专利名称：一种双组分皮芯型复合高弹纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纤维纺丝领域，具体涉及一种复合高弹纤维及其制备方法。
背景技术：
复合纤维是指由两种聚合物、两种以上聚合物或具有不同性质的同一聚合物经复 合纺丝法制成的化学纤维，在纤维的截面上含有两种或两种以上不相混合的组分。按照结 构划分，常见的复合纤维有并列型、皮芯型、海岛型、裂片型等。双组分皮芯型复合高弹纤维是指通过复合纺丝工艺以聚酰胺为外皮部分，聚酯为 内芯部分复合制得初生纤维，并经过牵伸假捻变形后得到具有弹性的双组分复合纤维。其 强度高、密度小、弹性好。在现有技术中，制备双组分皮芯型复合纤维时，使用的聚酯组分主要为聚对苯二 甲酸乙二醇酯，聚酰胺组分主要为聚己内酰胺，这两种组分制备的皮芯型复合纤维，多用于 制造织带、经编、针织、机制物的。由于聚对苯二甲酸乙二醇酯分子链规整，化学性能稳定， 与大多数的染料在普通条件下结合力很弱，导致使用聚对苯二甲酸乙二醇酯为皮的皮芯型 复合纤维需要高温高压等苛刻的条件才能染色，固色力低，色彩饱和度低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种双组分皮芯型复合高弹纤维，染色容易， 固色力强，色彩饱和度高。一种双组分皮芯型复合高弹纤维，所述双组分分别为聚酯组分和聚酰胺组分；所 述聚酰胺组分形成外皮部分，所述聚酯组分形成内芯部分；所述外皮部分包覆于所述内芯 部分周围；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸 丁二醇酯中的一种或几种。优选的，所述聚酰胺组分和聚酯组分按重量比为20 50 50 80。优选的，所述聚酰胺组分选自聚己内酰胺、聚己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺、聚
己二酰戊二胺、聚己二酰庚二胺、聚己二酰辛二胺、聚己二酰壬二胺、聚己二酰癸二胺中的 一种或几种。本发明还提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维的制备方法，包括将所述聚酯 组分在第一螺杆挤出机内熔融；将所述聚酰胺组分在第二螺杆挤出机内熔融；将所述第一螺杆挤出机的熔融产物和所述第二螺杆挤出机的熔融产物通过喷丝 板挤出成型得到初生纤维；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种；所述聚酰胺组分形成所述初生纤维的外皮部 分，所述聚酯组分形成所述初生纤维的内芯部分；将所述初生纤维依次进行冷却、上油、牵伸、卷绕，得到双组分皮芯型预取向纤 维；
将所述预取向纤维进行假捻处理得到双组分皮芯型复合高弹纤维。优选的，在熔融之前还包括，将所述聚酯组分和所述聚酰胺组分结晶干燥的步骤。优选的，所述第一螺杆挤出机的熔融温度为270°C 280°C。优选的，所述第二螺杆挤出机的熔融温度为260°C 280°C。优选的，所述上油后纤维的含油量为0. 5wt% 1. 5wt%。优选的，所述牵伸倍数为1. 0 3. 0。优选的，所述假捻变形的牵伸倍数为1. 5 2. 0。本发明提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维，所述双组分分别为聚酯组分和聚 酰胺组分；所述聚酰胺组分形成外皮部分，所述聚酯组分形成内芯部分；所述外皮部分包 覆于所述内芯部分周围；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、 聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。本发明提供的双组分皮芯型复合高弹纤维使用了 阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等分子链上具有柔 性支链的聚酯，使得制备的复合纤维更疏松，染料更容易进入纤维内部，在常规的染色条件 下具有更好的染色性能。本发明还提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维的制备方法，包括将所述聚酯组 分在第一螺杆挤出机内熔融；将所述聚酰胺组分在第二螺杆挤出机内熔融；将所述第一螺 杆挤出机的熔融产物和所述第二螺杆挤出机的熔融产物通过喷丝板挤出成型得到初生纤 维；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇 酯中的一种或几种；所述聚酰胺组分形成所述初生纤维的外皮部分，所述聚酯组分形成所 述初生纤维的内芯部分；将所述初生纤维依次进行冷却、上油、牵伸、卷绕，得到双组分皮芯 型预取向纤维；将所述预取向纤维进行假捻处理得到双组分皮芯型复合高弹纤维。本发明 提供的双组分皮芯型复合高弹纤维的制备方法，实现了将阳离子常压可染聚酯、聚对苯二 甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯等分子链上具有柔性支链的聚酯与聚酰胺组分的 熔融纺丝，由于具有柔性支链的大分子更疏松，所以染料更容易进入纤维内部，使得制备的 高弹纤维染色更容易，固色力更高，色彩饱和度高。
图1为本发明提供的双组分皮芯型复合高弹纤维的电镜图。
具体实施例方式为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但 是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的 限制。阳离子高压可染聚酯(CDP)和阳离子常压可染聚酯(ECDP)为聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PET)的改性产品。CDP是在合成聚对苯二甲酸乙二醇酯时在分子链中加入了金属磺 酸盐间苯二甲酸酯类第三单体制备得到的，本发明优选的第三单体为5-磺酸钠间苯二甲 酸二甲酯(SIPM)或5-磺酸钠-1. 3-间苯二甲酸羟乙基酯(SIPE)。而E⑶P是在OTP分子 链上引入了聚乙烯醇作为支链，改善了分子链的柔性，使分子链的无规程度增加，使其制备 的复合纤维更疏松，染料更加容易进入纤维内部。
以下将对本发明的方案进行详细的描述。本发明提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维，所述双组分分别为聚酯组分和聚 酰胺组分；所述聚酰胺组分形成外皮部分，所述聚酯组分形成内芯部分；所述外皮部分包 覆于所述内芯部分周围；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、 聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。按照本发明，所述聚酯组分中的聚酯为以下聚合物中的一种或多种对苯二甲 酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、⑶P、E⑶P，所述E⑶P具体可如中国专利 CN1831028A公开的常压阳离子可染聚酯、其纤维制品及其制备中有关常压阳离子可染聚酯 的制备方法制备。上述聚酯的大分子链段上均具有较长的柔性链段，使得由上述三种聚酯 制得的纤维分子结构更为疏松，无定形性增大，更有利于染料进入纤维内部有较好的染色 性，采用上述聚酯为原料制备的双组分皮芯型复合高弹纤维织物在进行染色时，可以降低 织物的染色条件，常压下就实现染色。按照本发明，所述聚酰胺组分中的聚酰胺优选为自聚己内酰胺(PA6)或聚己二酰 己二胺(PA66)、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己二酰庚二胺、聚己二酰辛二胺、聚己 二酰壬二胺、聚己二酰癸二胺中的一种或几种。所述聚酰胺组分与所述聚酯组分按重量比 优选为20 50 50 80更优选为30 40 60 70。本发明提供的双组分皮芯型复 合高弹纤维截面图如图1所示，聚酰胺组分1形成外皮组分，聚酯组分2形成内芯部分。本发明还提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维的制备方法，包括将所述聚酯 组分在第一螺杆挤出机内熔融；将所述聚酰胺组分在第二螺杆挤出机内熔融；将所述第一螺杆挤出机的熔融产物和所述第二螺杆挤出机的熔融产物通过喷丝 板挤出成型得到初生纤维；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种；所述聚酰胺组分形成所述初生纤维的外皮部 分，所述聚酯组分形成所述初生纤维的内芯部分；将所述初生纤维依次进行冷却、上油、牵伸、卷绕，得到双组分皮芯型预取向纤 维；将所述预取向纤维进行假捻变形处理得到双组分皮芯型复合高弹纤维。按照本发明，首先提供的聚酯切片和聚酰胺切片进行干燥处理后再分别送入螺杆 挤出机进行熔融。所述聚酯切片干燥温度为130°C 150°C，优选为135°C 140°C;所述聚 酰胺的干燥温度为70°C 90°C，更优选为75°C 85°C。本发明对聚酯和聚酰胺的干燥环 境没有特殊要求。将聚酯切片干燥后，放入第一螺杆挤出机内熔融，所述第一螺杆挤出机的熔融温 度优选为270°C 280°C，更优选为275°C 280°C。将聚酰胺切片干燥后，放入第二螺杆挤 出机内熔融，第二螺杆挤出机的熔融温度优选为260°C 280°C，更优选为270°C 275°C。本发明中使用的挤出机可以为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出机螺杆的直径 为50mm 130mm，优选为60mm 120mm，长径比为20 27优选为22 25，更优选为23 24;压缩比优选为3 4。在两个螺杆挤出机内熔融后的熔体分别进入聚酯、聚酰胺纺丝箱体，经各自的纺 丝计量泵进入复合纺丝组件，在复合纺丝组件内，经同一个熔体分配板、喷丝板形成复合初生纤维，计量泵的转速优选为15rad/min 40rad/min，所述复合纺丝组件包括皮芯型纤维 喷丝板和熔体复合板，所述熔体过滤板优选2000孔/cm2 2500孔/cm2和10000孔/cm2 11000孔/cm2两层不锈钢滤网，所述喷丝板优选使用本领域技术人员熟知的导管型喷丝板、 夹缝型喷丝板，但并不限于以上两种喷丝板。复合初生纤维从喷丝板中喷出后进入侧吹风室，所述侧吹风室在纺丝箱体下部， 在侧吹风室中稳定气流的作用下，熔体细流冷却为塑化纤维。所述侧吹风室稳定气流的温 度优选为20°C 26°C，湿度优选为60% 85%更优选为70% 80%。由于初生纤维与挤 出机机体之间以及初生纤维单丝之间的摩擦产生大量静电，为了消除静电的作用，在侧吹 风冷却之后要进行上油操作，上油后，初生纤维含油量优选占纤维总重的0.5% 1.5%， 更优选为0.8% 1.2%，最优选为0.9% 1%。所述上油可以使用本领域技术人员熟知 的硅氧烷。所述上油后的纤维经本领域技术人员熟知的牵伸装置，卷绕成型，静置至少5h 以去除内应力，更优选静置10h以上，更优选静置18h以上。将所述初生纤维静置消除内应力后，经卷绕成形，卷绕机转速优选为3000m/ min 3500m/min。将卷绕后的纤维静置去除内应力，更优选静置20h以上，更优选静置 24h 720h，对于卷绕机可以使用本领域技术人员熟知的设备，本发明对此并无特别限制。 纤维去应力后导入加弹机中进行假捻变形，按照本发明假捻变形的牵伸倍数优选为1. 5 2.0，更优选为1.6 1.9，变形温度优选为140°C 190°C，更优选为160°C 180°C，假捻 变形速度优选为500m//min 1000m//min，对于加弹机可以使用本领域技术人员熟知的设 备，本发明对此并无特别限制。以下将通过具体实施例详细阐述本发明方案。下面实施例和对比例中，均使用同 一种螺杆挤出机，参数如下直径为80mm，长径比为25，压缩比为4，以下实施例中的ECDP 均是由江苏吴江赴东纺织集团有限公司提供的舜星牌ECDP切片。实施例1取35份PA6切片和65份E⑶P切片分别在干燥机中干燥，E⑶P切片的干燥温度为 135°C，PA6切片的干燥温度为80°C。将干燥后的E⑶P切片和PA6切片分别放入不同的挤 出机内进行熔融并通过导管型喷丝板喷出，得到初生纤维。所述PA6形成所述初生纤维的 外皮部分，所述ECDP形成所述初生纤维的内芯部分。然后将所述初生纤维经冷却吹风装置 进行侧吹风冷却定型，冷却温度23°C，再经喷油嘴上油，油剂为8wt%硅氧烷乳液，纤维上 油后的含油量为1%，然后将所述纤维经过总牵伸倍数为2. 5的牵伸后，进入卷绕机进行机 械卷绕成形，卷绕速率为3200m//min，放置36h以去应力得到双组分皮芯型复合高弹纤维。去除内应力后将所述高弹纤维送入加弹机，进行假捻变形操作，加弹机假捻变形 牵伸总倍数为1. 5倍，变形温度为150°C、假捻变形速率为1000m//min。使用制备的双组分皮芯型复合高弹纤维纺织成织物，将制得的织物送入染色机中 染色，染色使用的染料均购自上海伟旭化学工贸有限公司。纤维的综合性能见表1中的实 施例1，染色性能见表2中的实施例1。实施例2 实施例4实施例2 实施例4中PA6和ECDP按重量比分别为20 80,40 60,50 50，
按照实施例1的方法制备双组分皮芯型复合高弹纤维，并使用该纤维制备织物以及染色， 测定的纤维综合性能与染色性能分别如表1和表2中的实施例2 实施例4所示。
实施例5按照实施例1的方法制备双组分皮芯型复合高弹纤维，其中组成PA6外皮部分， PBT组成内芯部分，所述PA6和PBT按照重量比为40 60。所述高弹纤维的综合性能见表 1中的实施例5。使用该高弹纤维制备织物再进行染色，并进行染色检测，染色结果见表2 中的实施例5所示。实施例6按照实施例1的方法制备双组分皮芯型复合高弹纤维，其中PA6组成外皮部分， PTT组成内芯部分，所述PA6和PTT按照重量比为40 60。所述高弹纤维的综合性能见表 1中的实施例6。使用该高弹纤维制备织物再进行染色，并进行染色检测，染色结果见表2 中的实施例6所示。对比例1取35份PA6切片和65份PET切片分别在电热鼓风烘箱中干燥，PET切片的干燥温 度为135°C，PA6切片的干燥温度为80°C。将干燥后的PET切片和PA6切片分别放入不同的 挤出机内进行熔融并通过导管型喷丝板喷出，得到初生纤维。所述PET形成内芯部分，所述 PA6形成外皮部分。然后将所述初生纤维经冷却吹风装置进行侧吹风冷却定型，冷却温度 23°C，再经喷油嘴上油，油剂为8衬％硅氧烷乳液，纤维上油后的含油量为1%，然后将所述 纤维经过总牵伸倍数为2. 5的牵伸后，进入卷绕机进行机械卷绕成形，卷绕速率为3200m// min，放置36h以去应力得到双组分皮芯型复合高弹纤维。去除内应力后将所述高弹纤维送 入加弹机，进行假捻变形操作，加弹机假捻变形牵伸总倍数为1.5倍，变形温度为150°C、假 捻变形速率为1000m//min。使用制备的双组分皮芯型复合高弹纤维纺织成织物，将制得的织物送入染色机中 染色，染色使用的染料均购自上海伟旭化学工贸有限公司。纤维的综合性能见表1中的对 比例，染色性能见表2中的对比例。表1、高弹纤维综合性能对比
表2高弹纤维染色质量对比 另外本发明还对实施例1 6以及比较例1制备的高弹纤维以及织物进行了色彩 饱和度和柔软度的测试，结果如表3所示测试人员15名布料销售人员测试人员分别观察并用手接触经染色的实施例1至4和比较例1制得超细纤维织 布，通过下述评价标准进行评测织布染色饱和度评价标准饱和度等级由“★”表示，“★”的个数越多表示织布颜 色饱和度越高，色彩越鲜艳、明亮。织布柔软度评价标准柔软度等级由“ ”表示，“ ，，的个数越多表示织布越柔软 细腻。表中“★”和“ ”越多说明染色的饱和度和布料的柔软度越好。表3本发明实施例与比较例制得的织布色彩饱和度及柔软度评测结果 通过以上实施例数据可以说明，本发明提供的双组分皮芯型复合高弹纤维不仅具 有很好的手感，而且色彩饱和度和固色能力都很强，相比现有技术中的双组分皮芯型复合 高弹纤维有着明显的优势。以上对本发明提供的一种双组分皮芯型复合高弹纤维进行了详细的介绍，本文中 应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助 理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本 发明权利要求的保护范围内。
权利要求
一种双组分皮芯型复合高弹纤维，其特征在于，所述双组分分别为聚酯组分和聚酰胺组分；所述聚酰胺组分形成外皮部分，所述聚酯组分形成内芯部分；所述外皮部分包覆于所述内芯部分周围；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的高弹纤维，其特征在于，所述聚酰胺组分和聚酯组分按重量 比为20 50 50 80。
3.根据权利要求1所述的高弹纤维，其特征在于，所述聚酰胺组分选自聚己内酰胺、聚 己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己二酰庚二胺、聚己二酰辛二胺、聚己 二酰壬二胺、聚己二酰癸二胺中的一种或几种。
4.一种双组分皮芯型复合高弹纤维的制备方法，其特征在于，包括将所述聚酯组分 在第一螺杆挤出机内熔融；将所述聚酰胺组分在第二螺杆挤出机内熔融；将所述第一螺杆挤出机的熔融产物和所述第二螺杆挤出机的熔融产物通过喷丝板挤 出成型得到初生纤维；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚 对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种；所述聚酰胺组分形成所述初生纤维的外皮部分，所 述聚酯组分形成所述初生纤维的内芯部分；将所述初生纤维依次进行冷却、上油、牵伸、卷绕，得到双组分皮芯型预取向纤维；将所述预取向纤维进行假捻处理得到双组分皮芯型复合高弹纤维。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在熔融之前还包括，将所述聚酯组分 和所述聚酰胺组分结晶干燥的步骤。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一螺杆挤出机的熔融温度为 270 280 °C。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二螺杆挤出机的熔融温度为 260 280 °C。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述上油后纤维的含油量为 0. 5wt% 1. 5wt%。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述牵伸倍数为1.0 3.0。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述假捻变形的牵伸倍数为1.5 2.0。
全文摘要
本发明提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维，所述双组分分别为聚酯组分和聚酰胺组分；所述聚酰胺组分形成外皮部分，所述聚酯组分形成内芯部分；所述外皮部分包覆于所述内芯部分周围；所述聚酯组分选自阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。本发明提供的双组分皮芯型复合高弹纤维使用了阳离子常压可染聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等分子链上具有柔性支链的聚酯，使得制备的复合纤维更疏松，染料更容易进入纤维内部，在常规的染色条件下具有更好的染色性能。本发明还提供了一种双组分皮芯型复合高弹纤维的制备方法。
文档编号D01D5/12GK101845686SQ20101019408
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者张飞跃, 徐忠, 蔡世镇 申请人:厦门泓信特种纤维有限公司