CN100334272C - 复合纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供伸缩性优异、熟定形性得到改善的复合纤维及其制造方法。利用数均分子量之差是5000～50000、各自的分子量分布系数是1.5～2.5的不同的可形成纤维的高分子，制造具有卷曲拉伸率大于等于50%、弹性恢复率大于等于70%的高伸缩性，同时无负荷沸水处理后的热定形性大于等于80%、10%拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20%的伸缩性优异，并且热定形性得到改善的复合纤维。利用本发明制造的复合纤维，在纺丝时减少纺丝组件内的聚合物的停留时间，使分子量的减少、其原纱物理性质和伸缩性的降低减到最小，利用在喷丝头下结合的工艺，以曲面变形系数小于等于1.2、变形度为1.3～2.5的并行型进行制造，由此将纺丝时的曲丝问题带来的工艺性、功能性和物理性质的降低减到最小。

Description

复合纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及复合纤维及其制造方法，所述复合纤维的伸缩性优异、热定形性得到了改善，用于后续加工时，制品稳定性得到了提高。更详细地说，涉及具有高伸缩性，其卷曲拉伸率大于等于50％、弹性恢复率大于等于70％，同时无负荷沸水处理后的热定形性大于等于80％、10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20％，用于制品后续加工时的制品稳定性极其优异的复合纤维及其制造方法。
另外，本发明涉及复合纤维及其制造方法，所述复合纤维是利用在喷丝头下结合的工序，制成的曲面变形系数小于等于1.2、变形度为1.3～2.5的并行型的复合纤维，这样，与现有的偏心芯鞘型的原纱相比，所述复合纤维在纺丝时的曲丝问题引起的工序性、功能性和物理性质的下降减了到最小程度，其具有并行型截面，伸缩性和热定形性优异。
背景技术
关于聚酯类伸缩性纤维，在专利文献1中，公开了使用了2种有极限粘度差的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的方法。另外，在专利文献2和专利文献3中，公开了使用一般的聚对苯二甲酸乙二酯和高收缩性的共聚合聚对苯二甲酸乙二酯，制造聚酯类有潜在卷曲性的纤维的方法。此外，在专利文献4和专利文献5中，公开了在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中，使用具有拉伸性的聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的方法。
但是，现有所述专利中记载的制造方法制造的卷曲伸缩性复合纤维，没有特别提到热定形性、热稳定性、热处理前后物理性质的变化。一般的伸缩性复合纤维的情况下，无负荷沸水处理后热定形时，其定形性小于等于70％、10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率大于等于20％，所以在后续工序或最后加工以后也会发生严重的形态变化，制品加工时难以设定其加工条件，还产生难以使尺寸稳定的问题。
一般，纤维制品在拉幅时要经受130～190℃的热过程和1～2g/d的拉力。此时，原纱的热定形性和在热定形前后物理性质的变化是决定原纱及其制品的形态稳定性的重要因素。因此，为了使原纱及其制品的形态变形最小，必需在提高现有的伸缩性复合纤维的热定形性的同时，使原纱的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率最小，以此解决现有技术中在后续工序中发生形态变形的问题。
本发明人等确认对热定形表现出的稳定性与原纱及其制品的形态稳定性有着密切的关系，并发现当纤维卷曲拉伸率大于等于50％、弹性恢复率大于等于70％，同时纤维的无负荷沸水处理后的热定形性大于等于80％、10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20％时，用于原纱及其最终制品，可使形态稳定性优异。
另外，以前关于伸缩性复合纤维的专利基本上只提出采用不同的聚酯类高分子制造复合纺丝，没有提及有关构成复合纤维的不同高分子聚合物本身的分子量对复合纤维的物理性质的影响。专利文献4中，提到了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)以及改性的PET、PTT的粘度变化带来的物理性质变化，但是，这篇专利也没有提及构成复合纤维的不同高分子的分子量。当然，根据马克-豪音库等式(Mark-Houwink equation)，从粘度-分子量的关系可以推断分子量，但是，得不到有关分子量分布的信息。而本发明人等发现了具有粘度差的2种不同聚酯类聚合物的分子量和分子量分布是影响纤维伸缩性和热定形性的因素，并设计了2种聚合物最佳的分子量和分子量分布。
根据本发明制造的复合纤维，在纺丝过程中，减少了聚合物在纺丝组件内的停留时间，将分子量的减少、其原纱物理性质和伸缩性的降低减到最小程度，利用图1所示的喷丝头，利用在喷丝头下使之结合的工艺，如图2和图3所示那样制成曲面变形系数小于等于1.2、变形度为1.3～2.5的并行型。这样，与图4所示的现有偏心芯鞘型的原纱相比，根据本发明制造的复合纤维将纺丝时的曲丝问题带来的工艺性、功能性和物理性质的下降减到最小程度。另外，根据不同的所述聚合物和工序特性，可以提高原纱的热定形性，实现原纱和后续工序时制品的形态稳定性，并且原纱的强拉伸率和伸缩特性等优异，所以根据本发明制造的复合纤维可以用于织造物、纬编、经编等的多种用途。
专利文献1特开平10-72732号公报
专利文献2特开2000-328378号公报
专利文献3特开平9-41234号公报
专利文献4美国专利第3671379号公报
专利文献5特开平11-189923号公报
发明内容
本发明的目的在于，利用可在工业上使用的可形成纤维的聚酯类高分子，提供制品热定形性和形态稳定性优异的伸缩性复合纤维及其制造方法。
因此，本发明人等为了实现这个目的，进行了深入的研究，结果发现在可形成纤维的聚酯类高分子中，利用数均分子量之差是5000～50000、各自的分子量分布系数是1.5～2.5的不同的可形成纤维的高分子制造的复合纤维，其伸缩性优异；另外，还发现在使伸缩特性和热定形时的变形最小化方面，最佳聚合物由2种成分构成，第一成分是数均分子量为10000～20000、分子量分布系数为1.5～2.5的可形成纤维的聚对苯二甲酸乙二酯类高分子；第二成分是数均分子量为15000～70000、分子量分布系数为1.5～2.5的可形成纤维的聚对苯二甲酸丙二酯高分子。聚合物的数均分子量之差小于等于5000的时候，原纱的卷曲拉伸率和弹性恢复率难以展现；而大于等于50000时的缺点是，由于纺丝温度的高温化使分子量进一步降低，所以聚合物的作用不能体现，另外，纺丝时由于产生曲丝，而难以确保工艺性，并且由于分子量高而收缩效果增强，从而导致热定形性差。另外，将分子量分布系数限定在1.5～2.5，是因为如果小于1.5，分子量分布过于平均，低分子量物质的自增塑作用变得微乎其微，工艺上容易产生问题；而分子量分布系数大于2.5，分子量分布变大，产生几个聚合物混杂的效果，导致热定形性和伸缩性降低。
另外，本发明人等还发现，对于分子量高的聚合物来说，纺丝时，其分子量因热分解而严重降低，分子量分布也变宽，但如果使聚合物熔融体在纺丝组件的停留时间最小化，例如小于等于5分钟，就可以在最大程度上发挥所述特性带来的物理性质和功能性。
另外，原纱截面的聚合物之间的曲面变形系数超过1.2，纺丝时，产生曲丝的情况严重，在工艺性上产生问题，这成为了伸缩性下降的原因。这种倾向如图4所示的那样当截面形状是偏心芯鞘型时更严重。因此，本发明的特征在于，为了提高伸缩性复合纤维制造的工艺性和功能性，本发明中使用2种可形成纤维的聚酯类聚合物，利用在喷丝头下使之结合的工艺，以图3所示的并行(结合型)形态制丝，并且此时使原纱截面上聚合物之间的曲面变形系数小于等于1.2，变形度在1.3～2.5。
作为本发明的另一方面，对于由熔融纺丝得到的伸缩性复合纤维，在后续工序时布帛的收缩严重，制品加工时，难以设定条件，即使最终加工后也会发生形态变形，所以难以保持缝制品的尺寸稳定，这是因伸缩性原纱的热定形性和热定形前后原纱物理性质的变化引起的。一般，纤维制品在拉幅时，要经受130～190℃的热过程和1～2g/d的拉力，而原纱的热定形性是决定原纱及其制品的形态稳定性的重要因素。因此，本发明的目的是通过为了使制品的形态变形最小而在制造时控制无负荷沸水处理后热定形时的固定性大于等于80％、10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20％，从而使后续工序的形态变形最小。
本发明提供复合纤维，其由第一成分和第二成分构成，所述第一成分是聚对苯二甲酸乙二酯，所述第二成分是聚对苯二甲酸丙二酯；所述复合纤维热定形性和伸缩性优异，在无负荷沸水处理时的卷曲拉伸率大于等于50％、弹性恢复率大于等于70％、热定形性大于等于80％，10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20％。
另外，优选截面形态是并行形态，曲面变形系数小于等于1.2，截面的变形度(a/b)为1.3～2.5。
另外，优选所述聚合物中的一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其平均分子量是10000～20000，分子量分布系数是1.5～2.5；另一种聚合物是聚对苯二甲酸丙二酯，其数均分子量是15000～70000，分子量分布系数是1.5～2.5；这两种聚合物的数均分子量之差是5000～50000。
另外，本发明提供通过包括工序(A)和(B)的方法制造的热定形性和伸缩性优异的复合纤维的制造方法，其中，工序(A)为使两种聚酯熔融的工序，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，数均分子量是10000～20000，分子量分布系数是1.5～2.5，另一种聚合物是聚对苯二甲酸丙二酯，数均分子量是15000～70000，分子量分布系数是1.5～2.5，两种聚合物的数均分子量之差是5000～50000；工序(B)使所述熔融物通过纺丝组件，其在纺丝组件内的停留时间小于等于5分钟，然后在2200～4000米/分钟的纺丝速度，以并行形态，获得曲面变形系数小于等于1.2、截面的变形度(a/b)为1.3～2.5的复合丝后，进行拉伸和热固定的工序。
另外，本发明的伸缩性复合纤维的制造方法，优选采用部分取向-拉伸/假捻工艺进行制造。
另外，所述拉伸温度优选为85～95℃，热固定温度优选为130～200℃。
另外，所述纺丝时，优选在喷丝头正下方，从喷头表面的直角方向偏离的曲丝变形角小于等于20°。
另外，本发明提供用所述伸缩性复合纤维制造的捻数(TM：捻/米)为150～2000的加工丝。
另外，本发明提供所述伸缩性复合纤维与拉伸度大于等于50％、沸水收缩率大于等于15％的高收缩性的原纱混纺的混合纤维丝。
另外，本发明提供含有所述伸缩性复合纤维的布帛。
根据本发明制造的伸缩性复合纤维，具有高伸缩性，其卷曲拉伸率大于等于50％、弹性恢复率大于等于70％，同时无负荷沸水处理后的热定形性大于等于80％、10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度热定形前后的变化率小于等于20％，所以原纱和后续加工的制品的稳定性极其优异。另外，对于由本发明制造的复合纤维，纺丝时，减少了在纺丝组件内的停留时间，将分子量的减少、其原纱物理性质和伸缩性的降低减到最小程度。另外，与现有的原纱相比，本发明中热定形性提高并使10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率的下降减到最小程度，从而实现了后续工序制品的形态稳定性。另外，根据本发明制造的伸缩性复合纤维将截面形态作成了并行型，在曲面变形系数小于等于1.2、截面变形度为1.3～2.5的水准上，将曲丝发生和曲面变形系数的下降减到最小，其工艺性优异之外，原纱的强力拉伸度、热定形性和伸缩特性等也优异，所以其可以适用于织造物、纬编、经编等多种用途。
附图说明
图1是本发明中使用的喷丝头的截面图。
图2(a)-(c)是根据本发明制造的伸缩性和热定形性优异的复合纤维的截面图。
图3是表示根据本发明制造的伸缩性纤维的曲面变形系数和变形度的图。
图4是表示偏心芯鞘型伸缩性纤维的曲面变形系数和变形度的图。
图5是表示根据本发明制造伸缩性纤维制造时的曲丝变形角的图。
具体实施方式
为了制造原纱及其制品的热定形性得到提高的本发明的复合纤维，优选使用数均分子量之差为5000～50000、各自的分子量分布系数为1.5～2.5的不同的可形成纤维的聚酯类高分子。关于各高分子的特性及其分析方法、以及制造方法，将结合聚合物材料和利用聚合物材料的纺丝工序进行如下说明。
(1)数均分子量之差是5000～50000、各自的分子量分布系数是1.5～2.5的不同的可形成纤维的聚酯类高分子的特性及其分析方法。
对于本发明中使用的2种聚合物来说，为了使数均分子量之差为5000～50000、各自的分子量分布系数为1.5～2.5，第1成分聚对苯二甲酸乙二酯类聚合物必须数均分子量是10000～20000、分子量分布系数是1.5～2.5；第2成分聚对苯二甲酸丙二酯类聚合物必须数均分子量是15000～70000、分子量分布系数是1.5～2.5。
本发明中，作为聚合物，第1成分的聚合物使用数均分子量为10000～20000、分子量分布系数为1.5～2.5的聚对苯二甲酸乙二酯，第2成分的聚合物使用数均分子量为15000～70000、分子量分布系数为1.5～2.5的聚对苯二甲酸丙二酯。
这些聚合物可以用一般所知的本体聚合、溶液聚合、界面聚合等方法制造。本发明中，目的聚合物可以用其中的任意一种方法制造，特别优选通过本体聚合法中的熔融聚合或固体聚合制造的聚合物，这样的聚合物在制造成本方面是有利的。
本发明中，低分子量聚对苯二甲酸乙二酯聚合物的分子量的最小值定为10000，高分子量聚对苯二甲酸乙二酯聚合物的分子量的最高值定为70000，其理由如下。制造分子量不足10000的聚合物，对于聚合方法本身并不难。但是，为了利用这个聚合物进行纤维化，将其制成片屑(或颗粒)状的形态是有利的。而分子量不足10000的话，制成片屑时，太容易破碎，所以难以制造具有均匀形状的片屑。分子量超过70000时，聚合时间过长，不仅在经济方面不利，而且由于必须过度提高纺丝温度，热分解导致分子量降低，所以其作用不能体现。
另外，将分子量分布系数限定在1.5～2.5。这是因为，分子量分布系数如果小于1.5，则分子量分布太平均、低分子量物质的自增塑作用微乎其微，工艺上容易发生问题；分子量分布系数大于2.5时，分子量分布变大，表现为多个聚合物混杂的效果，产生了热定形性和伸缩性下降的问题。
本发明中，数均分子量和分子量分布系数是将聚合物和制成的复合纤维溶解在六氟异丙醇(HFIP)中，利用高温用GPC设备(美国Waters公司)，以聚苯乙烯作为基准物质，测定数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)，从下式(1)换算出分子量分布系数(PDI)。
PDI＝Mw/Mn
(2)复合纤维的制造
为制造复合纤维而进行熔融纺丝时，聚合物的纺丝温度设定为比各聚合物熔融温度高20～70℃的温度，聚合物的纺丝温度比聚合物熔融温度高出的温度小于20℃时，会因熔融不均匀而导致挤出机内的压力变得过高、操作性降低。另外，容易产生制成的复合纤维的物理性质不均匀等问题，所以不是优选的。另外，聚合物的纺丝温度比聚合物的熔融温度高出的温度大于70℃时，聚合物的流动性得到改善，但聚合物发生热分解等问题，所以不是优选的。
使吐出的各纤维状聚合物在喷丝头下结合，可以制造出并行截面的复合纤维。本发明使用的喷丝头的吐出孔的倾斜度，如图1所示，优选10～30°。吐出孔的倾斜度如果小于10°，那么在利用分子结构和分子量不同的两种聚合物纺丝时，难以解决发生曲丝的问题；大于30°时，发生原纱截面的不均匀的现象，给原纱的品质和工艺性带来恶劣影响，所以不是优选的。
另外，在纺丝组件内被结合纺丝的偏心芯鞘型复合纤维，因纺丝时的分子量和粘度差而产生曲丝问题，解决这个问题可使用图1所示的喷丝头，如图2和图3那样，控制原纱截面上聚合物之间的曲面变形系数小于等于1.2，变形度为1.3～2.5。
另外，本发明人发现分子量高的聚合物纺丝时，分子量由于热分解而大幅度降低，分子量分布变宽，而最大程度减少纺丝组件内的聚合物熔融体的停留时间，将其定为小于等于5分钟，可以在最大程度上发挥所述特征带来的物理性质和功能性。
对于得到的复合纤维，可以采用通常的聚酯复合纤维制造中利用的部分取向丝拉伸/假捻工艺进行纤维化。
作为本发明核心技术的构成要素，可以举出将纺丝速度定为2200～4000米/分钟。这是因为，以小于等于2200米/分钟的速度纺丝时，因低速纺丝导致熔融体的吐出量减少，这不仅于经济方面不利，而且拉伸时的拉伸比增加，造成热收缩率上升，最终，使原纱和制品的热定形性下降，最终制品对热的形态稳定性急聚下降。一般，在低纺丝速度下以高倍率拉伸形成的有结晶的纤维表现出对热的高收缩率。另外，以大于4000米/分钟的纺丝速度纺丝时，2种不同分子量的聚合物之间的热特性、物理特征有很大不同，这导致纺丝性降低，进而纺丝工序的稳定性下降，所以不是优选的。
本发明中，另一个核心技术构成要素的特征为，在采用部分取向-拉伸/假捻工艺制造时，将拉伸温度定为85～95℃，热固定温度定为130～200℃。对于拉伸温度来说，小于85℃的温度难以形成均匀地拉伸，而大于95℃的温度，热量使增塑的程度增大，并且纺丝时的工序性及其物理性质变得不稳定。热固定温度小于130℃时，原纱及制品的热收缩率增加，形态稳定性下降，另外，热固定温度大于200℃时，增塑程度变大，工序性和各项物理性质下降，所以不是优选的。
对于现有的伸缩性复合纤维来说，在后序工序时布帛的缩小一般大于等于10％，因热定形性差而发生形态变形，所以制品加工时，难以设定制品加工条件，另外，还有难以保持缝制品尺寸稳定的问题。一般的纤维制品通常在制织/染色加工、热固定时，要经受130～190℃的热过程和1～2g/d的拉力，本发明人发现了原纱的热定形性与原纱和制品的形态稳定性有着密切的关系，进而知道无负荷沸水处理后的原纱的热定形性大于等于80％，10％拉伸时的弹性模量及断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20％时，可以使后序工序时的形态变化下降到最小程度。
根据本发明的制造条件制成的纤维的物理性质及功能性示于表1。
以下，基于下述实施例，更详细地说明本发明，下述的实施例只是举例说明本发明，并不限定本发明的范围。
首先，说明根据本发明的方法制造的结合型复合纤维的物理性质的评价基准和其测定方法。
(1)数均分子量和分子量分布的测定方法
将聚合物溶解于六氟异丙醇(HFIp)，利用高温用GPC设备(美国Waters公司)，测定以聚苯乙烯为基准物质的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)，从下式(1)换算出分子量分布系数(PDI)
 PDI＝Mw/Mn
(2)卷曲拉伸率和弹性恢复率的测定方法
为了测定实施例中制造的可形成卷曲的复合纤维的作为其物理性质的卷曲拉伸率和弹性恢复率，按下述进行操作。
无负荷下，在沸水中浸渍纤维束30分钟后，将纤维束室温干燥，加负荷0.1g/d，经过2分钟后，除去重量，放置10分钟，将经过前面阶段的样品，在0.002g/d负荷下，放置2分钟以后，测定此时长度L1)。在所述样品上加0.1g/d负荷，测定2分钟后的长度(L2)。然后，除去0.1g/d负荷后，测定2分钟后的长度(L3)。用下述式(2)和式(3)算出卷曲拉伸率和弹性恢复率。
卷曲拉伸率(％)＝[L2-L1)/L2]×100…(2)
弹性恢复率(％)＝[(L2-L3)/(L2-L1)]×100…(3)
(3)热定形性的测定方法
无负荷下经30分钟的沸水热处理，自然干燥后，测定自重下的纤维长度(T1)。将所述纤维拉伸50％，固定后，测定长度(T2)，然后130℃干热处理30分钟，进行热定形。冷却到室温后，松开固定物，测定纤维长度(T3)，用下式(4)计算纤维的热定形性。
热定形性(％)＝[(T3-T1)/(T2-T1)]×100…(4)
(4)10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度的变化率的测定方法。
无负荷下，经30分钟的沸水热处理后，利用英斯特朗5565(英斯特朗公司)，在20℃、相对湿度为65％、初期负荷为0.002g/d条件下，在热定形前后，测定原纱10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度。热定形前10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度相对热定形后10％拉伸时的弹性模量及断裂拉伸度的变化率以百分率(％)计，如下式(5)和(6)表示。
弹性模量在热定形前后的变化率(％)＝[(热定形后10％拉伸时的弹性模量-热定形前10％拉伸时的弹性模量)/(热定形前10％拉伸时的弹性模量)]×100…(5)
断裂拉伸度在热定形前后的变化率＝[(热定形后断裂拉伸度-热定形前断裂拉伸度)/(热定形前断裂拉伸度)]×100…(6)
(5)曲丝变形角度的测定方法
以角度(°)表示喷丝头正下方合流的丝线从喷头表面的直角方向偏离的程度(图5)。
(6)原纱截面的曲面变形系数和变形度
如图2、图3和图4所示，用扫描电子显微镜(SEM)分析原纱的截面，以下述式(7)和式(8)表示。
曲面变形系数＝c/d…(7)
变形度＝a/b…(8)
实施例1
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为270℃、纺丝速度为2600m/分、组件内停留时间为4分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比5∶5的比例，将数均分子量(Mn)为12632、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为19149、分子量分布系数(PDI)为2.4的聚对苯二甲酸丙二酯，以图2-(a)的并行截面，制造曲面变形系数为1.10、截面变形度为1.7、单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造单丝细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维。实施拉伸时，拉伸比为1.70、拉伸温度为85℃、热固定温度为155℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角小，表现出优异的热定形性和伸缩特性。
实施例2
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为275℃、纺丝速度为2600米/分钟、组件内停留时间为4分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比5∶5的比例，将数均分子量(Mn)为12632、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为33522、分子分布系数(PDI为)2.1的聚对苯二甲酸丙二酯，以图2-(a)的并行截面，制造曲面变形系数为1.10、截面变形度为1.9、单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯纤维复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造单丝细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维。实施拉伸时，拉伸比为1.70、拉伸温度为90℃、热固定温度为160℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角小，表现出优异的热定形性和伸缩特性。
实施例3
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为280℃、纺丝速度为2400米/分钟、组件内停留时间为4分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比5∶5的比例，将数均分子量(Mn)为15385、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量为45589、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸丙二酯，以图2-(a)的并行截面，制造曲面变形系数为1.10、截面变形度为1.8、单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造单丝细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维。实施拉伸时，拉伸比为1.70、拉伸温度为90℃、热固定温度为160℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角小，表现出优异的热定形性和伸缩特性。
实施例4
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为285℃、纺丝速度为2200米/分钟、组件内停留时间为4分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比6∶4的比例，将数均分子量(Mn)为15385、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为63312、分子量分布系数(PDI)为2.0的聚对苯二甲酸丙二酯，以图2-(b)的并行截面，制造曲面变形系数为1.15、截面变形度为1.8、单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造单丝细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维。实施拉伸时，拉伸比为1.62、拉伸温度为90℃、热固定温度为180℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角小，表现出优异的热定形性和伸缩特性。
比较例1
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为270℃、纺丝速度为2600米/分钟、组件内停留时间为4分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比5∶5的比例，将数均分子量(Mn)为12632、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为16950、分子量分布系数(PDI)为2.4的聚对苯二甲酸丙二酯，以图2-(a)并行截面，制造曲面变形系数为1.10、截面变形度为1.6、单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造单丝细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维，实施拉伸时，拉伸比为1.70、拉伸温度为85℃、热固定温度为145℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角小，但显示热定形性和伸缩性低。
比较例2
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为270℃，纺丝速度为2600米/分钟、组件内停留时间为8分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比5∶5的比例，将数均分子量(Mn)为12632、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为24411、分子量分布系数(PDI)为2.7的聚对苯二甲酸丙二酯，以图4的偏心芯鞘型截面，制造曲面变形系数为1.55、截面变形度为1.0、单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造单丝细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维。实施拉伸时，拉伸比为1.70、拉伸温度为85℃、热固定温度为140℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角大，显示热定形性和伸缩特性低。
比较例3
制造伸缩性复合纤维的过程中，设定纺丝温度为275℃、纺丝速度为1400米/分钟、组件内停留时间为8分钟，利用现有熔融复合纺丝设备，以重量比5∶5的比例，将数均分子量(Mn)为12632、分子量分布系数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为31290、分子量分布系数(PDI)为2.8的聚对苯二甲酸丙二酯，以图2-(a)的并行截面，制造曲面变形系数为1.20、截面变形度为1.7、单丝细度为6.0丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置，对经所述纺丝/卷取而获得的复合纤维进行拉伸，制造细度为2.1丹尼尔的伸缩性复合纤维。实施拉伸时，拉伸比为2.90、拉伸温度为75℃、热固定温度为145℃，结果示于表1。得到的纤维的纺丝时曲丝变形角小，但显示热定形性和伸缩特性低。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例1 比较例2 比较例3
聚合物A(Mn) PET(12632) PET(12632) PET(15385) PET(15385) PET(12632) PET(12632) PET(12632)
聚合物B(Mn) PTT(19149) PTT(33522) PTT(45589) PTT(63312) PTT(16950) PTT(24411) PTT(31290)
PDI(A/B) 2.2/2.4 2.2/2.1 2.2/2.2 2.2/2.0 2.2/2.4 2.2/2.7 2.2/2.8
组件内的停留时间(分钟) 4 4 4 4 4 8 8
纺丝温度(℃) 270 275 280 285 270 270 275
纺丝速度(米/分钟) 2600 2600 2400 2200 2600 2600 1400
曲丝变形角(°) 5 7 10 15 5 35 10
截面形态1) S/S S/S S/S S/S S/S S/C S/S
曲面变形系数(c/d) 1.10 1.10 1.10 1.15 1.10 1.55 1.20
变形度(a/b) 1.7 1.9 1.8 1.8 1.6 1.0 1.7
拉伸比 1.70 1.70 1.70 1.62 1.70 1.70 2.90
拉伸温度(℃) 85 90 90 90 85 85 75
热固定温度(℃) 155 160 160 180 145 140 145
卷曲拉伸率(％) 59 63 58 57 28 37 41
弹性恢复率(％) 79 80 82 81 69 70 69
热定形性 82 86 85 88 80 75 77
热定形前后的变化率(％)2) 10％拉伸时的模量 10 13 12 14 16 23 30
断裂拉伸度 -12 -15 -14 -16 -18 -20 -25
1)S/S：并行型、S/C：偏心芯鞘型
2)无负荷沸水处理后，10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率(％)

Claims (8)

1、热定形性和伸缩性优异的复合纤维，其特征为，所述纤维由二种成分构成，第一成分为聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量是10000～20000，分子量分布系数是1.5～2.5；第二成分为聚对苯二甲酸丙二酯，其数均分子量是15000～70000，分子量分布系数是1.5～2.5；这两种聚合物的数均分子量之差是5000～50000；所述纤维在无负荷沸水处理时的卷曲拉伸率大于等于50％，弹性恢复率大于等于70％，热定形性大于等于80％，10％拉伸时的弹性模量和断裂拉伸度在热定形前后的变化率小于等于20％；并且所述纤维的截面形态是并行形态，曲面变形系数小于等于1.2，截面的变形度a/b是1.3～2.5。
2、热定形性和伸缩性优异的复合纤维的制造方法，其特征为，其包含如下工序：(A)使两种聚酯熔融的工序，一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，数均分子量是10000～20000，分子量分布系数是1.5～2.5，另一种聚合物是聚对苯二甲酸丙二酯，数均分子量是15000～70000，分子量分布系数是1.5～2.5，两种聚合物的数均分子量之差是5000～50000；(B)使所述熔融物通过纺丝组件，其在纺丝组件内的停留时间小于等于5分钟，然后在2200～4000米/分钟的纺丝速度，以并行的形态，获得曲面变形系数小于等于1.2、截面的变形度a/b为1.3～2.5的复合丝后，进行拉伸和热固定的工序。
3、如权利要求2所述的热定形性和伸缩性优异的复合纤维的制造方法，其特征为，所述拉伸工序采用部分取向-拉伸/假捻工艺进行制造。
4、如权利要求2所述的热定形性和伸缩性优异的复合纤维的制造方法，其特征为，所述拉伸温度是85～95℃，热固定温度是130～200℃。
5、如权利要求2所述的热定形性和伸缩性优异的复合纤维的制造方法，其特征为，在纺丝时，喷丝头正下方从喷丝头表面的直角方向偏离的曲丝变形角小于等于20°。
6、加工丝，其特征为，其是由权利要求1所述的伸缩性复合纤维制造的，捻数TM是150～2000。
7、混合纤维丝，其特征为，其是由权利要求1所述的伸缩性复合纤维和拉伸率大于等于50％、沸水收缩率大于等于15％的高收缩特性的原纱混纺而成的。
8、布帛，其特征为，其含有权利要求1所述的热定形性和伸缩性优异的复合纤维。
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