本发明涉及一种具有高收缩性能的尼龙纤维。
背景技术：
具有高沸水收缩率的纤维称为高收缩纤维。高收缩纤维在纺织产品中的用途十分广泛，它可以与常规产品混纺成纱，然后在无张力的状态下水煮或汽蒸，高收缩纤维卷曲，而常规纤维由于受高收缩纤维的约束而卷曲成圈，则纱线蓬松园润如毛纱状，形成具有良好毛绒感的纱线。这种纱线能够制作具有独特风格的织物，还可用于制人造毛皮﹑人造麂皮﹑合成革及毛毯等，具有毛感柔软﹑密致的绒毛等特点。因此，根据目前国际市场需求状况分析，高收缩纤维需求将大幅增长，高收缩纤维的应用领域将更加广泛，特别是利用高收缩纤维开发出来的新型面料，将很快不断问世。
然而，目前市面上的高收缩纤维多为高收缩聚酯或高收缩聚丙烯纤维，聚酯和聚丙烯在纤维强度、柔软性、穿着舒适性等方面与尼龙是有一定差距的。已知的高收缩尼龙纤维技术在中国比较少见。所以有必要开发一种集表面膨松毛绒感、致密感、高强度、柔软、穿着舒适性等性能于一体的高收缩尼龙纤维面料。
发明专利CN2007800526180公开了一种高收缩尼龙纤维技术，是以尼龙MXD6聚合物（间苯二甲胺与己二酸的聚合物）和尼龙6聚合物共混纺丝制成。选择尼龙MXD6和尼龙6各自的重量比为35:65~70:30，共混纺丝可以得到断裂强度4.0cN/dtex以上、沸水收缩率高、且作为织物使用时能获得高密度织物的纤维。但是该发明提供的技术是纺丝前采用两种尼龙共混，相比直接单独的切片纺丝增加了一个步骤，延长了生产周期。
日本特开平8-209444号公报中公开了一种沸水收缩率为30%以上的高强度、高收缩性的包装、捆包用途的单丝尼龙纤维。通过己内酰胺与六甲基己二酰二胺进行共聚而得到。产业用途为目的，高强度为第一要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种单独的切片进行熔融纺丝得到的高收缩尼龙纤维。
本发明的技术解决方案是：一种尼龙纤维，其沸水收缩率为20~50%，干热收缩率为3~10%；纤维的热收缩应力为0.1~0.3cN/dtex，且纤维的热收缩应力测试曲线上，热收缩应力最大时温度为150~160℃。
本发明的纤维的成纤聚合物由己内酰胺和己二酸二胺组成。所述的成纤聚合物的分子链段中含有如式1所示的结构单元A和如式2所示的结构单元B
—NH(CH2)5CO— 式1
—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO— 式2
本发明的纤维的成纤聚合物中,结构单元A的含量为97~80mol%，结构单元B的含量为3~20mol%。
本发明的纤维的单丝纤度为0.5~6.0dtex。
本发明的纤维的断裂强度为3.5~6.0 cN/dtex。
本发明的纤维的成纤聚合物的98%浓硫酸相对粘度为2.2~4.0。
本发明的纤维具有高的沸水收缩率，适合用来开发、制作紧密感、表面毛绒感素材。
具体实施方式
本发明的尼龙纤维，其沸水收缩率为20~50%，干热收缩率为3~10%；纤维的热收缩应力为0.1~0.3cN/dtex，且纤维的热收缩应力测试曲线上，热收缩应力最大时温度为150~160℃。
本发明所述高收缩尼龙纤维制造方法可以是使用含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—]和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]的聚合物切片干燥，送入熔体纺丝机熔融后，经过喷丝板吐出成丝。经过冷却、给油步骤，使用纺丝拉伸一步法卷取工艺得到高收缩尼龙纤维。
所述的喷丝板可以是圆孔喷丝板，也可以是异形孔状喷丝板。
所述的A结构单元在聚合物中的含量为97~80mol%，所述的B结构单元在聚合物中的含量为3~20mol%。如果A结构单元含量97mol%以上， B结构单元含量3mol%以下，则得到的尼龙纤维沸水收缩率15%以下，不能体现高收缩效果；如果A结构单元含量80mol%以下， B结构单元含量20mol%以上，则得到的尼龙纤维沸水收缩率12%以下，不能体现高收缩效果；如果A结构单元含量95~90mol%，B结构单元含量5~10mol%，则得到的尼龙纤维沸水收缩率45%以上，高收缩效果特别明显。所以优选A结构单元含量95~90mol%，B结构单元含量5~10mol%。
采用的纺丝拉伸一步法工艺，纺丝速度3000~5000m/min，优选3000~3500m/min。延伸温度为20~90℃，优选20~30℃。热定型温度150~170℃，优选155~165℃。延伸倍率1.2~2.0倍。
本发明的纤维的单丝纤度为0.5~6.0dtex。单丝纤度过低的话，单成分直纺会变得困难，需要对现有的设备进行改造或者进行其他的复合纺丝-后开纤工艺，虽然单丝越细、手感等效果会变好，但相应的成本会增加很多，同时本专利纤度范围的产品完全能够达到对应的衣料用途的要求。
本发明的纤维的断裂强度为3.5~6.0 cN/dtex。衣料用途为目标，纤维的强度范围以通常尼龙纤维强度为参考标准。
本发明的纤维的成纤聚合物的98%浓硫酸相对粘度为2.2~4.0。相对粘度太低，所得纤维的基本物性会变差；粘度太高时，纺丝时熔融会变得较难。
本发明制得的高收缩尼龙纤维具有沸水收缩率高、强度高、手感柔软等特性。可以获得高密度织物，有良好的紧密感、毛绒感，并且其穿着舒适性是远远优于聚酯高收缩纤维的。
本发明中聚合物相对粘度的测定：使用柴山科学机械制作所生产的自动粘度测定装置(SS-600-L1型)。通过溶剂使用95.8％浓硫酸，使聚合物以1g/dl 的浓度溶解，在25℃恒温槽中进行测定。测试5个试样，取平均值。
本发明中纤维的沸水收缩率测定：取试样长度10m，放到温度20℃、湿度65%环境中12小时，悬挂荷重0.1g/D，测试试样长度L1，再在沸水中浸渍30min，放到温度20℃、湿度65%环境中12小时，悬挂荷重0.1g/D，测试试样长度L2。然后以如下公式计算沸水收缩率，测试5个试样，取平均值。
沸水收缩率(%)=(L1-L2)/L1×100%。
本发明中纤维的干热收缩率测定：取试样长度10m，放到温度20℃、湿度65%环境中12小时，悬挂荷重0.1g/D，测试试样长度L1，再在180℃环境下放置15min，放到温度20℃、湿度65%环境中12小时，悬挂荷重0.1g/D，测试试样长度L2。然后以如下公式计算沸水收缩率，测试5个试样，取平均值。
干热收缩率(%)=(L1-L2)/L1×100%。
本发明中纤维的热收缩应力测定：采用日本INTECO公司生产的收缩应力测定设备(KE-2S型)。测定条件：①初始张力：1/30 g/D(POY・FDY)，②试样长度：100mm。读取热收缩应力测试曲线上峰值为热收缩应力，以及此最大热收缩应力所对应的温度。测试5个试样，取平均值。
本发明中纤维的断裂强度测定：采用日本INTECO公司生产的拉伸测试仪（RTC-1225A型）。测定条件：①初始张力：1/10 g/D，②试样长度：200mm。测试5个试样，取平均值。
下面结合具体的实施例，对本发明进行详细的说明。
实施例1
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 93mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]7mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为3.6）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度5.17cN/dtex，沸水收缩率46.8%，干热收缩率6.9%，热收缩应力0.22cN/dtex。热收缩应力最大时温度为153℃。
实施例2
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 80mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]20mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为3.9）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度5.75cN/dtex，沸水收缩率20.2%，干热收缩率8.4%，热收缩应力0.22cN/dtex。热收缩应力最大时温度为160℃。
实施例3
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 90mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]10mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为3.7）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度5.31cN/dtex，沸水收缩率45.3%，干热收缩率7.4%，热收缩应力0.21cN/dtex。热收缩应力最大时温度为158℃。
实施例4
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 95mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]5mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为3.2）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度5.03cN/dtex，沸水收缩率45.0%，干热收缩率6.4%，热收缩应力0.21cN/dtex。热收缩应力最大时温度为152℃。
实施例5
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 97mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]3mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为3.0）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度4.85cN/dtex，沸水收缩率20.3%，干热收缩率5.7%，热收缩应力0.22cN/dtex。热收缩应力最大时温度为150℃。
对比例 1
将聚酰胺6（H—[NH(CH2)5CO]n—OH）切片（98%浓硫酸相对粘度为2.5）干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度4.45cN/dtex，沸水收缩率8.9%，干热收缩率5.3%，热收缩应力0.20cN/dtex。热收缩应力最大时温度为150℃。
对比例 2
将聚酰胺66（H—[HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n—OH）切片（98%浓硫酸相对粘度为4.2）干燥至300~400ppm，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度7.1cN/dtex，沸水收缩率9.0%，干热收缩率6.4%，热收缩应力0.22cN/dtex。热收缩应力最大时温度为165℃。
对比例 3
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 10mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]90mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为4.0）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度6.5cN/dtex，沸水收缩率10.5%，干热收缩率8.2%，热收缩应力0.22cN/dtex。热收缩应力最大时温度为162℃。
对比例 4
将含有结构单元A[—NH(CH2)5CO—] 99mol%和结构单元B[—HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO—]1mol%的聚合物（98%浓硫酸相对粘度为2.7）切片干燥至300~400 ppm ，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度300℃，纺丝速度3000 m/min。混合切片经熔融、计量后，从喷丝板出丝，经冷却、给油，采用纺丝拉伸一步法工艺卷取。延伸温度30℃，热定型温度160℃，延伸倍率1.4倍。
上述方法得到的尼龙纤维单丝纤度1.25dtex，断裂强度4.55cN/dtex，沸水收缩率14.2%，干热收缩率5.4%，热收缩应力0.21cN/dtex。热收缩应力最大时温度为150℃。