專利名稱：雙組分纖維的高速紡絲方法
相關發(fā)明的相互參照本申請是共同待批申請09/708,314(2000.11.8申請)的部分繼續(xù)，而后者又是共同待批申請09/488,650(2000.1.20申請)的部分繼續(xù)。
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種以高速制備充分拉伸的雙組分纖維的方法，更準確地說，本發(fā)明涉及這樣一種方法將兩種聚酯從噴絲板進行擠塑、使纖維通過冷卻氣、拉伸、熱處理、和以高速卷取纖維。
背景技術：
說明合成雙組分纖維是已知的。US3,671,379披露了基于聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的所述纖維。在該參考文獻中披露的紡絲速度很慢，在經(jīng)濟上是不合算的。日本專利特許公報JP11-189923和日本專利JP61-32404也披露了在制備雙組分纖維中使用共聚多酯。US4,217,321披露了對基于聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸四亞甲酯)的雙組分纖維進行紡絲及在室溫和低拉伸比下對其進行拉伸。然而，與US3,454,460中披露的聚酯雙組分纖維一樣，所述的纖維具有低的卷曲程度。
如在US4,687,610；4,691,003；5,034,182；和5,824,248及WO95/15409中所述，業(yè)已建議了若干種裝置和方法，以便以高速對部分取向的單組分纖維進行熔體紡絲。通常，在這些方法中，將冷卻氣引入噴絲板之下的區(qū)域中并在新形成的纖維的運行方向上使其加速。然而，所述纖維不會自動地卷曲，因此，沒有所希望的高的伸張和回縮性能。
目前，仍然需要制備可高度卷曲的、聚酯雙組分纖維的經(jīng)濟的方法。
發(fā)明概要本發(fā)明的方法用于制備在熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的、充分拉伸的卷曲雙組分纖維，該方法包括如下步驟
(A)提供在組成上不同的兩種聚酯；(B)從噴絲板使兩種聚酯進行熔體紡絲，從而形成至少一根雙組分纖維；(C)將至少一股氣流提供至噴絲板之下的至少一個驟冷區(qū)中，并在纖維運行方向上使該氣流加速至最大速度；(D)使纖維通過所述區(qū)(一個或多個)；(E)以一定的牽引速度牽引纖維，以使選擇的最大氣體速度與牽引速度之比能獲得特定的拉伸比范圍；(F)在約50-185℃的溫度和約1.4-4.5的拉伸比下對所述纖維進行加熱和拉伸；(G)通過將纖維加熱至足以導致熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的溫度，對其進行熱處理；和(H)以至少約3,300米/分鐘的速度卷取纖維。
本發(fā)明的另一方法用于制備在熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的、充分拉伸的卷曲雙組分纖維，該方法包括如下步驟(A)提供具有不同特性粘度的聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)；(B)由噴絲板使所述聚酯進行熔體紡絲，從而形成具有并置或偏心核殼截面的至少一根雙組分纖維；(C)將氣流提供至噴絲板之下的驟冷區(qū)中；(D)使纖維通過該驟冷區(qū)；(E)牽引纖維；(F)在約50-185℃的溫度和約1.4-4.5的拉伸比下對纖維進行加熱和拉伸；(G)通過將纖維加熱至足以導致熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的溫度，對其進行熱處理；和(H)以至少約3,300米/分鐘的速度卷取纖維。
本發(fā)明的雙組分纖維是約0.6-1.7分特/長絲的纖維，所述纖維具有在熱定型后至少30％的卷曲收縮值，并且包含聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的聚酯，所述纖維具有并置或偏心核殼截面和基本上呈圓形、橢圓形或雪人形的橫截面。
附圖簡述

圖1闡明了用于本發(fā)明方法中的橫流驟冷熔體紡絲裝置。
圖2闡明了用于本發(fā)明方法中的順流超大氣壓驟冷熔體紡絲裝置(如US5,824,248中圖2所示)。
圖3闡明了能夠用于本發(fā)明方法中的輥子排列的實施例。
圖4闡明了用于本發(fā)明方法中的順流超大氣壓驟冷紡絲裝置，其中使用兩個驟冷區(qū)。
圖5是實施例1和2的纖維卷曲收縮(“CCa”)和卷取速度(windupspeed)之間關系的圖示。
圖6示出了用于本發(fā)明方法的順流、低于大氣壓驟冷紡絲裝置。
圖7是能夠用于本發(fā)明方法中的輥子和噴絲頭排列的另一實施方案。
圖8闡明了能夠通過本發(fā)明的方法和細旦數(shù)(分特)聚酯雙組分纖維制得的橫截面形狀的實例，以及本發(fā)明的高度均勻聚酯雙組分纖維橫截面形狀的實例。
圖9是能夠用于本發(fā)明方法的另一橫流驟冷體系的圖示。
發(fā)明的詳細說明業(yè)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，雙組分纖維能夠利用橫流、徑向流動或順流的驟冷氣體進行紡絲，以獲得高度卷曲的高速進行牽引、充分拉伸、以及熱處理。令人意想不到的是，考慮到高拉伸速度和高拉伸比(即高卷取速度)，竟能夠制備出所述高度卷曲的雙組分纖維。
在本發(fā)明中使用的“雙組分纖維”指的是包含沿纖維長度方向彼此緊密粘附的一對聚合物的纖維，以致使纖維的截面是例如并置形、偏心核-殼形或其它合適的截面形狀，由此，能夠產(chǎn)生有用的卷曲?！癐V”指的是特性粘度?！俺浞掷臁崩w維指的是雙組分纖維，它適用于例如無需進一步拉伸的紡織、針織以及制備無紡織物?！安糠秩∠颉崩w維指的是具有相當多但不完全的分子取向并且在用于編織或針織之前需要進行拉伸或拉伸變形的纖維?！绊樍鳉饬鳌敝傅氖茄乩w維運行方向的驟冷氣流?！盃恳俣取敝傅氖窃O置在驟冷區(qū)和拉伸輥之間的喂料輥的速度并且有時稱之為紡絲速度。符號“//”用來分開在制備雙組分纖維時的兩種聚合物?！?G”指的是乙二醇，“3G”指的是1，3-丙二醇，“4G”表示1，4-丁二醇，而“T”表示對苯二甲酸。因此，例如“2G-T//3G-T”表示包含聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的雙組分纖維。
在本發(fā)明的方法中，兩種組分上不同的聚酯從噴絲板進行熔體紡絲，而形成雙組分纖維。所述噴絲板可如US3,671,379中披露的那樣進行設計?？墒褂煤缶劢Y(jié)(其中在擠出之后首先使聚合物彼此接觸)噴絲板或預聚結(jié)(其中在擠出之前首先使聚合物彼此接觸)噴絲板。如圖8所示，通過本發(fā)明的方法制得的并置纖維可具有“雪人”(“A”)、橢圓(“B”)、或基本上是圓(“C1”，“C2”)的截面形狀。偏心核殼纖維可具有橢圓或基本上是圓的截面形狀?！盎旧鲜菆A”指的是在纖維截面中心相互成90°相交的兩軸的長度比不大于約1.2∶1。“橢圓”指的是在纖維截面中心相互成90°相交的兩軸的長度比大于約1.2∶1。“雪人”截面形狀可描述為具有長軸和短軸的并置截面，并且當對長軸作圖時短軸的長度至少有兩個最大值。
與使用順流還是橫流驟冷氣流無關，為傳送至噴絲板，通?？蓪?G-T加熱至約280℃，而3G-T相應的溫度可低于280℃，其中，傳送滯留時間至多15分鐘。
圖1闡明了用于本發(fā)明方法中的橫流熔體紡絲裝置。驟冷氣1在噴絲板面3之下通過充氣室4、后鉸接擋板18和通過篩網(wǎng)5進入?yún)^(qū)域2，產(chǎn)生與剛從噴絲板中的毛細管(未示出)中紡出、仍然呈熔融態(tài)的纖維交叉的基本上為層狀的氣流。檔板18在頂端鉸接，并且其位置可調(diào)節(jié)，以便改變穿越區(qū)域2的驟冷氣體的流動。噴絲板面3在區(qū)域2的頂端之上凹進距離A，以致使驟冷氣體直至一延遲之后才與剛紡得的纖維接觸，在延遲期間，纖維可以通過凹口的側(cè)面進行加熱?；蛘?，如果噴絲板面不凹進的話，通過剛好在噴絲板面之下并與之同軸地設置一短圓柱體(未示出)，可形成一未加熱的驟冷延遲空間。如果需要時能夠被加熱的驟冷氣體繼續(xù)通過纖維并進入包圍該裝置的空間。只有少量氣體被通過纖維出口7離開區(qū)域2的移動纖維帶走。通過可有可無的整理輥10可對固化的纖維進行整理，然后將纖維輸送至圖3中示出的輥上。
在本發(fā)明中，能夠使用提供順流驟冷氣流的各種方法。例如參考圖2，由帶或不帶凹口的噴絲板面3，將纖維6熔紡入?yún)^(qū)域2中。利用帶凹口的噴絲板面，將產(chǎn)生加熱的“驟冷延遲”空間，通常由其長度來確定。如果噴絲板面不凹進并且在噴絲板面下同軸地設置一短圓柱體(未示出)的話，可形成一未加熱的驟冷延遲空間。驟冷氣體1，例如空氣、氮氣或水蒸汽，通過環(huán)形充氣室4和圓柱形篩網(wǎng)5，在噴絲板面3之下進入驟冷區(qū)域2。當驟冷氣為空氣或氮氣時，可以在例如室溫下即約20℃使用，或者可加熱至例如40℃；氣體的相對濕度通常約為70％。管8(如圖所示在其上端可呈圓錐形)密封至充氣室4的內(nèi)壁9上，并提供驟冷氣體1和纖維6的唯一出口。引入?yún)^(qū)域2中的驟冷氣體的壓力和由管8提供的頸縮將在區(qū)域2中產(chǎn)生超大氣壓，例如為約0.5-5.0英寸水柱(約1.3×10-3-1.3×10-2kg/cm2)，更通常為約0.5-2.0英寸水柱(約1.3×10-3-5.1×10-3kg/cm2)。所使用的壓力取決于驟冷室的幾何構(gòu)形以及纖維的牽引速度。驟冷氣體可從上面引入，例如從環(huán)繞噴絲板的環(huán)形空間引入，或者從側(cè)面引入，如US5,824,248圖2所示。優(yōu)選從側(cè)面引入，以便使氣體能夠與纖維更好地接觸，從而使冷卻更好。纖維和驟冷氣體在噴絲板下通過區(qū)域2至出口7，驟冷氣體在纖維運行方向上由于管8頸縮所致而被加速。驟冷氣體的最大速度在管最窄位置處。當使用最小內(nèi)徑為1英寸(2.54cm)的管子時，最大氣體速度在約330-5000米/分的范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，對最大氣體速度與纖維牽引速度之比進行選擇，以致使纖維能夠在約50-185℃的溫度下，以約1.4-4.5的拉伸比，在喂料輥和拉伸輥之間進行拉伸。通過驟冷氣體將纖維6充分冷卻固化，然后，通過可有可無的整理輥10，使纖維6進行接觸并輸送至圖3中示出的輥上。
另外，本發(fā)明的方法也可利用示于圖4中的順流驟冷氣流裝置而實施。在該方法中，纖維6由可有可無凹口的噴絲板面3熔紡入?yún)^(qū)域2a中。第一驟冷氣流1a在可有可無凹口的噴絲板面3之下，通過第一環(huán)形充氣室4a和第一圓柱形篩網(wǎng)5a進入第一驟冷區(qū)域2a中。第一錐形或圓錐形管8a連接至充氣室4a的第一內(nèi)壁9a上。管8a的內(nèi)徑能夠如圖所示連續(xù)地收斂或能夠一開始收斂一預定的長度，然后使內(nèi)徑基本保持恒定。第二驟冷氣流1b通過第二環(huán)形充氣室4b和第二圓柱形篩網(wǎng)5b進入第二驟冷區(qū)域2b，并在第二驟冷區(qū)域中與第一驟冷氣流混合。第二管8b連接至充氣室4b的第二內(nèi)壁9b上。如圖所示，管8b的內(nèi)徑可一開始收斂然后擴張；但也可以使用其它的構(gòu)形。驟冷氣體1在纖維運行方向上被管8a和8b加速，然后可通過最后的出口7和可有可無的多孔排空擴散圓錐11排出。取決于氣流1a和1b，最大氣體速度在管8a或8b的最窄位置處。纖維6通過驟冷區(qū)域2a和2b，通過纖維出口7排出驟冷裝置，然后能夠通過可有可無的整理輥10進行接觸，然后按例如圖3、7和9所示沿加熱、拉伸和熱處理輥以及噴絲頭通過。在第一驟冷區(qū)中使用的壓力通常高于第二驟冷區(qū)中的壓力。
通過本發(fā)明的方法預期也可以制備雙組分聚酯纖維，在制備過程中，利用了通過在噴絲板之下的區(qū)域中施加低于大氣壓的壓力而在纖維運行方向上被加速的驟冷氣體。例如，可使用示于圖6中的裝置。在圖6中，新形成的纖維6離開噴絲板面3并進入驟冷區(qū)域2。真空源37通過減少湍流的多孔圓柱體5a和5b將驟冷氣體(例如室溫空氣或加熱空氣)吸入?yún)^(qū)域2中?；蛘?，還可以提供環(huán)64，以便防止新紡得的纖維馬上與驟冷氣體接觸。同樣地，還可對檔板74進行設置，以便控制驟冷氣流。驟冷氣體和纖維6通過漏斗8，氣體速度如所述的那樣被加速。另外也能夠在漏斗8的底部和管35的頂部39之間引入另外的氣體，并且還能夠布置可有可無的氣體噴絲頭60，以便提供更多的氣體，尤其是沿著管35的內(nèi)側(cè)，以便使纖維6接觸管35的內(nèi)側(cè)的危險最小化。管35在喇叭口58處向外張開。對漏斗8和喇叭口58的形狀進行設計，以使湍流最小化。當驟冷氣體進入室43中時，其速度將減小，當其進入室49中時，其速度將進一步減小，因此減少了湍流的危險。多孔圓柱體47將進一步幫助減少湍流。通過各種裝置，例如通過利用閥53、節(jié)流閥55和速度計57，能夠增加對驟冷氣體速度的控制。纖維6通過出口7離開裝置的這一部分，借助可有可無的整理輥10傳送，然后能夠進行另外的處理，例如通過圖3、7和9中所示的輥和噴射系統(tǒng)對纖維進行處理。或者，在出口7處能夠提供陶瓷纖維導紗器46。
確定喂料輥13的速度，且基本上與牽引速度相等。當使用橫流、徑向流等氣流時，牽引速度可在約700-3500米/分的范圍內(nèi)，通常約為1000-3000米/分。當使用順流驟冷氣流時，牽引速度可在約820-4000米/分的范圍內(nèi)，通常約為1000-3000米/分。
然后，例如通過加熱的拉伸輥、拉伸噴絲頭或通過熱室中的輥子，對雙組分纖維進行加熱和拉伸。有利的是利用熱拉伸輥和蒸汽拉伸噴絲頭兩者，尤其是當希望獲得線密度大于140分特的高度均勻的纖維時。在圖3中所示的輥子的排列是在實施例1、2和4中使用的系統(tǒng)，并且發(fā)現(xiàn)可用于本發(fā)明方法。然而，也能夠使用獲得所希望結(jié)果的其它的輥子排列和裝置(例如在圖7和9中示出的那些)?？赏ㄟ^一步或二步拉伸進行拉伸。在圖3中，纖維6(剛剛從例如圖1、2、4或6所示的裝置中紡得)可通過(可有可無的)整理輥10輸送，沿驅(qū)動輥11、沿惰輪輥12、然后沿加熱喂料輥13運行。喂料輥13的溫度可在約20-120℃的范圍內(nèi)。然后，可通過加熱的拉伸輥14對纖維進行拉伸。拉伸輥14的溫度可以約為50-185℃，優(yōu)選約為100-120℃。拉伸比(卷取速度與牽引速度或喂料速度之比)在約1.4-4.5的范圍內(nèi)，優(yōu)選約為2.4-4.0。在輥對13內(nèi)的每個輥能夠以與另一輥相同的速度進行操作，在輥對14內(nèi)也是如此。
在被輥14拉伸之后，可通過輥15對纖維進行熱處理，通過可有可無的未加熱的輥16(該輥調(diào)節(jié)紗線的張力以便令人滿意地進行卷取)，然后卷至卷取輥17上。另外，也可利用一個或多個其它的加熱輥、蒸汽噴絲頭或加熱室如“熱箱”或其組合進行熱處理。例如通過圖3中的輥15，以基本恒定的長度進行熱處理，該熱處理能夠?qū)⒗w維加熱至約140-185℃，優(yōu)選加熱至約160-175℃。熱處理的時間取決于紗線的旦數(shù)；重要的是，纖維能夠達到熱定型后足以使收縮值在約30％以上的溫度。如果熱處理溫度太低，在高溫時，在張力下的卷曲將減少，并且將增加收縮。如果熱處理溫度太高，由于頻繁的纖維斷裂，該方法的可操作性將變得很困難。優(yōu)選的是，熱處理輥和拉伸輥的速度基本相等，以便在該方法中在這時保持纖維的張力基本恒定(例如0.2cN/dtex或更大)，由此避免了纖維卷曲的損失。
輥子和噴絲頭的另一種排列如圖7所示。剛紡得的雙組分纖維6可通過可有可無的主整理輥10a和可有可無的交織噴絲頭20a進行輸送，然后沿未加熱的喂料輥13運行。纖維可通過拉伸噴絲頭21進行拉伸，所述噴絲頭可在0.2-0.8巴(2040-81600kg/m2)的壓力和180-400℃的溫度下進行操作，并且均通過輥14進行熱處理和拉伸，所述輥14能夠?qū)⒗w維加熱至約140-185℃，優(yōu)選約160-175℃的溫度。對于圖3中所示的排列，所使用的拉伸比可與上述的具有相同的范圍。然后，在通過交織噴絲頭20b進行非強制性交織時，使纖維6通過可有可無的輥22運行(任選地以低于輥14的速度操作，以便使纖維松馳)，并再沿可有可無的輥16運行(調(diào)節(jié)纖維的張力以令人滿意地進行卷取)，通過可有可無的整理輥10b，并最終至卷取輥17上。
最后，卷取纖維。當使用橫流驟冷氣流時，卷取速度至少約為3300米/分，優(yōu)選至少約4000米/分，更優(yōu)選為約4500-5200米/分。當使用順流驟冷氣流和一個驟冷區(qū)域時，卷取速度至少約為3300米/分，優(yōu)選至少約4500米/分，更優(yōu)選約為5000-6100米/分。如果使用順流驟冷氣流和兩個驟冷區(qū)域時，卷取速度至少約為3300米/分，優(yōu)選至少約4500米/分，更優(yōu)選約5000-8000米/分。
卷取的纖維可以具有任何的尺寸，例如0.5-20旦/長絲(0.6-22分特/長絲)。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，能夠以低、中或高紡絲速度，制備新穎的聚(對苯二甲酸乙二酯)//聚(對苯二甲酸亞丙基酯)纖維，其尺寸約為0.5-1.5旦/長絲(約0.6-1.7分特/長絲)，并且具有并置或偏心核殼型截面和基本上圓、橢圓或雪人形橫截面形狀。為了高卷曲收縮值，例如上述的約30％，優(yōu)選的是，所述新穎纖維中，聚(對苯二甲酸乙二酯)與聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的重量比在約30/70至70/30的范圍內(nèi)。令人意想不到的是，所述細纖維能夠可靠地充分拉伸，以得到所述的高卷曲值。
當將本發(fā)明的許多纖維復合成紗時，該紗可具有任何的尺寸，例如高達1300分特。利用本發(fā)明的方法能夠紡出任何數(shù)量的長絲，例如34、58、100、150或200。
業(yè)已令人意想不到地發(fā)現(xiàn)，利用低于約2.5％、通常在1.0-2.0％的低平均分特(旦)分布，將能夠制備高度均勻的雙組分纖維，所述纖維包含兩種聚合物，當通過其自發(fā)卷曲來指示時，它們對于其環(huán)境將產(chǎn)生不同的反應。由于更少的纖維斷裂導致研磨效率和加工性能得以改善，因此，均勻的纖維是有價值的；而且由所述纖維制得的織物視覺上是均勻的。
本發(fā)明的方法能夠作為配合的方法或分開的方法進行操作，其中，在牽引步驟后卷取雙組分纖維，然后為熱拉伸和熱處理步驟而將纖維復繞。如果使用分開的方法，在沒有過多遲延下進行下面的步驟，通常遲延低于約35天、優(yōu)選低于約10天，以便取得希望的雙組分纖維。也就是說，在紡得的纖維由于老化變脆之前完成拉伸步驟，以便避免在拉伸期間纖維過多的斷裂。如果希望的話，可將未拉伸的纖維冷凍儲存，以減少該潛在問題的發(fā)生。在拉伸步驟之后，在拉伸纖維明顯松馳之前(通常在低于1秒時間內(nèi))，完成熱處理步驟。
在由本發(fā)明方法制得的雙組分纖維中，兩種聚酯的重量比約為30/70至70/30，優(yōu)選約40/60至60/40，更優(yōu)選約45/55至55/45。
在本發(fā)明方法中使用的兩種聚酯具有不同的組分，例如2G-T和3G-T(最優(yōu)選)或2G-T和4G-T，并且優(yōu)選的是具有不同的特性粘度。其它的聚酯包括聚(2，6-二萘二甲酸亞乙酯)、聚(2，6-二萘二甲酸亞丙基酯)、聚(二苯甲酸亞丙基酯)、聚(對苯二甲酸環(huán)已基1，4-二亞甲酯)、聚(對苯二甲酸1，3-環(huán)丁烷二亞甲酯)、和聚(二苯甲酸1，3-環(huán)丁烷二亞甲酯)。對于所述聚合物，有利的是其特性粘度和組分兩者均不相同，例如使用IV約為0.45-0.80dl/g的2G-T和IV約為0.85-1.50dl/g的3G-T，以便取得在熱定型后至少30％的卷曲收縮值。當使用IV約為0.45-0.60dl/g的2G-T和IV約為1.00-1.20dl/g的3G-T時，將能夠獲得在熱定型后至少約40％的卷曲收縮值的優(yōu)選組合物。然而，這兩種聚合物必須足夠相似，以便相互粘結(jié)；否則的話，雙組分纖維將分裂成兩根纖維。
在本發(fā)明方法中使用的一種或兩種聚酯可以是共聚多酯。例如能夠使用共聚(對苯二甲酸亞乙酯)，其中，用來制備共聚多酯的共聚單體選自直鏈、環(huán)狀和支鏈、具有4-12個碳原子的脂族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸和1，4-環(huán)己烷二甲酸)；除對苯二甲酸以外并且含8-12個碳原子的芳族二羧酸(例如間苯二甲酸和2，6萘二甲酸)；直鏈、環(huán)狀和支鏈、具有3-8個碳原子的脂族二醇(例如1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-環(huán)己二醇)；以及具有4-10個碳原子的脂族和芳脂族醚二醇(例如，氫醌雙(2-羥乙基)醚、或分子量低于約460的聚(乙二醚)二醇，包括二乙二基醚二醇)。所述共聚單體在共聚多酯中的含量約為0.5-15摩爾％。
由于間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇易于從市場上得到并且價格便宜，因此，它們是優(yōu)選的。
共聚多酯可包含少量其它共聚單體，前提是這些共聚單體對纖維卷曲量或其它性質(zhì)沒有不利的影響。這些其它共聚單體包括磺基間苯二甲酸5-鈉，其含量約為0.2-5摩爾％。為控制粘度，也可以摻入很少量的三官能共聚單體，例如1，2，4-苯三酸。
當卷取時，由本發(fā)明方法制得的雙組分纖維顯示出明顯的卷曲。雖然在卷裝時可能會損失一些卷曲，但在基本松馳狀態(tài)下進行加熱時將“再次產(chǎn)生”卷曲。最終產(chǎn)生卷曲可在干加熱或濕加熱條件下獲得。例如，可有效地在拉幅機中進行干或濕(蒸汽)加熱，和在卷染洗滌機中進行濕加熱。對于基于聚酯基的雙組分纖維的濕加熱，發(fā)現(xiàn)其有用的加熱溫度約為190°F(88℃)?；蛘?，最終的卷曲可通過US4,115,989中披露的方法而獲得，其中，利用熱空氣或蒸汽使纖維過量通過膨松噴絲頭(bulking jet)，然后沉積至旋轉(zhuǎn)的篩鼓上，用水噴淋，散開，非強制性交織，并卷取。
在實施例中，所應用的拉伸比是在斷裂纖維的數(shù)量和/或頻率不產(chǎn)生明顯增加時最大可能的值，并且通常約為90％的斷裂拉伸。除非另有說明，圖3中的輥13在約60℃進行操作，輥14在約120℃進行操作，而輥15在約160℃進行操作。
聚酯的特性粘度(“IV”)用Y-900型Viscotek Forced Flow粘度計在0.4％的濃度、19℃時并根據(jù)ASTM D-4603-96進行測量，但用50/50重量％三氟乙酸/二氯甲烷替代所指定的60/40重量％苯酚/1，1，2，2-四氯乙烷。然后，利用于60/40重量％苯酚/1，1，2，2-四氯乙烷中的標準粘度，對測量的粘度進行校正，從而達到報道的特性粘度值。纖維的IV是通過將聚合物暴露至與聚合物實際紡成雙組分纖維相同的操作條件下而測量的，所不同的是，測試聚合物是通過試樣噴絲板紡絲(所述噴絲板不將兩種聚合物復合成單一的纖維)，然后被收集用于IV測量。
除非另有說明，如實施例中所示制得的雙組分纖維的卷曲收縮值按照如下進行測量。利用搖絞紗機，以約0.1克/旦(0.09dN/tex)張力，將各試樣制成5000±5總旦(5500分特)的絞紗。在70±2°F(21±1℃)和65±2％的相對濕度下，對絞紗調(diào)理最少16小時。由支架將絞紗基本垂直地懸掛，在絞紗的底部懸掛1.5毫克/旦(1.35毫克/分特)的重物(例如，對于5550分特的絞紗為7.5毫克)，使負重的絞紗達到平衡長度，并測量絞紗的長度至1毫米以內(nèi)并記作“Cb”。為進行耐久性測試，將1.35毫克/分特的重物留在絞紗上。然后，在絞紗的底部懸掛500克的重物(100毫克/旦；90毫克/分特)，并測量絞紗的長度至1毫米以內(nèi)并記作“Lb”。卷曲收縮值(％)(在熱定型之前，如在下面的該測試中所述)“CCb”根據(jù)下式進行計算CCb＝100×(Lb-Cb)/Lb除去500克的重物并將絞紗懸掛在架子上并利用仍然保留的1.35毫克/分特的重物，在加熱爐中于約225°F(107℃)進行5分鐘的熱定型，然后從爐中取出架子和絞紗并如上所述調(diào)理兩小時。對該步驟進行設計，以便模擬商用的干熱定型，所述干熱定型是在雙組分纖維中產(chǎn)生最終卷曲的一種方式。如上測量絞紗的長度，并將其長度記作“Ca”。再次在絞紗上懸掛500克的重物，并如上測量絞紗的長度并將其記作“La”。在熱定型之后的卷曲收縮值(％)“CCa”根據(jù)下式進行計算CCa＝100×(La-Ca)/La。CCa列于下表中。由該測試得到的熱定型之后的卷曲收縮值如果在約30％以上、優(yōu)選在約40％以上，那么在本發(fā)明范圍內(nèi)并且是可接受的。
分特分布(“DS”)，即纖維均勻性的量度，是利用ACW/DVA(Automatic Cut and Weigh/Decitex Variation Accessory)儀(Lenzing Technik)、通過對沿纖維長度的規(guī)定間隔內(nèi)質(zhì)量的改變進行計算而得到的，其中纖維通過與纖維瞬時質(zhì)量相應的電容器中的槽。在纖維的八個30米長度內(nèi)，測量每0.5米的質(zhì)量，計算在每個長度內(nèi)最大和最小質(zhì)量之間的差值，然后在八個長度內(nèi)取平均值，并以百分比記錄除以整個240米纖維長度平均質(zhì)量的平均差值。為獲得“平均分特分布”，對至少三個纖維卷裝進行所述的測量。DS越低，纖維的均勻性就越高。
在實施例1-4對雙組分纖維進行紡絲中，利用Werner &Pfleiderer共旋轉(zhuǎn)28毫米擠出機使聚合物熔融，所述擠出機的生產(chǎn)能力為0.5-40磅/小時(0.23-18.1千克/小時)。在2G-T擠出機中達到的最高熔融溫度約為280-285℃，而在3G-T擠出機中相應的溫度約為265-275℃。利用泵將聚合物泵送至紡絲頭。在實施例1-4中，利用Barmag SW6 2s 600絡紗機(Barmag AG，德國)卷取纖維，所述絡紗機的最大卷取速度為6000米/分。
在實施例1-4中使用的噴絲板是具有成圓圈排列的34對毛細管的后聚結(jié)雙組分噴絲板，在每一對毛細管之間的內(nèi)角為30°，毛細管的直徑為0.64毫米，并且毛細管的長度為4.24毫米。除非另有說明，纖維中的兩種聚合物的重量比為50/50。在實施例1和2中紗線的總分特約為78。
實施例1A.如US5,171,898中所述，在酸性陽離子交換催化劑的存在下，通過丙烯醛的水合作用，以形成3-羥基丙醛而制備1，3-丙二醇(“3G”)。通過已知的方法除去催化劑和任何未反應的丙烯醛，并利用阮內(nèi)鎳催化劑(例如，如US3,536,763中所披露的)使3-羥基丙醛催化氫化。從水溶液中回收產(chǎn)物1，3-丙二醇并通過已知的方法進行提純。
B.利用以聚合物計60ppm的鈦酸四異丙酯催化劑，TyzorTPT(E.I.du Pont de Ngmours and Company的注冊商標)，利用雙容器工藝，由1，3-丙二醇和對苯二甲酸二甲酯(“DMT”)制備聚(對苯二甲酸亞丙基酯)。將熔融DMT加到在酯交換容器中的185℃的3G和催化劑中，并在除去甲醇的同時將溫度升至210℃。將得到的中間體轉(zhuǎn)移至縮聚反應容器中，在其中將壓力降至1毫巴(10.2kg/cm2)，并將溫度升至255℃。當達到所希望的熔體粘度時，增加壓力并擠出聚合物、進行冷卻、并切成粒料。在212℃操作的滾筒干燥器中，使粒料進一步固相聚合至1.04dl/g的特性粘度。
C.利用圖2的裝置，對如上步驟B制備的特性粘度為0.54dl/g的聚(對苯二甲酸亞乙酯)(Crystar4415，E.I.du Pont de Nemoursand Company的注冊商標)和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)進行紡絲。噴絲板溫度保持在約272℃。在紡絲裝置中，圓柱篩網(wǎng)5的內(nèi)徑為4.0英寸(10.2厘米)，篩網(wǎng)5的長度B為6.0英寸(15.2厘米)，圓錐8在其最寬處的直徑為4.0英寸(10.2厘米)，圓錐C2的長度為3.75英寸(9.5厘米)，管C3的長度為15英寸(38.1厘米)，距離C1為0.75英寸(1.9厘米)。管8的內(nèi)徑為1.0英寸(2.5厘米)，(后聚結(jié))噴絲板凹入紡絲柱的頂部4英寸(10.2厘米)(在圖2中的“A”)，以致使驟冷氣體僅在延遲之后與剛紡得的纖維接觸。驟冷氣體為在約20℃的室溫下提供的空氣。纖維具有并置或橢圓的截面形狀。
在熱處理輥上繞約10個紗圈。
表I空氣速度(1) 取出速度 空氣速度/ 卷取速度CCa試樣(mpm)(mpm)取出速度拉伸比(mpm)(％)1 560 8750.6 4.0 3500 512 560 1000 0.6 4.0 4000 553 560 1125 0.6 4.0 4500 574 1141 1250 0.9 4.0 4975 545 906 1250 0.7 4.0 5000 546 1141 1336 0.9 3.7 4975 547 1472 1388 1.1 3.6 4940 518 1472 1571 0.9 3.5 5440 519 1695 1714 1.0 3.5 5930 44(1)在2.54厘米內(nèi)徑的管中排出纖維。
表中的數(shù)據(jù)表明在高牽引速度和卷取速度下，利用本發(fā)明的方法和兩種聚酯，可獲得良好的卷曲。另外，表中的數(shù)據(jù)還表明當使用一個順流驟冷區(qū)域時，至少約6100米/分的卷取速度能夠成功地用于本發(fā)明的順流氣流方法中(參見圖5中的曲線“1”，曲線示出了卷取速度的外推法)。
實施例2利用圖1的橫流驟冷裝置，將Crystar4415和實施例1中制得的聚(對苯二甲酸亞丙基酯)紡成并置橢圓形雙組分纖維。噴絲板溫度保持在約272℃。對于試樣10-15，(后聚結(jié))噴絲板凹入紡絲柱的頂部6英寸(15.2厘米)(圖1中的“A”)。該區(qū)域在噴絲板下的高度(圖1中的“2”)為172厘米。對于試樣10-13，由篩網(wǎng)5(參見圖1)起5英寸(12.7厘米)處進行測量，所述驟冷氣流具有下面的分布
空氣速度噴絲板下的距離(cm)(mpm)15 8.530 9.446 9.461 11.076 11.091 11.3107 11.6122 16.5137 34.1152 39.6168 29.6對于試樣14和15，驟冷空氣速度約高出50％。
對于試樣16和17，不使用凹口(無加熱的驟冷延遲空間)，并且驟冷氣流具有如下分布，所述分布同樣由篩網(wǎng)5起5英寸(12.7厘米)處進行測量空氣速度噴絲板下的距離(cm)(mpm)2.5 15.230.5 12.261.0 11.391.4 9.8121.9 9.8152.4 9.8得到的纖維的性能列于表I I中并用圖2中的曲線“2”進行說明。數(shù)據(jù)表明利用橫流驟冷氣體，在令人驚奇的高速度下，能夠獲得高的卷曲值。在約3500mpm以上的喂料輥速度(牽引速度)，纖維斷裂將阻止進行獲得高卷曲收縮值的充分拉伸。
表II取出速度 卷取速度CCa試樣拉伸比(mpm)(mpm)(％)10750 4.0 2980 5611933 3.7 3470 57121176 3.4 3960 51131406 3.2 4455 53142000 2.4 4750 45153250 1.6 5150 45164417 1.2 5250 13174818 1.1 5270 2實施例3使用與實施例1相同的紡絲設備，如實施例1中制得的聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)，以2800-4500米/分的牽引速度，紡得34根長絲和49-75分特(1.4-2.2分特/長絲)的并置橢圓形雙組分紗線。在沒有拉伸的情況下，將纖維卷繞至筒管上。在室溫(約20℃)將纖維儲存約三周并在約5℃儲存約十五天，然后，在12英寸(30厘米)的熱鞋形物(90℃)內(nèi)，以5-10米/分的喂料輥速度對其進行拉伸，并借助使其以恒定的長度通過保持在160℃的12英寸(30厘米)的玻璃管爐而進行熱處理。以纖維斷裂拉伸量的90％，對其進行拉伸。在該實施例中，借助用連接至線圈底部1.5毫克/旦(1.35毫克/分特)的重物，將纖維線圈掛在架子上并測量線圈長度，而進行拉伸和熱處理之后，立即測量卷曲收縮值。然后將100毫克/旦(90毫克/分特)重物連接至線圈的底部，并再次測量線圈的長度。將兩個長度值之間的差除以用90毫克/分特重物測量到的長度來計算卷曲收縮值。該方法給出的卷曲收縮值將比“CCa”描述的方法所得到的卷曲收縮值高出至多約10％(絕對值)，結(jié)果是，所述值在約40％以上是可接受的。結(jié)果概述于表III中。
表III空氣速度(1)取出速度 空氣速度/ 卷曲收縮試樣(mpm)(mpm)取出速度拉伸比(％)181200 28000.432.050191515 35000.431.642201712 40000.431.45121-4500- 1.219(1)在2.54厘米內(nèi)徑的管的纖維口排出結(jié)果表明在紡絲之后，拉伸能夠延遲約五周(例如，在分開的方法中)并且在利用順流氣流紡得的雙組分纖維中仍能有效地產(chǎn)生卷曲；并且利用低至約1.4的拉伸比時，仍能夠獲得有用的卷曲值。
實施例4使用與實施例1相同的裝置和聚合物，所不同的是，未加熱驟冷延遲空間(由與噴絲板同軸的未加熱圓柱形成)為2英寸(5.1厘米)。牽引速度為2000米/分，拉伸比為2.5-2.6，而卷取速度為5000-5200米/分。利用單個超大氣壓驟冷區(qū)域的壓力生產(chǎn)出了橢圓形并置雙組分纖維，以致使在管8的出口處相應的空氣速度(參見圖2)分別為1141米/分和1695米/分。得到的34根長絲和42分特(38旦)[1.1旦(1.2分特)/長絲]的2G-T//3G-T雙組分紗線具有意想不到的高卷曲收縮(“CCa”)值，即49-62％，這可與實施例1得到的接近兩倍分特/長絲的卷曲值相比。在該低分特時，利用該裝置構(gòu)形和處理條件，更高的速度是不可能的，這是因為在拉伸和熱處理期間以及在卷裝時纖維的斷裂所致。然而，當形成2英寸(5.1厘米)驟冷延遲空間的圓柱體用250℃的帶式加熱器進行加熱并將管8的位置(參見圖2)升高，以致使圖2中的距離“C1”降至基本為零時，以高達5700米/分、2.85的拉伸比生產(chǎn)出甚至更細的2G-T//3G-T雙組分紗線，其具有38分特(34旦)和34根長絲[1.0旦(1.1分特)/長絲]并且具有良好的卷曲收縮值(“CCa”)(40-49％)。因此，對于很細的聚酯雙組分纖維，對驟冷延遲空間進行加熱并縮短驟冷區(qū)域?qū)⒏纳聘咚偬幚淼倪B續(xù)性。由這些長絲制得的編織物和紡織物將具有很柔軟的手感。
實施例5本實施例闡明在各種條件下利用雙區(qū)域順流驟冷。在實施例5A、5B和5C的每一個中，利用圖4的紡絲裝置和圖7的輥和噴絲頭排列，將特性粘度為0.52dl/g的聚(對苯二甲酸亞乙酯)(Crystar4415-675)和實施例1步驟B中制備的聚(對苯二甲酸亞丙基酯)紡成34根并置的雙組分長絲。用于2G-T的擠出機是4E10/24D型單螺桿Barmag(帶有4E4-41-2042型螺桿)。用于3G-T的擠出機是單螺桿BarmagMaxflex(單區(qū)域加熱，30毫米內(nèi)徑)(帶有MAF30-41-3型單螺線螺桿)。通過簡單地將染料片添加至聚合物中并測量染料在纖維中出現(xiàn)所需的時間，以及從纖維中消失所需的時間，而測量擠出機排料口和噴絲板面之間輸送線中的停留時間。對于2G-T輸送線，出現(xiàn)時間為6.5分鐘，消失時間為40分鐘。對于3G-T輸送線，出現(xiàn)時間為4.75分鐘，消失時間為10分鐘。在低于約260℃的溫度下從擠出機中擠出聚(對苯二甲酸亞丙基酯)，并且輸送線也處于約相同的溫度。在后聚結(jié)噴絲板中毛細管之間的角度為30°，而在毛細管出口處其間的距離為0.067毫米。預聚結(jié)噴絲板具有16.7毫米的復合的毛細管和埋頭孔長度。驟冷氣體至少在噴絲板下90毫米進入紡絲柱(圖4中的“A”)，以使氣體僅在延遲之后首先接觸剛紡得的纖維；凹口不有意地進行加熱。驟冷氣體為在20℃和65％相對濕度下提供的空氣。管8a的最小內(nèi)徑為0.75英寸(1.91厘米)，管8b的最小內(nèi)徑為1.5英寸(3.81厘米)。在未加熱的喂料輥13上繞五圈半線圈。拉伸噴絲頭21在0.6巴(6118kg/cm2)和225℃進行操作，并對蒸汽流進行調(diào)節(jié)，以控制拉伸點的位置。拉伸輥14也起熱處理輥的作用并在180℃進行操作；也在這些輥上繞五圈半線圈。絡紗機是市售的Barmag CRAFT 8-經(jīng)紗絡紗機，其卷取速度可達7000米/分。纖維具有并置的截面，并且在實施例5A和5C中，紗線的總旦數(shù)為96，在實施例5B中為108旦(分別為107分特和120分特)。其它紡絲條件和截面形狀以及卷曲收縮值概述于表IV中。
表IV實施例5A5B5C聚合物重量比 60/4050/50 45/55(2G-T//3G-T)2G-T輸送線(℃278 263 278噴絲板種類 后聚結(jié)預聚結(jié) 后聚結(jié)紡絲箱(℃) 278 263 278第一驟冷區(qū)最大 3180 3180 3180氣流速度(m/min)第二驟冷區(qū)最大 2152 2184 2152氣流速度(m/min)喂料輥13速度 2715 2100 2870(m/min)拉伸輥14速度 6810 6835 6833(m/min)拉伸比 2.5 3.2 2.4輥22速度(mpm)6810 6835 6833輥16速度(mpm)6770 6775 6793絡紗機17速度(mpm)6702 6710 6700纖維截面形狀 雪人 圓雪人CCa，％ 55 6758以單卷裝的數(shù)據(jù)計，實施例5B的分特分布為1.36％。表IV中的數(shù)據(jù)表明通過利用本發(fā)明的方法，能夠以很高的速度獲得很高的卷曲值。
實施例6本實施例涉及新穎、高度均勻的雙組分纖維，它包含聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)。其中，所用的聚合物、擠出機、紡絲裝置、噴絲板凹口、驟冷氣體、絡紗機、以及輥和噴絲頭排列與實施例5相同。使用實施例5的后聚結(jié)噴絲板，并且在所有情況下纖維截面形狀均為“雪人”形。聚(對苯二甲酸亞丙基酯)離開擠出機時的溫度低于約260℃，并且輸送線處于約相同的溫度。除實施例6.C以外，凹口不有意地進行加熱，在實施例6.C中凹口加熱至120℃。除實施例6.B以外，喂料輥不有意地進行加熱，在實施例6.B中，喂料輥被加熱至55℃。調(diào)節(jié)拉伸噴絲頭21中的蒸汽流，以便控制拉伸點的位置。拉伸輥14也起熱處理輥的作用并在180℃進行操作。在喂料輥和拉伸輥上繞五圈半線圈。其它紡絲條件和卷曲收縮值概述于表V中。分特分布數(shù)據(jù)列于表VI中。
表V實施例6A6B6C分特 174 17282長絲數(shù) 68 34 34聚合物重量比(2G-T//3-GT) 60/4050/50 50/502G-T輸送線(道生溫度，℃264 262280紡絲箱(道生溫度，℃) 264 262280第一驟冷區(qū)最大氣流速度 3079 3180 2980(m/min)第二驟冷區(qū)最大氣流速度 1895 2184 1766(m/min)蒸汽拉伸噴嘴壓力(kg/m2) 7134 29,572 5099蒸汽拉伸噴嘴溫度(℃) 237 240224喂料輥13速度(m/min)1915 2140-2210 1300-1380拉伸輥14速度(m/min)6123 6845 4300拉伸比 3.2 3.1-3.23.1-3.3輥22速度(m/min)6123 6845 4300輥16速度(m/min)6081 6775 4275絡紗機17速度(m/min)6001 6710 4200卷曲收縮(″CCa″)，％ 57 55 56
表VI實施例卷裝DS(％)6A 1 1.82 2.23 2.04 2.15 1.9平均 2.06B 1 1.92 2.13 1.8平均 1.96C 1 1.32 1.83 1.74 1.8平均 1.6實施例7(對比)本實施例表明了在制備聚酯雙組分纖維時，利用常規(guī)橫流驟冷能夠獲得的均勻性值。使用包含0.3重量％TiO2并按照實施例1所述進行制備但IV為1.02-1.06的聚(對苯二甲酸亞丙基酯)，和聚(對苯二甲酸亞乙酯)(Crystar4415，IV 0.52)。在獨立的擠出機中使聚合物熔融，并在256℃(3G-T)或285℃(2G-T)的熔融溫度下，獨立地輸送至預聚結(jié)噴絲板。在纖維中，3G-T的IV約為0.93，而3G-T的IV約為0.52。2G-T與3G-T的重量比為41/59。利用通過垂直擴散篩網(wǎng)由充氣室提供的16米/分的空氣速度，使擠出的雙組分復絲紗在橫流驟冷裝置中冷卻。使用圖9的輥和噴絲頭排列。在噴絲板面3以下2米處(參見圖9)，應用5重量％(以纖維計)的酯基整理劑。紗線6繞喂料輥和相應的獨立輥13a 2.5次(2.5 times)，通過蒸汽拉伸噴絲頭21(在180℃操作)，然后沿拉伸輥14和相應的獨立輥14a通過。然后在加熱至170℃的熱室76中，在拉伸輥14和一對輥15之間進行第二次拉伸。在兩個熱室輥上總計繞7.5圈。使紗線通過輥22，通過雙股交織噴絲頭20，然后通過輥16。在整理劑施加器10處再施加相同的整理劑，施加量同樣為5重量％。最后，在卷取處17將紗線繞在紙芯管上。輥和卷取速度(米/分)概述于表VII中，而得到的平均分特分布列于表VIII中。
表VII實施例7A7B7C紗的分特數(shù) 167 167 83長絲數(shù) 68 34 34速度，m/min喂料輥13840 325 840拉伸輥142560 10522560熱室輥153110 14953110輥222970 14802970輥162912 14292912卷取處172876 14132876總拉伸比3.7 4.6 3.7表VIII實施例卷裝DS(％)7A 12.2(1)23.132.942.953.263.0平均 2.97B 13.922.933.743.453.662.6平均 3.37C 13.522.733.042.853.0平均 3.0
(1)實施例7A、卷裝1的分特分布為統(tǒng)計異常值，據(jù)信不是利用常規(guī)驟冷方法得到的聚酯雙組分纖維分特分布的真正的值，這可以由實施例7A中得到的高平均分特分布值來證明。
實施例6和7結(jié)果的對比證明本發(fā)明能夠制備通常是均勻的2G-T//3G-T雙組分纖維。
權(quán)利要求
1.一種充分拉伸的卷曲雙組分纖維的制備方法，所述纖維在熱定型后具有30％以上的卷曲收縮值，所述方法包括如下步驟(A)提供在組成上不同的兩種聚酯；(B)從噴絲板使所述兩種聚酯進行熔體紡絲，從而形成至少一根雙組分纖維；(C)將至少一股氣流提供至噴絲板之下的至少一個驟冷區(qū)中，并在纖維運行方向上使該氣流加速至最大速度；(D)使纖維通過所述區(qū)(一個或多個)；(E)以一定的牽引速度牽引纖維，以選擇最大氣體速度與牽引速度之比，來獲得一特定的拉伸比范圍；(F)在50-185℃的溫度和約1.4-4.5的拉伸比下對纖維進行加熱和拉伸；(G)通過將纖維加熱至足以導致熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的溫度，對其進行熱處理；和(H)以至少約3,300米/分鐘的速度卷取纖維。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，聚酯的重量比約為30/70至70/30，所述纖維具有并置或偏心核殼截面，并且其中對纖維以約820-4000米/分的速度進行牽引，加熱至100-175℃并進行拉伸，和通過將其加熱至約140-185℃的溫度而進行熱處理。
3.權(quán)利要求2的方法，其中拉伸比約為2.4-4.0，并且借助將纖維加熱至約160-175℃的溫度而進行熱處理，并以至少約4500米/分的速度進行卷取。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，兩種聚酯是聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的聚酯，所述聚酯的重量比約為30/70至70/30，所述纖維具有并置截面，并且以約1000-3000米/分的速度對纖維進行牽引，借助將其加熱至約140-185℃的溫度而進行熱處理，并以約5000-6100米/分的速度進行卷取。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，在超大氣壓下將氣體提供至驟冷區(qū)域中，聚合物的重量比約為40/60至60/40，并且將步驟(F)和(G)結(jié)合并在約140-185℃的溫度下進行。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，兩種聚酯是聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的聚酯，在超大氣壓下將氣體提供至所述兩個驟冷區(qū)域中，并且聚合物的重量比為40/60至60/40，并借助將纖維加熱至約140-185℃的溫度而對其進行熱處理并以約5000-8000米/分的速度進行卷取。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所選的聚酯是共聚(對苯二甲酸亞乙酯)，其中用來制備共聚多酯的共聚單體選自具有4-12個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二羧酸；具有8-12個碳原子的芳族二羧酸；具有3-8個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二醇；和具有4-10個碳原子的脂族和芳脂族醚二醇。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，共聚單體選自間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇，并且在共聚多酯中的含量約為0.5-15摩爾％，并借助將纖維加熱至約160-175℃的溫度而對纖維進行熱處理。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，利用在噴絲板下面驟冷區(qū)域中的低于大氣壓的壓力，使驟冷氣體在纖維運行方向上進行加速。
10.一種充分拉伸的卷曲雙組分纖維的制備方法，所述纖維在熱定型后的卷曲收縮值在30％以上，所述方法包括如下步驟(A)以約30/70至70/30的重量比提供在組成上不同的兩種聚酯；(B)從噴絲板使兩種聚酯進行熔體紡絲，從而形成至少一根具有并置或偏心核殼截面的雙組分纖維；(C)在噴絲板下面，在超大氣壓下，將第一和第二氣流提供至第一和第二驟冷區(qū)中；(D)在第二驟冷區(qū)域中使氣流合并；(E)使纖維通過所述第一和第二驟冷區(qū)；(F)在纖維運行方向上使氣流加速至最大速度；(G)以約820-4000米/分鐘的牽引速度牽引纖維，以使選擇的最大氣體速度與牽引速度之比能獲得一特定的拉伸比范圍；(H)將纖維加熱至50-185℃的溫度，并在約1.4-4.5的拉伸比下對纖維進行拉伸；(I)借助對纖維加熱至足以導致熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的溫度，以基本恒定的長度對其進行熱處理；和(J)以至少約3,300米/分鐘的速度卷取纖維。
11.權(quán)利要求10的方法，其中，兩種聚酯是IV為0.85-1.50dl/g的聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的、IV為0.45-0.80dl/g的聚酯，拉伸比約為2.4-4.0，并且借助將纖維加熱至約140-185℃的溫度而對其進行熱處理，并以至少約4500米/分鐘的速度卷取纖維。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，用來制備共聚多酯的共聚單體選自間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇，并且在共聚多酯中的含量為0.5-15摩爾％，另外，以約5000-8000米/分鐘的速度卷取纖維。
13.一種充分拉伸的卷曲雙組分纖維的制備方法，所述纖維在熱定型后具有30％以上的卷曲收縮值，所述方法包括如下步驟(A)提供聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的聚酯，這兩種組分具有不同的特性粘度；(B)從噴絲板使兩種聚酯進行熔體紡絲，從而形成至少一根具有并置或偏心核殼截面的雙組分纖維；(C)將氣流提供至噴絲板之下的驟冷區(qū)中；(D)使纖維通過驟冷區(qū)；(E)對纖維進行牽引；(F)將纖維加熱至50-185℃的溫度并在約1.4-4.5的拉伸比下對纖維進行拉伸；(G)借助對纖維加熱至足以導致熱定型后卷曲收縮值在約30％以上的溫度，對其進行熱處理；和(H)以至少約3,300米/分鐘的速度卷取纖維。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所選聚酯和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的重量比約為30/70至70/30，氣流為橫流，并且以約700-3500米/分鐘的速度對纖維進行牽引，借助將纖維加熱至約140-185℃的溫度而進行熱處理，并以至少約4000米/分鐘的速度卷取纖維。
15.權(quán)利要求13的方法，其中所選聚酯和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的重量比約為40/60至60/40，并且以約1000-3000米/分鐘的速度對纖維進行牽引，以約2.4-4.0的拉伸比進行拉伸，借助將纖維加熱至約140-185℃的溫度而進行熱處理，并以至少約4500-5200米/分鐘的速度卷取纖維。
16.權(quán)利要求13的方法，其中所選聚酯的特性粘度約為0.45-0.80dl/g，聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的特性粘度約為0.85-1.50dl/g，并且所述纖維具有并置截面和選自雪人、橢圓和基本上圓形的截面形狀。
17.權(quán)利要求13的方法，其中在熱定型后雙組分纖維的卷曲收縮值在40％以上，并且其中兩種聚酯的特性粘度分別為0.45-0.60dl/g和1.00-1.20dl/g。
18.權(quán)利要求13的方法，其中用來制備共聚多酯的共聚單體選自具有4-12個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二羧酸；具有8-12個碳原子的芳族二羧酸；具有3-8個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二醇；和具有4-10個碳原子的脂族和芳脂族醚二醇。
19.權(quán)利要求18的方法，其中共聚單體選自間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇，并且在共聚多酯中的含量約為0.5-15摩爾％，并借助將纖維加熱至約160-175℃的溫度而進行熱處理。
20.一種約0.6-1.7分特的雙組分纖維，它包含聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的聚酯，在熱定型后其卷曲收縮值在約30％以上，其截面選自并置截面和偏心核殼截面，而截面形狀選自雪人、橢圓和基本圓形。
21.權(quán)利要求20的纖維，其中所選聚酯和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的重量比約為30/70至70/30，在熱定型后纖維的卷曲收縮值在至少約40％以上，并且具有基本上圓形的截面形狀。
22.權(quán)利要求20的纖維，其中，所選聚酯為聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯，其中用來制備共聚多酯的共聚單體選自具有4-12個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二羧酸；具有8-12個碳原子的芳族二羧酸；和具有3-8個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二醇；和具有4-10個碳原子的脂族和芳脂族醚二醇。
23.權(quán)利要求22的纖維，其中，共聚單體選自間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇，并且在共聚多酯中的含量約為0.5-15摩爾％。
24.一種雙組分纖維，在熱定型后其卷曲收縮值在30％以上，并且平均分特分布低于約2.5％，所述纖維包含聚(對苯二甲酸亞丙基酯)和選自聚(對苯二甲酸亞乙酯)和聚(對苯二甲酸亞乙酯)的共聚多酯的聚酯，具有選自并置截面和偏心核殼的截面，以及選自雪人、橢圓、和基本上圓形的截面形狀。
25.權(quán)利要求24的纖維，其具有在40％以上的卷曲收縮值，和在約1.0-2.0％的平均分特分布范圍，并且具有并置截面、基本上圓形的截面形狀。
26.權(quán)利要求25的纖維，其中，所選共聚多酯和聚(對苯二甲酸亞丙基酯)的重量比約為30/70至70/30，并且用來制備共聚多酯的共聚單體選自間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、己二酸、十二烷二酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇，所述共聚單體在共聚多酯中的含量約為0.5-15摩爾％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高度卷曲、充分拉伸的雙組分纖維，它是通過熔體紡絲、然后進行氣流驟冷、熱處理以及高速卷取而制備的，所述纖維為細分特且高度均勻的聚酯雙組分纖維。
文檔編號D01D5/092GK1395630SQ01803879
公開日2003年2月5日 申請日期2001年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月20日
發(fā)明者J·C·張, J·V·庫里安, Y·D·T·恩古蕓, J·E·范特魯姆普, G·瓦斯拉托斯 申請人:納幕爾杜邦公司