本發(fā)明涉及化纖制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

天然羽絨具有蓬松保暖、手感光滑、柔軟等性能，但其并不是纖維,而是具有纖維團(tuán)簇有著相同使用目的的羽毛團(tuán)，每一根大大小小的羽枝都具有獨(dú)立的回彈性。羽絨是由這些具有獨(dú)立回彈性的單元體集合而成的多元結(jié)構(gòu)的集合體。近幾年，世界各地爆發(fā)了大范圍的禽流感，對家禽進(jìn)行了大面積的捕殺，使得羽絨制品的原料供應(yīng)緊張，原料價(jià)格也出現(xiàn)了飛漲。尤其經(jīng)過禽流感后，人們對絮絨原料的揚(yáng)塵和菌類含量指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格，給這種類似羽絨產(chǎn)品的超細(xì)纖維的發(fā)展提供了商機(jī)。

目前國內(nèi)外所開發(fā)仿羽絨纖維，主要以超細(xì)旦纖維和經(jīng)過硅油處理的三維卷曲中空化學(xué)纖維為主。目前市場上的仿羽絨產(chǎn)品基本有兩種，一種是3～6D三維中空和1.2D高硅普通短纖維。3～6D三維中空仿羽絨雖然具有了保暖性，都是因?yàn)槔w維纖度大，手感差，無法和真正的羽絨手感接近，1.2D仿羽絨雖然有接近羽絨的手感，但是缺乏羽絨的保暖性和輕柔感，同時(shí)由于采用了石油基材料為基體，其本身帶來的塑料污染與再生帶來更多的困難。

隨著資源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識的逐漸提高，循環(huán)再生的理念已成為當(dāng)今時(shí)代的主旋律，國內(nèi)越來越多的紡織企業(yè)也逐漸開始應(yīng)用循環(huán)再生纖維。循環(huán)再生纖維是以廢舊瓶片、塑料、服裝為原料，通過化學(xué)、物理等現(xiàn)代科技手段結(jié)合紡絲加工制備而成，既拓展了纖維新資源，又結(jié)合應(yīng)用要求利用節(jié)能減排新工藝，提升了產(chǎn)品品質(zhì)與功能，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)、低碳與高附加值的統(tǒng)一。如今的社會(huì)越來越重視環(huán)保，循環(huán)再生纖維理念的出現(xiàn)不僅符合了市場的需求，也成為一種文化、一種責(zé)任與時(shí)尚。

聚酯纖維因其優(yōu)異的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，已成為目前最大的合成纖維品種。隨著生活水平的提高，單純的聚酯纖維特性已無法滿足人們的需求，因此通常將不同性能的化纖混紡制備出具有多方面優(yōu)異性能的混紡織物?；诰埘ダw維的良好性能，全球?qū)埘サ男枨罅咳找嬖黾?，這就不可避免地增加了許多因廢棄聚酯產(chǎn)品及廢料帶來的環(huán)境問題。因此對聚酯產(chǎn)品的循環(huán)再生已成為社會(huì)日益關(guān)注的問題，且市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

聚酯廢料的來源主要有兩個(gè)方面：一是生產(chǎn)和加工過程中不可避免產(chǎn)生的廢熔體、廢絲及邊角料；二是消費(fèi)后聚酯包裝材料，如聚酯瓶和薄膜，其中主要是消費(fèi)后的聚酯瓶，因?yàn)榇蟛糠志埘グb材料都是一次性就廢棄了。目前國內(nèi)再生聚酯纖維生產(chǎn)工藝分為物理法和化學(xué)法。物理法是將回收聚酯瓶片通過結(jié)晶干燥后螺桿熔融擠出、雙級高精度過濾技術(shù)等技術(shù)制備再生聚酯纖維；化學(xué)法是將回收后的聚酯瓶片通過化學(xué)醇解，徹底還原成單體分子級別，經(jīng)過過濾、去除雜質(zhì)，然后再通過聚合制成PET切片，最后紡成纖維。物理法使用廣泛，投入設(shè)備較少，工藝較為簡單，對于環(huán)境的影響相較于化學(xué)法也較小，但瓶級再生聚酯纖維的理化指標(biāo)相較于原生聚酯纖維有一定的差距，且不能實(shí)現(xiàn)完全的循環(huán)利用?；瘜W(xué)法是通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑處理，通過對廢聚酯解聚獲得聚酯單體或低聚物，再重新聚合成高聚物，可以實(shí)現(xiàn)廢舊聚酯的完全循環(huán)利用，且其再生聚酯纖維的性能指標(biāo)良好，最大的問題在于其技術(shù)的復(fù)雜和設(shè)備投入大，以及化學(xué)試劑可能產(chǎn)生的環(huán)境問題。另外，與纖維級聚酯切片相比，瓶級聚酯切片的特性黏度一般大于0.70dL/g，在制瓶過程中受熱應(yīng)力的作用而降低0.05dL/g～0.08dL/g，循環(huán)利用時(shí)與水、酸、堿、醇等接觸會(huì)發(fā)生緩慢熱降解和水解，導(dǎo)致聚酯分子量和特性黏度的進(jìn)一步下降。而用于紡絲的標(biāo)準(zhǔn)聚酯切片的特性黏度一般在0.62dL/g～0.68dL/g之間，因此聚酯瓶片一般不能直接用于紡絲，聚酯瓶在紡絲前必須經(jīng)過一定的預(yù)處理，使特性黏度、分子量、結(jié)晶度等達(dá)到紡絲要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種制備工藝簡單，工藝可控性強(qiáng)，產(chǎn)品附加值高，且滿足紡織品循環(huán)再生的要求的循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的制備方法。

本發(fā)明是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的：

一種循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步高粘度再生聚酯切片的制備：

以廢舊聚酯瓶片為原料，通過三道清水清洗，然后在80℃條件下進(jìn)行24h烘干后，進(jìn)行研磨粉碎制備成再生瓶片聚酯泡泡料，以再生瓶片聚酯泡泡料為原料，通過熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，進(jìn)行干燥除濕處理，然后以螺桿擠出的方法，擠出溫度為265～285℃，并以乙二醇鈦鈉鹽擴(kuò)鏈劑為增粘劑，進(jìn)行再生瓶片聚酯泡泡料的粉碎和增粘劑的熔融混合，所述乙二醇鈦鈉鹽擴(kuò)鏈劑在高粘度聚酯切片中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為400～2000ppm；然后進(jìn)行縮聚增粘處理，制備得到高粘度聚酯切片，高粘度聚酯切片的特性粘度為0.95～1.35dL/g；

第二步低粘度再生聚酯切片的制備：

以廢舊聚酯織物為原料，通過清洗，烘干后，進(jìn)行研磨粉碎，制備成再生織物聚酯泡泡料，以再生織物聚酯泡泡料為原料，通過熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，進(jìn)行干燥除濕處理，然后以螺桿擠出的方法，擠出溫度為265～285℃，并以丁二醇鈦鎂鹽降解催化劑為改性劑，進(jìn)行再生織物聚酯泡泡料的粉碎和降解催化劑的熔融混合，所述丁二醇鈦鎂鹽降解催化劑在低粘度聚酯切片中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500～2000ppm；然后進(jìn)行縮聚反應(yīng)處理，制備得到低粘度聚酯切片，低粘度聚酯切片的特性粘度為0.50～0.65dL/g；

第三步循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的制備：

分別將質(zhì)量比為40～60：60～40的高粘度聚酯切片和低粘度聚酯切片經(jīng)過各自的結(jié)晶干燥和熔融擠壓設(shè)備，得到兩種紡絲熔體送入復(fù)合紡絲箱體，復(fù)合紡絲箱體為紡絲熔體提供高溫保溫，并保證兩種紡絲熔體在維持各自不同的溫度情況下進(jìn)入復(fù)合紡絲箱體中的大容量雙通道復(fù)合紡絲組件中復(fù)合，復(fù)合后的熔體從大容量雙通道復(fù)合紡絲組件中的噴絲孔中噴出后形成并列復(fù)合紡絲束，并列復(fù)合紡絲束經(jīng)復(fù)合紡絲組件中的復(fù)合紡絲噴絲板進(jìn)行并列復(fù)合熔融紡絲，經(jīng)吹風(fēng)冷卻、上油、卷繞、落桶、平衡、集束、牽伸、上油、緊張熱定型、卷曲、烘干、切斷、打包工序制備得到循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維。

所述再生瓶片聚酯泡泡料的粒徑為5～20mm；所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)為常規(guī)的流化床皮帶傳動(dòng)熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中溫度控制為110～150℃，再生瓶片聚酯泡泡料在熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中的停留時(shí)間為3～15min；所述縮聚增粘處理為，再生瓶片聚酯泡泡料與增粘劑混合后，通過螺桿的計(jì)量泵導(dǎo)入到縮聚增粘釜中，在縮聚溫度為275～285℃，真空度控制為50～100Pa，縮聚時(shí)間為1.5～3.5h。

所述再生織物聚酯泡泡料的粒徑為4～25mm；所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)為常規(guī)的流化床皮帶傳動(dòng)熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中溫度控制為105～150℃，再生織物聚酯泡泡料在熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中的停留時(shí)間為5～15min；所述縮聚反應(yīng)處理為，再生織物聚酯泡泡料與降解催化劑混合后，通過螺桿的計(jì)量泵導(dǎo)入到縮聚反應(yīng)釜中，在縮聚溫度為255～265℃，真空度控制為50～100Pa，縮聚時(shí)間為1.0～2.5h。

所述并列復(fù)合熔融紡絲溫度為280～290℃，所述復(fù)合紡絲噴絲板的截面形狀為“S”型；所述吹風(fēng)冷卻方式為環(huán)吹風(fēng)冷卻，冷卻吹風(fēng)風(fēng)速為0.45～0.55m/min，風(fēng)溫為23～28℃；所述卷繞速度為3500～4200m/min；所述平衡時(shí)間為20～22h；所述牽伸分為兩步牽伸，其中第一步牽伸溫度135～145℃，拉伸倍數(shù)為2.1～2.8倍，第二步牽伸溫度165～185℃，拉伸倍數(shù)為～1.8～2.2倍；所述緊張熱定型溫度為165～175℃。

本發(fā)明的有益效果在于：利用廢舊聚酯瓶片和廢舊聚酯織物為原料，實(shí)現(xiàn)了廢舊聚酯材料的再生利用問題；同時(shí)以瓶片的高粘度通過增粘劑乙二醇鈦鈉鹽進(jìn)行熔融縮聚過程，利用乙二醇鈦鈉鹽的聚酯縮聚催化性，提高再生瓶片聚酯粘度，同時(shí)利用鎂鹽的降解催化活性，在縮聚過程中實(shí)現(xiàn)聚酯的催化降解過程，從而降低聚酯粘度，同時(shí)降解催化劑中的丁二醇作為柔性鏈段，具有提高低粘度聚酯的柔性，從而提高并列復(fù)合紡過程中彈性和卷曲性能；同時(shí)針對彈性短纖維抗皺性差、彈性回復(fù)力差、蓬松性不高、原料成本高等問題，基于纖維自卷曲機(jī)理，采用并列復(fù)合紡絲的方法，通過具有“S”字形的異形噴絲板的設(shè)計(jì)，提高其彈性和蓬松性，提高纖維優(yōu)異的仿真羽絨效果；采用多次牽伸過程，進(jìn)行并列復(fù)合纖維的拉伸，對不同粘度的聚酯進(jìn)行拉伸，實(shí)現(xiàn)低粘度聚酯組份的充分拉伸而利于柔性定型卷曲性，高粘度的聚酯組份拉伸不足而利于蓬松回彈；所制備的循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維彈性短纖維抗皺性好、彈性回復(fù)力高、蓬松性好、原料成本低，在家紡，裝飾，填充等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

附圖說明

圖1本發(fā)明工藝流程示意圖；

圖2本發(fā)明復(fù)合紡絲噴絲板截面示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，詳述本發(fā)明的具體實(shí)施方式：

如圖1所示，一種循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的制備方法，包括以下步驟：

第一步高粘度再生聚酯切片的制備：

以廢舊聚酯瓶片為原料，通過三道清水清洗，然后在80℃條件下進(jìn)行24h烘干后，進(jìn)行研磨粉碎制備成再生瓶片聚酯泡泡料，以再生瓶片聚酯泡泡料為原料，通過熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，進(jìn)行干燥除濕處理，然后以螺桿擠出的方法，擠出溫度為265～285℃，并以乙二醇鈦鈉鹽擴(kuò)鏈劑為增粘劑，進(jìn)行再生瓶片聚酯泡泡料的粉碎和增粘劑的熔融混合，所述乙二醇鈦鈉鹽擴(kuò)鏈劑在高粘度聚酯切片中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為400～2000ppm；然后進(jìn)行縮聚增粘處理，制備得到高粘度聚酯切片，高粘度聚酯切片的特性粘度為0.95～1.35dL/g；

第二步低粘度再生聚酯切片的制備：

以廢舊聚酯織物為原料，通過清洗，烘干后，進(jìn)行研磨粉碎，制備成再生織物聚酯泡泡料，以再生織物聚酯泡泡料為原料，通過熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，進(jìn)行干燥除濕處理，然后以螺桿擠出的方法，擠出溫度為265～285℃，并以丁二醇鈦鎂鹽降解催化劑為改性劑，進(jìn)行再生織物聚酯泡泡料的粉碎和降解催化劑的熔融混合，所述丁二醇鈦鎂鹽降解催化劑在低粘度聚酯切片中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500～2000ppm；然后進(jìn)行縮聚反應(yīng)處理，制備得到低粘度聚酯切片，低粘度聚酯切片的特性粘度為0.50～0.65dL/g；

第三步循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的制備：

分別將質(zhì)量比為40～60：60～40的高粘度聚酯切片和低粘度聚酯切片經(jīng)過各自的結(jié)晶干燥和熔融擠壓設(shè)備，得到兩種紡絲熔體送入復(fù)合紡絲箱體，復(fù)合紡絲箱體為紡絲熔體提供高溫保溫，并保證兩種紡絲熔體在維持各自不同的溫度情況下進(jìn)入復(fù)合紡絲箱體中的大容量雙通道復(fù)合紡絲組件中復(fù)合，復(fù)合后的熔體從大容量雙通道復(fù)合紡絲組件中的噴絲孔中噴出后形成并列復(fù)合紡絲束，并列復(fù)合紡絲束經(jīng)復(fù)合紡絲組件中的復(fù)合紡絲噴絲板進(jìn)行并列復(fù)合熔融紡絲，經(jīng)吹風(fēng)冷卻、上油、卷繞、落桶、平衡、集束、牽伸、上油、緊張熱定型、卷曲、烘干、切斷、打包工序制備得到循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維。

本發(fā)明再生瓶片聚酯泡泡料的粒徑為5～20mm；所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)為常規(guī)的流化床皮帶傳動(dòng)熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中溫度控制為110～150℃，再生瓶片聚酯泡泡料在熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中的停留時(shí)間為3～15min；所述縮聚增粘處理為，再生瓶片聚酯泡泡料與增粘劑混合后，通過螺桿的計(jì)量泵導(dǎo)入到縮聚增粘釜中，在縮聚溫度為275～285℃，真空度控制為50～100Pa，縮聚時(shí)間為1.5～3.5h。

本發(fā)明再生織物聚酯泡泡料的粒徑為4～25mm；所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)為常規(guī)的流化床皮帶傳動(dòng)熱風(fēng)輸送系統(tǒng)，所述熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中溫度控制為105～150℃，再生織物聚酯泡泡料在熱風(fēng)輸送系統(tǒng)中的停留時(shí)間為5～15min；所述縮聚反應(yīng)處理為，再生織物聚酯泡泡料與降解催化劑混合后，通過螺桿的計(jì)量泵導(dǎo)入到縮聚反應(yīng)釜中，在縮聚溫度為255～265℃，真空度控制為50～100Pa，縮聚時(shí)間為1.0～2.5h。

本發(fā)明并列復(fù)合熔融紡絲溫度為280～290℃，所述復(fù)合紡絲噴絲板的截面形狀為“S”型，如圖2所示，高粘度聚酯和低粘度聚酯各占有半圓形；所述吹風(fēng)冷卻方式為環(huán)吹風(fēng)冷卻，冷卻吹風(fēng)風(fēng)速為0.45～0.55m/min，風(fēng)溫為23～28℃；所述卷繞速度為3500～4200m/min；所述平衡時(shí)間為20～22h；所述牽伸分為兩步牽伸，其中第一步牽伸溫度135～145℃，拉伸倍數(shù)為2.1～2.8倍，第二步牽伸溫度165～185℃，拉伸倍數(shù)為～1.8～2.2倍；所述緊張熱定型溫度為165～175℃。

本發(fā)明的循環(huán)再生高仿真仿羽絨纖維的纖度為0.6～3.0dtex，斷裂強(qiáng)度2.5～4.0cN/dtex,斷裂伸長率范圍為25～60％,纖維長度38～51mm,卷曲率12～20％,干熱收縮率10.0～12.5％。

本發(fā)明采用雙組份并列復(fù)合紡絲的方法，通過對雙組份紡絲中原料粘度進(jìn)行控制，以再生的聚酯泡泡料為原料，通過對聚酯泡泡料的增粘工藝制備得到高粘度的再生聚酯切片，通過對聚酯泡泡料的降粘工藝制備得到低粘度的再生聚酯切片；本發(fā)明技術(shù)制備工藝簡單，工藝可控性強(qiáng)，產(chǎn)品附加值高，且滿足紡織品循環(huán)再生的要求，符合我國《“十三五”紡織工業(yè)科技進(jìn)步的重點(diǎn)任務(wù)》和《紡織工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中明確指出加大對廢舊紡織品回收再利用的政策。