一种仿兔毛PBT纤维及其制备方法与流程

本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种仿兔毛pbt纤维及其制备方法。

背景技术：

兔毛含多种胺基酸，密度小，比重轻，保暖效果好，吸湿性能强，滑爽而且光泽度好，与人体皮肤的组成结构相似，亲肤感好，因此在服装领域应用比较广泛，但是兔毛的采集成本也较高，原料成本也较高，另外当前国际市场与国内市场呼吁保护动物、禁止杀戮动物及用动物皮毛制作衣服、配饰、鞋子等，因此寻求一种成本较低、性能较好的能够替代兔毛的产品很必要。

仿兔毛纤维及其面料应运而生，但是仿兔毛面料在穿着舒适性、保暖性等物理性能方面还需要进一步改善。

因此，研究一种具有较好的保暖性、挺括形和触感的仿兔毛纤维及其制备方法具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明提供一种仿兔毛pbt纤维及其制备方法，目的是解决现有技术中仿兔毛纤维存在的保暖性、挺括性和触感较差的问题。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上(三叶形喷丝孔位于最外圈可以保证制得的纤维具有较好的自卷曲形态)；

同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.4～2.5:1.6～3.7，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.5～3.5:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；

各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心。

本发明的原理如下：

本发明通过在复合喷丝板上同时设置两种形状的喷丝孔，使得一束丝中既有横截面呈三叶形的pbt单丝，又有横截面呈中空形的pbt单丝，横截面呈中空形的pbt单丝的存在能够赋予纤维较好的保暖性能，同等面积的三叶形的刚性要大于圆形纤维，因此在纤度不变的情况下提高了弯曲模量，在保证柔软性的基础上不易倒伏，赋予纤维较好的挺括性，且横截面呈三叶形的pbt单丝受热会发生自卷曲，相邻纤维的间距被撑开，使得蓬松度大大增加，能够赋予纤维较好的手感，由于本发明的方法制得的纤维具有较好的柔软性、保暖性、挺括性和触感，因而达到仿兔毛的目的。

本发明横截面呈三叶形的pbt单丝之所以受热会发生自卷曲，是因为：将pbt熔体从复合喷丝板上三叶间夹角不等且三叶不等长的三叶形喷丝孔挤出，最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过同心圆的圆心，且指向背离圆心，同时采用环吹风冷却，三叶冷却条件严重不对称、不均衡，使得纤维自喷出后，横截面上不同位置的熔体的冷却速度不一致，主要体现在：纺丝时，冷却风速很大，风速介于1.80～2.30m/s，靠近吹风口的部分更早更快冷却，远离吹风口的部分更慢冷却。当三叶形喷丝孔中的三叶形中的一叶正对着冷却风时，该叶的熔体冷却得快，而三叶形中的其它部分冷却得慢，在牵伸的张力作用下，三叶形中的其它部分更容易被牵伸而变细，且其应力更集中，因此，在纤维呈三叶的横截面上，会出现三叶的应力不对称的结构，这种横截面上应力和粗细均不对称的纤维在热处理或拉伸过程中会呈现三维卷曲性能，且卷曲好。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，pbt熔体的特性粘度为1.12～1.25dl/g。

如上所述的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，fdy工艺的参数为：纺丝温度270～280℃，冷却温度20～25℃，冷却风速1.80～2.30m/s，一辊速度1800～2000m/min，一辊温度60～70℃，二辊速度3300～3500m/min，二辊温度125～130℃，卷绕速度3230～3410m/min。

如上所述的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为70:30～80:20。

如上所述的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，松弛热处理的温度为90～120℃，时间为20～30min。

本发明还提供采用如上任一项所述的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法制得的仿兔毛pbt纤维，具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成。

作为优选的技术方案：

如上所述的仿兔毛pbt纤维，仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为28～32％，卷曲稳定度为80～85％，紧缩伸长率为77～82％，卷缩弹性回复率为79～84％。

如上所述的仿兔毛pbt纤维，仿兔毛pbt纤维的断裂强度≥2.6cn/dtex，断裂伸长率为45.0±4.0％，单丝纤度为0.6～0.8dtex。

有益效果：

(1)本发明的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，简单易行，成本低廉；

(2)本发明的一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，由于采用同时具有两种不同喷丝孔形状的复合喷丝板，使得一束丝中既有横截面呈三叶形的pbt单丝，又有横截面呈中空形的pbt单丝；

(3)本发明的一种仿兔毛pbt纤维，卷曲性好，还具有良好的保暖性、挺括性和手感，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明的三叶形喷丝孔的结构示意图；

图2为本发明的三叶形喷丝孔在复合喷丝板上分布的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的卷曲收缩率和卷曲稳定度是采用gb6506-2001《合成纤维变形丝卷缩性能试验方法》对丝束进行测试得到的；

紧缩伸长率(反映变形丝的弹性和卷曲程度，纤维先承受轻负荷，再承受重负荷，计算两种负荷下的长度差值与卷曲长度的比值)和卷缩弹性回复率测试方法如下：

首先剪取长度约50cm的纤维试样两根，放入100℃热水中处理30min，取出后进行自然干燥，再截取约30cm长的试样，一端固定，一端加载0.0018cn/dtex的负荷，持续30s，在20cm处作标记，即为试样的初始长度l1；然后改为加载0.09cn/dtex的负荷，持续30s，测量标记点的位置，即为试样加重负荷时的长度l2；最后去掉重负荷，试样无负荷回缩2min后再加0.0018cn/dtex的负荷，持续30s，测量标记点在标尺上的位置，即为回复长度l3；紧缩伸长率(ce)和卷缩弹性回复率(sr)按下式计算：

ce＝(l2-l1)/l1；

sr＝(l2-l3)/(l2-l1)。

本发明的三叶形喷丝孔及其在复合喷丝板上的分布如附图1～2所示，复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.4～2.5:1.6～3.7，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.5～3.5:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心。附图仅作示意，而不应理解为对本发明的限制。

实施例1

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.12dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为70:30，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.4:1.6，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.5:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度270℃，冷却温度20℃，冷却风速1.8m/s，一辊速度1800m/min，一辊温度60℃，二辊速度3300m/min，二辊温度125℃，卷绕速度3230m/min；

松弛热处理的温度为90℃，时间为30min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为28％，卷曲稳定度为80％，紧缩伸长率为77％，卷缩弹性回复率为79％，断裂强度为2.6cn/dtex，断裂伸长率为49％，单丝纤度为0.6dtex。

实施例2

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.14dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为70:30，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.4:1.9，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.9:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度273℃，冷却温度20℃，冷却风速2m/s，一辊速度1866m/min，一辊温度60℃，二辊速度3348m/min，二辊温度125℃，卷绕速度3250m/min；

松弛热处理的温度为98℃，时间为29min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为28％，卷曲稳定度为80％，紧缩伸长率为78％，卷缩弹性回复率为79％，断裂强度为2.6cn/dtex，断裂伸长率为47.5％，单丝纤度为0.6dtex。

实施例3

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.15dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为70:30，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.8:1.6，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.8:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度275℃，冷却温度23℃，冷却风速2.1m/s，一辊速度1867m/min，一辊温度62℃，二辊速度3370m/min，二辊温度125℃，卷绕速度3250m/min；

松弛热处理的温度为100℃，时间为25min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为29％，卷曲稳定度为80％，紧缩伸长率为78％，卷缩弹性回复率为79％，断裂强度为2.7cn/dtex，断裂伸长率为47.2％，单丝纤度为0.8dtex。

实施例4

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.22dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为80:20，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:2.5:1.6，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.8:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度276℃，冷却温度24℃，冷却风速2.1m/s，一辊速度1870m/min，一辊温度62℃，二辊速度3394m/min，二辊温度127℃，卷绕速度3305m/min；

松弛热处理的温度为102℃，时间为23min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为30％，卷曲稳定度为83％，紧缩伸长率为80％，卷缩弹性回复率为82％，断裂强度为2.8cn/dtex，断裂伸长率为45.4％，单丝纤度为0.7dtex。

实施例5

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.25dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为80:20，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:2.5:3.7，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.7:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度277℃，冷却温度24℃，冷却风速2.1m/s，一辊速度1922m/min，一辊温度63℃，二辊速度3407m/min，二辊温度128℃，卷绕速度3356m/min；

松弛热处理的温度为103℃，时间为22min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为30％，卷曲稳定度为83％，紧缩伸长率为81％，卷缩弹性回复率为84％，断裂强度为2.8cn/dtex，断裂伸长率为43.7％，单丝纤度为0.7dtex。

实施例6

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.14dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为75:25，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:2.5:2.7，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为2.9:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度277℃，冷却温度24℃，冷却风速2.1m/s，一辊速度1937m/min，一辊温度65℃，二辊速度3471m/min，二辊温度128℃，卷绕速度3366m/min；

松弛热处理的温度为106℃，时间为21min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为32％，卷曲稳定度为85％，紧缩伸长率为81％，卷缩弹性回复率为84％，断裂强度为2.8cn/dtex，断裂伸长率为42.1％，单丝纤度为0.6dtex。

实施例7

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.14dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为70:30，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:1.8:2.3，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为3.0:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度279℃，冷却温度24℃，冷却风速2.2m/s，一辊速度1959m/min，一辊温度69℃，二辊速度3483m/min，二辊温度129℃，卷绕速度3379m/min；

松弛热处理的温度为106℃，时间为20min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为32％，卷曲稳定度为85％，紧缩伸长率为82％，卷缩弹性回复率为84％，断裂强度为2.8cn/dtex，断裂伸长率为41％，单丝纤度为0.8dtex。

实施例8

一种仿兔毛pbt纤维的制备方法，将特性粘度为1.25dl/g的pbt熔体从复合喷丝板上的喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照fdy工艺制得fdy丝，再经松弛热处理制得仿兔毛pbt纤维；

复合喷丝板上同时设有三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔，且三叶形喷丝孔和中空形喷丝孔的数量之比为80:20，所有的喷丝孔呈同心圆分布，三叶形喷丝孔位于最外圈的圆上；同一三叶形喷丝孔的三叶中心线的夹角之比为1.0:2.5:3.7，三叶的宽度相等，形成最大夹角的两叶和另一叶的长度之比为1:1:1.5，最短叶长度与宽度之比为3.5:1；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；各三叶形喷丝孔的最小夹角与最大夹角之间的叶的中心线通过所述同心圆的圆心，且指向背离圆心；

fdy工艺的参数为：纺丝温度280℃，冷却温度25℃，冷却风速2.3m/s，一辊速度2000m/min，一辊温度70℃，二辊速度3500m/min，二辊温度130℃，卷绕速度3410m/min；

松弛热处理的温度为120℃，时间为20min。

最终制得的仿兔毛pbt纤维具有三维卷曲形态，且由多根横截面呈三叶形的pbt单丝和多根横截面呈中空形的pbt单丝组成；仿兔毛pbt纤维的卷曲收缩率为32％，卷曲稳定度为85％，紧缩伸长率为82％，卷缩弹性回复率为84％，断裂强度为2.9cn/dtex，断裂伸长率为41％，单丝纤度为0.8dtex。