專(zhuān)利名稱(chēng)：用于起絨經(jīng)編針織物的海島型復(fù)合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維及其制備方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維及其制備方法，由于在溶解了海組分后紗(島組分)具有極好的物理性能，它能改善作為最終產(chǎn)品的起絨經(jīng)編物的質(zhì)量。
背景技術(shù)：
在使用海島型復(fù)合纖維制備經(jīng)編物的經(jīng)編工藝中，因?yàn)榫幙椝俣容^快，因此對(duì)紗的質(zhì)量、特別是對(duì)紗的光滑性能有很高的要求。
另外，制備經(jīng)編物的后處理工序需要大量復(fù)雜的步驟，如減量、起絨、染色等，這需要適宜地控制紗的海組分的溶解性、截面成形性和起絨性。
具體地說(shuō)，為了增強(qiáng)起絨經(jīng)編物的手感和起絨性，在溶解海組分時(shí)控制各個(gè)海組分及島組分的熔體粘度以改善海組分或島組分的成形性是非常重要的。
以堿溶性聚合物為海組分，以成纖聚合物為島組分，并通過(guò)共軛紡絲將它們紡成海島型，以制得海島型復(fù)合纖維，這種方法主要用來(lái)制備細(xì)纖度纖維。
或者，在制得海島型復(fù)合纖維后，用堿溶液處理海島型復(fù)合纖維以溶解堿溶性聚合物的海組分，這樣制備僅由島組分組成的細(xì)纖度纖維。
用海島型復(fù)合纖維制備細(xì)纖度纖維的方法，其優(yōu)點(diǎn)是與直接紡絲制成細(xì)纖度纖維的方法相比，能得到紡絲和拉伸加工性極好的細(xì)纖度纖維，但它需要在機(jī)織或針織后的處理過(guò)程中使用有機(jī)溶劑溶解或除去海組分聚合物的工序。
通常，作為經(jīng)編使用的用于海島型復(fù)合纖維的海組分的聚合物，主要是堿溶性共聚酯。這是因?yàn)?，可用堿溶液和廣泛應(yīng)用于普通聚酯纖維的減量加工的減量設(shè)施來(lái)溶解海組分，而不必使用特殊裝置和回收成本較高的有機(jī)溶劑。
如果島組分聚合物是尼龍，則在溶解海組分時(shí)，溶解速度不是那么重要，因?yàn)槟猃埍粔A溶液浸透的程度較低。然而，如果島組分是聚酯，則在海組分的溶解速度較低時(shí)，因?yàn)榫埘ゲ荒蛪A，在海組分完全溶解之前島組分已被浸透，導(dǎo)致溶解后紗的物理性能急劇下降。結(jié)果，起絨性變差，難以得到具有理想外觀和手感的最終產(chǎn)品。
另一方面，如果海組分的溶解速度較快，可避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生，并可降低堿濃度、溶解溫度及減少溶解時(shí)間，由此可降低溶解成本，提高產(chǎn)率。
為了提高海組分的溶解速度，應(yīng)增加共聚化合物的定重。但是，如果共聚化合物的定重過(guò)分增加，則在增加溶解性的同時(shí)海組分變成沒(méi)有熔點(diǎn)只有軟化點(diǎn)的非晶態(tài)聚合物，會(huì)使紡絲變得困難。
制備用于海島型復(fù)合纖維的堿溶性聚酯的現(xiàn)有技術(shù)包括以下方法1)在聚酯聚合過(guò)程中共聚合二甲基-5-磺基異酞酸鈉鹽(以下稱(chēng)為“DMIS”)或低分子量的聚亞烷基二醇(以下稱(chēng)為“PAG”)的方法；2)混合聚酯和高分子量PAG的方法；以及3)混合聚酯聚合物和高分子量PAG的方法。
通過(guò)紡絲、拉伸和假捻上述堿溶性聚酯為海組分、普通聚酯為島組分以制備海島型復(fù)合纖維時(shí)，紗的平滑性下降且編織性能變差。
更具體地說(shuō)，由于假捻的紗是膨松的，故在高速經(jīng)編中的編織性能下降。另外，由于紗的熱收縮性能較差，起絨性下降，而且在經(jīng)編后接著的起絨過(guò)程中，起絨經(jīng)編針織物的外觀和質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種海島型復(fù)合纖維，因?yàn)槠浼喌男阅?以下稱(chēng)為“平滑性”)，故特別適用作經(jīng)編織物用紗，使用其，由于紗與經(jīng)編機(jī)織針之間的摩擦很小以及極好的海組分的溶解性，使用這種紗的過(guò)程通過(guò)性能變好。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供特別適于經(jīng)編用紗的海島型復(fù)合纖維的加工法。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種制備用于起絨經(jīng)編針織物的海島型復(fù)合纖維的方法，以堿溶性共聚酯為海組分，以主要由超過(guò)90mole％的對(duì)苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯為島組分，通過(guò)直接紡絲拉伸來(lái)制備用于經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維，該方法有以下特征剪切速率9,000(1/s)時(shí)的島組分聚合物與海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(ΔMV9,000)為剪切速率500(1/s)時(shí)的島組分與海組分之間熔體粘度的差值(ΔMV500)的20-70％。
另外，根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于起絨經(jīng)編針織物的海島型復(fù)合纖維，它是以堿溶性共聚酯為海組分，以主要由超過(guò)90mole％的對(duì)苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯為島組分，通過(guò)直接紡絲拉伸制備的海島型復(fù)合纖維，該海島型復(fù)合纖維有以下特征剪切速率9,000(1/s)時(shí)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度(ΔMV9,000)為剪切速率500(1/s)時(shí)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度(ΔMV500)的20-60％。
以下，將詳細(xì)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。
首先，在本發(fā)明中，以堿溶性共聚酯為海組分，以主要由超過(guò)90mole％的對(duì)苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯為島組分，并用常用的共軛紡絲噴絲頭1進(jìn)行共軛紡絲。
在本發(fā)明中，可通過(guò)適宜地調(diào)節(jié)海組分和島組分的熔體粘度來(lái)改善復(fù)合纖維起絨性和截面成形性。
通常，在紡絲過(guò)程中由擠出機(jī)將壓力施加在噴絲頭上會(huì)使纖維產(chǎn)生剪切流，擠出機(jī)的流速和剪切速率很低，而在噴絲頭中則很高。與這種剪切速率相應(yīng)的剪切應(yīng)力稱(chēng)為熔體粘度(MV)，它隨聚合物性質(zhì)的不同而不同。
但是，對(duì)于由共軛紡絲兩種以上的聚合物制備海島型復(fù)合纖維，由于海組分和島組分的熔體粘度各不相同，所以它們的剪切應(yīng)力不同，結(jié)果影響了復(fù)合纖維的海島成形性及紗的物理性能。
因此，為了得到所需均勻的海島截面成形和使用要求的物理性能，需要選擇具有適宜熔體粘度的海島組分聚合物。
具體地說(shuō)，對(duì)起絨經(jīng)編產(chǎn)品，為了顯示細(xì)紗的起絨性以及外觀和手感，用于海島型復(fù)合纖維的聚合物要保持它們適度的相對(duì)粘度，而不是它們的熔體粘度。
在本發(fā)明中，剪切速率9,000(1/s)時(shí)的島組分聚合物與海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(以下稱(chēng)為“ΔMV9,000”)為剪切速率500(1/s)時(shí)的島組分與海組分之間的熔體粘度的差值(以下稱(chēng)為“ΔMV500”)的20-70％。即，在噴絲頭處的ΔMV的值應(yīng)小于擠出機(jī)處的ΔMV值。
換言之，由于剪切速率的增加而導(dǎo)致島組分聚合物和海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(ΔMV)。否則，島組分的取向性下降，而因?yàn)殡y以充分拉伸使得編織性能下降，而且在經(jīng)編中起絨纖維會(huì)相互纏繞。
圖3是隨剪切速率的增加，ΔMV變化的示意圖。在圖3中，可發(fā)現(xiàn)隨著剪切速率的增加，島組分和海組分之間熔體粘度的差值逐步減小。
另外，較佳的是剪切速率500-9,000(1/s)時(shí)的海組分的熔體粘度(以下稱(chēng)為“MVs”)低于島組分的熔體粘度(以下稱(chēng)為“MVi”)(MVs≤MVi)。圖2是各組分的熔體粘度和剪切速率之間關(guān)系的示意圖。
如果海組分的熔體粘度(MVs)大于島組分聚合物的熔體粘度(MVi)，則海島型復(fù)合纖維的截面可能難以成形。這導(dǎo)致了島組分?jǐn)?shù)量的下降或者破壞了島組分的均勻成形性，并使經(jīng)編起絨過(guò)程中的起絨性變差，難以展示最終產(chǎn)品的外觀和手感。
而且，較佳的是海組分和島組分之間熔體粘度的差值(以下稱(chēng)為“ΔMV”)小于1,000泊。如果海組分和島組分之間熔體粘度的差值(ΔMV)大于1,000泊，則在紡絲過(guò)程中島組分會(huì)相互粘合，形成即使溶解后島組分也不分離的不分離纖維。結(jié)果會(huì)使經(jīng)編起絨中纖維的起絨狀態(tài)不均勻、外觀不清晰、光學(xué)效果減弱且手感粗糙。
此外，較佳的是剪切速率500(1/s)時(shí)本發(fā)明的島組分聚合物的熔體粘度(MVi)為850-1400泊，剪切速率9,000(1/s)時(shí)為300-700泊。如果島組分的熔體粘度太低，則可能形成不了島組分或其數(shù)量太少。相反，如果島組分的熔體粘度太高，則島組分會(huì)相互粘合并使復(fù)合纖維的截面成形性變差，難以得到外觀和手感較好的起絨經(jīng)編物。
此外，較佳的是剪切速率500(1/s)時(shí)本發(fā)明的海組分聚合物的熔體粘度(MVi)為350-850泊，剪切速率9,000(1/s)時(shí)為150-300泊。如果海組分的熔體粘度太低，則在紡絲時(shí)海組分會(huì)相互粘合，而不能保持島組分的截面成形性。相反，如果海組分的熔體粘度太高，則限制了島組分的截面成形，減少了島組分的數(shù)量或使其厚度不均勻，使得復(fù)合纖維的截面成形性變差。結(jié)果會(huì)使經(jīng)編起絨中纖維的起絨狀態(tài)不均勻、外觀不清晰、光學(xué)效果減弱且手感粗糙。
通過(guò)適度控制聚合的溫度、聚合管的壓力、聚合持續(xù)的時(shí)間、共聚物的種類(lèi)及定重等，可調(diào)節(jié)海組分聚合物和島組分聚合物的熔體粘度。
作為調(diào)整海組分聚合物的熔體粘度的例子，可將3-15摩爾DIMS與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯共聚，并向其中加入數(shù)均分子量超過(guò)8,000的4-20重量％聚乙二醇。
接著，在本發(fā)明中，在牽伸紗經(jīng)過(guò)第一導(dǎo)絲輪2和第二導(dǎo)絲輪3之間時(shí)進(jìn)行拉伸并卷繞在卷繞機(jī)4上，制得海島型復(fù)合纖維。換言之，在本發(fā)明中，通過(guò)在同一工序中進(jìn)行紡絲和拉伸的直接紡絲拉伸來(lái)制備海島型復(fù)合纖維。
與通過(guò)紡絲拉伸假捻制備膨松的海島型復(fù)合纖維的方法相比，本發(fā)明能制備具有平滑性能的紗，所以更有利于高速經(jīng)編。
通過(guò)直接紡絲拉伸的方法制備和卷繞的本發(fā)明的用于經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)，剪切速率9,000(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV9,000)是剪切速率500(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV500)的20-60％。
如果剪切速率9,000(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV9,000)的值小于剪切速率500(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV500)的20％，則在紡絲中持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)或者產(chǎn)生碳化現(xiàn)象，這樣不能使島組分成形或者由于彎曲紗而形成不均勻的島組分。相反，如果剪切速率9,000(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV9,000)的值大于剪切速率500(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV500)的60％，則在紡絲噴絲頭中海組分聚合物的流動(dòng)性變強(qiáng)，這樣更會(huì)阻止島組分的截面成形。由此，難以展示經(jīng)編物的外觀和手感。
此外，較佳的是剪切速率500(1/s)時(shí)本發(fā)明的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度為350-1400泊，剪切速率9,000(1/s)時(shí)為150-700泊。如果熔體粘度太低或太高，則會(huì)使海組分不能成形或者形成不均勻的島組分。由此，難以展示經(jīng)編物的外觀和手感。
在本發(fā)明中，用以下方法評(píng)價(jià)熔體粘度、海組分及島組分的截面成形性能和起絨性能。
·熔體粘度使用INSTRON的毛細(xì)管流變儀(規(guī)格L＝25.38mm，D＝0.762mm，L/D＝33.31)將剪切應(yīng)力施加于試樣(切片)上，測(cè)量隨剪切速率變化時(shí)海組分聚合物及島組分聚合物的熔體粘度。此時(shí)，聚合物的熔體粘度是在290℃，剪切速率在500(1/s)-9,000(1/s)范圍內(nèi)持續(xù)變化，在真空狀態(tài)下將島組分聚合物(切片)和海組分聚合物(切片)在150℃干燥5小時(shí)。
同時(shí)，使用INSTRON的毛細(xì)管流變儀(規(guī)格L＝25.38mm，D＝0.762mm，L/D＝33.31)將剪切應(yīng)力施加于試樣〔1cm長(zhǎng)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)〕上，測(cè)量隨剪切速率變化時(shí)海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度。此時(shí)，試樣〔海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)〕的熔體粘度是在290℃，剪切速率在50(1/s)-9,000(1/s)范圍內(nèi)持續(xù)變化，并在真空狀態(tài)下將試樣〔海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)〕在150℃干燥1小時(shí)。
·海島截面成形性能取樣復(fù)合纖維截面制備500個(gè)試樣，并用顯微鏡觀察和評(píng)價(jià)該截面成形的均勻性和分離狀態(tài)。具體地說(shuō)，如果該截面成形是均勻的且未分離的島組分?jǐn)?shù)小于2，則成形性能為極好，如果該截面成形是不均勻的且未分離的島組分?jǐn)?shù)小于2，則成形性能為好，如果該截面成形是不均勻的且未分離的島組分?jǐn)?shù)是3-4，則成形性能為一般，如果未分離的島組分?jǐn)?shù)大于5，則成形性能為差。
·起絨性能通過(guò)對(duì)起絨經(jīng)編針織物染色然后觀察每平方米出現(xiàn)的缺陷部分(例如起絨纖維凝聚、起絨纖維脫落等)的數(shù)量來(lái)評(píng)價(jià)起絨性能。具體地說(shuō)，如果每平方米出現(xiàn)缺陷部分的數(shù)量小于2，則起絨性能為極好。如果每平方米出現(xiàn)缺陷部分的數(shù)量為3，則起絨性能為好。如果每平方米出現(xiàn)缺陷部分的數(shù)量為4-6，則起絨性能為一般。如果每平方米出現(xiàn)缺陷部分的數(shù)量大于7，則起絨性能為差。


結(jié)合附圖，以下詳細(xì)的描述將使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更明顯，其中圖1是本發(fā)明的工序的示意圖；圖2是本發(fā)明的海島型復(fù)合纖維的各組分的熔體粘度與剪切速率之間關(guān)系的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明隨剪切速率變化，海組分聚合物和島組分聚合物之間熔體粘度的差值(ΔMV)變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將通過(guò)實(shí)施例和比較例詳細(xì)描述本發(fā)明，但不僅限于它們。
實(shí)施例1將8重量％、數(shù)均分子量為8,500的聚乙二醇和共聚有4mole％二甲基-5-磺基異酞酸鈉的共聚酯混合，制備剪切速率500(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV500)為700泊以及剪切速率9,000(1/s)時(shí)的熔體粘度(MV9,000)為300泊的堿溶性聚合物。在共軛紡絲中將制得的堿溶性聚合物用作海組分。
在聚合溫度為280℃、聚合管壓小于0.9torr以及在聚合管中保留時(shí)間為8小時(shí)的條件下，使用分批聚合的方法制備堿溶性聚合物(海組分聚合物)。同時(shí)，在聚合溫度為290℃、聚合管壓小于0.9torr以及在聚合管中保留時(shí)間為9小時(shí)的條件下，通過(guò)連續(xù)聚合的方法制得特性粘數(shù)為0.65的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(MV5001,200泊，MV9,000500泊)用作島組分聚合物。
在288℃使用有36個(gè)島組分的海島型共軛紡絲噴絲頭將島組分聚合物和海組分聚合物紡成纖維。接著，以2.9倍的牽伸比將纖維在80℃的第一導(dǎo)絲輪和125℃的第二導(dǎo)絲輪之間進(jìn)行拉伸。然后，以4,300m/min的速度卷繞起來(lái)，制得75旦/24根纖維的海島型復(fù)合纖維。
使用海島型復(fù)合纖維作為表層結(jié)構(gòu)的紗以及使用細(xì)度為5旦和沸水收縮率為28％的共聚酯紗(高收縮紗)作為背層結(jié)構(gòu)的紗。此時(shí)，用于背層結(jié)構(gòu)的紗的使用率為經(jīng)編物總重的26％。
將這樣制得的經(jīng)編針織物起絨使之能收縮50％，然后通過(guò)初步熱定型(190℃)→溶解海組分(NaOH濃度1％O.W.S，98℃×30分鐘)→染色(分散染料)→磨光→最后熱定型(1800℃)。
表2為使用上述評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)海島型復(fù)合纖維的海島截面成形性能、起絨經(jīng)編針織物的起絨性能以及海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度的結(jié)果。
實(shí)施例2和3以及比較例1和2除了制備條件如表1所示的變化之外，在與實(shí)施例1同樣的步驟和條件下制備75旦/24根纖維的海島型復(fù)合纖維及起絨經(jīng)編針織物。表2為使用上述評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)海島型復(fù)合纖維的海島截面成形性能、起絨經(jīng)編針織物的起絨性能以及海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度的結(jié)果。
〔表1〕制備條件

〔表2〕物理性能的結(jié)果

工業(yè)應(yīng)用性在本發(fā)明中，由于海組分的溶解或者由于起絨加工導(dǎo)致紗強(qiáng)度的損失減至最少，使得產(chǎn)品的外觀和手感極好。另外，在本發(fā)明中，易于形成海島型復(fù)合纖維的截面并易于溶解海組分，且起絨性較好。
權(quán)利要求
1.一種制備用于起絨經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維的方法，它以堿溶性共聚酯為海組分，以主要由超過(guò)90摩爾％的對(duì)苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯為島組分，通過(guò)直接紡絲拉伸來(lái)制備用于起絨經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維，其特征在于剪切速率9,000(1/s)時(shí)島組分聚合物與海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(ΔMV9,000)是剪切速率500(1/s)時(shí)島組分聚合物與海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(ΔMV500)的20-70％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制剪切速率500-9,000(1/s)時(shí)的海組分的熔體粘度(MVs)，使之不超過(guò)剪切速率500-9,000(1/s)時(shí)的島組分的熔體粘度(MVi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制島組分聚合物與海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(ΔMV)，使之小于1,000泊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制島組分聚合物的熔體粘度(MVi)，使其值在剪切速率500(1/s)時(shí)為850-1,400泊，在剪切速率9,000(1/s)時(shí)為300-700泊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制海組分聚合物的熔體粘度(MVi)，使其值在剪切速率500(1/s)時(shí)為350-850泊，在剪切速率9,000(1/s)時(shí)為150-300泊。
6.一種用于起絨經(jīng)編的海島型復(fù)合纖維，它是以堿溶性共聚酯為海組分，以主要由超過(guò)90摩爾％的對(duì)苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯為島組分，通過(guò)直接紡絲拉伸制得，其特征在于剪切速率9,000(1/s)時(shí)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度(ΔMV9,000)是剪切速率500(1/s)時(shí)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度(ΔMV500)的20-60％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海島型復(fù)合纖維，其特征在于剪切速率500(1/s)時(shí)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度(ΔMV500)為350-1,400泊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海島型復(fù)合纖維，其特征在于剪切速率9,000(1/s)時(shí)的海島型復(fù)合纖維(長(zhǎng)絲)的熔體粘度(ΔMV9,000)為150-700泊。
9.一種經(jīng)編針織物，它是由權(quán)利要求6所述的海島型復(fù)合纖維制成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及海島型復(fù)合纖維及其制備方法。根據(jù)本發(fā)明，以堿溶液共聚酯為海組分，以主要由超過(guò)90摩爾％的對(duì)苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯為島組分，通過(guò)直接紡絲拉伸制備用于起絨經(jīng)編物的海島型復(fù)合纖維，其特征在于將剪切速率9,000(1/s)時(shí)島組分聚合物與海組分聚合物之間的熔體粘度的差值(ΔMV
文檔編號(hào)D01F8/14GK1440469SQ01812045
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月21日
發(fā)明者黃永男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社可隆