一種分割型復合纖維及其制得的超細纖維織物的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種分割型復合纖維，該纖維由作為第一組分的脂肪族聚酰胺和作為第二組分的改性共聚酯構成，第二組分是以2-甲基-1，3丙二醇和聚乙二醇為第三和第四共聚單體的改性共聚酯；在復合纖維的單纖維橫截面上第二組分以連續相分布并對第一組分進行分割，第一組分在復合纖維橫截面上以非連續相分布。本發明采用復合紡絲法得到脂肪族聚酰胺和改性共聚酯的分割型復合纖維，該復合纖維進一步形成織物，織物經堿溶液減量處理后兩組分能充分剝離從而形成超細纖維織物，該超細纖維織物可以在常壓條件下進行染色，并具有吸水速干性能、柔軟的手感以及較高的撕裂強力，在服裝領域得到廣泛應用。
【專利說明】一種分割型復合纖維及其制得的超細纖維織物【技術領域】
[0001]本發明涉及一種分割型復合纖維及由其制得的超細纖維織物，特別涉及一種滌錦復合纖維及由其制得的超細纖維織物。
【背景技術】
[0002]近年，隨著各種超細纖維的開發，高級編織物、高級人造皮革等用途的需求急速擴張。例如，由聚酰胺和聚酯組成的分割型復合纖維，經物理或化學處理后，兩組分可以分割，分割后的細旦纖維由于直徑很小，因此其彎曲剛度很小，彎曲撓度大，纖維手感特別柔軟；細旦纖維的比表面積很大，因此其織物的覆蓋性、蓬松性和保暖性有明顯提高；纖維比表面積大，與灰塵或油污接觸的次數更多，而且油污從纖維表面間縫隙滲透的機會更多，因此具有極強的清潔功能；將細旦纖維制成超高密織物，纖維間的空隙介于水滴直徑和水蒸汽微滴直徑之間，因此超細織物具有防水透汽效果。
[0003]這種由聚酰胺和聚酯構成的分割型復合纖維，通常都是采用聚酰胺連續分布，聚酯被分割的復合方式，再通過堿溶液處理后進行分割，如專利文獻1~4中的記載。但是，該復合方式的復合纖維，在堿溶液減量處理時，由于聚酯大部分暴露在表面，其經堿減量處理后，強度方面會有大幅的下降，從而影響整理的強度。與此同時，這種方式下聚酰胺與聚酯或聚烯烴組成的復合纖維，其后期的織物通常需要采用高溫高壓的條件才能充分染色，并且由于聚酰胺和聚酯采用的染料性質不同，經常會造成聚酰胺被聚酯染色用的染料進行污染，從而影響織物的品質。
[0004]另一方面，分割型復合纖維，大多采用聚酰胺和一種與其相容性差的聚合物進行復合，一般為聚酯或聚烯烴等。
[0005]正如文獻5中有所提及的采用聚酰胺與聚烯烴進行復合。然而聚烯烴或普通聚酯與聚酰胺復合的分割型纖維，其分割性一般，需要依靠較強的堿處理條件才能被分割。
[0006]專利文獻1:日本特開平8-81832
專利文獻2:日本特許第4027537號
專利文獻3:日本特開平7-189037
專利文獻 4:CN200810249642.X
專利文獻 5:CN200880012368.2

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提供一種易于分割的聚酰胺和改性共聚酯的分割型復合纖維，及手感柔軟、吸水速干、撕裂強力高、光澤優異的超細纖細旦織物。
[0008]本發明的技術方案是:由作為第一組分的脂肪族聚酰胺和作為第二組分的改性共聚酯構成分割型復合纖維，第一組分與第二組分的重量百分比為80%: 20%~20%: 80% ;第二組分是以2-甲基-1，3丙二醇和聚乙二醇為第三和第四共聚單體的改性共聚酯；在復合纖維的單纖維橫截面上第二組分以連續相分布并對第一組分進行分割；第一組分在復合纖維橫截面上以非連續相分布，并滿足下式，
2 ^ N ^ 16 ( I )
60% ≤ A ≤ 95% (II )
式中，N表示在復合纖維單纖維橫截面上第一組分不連續分布的個數，A表示在復合纖維橫截面周長上第一組分所占的長度占整個橫截面周長的比例。
[0009]其中，第一組分脂肪族聚酰胺的不連續分布個數N為2 < N <16，優選2< N≤8，最優選為2≤N≤6。在吐出量及復合比一定的條件下，N數值越高，則成纖聚合物當量纖度越低，即分割后的單絲纖度越低。當N=2時(分割型復合纖維為二分割絲)，成纖聚合物當量纖度最高，分割后的單絲纖度也會相應較大；當N=16時(分割型復合纖維為16分割絲)，成纖聚合物當量纖度最低，即分割后的單絲纖度也會相應較小。在N不變的情況下，比如說N=2時，若要獲得分割后單絲纖度較細的效果，就要使用降低成纖聚合物的當量纖度的方法，即降低兩種聚合物的吐出量，但是這樣會導致斷頭數的增加，造成紡絲狀況變差。因此為了獲得在保證紡絲穩定性的同時分割后單絲纖度較細的效果，可以通過提高第一組分在復合纖維橫截面上不連續分布的個數，也就是提高N的數值來達到。但是隨著N的數值的增大，噴絲板制作難度相應增大。當N > 16時，噴絲板制作困難、成本急劇上升，且在后期處理時開纖性能也會明顯下降。因此優選N控制在2~8之間，最優選N控制在2~6之間。可以保證良好的紡絲穩定性，也能獲得較好的開纖效果，獲得柔軟手感的織物。
[0010]A值可以隨復合比的變化而變化，N值固定，兩組分總吐出量固定，調高第一組分脂肪族聚酰胺與第二組分改性共聚酯的復合比(即重量百分比)，則A值升高。A值過高會導致該分割型纖維在后加工堿減量過程難以進行開纖，A值過低則共聚酯單絲纖度提高，從而使分割后的纖維整體的柔軟性降低。A值在60%≤A <95%范圍，效果最佳。
[0011]第一組分脂肪族聚酰胺與第二組分改性共聚酯的重量百分比為80%:20%~20%: 80%,優選80%: 20%~40%: 60%，最優選80%: 20%~60%: 40%。當連續分布的第二組分改性共聚酯的重量百分比超過80%時，其最終開纖后的第二組分的單絲纖度則會超過ldtex。反之，當被分割不連續分布的第一組分脂肪族聚酰胺的重量百分比超過80%，則開纖后的第一組分的單絲纖度會提高，影響整體柔軟性。綜合考慮開纖后兩者的單絲纖度，本發明最優選第一組分脂肪族聚酰胺與第二組分改性共聚酯的重量百分比為最優選80%:20%~60%:40%o
[0012]作為第一組分的脂肪族聚酰胺，可以列舉公知的纖維形成性聚酰胺，具體可以為尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010等，只要能夠形成纖維，對該脂肪族聚酰胺的分子量沒有特別限定。其中尼龍6在纖維方面的應用最為廣泛，在成本上有利，在本發明中被優選使用。
[0013]作為第二組分的改性共聚酯主要由芳香族二元酸單體和二元醇單體共聚而成，在改性共聚酯中，相對于芳香族二元酸結構單元100摩爾份，乙二醇結構單元的含有量為85~98摩爾份，2 —甲基一 1，3 一丙二醇結構單元的含有量為2~15摩爾份；所述改性共聚酯中還含有相對于改性共聚酯總重量為I~8重量％的聚醚二醇結構單元、20ppm~IOOppm的Co元素、IOppm~80ppm的P元素和2~200ppm的Si元素。
[0014]所述改性共聚酯中，相對于二元酸結構單元100摩爾份，共聚成分2 —甲基一 1，
3一丙二醇結構單元的含有量為2~15摩爾份，若該含有量過多，則共聚酯的耐熱性變差，含量過少，則達不到所要求的良好的常溫常壓染色性。從染色性能和纖維物性的良好平衡的角度考慮，2 —甲基一 1，3 一丙二醇結構單元的含有量更優選為4~10摩爾份。
[0015]所述改性共聚酯中，第四單體聚乙二醇的分子量優選為400~10000，最優選為2000。
[0016]所述改性共聚酯中，Co元素含量為20ppm~100ppm、P元素含量為lOppm~80ppm、Si元素含量為2~200ppm時，可獲得優異的改性共聚酯物性和良好的生產性，特別是能夠很好地解決改性共聚酯的色調問題。即，若Co、P、Si元素含量在上述范圍之外，則改性共聚酯的色調容易發黃(b值偏高)，容易發暗(白度L值偏低)，從而導致由該改性共聚酯制得的纖維色調發黃。
[0017]改性共聚酯因為添加了第三單體和第四單體，因而具有良好的常壓染色性能，在100攝氏度以下的溫度下即可進行染色。
[0018]將分割型復合纖維形成織物，織物經過堿溶液減量處理后兩組分充分剝離從而形成超細纖維織物，超細纖維織物中的復合纖維被分割形成聚酰胺纖維和改性共聚酯纖維，兩種纖維混合在一起，且兩種纖維的橫截面形狀各不相同。優選第一組分的聚酰胺纖維的橫截面形狀為扁平形狀或三角形狀。斷面形狀為異型斷面的各纖維的單絲纖度為ldtex以下，優選單絲纖度為0.1~1.0dtex。纖度過大，則不能體現纖維的細旦絲效果，而纖度過低，則對紡絲條件要求偏高，不適合大規模生產。
[0019]本發明采用的復合噴絲板可以為二割纖及多割纖，割纖數的多少視噴絲板制作成本及單絲纖度要求而變化。
[0020]本發明纖維的制造方法，具體為將第一組分和第二組分都干燥至水分lOOppm以下，分別送入A和B螺桿熔融，通過計量泵，經復合噴絲板擠出成型，在紡絲溫度為250~320°C,速度為3500~6000m/min的條件下卷取成絲,經過復合噴絲板制得的分割型復合纖維中，第一組分在單絲橫截面上體現為非連續分布，第二組分在單纖維橫截面上體現為連續分布，并滿足下式，
2 ≤ N ≤ 16 ( I )
60% ≤ A ≤ 95% (II)
式中，N表示單纖維共橫截面上第一組分不連續分布的個數，A表示在橫截面周長上第一組分所占的長度占整個橫截面周長的比例。
[0021]在紡絲速度為3500~6000m/min的條件下，用一步法紡制預取向絲，設定一熱棍溫度為70~100°C，二熱輥溫度為110~180°C，兩熱輥間延伸倍率為1.20~3.00，具體設定數值需根據所要求的割纖絲的物性來決定。然后再進行假捻加工，假捻加工絲的加工速度為300~700m/min、加工溫度為110~200°C、延伸倍率為1.20~3.00，制得假捻變形絲。
[0022]本發明的優點是:纖維原絲采用復合紡絲，后加工處理后得到細旦纖維的技術，消除了直接紡細旦纖維造成的成纖困難、斷絲率高的缺點，同時對于噴絲板的制作及側吹風的要求較低，適合現有紡絲機進行大規模紡絲而不需要對其進行改造。
[0023]另外，本發明采用的是改性共聚酯連續分布，聚酰胺被分割的復合方式，該復合纖維在進行堿減量處理時，纖維表面絕大多數為聚酰胺，因為聚酰胺的耐堿性遠比聚酯優良，在堿減量處理過程中不會出現明顯的強度下降，而另一方面，由于改性共聚酯只有少數暴露于纖維表面，在堿減量處理時，可以極大地降低其受堿溶液減量的影響。相比于現有技術的普通聚酯暴露在纖維表面的分割型纖維，要取得同等的減量處理開纖效果時，本發明的減量率數值低，纖維及織物的撕裂強力高。[0024]特別的是，本發明采用了一種與聚酰胺的收縮性能差異較大的改性共聚酯作為復合成分，在堿減量熱處理時，其熱收縮差可以使得纖維產生良好的開纖效果。該改性共聚酯單成分制得的延伸絲的沸水收縮率是聚酰胺單成分延伸絲的1.5^2倍。
[0025]本發明的復合纖維加工成織物后，再進行堿減量處理，減量過程易于進行，其減量后纖維兩組分在截面上開纖性好，并且由于第二組分共聚酯在復合纖維截面上為連續分布，開纖后得到的第二組分的改性共聚酯纖維即為多葉型異形單纖維，且該單纖維的纖度為1.0dtex以下。經堿減量處理后的織物，其吸水性可以達到棉纖維同等以上的水平，同時織物手感非常柔軟。
[0026]本發明中的分割型復合纖維的兩組分為，聚酰胺和改性共聚酯，織物經開纖后形成聚酰胺纖維和改性共聚酯纖維，因為不需要高溫高壓就可以使得改性共聚酯部分上色，所以對聚酰胺造成的染色污染小，織物具有良好的染色性能。
[0027]本發明中的相關物性值是采用下述方法來測定。
[0028](I)沸水收縮率
采用JIS L1013-8.18.1:2011標準中的A法測定。
[0029](2)柔軟性(B值)
將測試布樣裁剪成20cmX20cm大小，在“TATO TEKKO C0.，LTD”生產的KAWABATASEVALUATION SYSTEM-2設備上進行測定，其測得的彎曲剛度B值表征為布樣的柔軟性。B值越小，其柔軟性越好。
[0030](3)開纖率
從制得的織物中抽取該分割型纖維，拍取斷面照片。其中被分割并且剝離的的聚酰胺聚合物個數，與聚酰胺完全被剝離的個數的比值即為開纖率。例如，36孔的3分割型纖維，如果測得其中被分割剝離的聚酰胺個數為100個，而聚酰胺完全被剝離的話，則其個數應該為36X3=108個，計算得:
開纖率(％)= (100/108) XlOO = 92.6
(4)織物的撕裂強力
采用JIS L1096-8.17:2011標準中的D法(擺錘式測試法)測定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發明三割纖復合纖維截面圖。
[0032]圖2是本發明三割纖復合纖維織物經堿減量處理后的超細纖維截面圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明，但以下實施例不應看作是對本發明的限制。
[0034]實施例1
將干燥后水分小于IOOppm的第一組分聚酰胺切片(簡稱尼龍6)和第二組分改性共聚酯切片通過螺桿擠出機，使之熔融狀態，流入計量泵，準確計量后壓入組件中吐出成絲。改性共聚酯切片和尼龍6切片分別在270°C和255°C條件下熔融，經特殊設計的36孔三分割噴絲板吐出成絲。其尼龍6與改性共聚酯的復合比為60:40，卷取速度為4000m/min，第一熱輥溫度為70°C，第二熱輥溫度為160°C，第一熱輥與第二熱輥之間的倍率為1.5，所紡原絲的纖度為56.0 dtex,在原絲橫截面上改性共聚酯表現為連續分布，尼龍6表現為被分割的3片不連續分布狀態。
[0035]改性共聚酯的第三共聚單體為2-甲基-1，3丙二醇(ΜΡ0)，第四共聚單體為聚乙二醇(PEG)，且聚乙二醇分子量為4000。改性共聚酯中，相對于芳香族二元酸結構單元100摩爾份，2-甲基-1，3丙二醇結構單元的含有量為10摩爾份；相對于改性共聚酯總重量，聚乙
二醇結構單元為6重量％。
[0036]對原絲進行假捻加工，熱箱溫度150°C，卷取速度500m/min，拉伸倍率1.1。
[0037]在90°C，濃度為2%的NaOH溶液中對由上述分割型纖維織成的織物(經緯紗均為該分割型纖維)進行減量，減量lOmin后，取出清洗并干燥后，再經兩步法染色后得到制品。其中，第一步95°C常壓分散染料染色后，其改性共聚酯部分完全上色，并且聚酰胺部分沒有明顯的被污染上色。
[0038]制品的相關特性測定結果如下，織物的減量率為5.3% ;纖維的開纖率為95%，開纖后聚氨酯成分呈扁平狀，減量后的織物的柔軟度B值為0.0115cm2/cm，撕裂強力為19.3N，織物的染色性能好，具體數值見表1。
[0039]實施例2
除尼龍6與改性共聚酯的復合比調整為80:20外，其他條件與實施例1相同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表1。
[0040]實施例3
除尼龍6與改性共聚酯的復合比調整為40:60外，其他條件與實施例1相同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表1。
[0041]實施例4
除尼龍6與改性共聚酯的復合比調整為20:80外，其他條件與實施例1相同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表1。
[0042]實施例5
除采用的口金為36孔8分割型噴絲板外，其他條件與實施例1相同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表1。
[0043]實施例6
除采用的口金為36孔16分割型噴絲板外，其他條件與實施例1相同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表2。
[0044]比較例1
除尼龍6與改性共聚酯的復合比變更為90:10外，其他條件與實施例1相同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表2。
[0045]比較例2
除聚酯變更為普通聚對苯二甲酸乙二醇酯外，其他條件與實施例1同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表2。[0046]比較例3
除第一組分變更為普通聚對苯二甲酸乙二醇酯，第二組分變更為聚酰胺外，其他條件與實施例1同。由該纖維制得的織物減量后的結果及染色效果具體數據見表2。
表1
【權利要求】
1.一種分割型復合纖維，其特征在于:該復合纖維由作為第一組分的脂肪族聚酰胺和作為第二組分的改性共聚酯構成，第一組分與第二組分的重量百分比為80%:20%~20%:80%;第二組分是以2-甲基_1，3丙二醇和聚乙二醇為第三和第四共聚單體的改性共聚酷；在復合纖維的單纖維橫截面上第二組分以連續相分布并對第一組分進行分割；第一組分在復合纖維橫截面上以非連續相分布，并滿足下式，2 ^ N ^ 16 ( I )60% ≤ A ≤95% (II)式中，N表示在復合纖維單纖維橫截面上第一組分不連續分布的個數，A表示在復合纖維橫截面周長上第一組分所占的長度占整個橫截面周長的比例。
2.根據權利要求1所述的分割型復合纖維，其特征在于:所述第二組分改性共聚酯中，相對于芳香族二元酸結構單元100摩爾份，乙二醇結構單元的含有量為85~98摩爾份，2-甲基-1，3丙二醇結構單元的含有量為2~15摩爾份；第二組分改性共聚酯中還含有相對于改性共聚酯總重量為1~8重量％的聚乙二醇結構單元、20ppm~lOOppm的Co元素、lOppm~80ppm的P元素和2~200ppm的Si元素。
3.根據權利要求1或2所述的分割型復合纖維，其特征在于:所述第二組分改性共聚酯中第四單體聚乙二醇的分子量為400~10000。
4.根據權利要求1或2所述分割型復合纖維，其特征在于:第一組分脂肪族聚酰胺與第二組分改性共聚酯的重量百分比為80%: 20%~60%:40%。
5.根據權利要求1或2所述分割型復合纖維，其特征在于:所述N滿足下式:2<N<8。
6.一種超細纖維織物，其特征在于:該織物是由權利要求1所述的分割型復合纖維形成的、且經過堿溶液減量處理使得兩組分充分剝離后得到的超細纖維織物，超細纖維織物中存在聚酰胺纖維和改性共聚酯纖維，其單絲纖度為ldtex以下，且斷面形狀為異型斷面。
7.根據權利要求6所述的超細纖維織物，其特征在于:所述織物中的聚酰胺纖維的斷面形狀為扁平形狀或三角形狀。
【文檔編號】D01F8/12GK103668551SQ201210335998
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】曹海兵, 藤森稔 申請人:東麗纖維研究所（中國）有限公司