时又使纤维保持了聚酯(PEN)纤维所独有的化学稳定性、气体阻隔性、阻燃性和耐热性等多种特性。(2)本专利技术把聚酯(PET)的经济性与聚酯(PEN)纤维的优良特性有机结合起来，大幅度降低了聚酯(PEN)的使用成本，将扩大聚酯(PEN)在纤维领域的应用，同时又能进一步拓展聚酯(PET)纤维在工业领域，特别是在150～160℃高温环境中的长期稳定使用。本专利技术市场应用前景广阔。具体实施方式为提供本专利技术的有色聚酯PEN/PET同心皮芯型复合纤维，首先需要制备以聚酯(PEN)为载体的耐高温有色母粒及复合纤维的皮层成分和芯层成分。将聚酯(PEN)切片，选择耐190℃高温的有色粉体与聚酯(PEN)切片(或粉体)按重量比25-35∶75-65共混制成粉体混合物，再经螺杆挤压高温熔融、铸带、水冷却、切粒和干燥后制成适用于本专利技术复合纤维生产的有色母粒。所用聚酯(PEN)可研磨成100～250纳米的粉体。一般地，本专利技术所用有色粉体就是炭黑、黄、红、蓝颜料或由这些颜色复合的颜料。有色粉体的粒径没有特别限制，也可以是100～250纳米。要求有色粉体耐190℃高温，是基于最终制品的熨烫色牢度要求，要求用纯涤纶本色布做熨烫色牢度试验时，沾色牢度不低于4级。将上述所得色母粒和聚酯(PEN)切片共混物用以形成同心皮芯结构中的皮层成份，混合的重量比为色母粒∶聚酯(PEN)切片＝5-15∶95-85。可采用185-210℃高温沸腾床预结晶方式先对聚酯(PEN)切片预结晶，再将经过预结晶的聚酯(PEN)切片和耐190℃高温的有色母粒共混干燥，作为皮层材料。复合纤维的芯层成份来自聚酯(PET)切片。皮层和芯层的两种成分的重量百分比为皮层∶芯层＝15-25∶85-75。然后，需要将上述皮、芯组分经皮芯复合生产工艺制成有色聚酯PEN/PET同心皮芯型复合纤维。有色聚酯PEN/PET同心皮芯型复合纤维的纺丝工艺流程分前纺和后纺二段。前纺：将皮和芯组分经各自系统干燥后，经各自的螺杆熔融挤出，并经各自管路、计量泵进入同一组件(为由多块分配板、过滤网、喷丝板、头套等组装在一起的喷丝组件)，再经各自流道、过滤系统，然后皮和芯组分熔体经同心皮芯喷丝板孔汇合后从喷丝孔喷出，经气流强制冷却、卷绕、落桶得到有色聚酯PEN/PET同心皮芯型初生纤维。在前纺过程中，聚酯(PEN)切片先经过185-210℃沸腾床预结晶，再将有色母粒与经过预结晶的聚酯(PEN)切片共混干燥，其中有色母粒占重量百分比5％～15％。皮层和芯层的重量百分比为皮层∶芯层＝15-25∶85-75。皮组分熔体温度为302℃～318℃，以305℃～315℃为佳，芯组分熔体温度为280℃～300℃，以284℃～297℃为佳。纺丝速度为650～1000m/min。后纺：将有色聚酯PEN/PET同心皮芯型初生纤维经集束、牵伸、紧张本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有色聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)同心皮芯型复合纤维，其中：皮层成分包括重量比为5‑15∶95‑85的有色母粒和PEN，且有色母粒包括重量比为25‑35∶75‑65的有色粉体与PEN；以及芯层成分包括PET，其中，皮层组分与芯层组分的重量比为15‑25∶85‑75。

【技术特征摘要】
1.一种制备有色聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)同心皮芯型复合纤维的方法，包括：(1)将PEN与有色粉体按重量比25-35∶75-65共混成粉体混合物，再经螺杆挤压熔融后制成有色母粒；(2)将所得色母粒和PEN按重量比5-15∶95-85共混作为皮层成分；(3)提供PET切片作为芯层成分；以及(4)以同心皮芯型复合纤维纺丝工艺，对重量比为15-25∶85-75皮层成分和芯层成分进行纺丝；其中制成有色母粒所用PEN为纳米级粉体，有色粉体为耐190℃高温的有色粉体；其中步骤(2)中，所用PEN在共混前经185-210℃预结晶。2.如权利要求1所述的方法，所述纺丝工艺包括前纺和后纺二段，前纺过程包括：皮层和芯层成分的熔体经同心皮芯喷丝板孔汇合后从喷丝孔喷出，经冷却得到同心皮芯型初...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆正辉，陈辉华，邱杰峰，陆育明，杨卫忠，冯忠耀，沈飞，
申请(专利权)人：上海德福伦化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31