双组分聚酯纤维的制备方法

技术领域

本发明属于纺织面料领域，尤其涉及一种双组分聚酯纤维的制备方法。

背景技术

聚酯纤维是目前市场上使用最为广泛的合成纤维。聚酯纤维的生产工艺主要是熔体 PET—切片—挤压机—纺丝箱—组件—丝束冷却—牵伸卷绕装置，但是现有聚酯纤维的纺丝工艺还存在一些问题，主要在于无法有效做到对聚酯切片的含水量的控制和熔融纺丝的温度的精确处理，导致现有聚酯纤维稳定性不佳，弹性不强，导致制备的聚酯纤维材料力学性能较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种双组分聚酯纤维的制备方法，通过该制备方法制备的聚酯纤维，由于其含水量较低、优化了纺丝温度和改善牵引辊移动速率，使制备的聚酯纤维稳定性好，弹性好，力学性能优异。

根据本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：S1、将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒低温干燥处理并切片，收集得干燥高黏黏度切片和干燥PET聚酯切片；S2、将收集的干燥高黏黏度切片和干燥PET聚酯切片置于纺丝装置中，熔融处理并控制纺丝温度；S3、对纺丝纤维进行牵引加热处理，热辊牵引纺丝处理得纺丝纤维；S4、收集纺丝纤维并置于网帘表面，经高速风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

根据本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法，通过低温长时间干燥，使得切片含水率更低，利于纺丝过程温度控制，产品质量控制，同时根据熔体温度和熔体黏度之间的关系，调节纺丝工艺获得匹配的纺丝条件，同时优化拉伸倍率和改善拉伸速率，改善牵引过程中，大分子在拉伸张力作用下取向时间缩短，来不及充分取向，致使丝条强度下降，伸长增长的现象，再通过高速风冷降温处理纺丝纤维，使聚酯纤维迅速降温，减少传统网帘上高温无张力状态下发生的溶体内部大分子解伸直、解取向和解结晶运动，使制备的聚酯纤维稳定性好，弹性好，力学性能优异。

根据本发明的一个实施例，所述的高速风冷降温处理具体步骤为：收集纺丝纤维并置于接收网帘上，控制网帘四周风孔处风速为5m/s～8m/s，网帘四周风孔处出风温度为0℃～5℃，风冷降温处理。

根据本发明的一个实施例，所述的纺丝具体步骤为：S1’、将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于100℃～110℃下保温预处理2h～3h后切片处理，再程序升温并低温保温干燥7h～8h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯；S2’、将收集的干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯切片处理并分别置于纺丝装置中，分别调节两种聚酯切片的纺丝温度；S3’、对纺丝纤维进行牵引加热处理，采用三对热辊控制，控制 GR1为牵伸辊，GR2为一次热定型辊，GR3为再次热定型辊，牵引纺丝处理得纺丝纤维；S4’、收集纺丝纤维并置于网帘表面，经高速风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

根据本发明一个实施例，所述低温干燥温度为120℃～130℃。

根据本发明一个实施例，所述的纺丝温度为：控制干燥高黏黏度切片纺丝温度为282℃～285℃，干燥PET聚酯切片纺丝温度控制在280℃～282℃。

根据本发明一个实施例，所述的热辊牵引纺丝处理为：控制GR1牵伸辊速度为2000m/s～2400m/s，GR2一次热定型辊速度为3500m/s～3700m/s，GR3再次热定型辊速度为3900m/s～4000m/s。

根据本发明一个实施例，所述的热辊牵引拉伸倍率为2.8～3.0。

根据本发明一个实施例，所述的风孔孔径为5mm～8mm。

根据本发明一个实施例，所述的程序升温步骤为：按0.5℃/min，对高黏度聚酯切片与PET聚酯切片进行程序升温至120℃～130℃。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面具体描述根据本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法。

根据本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法，纺丝步骤为：S1、将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒低温干燥处理并切片，收集得干燥高黏黏度切片和干燥PET聚酯切片；S2、将收集的干燥高黏黏度切片和干燥PET聚酯切片置于纺丝装置中，熔融处理并控制纺丝温度；S3、对纺丝纤维进行牵引加热处理，热辊牵引纺丝处理得纺丝纤维； S4、收集纺丝纤维并置于网帘表面，经高速风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

由此，根据本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法，通过低温长时间干燥，使得切片含水率更低，利于纺丝过程温度控制，产品质量控制，同时根据熔体温度和熔体黏度之间的关系，调节纺丝工艺获得匹配的纺丝条件，同时优化拉伸倍率和改善拉伸速率，改善牵引过程中，大分子在拉伸张力作用下取向时间缩短，来不及充分取向，致使丝条强度下降，伸长增长的现象，再通过高速风冷降温处理纺丝纤维，使聚酯纤维迅速降温，减少传统网帘上高温无张力状态下发生的溶体内部大分子解伸直、解取向和解结晶运动，使制备的聚酯纤维稳定性好，弹性好，力学性能优异。

根据本发明的一个实施例，所述的所述的纺丝具体步骤为：S1’、将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于100℃～110℃下保温预处理2h～3h后切片处理，再程序升温并低温保温干燥7h～8h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯；S2’、将收集的干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯切片处理并分别置于纺丝装置中，分别调节两种聚酯切片的纺丝温度；S3’、对纺丝纤维进行牵引加热处理，采用三对热辊控制，控制GR1为牵伸辊，GR2为一次热定型辊，GR3为再次热定型辊，牵引纺丝处理得纺丝纤维；S4’、收集纺丝纤维并置于网帘表面，经高速风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

在本发明的一些具体实施方式中，所述低温干燥温度为120℃～130℃。

可选地，所述的控制干燥高黏黏度切片纺丝温度为282℃～285℃，干燥PET聚酯切片纺丝温度控制在280℃～282℃。

进一步地，所述的热辊牵引纺丝处理为：控制GR1牵伸辊速度为2000m/s～2400m/s， GR2一次热定型辊速度为3500m/s～3700m/s，GR3再次热定型辊速度为3900m/s～4000m/s。

优选地，所述的热辊牵引拉伸倍率为2.8～3.0。

在本发明的一些具体实施方式中，所述的风孔孔径为5mm～8mm。

根据本发明的一个实施例，所述的程序升温步骤为：按0.5℃/min，对高黏度聚酯切片与PET聚酯切片进行程序升温至120℃～130℃。

由此，根据本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法，通过将高黏度聚酯颗粒与PET 聚酯颗粒低温干燥处理并切片，收集得干燥高黏黏度切片和干燥PET聚酯切片，再将收集的干燥高黏黏度切片和干燥PET聚酯切片置于纺丝装置中，熔融处理并控制纺丝温度，同时对纺丝纤维进行牵引加热处理，热辊牵引纺丝处理得纺丝纤维，最终收集纺丝纤维并置于网帘表面，经高速风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，制备得双组份聚酯纤维，这样的制备步骤主要是先通过低温干燥处理，由于切片中的水分在高温下汽化易形成气泡丝，造成纺丝断头或毛丝，并且含水高的切片容易产生环结阻料，所以本发明技术方案采用长时间低温干燥处理，使得切片含水率更低，利于纺丝过程温度控制，产品质量控制，随后，本发明技术方案根据熔体温度和熔体黏度之间的关系，调节纺丝工艺获得匹配的纺丝条件，同时优化拉伸倍率和改善拉伸速率，改善牵引过程中，大分子在拉伸张力作用下取向时间缩短，来不及充分取向，致使丝条强度下降，伸长增长的现象本发明技术方案，进一步的，本发明技术方案通过高速风冷降温处理纺丝纤维，使聚酯纤维迅速降温，使熔融熔体会快速冷却，内在微观结晶结构将发生改变，单根纤维的强度会有所增加，所得到的纤维网强度也会有所增加，其它的品质也会有相应的改善，使制备的聚酯纤维稳定性好，弹性好，力学性能优异。

下面结合具体实施例对本发明实施例的双组分聚酯纤维的制备方法进行详细说明。

实施例1

将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于100℃下保温预处理2h后，切片处理并按 0.5℃/min，对高黏度聚酯切片与PET聚酯切片进行程序升温至120℃，保温干燥7h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯，将收集的干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET 聚酯切片处理并分别置于纺丝装置中，分别调节两种聚酯切片的纺丝温度，控制干燥高黏黏度切片纺丝温度为282℃，干燥PET聚酯切片纺丝温度控制在280℃，随后对纺丝纤维进行牵引加热处理，采用三对热辊控制，控制GR1为牵伸辊，GR2为一次热定型辊，GR3为再次热定型辊，控制GR1牵伸辊速度为2000m/s，GR2一次热定型辊速度为3500m/s，GR3再次热定型辊速度为3900m/s，牵引纺丝处理得纺丝纤维，最后收集纺丝纤维并置于网帘表面，控制网帘四周风孔处风速为5m/s，网帘四周风孔处出风温度为0℃，风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

实施例2

将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于105℃下保温预处理2h后，切片处理并按 0.5℃/min，对高黏度聚酯切片与PET聚酯切片进行程序升温至125℃，保温干燥7h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯，将收集的干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯切片处理并分别置于纺丝装置中，分别调节两种聚酯切片的纺丝温度，控制干燥高黏黏度切片纺丝温度为283℃，干燥PET聚酯切片纺丝温度控制在281℃，随后对纺丝纤维进行牵引加热处理，采用三对热辊控制，控制GR1为牵伸辊，GR2为一次热定型辊，GR3为再次热定型辊，控制GR1牵伸辊速度为2200m/s，GR2一次热定型辊速度为3600m/s，GR3再次热定型辊速度为3950m/s，牵引纺丝处理得纺丝纤维，最后收集纺丝纤维并置于网帘表面，控制网帘四周风孔处风速为7m/s，网帘四周风孔处出风温度为2℃，风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

实施例3

将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于110℃下保温预处理3h后，切片处理并按 0.5℃/min，对高黏度聚酯切片与PET聚酯切片进行程序升温至130℃，保温干燥8h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯，将收集的干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯切片处理并分别置于纺丝装置中，分别调节两种聚酯切片的纺丝温度，控制干燥高黏黏度切片纺丝温度为285℃，干燥PET聚酯切片纺丝温度控制在282℃，随后对纺丝纤维进行牵引加热处理，采用三对热辊控制，控制GR1为牵伸辊，GR2为一次热定型辊，GR3为再次热定型辊，控制GR1牵伸辊速度为2400m/s，GR2一次热定型辊速度为3700m/s，GR3再次热定型辊速度为4000m/s，牵引纺丝处理得纺丝纤维，最后收集纺丝纤维并置于网帘表面，控制网帘四周风孔处风速为8m/s，网帘四周风孔处出风温度为5℃，风冷降温处理纺丝纤维并卷绕收集，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

实施例4

将高黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于105℃下保温预处理2h后，切片处理并按 0.5℃/min，对高黏度聚酯切片与PET聚酯切片进行程序升温至125℃，保温干燥7h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯，将收集的干燥熔融高黏黏度聚酯和干燥PET聚酯切片处理并分别置于纺丝装置中，分别调节两种聚酯切片的纺丝温度，控制干燥高黏黏度切片纺丝温度为283℃，干燥PET聚酯切片纺丝温度控制在281℃，随后对纺丝纤维进行牵引加热处理，采用三对热辊控制，控制GR1为牵伸辊，GR2为一次热定型辊，GR3为再次热定型辊，控制GR1牵伸辊速度为2200m/s，GR2一次热定型辊速度为3600m/s，GR3再次热定型辊速度为3950m/s，牵引纺丝处理得纺丝纤维，即可完成双组份聚酯纤维制备步骤。

对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4进行性能测试，具体测试其力学强度：

力学性能测试：YG061电子纱线强伸度仪。参数的设定参照GB/T14344—2003《合成纤维长丝拉伸性能试验方法》标准。试验在恒温恒湿条件下进行，温度为(20.0±2.0)℃，相对湿度为(65±2)％。

具体测试结果如表1所示。

表1性能对照表

将本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4进行对比，实施例4中的断裂伸长率和断裂强度，明显比实施例1，实施例2和实施例3差，说明本发明技术方案中通过高速风冷降温处理纺丝纤维，使聚酯纤维迅速降温，使熔融熔体会快速冷却，内在微观结晶结构将发生改变，单根纤维的强度会有所增加，所得到的纤维网强度也会有所增加，其它的品质也会有相应的改善，使制备的聚酯纤维稳定性好，弹性好，力学性能优异的技术方案是完全可行的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。