一种短纤维及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一种轻量短纤维及其制备方法和用途，该短纤维是由聚4-甲基戊烯-1熔融纺丝制得，纺丝温度为270～300℃，在喷丝口使用风速为30～150m/mim的冷空气进行冷却，得到预取向丝后再进行二次或多次拉伸。本发明所述短纤维的平均密度在0.40～0.83g/cm3，卷取蓬松性良好，可作为填充棉使用。
【专利说明】一种短纤维及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轻量性的短纤维及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]近年来，新型功能性纤维的开发倍受瞩目，如中空棉。因此，市场上出现了所谓的“四孔棉”、“七孔棉”、“九孔棉”等；上述的中空棉与普通棉纤维相比，其密度小，保暖率较高(比棉纤维高达60%以上)，使用寿命长(比棉纤维高出3倍以上)，而且洗完干后易蓬松；与羽绒相比，中空棉的卫生条件好，生产过程中污水排放量少，同时还无臭无尘、防霉防潮防虫蛀、晶莹洁白、抗老化、耐腐蚀，保养更方便，价格便宜，且水洗后不影响材料质量，同时还不会抽丝等优点。
[0003]随着生活水平的提高，人们对填充棉性能的需求也逐渐提高，超轻量、保温、防污性好的中空棉越来越受到人们的青睐。目前市场上的中空棉多以涤纶为原料，由于涤纶本身密度较大，即使做成中空棉，其纤维的平均密度也只能做到0.9g/cm3，而无法做到平均密度0.9g/cm3以下的中空棉，并且其防污效果不好，其热传导率也较快，保温效果不如密度较低的烯烃聚合物。但若是选用本身密度的较低的聚丙烯来制成中空棉，其存在着耐热、耐光较差等缺点，减少了使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种短纤维及其制备方法和用途，该纤维除了具有卷取及超轻量性的特性之外，还具有较好耐药品性、耐高温及防污等特性。
[0005]本发明的技术解决方案是:
一种短纤维，该短纤维由聚4-甲基戊烯-1熔融纺丝制得，其三维卷曲性为每I英寸长纤维上的卷取数在3?50个范围内，优选卷取数5?30个/英寸。该短纤维包括实心纤维和中空纤维，由于中空纤维更轻量，且其卷取性能更好，所以本发明优选中空纤维。
[0006]本发明所述短纤维的横截断面形状可以是圆形，也可以是异形，其异形横截断面如三角形、五角形、Y形、八叶形等。本发明优选圆形截面的短纤维，其在卷取性能好的同时还可保持较高的强度。
[0007]本发明所述短纤维的平均密度为0.4?0.83g/cm3,单丝纤度为0.3?15旦尼尔(D)。
[0008]本发明所述短纤维可以通过下述方法制得:
(1)先将水份率为IOOppm以下的聚4-甲基戊烯-1切片在270?300°C的温度下进行熔融纺丝，然后冷却、上油、卷取，得到未拉伸丝；
(2)纺丝过程中，在喷出口使用冷空气冷却，冷却可采用侧吹风或者环吹风冷却，冷却风速为30?150m/min，冷却风温度控制在10?35°C ；
(3)将得到的未拉伸长丝，通过热水、空气或者热罗拉进行1.1?3.0倍的一次拉伸后，再在常温下进行1.01?1.5倍的二次拉伸或多次拉伸，然后将得到的纱线进行切断、打包得到卷曲短纤维。
[0009]本发明所述的纤维具有超轻量及卷取性好的特性，除此之外还具有较好的保温效果、耐药品性、耐高温及防污性能。本发明的短纤维可用于制成填充棉用于衣料内胆及棉被褥等领域。
[0010]本发明涉及的测试方法如下:
(I)纤维形态/断面形态评价
本发明中所述的纤维形态/断面形态可以通过铜板法、石蜡包埋法或者电镜扫描法进行观察。
[0011](2)纤度评价方法
先将短纤维切断为3cm长，然后数100根称重记为M(g)，则通过下式I计算出短纤维的纤度(旦尼尔，简称D)，
纤度(D)=重量 MX (9X IO3/(3X 100X 10-2))式 I。
[0012](3)卷曲数
本发明所述的卷曲数的评价方法如下:取一段短纤维使其在无张力的情况下自然卷取，然后量取I英寸长度的纤维，数其卷取的个数。
[0013](4)密度/轻量性评价`
先取一定的短纤维称重M(g)，将其浸在水中测量排出水的体积V (cm3)，然后通过下式2计算出短纤维的密度，
密度 P (g/ cm3)=重量 M(g) + 体积 V (cm3)式 2。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体实施例对本发明作更详细的说明，具体的测试数据见附表。
[0015]实施例1:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为50m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过90°C的热水进行1.3倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.01倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为5个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0016]实施例2:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空三角形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热罗拉进行1.3倍拉伸，并在150°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.2倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为18个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0017]实施例3:
将PMP (三井化学DX820)切片在270°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为150m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热罗拉进行1.1倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.5倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为28个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0018]实施例4:
将PMP (三井化学DX820)切片在270°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在环吹风为80m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热水进行1.3倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.2倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为10个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0019]实施例5:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空三角形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热空气进行1.2倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型；再在常温下进行1.3倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为20个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0020]实施例6:
将PMP (三井化学DX820)切片在290°C的条件下进行熔融纺丝，通过Y形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热罗拉进行1.2倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.5倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为26个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0021]实施例7:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过八叶形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热罗拉进行1.2倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.2倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为13个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0022]实施例8:
将PMP (三井化学DX820)切片在300°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空五角形喷丝板喷出，在侧吹风为50m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热水进行1.3倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行
1.2倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为16个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0023]实施例9:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热罗拉进行1.4倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.5倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为45个/英寸，有较好的卷曲性蓬松性。
[0024]比较例1:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为20m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热水进行1.3倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型，再在常温下进行1.1倍的二次拉伸；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，此纤维具的平均密度为0.50g/cm3，但其卷曲数为2个/英寸；因此此纤维虽然具有较低的平均密度，但其卷曲蓬松性较差。
[0025]比较例2:
将PMP (三井化学DX820)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过100°C的热水进行1.3倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，此纤维具的平均密度为0.83g/cm3，但其卷曲数为O个/英寸；因此该纤维虽然具有较低的平均密度，但其卷曲蓬松性较差。
[0026]比较例3:
将PET (T200N)切片在300°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过90°C的热水进行2.65倍拉伸，并在165°C的热罗拉下定型；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为11个/英寸，虽然此纤维具有较好的卷曲蓬松性，但是其纤维的平均密度为0.94g/cm3达不到超轻量的要求。
[0027]比较例4:
将PP (扬子石化S700)切片在280°C的条件下进行熔融纺丝，通过中空圆形喷丝板喷出，在侧吹风为100m/min的条件下进行冷却，然后上油、卷取，得到未拉伸丝；将得到的未拉伸丝通过90°C的热罗拉进行3.5倍拉伸，并在130°C的热罗拉下定型；最后将得到的纱线进行切断、打包制得卷曲短纤维。经测试，该短纤维的卷曲数为5个/英寸，虽然此纤维具有较好的卷曲蓬松性，但是其纤维的平均密度为0.91g/cm3达不到超轻量的要求。
【权利要求】
1.一种短纤维，其特征是:该短纤维由聚4-甲基戊烯-1熔融纺丝制得，其三维卷曲数为3?50个/I英寸。
2.根据权利要求1所述的短纤维，其特征是:该短纤维的三维卷曲数为5?30个/I英寸。
3.根据权利要求1或2所述的短纤维，其特征是:该短纤维为中空纤维。
4.根据权利要求1或2所述的短纤维，其特征是:该短纤维的横截断面形状为圆形。
5.根据权利要求1或2所述的短纤维，其特征是:该短纤维的密度为0.4?0.83g/cm3。
6.根据权利要求1或2所述的短纤维，其特征是:该短纤维的单丝纤度为0.3?15旦尼尔。
7.—种如权利要求1所述短纤维的制备方法，其特征是: (1)将聚4-甲基戊烯-1切片在270?300°C的温度下熔融纺丝； (2)在喷出口使用冷空气冷却，冷却风速为30?150m/min； (3)将得到的长丝，在热水或者热空气中进行一次拉伸后，再在常温下进行1.01?1.5倍的二次拉伸或多次拉伸；最后将得到的纱线切断、打包得到短纤维。
8.—种权利要求1所述的短纤维在制备卷缩性的填充棉中的应用。
【文档编号】D01F6/30GK103696032SQ201210373382
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】陈慧, 张磊, 望月克彦 申请人:东丽纤维研究所（中国）有限公司