[发明专利]一种强力三维卷曲记忆纤维及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维制造，特别涉及一种新型三维卷曲记忆纤维及其制造方法，属于纺织技术领域。

背景技术

现有市场上出现的三维卷曲纤维，其卷曲效果主要是通过简单的物理作用而形成的，其纤维卷曲记忆性能、卷曲压缩性能以及卷曲持久性能都较差，特别是压缩回复性能更差；而且在使用过程中，卷曲性能会逐渐降低，达不到永久卷曲的效果。原有三维卷曲纤维采用普通涤纶原料和常规短纤工艺，其分子链的结构不具备刚柔特性的“S”和“Z”型结构，因此，其在拉伸或在压缩时，当撤去外力后，不能迅速和全部恢复到之前的卷曲状态，妨碍产品物态和使用效果。

CN201110425566.5是由多孔喷丝板挤出，冷却和拉伸后，制得中空卷曲纤维，该纤维的卷曲特性是物理的卷曲性能，而非材料固有的永久卷曲性能，而且卷曲记忆性能和卷曲回复性能较差。

CN200610118440.2揭示了一种PBT/PET三维卷曲纤维，该纤维是由PBT与PET 两种聚合物复合纺丝，经过环吹、上油、卷绕牵引、 喂入、盛丝得到。该方法是通过复合在一起的两种材料的收缩率不一样实现的，也是物理卷曲，而非分子链本身所固有的内在卷曲特性，虽然具有较好的卷曲，但其卷曲记忆性能和卷曲压缩性能较差，特别是压缩回复性能更差，生产成本高。

到目前为止，国内市场上还未出现一种具有强力三维卷曲记忆性能的纤维，不能适应人们生活水平日益提高的需求，也制约了纺织面料、毛皮、地毯等产业发展。 

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种能形成具有几何回弹性和记忆性能的强力三维卷曲记忆纤维及其制造方法。

为此本发明采用的技术方案是：采用聚对苯二甲酸1,4 环己二甲醇酯（简称PCT）和对苯二甲酸丙二醇酯（简称PTT）为原料。

采用两套独立的连续结晶、干燥装置，分别对PCT切片和PTT切片进行脱水处理，使PCT和PTT切片含水在30ppm以下，以满共混纺丝所需的要求。将结晶、干燥好的PCT和PTT切片，通过安装在干燥塔下方的连续计量装置，进行精确计量，确保PCT占60~80%重量份，PTT占20~40%重量份。

将计量好的PCT和PTT干切片，一起进入到同一主管道进行输送，并通过装在主管道内的正反切向旋转混合器，将两种切片均匀混合，一起进入到三螺杆挤压机中，进行熔融、共混，形成分散均匀的稳定的共混物体系。 

从三螺杆挤压机挤出的共混物熔体，通过预过滤器除去熔体中的杂质和凝聚粒子，再经过熔体管道内的静态混合器，将熔体进一步均化，采用不等长三叶形喷丝板，将熔体挤出、喷丝；然后经过不对称多级温度突变冷却装置，将丝条进行冷却、固化，形成初生纤维，后经牵伸、卷曲、定型等工序，最终形成强力三维卷曲记忆纤维。

本发明一种新型三维卷曲记忆纤维，其制备方法包括以下几个步骤： 

（1）对PCT切片和PTT切片分别进行结晶、干燥，以去除切片中含有的湿存水，使切片含水率控制在30ppm以下，以满足共混纺丝所需的要求。

（2）通过安装在各自干燥塔下方的连续计量装置，分别对PCT切片和PTT切片用量进行精确计量。

（3）将计量好的PCT和PTT干切片，在装有正反切向旋转混合器的主管道内进行均匀混合，并输送给三螺杆挤压机，进行熔融、混炼，形成分散均匀、稳定的共混物熔体。

（4）从三螺杆挤压机挤出的流动性很好的共混物熔体，进入纺丝箱体，并经由不等长三叶形喷丝板挤出。

（5）从喷丝板挤出的熔体细流，经不对称多级温度突变冷却装置，将丝条进行冷却、固化，形成初生纤维。 

（6）固化后形成初生丝，经上油、卷绕牵引、 喂入、盛丝得到丝束。

（7）将丝束经过牵伸、卷曲、定型、切断、打包，最终得到该强力三维卷曲记忆纤维。

所述的强力三维卷曲记忆纤维，单丝纤度为5~7dtex之间。

在上述步骤(1)中，采用露点在-80℃以下的干空气，分别对PCT切片和PTT切片进行结晶、干燥，使切片含水控制在30ppm以下。其中，PCT切片结晶温度为150~180℃，干燥温度为170~210℃，干燥风压为0.10~0.20MPa；PTT切片结晶温度为130~160℃，干燥温度为140~170℃，干燥风压为0.10~0.20MPa。

在上述步骤(2)中，为了满足纤维性能及共混要求，各重量份需要精确计量，确保PCT占60~80%重量份，PTT占20~40%重量份。