專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制造螺旋型雙成分聚酸短纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種制造雙成分聚酯纖維的方法，特別是一種可調(diào)整取酯的聚合度以制造雙成分聚酯纖維的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)制造螺旋型雙成分聚酯短纖維的方法，是使用兩種不同聚合度的聚合體來(lái)進(jìn)行復(fù)合紡絲，由兩者間收縮差異以形成螺旋結(jié)構(gòu)的短纖維。一般生產(chǎn)制造不同聚合度的方法是分別采用兩套連續(xù)式或批次式的聚合生產(chǎn)設(shè)備分別生產(chǎn)。例如，在一般傳統(tǒng)生產(chǎn)螺旋型雙成分聚酯短纖維時(shí)，如圖2所示，采用二條聚合生產(chǎn)線，生產(chǎn)線一經(jīng)由原料111備料、酯化112、重合113等步驟形成一高聚合度Pn80-120的酯粒114，生產(chǎn)線二亦經(jīng)過(guò)原料121備料、酯化122、重合123等步驟形成另一聚合度Pn60-100的酯粒124，然后干燥125，要進(jìn)行混合紡絲時(shí)，分別經(jīng)由壓出機(jī)熔融116與126，然后將此二種聚合度的聚合體導(dǎo)入紡絲箱進(jìn)行復(fù)合紡絲131，之后可進(jìn)一步制棉132。
為了制造不同聚合度的聚合體，可以采用幾種方法。一種是直接以單體聚合而成，不同聚合度的聚合體可以在進(jìn)行單體聚合時(shí)，加以適當(dāng)條件控制即可生成，并分離出來(lái)。另一種方式，可將不同聚合度的聚合體混合再進(jìn)行反應(yīng)以改變聚合度。改變聚合度亦即改變聚合體鏈長(zhǎng)，聚合體鏈長(zhǎng)調(diào)整的原理，乃是當(dāng)不同聚合度的聚酯液混合且受熱時(shí)，會(huì)發(fā)生所謂的交換反應(yīng)(interchange reaction)，此交換反應(yīng)不會(huì)改變整體的純聚合度，但會(huì)改變分子量分布(MWD)，其型態(tài)依據(jù)其末端官能基為氫氧基(hydroxyl(OH))或酸基(carboxyl(-COOH)可分成三種不同的反應(yīng)機(jī)構(gòu)，分述如下(1)分子間醇解反應(yīng)(intermolecular alcoholysis)，如圖1A所示；一聚酯的末端氫氧基(hydroxyl end group)會(huì)與另一聚酯聚合體的酯基進(jìn)行反應(yīng)，而形成一新聚酯，而改變了聚酯的鏈長(zhǎng)。
(2)分子間酸解反應(yīng)(intermolecular acidolysis)，如圖1B所；一聚酯的末端酸基(acid end group)會(huì)與另一聚酯聚合體的酯基進(jìn)行反應(yīng)，而形成一新聚酯，而改變了聚酯的鏈長(zhǎng)。
(3)酯交換反應(yīng)(transesterification)，如圖1C所示；兩聚酯間的酯基，可經(jīng)由交換反應(yīng)行程另外二個(gè)新聚酯。
從以上的交換反應(yīng)可以看出聚合體的總摩爾數(shù)與末端官能基(endgroup)數(shù)仍然維持一定，但是個(gè)別聚合體的鏈長(zhǎng)(chain length)將會(huì)被改變。
在傳統(tǒng)方式中有兩主要缺點(diǎn)，其一是為生產(chǎn)兩種不同聚合度的聚酯液，必須有兩套反應(yīng)設(shè)備，若為聚酯粒亦需要兩套壓出機(jī)設(shè)備，其二是制造方法限制了聚合度的變化，當(dāng)有不同需求時(shí)不能快速改變成另一聚合度的聚合體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造螺旋型雙成分聚酯短纖維的方法，該方法使用連續(xù)式生產(chǎn)線方式，調(diào)整聚酯的聚合度以制造雙成分聚酯纖維。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的制造螺旋型雙成分聚酸短纖維的方法，包含提供一第一聚酯，該第一聚酯具有一第一取合度；提供一第二聚酯，該第二聚酯具有一第二聚合度；將該第一聚酯的一部分與該第二聚酯混合以進(jìn)行一交換反應(yīng)，以產(chǎn)生一第三聚酯，該第三聚酯具有一第三聚合度；及將該第一聚酯的剩余部分與該第三聚酯進(jìn)行復(fù)合紡絲，以形成雙成分聚酯纖維。
其中該第一聚合度大于該第二聚合度，該第三聚合度則介于該第一聚合度與該第二聚合度之間。
其中該第一聚合度為80-150，該第二聚合度為2-60，該第三聚合度為60-120。
其中該交換反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5至20鐘，溫度控制在250至350度。
其中該第二聚酯為聚酯熔體或聚酯粒。
其中該交換反應(yīng)包含分子間醇解反應(yīng)(intermolecular alcoholysis)、分子間酸解反應(yīng)(intermolecular acidolysis)、與酯交換反應(yīng)(transesterification)。
本發(fā)明提供的一種制造螺旋型雙成分聚酸短纖維的方法，還包含提供一復(fù)合紡絲裝置，該復(fù)合紡絲裝置還包含一第一管路與一第二管路連結(jié)；提供一第一聚酯，該第一聚酯具有一第一聚合度，該第一聚酯的一部分導(dǎo)入該第一管路，該第一聚酯的剩余部分導(dǎo)入該第二管路；提供一第二聚酯，該第二聚酯具有一第二聚合度；將該第二聚酯注入至該第一管路中，使該第二聚酯與該第一聚酯的該一部分混合以進(jìn)行一交換反應(yīng)，以產(chǎn)生一第三聚酯，該第三聚酯具有一第三聚合度；及將該第三聚酯與該第一聚酯的該剩余部分于該復(fù)合紡絲裝置中進(jìn)行復(fù)合紡絲，以形成雙成分聚酯纖維。
其中該第一聚合度大于該第二聚合度，該第三聚合度則介于該第一聚合度與該第二聚合度之間。
其中該第一聚合度為80-150，該第二聚合度為2-60，該第三聚合度為60-120。
其中該交換反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5-20分鐘，溫度控制在250-350度。
其中該第二聚酯為聚酯熔體或取酯粒。
其中該交換反應(yīng)包含分子間醇解反應(yīng)(intermolecular alcoholysis)、分子間酸解反應(yīng)(intermolecular acidolysis)與酯交換反應(yīng)(transesterification)。
其中該第一聚酯與該第二聚酯可由相同聚酯單體聚合產(chǎn)生。


圖1A所示為分子間醇解反應(yīng)示意圖；圖1B所示為分子間酸解反應(yīng)示意圖；圖1C所示為酯交換反應(yīng)示意圖；圖2顯示傳統(tǒng)制造雙成分聚酯短纖維的方法；圖3顯示制造雙成分聚酯短纖維的實(shí)施例一；與圖4顯示制造雙成分取酯短纖維的實(shí)施例二。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)橐环N生產(chǎn)不同聚合度的復(fù)合纖維的方法。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的制程步驟或原料成分。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定于化學(xué)化工的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的原料成分與制程步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。本發(fā)明的較佳實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他的實(shí)施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以申請(qǐng)的專(zhuān)利范圍為準(zhǔn)。
本發(fā)明的一實(shí)施例如圖3所示，準(zhǔn)備兩條生產(chǎn)線，生產(chǎn)線一先生產(chǎn)出高聚合度聚酯液，生產(chǎn)線二生產(chǎn)一超低聚合度酯粒。生產(chǎn)線一中先準(zhǔn)備原料211、酯化212、重合213以形成高聚合度取酯液(Pn80-130)，然后將一部分高聚合度聚酯液214分流至管線一，另一部分高聚合度聚酯液215分流至管線二。生產(chǎn)線二經(jīng)由準(zhǔn)備原料221、酯化222、重合223以形成一超低聚合度(Pn2-70)酯粒224，此可由適當(dāng)控制反應(yīng)條件來(lái)達(dá)成。當(dāng)要形成一低聚合度聚酯液時(shí)，可將該超低聚合度酯粒224經(jīng)由管線三注入至管線二，或是先干燥225后再由壓出機(jī)熔融226，亦經(jīng)由管線三注入至管線二，待其在管線內(nèi)滯留一段時(shí)間讓其與高聚合度聚酯液215混合作用，即可生成低聚合度聚酯液216。最后，將高聚合度取酯液214與低聚合度聚酯液216導(dǎo)入一紡絲設(shè)備中進(jìn)行紡絲231形成雙成分聚酯短纖維。
本發(fā)明的另一實(shí)施例如圖4所示，只需準(zhǔn)備一條生產(chǎn)線，先準(zhǔn)備原料311、酯化312，于聚合體重合213時(shí)，配合適當(dāng)條件與分流裝置，將一部分高聚合度聚酯液314分流至管線一，另一部分高聚合度聚酯液315分流至管線二，形成的超低聚合度聚酯液316分流至管線三。管線三再連結(jié)至管線二，此可將高聚合度聚酯液315與超低聚合度聚酯液316再混合作用，讓其滯留一段時(shí)間，以形成一低聚合度聚酯液317。最后，將高聚合度聚酯液314與低聚合度取酯液317導(dǎo)入一紡絲設(shè)備中進(jìn)行紡絲321形成雙成分聚酯短纖維。
依據(jù)本發(fā)明的方法，一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，使用一高聚合度(Pn100-130，相對(duì)粘度1.70)聚合體，混合一超低聚合度(pn10-40，相對(duì)粘度1.35)聚合體，于管路滯留時(shí)間5-20分鐘，溫度控制在270-300度，可行成一低聚合度(Pn50-90，相對(duì)粘度1.55)聚合體，最后可形成復(fù)合紡絲的相對(duì)粘度為1.70/1.55。又一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，使用一高聚合度(Pn95-120，相對(duì)粘度1.65)聚合體，混合一超低聚合度(Pn5-40，相對(duì)粘度1.20)聚合體，于管路滯留時(shí)間5-20分鐘，溫度控制在270-300度，可行成一低聚合度(Pn60-100，相對(duì)粘度1.60)聚合體，最后可形成復(fù)合紡絲的相對(duì)粘度為1.65/1.60。
顯然地，依照上面實(shí)施例中的描述，本發(fā)明可能有許多修正與差異。因此需要在其附加的權(quán)利要求范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例中施行。上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的中請(qǐng)專(zhuān)利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所描述的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)專(zhuān)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造螺旋型雙成分聚酸短纖維的方法，包含提供一第一聚酯，該第一聚酯具有一第一取合度；提供一第二聚酯，該第二聚酯具有一第二聚合度；將該第一聚酯的一部分與該第二聚酯混合以進(jìn)行一交換反應(yīng)，以產(chǎn)生一第三聚酯，該第三聚酯具有一第三聚合度；及將該第一聚酯的剩余部分與該第三聚酯進(jìn)行復(fù)合紡絲，以形成雙成分聚酯纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該第一聚合度大于該第二聚合度，該第三聚合度則介于該第一聚合度與該第二聚合度之間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中該第一聚合度為80-150，該第二聚合度為2-60，該第三聚合度為60-120。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中該交換反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5至20鐘，溫度控制在250至350度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該第二聚酯為聚酯熔體或聚酯粒。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該交換反應(yīng)包含分子間醇解反應(yīng)、分子間酸解反應(yīng)與酯交換反應(yīng)。
7.一種制造螺旋型雙成分聚酸短纖維的方法，包含提供一復(fù)合紡絲裝置，該復(fù)合紡絲裝置還包含一第一管路與一第二管路連結(jié)；提供一第一聚酯，該第一聚酯具有一第一聚合度，該第一聚酯的一部分導(dǎo)入該第一管路，該第一聚酯的剩余部分導(dǎo)入該第二管路；提供一第二聚酯，該第二聚酯具有一第二聚合度；將該第二聚酯注入至該第一管路中，使該第二聚酯與該第一聚酯的該一部分混合以進(jìn)行一交換反應(yīng)，以產(chǎn)生一第三聚酯，該第三聚酯具有一第三聚合度；及將該第三聚酯與該第一聚酯的該剩余部分于該復(fù)合紡絲裝置中進(jìn)行復(fù)合紡絲，以形成雙成分聚酯纖維。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中該第一聚合度大于該第二聚合度，該第三聚合度則介于該第一聚合度與該第二聚合度之間。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中該第一聚合度為80-150，該第二聚合度為2-60，該第三聚合度為60-120。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，其中該交換反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5-20分鐘，溫度控制在250-350度。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中該第二聚酯為聚酯熔體或取酯粒。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中該交換反應(yīng)包含分子間醇解反應(yīng)、分子間酸解反應(yīng)與酯交換反應(yīng)。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中該第一聚酯與該第二聚酯可由相同聚酯單體聚合產(chǎn)生。
全文摘要
一種制造螺旋型雙成分聚酸短纖維的方法，利用少量的超低聚合度(Pn2－70)聚酯液作為改變聚合體鏈長(zhǎng)的調(diào)整配方，在實(shí)際上是將一高聚合度聚酯液(Pn80－130)的管線分流成二管線，在其一管路中的高聚合度聚酯液中注入前述超低聚合度聚酯液，均勻混合反應(yīng)以生成一低聚合度取酯液(Pn60－100)。再將另一管線中高聚合度聚酯液與該低聚度聚酯液經(jīng)由紡絲過(guò)程制成雙成分復(fù)合短纖維。利用此種方式僅僅需要生產(chǎn)少量超低聚合度的熔體或酯粒，即可達(dá)到調(diào)整聚合體聚合度的目的，可大幅減少投資生產(chǎn)及操作成本。另外，此連續(xù)式生產(chǎn)方式調(diào)整聚合體的聚合度亦較容易，可依生產(chǎn)不同聚合度的復(fù)合纖維的需求來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
文檔編號(hào)D01F8/14GK1576405SQ0313314
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者劉宗宏, 張丙秋 申請(qǐng)人:遠(yuǎn)東紡織股份有限公司