CN110894622B - 粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合纤维技术领域，特别涉及粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维及其制备工艺。复合纤维由熔点不同的两种及以上不同组分的高聚物通过交叉间隔设置形成横截面为类橘瓣形的纤维，类橘瓣形为不对称形，复合纤维中不同组分的高聚物的熔点差≥30℃，高聚物中最低熔点组分的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:1.05‑1:6。复合纤维的制备工艺：将高聚物干燥；将高聚物切片注入纺丝组件；将熔体从喷丝孔压出，凝固成不对称橘瓣结构的初生丝；经牵伸加弹，制成复合纤维。本发明利用不对称的类橘瓣型结构，使复合纤维的“粘程”可控，通过调整低熔点组分的横截面积比，实现纤维的粘合强度及粘合效果在一定范围内可控，同时还可赋予织物透气性及吸湿性。

Description

粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维及其制备工艺

技术领域

本发明涉及复合纤维技术领域，特别涉及粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维及其制备工艺。

背景技术

随着人们日常生活水平的上升，人们对纺织品的要求越来越高，人们不仅注重纺织品的美观实用性，健康环保等特点，还要求纺织品具备功能性，比如在炎热的夏天，人们更希望自己穿着的衣物具备抗菌透气效果；对于保健人群，人们更希望自己穿着的衣物具备保健功能。于是集功能性与美观实用性于一身的复合纤维应运而生。

复合纤维是多组分纤维中的一种，在同一根纤维截面存在两种或两种以上聚合物的纤维，是在20世界60年代发展起来的一种物理改性纤维。通过复合工艺制造出来的纤维可以兼有几种聚合物的特性。由于化纤生产技术的进步,出现了各种新型纤维原料,使复合材料原料纤维品种增加,出现超细纤维、异形截面纤维、中空纤维、易染纤维等复合材料。

热熔粘合复合纤维是一种加热到原料纤维熔点即可熔化粘结的纤维,它是生产薄型和蓬 松型织物的重要原料。这种纤维虽然成本较高,难于染色,但由于采用热粘合工艺取代了化学粘合剂,因此具有无毒、无污染、能量消耗低、设备投资少、生产速度快等优点,该工艺正被越来越多的工厂所采用。随着低熔点复合纤维的不断开发,为热粘合织造布和织物开辟了许多新的应用领域。热熔粘合复合纤维通常采用皮芯结构，其中芯层为高熔点聚合物,皮层为低熔点聚合物的热熔粘合复合纤维,例如日本的ES纤维及韩国的4080纤维都是以熔点较低的组分为皮层，以熔点较高的组分为芯层的皮芯型纤维。该类纤维制成织物，在皮层和芯层熔点之间的温度下进行热风或热辊压合，使皮层组分融化，复合纤维之间相接触的部位发生热熔粘合。是因为该纤维对于织物来说,经加工后仍可保持纤维形状,仅在纤维的交叉点进行有效的熔融粘合, 就可获得柔软、蓬松、渗透性好、撕裂强度高的织物,特别是在薄型织物的成型、固着工艺中,更显示出此类纤维的优越性。

可以说，目前橘瓣形复合纤维多为均匀对称结构结构，主要是为了制备***型超细纤维而开发的复合纤维，即使采用不对称橘瓣状结构，如专利201710456160，也只是为了获得更好地弹性和过滤性能。而不是为精确控制粘结强度而开发的橘瓣形复合纤维。现有的具有皮芯特点低熔点粘结纤维在热熔粘合时，对粘合温度，粘合时间的求较高，且难以精准强度，如果温度略低，粘合时间略短，则低熔点组分融化程度小，粘合强度就很低；如果温度略高，粘合时间略长，低熔点组分则完全融化成熔融状液体，与高熔点的芯层骨架脱离。以均匀对称的橘瓣形结构来制备低熔点复合纤维，同样无法实现粘合效果及粘合牢固度的精确连续可控。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，通过开发专门的橘瓣结构复合纤维，以实现在赋予织物透气性的同时，增加粘结用复合纤维的“粘程”，即通过调节热熔温度和热熔时间来实现对粘结强度及粘结效果在一定范围内连续可控。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，所述复合纤维由熔点不同的两种及以上不同组分的高聚物通过交叉间隔设置形成横截面为类橘瓣形的纤维，所述类橘瓣形为由不同橘瓣组成的不对称形，所述复合纤维中不同组分的高聚物的熔点差≥30℃，所述高聚物中最低熔点组分的橘瓣面积大小具有一定的差异，其中最小值与最大值之比为1:1.05-1:6。

进一步的，所述高聚物包括聚丙烯（PP），聚乙烯（PE），聚酰胺（PA），聚酯（PET），共聚酯（COPET），共聚酯胺（COPA）中的一种或几种。

进一步的，所述复合纤维横截面的橘瓣数为4+2n，n为≥0的整数。

进一步的，所述橘瓣的间隔处设有由最高熔点组分的高聚物制成的用于将相邻橘瓣分隔的骨架。

进一步的，所述复合纤维的单丝纤度为0.8D-100D。

进一步的，最低熔点组分高聚物的横截面积比的实现可以通过各组分的汇聚中心与纤维中心的偏心来实现。偏心比，即偏心距与纤维直径的比可以控制在1/20-1/2。

本发明还包括粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将不同组分的高聚物切片进行干燥；

（2）利用螺杆挤出机将不同组分的高聚物切片挤出后，分别注入同一个纺丝组件中；

（3）纺丝：将熔体从喷丝孔压出，凝固成不对称橘瓣结构的复合纤维初生丝；

（4）将制成的复合纤维初生丝进行牵伸和加弹，制成热熔性复合纤维。

进一步的，所述步骤（2）中的纺丝组件为不对称橘瓣结构，所述纺丝组件中放置最低熔点组分高聚物的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:1.05-1:6，所述橘瓣结构的橘瓣数为4+2n，n为≥0的整数。

进一步的，所述纺丝组件的橘瓣间隔处设有用于将相邻橘瓣分隔的骨架。

本发明粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维及其制备工艺的有益效果是：

通过设置低熔点橘瓣形组分面积差异，可将复合纤维分成若干个大小不同的橘瓣形低熔点组分，当对织物进行热处理时，当加热至低熔点组分的熔点温度时，低熔点组分开始逐步融化成液态，并且随着温度的升高，低熔点组分的流动性越强，并实施粘结，释放的低熔点组分越多，纤维之间相互粘结越充分，则粘合力越强，而高熔点组分因尚未达到熔点温度，因此会维持固态不变，使高熔点组分的骨架具有足够的支撑强力。因为低熔点组分与高熔点组分呈间隔设置，因此液态的低熔点组分会夹在两个固态的高熔点组分之间，因表面张力的作用，不会随意释放。在其他条件一定的情况下，橘瓣的面积越小，液态的低熔点组分释放越困难，橘瓣的面积越大，液态的低熔点组分越容易释放。不同橘瓣的面积相差越大，液态低熔点组分的梯度释放时间越长，“粘程”越长；不同橘瓣的面积相差越小，液态低熔点组分的梯度释放时间越短，“粘程”越短，因此根据不同高聚物的熔点及特性调整低熔点组分面积差异比的大小，来控制低熔点组分的释放量及梯度释放时间，进而使织物的粘合强度及粘合效果在一定范围内可控。低熔点组分融化并释放后，在原来的位置可形成吸湿构槽，增加织物的吸湿性。

本发明利用不对称的类橘瓣型结构，使复合纤维的“粘程”可控，通过调整低熔点组分的横截面积比，实现纤维的粘合强度及粘合效果在一定范围内可控，同时还可赋予织物透气性及吸湿性。

附图说明

图1为本发明实施例1中的复合纤维的横截面形状示意图；

图2为本发明实施例2中的复合纤维的横截面形状示意图；

图3为本发明实施例3中的复合纤维的横截面形状示意图；

图4为本发明实施例1中的复合纤维热熔后的横截面形状示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

实施例1：

如图1所示，粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，复合纤维由熔点为175℃的高熔点高聚物2聚丙烯（PP）和熔点为130℃的低熔点高聚物1聚乙烯（PE）交叉间隔设置，形成的横截面由6个大小不同的橘瓣组成的不对称橘瓣结构的热熔性纤维。每个橘瓣为一种高聚物，6个橘瓣共同组成圆形结构，所述复合纤维的横截面内偏心距与复合纤维直径的比值为偏心比，复合纤维横截面的偏心比为1/20，纤度为0.8D，聚乙烯（PE）的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:1.05。

本发明还包括粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将聚丙烯（PP）切片和聚乙烯（PE）切片进行干燥；

（2）利用螺杆挤出机分别将步骤（1）中的两种高聚物切片挤出后，分别注入同一个纺丝组件中，纺丝组件为不对称橘瓣结构，偏心比1/20，橘瓣结构的橘瓣数为6个；

（3）纺丝：将熔体从喷丝孔压出，凝固成不对称橘瓣结构的复合纤维初生丝；

（4）将制成的复合纤维初生丝进行牵伸和加弹，制成热熔性复合纤维。

实施例2：

如图2所示，粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，复合纤维由熔点为160℃的低熔点高聚物1聚酰胺（PA）和熔点为265℃的高熔点高聚物2共聚酯胺（COPA）交叉间隔设置，形成的横截面由4个大小不同的橘瓣与十字形骨架相拼接组成的圆形结构。其中所有的橘瓣为聚酰胺（PA），十字形骨架为共聚酯胺（COPA），所述复合纤维的横截面内偏心距与复合纤维直径的比值为偏心比，复合纤维横截面的偏心比为1/2，纤度为100D，聚酰胺（PA）的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:6。

本发明还包括粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将聚酰胺（PA）切片和共聚酯胺（COPA）切片进行干燥；

（2）利用螺杆挤出机分别将步骤（1）中的两种高聚物切片挤出后，分别注入同一个纺丝组件中，纺丝组件为不对称橘瓣结构，偏心比1/2，橘瓣结构的橘瓣数为4个，所有橘瓣的间隔处设有十字形骨架；

（3）纺丝：将熔体从喷丝孔压出，凝固成不对称橘瓣结构的复合纤维初生丝；

（4）将制成的复合纤维初生丝进行牵伸和加弹，制成热熔性复合纤维。

实施例3：

如图3所示，粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，复合纤维由熔点为285℃的高熔点高聚物2聚酯（PET）和熔点为160℃的低熔点高聚物1共聚酯（COPET）交叉间隔设置，形成的横截面由8个大小不同的橘瓣组成的不对称橘瓣结构的热熔性纤维。每个橘瓣为一种高聚物，8个橘瓣共同组成圆形结构，复合纤维的横截面内偏心距与复合纤维直径的比值为偏心比，复合纤维横截面的偏心比为1/10，纤度为50D，共聚酯（COPET）的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:3。

本发明还包括粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将聚酯（PET）切片和共聚酯（COPET）切片进行干燥；

（2）利用螺杆挤出机分别将步骤（1）中的两种高聚物切片挤出后，分别注入同一个纺丝组件中，纺丝组件为不对称橘瓣结构，偏心比1/10，橘瓣结构的橘瓣数为8个；

（3）纺丝：将熔体从喷丝孔压出，凝固成不对称橘瓣结构的复合纤维初生丝；

（4）将制成的复合纤维初生丝进行牵伸和加弹，制成热熔性复合纤维。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，所述复合纤维由熔点不同的两种及以上不同组分的高聚物通过交叉间隔设置形成横截面为类橘瓣形的纤维，其特征在于：所述类橘瓣形为由不同橘瓣组成的不对称形，所述复合纤维中不同组分的高聚物的熔点差≥30℃，所述高聚物中最低熔点组分的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:1.05-1:6；所述复合纤维的横截面内偏心距与复合纤维直径的比值设为偏心比，所述偏心比为1/20-1/2。

2.根据权利要求1所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，其特征是：所述高聚物包括聚丙烯（PP），聚乙烯（PE），聚酰胺（PA），聚酯（PET），共聚酯（COPET），共聚酯胺（COPA）中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，其特征是：所述复合纤维横截面的橘瓣数为4+2n，n为≥0的整数。

4.根据权利要求1所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，其特征是：所述橘瓣的间隔处设有由最高熔点组分的高聚物制成的用于将相邻橘瓣分隔的骨架。

5.根据权利要求1所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维，其特征是：所述复合纤维的单丝纤度为0.8D-100D。

6.制备权利要求1-5任一项所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将不同组分的高聚物切片进行干燥；

（2）利用螺杆挤出机将不同组分的高聚物切片挤出后，分别注入同一个纺丝组件中；

（3）纺丝：将熔体从喷丝孔压出，凝固成不对称橘瓣结构的复合纤维初生丝；

（4）将制成的复合纤维初生丝进行牵伸和加弹，制成热熔性复合纤维；

所述步骤（2）中的纺丝组件为不对称橘瓣结构，所述纺丝组件中放置最低熔点组分高聚物的橘瓣面积最小值与最大值之比为1:1.05-1:6。

7.根据权利要求6所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的制备工艺，其特征是：所述橘瓣结构的橘瓣数为4+2n，n为≥0的整数。

8.根据权利要求7所述的粘结强度可控的类橘瓣形结构复合纤维的制备工艺，其特征是：所述纺丝组件的橘瓣间隔处设有用于将相邻橘瓣分隔的骨架。

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