專(zhuān)利名稱(chēng)：一種彈性纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈性纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
彈性體材料的應(yīng)用范圍很廣，特別是在個(gè)人衛(wèi)生用品、泳裝及其他領(lǐng)域都得到各種應(yīng)用。本發(fā)明中提到的苯乙烯類(lèi)嵌段 共聚物在彈性方面具有不低于聚氨酯彈性纖維的優(yōu)越特性，并且其耐化學(xué)品性要優(yōu)于聚氨酯彈性纖維，但是此種材料在熔融狀態(tài)時(shí)具有高粘性，導(dǎo)致熔體紡絲纖維在加工期間往往會(huì)粘結(jié)在一起或者粘結(jié)在設(shè)備上。由于這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，苯乙烯類(lèi)嵌段共聚物在用于彈性纖維制備時(shí)遭到了各種挑戰(zhàn)。在以往的專(zhuān)利中，也涉及到此類(lèi)纖維。例如美國(guó)專(zhuān)利US4892903中公開(kāi)了一種使用三嵌段/ 二嵌段共聚物共混物作為制備彈性纖維的方法。但是此種材料具有很高的熔體粘性，因此可以推斷出其紡絲性的惡劣。例如專(zhuān)利CN100569849中公開(kāi)了包含具有高流動(dòng)性的嵌段共聚物的彈性體雙組分纖維，此種纖維的核成分所采用的是苯乙烯類(lèi)嵌段共聚物，而殼成分則是聚丙烯，這很好地解決了彈性纖維制備時(shí)由于熔體粘性高導(dǎo)致的粘結(jié)。但由于殼成分是由PP組成的，在彈性性能上并不是很理想，彈性回復(fù)率僅僅只能達(dá)到80%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種彈性及其應(yīng)力都不低于聚氨酯彈性纖維的彈性纖維以及這種彈性纖維的制造方法。并且此種纖維的耐化學(xué)品性要優(yōu)于氨綸。本發(fā)明的技術(shù)手段是采用苯乙烯類(lèi)嵌段共聚物(SEBS)作為彈性纖維的原料，在紡絲過(guò)程中選用一種硅油作為紡絲油劑，使其表面不再具有高的粘性，很好地解決了紡絲性以及彈性纖維絲卷退繞的問(wèn)題。同時(shí)此種彈性纖維具有的不低于聚氨酯彈性纖維的彈性性能，彈性回復(fù)率和滯后損失率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種彈性纖維，其原料為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯的線性三嵌段共聚物，該嵌段共聚物中苯乙烯含量大于40wt%、小于60wt% ;該彈性纖維在100%拉伸條件下的彈性回復(fù)率為93 %以上，200 %拉伸條件下的彈性回復(fù)率為92 %以上。該彈性纖維原料苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯的線性三嵌段共聚物，是一種苯乙烯熱塑性彈性體，該苯乙烯熱塑性彈性體構(gòu)造為S-EB-S，是以苯乙烯S為末端段，以聚丁二烯加氫得到的乙烯(E)-丁烯(B)共聚物為中間彈性嵌段的線性三嵌段共聚物。其中該嵌段共聚物中苯乙烯(S)含量大于40wt%、小于60wt%。苯乙烯作為剛性鏈段，具有較高的熔點(diǎn)，具有維持纖維形態(tài)、防止塑性形變的功效。如果苯乙烯含量過(guò)低，所得到的彈性纖維在拉伸后強(qiáng)度將大大降低；但是如果作為剛性鏈段的苯乙烯含量過(guò)高，又會(huì)導(dǎo)致柔性鏈段部分含量減少，導(dǎo)致柔軟性和伸縮性下降。因此控制原料中苯乙烯的含量在上述的范圍內(nèi)是得到本發(fā)明的具有不低于聚氨酯彈性纖維應(yīng)力的彈性纖維所必須的。
本發(fā)明的彈性纖維在100%拉伸條件下的滯后損失率小于25%，200%拉伸條件下滯后損失率小于30%。本發(fā)明彈性纖維的苯乙烯含量大于40wt%、小于60wt%，使其彈性性能及其滯后損失率和苯乙烯含量較低的品種比較有所降低，但是其應(yīng)力達(dá)到了和聚氨酯彈性纖維相同的等級(jí)，且其彈性性能及其滯后損失率也和聚氨酯彈性纖維相似。在耐化學(xué)品上此種彈性纖維也比聚氨酯彈性纖維要優(yōu)異。彈性纖維單絲纖度可為Idtex 200dtex。本發(fā)明的彈性纖維的制造方法，具體是選用苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯的線性三嵌段共聚物為原料，該嵌段共聚物中苯乙烯含量大于40wt%、小于60wt%，由熔融紡絲制得彈性纖維，熔融紡絲過(guò)程中選擇甲基硅油作為紡絲油劑，控制彈性纖維的油劑附著率為 0. I 10wt%。上述紡絲得到的纖維進(jìn)一步進(jìn)行冷拉伸，拉伸倍率為I. 5 5倍，卷繞張力控制在 0.01g/d以下，提高其彈性回復(fù)率并降低滯后損失率。此種拉伸對(duì)滯后損失率的改善效果比較明顯，與未經(jīng)冷拉伸的彈性纖維相比，其滯后損失率減少10%以上。本發(fā)明所提供的彈性纖維和市場(chǎng)上的聚氨酯彈性纖維比，有著相近的彈性回復(fù)率，即通常所說(shuō)的彈性，并且其滯后損失率也和本發(fā)明中提到的聚氨酯彈性纖維相似，由于在耐化學(xué)品上及其優(yōu)越的表現(xiàn)完全可以代替聚氨酯彈性纖維成為新一代的彈性絲。具有極其廣闊的市場(chǎng)前景。本發(fā)明中所提到的物性等的評(píng)價(jià)方法如下I、彈性回復(fù)率使用0RIENTEC公司制造的坦錫倫UCT-100型，在試樣長(zhǎng)度5cm、拉伸速度5cm/min條件下進(jìn)行拉伸，拉伸長(zhǎng)度為100%或200%，再以5cm/min恢復(fù)后得到一張彈性圖，橫坐標(biāo)是拉伸距離，縱坐標(biāo)是強(qiáng)度，如附圖I所示，曲線I為拉伸曲線，曲線2為回復(fù)曲線。彈性的計(jì)算公式為(A-B)/AX 100%，A為拉伸后的伸長(zhǎng)距離，B為回復(fù)后殘留的伸長(zhǎng)距離，所得計(jì)算結(jié)果越大，彈性回復(fù)率越好。2、滯后損失率使用0RIENTEC公司制造的坦錫倫UCT-100型，在試樣長(zhǎng)度5cm、拉伸速度5cm/min條件下進(jìn)行拉伸，拉伸長(zhǎng)度為100%或200%，再以5cm/min恢復(fù)后得到一張彈性圖，橫坐標(biāo)是拉伸距離，縱坐標(biāo)是強(qiáng)度，如附圖2所示，曲線I為拉伸曲線，曲線2為回復(fù)曲線。滯后損失率的計(jì)算公式為面積比(S1-S2)/S1X100%，SI為曲線I與橫坐標(biāo)軸所圍成的面積，S2為曲線2與橫坐標(biāo)軸所圍成的面積。所得計(jì)算結(jié)果越小，滯后損失越少。3、應(yīng)力(100%、200%拉伸時(shí))使用0RIENTEC公司制造的坦錫倫UCT-100型，在試樣長(zhǎng)度5cm、拉伸速度5cm/min條件下進(jìn)行拉伸，記錄拉伸長(zhǎng)度達(dá)到100 %或200 %時(shí)的強(qiáng)度。4、耐藥品性(耐游泳池水性)將所得彈性纖維定長(zhǎng)處理，100ml/L的有效鹵素(NaClO)、浴比100 1，處理48小
時(shí)，比較處理前后的強(qiáng)度，計(jì)算強(qiáng)度保持率。計(jì)算公式為強(qiáng)度保持率=處理后強(qiáng)度/處理前強(qiáng)度X 100%。強(qiáng)度保持率越高，耐藥品性能越好。


圖I是應(yīng)力應(yīng)變曲線，用來(lái)計(jì)算彈性回復(fù)率。曲線I為拉伸曲線，曲線2為回復(fù)曲線。A為拉伸后的伸長(zhǎng)距離，B為回復(fù)后殘留的伸長(zhǎng)距離圖2是應(yīng)力應(yīng)變曲線，用來(lái)計(jì)算滯后損失率。曲線I為拉伸曲線，曲線2為回復(fù)曲線。SI為曲線I與橫坐標(biāo)軸所圍成的面積，S2為曲線2與橫坐標(biāo)軸所圍成的面積。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例I以KRATON 公司的 EF-01 (試驗(yàn)品 SEBS 230°C，2. 16Kg 下 MFR = 29. 5，苯乙烯含量41wt% )為原料進(jìn)行紡絲，紡絲油劑選擇甲基硅油，粘度為50cst，油劑附著率3%。紡絲速度為300m/min，得到的纖維冷拉伸倍率為100%。得到的彈性纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為96. 0%，在200%拉伸時(shí)為95.8% ;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為15. 3%，在200%拉伸時(shí)為26. 7% ;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 450mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為0. 789mN/dteX。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為99%。實(shí)施例2以KRATON公司的EF-01為原料進(jìn)行紡絲，紡絲條件和實(shí)施例I相同。得到的彈性纖維經(jīng)過(guò)冷拉伸，拉伸倍率為200%，得到的拉伸后彈性纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為98. 0%，在200%拉伸時(shí)為96. 5%;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為14. 9%，在200%拉伸時(shí)為25. 4% ;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 441mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為0. 744mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為100%。實(shí)施例3以KRATON 公司的 EF-02 (試驗(yàn)品 SEBS，230°C，2. 16Kg 下 MFR = 20. 1，苯乙烯含量46wt%)為原料進(jìn)行紡絲，紡絲條件和實(shí)施例I相同。得到的彈性纖維經(jīng)過(guò)冷拉伸，拉伸倍率為200%，得到的拉伸后彈性纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為97. 0%，在200%拉伸時(shí)為96. 2%;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為20. 8%，在200%拉伸時(shí)為26. 7%；應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 562mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為0. 991mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為100%。實(shí)施例4以KRATON公司的EF-02為原料進(jìn)行紡絲，紡絲速度為200m/min，其他紡絲條件和實(shí)施例I相同。得到的彈性纖維經(jīng)過(guò)冷拉伸，拉伸倍率為250%，得到的拉伸后彈性纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為97. 6%，在200%拉伸時(shí)為96. 6% ;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為19. 4%，在200%拉伸時(shí)為25. 0%;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 549mN/dtex,在200%拉伸時(shí)為0. 943mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為99%。實(shí)施例5以KRATON 公司的 EF_03(試驗(yàn)品 SEBS，230°C，2. 16Kg 下 MFR = 9. 6 苯乙烯含量59wt%)為原料進(jìn)行紡絲，其他紡絲條件和實(shí)施例I相同。得到的彈性纖維進(jìn)行冷拉伸，拉伸倍率為200%，拉伸后的彈性纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為94. 0%，在200 %拉伸時(shí)為95. 0 %;滯后損失率在100 %拉伸時(shí)為24. 6 %，在200 %拉伸時(shí)為30. 0 %;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 600mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為I. 037mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為100%。實(shí)施例6以KRATON公司的EF-03為原料進(jìn)行紡絲，其他紡絲條件和實(shí)施例I相同。得到的彈性纖維進(jìn)行冷拉伸，拉伸倍率為300%，拉伸后的彈性纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100 %拉伸時(shí)為94. 5 %，在200 %拉伸時(shí)為95. I %;滯后損失率在100 %拉伸時(shí)為24. 0 %，在200%拉伸時(shí)為28. 8% ;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 578mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為I. OllmN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為100%。比較例I采用聚氨酯纖維(東麗品LYCRA_167B)作為比較測(cè)試原絲，經(jīng)過(guò)100%冷拉伸 后，對(duì)此品種纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100 拉伸時(shí)為98. 0 *%，在200 %拉伸時(shí)為97. 5% ;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為9. 7%，在200%拉伸時(shí)為21. 6% ;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 400mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為0. 737mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為70%。比較例2采用聚氨酯纖維(LYCRA-167B)作為比較測(cè)試原絲，經(jīng)過(guò)200%冷拉伸后，對(duì)此品種纖維測(cè)試其彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為98. 0%，在200%拉伸時(shí)為97. 2% ；滯后損失率在100%拉伸時(shí)為9.6%，在200%拉伸時(shí)為20. 2% ;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 382mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為0. 704mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為70%。比較例3采用聚氨酯纖維(東麗品LYCRA_127C)作為比較測(cè)試原絲，對(duì)此品種纖維進(jìn)行冷拉伸，拉伸倍率為100%測(cè)試?yán)旌罄w維彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為98. 0%，在200%拉伸時(shí)為97. 2% ;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為12. 1%，在200%拉伸時(shí)為31. 1% ；應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 788mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為I. 452mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為0 %。比較例4采用聚氨酯纖維(東麗品LYCRA_127C)作為比較測(cè)試原絲，對(duì)此品種纖維進(jìn)行冷拉伸，拉伸倍率為200%，測(cè)試?yán)旌罄w維彈性即彈性回復(fù)率，在100%拉伸時(shí)為98. 9%，在200%拉伸時(shí)為98. 8% ;滯后損失率在100%拉伸時(shí)為9. 7%，在200%拉伸時(shí)為26. 0% ;應(yīng)力在100%拉伸時(shí)為0. 733mN/dtex，在200%拉伸時(shí)為I. 360mN/dtex。耐藥品性測(cè)試處理48小時(shí)后，強(qiáng)度保持率為0%。實(shí)施例及比較例的各具體參數(shù)見(jiàn)表I。
權(quán)利要求
1.一種彈性纖維，其特征是該彈性纖維的原料為苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯的線性三嵌段共聚物，該嵌段共聚物中苯乙烯含量大于40wt%、小于60wt% ;該彈性纖維在100%拉伸條件下的彈性回復(fù)率為93%以上，200%拉伸條件下的彈性回復(fù)率為92%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性纖維，其特征是該彈性纖維在100%拉伸條件下的滯后損失率小于25%, 200%拉伸條件下的滯后損失率小于30%。
3.—種權(quán)利要求I所述彈性纖維的制造方法，其特征是選用苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯的線性三嵌段共聚物為原料，該嵌段共聚物中苯乙烯含量大于40wt%,小于60wt%,由熔融紡絲制得彈性纖維，熔融紡絲過(guò)程中選擇甲基硅油作為紡絲油劑，控制彈性纖維的油劑附著率為O. I IOwt % ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彈性纖維的制造方法，其特征是將該彈性纖維進(jìn)行冷拉伸， 拉伸倍率為I. 5 5倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種彈性纖維以及其生產(chǎn)方法，該彈性纖維的原料為苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯的線性三嵌共聚物，該嵌段共聚物中苯乙烯含量大于40wt％，小于60wt％；該彈性纖維在100％拉伸條件下的彈性回復(fù)率為93％以上，200％拉伸條件下的彈性回復(fù)率為92％以上。本發(fā)明所提供的彈性纖維有著和聚氨酯彈性纖維相似的彈性性能，而且此種彈性纖維的耐藥品性要優(yōu)于聚氨酯彈性纖維，可以用作高應(yīng)力要求的泳裝等，具有極其廣闊的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)D01D5/08GK102758269SQ201110116200
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者張磊, 望月克彥, 李旭 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司