一种仿羽绒纤维制品的制备方法与流程

本发明涉及化纤制备技术领域，尤其涉及到一种仿羽绒纤维制品的制备方法。

背景技术：

天然羽绒纤维是人们熟知的保暖材料，大量用于高级衣着和絮棉领域,但是由于它的数量少,价格昂贵,远不能满足人们日益提高的物质生活需要；而仿羽绒纤维是合成纤维领域中发展起来的一种新颖的絮用纤维，属于三维卷曲中空聚酯纤维经过有机硅整理的纤维,它可以做到类似天然羽绒纤维那样保暖、蓬松性好、手感滑爽、柔软,而且在蓬松性、压缩回弹方面可以与天然羽绒纤维相媲美,不霉不蛀，资源丰富，价格则低于天然纤维。三维卷曲中空涤纶纤维本身的结构与有机硅整理剂配合制成涤纶仿羽绒纤维。以聚酯为原料,经过特殊的纺丝工艺使纤维具有异形截面,立体卷曲,并使用有机硅整理剂与之发生交联成膜反应,制得的纤维不仅在外形上而且在性能方面都非常接近天然羽绒纤维。

三维卷曲中空涤纶纤维本身的结构与有机硅整理剂配合制成涤纶仿羽绒纤维。以聚酯为原料,经过特殊的纺丝工艺使纤维具有异形截面,立体卷曲,并使用有机硅整理剂与之发生交联成膜反应,制得的纤维不仅在外形上而且在性能方面都非常接近天然羽绒纤维。

作为衣被等御寒制品的填充材料一一絮料，是人们生活中必不可少的一种生活资料，它具有质轻、柔软、蓬松、透气、保暖等功效。自古以来，大多采用棉和木棉，然而这些植物纤维蓬松性较差,长期使用容易板结，导致保暖性下降。同时，由于工业的发展，农田面积受到压缩，用作纺织的棉花原料供不应求，作为絮料也就相应受到了极大的限制。高档一些的絮料可用丝绵，羊绒、羽绒等动物毛绒。上述这些取材于自然界的植物纤维或动物毛绒絮料被称为第一代絮料。在第一代絮料中，性能最优异的当属羽绒，羽绒的衣被制品是用允填衍缝法加工的，它能保持天然羽绒的原形不受破坏，因此久经使用蓬松性不变，保暖性不变。但是它的资源更加有限，据统计，宰杀30多只成鸭，才能得到一市斤含绒量80％的羽绒，可见价格之昂贵。另外，羽绒虽然有许多优异性能，却也容易因消毒不严而引起虫蛀霉变。因此，第一代絮料已经不能满足人们的需要。随着化纤工业的飞速发展，出现了以涤纶、睛纶、丙纶等合成纤维为原料的热熔絮棉喷胶絮棉，等第二代絮料。

天然羽绒纤维综合性能优越，是比较理想的高级衣着和絮棉领域的保暖材料，但由于数量少，价格昂贵，远不能满足人们的需要。而合成纤维涤纶聚醋差别化纤维品种，可做到类似天然羽绒纤维那样的蓬松性、保暖性和滑爽性能，这就是涤纶仿羽绒纤维。

关于涤纶仿羽绒纤维(具有三维卷曲结构)的制造方法，主要有以下三种：

(1)双组分复合纺丝法：利用两种不同特性粘度的聚醋原料，分别熔融并通过同一喷丝板，利用两种熔体同的收缩性原理，制成共规复合纤维。

(2)混合纺丝法：采用两种组分的原料，混合后熔融，通过喷丝板进行纺丝，利用不同原料的分子结构不同，使得初生纤维的微观形态和取向度有所差异，从而获得潜在的卷曲性能。

(3)异形断面纺丝法：采用特殊的几何形状的微孔喷丝板，利用非对称冷却凝固成形方法进行纺丝。其原理是在初成形时初生纤维的表面造成不对称冷却，纤维截面的不同方向产生不等的内应力，从而使纤维具有潜在的卷曲性能。

为了使纤维具有像天然羽绒纤维那样的回弹性，高蓬松性，滑爽性和疏水性，尚须进行后加工处理，即进行机械卷曲和有机硅聚物油剂处理，使得整体的工艺复杂，生产成本大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种制备工艺简单，工艺可控性强，产品附加值高的仿羽绒纤维制品的制备方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种仿羽绒纤维制品的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

分别将质量比为40～60：60～40的特性粘度为1.05～1.30dL/g的高粘度聚酯切片和特性粘度为0.50～0.65dL/g的低粘度聚酯切片经过各自的结晶干燥和熔融挤压设备，得到两种纺丝熔体送入复合纺丝箱体，复合纺丝箱体为纺丝熔体提供高温保温，并保证两种纺丝熔体在维持各自不同的温度情况下进入复合纺丝箱体中的大容量双通道复合纺丝组件中复合，复合后的熔体从大容量双通道复合纺丝组件中的喷丝孔中喷出后形成并列复合纺丝束，并列复合纺丝束经复合纺丝组件经复合纺丝喷丝板进行并列复合熔融纺丝，经吹风冷却、上油、卷绕、落桶、平衡、集束、牵伸、表面上油、紧张热定型、卷曲、烘干、切断、打包工序制备得到仿羽绒纤维制品；

表面上油的油剂为柔性改性油剂，所述柔性改性油剂的制备为以甲苯二异氰酸酯和端羟基硅油为原料，在130℃条件下反应45min，然后进行脱泡处理，制备得到异氰酸酯封端的聚氨酯改性有机硅材料，然后以乙酸乙酯为溶剂，含氢硅油为固化组分进行混合，制备得到柔性改性油剂；

所述柔性改性油剂中各组份及其百分含量如下：

所述端羟基硅油的相对分子质量为400～600，所述含氢硅油的相对分子质量为5000～8000，含氢率为1.5％；

所述聚氨酯改性有机硅油剂的上油量为0.1～0.35％；

所述烘干温度为80～95℃，停留时间为5～10s。

所述并列复合熔融纺丝温度为280～290℃，所述复合纺丝喷丝板的截面形状为“O”字型；所述吹风冷却方式为环吹风冷却，冷却吹风风速为0.45～0.55m/min，风温为23～28℃；所述卷绕速度为3500～4200m/min；所述平衡时间为20～22h；所述牵伸分为两步牵伸，其中第一步牵伸温度135～145℃，拉伸倍数为2.1～2.8倍，第二步牵伸温度165～185℃，拉伸倍数为～1.8～2.2倍；所述紧张热定型温度为165～175℃。

本发明的有益效果在于：利用具有粘度差异的组份进行并列复合纺丝的工艺制备复合纤维，并通过设计具有中空的“O”字形结构的纤维截面，毕竟提供了纤维的中空度，提高保暖效果，同时由于纤维截面上组份粘度的差异，实现并列复合纺丝后纤维的三维卷曲性，提高纤维具有三维的弹性和蓬松性；通过设计具有高弹性和弹性回复率的聚氨酯以及有机硅材料，进一步提升纤维的自卷曲弹性，并且利用有机硅材料本身的低阻尼特性为表面上油的成膜剂，使纤维在具有优异的弹性的同时，还具有仿羽绒的滑爽性能和弹性回复性能，并且异氰酸酯封端的有机硅材料，能够进行低温的自固化作用，并且还可以与含活波氢的原子进行固化交联反应，提高其在纤维表面的固定作用与固定效果；所制备的表面特殊处理的仿羽绒制品弹性短纤维抗皱性好、弹性回复力高、蓬松性好、原料成本低，在家纺，装饰，填充等领域应用广泛。

附图说明

图1本发明工艺流程示意图；

图2本发明复合纺丝喷丝板截面示意图。

具体实施方式

现结合附图，详述本发明的具体实施方式：

如图1所示，一种仿羽绒纤维制品的制备方法，具体步骤如下：分别将质量比为40～60：60～40的特性粘度为1.05～1.30dL/g的高粘度聚酯切片和特性粘度为0.50～0.65dL/g的低粘度聚酯切片经过各自的结晶干燥和熔融挤压设备，得到两种纺丝熔体送入复合纺丝箱体，复合纺丝箱体为纺丝熔体提供高温保温，并保证两种纺丝熔体在维持各自不同的温度情况下进入复合纺丝箱体中的大容量双通道复合纺丝组件中复合，复合后的熔体从大容量双通道复合纺丝组件中的喷丝孔中喷出后形成并列复合纺丝束，并列复合纺丝束经复合纺丝组件经复合纺丝喷丝板进行并列复合熔融纺丝，经吹风冷却、上油、卷绕、落桶、平衡、集束、牵伸、表面上油、紧张热定型、卷曲、烘干、切断、打包工序制备得到仿羽绒纤维制品。

本发明的表面上油的油剂为柔性改性油剂，所述柔性改性油剂的制备为以甲苯二异氰酸酯和端羟基硅油为原料，在130℃条件下反应45min，然后进行脱泡处理，制备得到异氰酸酯封端的聚氨酯改性有机硅材料，然后以乙酸乙酯为溶剂，含氢硅油为固化组分进行混合，制备得到柔性改性油剂；

所述柔性改性油剂中各组份及其百分含量如下：

本发明端羟基硅油的相对分子质量为400～600，所述含氢硅油的相对分子质量为5000～8000，含氢率为1.5％；

本发明聚氨酯改性有机硅油剂的上油量为0.1～0.35％；

本发明烘干温度为80～95℃，停留时间为5～10s。

本发明并列复合熔融纺丝温度为280～290℃，所述复合纺丝喷丝板的截面形状为“O”字型，其中高粘度聚酯和低粘度聚酯各占有半圆形，如图2所示；吹风冷却方式为环吹风冷却，冷却吹风风速为0.45～0.55m/min，风温为23～28℃；所述卷绕速度为3500～4200m/min；所述平衡时间为20～22h；牵伸分为两步牵伸，其中第一步牵伸温度135～145℃，拉伸倍数为2.1～2.8倍，第二步牵伸温度165～185℃，拉伸倍数为～1.8～2.2倍；所述紧张热定型温度为165～175℃。

本发明仿羽绒纤维制品的纤度为1.0～3.5dtex，断裂强度2.5～4.5cN/dtex,断裂伸长率范围为20～65％，纤维长度38～51mm，卷曲率10～25％，干热收缩率10.5～12.5％。

本发明采用双组份并列复合纺丝的方法，通过对双组份纺丝中原料粘度进行控制，以具有高粘度差异的聚酯切片为原料，通过双组份并列复合纺丝的方法制备具有三维卷曲结构的复合短纤维，并采用聚氨酯改性有机硅树脂为油剂材料，提高短纤的三维卷曲，弹性和手感，实现复合短纤维的仿羽绒的设计。