[发明专利]一种弹性聚酯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学纤维技术领域，具体是一种弹性聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

纤维材料是服装面料的基础，新型纤维材料的出现将会带来多种新型服装面料的问世，更会对推动时装业的发展起到积极作用。这就需要设计和开发新纤维、新面料，不断地为制造新时装提供新材料。

氨纶是一种含聚氨基甲酸酯大于85％的具有线形链段结构的高分子化合物制成的弹性纤维。由于其具有比重轻、断裂强度高、断裂伸长率高、弹性回复好等优点，被广泛的应用。但氨纶不耐高温，在加有氨纶的涤纶布种中如果需经后染，高达130℃的染整条件会严重破坏氨纶的弹力，造成织物的弹性不足；在针织布的先染过程中的瓶颈在于过高的定型温度不仅破坏了色纱的色牢度，且织物易泛黄影响手感。

三维卷曲纤维又称螺旋状卷曲纤维，是一种新型弹性纤维，它具有优良的蓬松性和垫弹性。英国的M.J.Denton1982年对复合纤维的卷曲过程进行了理论研究。近年来Dupont公司发表了关于Lycra T-400新型弹性纤维的报导，引起了世界化纤-纺织界的广泛关注，但是并未见到相关纤维组成及制造工艺的详细说明。针对上述问题，新型复合弹性纤维应运而生，它不仅具有良好的弹性，还具有良好的耐高温性，使用过程无特殊要求，可满足各种不同布种对纤维的要求。本发明的目的是解决上述开发瓶颈。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种新型弹性纤维及其制造方法，以弥补氨纶性能上的不足及其应用范围的限制。

本发明的并列型复合弹性纤维，采用复合纺丝方法，用两台螺杆挤出机分别熔融两种高聚物，经复合纺丝组件挤出得到产品，其特征在于弹性纤维中的组分为具有热收缩性能差异的高聚物：高收缩聚对苯二甲酸乙二酯(HSPET，简称为A₁)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET，简称为A₂)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT，简称为A₃)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT，简称为A₄)中的两种；两种组分的重量百分比为30～70∶50，优选的重量百分比为50∶50。由于A₁、A₂、A₃、A₄均为聚酯类高聚物，具有相似的分子结构，因此具有良好的相容性；且A₁、A₂、A₃、A₄均为市售产品，原料易得。特别是其中任意两种组分的热收缩率差异大于5～35％，因而当纤维取向及受热处理时因两种组分的热收缩性能不同，会产生永久的螺旋卷曲，这种由其自身性质所决定的立体螺旋卷曲，使得该纤维具有良好的弹性伸长和弹性回复性。

本发明弹性纤维的截面形状似双仁花生果；其纤度范围为50～1000dtex，弹性纤维的断裂强度为1.6～7cN/dtex，优选为60～600dtex，断裂伸长率为15～600％，弹性回复率70～98％。

本发明并列型复合弹性纤维的制备方法，其特征在于将两种组分采用并列型复合纺丝设备，用两台螺杆挤出机分别熔融，将高聚物熔体经计量泵计量后输送到复合纺丝组件挤出，熔体细流经冷却、上油、拉伸、热定型，得产品。

本发明采用的复合纺丝方法，选自低速纺丝-拉伸法(UDY-DT)、高速纺丝-拉伸法(POY-DT)或纺-牵一步法(FDY)中的任何一种，其制备工艺路线、采用设备均不同于T-400。本发明采用两种具有不同热收缩性能的高聚物为原料，应用复合纺丝技术，设计制造并列型复合纤维；在适宜的原料组成、纺丝、拉伸及热定型工艺条件下，无需进行加弹变形便可得到具有三维立体结构的永久卷曲型纤维，从而赋予它优良弹性。它是一种不同于氨纶的新型弹性纤维，将该纤维拉长20％时的弹性回复率达到90％以上。该纤维与氨纶均属弹性纤维，但弹性产生的机理不同，弹性不如氨纶好，但模量较低，更适用于做服装“三口”、具有一定弹性的机织和针织织物，耐日晒牢度、耐氯性比氨纶优异，使用时无需包覆，可高温高压染色，与氨纶在不同性能和用途上互补。

本发明方法的纺丝速度为400～5000米/分，后拉伸倍数为1.1～10倍，定型温度为50～200℃，定型时间为1分～36小时。

本方法生产的弹性纤维的外观具有永久卷曲、弹性回复好、易护理、可与聚酯兼容等特点；该弹性纤维的截面形状似双仁花生果，采用该纤维的织物可高温高压染色，并具有手感柔软、滑爽、布面平整、不易泛黄等独特效果。