CN1280462C - 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且改善了后加工时制品稳定性的卷曲的复合纤维及其制造方法。本发明提供在织和染加工时，对受热过程和张力稳定的并列型或偏心芯鞘型卷曲的复合纤维。根据本发明制造的伸缩性复合纤维具有高伸缩性，卷曲拉伸率大于等于40%、弹性回复率大于等于70%，同时由于热收缩应力的最高温度大于等于155℃，所以最终加工布帛的熨烫收缩率小于等于3%且后加工时的制品稳定性非常优异。另外，作为本发明所用聚合物，使用数均分子量的差为5000～70000，且各分子量分布指数为1.5～2.5的不同的可形成纤维的高分子。

Description

复合纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及伸缩性优异并改善了后加工时制品稳定性的卷曲的复合纤维及其制造方法。更详细地说，涉及并列型或偏心芯鞘型卷曲的复合纤维及其制造方法，该卷曲的复合纤维具有高伸缩性，卷曲拉伸率大于等于40％、弹性回复率大于等于70％，同时由于热收缩应力的最高温度大于等于155℃，因此在织和染加工时，纤维对受热过程和张力非常稳定。
背景技术
专利文献1中公开了使用两种具有极限粘度差的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的方法。另外专利文献2和专利文献3中公开了使用普通的聚对苯二甲酸乙二酯和高收缩性的共聚对苯二甲酸乙二酯制造具有潜在卷曲表现性的聚酯类纤维的方法。此外，专利文献4和专利文献5中还提出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，对于通过上述专利记载的现有的制造方法制造的卷曲的伸缩性复合纤维来说，其用于后序步骤时，其布帛的缩小一般大于等于10％，并且即使在最终加工后，熨烫时也要发生大于等于3％的形态变形，这样产生的问题是，制品加工时，难以设定其条件，难以稳定缝制品的尺寸。
一般来说，纤维制品在织/染加工、热固定以及熨烫时要经受130～190℃热过程和1～2g/d的张力，制品对热的形态稳定性是决定制品品质的重要因素。所以，为了使制品在熨烫时的形态变形最小，必须解决现有技术中熨烫时产生大于等于3％的形态变形的问题。
本发明人等认识到加工布帛在熨烫时发生的收缩率与纤维的热收缩应力的最高温度有密切的关系，进而知道使热收缩应力的最高温度大于等于155℃的情况下，加工布帛在熨烫时的收缩率小于等于3％，最终制品的形态稳定性优异。
另外，专利文献6对热收缩应力的最高温度小于等于130℃且热收缩应力的最大峰值大于等于0.20cN/dtex的伸缩性复合纤维进行了描述，但没有言及最终纤维制品形态稳定性的効果。一般来说，与普通纤维相比，伸缩性纤维制品对织/染加工、热固定以及熨烫时的热过程和张力敏感，形态稳定性是个问题。这对制品染色的均一性、染加工质地及缝制品的尺寸稳定性有重要的影响，一般以熨烫收缩率为标准，如果熨烫收缩率大于等于3％，则认为制品的品质不好。
另外，现有关于伸缩性复合纤维的专利大体上仅涉及由不同的聚酯高分子得到的复合纺丝，没有言及构成复合纤维的不同高分子聚合物自身的分子量对复合纤维物性的影响。专利文献4中，虽然提到了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、改性的PET和改性的PTT的粘度不同，相应的物性也不同，但该专利也未提及构成复合纤维的不同高分子的分子量。当然，通过马克-豪音库等式(Mark-Hawinkequation)，虽然可以从粘度-分子量的关系中推测出分子量，但是不能得到关于分子量分布的信息。另外，专利文献4中，提到了利用PTT之间、或者PTT-PET、PTT-PBT等具有不同粘度差的两种聚酯类聚合物的伸缩性复合纤维，但这其中也没有关于分子量及分子量分布的信息。而本发明人等发现了具有不同粘度差的两种聚酯类聚合物的分子量、分子量分布以及拉伸的热固定温度是影响纤维热收缩应力的最高温度、伸缩特性以及加工布帛在熨烫时的收缩率的因素，并设计了两种聚合物的最佳分子量和最佳分子量分布。
【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
【专利文献6】特开2002-54030号公报
发明内容
本发明的目的是提供卷曲的复合纤维及其制造方法，所述卷曲的复合纤维利用了可在工业上使用的可形成纤维的高分子，其伸缩性优异，并且制品的形态稳定性优异。
因此，本发明人等为了满足这样的目的而进行了认真仔细地研究，结果发现，利用同为可形成纤维的高分子，但数均分子量的差为5000～70000，且各分子量分布指数为1.5～2.5的不同的可形成纤维的高分子制造的复合纤维的伸缩性优异，还发现以数均分子量为10000～20000且分子量分布指数为1.5～2.5的可形成纤维的高分子作为第1成分，以数均分子量为15000～90000且分子量分布指数为1.5～2.5的可形成纤维的高分子作为第2成分，各聚合物由所述第1成分和所述第2成分构成时，各聚合物是使伸缩特性和熨烫时形态变形最小的最佳聚合物。聚合物数均分子量的差小于等于5000时，难以发现原丝的卷曲拉伸率和弹性回复率，而大于等于70000时的缺点是，纺丝温度的高温化进一步降低了分子量，其作用不能体现，并且纺丝时因产生弯曲丝而难以保证工艺性，高分子量增强了收缩効果进而导致熨烫收缩率不佳。另外，将分子量分布指数限定在1.5～2.5的原因是，分子量分布指数如果小于1.5，则分子量分布不易均匀，低分子量物质的自身可塑性的作用变得微乎其微，容易在工序上产生问题；而分子量分布指数大于2.5时，分子量分布变大，产生几个聚合物混合的効果，所以在将热固定温度提高到一定水准以上时，发生被热板塑化的现象，最终导致难以提高热收缩应力的最高温度，产生降低形态稳定性和伸缩性的问题。
另外，本发明人等还发现，对于分子量高的聚合物来说，由于纺丝间的热分解严重减少了分子量，进一步扩大了分子量分布，但如果使纺丝组件内聚合物熔融体的滞留时间最小化，例如在小于等于5分钟时，可以最大程度地发挥所述特性引起的物性和功能性。
作为本发明的另一个侧面，已知对于由熔融纺丝得到伸缩性复合纤维来说，其用于后序步骤时，布帛的缩小一般大于等于10％，并且即使在最终加工后，熨烫时也要发生大于等于3％的形态变形，制品加工时，难以设定其条件，难以稳定缝制品的尺寸。普通纤维制品一般在织/染加工、热固定以及熨烫时要经受130～190℃热过程和1～2g/d的张力，但制品的形态稳定性以熨烫收缩率为基准，必须控制熨烫收缩率小于等于3％。这种特征与纤维的热收缩应力的最高温度有密切的关系，将热收缩应力的最高温度提高到大于等于155℃的水平时，伸缩性制品的形态稳定性优异。
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40％，弹性回复率大于等于70％，同时热收缩应力的最高温度大于等于155℃，所以最终加工布帛的熨烫收缩率小于等于3％，并且后加工时的制品稳定性非常好。通过减少在纺丝组件内聚合物的滞留时间，使分子量的减少、原丝物性及伸缩性的降低最小化，从而与现有原丝相比，根据本发明制造的复合纤维提高了热收缩应力的最高温度，可以谋求后续工序中的制品稳定性。另外，因为原丝的拉伸度大以及伸缩特性等优异，所以根据本发明制造的复合纤维可以适用于多种多样的用途，例如织物、纬编、经编等。
附图说明
图1是本发明所用的伸缩性和后加工时形态稳定性优异的卷曲的复合纤维的热收缩应力分析图。
图2的(a)～(d)是根据本发明制造的伸缩性和后加工时形态稳定性优异的卷曲的复合纤维的断面图。
具体实施方式
本发明提供形态稳定性优异的伸缩性复合纤维，其是使用两种可熔融纺丝的可形成纤维的聚合物得到的，纤维的热收缩应力的最高温度大于等于155℃，无载荷下沸水处理后的卷曲拉伸率大于等于40％，弹性回复率大于等于70％，由其制造的加工布帛的熨烫尺寸变化率小于等于3％。
另外，其特征在于，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸丙二酯，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5，两种聚合物的数均分子量的差为5000～70000。
另外，其特征在于，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸乙二酯共聚物，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5，且两种聚合物的数均分子量的差为5000～70000。
另外，优选其断面形态为并列型或偏心芯鞘型。
另外，优选其卷曲直径小于等于8mm。
另外，本发明提供形态稳定性优异的伸缩性复合纤维的制造方法，其包括如下步骤：
(A)将两种聚酯熔融，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸丙二酯，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5；
(B)使所述熔融物通过纺丝组件，并控制其在纺丝组件中的滞留时间小于等于5分钟，然后以2200～5000米/分钟的纺丝速度进行收取，收取成并列型或偏心芯鞘型的复合丝；
(C)将收取的复合丝于85～95℃的温度进行拉伸以及在160～220℃的温度进行热固定。
另外，本发明提供形态稳定性优异的伸缩性复合纤维的制造方法，其包括如下步骤：
(A)将两种聚酯熔融，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸乙二酯共聚物，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5；
(B)使所述熔融物通过纺丝组件，并控制其在纺丝组件中的滞留时间小于等于5分钟，然后以2200～5000米/分钟的纺丝速度进行收取，收取成并列型或偏心芯鞘型的复合丝；
(C)将收取的复合丝于85～95℃的温度进行拉伸以及在160～220℃的温度进行热固定。
另外，本发明的伸缩性复合纤维的制造方法优选通过部分定向拉伸/假捻工艺或纺丝直接拉伸工艺制造。
另外，优选所述拉伸温度为85～95℃，热固定温度为160～220℃。
另外，本发明提供加工丝，其由所述伸缩性复合纤维制造，捻数为150～2000。
另外，本发明提供混纤丝，其是所述伸缩性复合纤维和拉伸度大于等于50％且沸水收缩率大于等于15％的高收缩性原丝的混纤丝。
另外，本发明提供含有所述伸缩性复合纤维的布帛。
为了制造熨烫时形态变形最小而具有伸缩性的复合纤维，优选使用数均分子量的差为5000～70000，各分子量分布指数为1.5～2.5的不同的可形成纤维的高分子。关于各高分子的特性及其分析方法、以及制造方法，结合聚合物材料以及利用该聚合材料的纺丝工序进行如下说明。
(1)数均分子量的差为5000～70000、各分子量分布指数为1.5～2.5的不同的可形成纤维的高分子的特性及其分析方法
对于本发明所用的两种聚合物，为了使数均分子量的差在5000～70000、各分子量分布指数为1.5～2.5，其中一个成分必须是数均分子量为10000～20000、分子量分布指数为1.5～2.5，另一个成分必须是数均分子量为15000～90000、分子量分布指数为1.5～2.5。
所用的聚合物可以使用工业上利用的聚酯、尼龙等聚合物和这些物质的改性的聚合物等。此外，还可以使用聚氨酯或聚丙烯腈等聚合物，但是这些聚合物有在高温工序中发生分解的问题，所以很难实际应用。可以使用聚酯或尼龙等聚合物和这些物质的改性的聚合物，其具体例子可以举出，以聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等为代表的聚酯；这些聚酯被间苯二甲酸、聚乙二醇等改性的共聚物；以及以尼龙6、尼龙66、尼龙46等为代表的尼龙；这些尼龙被间二甲苯胺等改性的共聚物等；可以熔融成型的聚合物。
其中一个聚合物必须是数均分子量为10000～20000、分子量分布指数为1.5～2.5，另一个聚合物必须是数均分子量为15000～90000、分子量分布指数为1.5～2.5，这并不是说确定了一个成分的聚合物和另一个成分的聚合物，而是说，例如一个聚合物的数平均分子量为10000～20000、分子量分布指数为1.5～2.5的话，另一个聚合物的数平均分子量为15000～90000、分子量分布指数为1.5～2.5即可。更具体地说，例如，数均分子量为10000～20000且分子量分布指数为1.5～2.5的聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，那么数均分子量为15000～90000且分子量分布指数为1.5～2.5的聚合物可以是聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或尼龙6，也可以同为聚对苯二甲酸乙二酯。即，只要凝胶渗透色谱法得到的数均分子量的差和分子量分布指数在本发明限定的范围内，则与聚合物的种类无关，其种类可以相同也可以不同。所以，本发明中，数均分子量为10000～20000且分子量分布指数为1.5～2.5的聚合物称为低分子量的高分子，而数均分子量为15000～90000且分子量分布指数为1.5～2.5的聚合物称为高分子量的高分子。
这些聚合物采用人们熟知的本体聚合、溶液聚合、表面聚合等进行制造，本发明中作为对象的聚合物可以使用这些方法中的任意方法制造的聚合物，特别优选本体聚合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经费方面是有利的。
本发明中，低分子量的高分子的分子量最低值设为10000，高分子量的高分子的分子量最高值设为90000，其原因如下。制造分子量小于10000的聚合物对聚合方法本身来说是没有困难的。但是，将其制成片状(或颗粒)的形式有利于利用聚合物进行纤维化。分子量小于10000的话，制成片屑时，非常容易形成碎粉，难以制成具有均一形状的片屑。分子量大于90000的话，难以采用熔融聚合法或固体聚合法制造，即使这是可以的，其制造时间也会过长，不仅在经济上不利，并且由于必须过度地提高纺丝温度，而使热分解降低了分子量，其作用不能体现。
另外，将分子量分布指数限定为1.5～2.5，这是因为，分子量分布指数如果小于1.5，分子量分布太均匀，低分子量物质自身可塑性的作用微乎其微，容易在工序上产生问题，而分子量分布指数大于2.5时，分子量分布变大，产生几个聚合物混合的効果，所以在将热固定温度提高到一定水准以上时，发生被热板塑化的现象，最终导致难以提高热收缩应力的最高温度，降低形态稳定性和伸缩性，所以不是优选的。
本发明中的数均分子量和分子量分布指数是将聚合物或制成的复合纤维溶解在六氟异丙醇(HFIP)中，利用美国Waters公司的高温用GPC设备，以聚苯乙烯为标准物质测定数均分子量(Mn)和重平均分子量(Mw)，从下式换算分子量分布指数(PDI)。
式1
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的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的熔融温度高出的温度小于20℃时，熔融不均匀而导致挤出机内压力过度升高，进而降低作业性，另外，还会发生制成的复合纤维的物性不均一等的问题，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℃，虽然聚合物的流动性得到了改善，但存在聚合物发生热分解等问题，所以不是优选的。
可以使吐出的一个个纤维状聚合物在纺丝喷头的正下方接合以获取并列型断面的复合纤维，另外，也可以在聚合物通过分配板进入纺丝喷头的同时使其接合，制造偏心芯鞘型断面的纤维。
另外，本发明人还发现，对于分子量高的聚合物来说，由于纺丝间的热分解严重减少了分子量，进一步扩大了分子量分布，但如果使纺丝组件内聚合物熔融体的滞留时间最小化，例如小于等于5分钟时，可以最大程度地发挥所述特性引起的物性和功能性。
得到的复合纤维可以利用通常制造聚酯复合纤维时所用的部分定向丝的拉伸/假捻工艺或纺丝直接拉伸工艺进行纤维化。
本发明的核心技术的构成要素是控制纺丝速度为2200～5500米/分钟。其原因是，以小于2200米/分钟的纺丝速度纺丝时，低速纺丝导致聚合物熔融体的吐出量减少，不仅在经济上是不利的，并且拉伸时，热收缩率因拉伸比的提高而上升，最终使熨烫时的收缩率大于等于3％，所以最终制品对热的形态稳定性急剧下降。一般来说，在低纺丝速度下通过高倍拉伸形成的具有结晶的纤维对热表现出高收缩率。另外，以大于等于5000米/分钟的纺丝速度纺丝时，两种不同分子量的聚合物间不同的热特性、物理特性引起纺丝性降低，进而纺丝工序的稳定性下降，所以不是优选的。
本发明另一个核心技术构成要素的特征是通过部分定向的拉伸/假捻工艺或纺丝直接拉伸工艺进行制造时，控制拉伸温度为85～95℃、热固定温度为160～220℃。拉伸温度小于等于85℃时难以均匀拉伸，而大于等于95℃时由热引起的塑化程度变大，纺丝时的工序性和其物性变得不稳定。热固定温度小于等于160℃时，热收缩应力的最高温度小于等于155℃，最终加工布帛在熨烫时织物发生高收缩，使制品的形态稳定性不均匀，降低了最终制品的品质，所以不是优选的。另外，热固定温度大于等于220℃时，发生严重塑化，减弱了工序性和各种物性，所以不是优选的。
对于表现出卷曲性的现有的伸缩性复合纤维来说，其问题在于，其用于后序步骤时，布帛的收缩一般大于等于10％，并且即使在最终加工后，熨烫时也要发生大于等于3％的形态变形，制品加工时，难以设定其条件，难以稳定缝制品的尺寸。普通纤维制品一般在织/染加工、热固定以及熨烫时要经受130～190℃热过程和1～2g/d的张力，但本发明人发现制品的形态稳定性与纤维的热收缩应力的最高温度有密切的关系，将热收缩应力的最高温度提高到大于等于155℃的水平时，制品的形态稳定性优异。
表1给出了根据本发明的制丝条件得到的纤维的物性和功能性。
实施例
下面，基于实施例更详细地说明本发明。下述实施例是举例说明本发明，并不构成对本发明范围的限定。
首先说明根据本发明的方法制造的接合型复合纤维的物性评价标准及其测定方法。
(a)热收缩应力的测定
在初始载荷为0.5g/d、升温速度为2.2℃/秒的条件下，利用Kanebo公司的热应力试验机进行测定。
(b)数均分子量和分子量分布的测定
将聚合物或制成的复合纤维溶解在六氟异丙醇(HFIP)中，利用美国Waters公司的高温用GPC设备，以聚苯乙烯为标准物质测定数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)，从下式换算分子量分布指数(PDI)。
【式2】
PDI = Mw Mn
(c)卷曲拉伸率和弹性回复率的测定
为测定作为实施例制造的卷曲的复合纤维物性的卷曲拉伸率和弹性回复率，进行下述操作。
将纤维束在无载荷下浸渍在沸水中，浸渍30分钟后，于室温以上的温度干燥。施加0.1g/d的载荷，2分钟后解除载荷，放置10分钟。将经过所述步骤的样品在0.002g/d的载荷下放置2分钟，然后测定此时的长度(L1)。对所述样品施加0.1g/d的载荷，2分钟后测定长度(L2)。此后解除0.1g/d的载荷，2分钟后，测定该时间点时的长度(L3)。通过下式算出卷曲拉伸率和弹性回复率。
卷曲拉伸率(％)＝〔(L2-L1)/L2〕×100
弹性回复率(％)＝〔(L2-L3)/(L2-L1)〕〕×100
(d)熨烫收缩率的测定
采用常规方法进行织和染加工后，基于KS K 0558-2001，A-1(干热熨烫法)，测定熨烫收缩率。
(e)卷曲直径的测定
随机选取20个纤维，用光学显微镜测定自重下的卷曲直径，然后计算出其平均值。
实施例1
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为12632、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为19149、分子量分布指数(PDI)为2.4的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(d)的偏心芯鞘型断面，设定纺丝温度为270℃、纺丝速度为2200米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.75、拉伸温度为85℃、热固定温度为160℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
实施例2
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为15385、分子量分布指数(PDI)为2.1的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为33522、分子量分布指数(PDI)为2.1的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为275℃、纺丝速度为2600米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.70、拉伸温度为90℃、热固定温度为180℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
实施例3
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为18211、分子量分布指数(PDI)为2.1的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为88245、分子量分布指数(PDI)为1.6的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为285℃、纺丝速度为3800米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为3.7、拉伸温度为90℃、热固定温度为170℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
实施例4
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为12632、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为25984、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为285℃、纺丝速度为2600米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为4.6丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.8丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.70、拉伸温度为90℃、热固定温度为160℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
实施例5
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为13691、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为25984、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(d)的偏心芯鞘型断面，设定纺丝温度为285℃、纺丝速度为2600米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为6.9丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为4.2丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.70、拉伸温度为90℃、热固定温度为160℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
实施例6
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为15385、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为31300、分子量分布指数(PDI)为2.1的聚对苯二甲酸乙二酯，其重量比为6∶4，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(b)的并列型断面，设定纺丝温度为295℃、纺丝速度为2400米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获收的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.62、拉伸温度为90℃、热固定温度为220℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
实施例7
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为15385、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为23300、分子量分布指数(PDI)为2.2的被间苯二甲酸取代了10摩尔％的聚对苯二甲酸乙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为275℃、纺丝速度为2900米/分钟、组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.67、拉伸温度为90℃、热固定温度为180℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
(实施例8)
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为15385、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为33691、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸丁二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为275℃、纺丝速度为2400米/分钟组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置将通过所述纺丝/卷取收得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.67、拉伸温度为90℃、热固定温度为180℃，其结果示于表1。原丝和织物表现出非常优异的伸缩特性和形态稳定性。
比较例1
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为12632、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为16950、分子量分布指数(PDI)为2.4的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为270℃、纺丝速度为2500米/分钟组件内滞留时间为4分钟，制造单丝细度为3.4丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为1.70、拉伸温度为75℃、热固定温度为145℃，其结果示于表2。表明原丝和织物中伸缩特性明显减小，形态稳定性不稳定。
(比较例2)
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为(Mn)12691、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为24411、分子量分布指数(PDI)为2.7聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(d)的偏心芯鞘型断面，设定纺丝温度为265℃、纺丝速度为1500米/分钟组件内的滞留时间为8分，制造单丝细度为6.0丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为2.85、拉伸温度为75℃、热固定温度为140℃，其结果示于表2。表明原丝和织物中伸缩特性有一些减小，形态不稳定。
(比较例3)
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为15805、分子量分布指数(PDI)为2.6的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为30680、分子量分布指数(PDI)为2.6的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为270℃、纺丝速度为1400米/分钟、组件内的滞留时间为8分，制造单丝细度为8.1丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他的拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.8丹尼尔。拉伸时的拉伸比为2.90、拉伸温度为80℃、热固定温度为150℃，其结果示于表2。表明原丝和织物中伸缩特性有一些减小，形态不稳定。
(比较例4)
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为15385、分子量分布指数(PDI)为2.2的聚对苯二甲酸乙二酯和数均分子量(Mn)为31292、分子量分布指数(PDI)为2.8的聚对苯二甲酸丁二酯，其重量比为5∶5，利用现有的熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为275℃、纺丝速度为1400米/分钟、组件内的滞留时间为8分，制造单丝细度为6.0丹尼尔的聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为2.90、拉伸温度为75℃、热固定温度为145℃，其结果示于表2。表明原丝和织物中伸缩特性有一些减小，形态不稳定。
(比较例5)
在卷曲的复合纤维的制造中，使用数均分子量(Mn)为13490、分子量分布指数(PDI)为2.2的尼龙6和数平均分子量(Mn)为31290、分子量分布指数(PDI)为2.8的聚对苯二甲酸丙二酯，其重量比为5∶5，利用现有熔融复合纺丝设备，以图2-(a)的并列型断面，设定纺丝温度为270℃、纺丝速度为1400米/分钟、组件内的滞留时间为8分，制造单丝细度为6.0丹尼尔的聚酰胺/聚酯复合纤维。利用其他拉伸装置将通过所述纺丝/卷取获得的复合纤维拉伸，制造赋予了弹簧形状卷曲的卷曲型伸缩性复合纤维，其单丝细度为2.1丹尼尔。拉伸时的拉伸比为2.90、拉伸温度为75℃、热固定温度为145℃，其结果示于表2。表明原丝和织物中伸缩特性有一些减小，形态不稳定。
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6   实施例7   实施例8
  聚合物A(Mn)   PET(12632)   PET(15385)   PET(18211)   PET(12632)   PET(13691)   PET(15385)   PET(15385)   PET(15385)
  聚合物B(Mw)   PTT(19149)   PTT(33522)   PTT(88245)   PET(25984)   PET(25984)   PET(31300)   CO-PET(23300)   PBT(33691)
  PDI(A/B)   2.2/2.4   2.1/2.1   2.1/1.6   2.2/2.2   2.2/2.2   2.2/2.1   2.2/2.2   2.2/2.2
  组件内滞留时间(分钟)   4   4   4   4   4   4   4   4
  纺丝温度(℃)   270   275   285   285   285   295   275   275
  纺丝速度(米/分钟)   2200   2600   3800   2600   2600   2400   2900   2400
  断面形态1)   S/C   S/S   S/S   S/S   S/C   S/S   S/S   S/S
  拉伸比   1.75   1.70   3.70   1.70   1.70   1.62   1.67   1.67
  拉伸温度(℃)   85   90   90   90   90   90   90   90
  热固定温度(℃)   160   180   170   160   160   220   180   180
  热应力的最高温度(℃)   158   165   162   171   170   178   191   160
  卷曲直径(mm)   2.0   1.5   1.5   5.0   6.0   5.0   -   3.0
  卷曲拉伸率(％)   58   62   61   48   47   43   43   48
  弹性回复率(％)   78   79   80   75   78   73   70   76
  熨烫收缩率(％)   2.0   2.5   2.5   1.8   1.9   2.0   2.2   2.1
  熨烫收缩率是否合格2)   合格   合格   合格   合格   合格   合格   合格   合格
1)S/S：并列型、S/C：偏心芯鞘型
2)熨烫收缩率是否合格的标准：小于等于±3.0％
表2
  比较例1   比较例2   比较例3   比较例4   比较例5
聚合物A(Mn)   PET(12632)   PET(12691)   PET(15805)   PET(15385)   尼龙6(13490)
聚合物B(Mw)   PTT(16950)   PTT(24411)   PET(30680)   PBT(31292)   PTT(31290)
  PDI(A/B)   2.2/2.4   2.2/2.7   2.6/2.6   2.2/2.8   2.2/2.8
  组件内滞留时间   4   8   8   8   8
  纺丝温度(℃)   270   265   270   275   270
  纺丝速度(米/分钟)   2500   1500   1400   1400   1400
  断面形态1)   S/S   S/C   S/S   S/S   S/S
  拉伸比   1.70   2.85   2.90   2.90   2.90
  拉伸温度(℃)   75   75   80   75   75
  热固定温度(℃)   145   140   150   145   145
  热应力的最高温度(℃)   139   132   148   135   137
  卷曲直径(mm)   -   10.0   12.0   12.0   12.0
  卷曲拉伸率(％)   23   36   39   32   38
  弹性回复率(％)   68   70   67   66   69
  熨烫收缩率(％)   3.5   4.0   3.7   3.9   4.2
  熨烫收缩率是否合格2)   不合格   不合格   不合格   不合格   不合格
1)S/S：并列型、S/C：偏心芯鞘型
2)熨烫收缩率是否合格的标准：小于等于±3.0％

Claims (11)

1.形态稳定性优异的伸缩性复合纤维，其特征在于，其是使用两种可熔融纺丝的可形成纤维的聚合物得到的，纤维的热收缩应力的最高温度大于等于155℃，无载荷下沸水处理后的卷曲拉伸率大于等于40％，弹性回复率大于等于70％，且可以制造熨烫收缩率小于等于3％的加工布帛。
2.如权利要求1所述的形态稳定性优异的伸缩性复合纤维，其特征在于，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸丙二酯，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5，且两种聚合物的数均分子量的差为5000～70000。
3.如权利要求1所述的形态稳定性优异的伸缩性复合纤维，其特征在于，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸乙二酯共聚物，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5，且两种聚合物的数均分子量的差为5000～70000。
4.如权利要求1所述的形态稳定性优异的伸缩性复合纤维，其特征在于，其断面形态为并列型或偏心芯鞘型。
5.如权利要求1所述的形态稳定性优异的伸缩性复合纤维，其特征在于，其卷曲直径小于等于8mm。
6.形态稳定性优异的伸缩性复合纤维的制造方法，其包括如下步骤：
(A)将两种聚酯熔融，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸丙二酯，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5；
(B)使所述熔融物通过纺丝组件，并控制其在纺丝组件中的滞留时间小于等于5分钟，然后以2200～5000米/分钟的纺丝速度进行收取，收取成并列型或偏心芯鞘型的复合丝；
(C)将收取的复合丝于85～95℃的温度进行拉伸以及在160～220℃的温度进行热固定。
7.形态稳定性优异的伸缩性复合纤维的制造方法，其包括如下步骤：
(A)将两种聚酯熔融，其中一种聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯，其数均分子量为10000～20000，分子量分布指数为1.5～2.5；另一种聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸乙二酯共聚物，其数均分子量为15000～90000，分子量分布指数为1.5～2.5；
(B)使所述熔融物通过纺丝组件，并控制其在纺丝组件中的滞留时间小于等于5分钟，然后以2200～5000米/分钟的纺丝速度进行收取，收取成并列型或偏心芯鞘型的复合丝；
(C)将收取的复合丝于85～95℃的温度进行拉伸以及在160～220℃的温度进行热固定。
8.如权利要求6或7所述的形态稳定性优异的伸缩复合纤维的制造方法，其特征在于，通过部分定向拉伸/假捻工艺或纺丝直接拉伸工艺制造。
9.加工丝，其特征在于，其是由权利要求1所述的伸缩性复合纤维制造的，捻数为150～2000。
10.混纤丝，其是权利要求1所述的伸缩性复合纤维和拉伸度大于等于50％且沸水收缩率大于等于15％的高收缩性原丝的混纤丝。
11.布帛，其特征在于，其含有权利要求1所述的伸缩性复合纤维。
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