一种双组分纤维及其生产方法
专利汇可以提供一种双组分纤维及其生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种双组分 纤维 及其制造方法，该纤维由在横截面上以椭圆形态进行着非连续分布的起成纤作用的第一 聚合物 和在横截面上连续分布的具有 碱 溶性的第二聚合物组成，并且满足下式，2≤N≤5(I)；60％≤A≤95％(II)；式中，N表示在横截面上第一聚合物不连续分布的个数，A表示在横截面周长上第一聚合物所占的长度占整个横截面周长的比例。本发明的特点是采用复合 喷丝板 得到 双组分纤维 。形成织物后，具有碱溶性的第二聚合物被减量处理后剩余的成纤第一聚合物纤维截面呈现近似椭圆形，其 染色 后能保持较高的得色量，且手感柔软。，下面是一种双组分纤维及其生产方法专利的具体信息内容。
1.一种双组分纤维，其特征在于：该纤维由在横截面上以椭圆形态进行着非连续分布的起成纤作用的第一聚合物和在横截面上连续分布的具有碱溶性的第二聚合物组成，并且满足下式，
2≤N≤5 (I)
60％≤A≤95％ (II)
式中，N表示在横截面上第一聚合物不连续分布的个数，A表示在横截面周长上第一聚合物所占的长度占整个横截面周长的比例。
2.根据权利要求1所述的双组分纤维，其特征在于：第一聚合物与第二聚合物的重量百分比为85％～50％∶15％～50％。
3.根据权利要求1或2所述的双组分纤维，其特征在于：所述的第一聚合物为聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、或以上聚合物的组合物。
4.根据权利要求1或2所述的双组分纤维，其特征在于：所述的第二聚合物为碱溶性聚酯，组成碱溶性聚酯的主要成分为对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、聚乙二醇。
5.根据权利要求1或2所述的双组分纤维，其特征在于：第一聚合物以长径与短径比为1.5∶1～4∶1的椭圆形态在纤维横截面上进行着非连续分布，减量处理之后的第一聚合物单丝纤度为0.1～1.5dtex。
6.一种双组分纤维的制造方法，其特征在于：将第一聚合物和第二聚合物都干燥至水分100ppm以下，分别送入A和B螺杆熔融，通过计量泵，经复合喷丝板挤出成型，在纺丝温度为250～320℃，速度为1200～5000m/min的条件下卷取成丝，经过复合喷丝板制得的双组分纤维中，第一聚合物在单丝横截面上体现为非连续分布，第二聚合物在单丝横截面上体现为连续分布，并满足下式，
2≤N≤5 (I)
60％≤A≤95％ (II)
式中，N表示在横截面上第一聚合物不连续分布的个数，A表示在横截面周长上第一聚合物所占的长度占整个横截面周长的比例。
7.根据权利要求6所述的双组分纤维的制造方法，其特征在于：在纺丝速度为1200～3500m/min的条件下卷取成预取向丝。
8.根据权利要求6所述的双组分纤维的制造方法，其特征在于：在纺丝速度为3500～5000m/min的条件下卷取成全取向丝。
9.根据权利要求7所述的双组分纤维的制造方法，其特征在于：制得的预取向丝在假捻机上进行假捻加工，加工速度为300～700m/min、加工温度为110～200℃、延伸倍率为1.20～3.00，制得加工变形丝。
10.根据权利要求7所述的双组分纤维的制造方法，其特征在于：制得的预取向丝在延伸机上进行拉伸加工，加工速度为300～700m/min、加工温度为110～200℃、延伸倍率为1.20～3.00，制得牵伸丝。
技术领域
本发明涉及一种双组分纤维及其生产方法，特别涉及一种含有可溶性聚酯的双组分长丝。
背景技术
细旦纤维由于直径很小，因此其弯曲刚度很小，弯曲挠度大，纤维手感特别柔软；细旦纤维的比表面积很大，因此其织物的覆盖性、蓬松性和保暖性有明显提高；纤维比表面积大，与灰尘或油污接触的次数更多，而且油污从纤维表面间缝隙渗透的机会更多，因此具有极强的清洁功能；将细旦纤维制成超高密织物，纤维间的空隙介于水滴直径和水蒸汽微滴直径之间，因此超细织物具有防水透汽效果。但同时由于这些特点，造成纺制过程中存在分梳困难、成条困难以及成纱棉结高的缺点，现有技术中主要采用海岛及割纤纺丝来制备细旦纤维。
中国专利CN1102967C(授权号)公开了一种聚酯短纤维的改进方法，其中指出当聚酯纤维的纵横比为至少约1.85∶1的简单椭圆周边截面时，在织物中表现出优于纵横比值较低的聚酯短纤维的得色量，且这种优异截面还可提供在自由端纺纱中的优越性，即使得纱线的纺纱故障比传统圆形截面的纤维少。此纤维要求纺丝条件较高，在单丝旦数为0.4～1.5的同时要获得专利所提及的截面纵横比，喷丝板的设计及侧吹风的控制较为严格。
发明内容
2≤N≤5 (I)
60％≤A≤95％ (II)
式中，N表示在横截面上第一聚合物不连续分布的个数，A表示在横截面周长上第一聚合物所占的长度占整个横截面周长的比例。当N＝2时，双组分纤维为二分割丝(如图4)，在吐出量及复合比一定的条件下，此时成纤聚合物当量纤度最高，喷丝板设计成本也较低，但若要获得较低当量纤度的成纤聚合物时，必须降低两种聚合物的吐出量，从而导致断头数的增加，造成纺丝状况变差。因此要获得较低当量纤度的成纤聚合物，可以适当提高成纤聚合物在横截面上不连续分布的个数，也就是N的数值，N数值越高，则成纤聚合物当量纤度越低。N＞5时，喷丝板制作成本急剧上升，且要使成纤聚合物保持一定的纵横比，成纤聚合物与碱溶性聚酯的复合比会下降，也就是碱溶性聚酯使用量增加，导致成本增加，因此将N控制在2～5之间可以获得较大的效益。A值可以随复合比的变化而变化，N值固定，两组分总吐出量固定，调高成纤聚合物与碱溶性聚酯间的复合比，则A值升高。A值过高会导致双组分纤维在后加工碱减量过程难以进行，A值过低则碱溶性聚酯使用量偏大，不利于成本控制。
第一聚合物与第二聚合物的重量百分比为85％～50％∶15％～50％，重量百分比的具体值需根据N值、A值以及纵横比来决定，N值越低、A值越高、纵横比越大，则第一聚合物与第二聚合物的重量百分比越大，碱溶性聚酯使用量越少。
第一聚合物为聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、聚酯或其组合物。其中的聚酯可以是以聚酯为基准物进行各种物理或化学改性的聚酯纤维，如在聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加聚乙二醇，制成的亲水性的聚酯纤维，在聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯长链中接枝磺酸盐，制成的阳离子可染聚酯纤维。第一聚合物中也可以含有一定量的二氧化钛，其含量优选为0％～7.5％，二氧化钛含量低，则其受碱减量影响小，其表面光泽度较好，随着二氧化钛含量的提高，织物悬垂性及防透性提高，但织物表面光泽度下降。
第二聚合物为碱溶性聚酯，组成碱溶性聚酯的主要成分为对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、聚乙二醇。本专利中关于碱溶性聚酯的组成部分不是其发明内容，因此关于第二聚合物的选择是多样的，其可以是碱溶性聚酯，也可以是水溶性聚酯或者具有低污染易分解性的聚乳酸。
本发明纤维的第一聚合物在纤维横截面上以椭圆形态进行非连续分布，其椭圆截面长径与短径比为1.5∶1～4∶1。本发明纤维需要经过碱减量处理，因此减量之后的椭圆纤维与未经过减量过程的圆形截面纤维相比，在同样染料重量百分比的情况下，其颜色较圆形截面纤维浅，具体数值见实施例中表1。该纤维的第一聚合物在横截面上的每个椭圆分布，经过碱减量处理后的最终单丝纤度为0.1～1.5dtex，纤度过大，则不能体现纤维的细旦丝效果，而纤度过低，则对纺丝条件要求偏高，不适合大规模生产。
本发明采用的复合喷丝板可以为二割纤及多割纤，割纤数的多少视喷丝板制作成本及单丝纤度要求而变化。
本发明纤维的制造方法，具体为将第一聚合物和第二聚合物都干燥至水分100ppm以下，分别送入A和B螺杆熔融，通过计量泵，经复合喷丝板挤出成型，在纺丝温度为250～320℃，速度为1200～5000m/min的条件下卷取成丝，经过复合喷丝板制得的双组分纤维中，第一聚合物在单丝横截面上体现为非连续分布，第二聚合物在单丝横截面上体现为连续分布，并满足下式，
2≤N≤5 (I)
60％≤A≤95％ (II)
式中，N表示在横截面上第一聚合物不连续分布的个数，A表示在横截面周长上第一聚合物所占的长度占整个横截面周长的比例。根据纺丝速度的差别，可分为预取向丝和全取向丝两种。预取向丝的纺丝速度为1200～3500m/min，纺得的预取向丝可进行假捻及延伸加工：假捻加工丝的加工速度为300～700m/min、加工温度为110～200℃、延伸倍率为1.20～3.00，制得假捻变形丝，由于经过假捻加工，会导致后加工减量后的单丝截面异形度增大；延伸加工丝的加工速度为300～700m/min、加工温度为110～200℃、延伸倍率为1.20～3.00，制得牵伸丝。一步法纺制全取向丝的纺丝速度为3500～5000m/min，设定一热辊温度为70～100℃，二热辊温度为110～180℃，两热辊间延伸倍率为1.20～3.00，具体设定数值需根据所要求的割纤丝的物性来决定。通过纺制预取向丝再延伸加工得到全取向丝和一步法纺制全取向丝所得的割纤丝物性差异不大。
本发明的优点是：纤维原丝采用复合纺丝技术，原丝单丝纤度为0.25～7.5dtex，消除了直接纺细旦纤维造成的分梳困难、成条困难以及成纱棉结高的缺点，同时对于喷丝板的制作及侧吹风的要求较低，适合现有纺丝机进行大规模纺丝而不需要对其进行改造；本发明中的纤维进行织物加工后碱减量，减量过程易于进行，其减量后纤维截面为椭圆形，纤维得色量较高，同时织物手感柔软。
本发明的双组分纤维中以椭圆形态进行非连续分布的第一聚合物的椭圆截面长短径比是可变化的，获得较高长短径比的途径如下：a、降低成纤聚合物与碱溶性切片复合比，复合比越小，长短径比越高；b、变更喷丝板设计，降低减量后成纤聚合物的截面短径长度。
附图说明
图1是本发明三割纤原丝截面图。
图2是本发明二割纤原丝截面图。
图3是本发明三割纤原丝假捻加工丝碱减量后截面图。
图4是本发明三割纤原丝延伸加工丝碱减量后截面图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。以下实施例不应看作是对本发明的限制。
实施例1
熔融法纺丝制备三割纤纤维，第一聚合物与第二聚合物分别采用普通半消光聚对苯二甲酸乙二醇酯(SD、TiO2含量0.3％wt)和碱溶性聚酯(CoPET)，分别干燥使其水分小于100ppm，将普通半消光聚对苯二甲酸乙二醇酯与碱溶性聚酯按重量比60∶40分别投入A、B挤出机，设定纺丝温度，一号挤出机温度290℃，二号挤出机温度275℃，两组分总吐出量为23.52g/min，采用特殊设计的三割纤喷丝板，控制侧吹风风速25m/min，纺丝速度2800m/min，所纺原丝纤度84.0dtex，普通半消光聚对苯二甲酸乙二醇酯在原丝横截面上表现为非连续组分，碱溶性聚酯在原丝横截面上表现为连续组分(如图1所示)。
对原丝进行假捻加工，热箱温度180℃，卷取速度500m/min，拉伸倍率1.7。
对原丝进行延伸加工，一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷取速度500m/min，延伸倍率1.7。
在90℃，2％NaOH浓度下对织物进行减量，20min时已减量完全，取出清洗并干燥，得出减量率；将减量完全的织物进行染色，染色使用的染料为普通蓝色分散染料，染料浓度1.5％wt(相对于样品重量)，在红外染色机中以130℃的温度染色30min，此时已完全上染，取出进行水洗处理，测定织物的色调值，具体数值见表1。
实施例2
采用与实施例1相同的纺丝、加工、减量、染色工艺，但改变其中的普通半消光聚对苯二甲酸乙二醇酯和碱溶性聚酯复合比例，重量比由60∶40变为70∶30，具体数值见表1。
实施例3
采用与实施例1相同的纺丝、加工、减量、染色工艺，但改变其中的普通半消光聚对苯二甲酸乙二醇酯和碱溶性聚酯复合比例，重量比由60∶40转变为80∶20，具体数值见表1。
实施例4
采用与实施例1相同的纺丝切片、纺丝温度、吐出量、复合比及侧吹风，但采用一步法进行纺丝，设定一热辊速度为2800m/min，温度90℃，二热辊速度4760m/min，温度130℃，卷绕速度4700m/min，所得全取向丝采用与实施例1相同的减量、染色工艺，具体数值见表1。
实施例5
熔融法纺丝制备二割纤细旦纤维，采用与实施例1相同的切片、纺丝、加工、减量、染色工艺及复合比，采用特殊设计的二割纤喷丝板(如图2)，具体数值见表1。
实施例6
采用与实施例1相同的纺丝、加工、减量、染色工艺，但改变其中的成纤聚合物为超有光聚对苯二甲酸乙二醇酯(TiO2含量0％wt)，并改变其与碱溶性聚酯的重量比为70∶30，具体数值见表1。
实施例7
采用与实施例6相同的纺丝、加工、减量、染色工艺及复合比，但改变其中的成纤聚合物为全消光聚对苯二甲酸乙二醇酯(FD、TiO2含量2.2％wt)，具体数值见表1。
实施例8
采用与实施例6相同的纺丝、加工、减量、染色工艺及复合比，但改变其中的成纤聚合物为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，具体数值见表1。
对比例1
熔融法纺制普通细旦半消光纤维，使用72H单成分喷丝板，纺丝温度设定为290℃，冷却系统为环状侧吹风，风速25m/min，纺丝速度2800m/min，所纺原丝纤度84.0dtex，记录纺丝过程中的断头数。
使用与实施例一相同的加工及染色条件，不进行减量处理，具体数值见表1。
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