一种高效发热保暖的复合纤维及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织材料技术领域，并具体涉及一种高效发热保暖的复合纤维及其制备方法。


背景技术：

2.现代生活中，御寒服饰更加追求轻薄美观，因此发热纤维深受纺织行业的青睐。发热纤维是自行发热而温暖身体的一种全新材料。目前市面上的发热纤维主要有远红外发热纤维、吸湿发热纤维、相变纤维。但是，现有发热纤维的自发热效果还不显著，蓄热效果不佳，无法长效地发热保暖。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高效发热保暖的复合纤维及其制备方法。
4.本发明通过以下技术方案来实现：
5.一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维为弹性并列复合结构，包括第一纤维结构和第二纤维结构，所述第一纤维结构由a组分制得，所述第二纤维结构由b组分制得，所述a组分和b组分具有不同的收缩率，所述复合纤维的长度方向形成螺旋结构，所述a组分中包括发热pet母粒。
6.本发明实施例中，所述a组分的收缩率小于所述b组分的收缩率，所述a组分在所述螺旋结构的外侧，所述b组分在所述螺旋结构的内侧。
7.本发明实施例中，所述复合纤维的截面为花型。
8.本发明实施例中，所述a组分和b组分之间的质量比为30～60：30～60。
9.本发明实施例中，所述a组分包括碱溶性聚合物，经碱液处理后所述第一纤维结构表面具有沟槽，所述第一纤维结构内部具有微孔。
10.本发明实施例中，所述碱溶性聚合物包括碱溶性copet，所述a组分由质量分数为77％～94％的低粘度pet、5％-20％的碱溶性copet和1～3％的发热pet母粒构成；所述b组分为pbt。
11.本发明实施例中，所述低粘度pet的粘度为0.45～0.5dl/g。
12.本发明实施例中，包括如下步骤：
13.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下；
14.s2、将低粘度pet、碱溶性copet和发热pet母粒配置成a组分，将pbt切片配置成b组分；
15.s3、将配置好的a组分和b组分分别经螺杆熔融挤压后进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出加工成poy原丝，所述poy原丝经处理后形成dty纤维；
16.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到所述一种高效发热保暖的复合
纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
17.本发明实施例中，在步骤s3中，所述a组分的螺杆温度为257～268℃，所述b组分的螺杆温度为235～260℃；a组分和b组分经螺杆熔融挤压后的熔体先通过cpf过滤器，再进入纺丝箱体，所述a组分的cpf过滤温度为262～268℃，所述b组分的cpf过滤温度为255～265℃；进入纺丝箱体后，所述a组分的dow温度262～268℃，所述b组分的dow温度255～265℃。
18.本发明实施例中，在步骤s3中，a组分和b组分通过双组份喷丝板复合喷出后经冷却吹风、上油，然后在复合纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维，poy原丝的纺丝速度为2500～3000m/min，dty纤维的加弹速度为550～700m/min。
19.本发明的专利名，具有如下有益效果：
20.1、在纤维外侧的a组分中添加发热母粒，发热母粒中含有纳米发热颗粒，纳米发热颗粒能够将光能转换为热能；且纤维为3d螺旋结构，与常规直线型纤维相比，在相同的长度情况，该纤维吸收光照面积更大，发热保暖效果更好。
21.2、该纤维截面为花型，纤维外周的花型凸起使纤维表面积更大，吸收光照面积更大，能更高效的将吸收的光能转化为热能。
22.3、通过添加碱溶性copet，copet经碱溶处理后溶解，在a组分的表面形成沟槽，并且在a组分的内部形成微孔，进一步增大光照吸收面积；同时，纤维内部能够存储更多的静止空气，显著提升蓬松性，织物手感更厚实，且织物蓬松、丰满、质轻，有仿毛效果。
23.4、纤维异形化后，由于纤维表面积增加，使得纤维间的抱合力增大，显著降低起毛起球现象。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
25.图1是本发明螺旋结构的示意图。
26.图2是本发明复合纤维的截面示意图。
27.图3是本发明a组分中copet溶解后的截面示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。参选以下本技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
30.为了下面的详细描述的目的，应当理解，本技术可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本技术所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
31.尽管阐述本技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
32.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
33.参考说明书附图，本发明公开了一种高效发热保暖的复合纤维，其具有弹性并列复合结构，弹性并列复合结构包括第一纤维结构和第二纤维结构，所述第一纤维结构由a组分构成，所述第二纤维结构由b组分构成，所述a组分和b组分具有不同的收缩率，使复合纤维的长度方向形成3d螺旋结构。具体地，位于纤维外侧的a组分中添加了发热pet母粒，发热母粒中含有纳米发热颗粒，纳米发热颗粒能够将光能转换为热能，使纤维发热保暖。与常规直线型纤维相比，在相同的长度情况，该3d螺旋型结构吸收光照的面积更大，使纳米发热颗粒吸收的光能更多、升温保暖效果更佳。更具体地，a组分的收缩率小于所述b组分的收缩率，使得b组分位于3d螺旋结构的内侧，a组分位于3d螺旋结构的外侧，进而使得位于a组分中的纳米发热颗粒可以更好的接收光照。同时，a组分刚性大，保证纤维的物理性能，b组分弹性大，保证纤维的弹性性能。
34.常见的复合纤维结构的截面为双半圆型或中空截面，而本发明复合纤维的截面设置为花型，使得复合纤维的外周具有花型凸起，表面积更大，由于纤维外侧的a组分中具有发热pet母粒，因此花型凸起使得纳米发热颗粒的吸收光照面积更大，蓄热更多。
35.为进一步提升该纤维吸收光照的能力，在a组分内添加碱溶性聚合物，当碱溶性聚合物经碱性溶液溶解后a组分的表面会形成沟槽，并且a组分的内部会形成微孔，因此a组分能够吸收光照的面积进一步增大了。同时，由于该纤维为3d螺旋结构，而且表面具有沟槽，内部富含微孔，从而使得纤维内部能够存储更多的静止空气，与常规纤维相比，蓬松性要比普通合成纤维好，织物手感也更厚实、蓬松、丰满、质轻，有仿毛效果。而且，纤维异形化后，由于纤维表面积增加，使得纤维间的抱合力增大，起毛起球现象大大减少。具有微孔后，该纤维的吸湿排汗效果也提升了。
36.可选的，碱溶性聚合物包括碱溶性copet。
37.可选的，a组分由质量分数为77％～94％的低粘度pet、5％～20％的碱溶性copet
和1～3％的发热pet母粒构成；b组分为pbt。优选的，a组分由质量分数为77％～92％的低粘度pet、5％～20％的碱溶性copet和3％的发热pet母粒构成；更为优选的，a组分由质量分数为77％的低粘度pet、20％的碱溶性copet和3％的发热pet母粒构成，或a组分由质量分数为82％的低粘度pet、15％的碱溶性copet和3％的发热pet母粒构成，或a组分由质量分数为87％的低粘度pet、10％的碱溶性copet和3％的发热pet母粒构成，或a组分由质量分数为92％的低粘度pet、5％的碱溶性copet和3％的发热pet母粒构成。
38.其中，低粘度pet的粘度为0.45～0.5dl/g，优选的，低粘度pet的粘度为0.5dl/g。
39.可选的，a组分和b组分之间的质量比为30～60：30～60；优选的，a组分和b组分之间的质量比为40:60或60:40或45:55或50:50；更为优选的，a组分和b组分之间的质量比为50:50。
40.通过将a组分和b组份设置为上述比例，以及将a组分中各成分设置为上述取值，能够使复合纤维的断裂强度达到2.7cn/dtex以上，断裂伸长为21％～27％，卷曲收缩率达到35.7％以上；纤维织成织物后，保暖率30％以上，且与常规织物相比，光照后升温值差距10℃以上。
41.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
42.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
43.s2、将低粘度pet、碱溶性copet和发热pet母粒配置成a组分，将pbt切片配置成b组分；
44.其中，低粘度pet、碱溶性copet和发热pet母粒通过精准注射机配置成a组分，pbt切片通过精准计量配置成b组分。
45.s3、将配置好的a组分和b组分分别经螺杆熔融挤压后进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出成poy原丝，所述poy原丝经处理后形成dty纤维。
46.可选的，所述a组分的螺杆温度为257～268℃，所述b组分的螺杆温度为235～260℃；优选的，所述a组分的螺杆温度为260～265℃，所述b组分的螺杆温度为240～255℃。其中，a组分和b组分的螺杆温度均分为4个区域。更为优选的，所述a组分4个区域的螺杆温度为260/262/263/265℃，所述b组分4个区域的螺杆温度为240/245/250/255℃。
47.可选的，a组分和b组分经螺杆熔融挤压后的熔体先通过cpf过滤器，再进入纺丝箱体，所述a组分的cpf过滤温度为262～268℃，所述b组分的cpf过滤温度为255～265℃；优选的，a组分的cpf过滤温度为265℃，b组分的cpf过滤温度为260℃。
48.可选的，进入纺丝箱体后，所述a组分的dow温度262～268℃，所述b组分的dow温度255～265℃；优选的，所述a组分的dow温度265℃，所述b组分的dow温度260℃。
49.其中，喷丝板得到的复合纤维原丝经冷却吹风后，在复合纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维。
50.可选的，所述poy纺丝速度为2500～3000m/min，所述dty加弹速度为550～700m/min；优选的，所述poy纺丝速度为2500m/min，所述dty加弹速度为600m/min。
51.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
52.可选的，采用110～120℃碱液将dty纤维中的copet溶解掉；优选的，采用120℃碱
液将dty纤维中的copet溶解掉。步骤s4中的碱液处理操作可在后续对dty纤维织成的织物染整时进行。
53.为了更好地说明本技术的有益效果，以下将以具体实施例进行说明。
54.实施例一：
55.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
56.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
57.s2、将质量分数为5％的碱溶性copet、3％的发热pet母粒和92％的0.5dl/g低粘度pet配置成a组分，将pbt切片配置成b组分。
58.s3、将配置好的a组分和b组分按照50:50的比例分别进入螺杆熔融挤压，再通过cpf过滤器，进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出，经冷却吹风、上油后，在复合纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维。
59.其中，a组分的螺杆温度为260/262/263/265℃，b组分的螺杆温度为240/245/250/255℃。a组分的cpf过滤温度为265℃，b组分的cpf过滤温度为260℃。a组分的dow温度265℃，b组分的dow温度260℃。poy纺丝速度为2500m/min，所述dty加弹速度为600m/min。
60.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
61.实施例二：
62.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
63.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
64.s2、将质量分数为10％的碱溶性copet、3％的发热pet母粒和87％的0.5dl/g低粘度pet配置成a组分，将pbt切片配置成b组分。
65.s3、将配置好的a组分和b组分按照50:50的比例分别进入螺杆熔融挤压，再通过cpf过滤器，进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出，经冷却吹风、上油后，在复合纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维。
66.其中，a组分的螺杆温度为260/262/263/265℃，b组分的螺杆温度为240/245/250/255℃。a组分的cpf过滤温度为265℃，b组分的cpf过滤温度为260℃。a组分的dow温度265℃，b组分的dow温度260℃。poy纺丝速度为2500m/min，所述dty加弹速度为600m/min。
67.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
68.实施例三：
69.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
70.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
71.s2、将质量分数为20％的碱溶性copet、3％的发热pet母粒和77％的0.5dl/g低粘度pet配置成a组分，将pbt切片配置成b组分。
72.s3、将配置好的a组分和b组分按照50:50的比例分别进入螺杆熔融挤压，再通过cpf过滤器，进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出，经冷却吹风、上油后，在复合
纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维。
73.其中，a组分的螺杆温度为260/262/263/265℃，b组分的螺杆温度为240/245/250/255℃。a组分的cpf过滤温度为265℃，b组分的cpf过滤温度为260℃。a组分的dow温度265℃，b组分的dow温度260℃。poy纺丝速度为2500m/min，所述dty加弹速度为600m/min。
74.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
75.实施例四：
76.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
77.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
78.s2、将质量分数为10％的碱溶性copet、1％的发热pet母粒和89％的0.5dl/g低粘度pet配置成a组分，将pbt切片配置成b组分。
79.s3、将配置好的a组分和b组分按照50:50的比例分别进入螺杆熔融挤压，再通过cpf过滤器，进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出，经冷却吹风、上油后，在复合纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维。
80.其中，a组分的螺杆温度为257/260/262/262℃，b组分的螺杆温度为235/240/245/250℃。a组分的cpf过滤温度为262℃，b组分的cpf过滤温度为255℃。a组分的dow温度262℃，b组分的dow温度255℃。poy纺丝速度为2500m/min，所述dty加弹速度为700m/min。
81.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
82.实施例五：
83.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
84.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
85.s2、将质量分数为10％的碱溶性copet、2％的发热pet母粒和88％的0.5dl/g低粘度pet配置成a组分，将pbt切片配置成b组分。
86.s3、将配置好的a组分和b组分按照50:50的比例分别进入螺杆熔融挤压，再通过cpf过滤器，进入纺丝箱体，然后通过双组份喷丝板复合喷出，经冷却吹风、上油后，在复合纺丝机上纺得poy原丝，并经加弹加工成dty纤维。
87.其中，a组分的螺杆温度为257/260/262/262℃，b组分的螺杆温度为235/240/245/250℃。a组分的cpf过滤温度为265℃，b组分的cpf过滤温度为260℃。a组分的dow温度265℃，b组分的dow温度260℃。poy纺丝速度为2500m/min，所述dty加弹速度为550m/min。
88.s4、采用碱液对s3中得到的dty纤维进行处理，得到一种高效发热保暖的复合纤维，所述复合纤维的表面具有沟槽。
89.实施例六：
90.一种高效发热保暖的复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
91.s1、对低粘度pet、碱溶性copet、发热pet母粒以及pbt切片进行干燥处理，使各成分的含水量达到30ppm以下。
92.s2、将质量分数为10％的碱溶性copet、3％的发热pet母粒和87％的0.5dl/g低粘
2019吸光发热性能》测试方法检测得到。
111.表一、产品性能测试结果
[0112] 产品规格断裂强度断裂伸长卷曲收缩率保暖率升温值实施例一83dtex/72f3.1cn/dtex24.6％39.6％30.6％19.3℃实施例二83dtex/72f2.9cn/dtex23.5％39.3％45.2％20.6℃实施例三83dtex/72f2.7cn/dtex24.3％40.8％55.3％21.8℃实施例四83dtex/48f3.0cn/dtex23.2％38.6％39.6％10.2℃实施例五83dtex/48f3.0cn/dtex22.5％39.4％41.3％12.5℃实施例六83dtex/72f2.7cn/dtex25.5％44.6％37.5％18.8℃实施例七83dtex/72f3.3cn/dtex22.6％35.7％33.2％20.5℃实施例八83dtex/72f2.8cn/dtex21.9％40.5％42.5％20.0℃
[0113]
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。