專利名稱：聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用熔融紡紗法獲得的聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維及其制造方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種具有最適合于用作衣料的三葉型截面的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗、以及能穩(wěn)定且長時間連續(xù)地制造該異型紗的工業(yè)化制造方法。
背景技術(shù)：
很久以前人們就知道具有近似于三角形的三葉型截面等異型截面的聚對苯二甲酸乙二醇酯(以下稱PET)異型紗，而且，在大量地進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。該PET異型紗，一般情況下是使不含消光劑—氧化鈦或與圓截面纖維相比含有較少量的氧化鈦的聚合物(通稱叫透明聚合物)，穿過具有Y字形截面孔、T字形截面孔或這些形狀的變形孔的噴絲頭進(jìn)行制造的。這些氧化鈦的含有量少的PET的三葉型截面異型紗，由于聚合物的亮度和截面形狀的組合效果，呈絲綢一樣的優(yōu)雅的光澤。因此，作為能看做衣料用的高級品的軟滑的聚酯纖維進(jìn)行大量生產(chǎn)。
雖然共同點是具有與紡紗噴絲孔的Y字形孔或T字形孔的三個末端部相對應(yīng)的三個前端部，但，嚴(yán)格地說，還有各種三葉型的形狀。例如，還有(i)三葉型截面的外周線是由除了3個前端部朝向截面外部，其余都是凹的曲線(向內(nèi)側(cè)凹的曲線)構(gòu)成的(圖3)；(ii)包含三個前端部，全部由向截面外部凸的曲線(向外膨出的曲線)構(gòu)成的(圖1)；(iii)大致為三角形的等(圖2)。
另一方面，聚對苯二甲酸丙二醇酯(以下簡稱為3GT)纖維在以下技術(shù)文件中對該領(lǐng)先技術(shù)進(jìn)行了公開(A)日本專利公報特開昭52-5320號；(B)日本專利公報特開昭52-8123號；(C)日本專利公報特開昭52-8124號；(D)日本專利公報特開昭58-104216號；(E)J.PolymerSciencePolymer Phisics Edition第14卷、第263～274頁(1976)；及(F)Chemical Fibers International第45卷(4月號)、第110～111頁(1995)等。根據(jù)(F)的記載，3GT纖維具有由于其固體結(jié)構(gòu)的原因，楊氏彈性模量比PET纖維小，拉伸回復(fù)率高(即、彈性界限范圍大)這一特征。
如上所述，PET異型紗也在工業(yè)化大量生產(chǎn)，對其截面形狀也進(jìn)行了許多研究，與此相反，關(guān)于3GT異型紗的現(xiàn)有技術(shù)卻極少。雖然在日本專利公報特開平9-3724號(EP 745711 A1)對具有三葉型截面的3GT異型紗有所記載，但在該公報中記載的三葉型截面異型紗是地毯用BCF紗線，其單紗纖度在15旦尼爾(16.7分特)以上，不適合于用作衣料。另外，對于其截面形狀僅有為三葉形的記載，但對形狀的詳細(xì)說明卻沒有任何記載或暗示。
這樣一來，在此之前并沒有對單紗纖度在8.9分特(8旦尼爾)以下的衣料用的3GT三葉型截面異型紗進(jìn)行記載的領(lǐng)先技術(shù)，況且，暗示適合于用作衣料的軟滑的3GT復(fù)絲異型紗所需要的氧化鈦含有率的領(lǐng)先技術(shù)完全沒有。
眾所周知，在是PET異型紗的場合，為了獲得軟滑的光澤，最好是采用三葉型截面，其外周線為向截面外部凹的曲線。但是，由于該截面形狀為三葉型的異型截面紗，呈現(xiàn)稱為閃光的刺眼感，所以，其光澤缺乏優(yōu)雅感。因此，在是PET異型紗的場合，為了獲得優(yōu)雅的軟滑光澤，是三葉型還不夠，必須采用五葉型或八葉型等復(fù)雜的多葉型。(參照日本纖維學(xué)會編「纖維的形狀」第170頁～173頁(1982年))與此相反，3GT其現(xiàn)狀是，除了折射率與PET不同之外，對于截面形狀和光澤的關(guān)系、或用于獲得優(yōu)雅的軟滑光澤的截面形狀來說，則一無所知。
另外，眾所周知，在用聚酯或尼龍進(jìn)行熔融紡紗時，若持續(xù)紡紗一定時間，則由聚合物的分解物等構(gòu)成的污物附著在紡紗噴絲孔的周邊(通稱叫作擁堵現(xiàn)象或眼眵現(xiàn)象)。由于這樣的污物妨礙形成圓滑的纖維，所以，斷紗增加，竟然不可能持續(xù)紡紗。因此，通常在工業(yè)上，為了保持平穩(wěn)的紡紗狀態(tài)，以一定周期清理紡紗噴絲頭表面，除去污物。由于為了進(jìn)行清理必須暫時中斷紡紗，所以，生產(chǎn)出現(xiàn)故障。因此，從作業(yè)效率和原料聚合物的利用率等方面來說，清理周期長為好。
為了減輕上述這樣的擁堵現(xiàn)象、延長清理周期，人們也進(jìn)行了研究。例如，在日本專利公報特開平5-78904號提出的方案是，為了減輕上述擁堵現(xiàn)象，使用圖7那樣的Y字型的變型類型，即使用為d/D＝1/3～2/3這種形狀的紡紗噴絲孔，制造聚酯三葉型異型紗。在此，D是從三葉型孔的噴出中心向孔截面外周線的外接三角形的一個邊所引的垂線的長度(mm)，d是噴出中心和該垂線與圓弧狀曲線的交點之間的距離(mm)。
在是3GT纖維的場合，由于上述擁堵現(xiàn)象特別顯著，所以，例如，在日本專利公報特開平11-200143號提出的方案是，為了減輕擁堵現(xiàn)象，將紡紗噴絲頭表面溫度保持在特定的溫度，涂布脫模劑，以及將每個紡紗噴絲頭的單一的孔的聚合物表面積設(shè)定為特定值等。但是，在上述公報，對于異型紗的擁堵現(xiàn)象的發(fā)生狀況及其減輕擁堵的對策，未作任何記載，甚至連暗示也沒有。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的第1目的，在于提供一種單紗截面形狀均勻、在其制造過程和加工時很少產(chǎn)生毛刺的、適合于用于衣料、地毯或產(chǎn)業(yè)的三葉型截面的3GT異型紗，以及提供一種能長時間連續(xù)地對該異型紗進(jìn)行紡紗的、即能工業(yè)化生產(chǎn)的制造方法。
本發(fā)明的第2目的，在于提供一種單紗截面形狀均勻、在其制造過程以及假捻或編織等加工過程中很少產(chǎn)生毛刺的、適合于用于衣料的軟滑的3GT異型紗，即單紗纖度在8.9分特(8旦尼爾)以下的透明3GT異型紗，以及提供一種能長時間連續(xù)地對該異型紗進(jìn)行紡紗的制造方法、即能工業(yè)化生產(chǎn)的制造方法。
本發(fā)明人為了達(dá)到上述目的進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在制造3GT異型紗時存在以下問題與PET相比，3GT在熔融狀態(tài)進(jìn)行紡紗過程中，聚合物容易附著在紡紗噴絲孔的周邊，或容易引起污物(所謂擁堵現(xiàn)象或眼眵現(xiàn)象)。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在在紡紗開始后在極短的時間內(nèi)有斷紗、難以連續(xù)地進(jìn)行紡紗的傾向。另外，在產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象的狀態(tài)下，具有獲得的異型紗的單紗截面的形狀會變化的傾向、或由于有斷紗產(chǎn)生的毛刺多的傾向。即使利用具有圖7所示的變形類型的Y字形孔的紡紗噴絲頭，也不能解決這些問題。
另外，與PET相比，3GT纖維有特異的摩擦特性，纖維—纖維間、纖維—金屬間、以及纖維—陶瓷間的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)大。因此，在延伸工序或加工工序，由于摩擦容易產(chǎn)生斷紗或毛刺。這種傾向在作為消光劑使用的氧化鈦含有率低的、所謂透明聚合物尤其顯著。
再有，本發(fā)明人，銳意研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在制造3GT異型紗時，要使用特定形狀的紡紗噴絲頭，具體地說，要比Y字型更接近三角形，要將紡紗溫度、紡紗噴絲頭表面溫度、聚合物噴出線速度V設(shè)定在特定的范圍，由此能抑制聚合物向紡紗噴絲孔周邊附著或產(chǎn)生污物(擁堵現(xiàn)象或眼眵現(xiàn)象)，能實現(xiàn)清理周期為12小時以上。
另外還發(fā)現(xiàn)，用本發(fā)明的制造方法獲得的異型紗，是單紗截面形狀均勻的、加工時很少產(chǎn)生毛刺。特別是，發(fā)現(xiàn)通過使3GT中的氧化鈦的含有量在特定的范圍內(nèi)，在使用透明聚合物的情況下，能使摩擦特性適中，在對三葉型截面的異型紗進(jìn)行延伸和后加工時，能抑制斷紗和毛刺的產(chǎn)生，同時，能顯現(xiàn)軟滑的光澤。
即，本發(fā)明如以下所述1.一種3GT異型紗，其特征是由95摩爾％以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成，由固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的3GT構(gòu)成，且具有三葉型截面，該三葉型截面的外周線都是由向截面外部凸的曲線構(gòu)成、或該三葉型截面的外周線由向截面外部凸的曲線和直線構(gòu)成。
2.上述1所記載的3GT異型紗，含有0.03～0.15wt％的氧化鈦，且單紗纖度在8.9分特(8旦尼爾)以下。
3.上述1或2所記載的3GT異型紗，異型度是1.15～1.35。
4.上述1、2或3所記載的3GT異型紗，光澤度是50～75。
5.3GT異型紗的制造方法，其特征是使由95摩爾％以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成、固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的3GT從具有三葉型孔的噴絲頭穿過、將其擠出，且i)該三葉型孔的截面外周線由半圓狀的三個前端部和連接該半圓狀前端部之間的向孔外部凹的圓弧狀曲線構(gòu)成，且d/D都是0.7～1.0；(但是，D是從三葉型孔的噴出中心向孔截面外周線的外接三角形的一個邊引的垂線的長度(mm)，d是噴出中心和該垂線與圓弧狀曲線的交點的距離(mm)。)ii)紡紗溫度是255～275℃；iii)紡紗噴絲頭表面溫度是250～275℃；iv)從紡紗噴絲孔噴出的噴出速度V和3GT的固有粘度[η]的積V×[η]是4～13(m/分)(dl/g)。
6.上述5所記載的3GT異型紗的制造方法，是3GT的氧化鈦含有率是0.03～0.15wt％。
7.用上述5或6所記載的方法獲得的3GT異型紗。


圖1是根據(jù)顯微鏡照片攝影法拍攝的、表示本發(fā)明的三葉型3GT異型紗的單紗截面(例1，飯團(tuán)型)的簡圖。由此可知，外周線全部由向截面外凸的曲線構(gòu)成。
圖2是根據(jù)顯微鏡照片攝影法拍攝的、表示本發(fā)明的三葉型3GT異型紗的單紗截面(例2，飯團(tuán)型)的簡圖。由此可知外周線由向截面外凸的曲線和直線構(gòu)成。
圖3是根據(jù)顯微鏡照片攝影法拍攝的、表示比較例(不是本發(fā)明的三葉型3GT異型紗)的單紗截面(例3)的簡圖。由此可知，外周線包含向截面外凹的曲線。
圖4是表示圖1或圖2所示的飯團(tuán)型截面的一種形式(例4，等邊三角形型)的簡圖。
圖5是表示圖1或圖2所示的飯團(tuán)型截面的一種形式(例5，3軸不等長型)的簡圖。
圖6是表示本發(fā)明所使用的紡紗噴絲孔的截面(d/D＝0.7～1.0)的一個例子的簡圖。
圖7是表示現(xiàn)有技術(shù)(日本專利公報特開平5-78904號)所記載的紡紗噴絲孔的截面(d/D＝1/3～2/3)的一個例子的簡圖。
圖8是表示為了制造本發(fā)明的三葉型3GT異型紗而使用的紡紗機(jī)的一個例子的大概情況的圖。
圖9是表示為了制造本發(fā)明的三葉型3GT異型紗而使用的延伸機(jī)的一個例子的大概情況的圖。
實施發(fā)明的最佳形式以下更加詳細(xì)地對本發(fā)明進(jìn)行說明。
而且，在本發(fā)明中，對于異型紗的截面形狀的說明，是依據(jù)后述的根據(jù)截面形狀的顯微鏡照片攝影法獲得的照片而進(jìn)行的。
本發(fā)明的3GT異型紗，由95摩爾％以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成，由固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的3GT構(gòu)成，且具有三葉型截面的3GT異型紗，是該三葉型截面的外周線都是由向截面外部凸的曲線構(gòu)成的、或三葉型截面的外周線由向截面外部凸的曲線和直線構(gòu)成的3GT異型紗。本發(fā)明的異型紗包含復(fù)絲和將其切斷獲得的短纖維。
本發(fā)明的3GT，其95摩爾％以上由對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元構(gòu)成，5摩爾％以下由其它酯重復(fù)單元構(gòu)成。即，本發(fā)明的3GT包括3GT均聚物、含有5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元的均聚3GT及其共聚3GT。
共聚成分的例子如以下所述作為酸成分，是間苯二甲酸或5-硫代間苯二甲酸鈉所代表的芳香族二羧酸、己二酸、衣康酸所代表的脂肪族二羧酸等等，作為乙二醇成分是丙二醇、乙二醇、聚乙二醇等等。另外，羥基苯甲酸等的羥基羧酸也是其例子。再有，不妨包含若干共聚合成分。
本發(fā)明的3GT的固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)。固有粘度[η]用后述的方法進(jìn)行測定。固有粘度[η]不到0.7(dl/g)，斷裂強度在2.65cN/分特(3g/旦尼爾)以下，不實用。另外，若固有粘度[η]超過1.3(dl/g)，則復(fù)絲的對熱的尺寸穩(wěn)定性惡化，且原料的3GT的制造成本提高。適合于用作衣料的固有粘度[η]最好是0.8～1.1(dl/g)。
本發(fā)明的3GT，可含有氧化鈦等消光劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、抗靜電劑、紫外線屏蔽劑、抗菌劑、各種顏料等添加劑或作為共聚合成分含有。
本發(fā)明的3GT異型紗出于手感或軟滑的光澤面等方面的考慮，必須具有三葉型截面。再有，本發(fā)明的36T異型紗的截面所具有的形狀是其截面的外周線全部由向截面外部凸的曲線構(gòu)成或外周線由向截面外部凸的曲線和直線構(gòu)成(以下對這樣的截面形狀稱為飯團(tuán)型)。圖1、圖2所示是飯團(tuán)型截面形狀的一個例子。
象圖3那樣的、截面的外周線具有向截面外部凹的曲線部的三葉型截面，在制造異型紗時，擁堵現(xiàn)象比較顯著，豈止實際上連續(xù)紡紗是不可能的，獲得的異型紗大多產(chǎn)生毛刺，編織等后加工也很困難。另外，即使在光澤感方面，折射率與PET不同的36T，是大多見于PET異型紗的圖3那樣的截面的異型紗，強烈刺眼，不適合于用做衣料。
與此相反，圖1、圖2所示那樣的飯團(tuán)型截面的異型紗在制造時能長時間地連續(xù)紡紗，編織等后加工工藝性優(yōu)異，光澤感也具有不刺眼的柔和的光澤，最適合于用于衣料。
飯團(tuán)型截面形狀，為連接三個前端部的頂點的三角形的形狀為正三角形(圖1)、等腰三角形(圖4)、三邊不等長三角形(圖5)形狀的任意一種都可以，飯團(tuán)型的鼓起狀態(tài)近似三角形的比近似于圓形的要好。
對本發(fā)明的36T異型紗的單紗纖度并沒有特別的限定，但在衣料用的異型紗的場合，最好是在8.9分特(8旦尼爾)以下。若單紗纖度超過8.9分特，則具有手感變硬的傾向。表示作為衣料用有理想的柔軟度的單紗纖度的理想范圍在6.7分特(6旦尼爾)以下，更理想的范圍是0.6～3.3分特(0.5～3旦尼爾)。
本發(fā)明的3GT異型紗的氧化鈦的含有率并沒有特別的限定，但最好是在0.03～0.15wt％。作為消光劑添加的氧化鈦對摩擦系數(shù)有影響，其含有率不到0.03wt％，則異型紗的摩擦系數(shù)變大，有制造工藝過程或后加工工藝過程的性能惡化的傾向。另外，光澤強烈，由于領(lǐng)域的不同，不適合于用作衣料。另一方面，若氧化鈦含有率超過0.15wt％，則由于消光過效，難以出現(xiàn)軟滑的光澤。從在制造工藝過程和加工工藝過程中的斷紗及產(chǎn)生毛刺和軟滑的光澤這兩方面考慮，氧化鈦含有率的最理想的范圍是0.03～0.09wt％。
本發(fā)明的3GT異型紗用后述的方法測定的異型度最好是1.15～1.35。異型度不到1.15則光澤變?nèi)?，與圓截面的差別變小。另外，若異型度超過1.35，則在紡紗時紡紗噴絲孔的擁堵現(xiàn)象顯著，得到的綿紗毛刺、松弛絲較多，有的不適合于加工。另外，有的光澤強烈，不適合于用作衣料。
本發(fā)明的3GT異型紗，用后述的方法測定的光澤度最好是50～75。光澤度不到50則光澤變?nèi)酰c圓截面的差別變小。另外，若光澤度超過75，則光澤變得過強，有的不適合于用作衣料。較理想的范圍是55～70，更理想的范圍是60～70。該光澤度，可以通過氧化鈦含有率和異型度的適當(dāng)?shù)慕M合來達(dá)到。
本發(fā)明的3GT異型紗，適合于用具有下列特征的3GT異型紗的制造方法獲得使由95摩爾％以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成，固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的3GT從具有三葉型孔的噴絲頭穿過、將其壓出，且i)該三葉型孔的截面外周線由半圓狀的三個前端部和連接該半圓狀前端部的向孔外部凹的圓弧狀曲線構(gòu)成，且d/D都是0.70～1.0；(但是，D是從三葉型孔的噴出中心向孔截面外周線的外接三角形的一個邊引的垂線的長度(mm)，d是噴出中心和該垂線與圓弧狀曲線的交點的距離(mm)。)ii)紡紗溫度是255～275℃；iii)紡紗噴絲頭表面溫度是250～275℃；iv)從紡紗噴絲孔噴出的噴出速度V和3GT的固有粘度[η]的積是4～13(m/分)(dl/g)。
在本發(fā)明的制造方法中，出于降低擁堵現(xiàn)象、能長期穩(wěn)定地獲得單紗截面形狀均勻的異型紗這方面的考慮，紡紗噴絲頭的三葉型孔的截面外周線由三個半圓狀的前端部和連接該半圓狀前端部之間的向孔外部凹的圓弧狀曲線構(gòu)成，且d/D都是0.70～1.0。用于獲得圖4或圖5那樣的截面的單紗的三葉型孔，三個d/D為不同的值。在d/D超過1.0或該圓弧狀曲線是向孔外部凸的場合，得到的單紗的截面大致是圓形，不能稱其為異型紗。d/D的理想的范圍是從0.70到0.90。
在本發(fā)明的制造方法中，紡紗溫度是255～275℃。在此，所謂紡紗溫度是指即將紡紗前的、是3GT熔融體的溫度的紡紗噴絲頭底座5(參照圖8)內(nèi)的溫度。一般情況下，與PET相比，由于3GT的熱分解性高，所以，在超過能用PET進(jìn)行紡紗那樣的275℃的紡紗溫度，因為由于紗彎曲或分解氣體產(chǎn)生氣泡，不僅不能順利地紡紗，得到的纖維的物理性能也不好。另一方面，紡紗溫度不到255℃，即使其它必要條件如何齊備，由于熔裂等原因，要想順利地紡紗也是很困難的。其理由是由于不到255℃的紡紗溫度，接近3GT的熔點，所以，熔融粘度急劇增高。紡紗溫度的理想的范圍是熔裂及熱分解都完全沒有問題的255～270℃。
在本發(fā)明的制造方法中，紡紗噴絲頭的表面溫度是250～275℃。3GT具有紡紗噴絲頭表面溫度越低，越容易產(chǎn)生由于聚合物向噴絲孔邊附著而引起的擁堵現(xiàn)象的傾向，這一點是通過本發(fā)明人的研究首次發(fā)現(xiàn)的。紡紗噴絲頭表面溫度不到250℃，擁堵現(xiàn)象顯著，不可能連續(xù)地進(jìn)行紡紗。另一方面，在紡紗噴絲頭表面溫度超過275℃的范圍，復(fù)絲的纖度變動值U％成為問題的程度就越大，偏離出質(zhì)量適當(dāng)?shù)姆秶?。從擁堵現(xiàn)象和纖度變動值U％的觀點出發(fā)，紡紗噴絲頭表面溫度的理想范圍是255～270℃，更理想的范圍是258～270℃。
如圖8所表明的那樣，紡紗噴絲孔6連接、安裝在旋轉(zhuǎn)底座5上，由于通常旋轉(zhuǎn)底座5安裝在旋轉(zhuǎn)頭4內(nèi)，所以，紡紗噴絲頭表面溫度與紡紗溫度(旋轉(zhuǎn)頭溫度)同步變化，通常比其低5～15℃左右。
也可以采用通過積極地對紡紗噴絲頭或紡紗噴絲頭正下方的氛圍氣進(jìn)行加熱、與紡紗溫度不同而獨立地調(diào)節(jié)紡紗噴絲頭表面溫度的方法。
在本發(fā)明的制造方法中，從紡紗噴絲孔噴出的噴出線速度V與3GT的固有粘度[η]的積V×[η]必須是4～13(m/分)(dl/g)。上述積V×[η]不到4(m/分)(dl/g)，在由噴出的聚合物形成纖維時，不會出現(xiàn)均勻的細(xì)化。即，僅能得到沿纖維長度方向粗細(xì)變化(纖度變動值U％過大)的纖維。另外，上述積V×[η]若超過13(m/分)(dl/g)，則擁堵現(xiàn)象顯著，不可能連續(xù)地進(jìn)行紡紗。從纖度變動值U％和擁堵現(xiàn)象這兩方面考慮，上述積V×[η]的理想的范圍是4～9(m/分)(dl/g)。
在此，所謂從紡紗噴絲孔噴出的速度V，是紡紗噴絲頭的噴出面積和每孔的聚合物噴出量的函數(shù)，能用下式(1)算出V(cm/分)＝(X/ρ)/Y …(1)(式中X表示每孔聚合物噴出量(g/分)，Y表示孔的噴出面積(cm2)，另外，ρ是熔融的3GT的密度(g/cm3)，ρ＝1.15g/cm3。)通常，由于規(guī)定的單紗纖度、即，每孔的聚合物噴出量X是事先確定的，所以，調(diào)節(jié)從噴絲孔噴出的噴出線速度V，要用孔的噴出面積進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的制造方法中，3GT中的氧化鈦的含有率最好是0.03～0.15wt％。其理由和含有率的理想范圍與在上述異型紗的場合所說明的相同。
以下，根據(jù)圖8和圖9對本發(fā)明的3GT異型紗的制造方法的一個例子進(jìn)行說明。
首先，如圖8所示，將在本發(fā)明規(guī)定的3GT顆粒連續(xù)地投入到連續(xù)聚合物顆粒干燥機(jī)1中，用熱風(fēng)將其干燥至回潮率達(dá)30ppm。干燥的顆粒連續(xù)地供給到設(shè)定在255～265℃的擠壓機(jī)2，將其加熱到3GT的熔點以上的溫度，使其熔化。熔融的3GT然后經(jīng)過彎頭3供給到保持在規(guī)定溫度的旋轉(zhuǎn)頭4，在旋轉(zhuǎn)底座5內(nèi)調(diào)整至紡紗溫度，且進(jìn)行過濾。
然后，熔融的3GT穿過安裝在旋轉(zhuǎn)底座5內(nèi)的具有三葉型孔的紡紗噴絲頭6，能變成異型紗噴出，成為長絲7。噴出的3GT的長絲7，接著被導(dǎo)入冷卻區(qū)，由冷卻風(fēng)8一邊冷卻到室溫，一邊由以500m/分以上的圓周速度旋轉(zhuǎn)著的導(dǎo)絲輥11的牽引力細(xì)化到規(guī)定的纖度，在其中途，由潤滑噴絲板9給予整理劑，成為復(fù)絲異型紗的未延伸紗10。未延伸紗10用卷繞機(jī)12卷繞，制成未延伸紗包13。
接著，該未延伸紗包13被送到圖9所示的延伸機(jī)。未延伸紗10在用供給輥14加熱到45～65℃之后，以規(guī)定的延伸比延伸，在用設(shè)定在100～150℃的電熱板15進(jìn)行熱處理后，成為延伸紗16。延伸比用供給輥14和延伸輥17的速度比設(shè)定。得到的延伸紗16根據(jù)需要卷繞成有捻的錠形狀18或無捻的筒子紗形狀。
以下對本發(fā)明的測定方法、評價方法和截面形狀的觀察方法等進(jìn)行說明。
(a)固有粘度[η]固有粘度[η]是依據(jù)下式(2)的定義求出的值[η]＝lim(ηr-1)/C …(2)C→0(但是，ηr是將3GT聚合物溶解在純度在98％以上的鄰氯酚中，稀釋成規(guī)定的聚合物的濃度C(g/l00ml)的溶液在35℃測定的粘度，除以在同一溫度下測定的上述溶劑的粘度的值，稱為相對粘度。)對多種的C測定相對粘度，將C外插至0，求出固有粘度[η]。
(b)單紗的截面形狀照片用熔融的石蠟包埋綿紗，放置大約5分鐘使其固化。然后，用切片機(jī)與纖維軸成直角地切包埋試樣，得到厚度5～7微米的切片。然后，將切片試樣放置在載片上，對載片進(jìn)行加熱，使石蠟熔解。然后，滴一滴橄欖油，用玻璃罩壓住。
接著用光學(xué)顯微鏡(奧林巴斯光學(xué)工業(yè)股份有限公司制、商品名“BH-2”，型式B701)對單紗截面進(jìn)行觀察、攝影，得到截面照片。放大倍數(shù)根據(jù)需要設(shè)定為200～500倍。
(c)異型度根據(jù)用上述(b)的方法拍攝的截面照片，測定截面的最大內(nèi)接圓半徑和最小外接圓半徑R，由下式(3)求出異型度＝R/r …(3)(d)光澤度將機(jī)制紙粘貼在長7cm、寬5cm、厚1mm的鋁板上，從上方加上0.1cN/分特的載荷，將試樣纖維卷繞6層。卷繞的間距象沒有間隙那樣，以100根/cm的密度進(jìn)行卷繞。
對該纖維試樣板用斯喀(スガ)試驗機(jī)公司制的數(shù)字變角光澤度計(UGV-4D型)，按照日本標(biāo)準(zhǔn)JIS-1013(B法)測定測定角度為60°的光澤度。試驗對試樣板的外表和里面分別進(jìn)行測定，將兩者的平均值作為纖維的光澤度。
對含有0.05wt％的氧化鈦的、固有粘度[η]是0.90(dl/g)的透明3GT顆粒，使用圖8和圖9所示那樣的紡紗機(jī)和延伸機(jī)(延捻機(jī))，進(jìn)行38.9分特(35旦尼爾)/24長絲的三葉型截面的復(fù)絲異型紗的制造試驗。
用該試驗對從紡紗噴絲頭的Y字型孔噴出的噴出線速度V和3GT的固有粘度[η]的積V×[η]給復(fù)絲異型紗的單紗截面形狀、擁堵現(xiàn)象的發(fā)生狀況和穩(wěn)定紡紗時間的影響進(jìn)行研究。
該紡紗機(jī)可同時安裝16個紡紗噴絲頭。
在各例子中，同時對16根未延伸紗進(jìn)行紡紗，在此期間，用進(jìn)行5kg卷4次轉(zhuǎn)換卷繞的程序進(jìn)行試驗。該試驗若中途不產(chǎn)生斷紗現(xiàn)象，則為26小時的連續(xù)紡紗。
在接著對其進(jìn)行延伸時，將該轉(zhuǎn)換的16根未延伸紗包同時掛在延伸機(jī)上，進(jìn)行2.5kg卷2次轉(zhuǎn)換的延伸，成為4次重紡(相當(dāng)于卷繞的4次轉(zhuǎn)換)的程序。因此，延伸變成了轉(zhuǎn)換。
在各例中，對表1所示的8種(A～H)不同的紡紗噴絲頭進(jìn)行試驗。
各紡紗噴絲頭是正三角形的噴絲孔，存在的三個d/D值如表1所示。
在本試驗中，用表1所示的8種(A～H)紡紗噴絲頭，分別對以下方面進(jìn)行評價(1) 復(fù)絲異型紗的截面形狀、異型度(2) 從開始紡紗到24小時后的紡紗噴絲孔周邊的污染程度(擁堵現(xiàn)象的程度)(3) 延伸的各落卷的延伸收縮率(4) 得到的綿紗的光澤度、光澤感(5) 得到的綿紗的可編織性在各例子中，紡紗噴絲頭以外的條件如以下所述<紡紗條件>
顆粒干燥溫度和達(dá)到的回潮率130℃、25ppm擠壓機(jī)溫度260℃紡紗溫度265℃聚合物噴出量12.9g/分/紗線紡紗噴絲頭表面溫度253℃冷卻風(fēng)條件溫度22℃、相對濕度90％整理劑10wt％水乳膠整理劑附著率0.8wt％未延伸紗牽引速度(導(dǎo)絲輥圓周速度)1500m/分卷繞速度調(diào)節(jié)至卷繞張力為0.07cN/分特(0.08g/旦尼爾)未延伸紗的卷質(zhì)量5kg/1筒<延伸條件>
供給輥溫度55℃電熱板溫度130℃延伸輥溫度非加熱(室溫)延伸比設(shè)定為異型紗的斷裂延伸度大約為40％卷繞速度800m/分延伸紗的卷質(zhì)量2.5kg/1錠在即將開始紡紗之前，在對紡紗噴絲頭進(jìn)行清理之后，進(jìn)行紡紗試驗。將結(jié)果示于表1、2。
本試驗的結(jié)果，得到的復(fù)絲異型紗的截面形狀，在紡紗噴絲頭A、B、C、G(比較例1、2、3、4)是圖3型，在紡紗噴絲頭F(實施例3)是圖2型，在紡紗噴絲頭D、E、H(實施例1、2、4)是圖1型。而且，所謂圖1型是指圖1所示的截面形狀。其它也同樣。
用肉眼觀察紡紗噴絲孔周邊的的污物，觀察的結(jié)果，在紡紗噴絲頭A和B，從剛剛開始紡紗，污物就開始附著，隨時間一起逐漸增長，擁堵現(xiàn)象顯著，在紡紗的第2落卷斷紗激增，不可能繼續(xù)進(jìn)行紡紗。
在紡紗噴絲頭C和G，在紡紗開始后3小時左右，污物開始附著，隨時間一起逐漸增長，由于擁堵現(xiàn)象顯著，所以在紡紗的第3落卷斷紗激增，不可能繼續(xù)進(jìn)行紡紗。
在紡紗噴絲頭D、E、F和H，由于在25.6小時以內(nèi)，擁堵現(xiàn)象比較輕微，所以，紡紗至少能到第4落卷。
將能采用的未延伸紗的延伸結(jié)果、即延伸收率示于表2。
延伸收率用下式(4)算出延伸收率(％)＝100×[16-(斷紗數(shù))]/16……(4)作為延伸收率的評價基準(zhǔn)，是第12.8小時的收率—延伸落卷2-2的收率在93.8％以上為良好，在81.3％以上為可以，不足81.3％為不可以。
在比較例1～4，由于在紡紗開始后不到12小時，不能繼續(xù)進(jìn)行紡紗，或延伸收率大幅下降，所以，在使用A、B、C、G噴絲頭的場合，不能將清理周期設(shè)定為12小時以上。
與此相反，在實施例1～4，即使在紡紗開始后24小時以上進(jìn)行紡紗，也沒有斷紗，在經(jīng)過15小時以上之后，延伸收率也在87.5以上。
在實施例1～4的條件下，由于可以說能將清理周期設(shè)定為12小時以上，所以，可以在這樣的條件下進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。
另外，在評價獲得的綿紗的光澤感時，形狀幾乎接近圓形的實施例4光澤感稍稍欠缺一點，光澤度高的比較例1～4有點刺眼。而且，用獲得的綿紗制成編織圓筒坯布，由3個經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員通過感官檢查，用好(○)、稍好(△)、不好(×)的劃分對光澤感進(jìn)行評價。
另外，在用這些綿紗實施經(jīng)編時，我們知道，實施例1～4停機(jī)次數(shù)少，但比較例1～4停機(jī)次數(shù)多，不實用。
可編織性的評價，在下述經(jīng)編織物編織條件下，用好(○)、普通(△)、不好(×)對運轉(zhuǎn)了1天時的停機(jī)次數(shù)進(jìn)行評價編織機(jī)經(jīng)編機(jī)28機(jī)號編織組織半經(jīng)編(ハ-フ)轉(zhuǎn)子裝置(runner)長前(筘)筬＝132cm/480行后(筘)筬＝100cm/480行表1

(注)*標(biāo)記表示在本發(fā)明的范圍之外。
表2 (注1)空欄意味著由于不能采取未延伸紗線或繼續(xù)進(jìn)行延伸試驗已無意義，所以中止以上試驗。(注2)延伸收率用(4)式算出(單位％)。
*標(biāo)記是未延伸紗的從開始紡紗所經(jīng)過的時間。
在實施例3，除了改變紡紗溫度和表面溫度之外，與實施例3同樣進(jìn)行實驗。結(jié)果示于表3。
紡紗溫度低的比較例5，產(chǎn)生熔裂，不能進(jìn)行紡紗，由于紡紗噴絲頭表示溫度也低，所以，從剛剛紡紗之后，紡紗噴絲孔產(chǎn)生污物。
另外，紡紗溫度高的比較例6，紡紗噴絲孔沒有污物，但綿紗彎曲較大，在紡紗過程中大多發(fā)生斷紗現(xiàn)象。
在紡紗溫度為270℃的實施例5，紡紗狀態(tài)、紡紗噴絲孔的污物都良好。
使用紡紗噴絲頭加熱器、提高紡紗噴絲頭表面溫度的比較例7，雖然紡紗噴絲孔沒有污物，但斷紗多，另外，U％不好。
表3
在實施例3，除了改變氧化鈦的含有率之外，與實施例3同樣地進(jìn)行紡紗試驗，對獲得的異型紗進(jìn)行光澤度、光澤感和延伸收率(延伸落卷2-2)的評價。結(jié)果示于表4。
如表4所示，氧化鈦含有率為0.01wt％的實施例6，與氧化鈦含有率0.05wt％的實施例相比，光澤度高，光澤感刺眼，延伸收率也稍稍有點不好。另外，氧化鈦濃度高的實施例8，雖然延伸收率良好，但與實施例7相比，光澤感稍稍有點不好。
表4

產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的三葉型截面3GT異型紗，作為衣料用、生活用和產(chǎn)業(yè)用的異型紗，毛刺和斷紗少，后加工性優(yōu)異。特別是，以往不能獲得的單紗纖度8.9分特(8旦尼爾)以下的透明的異型紗軟滑，是最適合于用作衣料的3GT異型紗。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能顯著地抑制聚合物向紡紗噴絲孔上附著，或產(chǎn)生污物(擁堵現(xiàn)象)，能使清理周期在12小時以上，特別是，在制造使用透明聚合物的衣料用的3GT異型紗時，通過改良摩擦特性，能大幅度地降低延伸時的毛刺和斷紗。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能降低聚合物向紡紗噴絲孔上附著和產(chǎn)生污物，特別是，首次能工業(yè)化地穩(wěn)定且連續(xù)地對作為衣料用途性能優(yōu)異的三葉型3GT異型紗進(jìn)行紡紗。
權(quán)利要求
1.一種聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗，其特征是由95摩爾％以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成，由固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的聚對苯二甲酸丙二醇酯構(gòu)成，且具有三葉型截面，該三葉型截面的外周線都是由向截面外部凸的曲線構(gòu)成、或該三葉型截面的外周線由向截面外部凸的曲線和直線構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所記載的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗，其特征在于含有0.03～0.15wt％的氧化鈦，且單紗纖度在8.9分特(8旦尼爾)以下。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗，其特征在于異型度是1.15～1.35。
4.如權(quán)利要求1、2或3所記載的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗，其特征在于光澤度是50～75。
5.一種聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗的制造方法，其特征是使由95摩爾％以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾％以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成、固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的聚對苯二甲酸丙二醇酯從具有三葉型孔的噴絲頭穿過、將其壓出，且i)該三葉型孔的截面外周線由半圓狀的三個前端部和連接該半圓狀前端部之間的向孔外部凹的圓弧狀曲線構(gòu)成，且d/D都是0.70～1.0；(但是，D是從三葉型孔的噴出中心向孔截面外周線的外接三角形的一個邊引的垂線的長度(mm)，d是噴出中心和該垂線與圓弧狀曲線的交點的距離(mm)。)ii)紡紗溫度是255～275℃；iii)紡紗噴絲頭表面溫度是250～275℃；iv)從紡紗噴絲孔噴出的噴出速度V和聚對苯二甲酸丙二醇酯的固有粘度[η]的積V×[η]是4～13(m/分)(dl/g)。
6.如權(quán)利要求5所記載的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗的制造方法，其特征是聚對苯二甲酸丙二醇酯的氧化鈦含有率是0.03～0.15wt％。
7.用權(quán)利要求5或6所記載的制造方法獲得的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗。
全文摘要
本發(fā)明提供一種尤其作為衣料用優(yōu)異的異型紗,提供一種由95摩爾%以上的對苯二甲酸丙二醇酯重復(fù)單元和5摩爾%以下的其它酯重復(fù)單元構(gòu)成,由固有粘度[η]是0.7～1.3(dl/g)的聚對苯二甲酸丙二醇酯構(gòu)成,且具有三葉型截面,該三葉型截面的外周線都是由向截面外部凸的曲線、或凸的曲線和直線構(gòu)成的聚對苯二甲酸丙二醇酯異型紗。另外,根據(jù)本發(fā)明的制造方法,能抑制聚合物向紡紗噴絲孔上附著或產(chǎn)生污物,毛刺或斷紗少,首次能工業(yè)化穩(wěn)定地制造上述異型紗。
文檔編號D01D5/253GK1370246SQ00811923
公開日2002年9月18日 申請日期2000年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月26日
發(fā)明者阿部孝雄, 東洋一郎, 小柳正 申請人:旭化成株式會社