专利名称：一种改性聚酯复合纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酯复合纤维，具体地，涉及一种改性聚酯复合纤维及其制备方 法。
背景技术：
聚酯纤维由于其具有优异的机械、物理、化学性能，因而被广泛用于各个领域。随 着聚酯工业的发展，使得我们的生活变得丰富多彩，许多新型聚酯改性品种的开发，极大的 丰富了面料市场的多样性，近年来，随着我国经济发展逐渐加快，与世界潮流的接轨，使得 我国的聚酯工业有了长足进步，化纤市场紧跟世界潮流。每种纤维均有其优缺点，而生活中，人们追求的不仅仅是织物机械性能等，还需要 多样化的花色，增加其美感。但是对于普通聚酯而言，由于其结构的特点，很难实现常压染 色，而高温高压染色在工业上无法连续生产。例如中国专利申请CN200810242976. 4公开了 一种新型双色并列型复合聚酯纤维，是一种普通半消光PBT与PET聚酯的新型双色并列型 复合纤维，其截面为花生型，该复合纤维仅仅可以使用分散染料在常压下染色，染料的使用 受到限制，尤其在和羊毛等混纺后，其染色工艺、染料的选择都受到了限制。鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改性聚酯复合纤维，该复合纤维可以采用酸性染料 常压或分散性染料进行在常压比较低的温度下染色，色牢度高，弹性高、手感舒适。本发明的另一个目的是提供一种上述改性聚酯复合纤维的制备方法。为实现本发明第一个目的提供一种改性聚酯复合纤维，该复合纤维是由改性聚酯 与热塑性树脂复合而成，其中改性聚酯占复合纤维总重量的10% _90%，所述的改性聚酯 结构中含有如下结构单元 其中 1 < IH1 < 160 ;1 < m2 < 70 ;0 < m3 < 20 ;0 < m4 < 20c所述的改性聚酯优选 优选，10 < Hi1 < 100，10 < m2 < 30，O ^ m3 < 10,0 ^ m4 < 10。更优选 10 < Hi1 < 100，10 < m2 < 30,0 ^ m3 < 5,0 ^ m4 < 5，且 m3 和 m4 不同时 为0。所述的改性聚酯的特性粘数为0. 80 0. 90dL/g，拉伸强度为40 80MPa，断裂伸 长率为10 80%，端羧基含量小于18mol/t，二甘醇含量小于1.0%。本发明所述的改性聚酯是由聚酯和相对粘度为1. 5 2. 2的尼龙6共聚而成。所述尼龙6的质量含量为5-30 %，优选10-20 %。本发明所述的改性聚酯的示差扫描量热(DSC)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150-250°C。本发明所提供的改性聚酯的结构中优选含有多种聚酯，其拉伸强度、拉伸断裂伸 长率得到了显著的提高，且该共聚物的结构中聚酰胺的序列分布更加均勻，从而对聚酯的 染色也进行了改性，酸性可染，染色更加均勻，不易出现色差，分散染料上染率高，能实现与 羊毛的一浴染色，且染色率高。所述的热塑性树脂包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯 (PTT)、尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸 乙二醇(PEN)等，其中优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或尼龙6。优选所述的改性聚酯占复合纤维总重量的30% -70%。所述的改性聚酯复合纤维的截面形状为皮芯型、偏心皮芯型、并列型或菊瓣型等。当改性聚酯复合纤维的截面形状为皮芯型或偏心皮芯型时，热塑性树脂为芯层， 改性聚酯为皮层。
CN 101906678 A
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所述的改性聚酯复合纤维可以制成长丝、短丝、复合FDY纤维、POY纤维或加弹丝等。所述的改性聚酯复合纤维长丝的纤度为0. 5 6dtex，断裂强度为1. 5 5. 5cN/ dtex，断裂伸长率为5 130%，模量为20 lOOcN/dtex ；所述的改性聚酯复合纤维加弹 丝纤度为1. 2 5. Odtex,断裂强度为1. 8 3. 5cN/dtex,断裂伸长率为15 45% ；所述 的改性聚酯复合纤维短丝包括棉型短纤维和毛型短纤维，其中棉型短纤维的纤度为1 3. 5dtex、切断长度为30 70mm、断裂强度为1. 5 5. 7cN/dtex,断裂伸长为15 80%，模 量为20 80cN/dtex，卷曲数为10 20个/25mm，毛型短纤维的纤度为2. 0 5. 5dtex、切 断长度为60 90mm、断裂强度为1. 5 5. 7cN/dtex、断裂伸长为15 80%，模量为20 80cN/dtex,卷曲数为 10 20 个 /25mm。上述改性聚酯复合纤维的制备方法，包括如下步骤(1)将改性聚酯和热塑性树脂分别进入各自独立的螺杆挤出机，在温度为150 320°C下熔融成为熔体；(2)两种熔体进入复合纺丝组件，在复合纺丝组件中在温度为200 320°C的条件 下复合后经喷丝板喷出，再经过后续的处理得到改性聚酯复合纤维。上述的制备方法，经喷丝板喷出的以200 ISOOm/min的收取速度得到改性聚酯 复合纤维长丝初生丝或短纤维初生丝。上述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中经喷丝板喷出的丝，以2000 4000m/ min的收取速度得到改性聚酯复合POY纤维。上述的制备方法中，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，从第二热盘出来的纤维束进入 卷绕机进行卷装，卷绕速度3100 5200m/min，卷绕后得到改性聚酯复合FDY纤维，其中第 一热盘的温度为75 100°C、速度为800 2000m/min，第二热盘的温度为120 180°C，速 度为 3200 5200m/min。上述得到的复合纤维长丝初生丝在20 100°C下进行牵伸，牵伸倍数1. 1 6. 5 倍，然后在80 20(TC下进行热定型后，卷取得到改性聚酯复合纤维长丝。上述得到的复合POY纤维在加弹机上以300 1200m/min的速度牵伸1. 3 3倍， 预热箱温度为120 220°C，D/Y为1. 4 2. 6，定型箱温度140 200°C，卷绕速度800 2200m/min,得到改性聚酯复合加弹丝。上述得到的复合纤维短纤维初生丝在20 100°C下进行牵伸，牵伸倍数1. 1 6. 5倍；然后在温度为30 100°C下经过卷曲机进行卷曲；之后在温度为80 200°C下热 定型后，进行切断和打包得到改性聚酯复合短纤维。与现有技术相比，本发明提供的改性聚酯复合纤维的有益效果为本发明的改性 聚酯复合纤维，由于采用了改性聚酯作为复合纤维的组分，使得复合纤维具有常压、常温即 可用酸性染料和、或分散染料且无需载体进行染色的优异性能。同时改性聚酯复合纤维中 两组份的热收缩性能不一致时，可赋予纤维独特的自卷曲性能，这种纤维与天然纤维混纺 时更容易，且可以有效提高所制织物的弹性，提高手感舒适性。同时该改性聚酯复合纤维与羊毛、棉等天然纤维混纺后，在常压下温度为100°C以 下可以实现同浴批染，大大降低了染色成本，更好的提高了织物综合性能且色泽满足各种需要。
具体实施例方式实施例1聚对苯二甲酸乙二醇酯原料在245°C下熔融，将第二组分的PBT树脂真空干燥 后在280°C下熔融，两种组分别进入各自计量泵计量后按重量百分比70 30(改性聚酯 PET PBT)的比例进入偏心皮芯型复合纺丝组件，在280°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速 度600m/min，得到偏心皮芯型改性聚酯复合纤维初生丝，其中改性聚酯组分为皮层，将该初 生纤维75°C进行一级牵伸，牵伸倍数3倍，115°C进行二级牵伸，牵伸倍数1. 4倍，150°C进 行热定型后得到聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维长丝，该纤维断裂强度2. 75cN/dteX，断裂伸长 25% ；将所得纤维在浴比为1 20的红色酸性染料中，93°C常压下染色90分钟，水洗后烘 干，检测得到该改性聚酯复合纤维的上染率可达到83%。染色均勻，无色差。实施例2将聚对苯二甲酸乙二醇酯在255°C下熔融，将第二组分的PTT树脂真空干燥后 在275°C下熔融，两种组分别进入各自计量泵计量后按重量百分比65 35(改性聚酯 PET PTT)的比例进入并列型复合纺丝组件，在275°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速度 2800m/min，得到改性聚酯复合纤维POY丝，将该纤维加弹机上以900m/min的速度牵伸1. 6 倍，预热箱温度为200°C，D/Y为1. 7，卷绕速度1430m/min，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯复合 加弹丝，该纤维断裂强度2.6cN/dteX，断裂伸长29% ；将所得纤维在浴比为1 20的蓝色 酸性染料中，95°C常压下染色60分钟，水洗后烘干，检测得到该改性聚酯复合纤维的上染 率可达到81%。染色均勻，无色差。实施例3将聚对苯二甲酸乙二醇酯原料在250°C下熔融，将第二组分的PP树脂真空干燥 后在270°C下熔融，两种组分别进入各自计量泵计量后按重量百分比80 20(改性聚酯 PET PP)的比例进入菊瓣型复合纺丝组件，在270°C下复合后从喷丝板喷出，进入第一热 盘，第一热盘温度80°C，速度1500m/min，然后进入第二热盘，热盘温度160°C，速度3750m/ min，第一、第二热盘之间进行纤维的牵伸，牵伸倍数2. 5倍；从第二导盘出来的纤维束进入 卷绕机进行卷装，卷绕速度3740m/min，卷绕后得到改性聚酯复合纤维FDY丝。该纤维断裂 强度2.73cN/dteX，断裂伸长33%;将所得纤维在浴比为1 20的红色酸性染料中，92°C常 压下染色30分钟，水洗后烘干，检测得到改性聚酯复合纤维的上染率可达到80%。染色均 勻，无色差。实施例4将聚对苯二甲酸乙二醇酯原料在245°C下熔融，将第二组分的PA6树脂真空干燥 后在265°C下熔融，两种组分别进入各自计量泵计量后按重量百分比90 10(改性聚酯 PET PA66)的比例进入皮芯型复合纺丝组件，在265°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速度 SOOm/min，得到皮芯型改性聚酯复合纤维初生丝，其中改性聚酯组分为皮层，然后在55°C 进行一级牵伸，牵伸倍数3. 2倍，120°C进行二级牵伸，牵伸倍数1. 3倍，之后将纤维进行卷 曲，然后在160°C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. 5dtex,长度为38mm的棉型改性聚酯复合短纤维。该纤维断裂强度2. 6cN/dtex,断裂伸长35%，卷曲数13个/25cm;将所得纤维在浴比为1 20的蓝色酸性染料中，90°C常压下 染色35分钟，水洗后烘干，检测得到该棉型改性聚酯复合纤维的上染率可达到84%。染色 均勻，无色差。实施例5将聚对苯二甲酸乙二醇酯原料在245°C下熔融，将第二组分的PA6树脂真空干燥 后在265°C下熔融，两种组分分别进入各自计量泵计量后按重量百分比90 10(改性聚酯 PET PA6)的比例进入皮芯型复合纺丝组件，在265°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速度 SOOm/min，得到皮芯型改性聚酯复合纤维初生丝，其中改性聚酯组分为皮层，然后在55°C 进行一级牵伸，牵伸倍数3. 5倍，120°C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°C进行热定型14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. 2dte、长度为78mm的毛型改性聚酯复合短纤维。该纤维断裂强度2. 9cN/dtex,断裂伸长 33%，卷曲数13个/25cm;将所得纤维在浴比为1 25的蓝色酸性染料中，90°C常压下染 色30分钟，水洗后烘干，检测得到该改性聚酯复合纤维的上染率可达到86%。染色均勻，无 色差。实施例6本实施例采用的改性聚酯的结构为 将改性聚酯在255°C下熔融，将第二组分的PTT树脂真空干燥后在275°C下熔融， 两种组分别进入各自计量泵计量后按重量百分比20 80(改性聚酯PTT)的比例进入并 列型复合纺丝组件，在275°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速度3500m/min，得到改性聚酯 复合纤维POY丝，将该纤维加弹机上以1500m/min的速度牵伸1. 6倍，预热箱温度为115°C， D/Y为1. 4，卷绕速度1430m/min，得到改性聚酯复合加弹丝纤维，该纤维断裂强度4. 6cN/ dtex，断裂伸长35% ；将所得纤维在浴比为1 20的蓝色酸性染料中，85°C常压下染色60 分钟，水洗后烘干，检测得到该改性聚酯复合纤维的上染率可达到87%。染色均勻，无色差。实施例7本实施例采用的改性聚酯的结构为 将改性聚酯原料在250°C下熔融，将第二组分的PA6树脂真空干燥后在265°C下熔 融，两种组分分别进入各自计量泵计量后按重量百分比10 90(改性聚酯PA66)的比例 进入皮芯型复合纺丝组件，在265°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速度1500m/min，得到皮 芯型改性聚酯复合纤维初生丝，其中改性聚酯组分为皮层，然后在80°C进行一级牵伸，牵伸 倍数4. 8倍，100°C进行二级牵伸，牵伸倍数1. 3倍，之后将纤维进行卷曲，然后在120°C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51mm的棉型改性聚酯复合短纤维。该纤维断裂强度4. 2cN/dtex,断裂伸长35%，卷曲数16个 /25cm;将所得纤维在浴比为1 20的蓝色酸性染料中，90°C常压下染色35分钟，水洗后烘 干，检测得到该棉型改性聚酯复合纤维的上染率可达到85%。染色均勻，无色差。实施例8本实施例采用的改性聚酯的结构为 将改性聚酯原料在275°C下熔融，将第二组分的PPS树脂真空干燥后在310°C下熔 融，两种组分分别进入各自计量泵计量后按重量百分比60 40(改性聚酯PPS)的比例 进入偏心皮芯型复合纺丝组件，在310°C下复合后从喷丝板喷出，卷绕速度600m/min，得到 偏心皮芯型改性聚酯复合纤维初生丝，其中改性聚酯组分为皮层，将该初生纤维75°C进行 一级牵伸，牵伸倍数3倍，120°C进行二级牵伸，牵伸倍数1. 4倍，160°C进行热定型后得到改 性聚酯复合纤维长丝，该纤维断裂强度3. 75cN/dtex,断裂伸长25% ；将所得纤维在浴比为 1 20的红色酸性染料中，93°C常压下染色90分钟，水洗后烘干，检测得到该改性聚酯复合 纤维的上染率可达到83%。染色均勻，无色差。
权利要求
一种改性聚酯复合纤维，该复合纤维是由改性聚酯与热塑性树脂复合而成，其中改性聚酯占复合纤维总重量的10％ 90％，热塑性树脂占复合纤维总重量的10％ 90％，所述的改性聚酯结构中含有如下结构单元其中1＜m1＜160；1＜m2＜70；0≤m3＜20；0≤m4＜20；优选，10＜m1＜100，10＜m2＜30，0≤m3＜10，0≤m4＜10。FDA0000024693300000011.tif
2.根据权利要求1所述的复合纤维，其特征在于，10< Iii1 < 100，10 < m2 < 30,0^ m3<5，0≤m4 < 5，且m3和m4不同时为0。
3.根据权利要求1或2所述的复合纤维，其特征在于，所述的热塑性树脂包括聚对苯 二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、尼龙6、尼龙66、聚丙烯、聚乙烯、聚苯硫醚、聚萘 二甲酸乙二醇，其中优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或尼龙6。
4.根据权利要求1或2所述的复合纤维，其特征在于，所述的改性聚酯复合纤维的截面 形状为皮芯型、偏心皮芯型、并列型或菊瓣型。
5.根据权利要求1-4任一项所述的复合纤维，其特征在于，所述的改性聚酯复合纤维 制成长丝、短丝、复合FDY纤维、POY纤维或加弹丝；其中所述的长丝的纤度为0. 5 6dtex，断裂强度为1. 5 5. 5cN/dtex,断裂伸长率为 5 130%，模量为 20 100cN/dtex ；所述的加弹丝的纤度为1. 2 5. Odtex,断裂强度为1. 8 3. 5cN/dtex,断裂伸长率为 15 45% ；所述的短丝包括棉型短纤维和毛型短纤维，其中棉型短纤维的纤度为1 3. 5dtex、切 断长度为30 70mm、断裂强度为1. 5 5. 7cN/dtex、断裂伸长为15 80%、模量为20 80cN/dtex、卷曲数为10 20个/25mm，毛型短纤维的纤度为2. 0 5. 5dtex、切断长度为 60 90mm、断裂强度为1. 5 5. 7cN/dtex、断裂伸长为15 80%、模量为20 80cN/dtex、 卷曲数为10 20个/25mm。
6.一种权利要求1-5所述的改性聚酯复合纤维的制备方法，包括如下步骤(1)将改性聚酯和热塑性树脂分别进入各自独立的螺杆挤出机，在温度为150 320°C(2)两种熔体进入复合纺丝组件，在复合纺丝组件中在温度为200 320°C的条件下复 合后经喷丝板喷出，再经过后续的处理得到改性聚酯复合纤维。
7.根据权利要求6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 200 1800m/min的收取速度得到改性聚酯复合纤维长丝初生丝或短纤维初生丝。
8.根据权利要求6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 2000 4000m/min的收取速度得到改性聚酯复合POY纤维。
9.根据权利要求6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，从第二热盘出来的纤维束进入卷绕机进行卷装，卷绕速度3100 5200m/min，卷 绕后得到改性聚酯复合FDY纤维，其中第一热盘的温度为75 100°C、速度为800 2000m/ min，第二热盘的温度为120 180°C，速度为3200 5200m/min。
10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述的复合纤维长丝初生丝在 20 IOCTC下进行牵伸，牵伸倍数1. 1 6. 5倍，然后在80 20(TC下进行热定型后，卷取 得到改性聚酯复合纤维长丝；所述的复合POY纤维在加弹机上以300 1200m/min的速度 牵伸1. 3 3倍，预热箱温度为120 220°C，D/Y为1. 4 2. 6，定型箱温度140 200°C， 卷绕速度800 2200m/min，得到改性聚酯复合加弹丝；所述的复合纤维短纤维初生丝在 20 100°C下进行牵伸，牵伸倍数11 6. 5倍，然后在温度为30 100°C下经过卷曲机进 行卷曲，之后在温度为80 20(TC下热定型后，进行切断和打包得到改性聚酯复合短纤维。
全文摘要
本发明提供了一种改性聚酯复合纤维，该复合纤维是由改性聚酯与热塑性树脂复合而成，其中改性聚酯占复合纤维总重量的10％-90％，热塑性树脂占复合纤维总重量的10％-90％，所述的改性聚酯结构中含有如下结构单元其中1＜m1＜160；1＜m2＜70；0≤m3＜20；0≤m4＜20。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。
文档编号D01D5/28GK101906678SQ201010257439
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者刘伯林, 史贤宁, 吴鹏飞, 崔华帅, 崔宁, 李 杰, 黄庆 申请人:中国纺织科学研究院