一种异组分复合丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种异组分复合丝及其制备方法，将PET熔体和PBT熔体经计量、复合喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得异组分复合丝，复合喷丝板上同时设有两种不同的喷丝孔A和B，喷丝孔A与B的微孔长度比值等于喷丝孔A与B的当量直径之比与系数K以及流经喷丝孔B与A的材料的稠度系数之比的乘积，当量直径为喷丝孔的横截面积与横截面周长的比值，系数K为0.97～1.03，复合喷丝板挤出是指PET和PBT熔体分别从喷丝孔A和B中挤出，或者是指分别从从喷丝孔B和A中挤出。最终制得的异组分复合丝中同时含有PET单丝和PBT单丝。本发明专利技术方法简单合理，制得的复合丝兼具PET纤维和PBT纤维的优点，综合性能优良。

【技术实现步骤摘要】
一种异组分复合丝及其制备方法
本专利技术属于纤维制备领域，涉及一种异组分复合丝及其制备方法。
技术介绍
随着现代纺织技术的发展和人们生活水平不断提高，人们对服用、装饰和工业用纺织品所采用的化学纤维的产量、性能和质量提出更高的要求，因此，近年来，研究人员致力于化学纤维的新品种的研究开发，以满足人们对具有高附加值的纤维的市场需求。目前消费市场出现了对高感性化、高功能化纺织品的需求，为了迎合这些需求，必须对传统的纤维制造进行变革，开发出高功能纤维、高感性纤维、智能纤维以及可降解纤维等，以提高纺织品的科技含量以及人们的生活质量。异组分复合丝的开发则是实现纤维高感性化、高功能化的一个重要手段。国内外异组分复合丝生产技术在短纤维和长纤维的生产中发展较快，主要应用于生产卫生领域所用的热黏合非织造布，其产品具有良好的蓬松性、卷曲性及柔软性。异组分复合丝是几种不同的聚合物熔体经喷丝板挤出纺制而成的化学纤维，将几种聚合物的熔体经同板异形喷丝板共同挤出纺制而成的复合丝能够综合几种纤维的优点，从而制得综合性能优良的复合丝。然而，异组分复合丝的生产却存在较大的困难，由于纺丝的聚合物熔体为非牛顿流体，是黏弹性流体，其在喷丝孔中作黏性流动的同时，将发生弹性形变，形成一定的压力，因此，聚合物熔体出喷丝孔后会产生一定的压力降，喷丝孔的形状、大小、长度以及相互之间的关系对其压力降都会产生很大的影响，现有的研究一般只考虑到喷丝孔的形状相同或横截面面积相等，而形状、大小和长度相互之间的影响却没有涉及，这样就会造成聚合物熔体从同一喷丝板的不同形状的喷丝孔流出时的压力降不一致，使得组分不同的纤维之间的挤出速度出现差异，因此制得的复合丝都会出现纤度不匀、强度不匀和染色不匀等现象，影响纤维纺丝加工的顺利进行。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET纤维或聚酯纤维)纤维自问世以来，由于具有断裂强度高、弹性模量高、回弹性适中、热定型优异、耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能，被广泛应用于服装和家纺等领域。然而单独的聚酯纤维仍不能满足消费者的需求，需要进一步地将聚酯纤维与其他纤维复合，因此如何克服异组分复合丝生产加工存在的困难实现聚酯纤维与其他纤维复合制备异组分复合丝成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的异组分复合丝生产加工困难的问题，即熔体利用同板异形的喷丝板纺丝成型，不同熔体经过喷丝孔挤出成形时，由于不同熔体通过喷丝孔产生的压力降不一致，因而组分不同的纤维之间挤出速度出现差异，导致最终制得的纤维会出现纤维不均、强度不匀和染色不匀等现象，影响纺丝加工的顺利进行，提供一种同时含PET单丝和PBT单丝的复合丝及其制备方法。本专利技术通过利用其上设置有两种特殊形状的喷丝孔且两种喷丝孔的微孔长度、横截面面积和横截面周长的尺寸以及流经两种喷丝孔的材料稠度系数具有一定的联系的复合喷丝板，保证了纺丝顺利稳定的进行，从同一喷丝板挤出的一束复合丝中同时含有PET单丝和PBT单丝，其综合了PET和PBT的优点，具有优异的性能。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种异组分复合丝，其特征是：同一喷丝板挤出的一束异组分复合丝中同时含有PET单丝和PBT单丝。作为优选的技术方案：如上所述的一种异组分复合丝，所述PET单丝的纤度为0.2～0.5dtex，所述PBT单丝的纤度为0.2～0.5dtex。如上所述的一种异组分复合丝，所述异组分复合丝的纤度为150～300dtex，初始模量≤60cN/dtex，断裂强度≥3.3cN/dtex，断裂伸长率为40.0±3.0％，线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％，沸水收缩率为7.5±0.5％，含油率为0.90±0.20％。本专利技术还提供制备如上所述的一种异组分复合丝的方法，将PET熔体和PBT熔体经计量、复合喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得异组分复合丝；所述复合喷丝板上同时设有两种不同的喷丝孔A和喷丝孔B；所述喷丝孔A与喷丝孔B的微孔长度比值等于喷丝孔A与喷丝孔B的当量直径之比与系数K以及流经喷丝孔B的材料与流经喷丝孔A的材料的稠度系数之比的乘积；所述当量直径为喷丝孔的横截面积与横截面周长的比值，所述系数K的取值范围为0.97～1.03；所述复合喷丝板挤出是指PET熔体从喷丝孔A挤出，PBT熔体从喷丝孔B挤出，或者是指PET熔体从喷丝孔B挤出，PBT熔体从喷丝孔A挤出。作为优选的技术方案：如上所述的方法，所述喷丝孔A或喷丝孔B的微孔长度为0.30～2.08mm，所述喷丝孔A或喷丝孔B的当量直径为0.15～0.52mm。如上所述的方法，所述喷丝孔A或喷丝孔B各自独立地选自于双十字形、圆形、三角形、一字形、王字形、十字形、中空形、五叶形和三叶形喷丝孔。如上所述的方法，所有的喷丝孔在喷丝板上同心圆排列，所有的喷丝孔的圆心或外接圆圆心位于同心圆上，所述同心圆为等间距同心圆，同一圆环上的喷丝孔等间距排列。如上所述的方法，其特征在于，同一圆环上的喷丝孔都为喷丝孔A或喷丝孔B，相邻两个圆环上的喷丝孔的形状不相同；或者，同一圆环上同时含有喷丝孔A和喷丝孔B，同一圆环上喷丝孔A与喷丝孔B的数量比或喷丝孔B与喷丝孔A的数量比为1～3:1～3。如上所述的方法，其特征在于，所述异组分复合丝的纺丝工艺参数如下：PET纺丝温度：280～290℃；PBT纺丝温度：265～275℃；冷却温度：20～25℃；网络压力：0.20～0.30MPa；一辊速度：2200～2600m/min一辊温度：75～85℃；二辊速度：4200～4500m/min；二辊温度：135～165℃；卷绕的速度：4110～4520m/min。专利技术机理：聚合物熔体为非牛顿流体，是黏弹性流体，其在喷丝孔中作黏性流动的同时，将发生弹性形变，而弹性形变的存在是纺丝不稳定的关键因素之一。喷丝孔的微孔长度与横截面的周长和喷丝孔的横截面面积等对熔体内弹性能的贮存及松弛程度有很大影响，本专利技术通过设置同一喷丝板上两种喷丝孔的微孔长度、横截面面积和横截面周长并将两种喷丝孔的尺寸以及流经两种喷丝孔的材料稠度系数建立一定的联系，实现了熔体弹性能的松弛，使得其在经过不同喷丝孔的过程中的压力降相同，减小了熔体在出口处的压力降和膨化，从而保证了熔体纺丝顺利稳定地进行。熔体经过喷丝板的喷丝孔时，熔体压力降的计算公式如下所示：式中，ΔP为熔体的压强降，S内为喷丝孔内壁面积，其值等于喷丝孔的微孔长度与喷丝孔的横截面周长的乘积，S截为喷丝孔的横截面面积，其中τ＝λ·γ，λ为材料的稠度系数，γ为剪切速率。对于经过同一喷丝板上不同的喷丝孔A和喷丝孔B的两种聚合物熔体，要使熔体从不同喷丝孔中挤出的速度一致或相差较小，必须保证其在经过不同喷丝孔的过程中的压力降相同或相差在一定范围内，即ΔPA＝KΔPB，其中系数K＝0.97～1.03，因此，可推导出不同喷丝孔的微孔长度与其喷丝孔横截面的周长、喷丝孔横截面面积以及流经两种喷丝孔的材料稠度系数的关系，即：式中，D为喷丝孔的微孔长度，S为喷丝孔的横截面面积，L为喷丝孔的横截面的周长，λA为流经喷丝孔A的材料的稠度系数，λB为流经喷丝孔B的材料的稠度系数。本专利技术通过利用其上设置有两种特殊形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异组分复合丝，其特征是：同一喷丝板挤出的一束异组分复合丝中同时含有PET单丝和PBT单丝。

【技术特征摘要】
1.一种异组分复合丝，其特征是：同一喷丝板挤出的一束异组分复合丝中同时含有PET单丝和PBT单丝。2.根据权利要求1所述的一种异组分复合丝，其特征在于，所述PET单丝的纤度为0.2～0.5dtex，所述PBT单丝的纤度为0.2～0.5dtex。3.根据权利要求1或2所述的一种异组分复合丝，其特征在于，所述异组分复合丝的纤度为150～300dtex，初始模量≤60cN/dtex，断裂强度≥3.3cN/dtex，断裂伸长率为40.0±3.0％，线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％，沸水收缩率为7.5±0.5％，含油率为0.90±0.20％。4.制备如权利要求1～3任一项所述的一种异组分复合丝的方法，其特征是：将PET熔体和PBT熔体经计量、复合喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得异组分复合丝；所述复合喷丝板上同时设有两种不同的喷丝孔A和喷丝孔B；所述喷丝孔A与喷丝孔B的微孔长度比值等于喷丝孔A与喷丝孔B的当量直径之比与系数K以及流经喷丝孔B的材料与流经喷丝孔A的材料的稠度系数之比的乘积；所述当量直径为喷丝孔的横截面积与横截面周长的比值，所述系数K的取值范围为0.97～1.03；所述复合喷丝板挤出是指PET熔体从喷丝孔A挤出，PBT熔体从喷丝孔B挤出，或者是指PET熔体从喷丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王山水，陈瑞，金管范，王相明，张元华，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32