CN103757745A - 一种聚酯共混纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚酯共混纤维，具体地，涉及一种改性聚酯共混纤维及其制备方法。所述共混纤维由改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中，所述的改性聚酯占共混纤维总量的60～95wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的5～40wt%。所述的改性聚酯共混纤维的玻璃化转变温度为50～75℃，常压下的酸性染料的上染率为85～99%，染色均匀度为4～5级，回潮率为1.2～2.8%，体积比电阻为1.0×109～5.0×1012Ω.cm。本发明的共混纤维在常温常压下对于酸性染料可染深色，纤维及织物具有柔软的手感和良好的吸湿性，克服了复合熔融纺丝法制备改性聚酯复合纤维染色均匀性差，织物容易出现色差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯共混纤维，具体地，涉及一种改性聚酯共混纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维具有高强度、高模量、耐磨、耐热等优良性能，因此被广泛应用于服装、家纺、工业等领域。但是由于聚酯分子的线性状态较好，分子链上没有大的侧链和支链，而且经过纺丝过程中拉伸和定形作用，分子排列整齐，结晶度高，取向性好，分子间空隙小，染料不易渗入；大分子链上没有羟基、氨基等吸湿性基团，只有极性较小的酯基，因此聚酯纤维作为纺织材料具有染色性差、吸湿性低、易产生静电等缺点。因此，采用聚酯纤维用作服用纤维时，为了提高其服用性能有必要对其进行改性。
聚酯纤维可用分散染料在高温高压、载体存在的条件下染色，高温高压染色不能连续化工业生产，而使用苯酚、氯苯、联苯、胺类作载体又有一定的毒性，造成环境污染，染色成本也较高。通过改性可以实现分散染料常压可染和阳离子染料可染，并已实现工业化，但在使用上仍然存在一些限制。羊毛、真丝等天然蛋白质纤维，采用的是酸性染料染色，酸性染料具有价格低廉、色谱齐全、色泽鲜艳等优点。若用普通聚酯纤维与羊毛、真丝等混纺，无法进行同浴匹染。因为过高的染色温度会使羊毛、真丝等天然蛋白质纤维的强度受到严重损伤。此外，由于染料性能及结构的不同，以及纤维品质、原料组分及组织风格的差异，对成品色泽的准确性及同色性较难掌握，常规聚酯纤维与天然蛋白质纤维混纺后染色时不易获得均一的颜色而造成色花色差等现象。为了解决这一问题，使聚酯纤维在较低温度下实现用酸性染料的染色，必须对纤维进行改性，使其含有可与染料中的酸性基团结合的碱性基团。目前制备酸性可染改性聚酯纤维的方法主要有共聚法和共混法两种。共聚法是通过引入含有碱性基团的共聚组分，使共聚酯对酸性染料具有亲和性，通常引入的第三组分为含氮的二元酸，二元醇或羟基酸，或者是胺（叔胺、季胺）类化合物。这一改性方法可使聚酯酸性染料可染，共聚比例越高，上染率越高，但是聚酯的力学性能下降，可纺性变差；降低共聚比例，可纺性较好，但上染率大大降低。共混法是将含胺基的柔性链，如尼龙6、尼龙66或含叔胺的二元醇等与聚酯共混纺丝，在引入染座的同时，使聚酯结构变得疏松。这一方法虽可使染料上染率提高，达到染色改性的目的，但由于尼龙6等与聚酯为热力学不相容，共混时会与聚酯链段产生明显相分离，导致染色不匀，可纺性变差，其结果会降低涤纶的物理性能及某些优越特性，造成加工上的困难。根据目前的研究情况，如果添加剂控制适当，可以制备出酸性染料可染聚酯，但是上染率低，不能染中深色，并且成本高。
专利ZL201010257439.4中采用复合熔融纺丝法制备改性聚酯与热塑性树脂复合而成的复合纤维，该复合纤维可以采用酸性染料、分散性染料进行在常温常压下染色，色牢度高，弹性高、手感舒适。但由于该纤维采用复合方法制备，得到的纤维为皮芯类纤维，由于改性聚酯和热塑性树脂存在分子结构上的差异，导致染料对改性聚酯和热塑性树脂的上染性能不同，最终导致复合纤维染色均匀性差，织物容易出现色差等问题。
申请人在现有技术的基础上，为了解决现有技术的问题，采用共混熔融纺丝法制备改性聚酯和聚酰胺共混而成的共混纤维。通过共混熔融纺丝的方式实现了改性聚酯与其热力学相容的聚酰胺的均匀混合，从而使得所制备的共混纤维具有优异的染色均匀性。
发明内容
本发明的首要发明目的在于提出了一种具有高吸湿性、可酸性染料深染的改性聚酯共混纤维。
本发明的第二发明目的在于提出该改性聚酯共混纤维的其制备方法。
为了实现本发明的目的，采用的技术方案为：
一种改性聚酯共混纤维，改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中，所述的改性聚酯占共混纤维总量的60～95wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的5～40wt%，所述改性聚酯含有如下结构单元：
其中1＜m1＜200，0≤m2<100，0≤m3＜100，0≤m4＜20，0≤m5＜20，
本发明的第一优选技术方案为：m4=0，m5=0，1＜m1＜200，0≤m2<100，0≤m3<100，优选m4=0，m5=0，10＜m1＜100，0≤m2<30，0≤m3<30，m2和m3不同时为0。
本发明的第二优选技术方案为：m2=0，1＜m1＜200，1＜m3＜100，0≤m4＜20，0≤m4＜20，优选m2=0，10＜m1＜100，0＜m3＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10，更优选m2=0，10＜m1＜100，10＜m3＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5
本发明的第三优选技术方案为：m3=0，1＜m1＜200，1＜m2＜100，0≤m4＜20，0≤m4＜20，优选m3=0，10＜m1＜100，0＜m2＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10，更优选m3=0，10＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5。
本发明的第四优选技术方案为：所述的改性聚酯占共混纤维总量的70～90wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的10～30wt%；其中，10＜m1＜100，0≤m2<30，0≤m3<30，0≤m4＜5，0≤m5＜5，且m2和m3不同时为0。
本发明的第五优选技术方案为：所述聚酰胺选自尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010或聚己二酰间苯二甲胺中的至少一种。
本发明的第六优选技术方案为：所述的改性聚酯共混纤维的玻璃化转变温度为50～75℃，常压下的酸性染料的上染率为85～99%，染色均匀度为4～5级，回潮率为1.2～2.8%，体积比电阻为1.0×109～5.0×1012Ω.cm。
本发明的第七优选技术方案为：所述的改性聚酯共混纤维的截面形状为圆形、三角形、三叶形、五叶形、C形、Y形、星形、H形、十字形或中空纤维。
本发明的第八优选技术方案为：所述的改性聚酯共混纤维制成短纤维、预取向丝POY或拉伸丝FDY，其中预取向丝POY经过加弹得到加弹丝DTY；
其中所述的拉伸丝FDY的纤度为0.5～6dtex、优选0.8～3.5dtex，断裂强度为1.5～5cN/dtex、优选2.2～4.0cN/dtex，断裂伸长率为5～50%、优选15～40%，模量为20～80cN/dtex、优选30～60cN/dtex；
所述的加弹丝DTY的纤度为0.5～6dtex、优选0.8～3.5dtex，断裂强度为1.5～5cN/dtex、优选2.2～4.0cN/dtex，断裂伸长为5～50%、优选15～40%，模量为20～80cN/dtex、优选30～60cN/dtex；
所述的短纤维包括棉型短纤维和毛型短纤维，其中棉型短纤维的纤度为0.5～3.5dtex，优选0.8～2.0dtex；切断长度为30～70mm；断裂强度为1.5～5.0cN/dtex，优选2.0～4.0cN/dtex；断裂伸长为10～80%，优选15～50%；模量为20～80cN/dtex，优选30～60cN/dtex；卷曲数为10～20个/25mm，毛型短纤维的纤度为3.0～6dtex，优选3.0～4.5dtex；切断长度为70～150mm；断裂强度为1.5～5cN/dtex，优选2.0～4.0cN/dtex；断裂伸长为10～80%，优选15～50%；模量为20～80cN/dtex，优选30～60cN/dtex；卷曲数为10～20个/25mm。
本发明还涉及该改性聚酯共混纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将由改性聚酯切片和聚酰胺切片均匀混合，然后进入螺杆挤出机，在温度为150～320℃下熔融混合成均匀的共混物熔体；温度优选240～320℃；
（2）共混物熔体进入纺丝组件，在纺丝组件中在温度为200～320℃的条件下经喷丝板喷出，再经过后续的处理得到改性聚酯共混纤维，温度优选为220～300℃。
其中，在步骤(2)中经喷丝板喷出的丝，以600～1800m/min、优选800～1500m/min的收取速度得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY；或以2000～4000m/min、优选2800～3500m/min的收取速度得到改性聚酯共混纤维预取向丝POY。
其中，在步骤(2)中经喷丝板喷出后，喷出的丝直接进入第一热盘，再进入第二热盘，在第一、二热盘之间进行纤维的牵伸，牵伸倍数2～5倍、优选2.5～4倍，从第二热盘出来的纤维束进入卷绕机进行卷装，卷绕速度3000～5000m/min、优选3500～4500m/min，卷绕后得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘的温度为60～100℃、优选60～85℃、速度为800～2000m/min、优选800～1500m/min，第二热盘的温度为120～180℃、优选125～160℃，速度为3000～5000m/min、优选3500～4500m/min。
其中，所述的共混纤维预取向丝POY在加弹机上以300～1200m/min，优选500～100m/min的速度牵伸1.3～3倍，优选1.5～2.5倍；预热箱温度为120～220℃，优选130～180℃；D/Y为1.4～2.6，优选1.5～2.2；定型箱温度140～200，优选150～180℃；卷绕速度800～2200m/min，优选1000～1800m/min，得到改性聚酯共混纤维加弹丝DTY；所述的共混纤维未牵伸丝UDY在20～100℃，优选50～80℃下进行牵伸，牵伸倍数1～6.5倍，优选3～5倍；然后在温度为30～100℃，优选60～100℃下经过卷曲机进行卷曲，之后在温度为80～200℃，优选100～180℃下热定型后，进行切断和打包得到改性聚酯共混短纤维。
下面对本发明的技术方案做进一步的解释和说明。
本发明提供了一种高吸湿酸性染料深染改性聚酯共混纤维，该共混纤维是由改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中改性聚酯占共混纤维总重量的60～95wt%，聚酰胺占共混纤维总重量的5～40wt%，所述改性聚酯含有如下结构单元：
其中1＜m1＜200，0≤m2<100，0≤m3＜100，0≤m4＜20，0≤m5＜20；
优选的，m4为0，m5为0，0＜m1＜100，0≤m2<30，0≤m3<30，且m2和m3不同时为0；或者m2为0，1＜m1＜200，1＜m3＜100，0≤m4＜20，0≤m4＜20，进一步优选m2为0，10＜m1＜100，0＜m3＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10；或者m3为0，1＜m1＜200，1＜m2＜100，0≤m4＜20，0≤m4＜20，进一步优选m3为0，10＜m1＜100，0＜m2＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10；所述的改性聚酯优选：
优选，10＜m1＜100，0≤m2＜30，0≤m3＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10，m2和m3不同时为0
更优选，10＜m1＜100，0≤m2＜30，0≤m3＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5，且m2和m3不同时为0所述的改性聚酯的特性粘数为0.60～0.90dL/g。
所述的改性聚酯由聚酯和相对粘度为1.0～3.0的尼龙6和/或尼龙66共聚而成，其中，尼龙6和/或尼龙66的含量为1～40wt%，优选5～25wt%。
本发明所述的改性聚酯的示差扫描量热谱图中，其玻璃化转变温度和熔融峰均只有一个，其熔点范围为150～255℃。
本发明所采用的改性聚酯的分子链中引入了柔性的尼龙链段，一方面破坏了聚酯分子链的规整性，使改性聚酯的分子结构变得更加松散，另一方面，提高了改性聚酯分子链与酸性染料的亲和力以及酰胺类改性剂的热力学相容性。将改性聚酯再与聚酰胺进行熔融共混，从而进一步增加共混物中染座端的含量，从而增加了可染性。并且由于将改性聚酯与聚酰胺熔融共混，从而使改性聚酯与聚酰胺在分子级上进行共混，克服了专利201010257439.4中的仅进行复合带来的缺陷，从而使聚酰胺更均匀的分散于改性聚酯中，从而保证了染色的均匀度。由本发明所制备的改性聚酯共混纤维的酸性染料上染率和染色均匀度均明显优于专利201010257439.4所制备的复合纤维。即便两种纤维中尼龙6的比例均相同时，由于改性聚酯和尼龙6的分子结构的差异，导致酸性染料对皮层改性聚酯和芯层尼龙6的上染性能不同，最终导致复合纤维染色均匀度仅能达到2.5级，染色均匀性较差，织物染色时出现色差。而本发明所制备的改性聚酯共混纤维，采用共混熔融纺丝的方式使得改性聚酯与其热力学相容的尼龙6均匀混合，得到的共混纤维的染色均匀度可以达到4.5级，染色均匀性优异，织物染色时无色差。
根据实验发现，本发明所制备的改性聚酯共混纤维还具有良好的吸湿性和酸性染料常压可染性。通过合理配置改性聚酯和聚酰胺的共混比例共混纤维在酸性染料用量3%（owf）、染色温度100℃的条件下染色上染率可高达99%，染色均匀度可达5级，此外其回潮率也可以达到2.8%。并且回潮率与共混纤维中聚酰胺的含量成正比，当聚酰胺的含量增加时，其回潮率也相应提高。回潮率高从而使得纤维纺织而成的面料具有高吸湿性，从而较少静电的产生。
本发明的共混纤维在常温常压下对于酸性染料可染深色，纤维及织物具有柔软的手感和良好的吸湿性，织物不需碱处理，节能、低碳、环保，可广泛用于纯纺或与丝、绢、棉、毛、麻等天然纤维混纺。
本发明的改性聚酯共混纤维是通过含有聚酰胺链段的改性聚酯和聚酰胺共混纺丝制备。改性聚酯分子结构中聚酰胺链段的存在不仅使得改性聚酯与聚酰胺具有良好的相容性，而且还提高了改性聚酯的吸湿性以及与酸性染料的亲和力。采用共混纺丝的方式将聚酰胺组成引入到改性聚酯基体中，具有以下优点：
（1）进一步降低了共混纤维的玻璃化转变温度，玻璃化转变温度为50～75℃，提高了酸性染料染座端氨基的含量，从而使得共混纤维在常压沸染条件下可用酸性染料染成深色，色泽艳丽，色谱广泛；
（2）进一步提高了共混纤维中强极性吸湿性基团酰胺基团的含量，从而使得共混纤维具有高吸湿性，赋予其优异的抗静电性能；
（3）实现了改性聚酯与其热力学相容的聚酰胺的均匀混合，从而使得所制备的共混纤维具有优异的染色均匀性；
（4）克服了直接将大量聚酰胺与聚酯进行聚合而造成的可纺性差，不能直接用于防丝的缺陷。
同时，该纤维具有超柔软手感和良好的回弹性，可广泛用于纯纺或与丝、绢、棉、毛、麻等天然纤维混纺。此外，发明的制备方法简单，其制备过程对设备无特殊要求，成本低廉，易实现工业化生产。
以下将对本发明的实施例进行详细说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，而不能限制本发明，本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
具体实施方式
实施例1
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5。
将上述改性聚酯切片和尼龙6切片以重量比95%：5%均匀混合，混合后的切片在265℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经圆形孔喷丝板挤出，卷绕速度1500m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在60℃进行一级牵伸，牵伸倍数4倍，90℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维进行卷曲，然后在130℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为1.33dtex，长度为38mm的棉型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度3.5cN/dtex，断裂伸长35%，模量为65cN/dtex，卷曲数16个/25cm，染色均匀度为5级。
实施例2
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10。
将上述改性聚酯切片和尼龙6切片以重量比90%：10%均匀混合，混合后的切片在250℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经H形孔喷丝板挤出，卷绕速度1800m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在50℃进行一级牵伸，牵伸倍数3.5倍，80℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.1倍，之后将纤维进行卷曲，然后在120℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为3.33dtex，长度为90mm的毛型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度3.2cN/dtex，断裂伸长31%，模量为50cN/dtex,卷曲数10个/25cm，染色均匀度为4.5级。
实施例3
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜160，10＜m2＜70，0≤m4＜20，0≤m5＜20。
将上述改性聚酯切片和聚己二酰间苯二甲胺切片以重量比90wt%：10wt%均匀混合，混合后的切片在320℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经三角形孔喷丝板挤出，卷绕速度1000m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在70℃进行一级牵伸，牵伸倍数3倍，100℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维进行卷曲，然后在200℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为6dtex，长度为150mm的毛型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度5cN/dtex，断裂伸长45%，模量为80cN/dtex,卷曲数20个/25cm，染色均匀度为4.5级。
实施例4
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜160，1＜m2＜70，0≤m4＜5，0≤m5＜20。
将上述改性聚酯切片和尼龙11切片以重量比70%：30%均匀混合，混合后的切片在245℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经五叶形孔喷丝板挤出，卷绕速度600m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在30℃进行一级牵伸，牵伸倍数3倍，60℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.1倍，之后将纤维进行卷曲，然后在80℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为0.5dtex，长度为30mm的棉型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度3.5cN/dtex，断裂伸长40%，模量为40cN/dtex，卷曲数15个/25cm，染色均匀度为4级。
实施例5
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜100，10＜m2＜100，0＜m4＜5。
将改性聚酯切片和尼龙12切片以重量比60%：40%均匀混合，混合后的切片在200℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经C形孔喷丝板挤出，卷绕速度600m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在20℃进行一级牵伸，牵伸倍数2.5倍，50℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维进行卷曲，然后在80℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为4.44dtex，长度为150mm的毛型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度2.4cN/dtex，断裂伸长32%，模量为30cN/dtex,卷曲数10个/25cm，染色均匀度为4级。
实施例6
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜100，10＜m2＜30，0＜m4＜5。
将改性聚酯切片和尼龙610切片以重量比70%：30%均匀混合，混合后的切片在250℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经Y形孔喷丝板挤出，卷绕速度1000m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在60℃进行一级牵伸，牵伸倍数4倍，80℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维进行卷曲，然后在120℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为1.11dtex，长度为70mm的棉型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度3.8cN/dtex，断裂伸长34%，模量为35cN/dtex卷曲数10个/25cm，染色均匀度为4.5级。
实施例7
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中1＜m1＜100，10＜m2＜30，0＜m4＜5。
将改性聚酯切片和尼龙612切片以重量比80%：20%均匀混合，混合后的切片在255℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经星形孔喷丝板挤出，卷绕速度1800m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在60℃进行一级牵伸，牵伸倍数4倍，80℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维进行卷曲，然后在120℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为3.0dtex，长度为90mm的棉型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度4.5cN/dtex，断裂伸长10%，模量为70cN/dtex,卷曲数20个/25cm，染色均匀度为4.5级。
实施例8
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中30＜m1＜100，10＜m2＜30，0＜m5＜5。
将改性聚酯切片和尼龙1010切片以重量比90wt%:10wt%均匀混合，混合后的切片在240℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经十字形孔喷丝板挤出，卷绕速度5000m/min，得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘温度为80℃、速度为1500m/min，第二热盘的温度为120、速度为5000m/min。该纤维的纤度为3.0dtex，断裂强度4.5cN/dtex，断裂伸长35%，模量为60cN/dtex，染色均匀度为5级。
实施例9
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中30＜m1＜100，10＜m2＜70，0＜m5＜5。
将改性聚酯切片和尼龙66切片以重量比95%：5%均匀混合，混合后的切片在280℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经H形孔喷丝板挤出，卷绕速度3000m/min，得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘温度为60℃、速度为800m/min，第二热盘的温度为120、速度为3000m/min。该纤维的纤度为3.33dtex，断裂强度3.4cN/dtex，断裂伸长50%，模量为55cN/dtex，染色均匀度为5级。
实施例10
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中30＜m1＜100，1＜m2＜30，0＜m5＜5。
将上述改性聚酯切片和尼龙66切片以重量比80%:20%均匀混合，混合后的切片在290℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经环形孔喷丝板挤出，卷绕速度3000m/min，得到中空形改性聚酯共混纤维预取向丝POY，将该纤维加弹机上以1200m/min的速度牵伸2.0倍，预热箱温度为120℃，D/Y为1.4，卷绕速度1500m/min，得到中空形改性聚酯共混纤维加弹丝DTY，该纤维的纤度为3dtex，断裂强度4.2cN/dtex，断裂伸长10%，模量为65cN/dtex，染色均匀度为5级。
实施例11
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜100，10＜m2＜30，10＜m3＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5。
将上述改性聚酯切片和尼龙66切片以重量比60%：40%均匀混合，混合后的切片在290℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经十字形孔喷丝板挤出，卷绕速度4500m/min，得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘温度为100℃、速度为2000m/min，第二热盘的温度为180、速度为4500m/min。该纤维的纤度为4dtex，断裂强度2.6cN/dtex，断裂伸长35%，模量为20cN/dtex，染色均匀度为4.5级。
实施例12
本实施例采用的改性聚酯的结构为：
其中1＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5。
将改性聚酯切片和尼龙66切片以重量比70%：30%均匀混合，混合后的切片在290℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经C形孔喷丝板挤出，卷绕速度4000m/min，得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘温度为80℃、速度为1200m/min，第二热盘的温度为130、速度为4000m/min。该纤维的纤度为2dtex，断裂强度3.2cN/dtex，断裂伸长28%，模量为50cN/dtex，染色均匀度为4.5级。
对比例1
将PET切片和尼龙6切片以重量比95%：5%均匀混合，混合后的切片在285℃下经螺杆挤出机熔融后进入纺丝组件，经圆形孔喷丝板挤出，卷绕速度600m/min，得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY，然后在70℃进行一级牵伸，牵伸倍数4倍，100℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维在100℃进行卷曲，然后在160℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为1.33dtex，长度为38mm的棉型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度2.2cN/dtex，断裂伸长35%，模量为110cN/dtex，卷曲数16个/25cm，染色均匀度为2级。
将实施例1～12以及对比例1所制备的改性聚酯共混纤维进行性能测试，测试项目如下：
线密度（dtex），测试方法：短纤维参照GB/T14335-2008，长丝参照GB/T14343-2008；
断裂强度（cN/dtex），测试方法：短纤维参照GB/T14337-2008，长丝参照GB／T14344-2008；
模量（cN/dtex），测试方法：短纤维参照GB/T14337-2008，长丝参照GB／T14344-2008；
回潮率（%），测试方法：短纤维参照GB/T14341-1993，长丝参照GB/T6503-2001；
上染率（%），测试方法：参照GB23976.1-2009-T，将实施例1-12以及对比例1中所制备的改性聚酯共混纤维用弱酸性深蓝GR染料在染料用量3%(owf)、染色温度100℃的条件下染色。
染色均匀度（级），测试方法：参照GB/T6508-2001；
玻璃化转变温度Tg（℃），测试方法：参照GB/T19466.2-2004；
比体积电阻（Ω.cm），测试方法：参照GB/T14342-1993。
测试结果如表1所示：
表1
由表1中的数据可知，本发明所制备的改性聚酯共混纤维具有良好的吸湿性和酸性染料常压可染性。通过合理配置改性聚酯和聚酰胺的共混比例共混纤维在酸性染料用量3%(owf)、染色温度100℃的条件下染色上染率可高达99%，染色均匀度可达5级，此外其回潮率可以达到2.8%，比体积电阻可达到1.0×109。
本发明所制备的改性聚酯共混纤维的吸湿性以及酸性染料常压沸染上染效果明显优于由对比例1所制备的共混纤维。本发明实施例1至12中选用的聚酯组分为分子结构中含有聚酰胺链段的改性聚酯，而对比例1中选用的聚酯组分为常规聚酯。改性聚酯分子结构中聚酰胺链段的存在不仅使得改性聚酯与聚酰胺具有良好的相容性，而且还提高了改性聚酯的吸湿性以及与酸性染料的亲和力。
对比例2
对比例2的制备方法为：采用的改性聚酯的结构为：
其中10＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10。
将上述改性聚酯切片在245℃下熔融，将尼龙6切片真空干燥后在265℃下熔融，两种组分分别进入各自计量泵后按照重量比90%：10%（改性聚酯：PA6）的比例进去皮芯型复合纺丝组件，在260℃下复合后经孔喷丝板喷出，卷绕速度800m/min，得到皮芯型改性聚酯复合纤维初生丝，然后在55℃进行一级牵伸，牵伸倍数3.5倍，120℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.4倍，之后将纤维进行卷曲，然后在162℃进行热定型15分钟，将定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到纤度为3.2dtex，长度为78mm的毛型改性聚酯共混短纤维。该纤维断裂强度2.9cN/dtex，断裂伸长33%，卷曲数13个/25cm。
按照相同的方法测定本发明实施例2所制备的共混纤维和对比例2所制备的复合纤维的酸性染料染色性能，测试方法如下：
上染率（%），测试方法：参照GB 23976.1-2009-T，将纤维用弱酸性深蓝GR染料在染料用量3%(owf)、染色温度100℃的条件下染色；
染色均匀度（级），测试方法：参照GB/T6508-2001。
测试结果如表2所示：
表2
| 上染率（%） | 染色均匀度（级） | 回潮率（%） | |
| 本发明实施例2 | 90 | 4.5 | 1.5 |
| 对比例2 | 86 | 2.5 | 1.2 |
由表2中的数据可知，由本发明所制备的改性聚酯共混纤维的酸性染料上染率和染色均匀度均明显优于对比例2（即专利CN201010257439.4）所制备的复合纤维。两种纤维中尼龙6的比例均相同，但是由于改性聚酯和尼龙6的分子结构的差异，导致酸性染料对皮层改性聚酯和芯层尼龙6的上染性能不同，最终导致复合纤维染色均匀度仅能达到2.5级，染色均匀性较差，织物染色时出现色差。而本发明所制备的改性聚酯共混纤维，采用共混熔融纺丝的方式使得改性聚酯与其热力学相容的尼龙6均匀混合，得到的共混纤维的染色均匀度可以达到4.5级，染色均匀性优异，织物染色时无色差。
对比例3
按照实施例5的改性共聚酯与尼龙12以表3所示重量比进行共混制备纤维材料，其制备工艺与实施例5相同，制备得到的该纤维的性能参数如表4所示。
表3：
| 改性聚酯切片（wt%） | 尼龙12（wt%） | |
| 实施例5 | 60 | 40 |
| 对比例3 | 90 | 10 |
| 对比例4 | 80 | 20 |
| 对比例5 | 70 | 30 |
表4
Claims (13)
1.一种改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述共混纤维由改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中，所述的改性聚酯占共混纤维总量的60～95wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的5～40wt%，所述改性聚酯含有如下结构单元：
其中1＜m1＜200，0≤m2<100，0≤m3＜100，0≤m4＜20，0≤m5＜20。
2.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，m4=0，m5=0，1＜m1＜200，0≤m2<100，0≤m3<100；优选m4=0，m5=0，10＜m1＜100，0≤m2<30，0≤m3<30，m2和m3不同时为0。
3.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，m2=0，1＜m1＜200，1＜m3＜100，0≤m4＜20，0≤m4＜20；优选m2=0，10＜m1＜100，0＜m3＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10，更优选m2=0，10＜m1＜100，10＜m3＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5。
4.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，m3=0，1＜m1＜200，1＜m2＜100，0≤m4＜20，0≤m4＜20；优选m3=0，10＜m1＜100，0＜m2＜30，0≤m4＜10，0≤m5＜10，更优选m3=0，10＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5。
5.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述改性聚酯占共混纤维总量的70～90wt%，所述聚酰胺占共混纤维总量的10～30wt%；其中，10＜m1＜100，0≤m2＜30，0≤m3＜30，0≤m4＜5，0≤m5＜5，m2和m3不同时为0。
6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述聚酰胺选自尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010或聚己二酰间苯二甲胺中的至少一种。
7.根据权利要求1～5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述的改性聚酯共混纤维的玻璃化转变温度为50～75℃，常压下的酸性染料的上染率为85～99%，染色均匀度为4～5级，回潮率为1.2～2.8%，体积比电阻为1.0×109～5.0×1012Ω.cm。
8.根据权利要求1～5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述的改性聚酯共混纤维的截面形状为圆形、三角形、三叶形、五叶形、C形、Y形、星形、H形、十字形或中空纤维。
9.根据权利要求1～5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述的改性聚酯共混纤维制成短纤维、预取向丝POY或拉伸丝FDY，其中预取向丝POY经过加弹得到加弹丝DTY；
其中所述的拉伸丝FDY的纤度为0.5～6dtex，优选0.8～3.5dtex；断裂强度为1.5～5cN/dtex，优选2.2～4.0cN/dtex；断裂伸长率为5～50%，优选15～40%；模量为20～80cN/dtex，优选30～60cN/dtex；
所述的加弹丝DTY的纤度为0.5～6dtex，优选0.8～3.5dtex；断裂强度为1.5～5cN/dtex，优选2.2～4.0cN/dtex；断裂伸长为5～50%，优选15～40%；模量为20～80cN/dtex，优选30～60cN/dtex；
所述的短纤维包括棉型短纤维和毛型短纤维，其中棉型短纤维的纤度为0.5～3.5dtex，优选0.8～2.0dtex、切断长度为30～70mm；断裂强度为1.5～5.0cN/dtex，优选2.0～4.0cN/dtex；断裂伸长为10～80%，优选15～50%；模量为20～80cN/dtex，优选30～60cN/dtex；卷曲数为10～20个/25mm，毛型短纤维的纤度为3.0～6dtex，优选3.0～4.5dtex；切断长度为70～150mm、断裂强度为1.5～5cN/dtex，优选2.0～4.0cN/dtex；断裂伸长为10～80%，优选15～50%；模量为20～80cN/dtex，优选30～60cN/dtex，卷曲数为10～20个/25mm。
10.一种权利要求1所述的改性聚酯共混纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将由改性聚酯切片和聚酰胺切片均匀混合，然后进入螺杆挤出机，在温度为150～320℃下熔融混合成均匀的共混物熔体；温度优选240～320℃；
（2）共混物熔体进入纺丝组件，在纺丝组件中在温度为200～320℃的条件下经喷丝板喷出，再经过后续的处理得到改性聚酯共混纤维，温度优选为220～300℃。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中经喷丝板喷出的丝，以600～1800m/min、优选800～1500m/min的收取速度得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY；或以2000～4000m/min、优选2800～3500m/min的收取速度得到改性聚酯共混纤维预取向丝POY。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中经喷丝板喷出后，喷出的丝直接进入第一热盘，再进入第二热盘，在第一、二热盘之间进行纤维的牵伸，牵伸倍数2～5倍，优选2.5～4倍，从第二热盘出来的纤维束进入卷绕机进行卷装，卷绕速度3000～5000m/min、优选3500～4500m/min，卷绕后得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘的温度为60～100℃、优选60～85℃，速度为800～2000m/min、优选800～1500m/min，第二热盘的温度为120～180℃、优选125～160℃，速度为3000～5000m/min，优选3500～4500m/min。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述的共混纤维预取向丝POY在加弹机上以300～1200m/min、优选500～100m/min的速度牵伸1.3～3倍、优选1.5～2.5倍，预热箱温度为120～220℃、优选130～180℃，D/Y为1.4～2.6、优选1.5～2.2，定型箱温度140～200、优选150～180℃，卷绕速度800～2200m/min、优选1000～1800m/min，得到改性聚酯共混纤维加弹丝DTY；所述的共混纤维未牵伸丝UDY在20～100℃、优选50～80℃下进行牵伸，牵伸倍数1～6.5倍、优选3～5倍，然后在温度为30～100℃、优选60～100℃下经过卷曲机进行卷曲，之后在温度为80～200℃、优选100～180℃下热定型后，进行切断和打包得到改性聚酯共混短纤维。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |