CN102560738A

CN102560738A - 一种芯鞘复合纤维、混纤丝及生产方法

Info

Publication number: CN102560738A
Application number: CN2010105901896A
Authority: CN
Inventors: 范志恒; 望月克彦
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种芯鞘复合纤维以及由该复合纤维得到的混纤丝及生产方法。芯鞘复合纤维的芯成分为聚酰胺，鞘成分为含纤维素酯和增塑剂的组合物，该纤维的单丝断面为芯部多叶断面形状且鞘成分之间彼此分离。芯鞘复合纤维经苯甲醇处理分割之后，得到聚酰胺与纤维素酯双组分且具有丝长差的混纤丝。

Description

一种芯鞘复合纤维、混纤丝及生产方法

技术领域

本发明涉及一种以聚酰胺和纤维素酯为原料的芯鞘复合纤维、混纤丝及生产方法。

背景技术

纤维素酯作为一种生物来源的、并且在环境中可以自然降解的材料，一直受到人们的关注。以纤维素乙酸酯为代表的纤维素酯纤维是通过将纤维素酯溶于二氯甲烷或丙酮等有机溶剂之后，再通过干法纺丝使溶剂蒸发制得的纤维。这种制法纺丝性差、不能进行纤维断面的设计，并且纤维的细纤度化以及复合纤维的制造比较困难。

作为复合纤维的制造，专利特开平4-300324号公开了一种熔融纺丝法制得的聚酯/纤维素酯芯鞘复合纤维。鞘成分为聚酯、芯成分为含有可塑剂的纤维素乙酸酯组合物，所得到纤维的单丝纤度为1.72dtex，单丝较粗。另外，专利特开2004-84139号公开了一种纤维素酯海岛纤维的制造方法，通过将海成分溶出后得到纤维素酯的超细纤维。这种纤维由于海成分被溶出，使得海成分的特性在最终得到的纤维里没有能够得到体现。因此，通过以往的技术并没有得到纤维素酯单丝纤度1dtex以下，并且兼具双组分特性的复合纤维。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以聚酰胺和纤维素酯为原料的芯鞘复合纤维，该芯鞘复合纤维经过苯甲醇处理后得到聚酰胺纤维和纤维素酯细纤维的混纤丝，混纤丝具有丝长差，具有良好的毛感和手感。并提供它们的生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种芯鞘复合纤维，该芯鞘复合纤维的芯成分为聚酰胺，鞘成分为含纤维素酯和增塑剂的组合物，该纤维的单丝断面为芯部多叶断面形状且鞘成分之间彼此分离。

芯鞘复合纤维的芯成分与鞘成分的复合比率为10/90～80/20。

作为鞘成分的含纤维素酯和增塑剂的组合物中，增塑剂成分的含量为组成物重量的1～30％。

纤维素酯为纤维素乙酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯或纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯中的至少一种。

所说的芯部多叶断面形状为三叶形、六叶形或八叶形。

一种由芯鞘复合纤维得到的混纤丝，该混纤丝含有断面为多叶形的聚酰胺纤维和纤维素酯细纤维，且纤维素酯细纤维的单丝纤度为0.05～1dtex。

混纤丝中，聚酰胺纤维的单丝长度L₁与纤维素酯纤维的单丝长度L₂的丝长差为1～30％，丝长差＝(L₂-L₁)/L₂×100。

芯鞘复合纤维的生产方法如下：将纤维素酯和增塑剂进行共混，得到纤维素酯和增塑剂的组合物，将该组合物作鞘成分，将聚酰胺作芯成分，选用芯部多叶型芯鞘复合喷丝板进行纺丝，得到芯鞘复合纤维。

混纤丝的生产方法如下：将上述芯鞘复合纤维进行苯甲醇处理，使得芯鞘复合纤维分割为多叶形断面的聚酰胺纤维和三角形断面的纤维素酯细纤维，且纤维素酯细纤维的单丝纤度为0.05～1dtex。

所说苯甲醇处理条件为：苯甲醇浓度10～200克/升，处理温度40～120度，处理时间10～60分钟。

具体说明如下：

本发明所涉及的复合纤维是一种芯鞘型复合纤维，鞘成分是由纤维素酯与增塑剂的组成物构成。具体的纤维素酯有纤维素乙酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯或纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯的至少一种。

在本发明中，纤维素酯的取代度优选为每葡萄糖单位0.5～2.9。为了获得良好的生物降解性，纤维素酯的取代度优选较低的取代度，如0.5～2.2，为了获得良好的流动性，优选较高的取代度，如2.2～2.9，因此纤维素酯的取代度可以根据目的进行适当调整。

所述的纤维素酯的聚合度并没有特别限定，但是为了使纤维具有良好的热稳定性和机械特性，选定纤维素酯聚合度优选50以上，更优选100以上。

作为鞘成分的纤维素酯组成物中所含的增塑剂的具体例子可以列举，例如邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯等邻苯二甲酸酯类，均苯四甲酸四辛酯、偏苯三酸三辛酯等芳香族多元羧酸酯类，己二酸二丁酯、己二酸二辛酯等脂肪多元羧酸酯类，聚乙二醇，聚丙二醇，聚四氢呋喃二醇等聚醚类，乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇单缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙二醇单缩水甘油醚等环氧化合物类。聚己内酯、聚丙内酯、聚戊内酯等由内酯构成的脂肪族聚酯类。聚乙烯吡咯烷酮等乙烯聚合物类等。增塑剂可以单独使用，也可以同时并用。

增塑剂的添加量相对于组成物的重量优选1～30％。增塑剂添加量为1％以上，鞘成分组合物能够具有良好的流动性，纺丝时也会得到很好的可纺性；增塑剂添加量为30％以下，纺丝的时候不会因为增塑剂的热分解导致纤维可纺性低下。增塑剂的添加量更优选2～25％，最优选3～22％。

另外，本发明所述的芯成分为聚酰胺，可以列举，聚己内酰胺，聚己二胺己二酸，己内酰胺-己二胺己二酸共聚物等。

本发明所涉及的复合纤维，从复合形态的安定性、纺丝性以及生产性出发，芯成分/鞘成分的复合比率优选10/90～80/20。芯成分的复合比率10％以上，可以有利于芯成分的形成；80％以下可以进行安定的纺丝。在本发明中芯成分/鞘成分的复合比率更优选20/80～70/30。

本发明的复合纤维，经苯甲醇处理后鞘部纤维分割，单丝纤度为0.05～1.0dtex，实现细纤度化，并具有良好的手感。鞘成分的单丝纤度的范围更优选0.1～0.8dtex，最优选0.1～0.6dtex。并且复合纤维通过苯甲醇处理之后，由于芯部聚酰胺成分与鞘部纤维素酯成分的纤维收缩性不同，形成了具有一定纤维长度差的混纤丝。这个芯部纤维与鞘部纤维的长度差优选1～30％，更优选5～25％。

关于本发明所述的苯甲醇处理，处理温度优选40～120度，更优选60～110度，最优选80～100度；苯甲醇浓度优选10～200克/升，更优选50～150克/升，最优选80～120克/升；处理时间优选10～60分，更优选10～40分，最优选15～30分。

另外，关于本发明所涉及的芯鞘型复合纤维，芯部纤维的断面为三叶、六叶、八叶等多叶型。纤维分割后，鞘成分能分割成多跟纤维，从而使鞘成分实现细纤度化。

本发明的聚酰胺和纤维素酯的芯鞘型复合纤维，通过苯甲醇处理加工后分割为断面为多叶形的聚酰胺纤维和纤维素酯细纤维且具有丝长差的混纤丝。混纤丝纤维兼具聚酰胺纤维以及纤维素酯纤维的优良特性，是良好的纺织用纤维。利用该复合纤维织成的织物通过苯甲醇处理后，织物具有高密度，柔和手感的特性。

评价方法

1.复合纤维安定性确认

通过光学显微镜对复合纤维进行断面观察，下记○和△判定为合格。

○：无分割异常

△：分割异常小于5％

×：分割异常5％以上

2.纺丝性：纺丝2小时内的纺丝情况通过下列方法进行评价，○和△判定为合格。

○：无断丝

△：有少量断丝(1～3回)

×：断丝频繁

3.纤维长度差：纤维经苯甲醇处理后，芯部纤维的长度为L₁，鞘部纤维的长度为L₂，纤维长度差由下式算出：

纤维长度差＝(L₂-L₁)/L₂×100

附图说明

图1是本发明的芯鞘复合纤维的断面形状例。

图2是本发明的混纤丝的断面形状例。

其中，1为鞘成分：纤维素酯与可塑剂的组合物

2为芯成分：聚酰胺

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1～6

以添加增塑剂(聚乙二醇PEG)15％的纤维素乙酸酯丙酸酯(CAP)的组成物作为鞘成分，以聚己内酰胺(尼龙6)作为芯成分，使用芯部断面为八叶型的24孔芯鞘复合喷丝板，通过复合纺丝机以表1记载的复合比率，在纺丝温度260度下，以1500m/min进行卷取，得到100dtex-24f的芯鞘复合纤维。将该纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过98度下，100克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表1里表示。

实施例2～6纤维都具有很好的复合安定性以及纺丝性，分割后的鞘部单丝纤度在0.5dtex以下，并且苯甲醇处理后的纤维长度差在23～28％之间。实施例1纺丝性优良，但是由于芯成分比例较小，纤维断面观察到有若干分割异常。

比较例1、2

以添加增塑剂(聚乙二醇PEG)15％的纤维素乙酸酯丙酸酯(CAP)的组成物作为鞘成分，以聚己内酰胺(尼龙6)作为芯成分，使用芯部断面为八叶型的24孔芯鞘复合喷丝板，通过复合纺丝机以表1记载的复合比率，在纺丝温度260度下，以1500m/min进行卷取，得到100dtex-24f的芯鞘复合纤维。比较例1中芯成分的复合比例只有5％，复合断面的形成比较困难，未能得到芯鞘复合纤维。比较例2中鞘成分复合比率较低，纺丝性比较差。

表1

实施例7～9

实施例7～9以芯部断面为3叶、6叶、8叶型的喷丝板，芯/鞘复合比例固定为30/70，用实施例1一样的纺丝方法，得到100dtex-48f的芯鞘复合纤维。所得到复合纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过98度下，100克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表2里表示。

实施例10

以添加增塑剂(聚乙二醇PEG)15％的纤维素乙酸酯(CA)和纤维素乙酸酯丙酸酯(CAP)的组成物作为鞘成分，以己内酰胺-己二胺己二酸共聚合物(尼龙6/尼龙66共聚合物)作为芯成分，使用芯部断面为八叶型的36孔芯鞘复合喷丝板，通过复合纺丝机以表1记载的复合比率，在纺丝温度260度下，以2000m/min进行卷取，得到100dtex-36f的芯鞘复合纤维。将该纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过98度下，100克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表2里表示。

实施例11

以添加增塑剂(聚乙二醇PEG)10％的纤维素乙酸酯丙酸酯(CAP)和纤维素乙酸酯丁酸酯(CAB)的组成物作为鞘成分，以实施例10的方法得到100dtex-36f的芯鞘复合纤维。将该纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过80度下，120克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表2里表示。

实施例12

以添加增塑剂(己二酸二辛酯DOA)15％的纤维素乙酸酯(CA)和纤维素乙酸酯丁酸酯(CAB)的组成物作为鞘成分，以实施例10的方法得到100dtex-36f的芯鞘复合纤维。将该纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过98度下，100克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表2里表示。

表2

实施例13～15

实施例13以添加增塑剂(聚乙二醇PEG)30％的纤维素乙酸酯(CA)的组成物作为鞘成分。以己内酰胺-己二胺己二酸共聚物(尼龙6/尼龙66共聚物)作为芯成分，芯鞘复合比率为30/70，使用芯部断面为八叶型的24孔芯鞘复合喷丝板，在纺丝温度260度下，以2000m/min进行卷取，得到100dtex-24f的芯鞘复合纤维。将所得到复合纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过80度下，100克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表3里表示。

实施例14以添加增塑剂(己二酸二辛脂DOA)20％的纤维素乙酸酯丙酸酯(CAP)的组成物作为鞘成分。以己内酰胺-己二胺己二酸共聚物(尼龙6/尼龙66共聚物)作为芯成分，以实施例10同样的方法制的100dtex-24f的芯鞘复合纤维。将所得到复合纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过80度下，150克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表3里表示。

实施例15以添加增塑剂(己二酸二辛脂DOA)0.5％的纤维素乙酸酯丁酸酯(CAB)的组成物作为鞘成分。以己内酰胺-己二胺己二酸共聚物(尼龙6/尼龙66共聚物)作为芯成分，以实施例10同样的方法制的100dtex-24f的芯鞘复合纤维。将所得到复合纤维织成筒编物，70度、20分钟热水精炼后，再通过60度下，100克/升的苯甲醇溶液处理20分钟，所得到纤维的特性在表3里表示。

比较例3添加增塑剂(聚乙二醇PEG)0.5％的纤维素乙酸酯(CA)的组成物作为鞘成分。以己内酰胺-己二胺己二酸共聚物(尼龙6/尼龙66共聚物)作为芯成分，以实施例10同样的方法进行纺丝。由于鞘成分增塑剂含量比较低，流动性不充分，纺丝过程中芯鞘形成困难，并且纺丝性很差。结果表3里记载。

表3

Claims

1.一种芯鞘复合纤维，其特征是：该芯鞘复合纤维的芯成分为聚酰胺，鞘成分为含纤维素酯和增塑剂的组合物，该纤维的单丝断面为芯部多叶断面形状且鞘成分之间彼此分离。

2.根据权利要求1所述的芯鞘复合纤维，其特征是：芯成分与鞘成分的复合比率为10/90～80/20。

3.根据权利要求1或2所述的芯鞘复合纤维，其特征是：纤维素酯为纤维素乙酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯或纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的芯鞘复合纤维，其特征是：所说的芯部多叶断面形状为三叶形、六叶形或八叶形。

5.根据权利要求1或2所述的芯鞘复合纤维，其特征是：作为鞘成分的含纤维素酯和增塑剂的组合物中，增塑剂成分的含量为组成物重量的1～30％。

6.一种权利要求1所述芯鞘复合纤维的生产方法，其特征是：将纤维素酯和增塑剂进行共混，得到纤维素酯和增塑剂的组合物，将该组合物作鞘成分，将聚酰胺作芯成分，选用芯部多叶型芯鞘复合喷丝板进行纺丝，得到芯鞘复合纤维。

7.一种由权利要求1所述的芯鞘复合纤维得到的混纤丝，其特征是：该混纤丝含有断面为多叶形的聚酰胺纤维和纤维素酯细纤维，且纤维素酯细纤维的单丝纤度为0.05～1dtex。

8.根据权利要求7所述的混纤丝，其特征是：聚酰胺纤维的单丝长度L₁与纤维素酯纤维的单丝长度L₂的丝长差为1～30％，丝长差＝(L₂-L₁)/L₂×100。

9.一种权利要求7所述混纤丝的生产方法，其特征是：将权利要求1所说的芯鞘复合纤维进行苯甲醇处理，使得芯鞘复合纤维分割为多叶形断面的聚酰胺纤维和三角形断面的纤维素酯细纤维，且纤维素酯细纤维的单丝纤度为0.05～1dtex。

10.根据权利要求9所述混纤丝的生产方法，其特征是：苯甲醇处理条件为：苯甲醇浓度10～200克/升，处理温度40～120度，处理时间10～60分钟。