CN1768171A - 聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

显示潜在卷曲性能和高膨松度和弹性回复和用于非织造织物、织造织物和针织物和垫料的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维具有从两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分形成的中空并排或皮包芯类型结构，一种组分的特性粘度为0.50－1.40dl/g和另一种组分的特性粘度为0.40－1.30dl/g和比前者的特性粘度低0.1－0.5dl/g，和含有横截面积为总横截面积2－15％的中空部分，和在将中空复合短纤维成形为基础重量为30g/m2的纤网，和将纤网在120℃下加热10分钟以引起纤网自由收缩之后，显示30－70％的面积热收缩，基于未受热纤网的初始面积。

Description

聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维及其生产方法
发明领域
本发明涉及聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维及其生产方法。特别地，本发明涉及具有潜在卷曲性能的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维，和其具有高效率的生产方法。本发明的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维用于具有高膨松度和优异弹性回复的非织造织物、织造织物和针织物和垫料。
背景技术
聚三亚甲基对苯二甲酸酯纤维具有对于聚酯纤维正常的优异尺寸稳定性，耐旋光性，和热定形性能和低水吸收和水分吸收性能和，此外它们显示低弹性模量和优异的弹性回复和容易染色性。因此，希望将聚三亚甲基对苯二甲酸酯纤维开发为用于衣服和用于工业用途的纤维。
公知的是复合纤维，其中特性粘度彼此不同的两种聚酯组分与彼此共轭，和该复合纤维具有潜在卷曲性能，用于提供织具有高拉伸性的造织物或针织物或非织造织物。为实现具有潜在卷曲性能的聚酯复合纤维，已经进行各种尝试例如，为尽可能多地增加两种不同类型聚酯的特性粘度中的差异，以增加获得的复合纤维中两种类型聚酯组分之间收缩的差异和为增强聚酯聚合物的熔体纺丝性能。例如，日本审查专利出版物No.61-60163(1986)公开了通过一对熔体挤出喷丝孔用于熔体纺丝熔体粘度彼此不同的两种类型聚酯树脂，以形成并排类型复合长丝的喷丝板。在此喷丝板中，具体调节从对喷丝板熔体挤出面成直角的方向一对熔体挤出喷丝孔每个的倾斜角度和在一对熔体挤出喷丝孔之间的距离。同样，日本未审查专利出版物No.2000-239927公开了聚酯并排类型复合纤维，其中在每个复合纤维的横截面轮廓中，以具体定义的形式将两种不同类型的聚酯聚合物彼此连接。
然而，已经发现当增加在复合纤维中两种类型聚酯组分之间的特性粘度差异以增强获得的复合纤维的潜在卷曲性能时，在熔体纺丝过程中挤出的复合长丝聚合物熔体流弯曲，复合长丝流的弯曲程度随两种聚酯组分之间的特性粘度差异的增加而显着增加和，结果是，弯曲的复合流粘合到邻近到的物流或粘合到喷丝板和断裂。因此，不能稳定进行熔体纺丝过程。此外，由于聚三亚甲基对苯二甲酸酯复合长丝显示比常规聚对苯二甲酸乙二醇酯复合长丝低的刚度，当实现复合纤维的潜在卷曲，在复合长丝上产生多个小卷曲和因此获得的卷曲复合长丝难以展现令人满意的膨松度。
仍然此外，WO02/31241-A1公开了包含复合纤维的短纤纱，该复合纤维包括特性粘度彼此不同的两种类型聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂。然而，复合纤维具有不足够的膨松度和因此不适于膨松非织造织物和垫料。
发明公开
本发明的目的是提供具有优异膨松度和弹性回复的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维和适当用于由其形成非织造织物、膨松纱线、膨松织造织物和针织物和垫料的一种，及其生产方法。
本发明的发明人进行广泛研究为达到上述目的和发现中空复合短纤维，该复合短纤维包括特性粘度彼此不同和每种的特性粘度在特定范围的两种类型聚三亚甲基对苯二甲酸酯聚合物，和具有中空横截面轮廓和短纤维形式，能够达到上述目的。在此发现的基础上完成本发明。
本发明的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维每个包括两部分，和含有在每个复合短纤维中形成和沿每个复合短纤维的纵轴延伸的中空部分，该两部分由特性粘度彼此不同的聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分构成，以并排或皮包芯排列而排列，和沿每个复合短纤维的纵轴延伸，
其中
(1)两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分之一的特性粘度为0.50-1.4dl/g，和两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分另一种的特性粘度为0.40-1.30dl/g，和比特性粘度为0.50-1.40dl/g的聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂的特性粘度低0.1-0.5dl/g，特性粘度在邻氯苯酚中在35℃的温度下测定；
(2)中空部分横截面的横截面积对应于复合纤维总横截面积的2-15％；和
(3)复合短纤维显示30-70％的平均纤网(web)面积热收缩，该平均纤网面积热收缩由如下测量测定：由罗拉梳理机将纤维长度为51mm的复合短纤维成形为基础质量为30g/m2的纤网，从纤网制备尺寸为20cm×20cm的多个试样，将试样在热空气循环干燥器中在120℃的温度下热处理10分钟，以允许试样自由收缩和试样的纤网面积热收缩根据公式(1)确定：
纤网面积热收缩(％)＝[(A-B)/A]×100    (1)
其中A表示在热处理之前每个试样的面积和B表示在热处理之后试样的面积，和计算试样得到的纤网面积热收缩的平均值。
在本发明的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维中，中空部分优选位于每个复合短纤维的高和低特性粘度聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂部分之一中。
生产以上定义的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维的本发明方法包括如下步骤：
通过中空并排或皮包芯类型形成复合长丝的喷丝板，熔体纺丝特性粘度彼此不同的两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂，以提供未拉伸的中空复合长丝；
在两个阶段中在对应于未拉伸的中空复合长丝最终伸长率的60-80％的总拉伸比下，采用如下方式拉伸未拉伸的中空复合长丝：拉伸温度在第一阶段是45-60℃和然后在第二阶段是85-120℃和控制第二阶段的拉伸比到0.90-1.0，以调节总拉伸比到如上所述；
在50-80℃的温度下机器卷曲拉伸中空复合长丝；
在80℃或更小的温度下热处理卷曲的中空复合长丝同时允许卷曲的中空复合长丝松弛，和
切割热处理的中空复合长丝以提供中空复合短纤维。
附图简述
图1显示具有并排结构的本发明聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维的例子的横截面轮廓，
图2显示具有并排结构的本发明聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维的另一个例子的横截面轮廓，
图3显示具有偏心皮包芯结构的本发明聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维的例子的横截面轮廓，和
图4显示具有偏心皮包芯结构的本发明聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维的另一个例子的横截面轮廓。
实施本发明的最好方式
本发明的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维每个包括两个长丝部分，和含有在每个复合短纤维中形成和沿每个复合短纤维的纵轴延伸的中空部分，该两个长丝部分从特性粘度彼此不同的聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分构成，以并排或皮包芯排列而排列，和沿每个复合短纤维的纵轴延伸。
聚亚甲基对苯二甲酸酯是含有三亚甲基对苯二甲酸酯作为主要重复单元的聚酯。可用于本发明的三亚甲基对苯二甲酸酯树脂任选地包含共聚单体组分。共聚单体组分包括共聚单体二羧酸例如，间苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、2，6-萘二羧酸和金属-磺基间苯二甲酸和共聚单体二醇例如，1，4-丁二醇、1，6-己二醇、环己烷二醇和环己烷二甲醇。考虑获得的共聚物在熔体纺丝过程中的稳定性而选择共聚单体化合物。
聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂任选地进一步包含添加剂，该添加剂包括选自如下的至少一种：消光剂、热稳定剂、防沫剂、颜色调节剂、阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、荧光增白剂、和着色颜料。
关于特性粘度彼此不同的两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分，每种树脂组分的特性粘度在树脂组分在邻氯苯酚的溶液中在35℃的温度下测定。高粘度树脂组分的特性粘度必须为0.5-1.4dl/g，优选0.8-1.30dl/g。
如果特性粘度大于1.4dl/g，当它在熔体纺丝过程中熔融时获得的高粘度树脂组分显示特别高的粘度和因此不能在用于聚酯纤维的通常熔体纺丝设备中熔体纺丝，和为获得在其下获得的聚合物熔体可以平稳熔体纺丝的降低的熔体粘度，树脂组分的熔融温度必须增加到280℃或更大，在该温度下树脂组分分解。如果特性粘度小于0.5dl/g，在获得的高粘度树脂组分和低粘度树脂组分之间的特性粘度差异太小和因此获得的复合短纤维不能显示足够的潜在卷曲性能。
低粘度树脂组分的特性粘度必须为0.4-1.30dl/g，优选0.5-1.0dl/g。如果特性粘度小于0.4dl/g，获得的树脂组分在熔体纺丝过程中显示太低的粘度，和获得的低粘度熔体引起挤出的长丝熔体流经常断裂和不能具有足够的工艺稳定性生产目标复合长丝。同样，如果特性粘度大于1.30dl/g，在获得的低粘度树脂组分和高粘度树脂组分之间的特性粘度差异太小和因此获得的复合短纤维不能显示足够的潜在卷曲性能。
此外，低粘度树脂组分的特性粘度必须比高粘度树脂组分的特性粘度低0.10-0.50dl/g，优选0.2-0.40dl/g。如果特性粘度的差异小于0.1dl/g，获得的复合短纤维显示不足够的潜在卷曲性能。同样，如果特性粘度差异大于0.5dl/g，在熔体纺丝过程中，挤出的复合长丝熔体流极端弯曲和粘合到邻近的熔体流和粘合到喷丝板和因此，断裂。因此，熔体纺丝过程不能平稳进行。
高粘度树脂组分对低粘度树脂组分的质量比可以考虑到目标复合短纤维的所需潜在卷曲性能和树脂组分的熔体纺丝性而合适地建立和优选为30/70-70/30，更优选40/60-60/40，仍然更优选约50/50。
本发明的中空复合短纤维每个含有在每个纤维的纵向中心位置中形成和沿每个纤维的纵轴长丝状处理的中空部分。在中空复合纤维中，中空部分是有利的在于当将对于中空并排或皮包芯类型复合长丝两种不同的树脂通过熔体纺丝喷丝孔熔体挤出时，在获得的复合长丝熔体流的纵向中心部分中形成的中空部分引起在中空复合长丝熔体流中产生高耐弯曲性力量和增强熔体纺丝过程的稳定性。同样，在获得的中空复合短纤维中，中空部分引起增加纤维的刚度，在复合纤维中产生具有适当形式的螺旋卷曲和获得的纤维显示增加的膨松度。同样，由本发明的中空复合短纤维形成的非织造织物和织造织物和针织物显示优异的膨松度和弹性回复。
在本发明中空复合短纤维的横截面中，中空部分的横截面积必须对应于中空复合纤维总横截面积的2-15％，优选5-10％。如果中空部分横截面积的比例(％)小于2％，引起在熔体纺丝过程中挤出的中空复合长丝熔体流弯曲和熔体纺丝过程的稳定性降低。同样，在获得的中空复合纤维上产生小卷曲和因此获得的纤维不能具有足够的膨松度。同样，如果中空部分横截面积的比例大于15％，在获得的每个中空复合纤维中两种树脂组分的弯曲面积太小和因此获得的中空复合纤维的潜在卷曲性能不足够。
在本发明中空复合短纤维的生产中，通过适当控制熔体-喷丝板的喷丝孔的形式和大小，树脂熔体的温度，和熔体纺丝过程中的冷却空气流动速率，中空部分横截面积对中空复合短纤维总横截面积的比例可以容易地控制到2-15％。
在本发明的中空复合短纤维中，中空部分优选位于高粘度聚酯树脂组分和低粘度聚酯树脂组分之一中。在实施例中，中空复合短纤维具有并排结构，和在中空复合短纤维的横截面轮廓中，高粘度和低粘度树脂组分之一占据中空复合纤维横截面积的一半或更多。通常，中空部分优选在包括高粘度树脂组分的部分中形成。
图1显示本发明并排类型聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合纤维的例子的横截面轮廓。在图1中，具有圆形横截面轮廓的中空复合纤维从如下部分构成：(1)包括高粘度树脂组分的大侧部分2，在该部分2中形成具有圆形横截面轮廓的中空部分4，和(2)包括低粘度树脂组分和与大侧部分2以并排排列共轭的小侧部分3。
图2显示本发明并排类型聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合纤维另一个例子的横截面轮廓。在图2中，具有四边形横截面轮廓和中空部分4的中空复合纤维1从右侧部分2和左侧部分3构成。中空部分4在右侧和左侧部分2和3之间形成，和右侧和左侧部分3和4在中空部分4以上和以上的位置彼此连接。
在另一个实施例中，中空复合纤维具有偏心皮包芯结构，和中空部分仅位于偏心芯部分和皮部分之一中，和优选在芯部分中。
图3显示具有偏心皮包芯结构的本发明聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合纤维仍然另一个例子的横截面轮廓。在图3中，偏心皮包芯类型中空复合纤维1从如下部分构成：从低粘度树脂组分形成和具有圆形横截面的皮部分2，和从高粘度树脂组分形成在皮部分3中偏心布置，具有椭圆形横截面轮廓的芯部分3，该芯部分3包含在芯部分3中形成和具有椭圆形横截面轮廓的中空部分4。
图4显示具有偏心皮包芯结构的本发明聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合纤维进一步例子的横截面轮廓。在图4中，中空复合纤维1从如下部分构成：包括低粘度树脂组分和具有圆形横截面轮廓的皮部分2和包括高粘度树脂组分，在皮部分2中布置，具有椭圆形横截面轮廓和包含中空部分4的偏心芯部分3，该中空部分4在芯部分3中形成和具有大约三角形横截面轮廓。
在上述实施例中，获得的中空复合纤维是有利的在于当现实化获得的中空复合纤维的潜在卷曲性能时，获得的卷曲显示大的回路形式。
在本发明的中空复合短纤维中，对单个纤维和横截面轮廓和对单个中空部分的横截面形式没有限制。
单个纤维和中空部分的横截面轮廓包括圆形、三角形、扁平状、多叶状和多中空形式，和可以从各种轮廓响应于纤维的用途和目的而建立。
本发明的中空复合短纤维的单个纤维厚度优选为1-5分特，更优选1.5-3分特。同样，本发明的中空复合短纤维的纤维长度优选为3-150mm，更优选约30-约70mm。
本发明的中空复合短纤维的平均纤网收缩必须为30-70％，优选40-60％。平均纤网收缩由如下测量测定：由罗拉梳理机将纤维长度为51mm的中空复合短纤维成形为基础质量为30g/m2的纤网，从纤网制备尺寸为20cm×20cm的多个试样，将试样在热空气循环干燥器中在120℃的温度下热处理10分钟，以允许试样自由收缩，试样的纤网面积热收缩根据公式(1)确定：
纤网面积热收缩(％)＝[(A-B)/A]×100    (1)
其中A表示在热处理之前试样的面积和B表示在热处理之后试样的面积，和计算试样得到的纤网面积热收缩的平均值。
平均纤网收缩是中空复合短纤维潜在卷曲性能的指数。当平均纤网收缩为30-70％时，获得的中空复合短纤维能够使从其获得的织造织物、针织物非织造织物显示足够的膨松度和拉伸性。如果平均纤网收缩大于70％，获得的卷曲复合短纤维含有多个小螺旋卷曲和因此显示不足够的膨松度和硬手感，而纤维的拉伸性高。同样，在此情况下，当将机器卷曲的中空复合短纤维经受纺丝过程时，潜在的卷曲例如，在梳理步骤中实现，和因此，发生加工中的难度。同样，如果平均纤网收缩小于30％，潜在的卷曲不能足够实现和获得的复合短纤维显示不足够的拉伸性。
可以通过适当地控制应用于纤维的拉伸过程的拉伸比和温度和中空部分横截面积对中空复合纤维总横截面积的比例，考虑到用于复合纤维的聚酯树脂组分的特性粘度，控制本发明中空复合短纤维的平均纤网收缩到30-70％。
可以使用机械卷曲设备和例如，填料箱类型卷曲箱或齿轮卷曲箱机器卷曲本发明的中空复合纤维。机器卷曲的卷曲百分比优选是10-25％，更优选15-20％。可以如需要通过适当地控制机器卷曲过程中的卷曲数目和卷曲温度，容易控制由机器卷曲过程的中空复合纤维的卷曲百分比。纤维的卷曲百分比根据JIS L 1015，人造短纤维测试方法，8.12.2测定。
本发明的中空复合短纤维可以由包括如下步骤的本发明方法生产：
通过中空并排或皮包芯类型复合长丝形成喷丝板，熔体纺丝特性粘度彼此不同的两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂，以提供未拉伸的中空复合长丝；
在两个阶段中在对应于未拉伸的中空复合长丝最终伸长率的60-80％的总拉伸比下，采用如下方式拉伸未拉伸的中空复合长丝：拉伸温度在第一阶段是45-60℃和然后在第二阶段是85-120℃和控制第二阶段的拉伸比到0.90-1.0，以调节总拉伸比到如上所述；
在50-80℃的温度下机器卷曲拉伸的中空复合长丝；
在80℃或更小的温度下热处理卷曲的中空复合长丝同时允许卷曲的中空复合长丝松弛，和
切割热处理的中空复合长丝以提供中空复合短纤维。
在本发明的方法中，第一阶段的拉伸温度为45-60℃，优选50-60℃。如果第一阶段拉伸在小于45℃的更低温度下进行，由于在低温下长丝的低塑性，必须对长丝施加高的拉伸力和因此，在拉伸过程期间长丝经常断裂。同样，如果第一阶段的拉伸温度大于60℃，长丝的结晶程度增加和因此长丝变脆和经常断裂。
第二阶段的拉伸温度和拉伸比影响获得的拉伸长丝的潜在卷曲性能和必须分别在85-120℃，优选90-110℃的范围中和在0.9-1.0，优选0.92-0.98的范围中调节。如果第二阶段的拉伸温度小于85℃，获得的拉伸短纤维的潜在卷曲性能 容易由机器过程实现。例如，当将获得的中空复合短纤维通过纺丝工艺或非织造织物生产工艺中的梳理过程时，实现潜在的卷曲到在获得的纤网中不形成缺陷例如，毛结或空穴。同样，如果第二阶段的拉伸温度大于120℃，获得的短纤维显示降低的潜在卷曲性能。如果第二阶段的拉伸过程在大于1.0的拉伸比下进行，当将它们经受机器卷曲过程时，向获得的短纤维赋予多个螺旋卷曲，螺旋卷曲的获得的卷曲短纤维难以通过梳理过程。在第二阶段的拉伸过程中，在固定的纤维长度下或在对收缩的限制下必须对首先拉伸的长丝施加纤维的热处理。如果拉伸比小于0.90，长丝过度热定形和因此获得的短纤维显示劣化的潜在卷曲性能。
在本发明的方法中在第一和第二拉伸阶段以％计的总拉伸比必须控制到对应于未拉伸的中空复合长丝最终伸长率60-80％，优选65-75％的程度。如果总拉伸比小于60％，获得的短纤维显示不足够的潜在卷曲性能。同样，总拉伸比大于80％，长丝经常在拉伸步骤中断裂和因此拉伸的长丝难以平稳生产。
在本发明的方法中，可以使用机械卷曲设备和例如，填料箱类型卷曲箱或齿轮卷曲箱机器卷曲拉伸的中空复合长丝。机器卷曲过程在50-80℃，优选60-70℃的卷曲温度下进行。
如果机器卷曲温度小于50℃，获得的卷曲长丝显示不足够的卷曲百分比。同样，如果机器卷曲温度大于80℃，在机器卷曲期间不所需地实现应当保持未实现的潜在卷曲，和实现的螺旋卷曲引起获得的中空复合短纤维显示劣化的梳理机通过性能。优选将机器卷曲过程控制到获得的机器卷曲长丝的卷曲数目为10-15个卷曲/25mm的程度，以向获得的短纤维赋予令人满意的梳理机通过性能。
在机器梳理步骤之后，将机器卷曲的中空复合长丝在80℃或/较少优选40-50℃的温度下热处理，同时允许卷曲的中空复合长丝松弛。如果热处理的松弛温度高于80℃，不所需地实现潜在螺旋卷曲。对在其下进行热处理同时允许卷曲的中空长丝松弛的温度没有下限。
通常，将在机器卷曲过程之前的长丝采用整理剂-加油剂的含水乳液加油和，因此热处理应当在足够通过蒸发长丝上的水而干燥长丝的温度下进行。因此，热处理优选在40℃或更大的温度下进行。同时的热处理和松弛过程优选进行30-60分钟的时间。
在完成同时的热处理和松弛过程之后，通过使用丝束切割机获得的中空复合长丝例如，格鲁格鲁切割机(grugru cutter)和旋转切割机切割长丝，以提供所需纤维长度优选为3-15mm的中空复合短纤维。
实施例
由如下实施例进一步解释本发明。
在实施例和对比例中，进行如下测量。
(1)特性粘度[η]
在聚酯树脂在由邻氯苯酚组成的溶剂中的溶液中在35℃的温度下通过使用  乌氏粘度计测定聚酯树脂的特性粘度。
(2)冷却空气鼓风的速度
由风速计测量温度为25℃和湿度为65％的冷却空气鼓风的速度，该冷却空气鼓见在对长丝流移动方向适当的角度下施加到在熔体纺丝设备中熔融的挤出聚酯树脂熔体的长丝流中，以冷却和固化长丝流。
(3)中空复合纤维中的中空部分的横截面比例
在中空复合纤维的横截面轮廓中，测量中空复合纤维的中空部分面积对纤维总面积的比例。
(4)未拉伸长丝的最终伸长率
未拉伸的中空复合长丝丝束的最终伸长率由恒定伸长速度拉伸测试仪，在10cm的机械爪之间的距离下在100cm/mm的拉伸速度下，根据JIS L 1013-1999测量。
(5)卷曲百分比
纤维的卷曲百分比根据JIS L 1015-1999测定。
(6)熔体纺丝过程的稳定性
将除由于人为原因和机械原因产生的长丝断裂以外，每个熔体-喷丝板，每8小时，熔体纺丝过程中产生的未拉伸长丝的断裂数目计数，以根据断裂数目将熔体纺丝过程的稳定性分类如下。
  稳定性   长丝丝束断裂的数目
  优异   0
  良好   1-2/8小时·喷丝板
  差   3或更多/8小时·喷丝板
(7)纤网面积热收缩(％)
由罗拉梳理机将纤维长度为51mm的中空复合短纤维成形为基础质量为30g/m2的纤网，从纤网制备尺寸为20cm×20cm的多个试样，将试样在热空气循环干燥器中在120℃的温度下热处理10分钟以允许试样自由收缩，试样的纤网面积热收缩根据公式(1)确定：
纤网面积热收缩(％)＝[(A-B)/A]×100    (1)
其中A表示在热处理之前试样的面积和B表示在热处理之后试样的面积，和计算试样得到的纤网面积热收缩的平均值。
(8)从中空复合短纤维制备的非织造织物的弹性回复和膨松度。
通过使用罗拉梳理机将纤维长度为51mm的中空复合短纤维成形为非织造纤网；将多个获得的纤网彼此层压；以针刺层压的纤网以提供基础质量为约50g/m2的非织造织物；将非织造织物在烘箱中在120℃的温度下热处理10分钟；非织造织物的膨松度根据JIS L-1908测量；然后从非织造织物制备形式为25mm宽度带子的多个试样，和将每个根据JISL-1908-1999，在100mm的一对机械爪之间的距离下和在100mm/min的拉伸速度下进行最终伸长率的测量；和从获得的数据，试样的弹性回复根据公式(2)计算：
弹性回复(％)＝(EB-EC)/EB×100
其中EB表示对应于试样最终伸长率的80％的伸长率(％)，和EC表示在将试样伸长直到试样的伸长率达到伸长率EB之后试样的伸长率(％)，然后将试样从对其施加的张力释放和静置一分钟，基于试样的初始长度。
(9)通用评价
根据熔体纺丝过程的稳定性，非织造织物的膨松度和非织造织物的弹性回复进行中空复合短纤维的通用评价。采用如下两类表示评价结果。
  通用评价          表现
  良好   在8小时熔体纺丝过程中每个熔体-喷丝板不出现长丝的断裂，非织造织物的膨松度是15cm3/g或更大，和非织造织物的弹性回复是80％或更大
差   至少一个上述项目未达到以上提及的水平
实施例1和2和对比例1-6
在实施例1和2和对比例1-6每个中，使用用于中空偏心皮包芯类型复合长丝含有1000个挤出喷丝口的熔体-喷丝板，将表1或2所示的具有特性粘度的高粘度聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分(A)和低粘度聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分(B)经受熔体纺丝过程。在用于中空复合纤维的每个喷丝口中，在表1或2显示用于在中空复合纤维(PCD)中形成中空部分的环形狭缝的直径。
在熔体纺丝过程中，将高和低粘度聚酯树脂组分(A)和(B)以50/50的质量比A/B使用，在表1或2中所示的245-290℃的温度下熔融，和在690g/mm的总挤出速率下熔体挤出。通过在表2所示的鼓风速度下施加冷却空气鼓气到物流冷却和固化挤出的熔体长丝流，和将获得的未拉伸的中空复合长丝束卷取和在卷绕辊周围在1,300m/min的卷取速度下卷绕。通过计长丝的断裂数目，在8小时时间内连续进行熔体纺丝过程，以检查熔体纺丝过程的稳定性。
将获得的未拉伸的中空复合长丝束在两个阶段中在拉伸条件下拉伸，拉伸条件即第一和第二阶段的拉伸温度和拉伸比和总拉伸比，如表1或2所示。然后将拉伸的中空复合长丝束在75℃的温度下经历机器卷曲过程以在表1或2所示的卷曲百分比下向单个长丝赋予机械卷曲。将机器卷曲的中空复合长丝束在55℃的温度下热处理30分钟同时松弛长丝。在51mm的纤维长度下切割松弛和热处理的长丝以制备中空复合短纤维。
通过使用梳理机将获得的短纤维成形为纤网，和测量纤网面积热收缩。结果见表1或2。
将纤网进行如上提及的对应非织造织物的弹性回复和膨松度测量。结果见表1或2。
在对比例3中，由于挤出长丝的经常断裂，熔体纺丝过程不平稳地进行和因此不能获得所需的未拉伸长丝。
对比例7
在对比例7中，进行与实施例1中相同的过程和测量，区别在于 地熔体挤出喷丝孔中，如表2所示将PCD改变到2.0mm。
测量结果见表2。
对比例8
在对比例8中，进行与实施例1中相同的过程，区别在于熔体挤出喷丝孔不含有中空形成狭缝，将冷却空气鼓风的速度从0.6m/sec改变到0.7m/sec，和获得的复合纤维不含有空穴。
测量结果见表2。
表1
Figure A20048000918000161
表2
Figure A20048000918000171
本发明的工业实用性
本发明的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维具有高的潜在卷曲性能和因此，显示优异的膨松度和弹性回复。因此，它们用于非织造织物、织造织物或针织物和垫料。

Claims (3)

1.一种聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维，该短纤维每个包括两部分，和含有在每个复合短纤维中形成和沿每个复合短纤维的纵轴延伸的中空部分，该两部分由特性粘度彼此不同的聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分构成，以并排或皮包芯排列而排列，和沿每个复合短纤维的纵轴延伸，
其中
(1)两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分之一的特性粘度为0.50-1.4dl/g，和两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂组分的另一种的特性粘度为0.40-1.30dl/g，和比特性粘度为0.50-1.40dl/g的聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂的特性粘度低0.1-0.5dl/g，特性粘度在邻氯苯酚中在35℃的温度下测定；
(2)中空部分横截面的横截面积对应于复合纤维总横截面积的2-15％；和
(3)复合短纤维显示30-70％的平均纤网面积热收缩，该平均纤网面积热收缩由如下测量测定：由罗拉梳理机将纤维长度为51mm的复合短纤维成形为基础质量为30g/m2的纤网，从纤网制备尺寸为20cm×20cm的多个试样，将试样在热空气循环干燥器中在120℃的温度下热处理10分钟，以允许试样自由收缩，试样的纤网面积热收缩根据公式(1)确定：
纤网面积热收缩(％)＝[(A-B)/A]×100       (1)
其中A表示在热处理之前每个试样的面积和B表示在热处理之后试样的面积，和计算试样得到的纤网面积热收缩的平均值。
2.权利要求1的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维，其中该中空部分位于每个复合短纤维的高和低特性粘度聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂部分之一中。
3.一种生产权利要求1或2的聚三亚甲基对苯二甲酸酯中空复合短纤维的方法，包括如下步骤：
通过中空并排或皮包芯类型形成复合长丝的喷丝板，熔体纺丝特性粘度彼此不同的两种聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂，以提供未拉伸的中空复合长丝；
在两个阶段中在对应于未拉伸的中空复合长丝最终伸长率的60-80％的总拉伸比下，采用如下方式拉伸未拉伸的中空复合长丝：拉伸温度在第一阶段是45-60℃和然后在第二阶段是85-120℃和控制第二阶段的拉伸比到0.90-1.0，以调节总拉伸比到如上所述；
在50-80℃的温度下机器卷曲拉伸的中空复合长丝；
在80℃或更小的温度下热处理卷曲的中空复合长丝同时允许卷曲的中空复合长丝松弛，和
切割热处理的中空复合长丝以提供中空复合短纤维。
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