CN107419363A - 一种并列型复合纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种并列型复合纤维，该纤维由特性粘度为0.45～0.65dl/g的阳离子染料可染共聚酯与特性粘度为1.00～1.50dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯并列复合而成，且阳离子染料可染共聚酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量比例为70：30～30：70。该纤维的伸缩伸长率为25%～100%，弹性回复率在85%以上，经阳离子染色之后其发色性L值在14.0以下。

Description

一种并列型复合纤维
技术领域
本发明涉及一种弹性好、阳离子可染的并列型复合纤维。
背景技术
聚酯纤维是典型的热可塑性合成纤维，自诞生以来，由于其机械强度、耐药品性、耐热性等优良，在衣料及产业方面得到广泛的应用。并列复合纤维是一种机械性能优良、热收缩特性好的两种聚合物并列结合的复合纤维。进入21世纪以来，这种并列弹性纤维受到人们越来越多的关注，在化纤领域也逐渐占据了举足轻重的位置。它具有自卷曲性能，基于复合纤维中两组分不同的收缩性，可以产生呈螺旋状的三维卷曲。其优点是膨松度大，弹性和回复性好，手感优优良。
中国专利CN1854355A公开了一种阳离子染料可染共聚酯组分与聚对苯二甲酸乙二醇酯组分并列复合的并列型复合纤维，但是该纤维中阳离子染料可染共聚酯组分和聚对苯二甲酸乙二醇酯组分的特性粘度相差不大，粘度差仅有0.02～0.10，纤维不具备良好的收缩性。
中国专利CN101851812A公开了一种由聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的并列复合纤维，且两者之间的特性粘度差为0.40～1.05dl/g，但是该纤维没有阳离子可染性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹性好、具有阳离子可染性的并列型复合纤维
本发明的技术解决方案是：
一种并列型复合纤维，由特性粘度为0.45～0.65dl/g的阳离子染料可染共聚酯与特性粘度为1.00～1.50dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯并列复合而成，且阳离子染料可染共聚酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量比例为70：30～30：70。
所述阳离子染料可染共聚酯中优选含有由带有磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物形成的结构单元，以硫元素计该结构单元占阳离子染料可染共聚酯的0.20～1.00wt%。
所述带有磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物优选间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠。
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯的特性粘度差优选0.40～1.05dl/g。
该并列型复合纤维的伸缩伸长率为25%～100%，弹性回复率在85%以上；染色后纤维的发色性L值在14.0以下。
本发明的并列型复合纤维弹性好、弹性回复率高，且具有阳离子可染性能，染色后纤维的发色性好，L值低。
具体实施方式
本发明的并列型复合纤维由阳离子染料可染共聚酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯并列复合而成，其中阳离子染料可染共聚酯的特性粘度为0.45～0.65dl/g。阳离子染料可染共聚酯的特性粘度大于0.65dl/g的话，经熔融纺丝与聚对苯二甲酸丁二醇酯复合后得到的并列纤维的弹性伸长率较差；阳离子染料可染共聚酯的特性粘度小于0.45dl/g的话，则所得到的复合型纤维的弹性性能并不能提高，而且物性低下、纺丝性差，增加生产成本。
所述与聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为1.00～1.50dl/g。聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度大于1.50dl/g的话，会导致熔融复合纺丝困难，且切片成本会增加；聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度小于1.00dl/g的话，则会影响纤维物性，所得并列型复合纤维的弹性也不明显。
为了考虑本发明并列型复合纤维的成本以及弹性性能，选择阳离子染料可染共聚酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量比例为70：30～30：70。
所述阳离子染料可染共聚酯中含有由带有磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物形成的结构单元，该结构单元得含量优选以硫元素计占阳离子染料可染共聚酯的0.20～1.00wt%。当阳离子染料可染共聚酯中该结构单元的含量太小时，所得并列型复合纤维不具有阳离子可染性；当阳离子染料可染共聚酯中该结构单元的含量太高时，所得并列型复合纤维物性下降，实际应用差。为了使并列型复合纤维获得理想的阳离子可染特性，更优选其含量为0.25%～0.80wt%。
所述带有磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物，优选间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠。
本发明的阳离子染料可染共聚酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度差为0.40～1.05dl/g。在该粘度差范围内，所得并列型复合纤维的弹性更优异。所述特性粘度差小于0.40dl/g的话，所得到的纤维的弹性小；所述特性粘度差大于1.05dl/g的话，纺丝时在吐出孔吐出的丝条容易产生弯曲，不利于稳定纺丝。
本发明纤维的制造方法，具体是将特性粘度为0.45～0.65dl/g的阳离子染料可染共聚酯切片，以及特性粘度为1.00～1.50dl/g聚对苯二甲酸丁二醇酯切片，分别干燥至水分80ppm以下；然后分别送入A和B螺杆熔融挤出，其中阳离子染料可染共聚酯切片的挤出温度为265～285℃，聚对苯二甲酸丁二醇酯的挤出温度245～285℃，且温度越低，并列纤维的弹性性能越好；最后在265～295℃的纺丝箱体温度条件下，通过计量泵计量，经过并列型喷丝板挤出成型。在制备过程中，可以通过一步法制成延伸丝；也可以先在速度为2000～5000m/min的条件下制成预取向丝，再对其进行假捻加工制成并列型复合弹性纤维。
本发明所述的并列型复合纤维断裂伸长率在25%以上，断裂强度在2.0cN/dtex以上，伸缩伸长率为25%～100%，弹性回复率在85%以上；经阳离子染料染色后，纤维的发色性L值在14.0以下。
在本发明中，对所得到的并列型复合纤维用以下方法进行评价。
（1）纺丝性
对纺丝2小时内的纺丝情况通过下列方法进行评价，无断丝的记为○，有少量断丝（1～3次）的记为△，断丝频繁（4次以上）的记为×，其中○和△判定为合格。
（2）纤维的强伸度积
按照国标GB14344进行测试，强伸度积＝强度×（伸度）0.5，强度为纤维应力－应变拉伸时最大破断点的应力/纤度（cN/dtex），伸度为纤维最大破断点的应变（%）。
（3）阳离子染料可染共聚酯中的硫元素含量测定
将6g阳离子染料可染共聚酯压成片状，用荧光X线分析装置（理学电气公司制造的X线分析装置3270型）测定它的强度，用已知金属含量的样品事先作成的检测线进行换算。
（4）发色性
将纱线织成筒编物后，经过阳离子染色加工（染料浓度相对于织物5wt%）,测定织物的色调Lab值。发色性以色调L值来表征。L值越低，发色性越好。
（5）特性粘度（dl/g）
用邻氯苯酚作熔剂，10ml中溶解0.8g聚合物，25℃下用科学社制的自动粘度测定装置进行测定。
（6）伸缩伸长率以及弹性回复率
参照JIS L1096：2010 A法进行测定的。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
熔融法制备并列型复合纤维，选取特性粘度为1.10dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）与特性粘度为0.50dl/g、S元素含量0.40wt%的阳离子染料可染共聚酯进行复合纺丝，它们特性粘度差为0.60的dl/g。分别干燥使其水分小于80ppm，将干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯以50：50的重量比分别投入A、B螺杆进行挤出。A螺杆温度为260℃，B螺杆温度为270℃，纺丝箱体温度为275℃。使用并列型喷丝板进行纺出。设定卷取速度为2500m/min，得到品种为150T-24f的预取向丝。
将卷好的预取向丝进行假捻加工，假捻热针温度为90℃，热箱温度为150℃,热针处延伸倍率为1.60倍，热箱处延伸倍率为1.0倍，总延伸倍率为1.60倍。加工速度为500m/min。最终DTY品种为84T-24f。
测定所得到的DTY物性，具体数值见表1。
实施例2
选取特性粘度为1.25dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.65dl/g的阳离子染料可染共聚酯，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表1。
实施例3
选取特性粘度为1.20dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.60dl/g的阳离子染料可染共聚酯，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表1。
比较例1
选取特性粘度为1.00dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.40dl/g的阳离子染料可染共聚酯，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表1。
比较例2
选取特性粘度为1.30dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.70dl/g的阳离子染料可染共聚酯，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表1。
表1
。
实施例4
熔融法制备并列型复合纤维，选取特性粘度为1.05dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯与特性粘度为0.60dl/g、S元素含量为0.40wt%的阳离子染料可染共聚酯进行复合纺丝，它们特性粘度差为0.45的dl/g。分别干燥使其水分小于80ppm，将干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯以50：50的重量比分别投入A、B螺杆进行挤出。A螺杆温度为260℃，B螺杆温度为275℃，纺丝箱体温度为280℃。使用并列型喷丝板进行纺出。设定卷取速度为2500m/min，得到品种为150T-24f的预取向丝。
将卷好的预取向丝进行假捻加工，假捻热针温度为90℃，热箱温度为150℃,热针处延伸倍率为1.60倍，热箱处延伸倍率为1.0倍，总延伸倍率为1.60倍。加工速度为500m/min。最终DTY品种为84T-24f。
测定所得到的DTY物性，具体数值见表2。
实施例5
选取特性粘度为1.30dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.50dl/g的阳离子染料可染共聚酯，A螺杆温度为280℃，B螺杆为270℃，纺丝箱体温度为280℃。其他同实施例4进行复合纺丝。具体数值见表2。
比较例3
选取特性粘度为0.90dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.50dl/g的阳离子染料可染共聚酯，A螺杆温度为260℃，B螺杆为270℃，纺丝箱体温度为270℃。其他同实施例4进行复合纺丝。具体数值见表2。
比较例4
选取特性粘度为1.55dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.45dl/g的阳离子染料可染共聚酯，A螺杆温度为285℃，B螺杆为270℃，纺丝箱体温度为285℃。其他同实施例4进行复合纺丝。具体数值见表2。
表2
。
实施例6
聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯的复合重量比为70：30，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表3。
实施例7
聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯的复合重量比为30：70，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表3。
比较例5
聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯的复合重量比为80：20，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表3。
比较例6
聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯的复合重量比为20：80，其他同实施例1进行复合纺丝。具体数值见表3。
表3
。
实施例8
熔融法制备并列型复合纤维，选取特性粘度为1.10dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯与特性粘度为0.50dl/g、S元素含量为0.20wt%的阳离子染料可染共聚酯进行复合纺丝，它们特性粘度差为0.60的dl/g。分别干燥使其水分小于80ppm，将干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯以50：50的重量比分别投入A、B螺杆进行挤出。A螺杆温度为260℃，B螺杆温度为270℃，纺丝箱体温度为275℃。使用并列型喷丝板进行纺出。设定卷取速度为2500m/min，得到品种为150T-24f的预取向丝。具体数值见表4。
实施例9
选用S元素含量为0.90wt%的阳离子染料可染共聚酯，其他同实施例8进行复合纺丝。具体数值见表4。
表4
。

Claims (6)

1.一种并列型复合纤维，其特征在于：该纤维由特性粘度为0.45～0.65dl/g的阳离子染料可染共聚酯与特性粘度为1.00～1.50dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯并列复合而成，且阳离子染料可染共聚酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量比例为70：30～30：70。
2.根据权利要求1所述的并列型复合纤维，其特征在于：所述阳离子染料可染共聚酯中含有由带有磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物形成的结构单元，以硫元素计该结构单元占阳离子染料可染共聚酯的0.20～1.00wt%。
3.根据权利要求1或2所述的并列型复合纤维，其特征在于：所述带有磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物为间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的并列型复合纤维，其特征在于：所述聚对苯二甲酸丁二醇酯与阳离子染料可染共聚酯的特性粘度差为0.40～1.05dl/g。
5.根据权利要求1所述的并列型复合纤维，其特征在于：该并列型复合纤维的伸缩伸长率为25%～100%，弹性回复率在85%以上。
6.根据权利要求1所述的并列型复合纤维，其特征在于：该并列型复合纤维经阳离子染色之后，发色性L值在14.0以下。
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