一种聚酯共混纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚酯共混纤维，具体地，涉及一种改性聚酯共混纤维及其制备方法。所述共混纤维由改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中，所述的改性聚酯占共混纤维总量的60～95wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的5～40wt%。所述的改性聚酯共混纤维的玻璃化转变温度为50～75℃，常压下的酸性染料的上染率为85～99%，染色均匀度为4～5级，回潮率为1.2～2.8%，体积比电阻为1.0×109～5.0×1012Ω.cm。本发明的共混纤维在常温常压下对于酸性染料可染深色，纤维及织物具有柔软的手感和良好的吸湿性，克服了复合熔融纺丝法制备改性聚酯复合纤维染色均匀性差，织物容易出现色差的问题。
【专利说明】一种聚酯共混纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚酯共混纤维，具体地，涉及一种改性聚酯共混纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚酯纤维具有高强度、高模量、耐磨、耐热等优良性能，因此被广泛应用于服装、家纺、工业等领域。但是由于聚酯分子的线性状态较好，分子链上没有大的侧链和支链，而且经过纺丝过程中拉伸和定形作用，分子排列整齐，结晶度高，取向性好，分子间空隙小，染料不易渗入；大分子链上没有羟基、氨基等吸湿性基团，只有极性较小的酯基，因此聚酯纤维作为纺织材料具有染色性差、吸湿性低、易产生静电等缺点。因此，采用聚酯纤维用作服用纤维时，为了提高其服用性能有必要对其进行改性。
[0003]聚酯纤维可用分散染料在高温高压、载体存在的条件下染色，高温高压染色不能连续化工业生产，而使用苯酚、氯苯、联苯、胺类作载体又有一定的毒性，造成环境污染，染色成本也较高。通过改性可以实现分散染料常压可染和阳离子染料可染，并已实现工业化，但在使用上仍然存在一些限制。羊毛、真丝等天然蛋白质纤维，采用的是酸性染料染色，酸性染料具有价格低廉、色谱齐全、色泽鲜艳等优点。若用普通聚酯纤维与羊毛、真丝等混纺，无法进行同浴匹染。因为过高的染色温度会使羊毛、真丝等天然蛋白质纤维的强度受到严重损伤。此外，由于染料性能及结构的不同，以及纤维品质、原料组分及组织风格的差异，对成品色泽的准确性及同色性较难掌握，常规聚酯纤维与天然蛋白质纤维混纺后染色时不易获得均一的颜色而造成色花色差等现象。为了解决这一问题，使聚酯纤维在较低温度下实现用酸性染料的染色，必须对纤维进行改性，使其含有可与染料中的酸性基团结合的碱性基团。目前制备酸性可染改性聚酯纤维的方法主要有共聚法和共混法两种。共聚法是通过引入含有碱性基团的共聚组分，使共聚酯对酸性染料具有亲和性，通常引入的第三组分为含氮的二元酸，二元醇或羟基酸，或者是胺(叔胺、季胺)类化合物。这一改性方法可使聚酯酸性染料可染，共聚比例越高，上染率越高，但是聚酯的力学性能下降，可纺性变差；降低共聚比例，可纺性较好，但上染率大大降低。共混法是将含胺基的柔性链，如尼龙6、尼龙66或含叔胺的二元醇等与聚酯共混纺丝，在引入染座的同时，使聚酯结构变得疏松。这一方法虽可使染料上染率提高，达到染色改性的目的，但由于尼龙6等与聚酯为热力学不相容，共混时会与聚酯链段产生明显相分离，导致染色不匀，可纺性变差，其结果会降低涤纶的物理性能及某些优越特性，造成加工上的困难。根据目前的研究情况，如果添加剂控制适当，可以制备出酸性染料可染聚酯，但是上染率低，不能染中深色，并且成本高。
[0004]专利ZL201010257439.4中采用复合熔融纺丝法制备改性聚酯与热塑性树脂复合而成的复合纤维，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。但由于该纤维采用复合方法制备，得到的纤维为皮芯类纤维，由于改性聚酯和热塑性树脂存在分子结构上的差异，导致染料对改性聚酯和热塑性树脂的上染性能不同，最终导致复合纤维染色均匀性差，织物容易出现色差等问题。[0005] 申请人:在现有技术的基础上，为了解决现有技术的问题，采用共混熔融纺丝法制备改性聚酯和聚酰胺共混而成的共混纤维。通过共混熔融纺丝的方式实现了改性聚酯与其热力学相容的聚酰胺的均匀混合，从而使得所制备的共混纤维具有优异的染色均匀性。
【发明内容】
[0006]本发明的首要发明目的在于提出了一种具有高吸湿性、可酸性染料深染的改性聚酯共混纤维。
[0007]本发明的第二发明目的在于提出该改性聚酯共混纤维的其制备方法。
[0008]为了实现本发明的目的，采用的技术方案为:
[0009]一种改性聚酯共混纤维，改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中，所述的改性聚酯占共混纤维总量的60~95wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的5~40wt%，所述改性
聚酯含有如下结构单元:
[0010]
【权利要求】
1.一种改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述共混纤维由改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，其中，所述的改性聚酯占共混纤维总量的60~95wt%，所述的聚酰胺占共混纤维总量的5~40wt%,所述改性聚酯含有如下结构单元:
2.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，m4=0,m5=0,1 < Hi1 < 200，O ^ m2〈100,0 ^ m3〈100 ;优选 m4=0, m5=0,10 < Iii1 < 100,0 ≤ m2〈30,0 ^ m3〈30, m2 和 m3 不同时为0。
3.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，m2=0,1< Hi1 < 200，I < m3<100,0 < m4 < 20,0 < m4 < 20 ;优选 m2=0,10 < Iii1 < 100,0 < m3 < 30,0 ^ m4 < 10,0 ^ m5 < 10,更优选 m2=0,10 < Iii1 < 100,10 < m3 < 30,0 ^ m4 < 5,0 ^ m5 < 50
4.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，m3=0,1< Hi1 < 200，I < m2<100,0 < m4 < 20,0 < m4 < 20 ;优选 m3=0,10 < Iii1 < 100,0 < m2 < 30,0 ^ m4 < 10,0 ^ m5 < 10,更优选 m3=0,10 < Iii1 < 100,10 < m2 < 30,0 ^ m4 < 5,0 ^ m5 < 50
5.根据权利要求1所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述改性聚酯占共混纤维总量的70~90wt%，所述聚酰胺占共混纤维总量的10~30wt% ;其中，10 < Hi1 < 100，O≤m2<30,0 < m3 < 30,0 < m4 < 5,0 < m5 < 5, m2 和 m3 不同时为 O。
6.根据权利要求1~5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述聚酰胺选自尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010或聚己二酰间苯二甲胺中的至少一种。
7.根据权利要求1~5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述的改性聚酯共混纤维的玻璃化转变温度为50~75°C，常压下的酸性染料的上染率为85~99%，染色均匀度为4~5级，回潮率为1.2~2.8%，体积比电阻为1.0X IO9~5.0X IO12 Ω.cm。
8.根据权利要求1~5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述的改性聚酯共混纤维的截面形状为圆形、三角形、三叶形、五叶形、C形、Y形、星形、H形、十字形或中空纤维。
9.根据权利要求1~5任一权利要求所述的改性聚酯共混纤维，其特征在于，所述的改性聚酯共混纤维制成短纤维、预取向丝POY或拉伸丝FDY，其中预取向丝POY经过加弹得到加弹丝DTY ； 其中所述的拉伸丝FDY的纤度为0.5~6dtex，优选0.8~3.5dtex ;断裂强度为1.5~5cN/dtex,优选2.2~4.0cN/dtex ;断裂伸长率为5~50%，优选15~40% ;模量为20~80cN/dtex,优选 30 ~60cN/dtex ； 所述的加弹丝DTY的纤度为0.5~6dtex，优选0.8~3.5dtex ;断裂强度为1.5~5cN/dtex,优选2.2~4.0cN/dtex ;断裂伸长为5~50%，优选15~40% ;模量为20~80cN/dtex,优选 30 ~60cN/dtex ；所述的短纤维包括棉型短纤维和毛型短纤维，其中棉型短纤维的纤度为0.5~.3.5dtex,优选0.8~2.0dtex、切断长度为30~70mm ;断裂强度为1.5~5.0cN/dtex,优选2.0~4.0cN/dtex ;断裂伸长为10~80%，优选15~50% ;模量为20~80cN/dtex，优选30~60cN/dtex ;卷曲数为10~20个/25mm,毛型短纤维的纤度为3.0~6dtex,优选.3.0~4.5dtex ;切断长度为70~150mm、断裂强度为1.5~5cN/dtex,优选2.0~4.0cN/dtex ;断裂伸长为10~80%，优选15~50% ;模量为20~80cN/dtex，优选30~60cN/dtex，卷曲数为10~20个/25mm。
10.一种权利要求1所述的改性聚酯共混纤维的制备方法，包括如下步骤: (1)将由改性聚酯切片和聚酰胺切片均匀混合，然后进入螺杆挤出机，在温度为150~.320°C下熔融混合成均匀的共混物熔体；温度优选240~320°C ； (2)共混物熔体进入纺丝组件，在纺丝组件中在温度为200~320°C的条件下经喷丝板喷出，再经过后续的处理得到改性聚酯共混纤维，温度优选为220~300°C。
11.根据权利要求10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600~1800m/min、优选800~1500m/min的收取速度得到改性聚酯共混纤维未牵伸丝UDY ;或以2000~4000m/min、优选2800~3500m/min的收取速度得到改性聚酯共混纤维预取向丝POY。
12.根据权利要求10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，优选2.5~4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.3000~5000m/min、优选3500~4500m/min，卷绕后得到改性聚酯共混纤维拉伸丝FDY，其中第一热盘的温度为60~100°C、优选60~85°C，速度为800~2000m/min、优选800~.1500m/min,第二热盘的温度为120~180°C、优选125~160°C，速度为3000~5000m/min，优选 3500 ~4500m/min。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述的共混纤维预取向丝POY在加弹机上以300~1200m/min、优选500~100m/min的速度牵伸1.3~3倍、优选1.5~2.5倍，预热箱温度为120~220°C、优选130~180°C，D/Y为1.4~2.6、优选1.5~2.2，定型箱温度140~200、优选150~180°C，卷绕速度800~2200m/min、优选1000~1800m/min，得到改性聚酯共混纤维加弹丝DTY ;所述的共混纤维未牵伸丝UDY在20~100°C、优选.50~80°C下进行牵伸，牵伸倍数I~6.5倍、优选3~5倍，然后在温度为30~100°C、优选60~100°C下经过卷曲机进行卷曲，之后在温度为80~200°C、优选100~180°C下热定型后，进行切 断和打包得到改性聚酯共混短纤维。
【文档编号】D01D5/12GK103757745SQ201410026134
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】邱志成, 金剑, 李鑫, 柳毅琨 申请人:中国纺织科学研究院