本發明涉及聚酯纖維的，尤其是涉及一種焊接紗熔體直紡復合長絲的制備方法及其在織物中的應用。

背景技術：

1、聚酯纖維應用范圍較廣，在民生領域和工業領域均有廣泛應用，其中聚酯纖維在毛絨類、毯類以及工業布類等方面的應用產能占比較大。這些布種的應用極大豐富了人民群眾的生活，但使用后總會反饋出現脫絨脫毛和滑線問題，影響產品的耐用性和客戶體驗，一直是行業存在的痛點和難點。雖經織造設備和織造工藝等各方面的優化，該類現象有所改善，但一直尚未得到徹底解決。

2、為徹底解決行業的難點和痛點，研究人員從纖維材料功能設計方面著手，利用不同纖維材料的特性，選擇聚合和紡絲等熔體直紡連續生產的專用設備，以及相關專用添加劑配制和添加設備，研發生產出一種具有焊接纖維材料和骨干纖維材料為一體的復合長絲新纖維材料。該復合長絲新纖維材料在織造環節具有同等優異的織造性能，在織物染色和后整理環節，利用焊接纖維材料高溫熔融，對復合長絲骨干纖維材料和織物的面紗纖維材料之間起到焊接固定作用。通過焊接纖維材料和骨干纖維材料纖維配比設計，使以上毛絨類、毯類等布種織物既不影響手感和布面染色效果，同時解決了織物脫絨脫毛和滑線等問題，賦予纖維織物經久耐用的新性能。

技術實現思路

1、為了徹底解決毛絨類、毯類以及工業布等布種脫絨脫毛和滑線問題，增加紡織品的耐用性能和用戶體驗，本發明提供了一種焊接紗熔體直紡復合長絲的制備方法及其在織物中的應用，生產出一種具有焊接用低熔點纖維材料和骨干纖維材料為一體的復合長絲新纖維材料。通過焊接用低熔點纖維材料和骨干纖維材料纖維配比設計，利用焊接用低熔點纖維材料的高溫熔融，對復合長絲骨干纖維材料和布種的面紗纖維材料之間起到焊接固定作用，使毛絨類、毯類等布種既不影響布種的手感和布面染色效果，同時解決了布種脫絨脫毛和滑線等問題。

2、本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

3、第一方面，本發明提供了一種焊接紗熔體直紡復合長絲的制備方法，包括如下步驟：

4、(1)將對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸、乙二醇、新戊二醇與催化劑混合調配成漿料，經連續的酯化反應和縮聚反應，制得低熔點聚酯材料；

5、(2)將低熔點聚酯材料與高熔點聚酯材料分別以熔體形式輸送至紡絲復合箱體，按配比計量后，送至噴絲組件噴出絲條a和絲條b，依次經冷卻、拉伸、網絡合股、卷取成形，得到焊接紗熔體直紡復合長絲。

6、本發明中復合長絲的生產技術是基于不同纖維材料特性，進行設備選型，選擇專用的聚合和紡絲設備，以及相關專用添加劑配制和添加設備，生產出一種具有焊接纖維材料和骨干纖維材料為一體的復合長絲新纖維材料。焊接纖維材料為低熔點聚酯材料，在纖維或者織物之間起到熔融焊接固定作用，而骨干纖維材料為高熔點聚酯材料，其熔點遠高于焊接纖維材料，在焊接纖維材料達到熔點并熔融后，該骨干纖維材料并未達到熔點，因而可以起到骨干支撐作用，保持織物風格和尺寸穩定性。

7、本發明可以根據不同織物對紗線纖度規格要求，對ab組分可以分別計算并控制各自計量泵頻率，精確計量計量泵熔體輸出量，以達到控制紗線組分配比要求。通過對紗線配比的控制和拉伸定型工藝的控制生產的復合長絲可以應用到下游不同織造領域，拓展了復合長絲焊接紗的應用范圍。

8、低熔點聚酯材料是采用連續酯化縮聚化學反應合成的，以對苯二甲酸和乙二醇聚合而成的聚酯鏈段為基體，添加間苯二甲酸(ipa)、新戊二醇(npg)、己二酸(aa)作為改性劑，從而達到降低熔點的目的。

9、間苯二甲酸(ipa)的加入破壞了聚醋大分子鏈的規整性，降低了分子鏈段之間的相互作用力，使鏈段更易于活動，從而能有效的降低聚酯的熔點。隨著ipa加入量的不斷增加,共聚酯熔點呈一定的線性關系下降。通過結晶機理分析主要是由于分子鏈中引入了ipa，破壞了聚酯分子鏈的規整性，分子鏈在結晶時排入晶格需要更多的活化能。只有在較高的溫度下才能結晶，即結晶溫度升高，大大降低了聚酯的結晶能力，導致結晶不完善，使形成的晶體在較低的溫度下熔化，即熔點有所降低。

10、己二酸(aa)的分子結構為一條碳鏈直鏈，分子鏈比較柔軟。在加入aa進行聚合時，aa的分子鏈是以主鏈的形式加入到高聚物的分子鏈中，這就使得聚酯的分子鏈中的碳鏈的長度和數量增加，從而使得高分子長鏈變得柔軟，同時也破壞聚酯分子鏈中的有序結構，使能夠進入晶格的聚酯鏈段的有序長度大為減小，結晶度降低，導致高聚物熔點降低。

11、添加ipa和二元酸aa進行共聚，可以得到低熔點聚酯。但此低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度和軟化溫度較低，樣品存放一段時間后有黏結現象，給低熔點聚酯的生產、運輸和下游用戶使用帶來了不便。為了解決這一矛盾，加入了新戊二醇(npg)。由于npg中有兩個對稱的甲基存在，在聚酯分子結構中起到了增大分子間間距的作用，降低了分子間作用力，同時也阻礙了大分子鏈段的構象旋轉，提高了軟化點和玻璃化溫度。所以這種改性劑成功地解決了這一矛盾，在低熔點聚酯的制備中起到了關鍵性的作用。

12、本發明中的低熔點聚酯材料可以在不同纖維材料中起到焊接作用，不但可以應用在聚酯纖維材料紗線之間起到焊接固定作用，同時也可以應用在天然纖維、再生纖維及其他化學纖維，以及在混紡紗線之間能夠達到焊接固定作用。

13、作為優選，所述對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸、乙二醇和新戊二醇的摩爾比為50～80：20～50：5～20：80～110：20～50，酸的總摩爾量與醇的總摩爾量的比例為1：1.3。

14、作為優選，所述催化劑的添加量為按酸的總摩爾量計算合成聚酯理論質量的250～300ppm。

15、作為優選，所述酯化反應為：在攪拌狀態下，第一酯化反應溫度為220～235℃，壓力為0.5～0.7mpa，直至檢測酸值為1000～1200mol/t；然后進行第二酯化反應，反應溫度為230～250℃，壓力為0.2～0.3mpa，直至檢測酸值為400～600mol/t。

16、為保證物料反應均勻充分，物料均在攪拌狀態下進行。

17、作為優選，在酯化反應過程中，根據產品消光要求，如生產半消光產品按合成熔體質量比例加入0.2～0.3％消光劑乳液，如生產全消光產品可以按照合成熔體質量比例加入2～3％消光劑乳液。

18、作為優選，所述縮聚反應為：在攪拌狀態下，先進行預縮聚反應，真空度降低至絕對壓力10～15kpa，反應溫度為250～260℃；然后進行終縮聚反應，真空度控制在絕對壓力200～500pa，反應溫度為260～270℃，直至熔體特性粘度達到0.60～0.72dl/g，出料泵送至紡絲裝置。

19、為保證物料反應均勻充分，預縮聚反應和終縮聚反應也均在攪拌狀態下進行。

20、作為優選，所述低熔點聚酯材料的熔點為89～140℃。

21、作為優選，所述高熔點聚酯材料熔體的制備為：將高熔點的聚酯切片經輸送結晶干燥、螺桿熔融、熔體過濾的工序制得高熔點聚酯材料熔體。

22、作為優選，所述高熔點聚酯材料熔體的熔點為258～262℃；所述高熔點聚酯材料熔體紡絲所得纖維的強度≥3.8cn/dtex。

23、該高熔點聚酯材料熔體為高熔點聚酯切片經結晶干燥熔融得到，其作為骨干纖維材料，由于此種聚酯切片熔點溫度高，制得纖維強度大，在織造工藝中，能夠起到骨干支撐作用，保持織物風格和尺寸穩定性。

24、作為優選，高熔點聚酯材料的切片經結晶干燥后的含水率為20～80ppm。

25、作為優選，所述復合長絲中，絲條a和絲條b的質量比例為20～45％：55～80％，總質量百分比為100％。

26、纖維材料纖維配比設計是根據織物每米克重所需紗線品類，設計a組分和b組分纖維配比搭配，既能滿足織造工藝和克重要求，同時也能滿足織物各紗線在后整理階段達到焊接固定作用。

27、作為優選，所述高熔點聚酯切片的螺桿熔融為在265～295℃條件下逐步熔融；更進一步的，螺桿溫度是分區控制的，有利于切片的熔融輸送和均化，螺桿共分為四個溫控區，一區作為進料區，溫度控制較低，溫度控制在265～275℃，避免螺桿環結影響進料；二區三區作為熔融區，溫度分別控制在275～290℃，四區作為熔融混合均化區，溫度控制在285～295℃，使物料充分熔融并混合均勻。

28、作為優選，將熔體輸送至紡絲復合箱體，經各自計量泵按紗線工藝配比要求精確計量，送至噴絲組件噴出纖維絲條，經環吹風冷卻裝置將絲條冷卻成型，分別送至雙絲道拉伸熱定型裝置，經網絡裝置將絲條a和絲條b合股后由卷繞裝置卷取成形，制得焊接紗復合長絲供下游織造工序使用。

29、作為優選，紡絲復合箱體的紡絲溫度為280～290℃。

30、作為優選，所述冷卻風的溫度為20～22℃，濕度為80～95％。

31、工藝要求冷卻風溫濕度需保持在一定穩定范圍，防止溫濕度波動影響絲條內部質量穩定從而影響紗線染色和斷頭毛絲等問題。

32、作為優選，所述絲條b拉伸為采用熱輥拉伸，第一熱輥的溫度為70～85℃，拉伸速度為1200～1600m/min，第二熱輥的溫度為120～135℃，拉伸速度為3500～4200m/min，拉伸倍數為1.8～2.7倍。

33、作為優選，所述絲條a拉伸為采用羅拉牽引，第一羅拉速度比第二羅拉速度低5～20m/min，第二羅拉速度與絲條b第二熱輥的拉伸速度同步，速度為3500～4200m/min。

34、絲條a和絲條b采用不同工藝拉伸后，再經網絡裝置合股后卷取成形制得焊接紗復合長絲，能夠保證絲條a和絲條b均能具有較好的力學性能，兩者合股時也能更好匹配，所得焊接紗的結合性和可織造性能也更好。

35、作為優選，所述復合長絲的斷裂強度為3.8～4.1cn/dtex，斷裂伸長率為22～30％。

36、第二方面，本發明還提供了一種復合長絲在織物中的應用，包括如下步驟：所述織物為三梭紗線(面紗、中紗、底紗)或兩梭紗線(面紗、底紗)，復合長絲在織造中作為中紗或底紗使用，在織物染色或后整理環節，控制染色或后整理溫度不低于復合長絲中低熔點聚酯材料的熔點，使得低熔點聚酯材料熔融從而起到焊接固定作用。

37、利用毛絨類、毯類等布種的面紗、中紗、底紗的不同作用，使用本發明生產的一種復合長絲新纖維材料作為中紗或底紗，在染色或后整理環節，復合長絲中低熔點聚酯材料實現高溫熔融，由于織物中的紗線交錯結構，熔融后的低熔點聚酯材料與布種的面紗、中紗、底紗充分接觸，接觸點較多，因而形成很好的焊接固定作用。而復合長絲為合股絲束，絲束中的b組分為高熔點聚酯材料，纖維具備較高的熔點、強伸度和尺寸穩定性，能夠滿足織造過程的順利進行，作為中紗和底紗的應用中起到骨干支撐作用。

38、本發明的復合長絲不影響布種的染色效果和外觀風格性能，織物在后整理或染色過程中，溫度控制為高于a組分熔點溫度，而遠低于b組分纖維材料和面紗纖維材料熔點溫度，即實現低熔點聚酯材料的熔融，冷卻后低熔點聚酯材料在織物面紗、中紗、底紗之間起到焊接固定連接作用，而b組分纖維材料和面紗、底紗纖維材料使用性能不變，因此織物布種會保持原有的染色效果和外觀風格性能。本發明一種焊接紗復合長絲的應用，使毛絨類、毯類等布種既不影響原有的手感和布面染色效果，同時解決了布種脫絨脫毛和滑線等問題。

39、相對于皮芯結構的復合絲，皮層為低熔點纖維材料，芯層為高熔點纖維材料，在紡絲過程中無法做到充分拉伸和熱定型，不具備尺寸穩定性，無法滿足下游長絲織造需求，僅可作為短纖和熔噴布領域應用。本發明選用和配備了專用的拉伸和熱定型設備，利用合股絲束結構生產的焊接紗復合長絲纖維，具備較高的尺寸穩定性和的強伸度，可以滿足下游長絲織造需求。本發明焊接紗復合長絲制造方法更能夠發揮不同材料在纖維應用中的作用，更適應于長絲紡絲生產，且纖維配比和規格粗細可控，根據下游織造需求ab組分可以自由搭配，極大的滿足了下游不同領域的織造需求。

40、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

41、(1)本發明采用間苯二甲酸(ipa)、新戊二醇(npg)、己二酸(aa)作為改性劑，可以制得低熔點聚酯材料，通過反應機理研究和優化不同物料摩爾配比，克服解決了低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度和軟化溫度較低，樣品存放一段時間后有黏結現象。本發明生產的低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度為62～74℃，接近常規聚酯切片的玻璃化轉變溫度(80℃)。

42、(2)本發明采用熔體直紡連續聚合生產技術生產復合纖維長絲，經工藝優化和摩爾配比調整，可以根據織物后整理需求生產不同熔點搭配的ab組分纖維材料復合長絲，滿足不同客戶不同后整理溫度條件的需求。

43、(3)本發明中的復合長絲可以應用到下游不同織造領域，不但可以應用在聚酯纖維紗線之間起到焊接固定作用，同時也可以應用在天然纖維，其他化學纖維，以及在混紡紗線之間達到焊接固定作用。尤其適用于毛絨類、毯類等織物布種。既保證了織物的品質穩定、焊接均勻，又不影響布種的手感和布面染色效果，同時解決了布種脫絨脫毛和滑線等問題。