CN101126180A - 一种弹性聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种弹性聚酯纤维及其制备方法。它需要解决的技术问题是，提供一种新型弹性纤维及其制造方法，以弥补氨纶性能上的不足及其应用范围的限制。本发明弹性纤维，采用复合纺丝方法，用两台螺杆挤出机分别熔融两种组分，经复合纺丝组件挤出得到产品，其特征在于弹性纤维中的组分为具有热收缩性能差异的高聚物：高收缩聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯中的两种；两种高聚物的重量百分比为30～70∶50。

Description

一种弹性聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学纤维技术领域，具体是一种弹性聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
纤维材料是服装面料的基础，新型纤维材料的出现将会带来多种新型服装面料的问世，更会对推动时装业的发展起到积极作用。这就需要设计和开发新纤维、新面料，不断地为制造新时装提供新材料。
氨纶是一种含聚氨基甲酸酯大于85％的具有线形链段结构的高分子化合物制成的弹性纤维。由于其具有比重轻、断裂强度高、断裂伸长率高、弹性回复好等优点，被广泛的应用。但氨纶不耐高温，在加有氨纶的涤纶布种中如果需经后染，高达130℃的染整条件会严重破坏氨纶的弹力，造成织物的弹性不足；在针织布的先染过程中的瓶颈在于过高的定型温度不仅破坏了色纱的色牢度，且织物易泛黄影响手感。
三维卷曲纤维又称螺旋状卷曲纤维，是一种新型弹性纤维，它具有优良的蓬松性和垫弹性。英国的M.J.Denton1982年对复合纤维的卷曲过程进行了理论研究。近年来Dupont公司发表了关于Lycra T-400新型弹性纤维的报导，引起了世界化纤-纺织界的广泛关注，但是并未见到相关纤维组成及制造工艺的详细说明。针对上述问题，新型复合弹性纤维应运而生，它不仅具有良好的弹性，还具有良好的耐高温性，使用过程无特殊要求，可满足各种不同布种对纤维的要求。本发明的目的是解决上述开发瓶颈。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，提供一种新型弹性纤维及其制造方法，以弥补氨纶性能上的不足及其应用范围的限制。
本发明的并列型复合弹性纤维，采用复合纺丝方法，用两台螺杆挤出机分别熔融两种高聚物，经复合纺丝组件挤出得到产品，其特征在于弹性纤维中的组分为具有热收缩性能差异的高聚物：高收缩聚对苯二甲酸乙二酯(HSPET，简称为A1)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET，简称为A2)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT，简称为A3)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT，简称为A4)中的两种；两种组分的重量百分比为30～70∶50，优选的重量百分比为50∶50。由于A1、A2、A3、A4均为聚酯类高聚物，具有相似的分子结构，因此具有良好的相容性；且A1、A2、A3、A4均为市售产品，原料易得。特别是其中任意两种组分的热收缩率差异大于5～35％，因而当纤维取向及受热处理时因两种组分的热收缩性能不同，会产生永久的螺旋卷曲，这种由其自身性质所决定的立体螺旋卷曲，使得该纤维具有良好的弹性伸长和弹性回复性。
本发明弹性纤维的截面形状似双仁花生果；其纤度范围为50～1000dtex，弹性纤维的断裂强度为1.6～7cN/dtex，优选为60～600dtex，断裂伸长率为15～600％，弹性回复率70～98％。
本发明并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于将两种组分采用并列型复合纺丝设备，用两台螺杆挤出机分别熔融，将高聚物熔体经计量泵计量后输送到复合纺丝组件挤出，熔体细流经冷却、上油、拉伸、热定型，得产品。
本发明采用的复合纺丝方法，选自低速纺丝-拉伸法(UDY-DT)、高速纺丝-拉伸法(POY-DT)或纺-牵一步法(FDY)中的任何一种，其制备工艺路线、采用设备均不同于T-400。本发明采用两种具有不同热收缩性能的高聚物为原料，应用复合纺丝技术，设计制造并列型复合纤维；在适宜的原料组成、纺丝、拉伸及热定型工艺条件下，无需进行加弹变形便可得到具有三维立体结构的永久卷曲型纤维，从而赋予它优良弹性。它是一种不同于氨纶的新型弹性纤维，将该纤维拉长20％时的弹性回复率达到90％以上。该纤维与氨纶均属弹性纤维，但弹性产生的机理不同，弹性不如氨纶好，但模量较低，更适用于做服装“三口”、具有一定弹性的机织和针织织物，耐日晒牢度、耐氯性比氨纶优异，使用时无需包覆，可高温高压染色，与氨纶在不同性能和用途上互补。
本发明方法的纺丝速度为400～5000米/分，后拉伸倍数为1.1～10倍，定型温度为50～200℃，定型时间为1分～36小时。
本方法生产的弹性纤维的外观具有永久卷曲、弹性回复好、易护理、可与聚酯兼容等特点；该弹性纤维的截面形状似双仁花生果，采用该纤维的织物可高温高压染色，并具有手感柔软、滑爽、布面平整、不易泛黄等独特效果。
上述两种原料易得，采用其生产弹性纤维，生产过程易控制，设备无需改造，采取合适的工艺参数、组分配比，即可制得性能优良的弹性纤维，且纤维制成率高。
附图说明
图1是本发明纤维的横截面示意图。
具体实施方式
下面将通过具体实施进一步对本发明进行描述，显然本发明不仅仅局限于下述实施例。
实施例1：
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A1、A2，其重量百分比为30∶70，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、定型、卷绕成形，便可得到成品并列型复合弹性纤维，其截面见图1。纺丝温度为278～283℃，卷绕速度为2500米/分，侧吹风风速为0.28～0.35米/秒，拉伸温度为85～90℃，定型温度为125～130℃，拉伸倍数为2.5～3.5倍，FDY主要指标见附表。
实施例2：
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A1、A3，其重量百分比为40∶60，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、定型、卷绕成形，便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为265～275℃，卷绕速度为1200米/分，侧吹风风速为0.25～0.30米/秒，拉伸温度为82～88℃，定型温度为123～129℃，拉伸倍数为3.5～4.0倍，所纺制的FDY主要指标见附表。
实施例3：
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A1、A4，其重量百分比为50∶50，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、定型、卷绕成形，便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为267～276℃，卷绕速度为1800米/分，侧吹风风速为0.27～0.33米/秒，拉伸温度为83～88℃，定型温度为123～128℃，拉伸倍数为2.8～3.5倍，所纺制的FDY
主要指标见附表。
实施例4
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A1、A2，其重量百分比为40∶60，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、卷绕成形后得到并列型复合纤维的原丝，再经拉伸定型便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为275～286℃，卷绕速度为2800米/分，侧吹风风速为0.30～0.36米/秒，拉伸温度为85～90℃，定型温度为125～130℃，拉伸倍数为2.5～3.6倍，所纺制的DT主要指标见附表。
实施例5：
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A1、A3，其重量百分比为50∶50，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、卷绕成形后得到并列型复合纤维的原丝，再经拉伸定型便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为265～276℃，卷绕速度为1500米/分，侧吹风风速为0.25～0.30米/秒，拉伸温度为82～88℃，定型温度为122～128℃，拉伸倍数为3.2～3.8倍，所纺制的DT主要指标见附表。
实施例6：
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A1、A4，其重量百分比为30∶70，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、卷绕成形后得到并列型复合纤维的原丝，再经拉伸定型便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为267～276℃，卷绕速度为1800米/分，侧吹风风速为0.27～0.33米/秒，拉伸温度为83～89℃，定型温度为123～128℃，拉伸倍数为2.5～3.6倍，所纺制的DT主要指标见附表。
实施例7
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A2、A3，其重量百分比为50∶50，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、卷绕成形后得到并列型复合纤维的原丝，再经拉伸定型便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为262～273℃，卷绕速度为1400米/分，侧吹风风速为0.22～0.35米/秒，拉伸温度为80～90℃，定型温度为120～130℃，拉伸倍数为2.8～3.8倍，所纺制的DT主要指标见附表。
实施例8
并列型复合弹性纤维是利用两台独立的螺杆，分别熔融构成并列型复合纤维的两种高聚物A3、A4，其重量百分比为40∶60，经各自的熔体管路输送到纺丝箱体，再由计量泵将熔体定量地送入并列型纺丝组件挤出、冷却、上油、卷绕成形后得到并列型复合纤维的原丝，再经拉伸定型便可得到成品并列型复合弹性纤维。纺丝温度为262～274℃，卷绕速度为1500米/分，侧吹风风速为0.22～0.33米/秒，拉伸温度为80～92℃，定型温度为120～128℃，拉伸倍数为2.5～3.5倍，所纺制的DT主要指标见附表。
附表：
  实施例   组分(重量份)   产品性能
  A1   A2   A3   A4   断裂强度/cN/dtex   断裂伸长率/％   弹性回复率(20％拉伸)/％
  实施例1   30   70   2.91   29.1   89.9
  实施例2   40   60   2.37   34.3   91.3
  实施例3   50   50   2.24   31.6   87.6
  实施例4   40   60   2.17   25.4   88.8
  实施例5   50   50   2.12   26.1   89.6
  实施例6   30   70   2.16   25.7   87.7
  实施例7   50   50   2.08   27.6   86.3
  实施例8   40   60   2.09   26.5   86.4

Claims (10)

1.一种并列型复合弹性纤维，采用复合纺丝方法，用两台螺杆挤出机分别熔融两种组分，经复合纺丝组件挤出得到产品，其特征在于弹性纤维中的组分为具有热收缩性能差异的高聚物：高收缩聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯中的两种；两种高聚物的重量百分比为30～70∶50。
2.根据权利要求1所述的并列型复合弹性纤维，其特征在于弹性纤维中两种组分的重量百分比为50∶50。
3.根据利要求1或2所述的并列型复合弹性纤维，其特征在于弹性纤维的截面形状似双仁花生果；其纤度范围为50～1000dtex，弹性纤维的断裂强度为1.6～7cN/dtex，断裂伸长率为15～600％，弹性回复率70～98％。
4.根据利要求3所述的并列型复合弹性纤维，其特征在于所述的弹性纤维的纤度范围为60～600dtex。
5.根据权利要求1或2所述的并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于将两种组分采用并列型复合纺丝设备，用两台螺杆挤出机分别熔融，将高聚物熔体经计量泵计量后输送到复合纺丝组件挤出，熔体细流经冷却、上油、拉伸、热定型后，得到产品。
6.根据权利要求3所述的并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于将两种组分采用并列型复合纺丝设备，用两台螺杆挤出机分别熔融，将高聚物熔体经计量泵计量后输送到复合纺丝组件挤出，熔体细流经冷却、上油、拉伸、热定型后，得到产品。
7.根据权利要求5所述的并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于所述的复合纺丝方法选自低速纺丝-拉伸法(UDY-DT)、高速纺丝-拉伸法(POY-DT)或纺-牵一步法(FDY)中的任何一种。
8.根据权利要求6所述的并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于所述的复合纺丝方法选自低速纺丝-拉伸法(UDY-DT)、高速纺丝-拉伸法(POY-DT)或纺-牵一步法(FDY)中的任何一种。
9.根据权利要求5所述的并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于纺丝速度为400～5000米/分，后拉伸倍数为1.1～10倍，定型温度为50～200℃，定型时间为1分～36小时。
10.根据权利要求6所述的并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于纺丝速度为400～5000米/分，后拉伸倍数为1.1～10倍，定型温度为50～200℃，定型时间为1分～36小时。
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