[发明专利]一种弹性纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酯纤维领域，具体涉及一种弹性纤维及其制备方法。

背景技术

随着杜邦公司推出了大规模(Lycra)莱卡产品的生产，弹性纤维引起了广泛的关注。国内称其为氨纶，聚氨酯弹性纤维的伸长率很大，强力，耐老化等性能均优于橡胶丝，得到人们的青睐。但由于聚氨酯的弹性纤维生产设备及工艺复杂，原料及加工成本高，污染严重等问题限制了它的应用。

为了进一步满足市场要求，而且从降低成本和加工方便等方面考虑，聚酯类弹性纤维获得了巨大发展空间，双组份复合弹性纤维具有较低的模量，纤维及其制品的拉伸性和压缩性极好，手感柔软，卷曲性好等。近几年，市场上出现了不少弹性纤维，但都是采用两步法低速度生产，即将前道生产POY经过加捻获得弹性纤维DTY，或者采用价格昂贵的具有弹性的母粒制备弹性纤维，得到的弹性纤维弹性范围单一，应用前景不高。

并列型复合纤维采用两种收缩性能不同的聚合物材料制造出并列结构的纤维，这是一类由结构或性能不同的两种聚合体，通过双组分复合纺丝制成的卷曲弹性纤维。两种不同特性的高聚物，按一定比例通过并列复合纺丝形成双组分复合丝。由于纤维内平行排列的两组分具有不同的收缩性和初始模量。复合纤维纺丝牵伸时，两组分产生相同的伸长，但受热后则由于两组分收缩应力不同而产生异收缩效应，并且两组分是粘贴在一起的。因此，收缩时相互有协调牵制作用，收缩快的组分对收缩慢的组分产生收缩压力；反之，收缩快的组分受到收缩慢的组分产生的反向拉伸力。当这两种作用力随着收缩变形到一定程度后达到平衡，收缩力和拉伸力组成一对力偶，在此力偶作用下，整根纤维自发地产生扭转，形成螺旋卷曲的纤维。这种卷曲状的纤维像弹簧一样，具有不同程度的伸缩性和弹性，因此获得螺旋卷曲的关键是是两组份具有潜在的收缩应力差，这种双组分卷曲弹性纤维和天然羊毛的卷曲弹性非常相似，赋予纤维良好的弹性。

但是在纺丝过程中，两组份高聚物常常由于粘度不同，在纺丝过程中可能在喷丝板处产生“弯角”问题而无法顺利纺丝，或者相容性差导致两组份开裂。现在市面上多数并列复合纤维的两组份截面形状都是对称分布的，还未见有不对称结构的并列复合纤维的出现。

例如专利200910096552.6异形复合纤维，专利98111067.3提到了一种并列双组份复合多孔中空立体卷曲纤维，专利CN1368564A生产三异混纤涤纶长丝的制备方法，以及专利号CN101634051A熔体直纺超细旦涤纶FDY丝及其制备工艺，以及专利CN101139741等。

随着生产技术的不断发展，在满足人们对于弹性服装要求的同时，如何降低生产陈本，提高生产效率，以及增加纤维的多样性从而实现各种各样的功能纤维成为了最关键的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种弹性纤维及其制备方法，相比于现有的弹性纤维，本发明通过FDY工艺一步法得到并列复合纤维，纤维横截面由两个相同的圆形外接相连组成，得到了一种横截面形状为“8”字型的并列复合纤维。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种弹性纤维，所述弹性纤维为双组份并列复合弹性纤维，在纤维的横截面中，并列的两组份的形状均为圆形，所述两个圆形通过外接相连，所述外接相连的连接位置为两个圆形的中点，所述弹性纤维的横截面为“8”字形。

进一步地，所述并列的两组份分别由PTT切片和PET切片纺丝制得，所述PTT切片和PET切片的特性粘度分别为0.6-0.7dl/g和0.75-0.85dl/g。

进一步地，所述并列的两组份分别由ECDP切片和PET切片纺丝制得，所述ECDP切片和PET切片的特性粘度分别为0.45-0.55dl/g和0.6-0.7dl/g。

进一步地，所述并列的两组份分别由低粘度PET切片和高粘度PET切片纺丝制得，所述低粘度PET切片和高粘度PET切片的特性粘度分别为0.6-0.7dl/g和0.8-0.9dl/g。

进一步地，两组份横截面形状的两个圆形可替换为两个椭圆形。

一种弹性纤维的制备方法：首先将两种聚酯切片分别在100℃-150℃下真空干燥2-15h；然后将干燥后的两种切片分别送入双螺杆挤出机内熔融挤压，两个组份的熔体分别用两套计量泵，经熔体管道进入复合纺丝组件由喷丝板喷出，吹风冷却后经牵伸、热处理和卷绕，最终得到并列复合纤维；其中，