專利名稱：聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲及其優(yōu)良的工業(yè)制造方法，利用該聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制成的織編物等布帛既具有柔軟性和彈性，也具有膨松性和張力感。
現(xiàn)有技術(shù)由作為聚酯假捻絲的聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成的假捻絲因其卷曲性和耐氣候性優(yōu)良，現(xiàn)在被廣泛地使用。但是，要做為穿著用還必須有更高的舒適性要求，要求纖維的彈性要高。對此，正如特開平9-78373號公報和特開平11-93026號公報所提出的那樣，提出使用聚對苯二甲酸丙二醇酯制作假捻絲的方案。這種假捻絲彈性和膨松性優(yōu)良，其伸長50％時彈性恢復(fù)率在80％以上，伸縮伸長度為200～300％時伸縮彈性率為80％。不過，這種假捻絲是對拉伸絲進(jìn)行所謂的轉(zhuǎn)子式假捻后形成的，加工速度充其量只能達(dá)到100m/分，不僅制造成本高，而且錠距錠內(nèi)偏移大，品質(zhì)不良。此外，因楊氏模量低于30g/d，存在的問題是提高了微張力。發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供高質(zhì)低成本制造彈性和膨松性優(yōu)良的由聚對苯二甲酸丙二醇酯構(gòu)成假捻絲的方法，以及手感和張力感都優(yōu)良的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲。
本發(fā)明的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲的特征在于是根據(jù)上述方法進(jìn)行制造的。
15，22 第1導(dǎo)絲輥16，23 第2導(dǎo)絲輥17，24 卷繞機25分離輥26噴絲口27通風(fēng)筒28，32 非接觸加熱器29上油裝置30絡(luò)交噴嘴31第1導(dǎo)絲輥33第2導(dǎo)絲輥34卷繞機
(1)式0.585×(1＋EL/100)≤DR≤0.75×(1＋EL/100)對于本發(fā)明的聚對苯二甲酸丙二醇酯(以下簡稱為PPT)來說，是以對苯二酸為主要酸成分，以1，3丙二醇為主要乙二醇成分得到的聚酯。不過，也可以含有可與其他酯結(jié)合形成的共聚成分，其含量要在20摩爾％以下，最好在10％以下。
可共聚的化合物如間苯二酸、琥珀酸、環(huán)己烷二羧酸、己二酸、大麻酸、癸二酸等二羧酸類，作為二醇成分如乙二醇、二甘醇、丁二醇、新戊二醇、環(huán)己烷二甲醇、聚乙二醇、聚丙二醇等類，但并不局限于此。
此外，還可以根據(jù)需要添加用作消色劑的二氧化鈦、用作潤滑劑的二氧化硅或氧化鋁微粒子、用作抗氧化劑的位阻酚衍生物、著色劑等。
由PPT構(gòu)成的未拉伸絲優(yōu)選具有斷裂伸長度為60％～180％的纖維。例如，這種未拉伸絲可以使用通常的紡絲機按照常規(guī)方法熔融著把PPT導(dǎo)入紡絲部件中，從噴絲頭中紡出并以2500～4500m/分的紡絲速度進(jìn)行紡絲來得到。紡絲速度不足2500m/分的未拉伸絲因強度低拉伸假捻時斷頭多。紡絲速度為1000至2500m/分卷繞的未拉伸絲因時效變化顯著，在未拉伸絲卷裝的端面和中央部以及內(nèi)層和外層間產(chǎn)生纖維結(jié)構(gòu)差異，結(jié)果，在拉伸假捻絲上容易產(chǎn)生縱向染色不勻是個問題。
在以1.05～1.70倍的拉伸倍率拉伸且假捻過程中，使用絲道順序為第一給料輥(第一FR)、加熱器、冷卻板、摩擦假捻裝置、第二給料輥(第二FR)組成的假捻機，優(yōu)選在第一FR和第二FR之間進(jìn)行1.05～1.70倍的拉伸，在摩擦假捻裝置上游加捻，由加熱器進(jìn)行熱定形，由冷卻板進(jìn)行形態(tài)固定。另外，為了得到纖維軸向中具有粗度不均的粗細(xì)假捻絲，在不超出未拉伸絲自然拉伸比的范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)拉伸后，之后不卷繞在第一FR和第二FR之間拉伸的同時，使用摩擦假捻裝置在摩擦假捻裝置的上游進(jìn)行加捻，用加熱器進(jìn)行熱定形且用冷卻板進(jìn)行形態(tài)固定也可以，使第一FR前的拉伸倍率DR0和第一FR與第二FR間的拉伸倍率DR1的乘積值DR＝DR0×DR1為1.05～1.70倍。拉伸倍率為1.05～1.60比較好，最好為1.10～1.50。
本發(fā)明中的未拉伸絲的拉伸度EL(％)和拉伸時的假捻拉伸倍數(shù)DR(倍)設(shè)定為滿足下式式(1)0.585×(1＋EL/100)≤DR≤0.75×(1＋EL/100)在拉伸倍率DR小于0.585×(1＋EL/100)時，在拉伸假捻加工中產(chǎn)生氣圈，加工不穩(wěn)定且產(chǎn)生的斷絲多。另外，假捻絲的伸長度超過60％，變成布帛時會產(chǎn)生不整平等品質(zhì)問題。拉伸倍率DR超過0.75×(1＋EL/100)時產(chǎn)生的加工張力過高，因產(chǎn)生單絲起絨且其中的斷絲較多，是不可取的。具體的拉伸倍率根據(jù)聚對苯二甲酸丙二醇酯未拉伸絲和假捻絲的物理性狀設(shè)定，殘余伸長度可以為20～60％，25～55％較好，最好為30～50％。
為了提高布帛的伸長性和膨松性必須使假捻絲的卷縮性提高，為此，優(yōu)選把拉伸假捻工序中加熱出口處的絲條溫度定為30～175℃，其中，為了使假捻絲上保持張力且產(chǎn)生斷面變形，拉伸假捻工藝中加熱出口處的絲條溫度定為100～175℃比較好，最好定為110～160℃。
在加熱PPT且測定伸長-應(yīng)力曲線時，會顯示出圖1所示的因加熱伸長度、強度大幅降低的新現(xiàn)象。這是使用聚乙烯苯二酸酯等不會出現(xiàn)的現(xiàn)象。這是在加熱同時進(jìn)行拉伸的拉伸假捻中主要的問題。因此從多次檢測結(jié)果可以看出，可以進(jìn)行穩(wěn)定假捻加工的假捻加捻張力T1為0.17～0.55cN/dtex。當(dāng)假捻加捻張力T1為0.17～0.55cN/dtex時，不容易引起氣圈，也不容易產(chǎn)生起絨及斷絲現(xiàn)象，所以，能使加工速度高速化。假捻加捻張力T1為0.25～0.40cN/dtex效果會更好。在此，所謂的假捻加捻張力T1是指摩擦假捻裝置正前部的張力。
PPT因楊氏模量低比聚對苯二甲酸乙二醇酯更容易降低向上游的捻度傳遞。特別是必須要對位于最上游的加熱器上的絲條進(jìn)行假捻，加熱器中張力的降低會大，卷曲特性會下降，會大大產(chǎn)生單絲起絨和斷絲。因此，假捻加捻張力T1與加熱器前張力TH之比優(yōu)選為1.02～1.30。當(dāng)假捻加捻張力T1與加熱器前張力TH之比為1.02～1.30時，加熱器中的張力降低小，即摩擦假捻裝置加的捻度可以在加熱器上充分傳遞，加熱器上不容易產(chǎn)生起絨和斷絲故優(yōu)選。最好T1/TH為1.02～1.25。在此，所謂加熱器前張力是指加熱入口正前方的張力。
雖然加熱器內(nèi)的假捻數(shù)應(yīng)盡可能地高，但摩擦假捻裝置有施捻能力問題，具體來說，優(yōu)選加熱中的假捻數(shù)T為27400/D1/2～30600/D1/2，就能防止加熱器內(nèi)產(chǎn)生起絨及多斷絲現(xiàn)象。作為加熱器內(nèi)的假捻數(shù)T最好為27900/D1/2～30100/D1/2。所謂的D表示拉伸假捻加工后假捻絲的纖度(分特)。
下面，用附圖來說明本發(fā)明的PPT假捻絲制造方法。圖2表示本發(fā)明假捻裝置的一個實施例。
作為供給原絲1使用PPT未拉伸絲。一邊在第一FR和第二FR間拉伸，一邊在使用摩擦假捻裝置5進(jìn)行假捻的狀態(tài)中由加熱器3對捻著的形態(tài)進(jìn)行熱定形，用冷卻板4進(jìn)行形態(tài)固定。如先前所述，因PPT的楊氏模量低，容易降低假捻向上游的傳送，所以，在加捻區(qū)中避免必要數(shù)值以上絲條的卷曲和接觸阻力是重要的。因此，優(yōu)選對于假捻機中所用的各部件也要從接觸阻力小的方面著眼加以選擇。作為加熱器3有使熱媒加熱循環(huán)，或采用在電熱加熱器進(jìn)行加熱的金屬板上或有高溫氣氛中行走的方法。在加熱的金屬板上行走時必須要針對絲條纖度、加工速度、目標(biāo)來考慮假捻溫度，以不超過必要長度和不產(chǎn)生卷曲。在高溫氣氛中下行走時，為了提高行走穩(wěn)定性優(yōu)選使用在導(dǎo)軌等處固定絲道的所謂非接觸式高溫加熱器。為了降低假捻絲起絨和斷絲率并提高加工速度，使用接觸阻力更低的非接觸高溫加熱器更好。
冷卻板4優(yōu)選不長于必要長度，優(yōu)選使用冷卻水循環(huán)來冷卻冷卻板或者縮短冷卻板，靠吸引空氣來吸收排煙，同時對絲條進(jìn)行冷卻。還優(yōu)選用金屬板造成縫隙從后方吸引，由交叉流動冷卻絲條，降低冷卻板磨擦阻力，也能提高冷卻能力，縮短加捻區(qū)，使加工穩(wěn)定。
作為摩擦假捻裝置5，只要具有施捻作用和運送作用，無論是內(nèi)接型還是外接型摩擦假捻裝置都可以，優(yōu)選使用外接型3軸捻線機(加捻裝置)、皮帶夾持捻線機。
作為供給原絲所用的PPT未拉伸絲，在熔融紡絲卷繞后，容易產(chǎn)生延時收縮。特別是紡絲速度為1000～2000m/分卷繞的未拉伸絲，因時效變化而使物性變化顯著，卷包的端面和中央部、內(nèi)層與外層間產(chǎn)生了收縮差，在拉伸假捻絲上產(chǎn)生了絲縱向的染斑。然而，即使紡絲速度接近3000m/分依然產(chǎn)生了延后收縮，這是絲縱向產(chǎn)生染斑的原因。為了使延后收縮減小，在提高紡絲速度時，在紡絲線上讓分子取向高度進(jìn)展，這樣會產(chǎn)生卷縮壓緊而使紙管不能從錠子上脫下來的現(xiàn)象。為此，為了解決上述問題，作為供給原絲使用的PPT未拉伸絲優(yōu)選滿足下述(1)～(4)式(1)強度ST(cN/dtex)1.8≤ST(2)雙折射△n(×10-3)30≤△n≤70(3)伸長度EL(％)60≤EL≤180(4)沸水收縮率SW(％)3≤SW≤15
即，顯示上述物理性狀的未位伸絲拉后收縮基本上不會使未拉伸絲卷包產(chǎn)生卷縮壓緊現(xiàn)象，表現(xiàn)出良好地假捻加工性，同時，染色斑等疵點少，能得到高品質(zhì)的假捻加工絲。
強度極大地影響著拉伸或假捻、整經(jīng)或紡織時工藝流程或布帛機械特性。為了滿足前述的生產(chǎn)性和制品的品質(zhì)，強度優(yōu)選在1.8cN/dtex以上，更優(yōu)選在2.2cN/dtex以上。
另外，在拉伸或假捻工藝中為了保持良好的加工性，伸長度優(yōu)選在60％以上，為了使拉伸或假捻中所制的絲的粗節(jié)小且得到更均質(zhì)的絲，伸長度優(yōu)選在180％以上。伸長度更優(yōu)選范圍為70～150％。
雙折射與未拉伸絲的機械特性密切相關(guān)，特別是為了防止假捻加工工藝中起絨或斷絲并得到良好的工藝通過性，雙折射優(yōu)選在0.03以上。當(dāng)雙折射超過0.07時很難抑制卷縮壓緊及高溫造成的延后收縮。所以，雙折射最好范圍為0.04～0.065。
PPT纖維是從未拉伸絲卷裝解散的，因應(yīng)力作用解散消除時產(chǎn)生緩緩收縮或稱為延后收縮現(xiàn)象。這種現(xiàn)象即使在卷裝中也會緩慢地進(jìn)行，造成卷裝形狀破壞和解散不良，在卷裝端面周期中，同期的絲產(chǎn)生粗節(jié)等各種問題。另外，這種延后收縮容易受未拉伸絲環(huán)境溫度的左右，特別夏季卡車輸送中因環(huán)境溫度會達(dá)到50℃，延后收縮量會變大。因此，未拉伸絲在制絲階段使纖維結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定化是很重要的。纖維結(jié)構(gòu)對熱的穩(wěn)定性可以根據(jù)把試料投入沸水中測定收縮率來獲知。如果沸水收縮率在15％以下，延后收縮時效變化少，可以說是具有良好的熱穩(wěn)定性。此外，沸水收縮率與假捻加工中卷縮固定性密切相關(guān)，收縮率大于3％時表現(xiàn)出良好地卷縮固定性。沸水收縮率更優(yōu)選為5～12％。
另外，未拉伸絲絲縱向粗節(jié)指標(biāo)烏斯特斑變小，會抑制假捻加工中加工張力的變動，能提高工藝的穩(wěn)定性，由所得絲構(gòu)成的布帛的染斑等疵點變少，可獲得品位高的制品。因此，所用未拉伸絲的烏斯特斑要在1％以下，更優(yōu)選在0.8％以下。
所用未拉伸絲可以是卷成筒子絲狀卷裝。因卷裝方式會影響假捻加工中解散性，要求要有良好的卷裝方式。通常，對于卷裝方式來說，常見的問題是鞍架(筒子兩邊凸起)或者是凸邊(鼓起)，這兩種都是越小高速解散性越優(yōu)良。根據(jù)本發(fā)明人所考證的方法，可使卷裝上卷繞前纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定化，所以卷裝方式可實現(xiàn)良好的筒子紗。假捻中要求的解散速度要達(dá)到200～800m/分，這種速度下解散張力變動小，為了穩(wěn)定地進(jìn)行絲加工，鞍架優(yōu)選小于4mm，脹出率優(yōu)選小于10％。最好鞍架小于3mm，脹出率小于7％。另外，鞍架及脹出率是用4kg卷的卷裝來進(jìn)行測定的。
下面，說明本發(fā)明中的優(yōu)選所用的未拉伸絲制造方法的一個實例。作為未拉伸絲主原料的PPT的制造方法，可以直接采用公知的方法。為提高紡絲時的拉絲性并得到實用強度的絲，所用PTT的極限粘度[η]優(yōu)選在0.75以上，更優(yōu)選在0.85以上。另外，PPT原料中所含以環(huán)狀2聚體為主要成分的低聚物因紡絲時污染噴絲頭及促進(jìn)了噴絲頭下腔中針狀結(jié)晶析出，使制絲性受到不良影響，低聚物含量越少越好，優(yōu)選在2重量％以下，更以下在1.5重量％以下，最好是在1重量％以下。作為用于降低低聚物含量的方法，固相聚合是有效的途徑。在由液相聚合的PTT的極限粘度[η]達(dá)到0.4～0.7后，在固相聚合溫度180～215℃、暴露時間為2～20小時條件下，進(jìn)行減壓，使氮氣、氬氣等惰性氣體的真空度在10torr以下，更優(yōu)選在1torr以下。另外，聚合時生成的雙(3-羥丙基)醚會降低軟化點或降低強度等機械特性，故越少越好，優(yōu)選在2重量％優(yōu)選，更優(yōu)選在1重量％以下，再優(yōu)選0.5重量％以下。
另外，在PPT未拉伸絲進(jìn)行聚合后，既可以直接紡絲進(jìn)行直連重紡，也可以在一旦切片化后干燥或固相聚合，紡絲。如前述為使低聚物量變少，優(yōu)選切片化后進(jìn)行固相聚合。
在此，結(jié)合


本發(fā)明可用于假捻加工中的未拉伸絲的制造方法。
為了使噴絲頭吐出穩(wěn)定，在進(jìn)行熔融紡絲時的紡絲溫度優(yōu)選用比PPT熔點高15～60℃的溫度，最好使用高25～50℃的溫度。另外，為了抑制紡絲中低聚物析出且提高紡絲性，可以相應(yīng)地在噴絲頭下方設(shè)置2～20cm的加熱筒或M0(單體、低聚物)吸引裝置以及用于防止聚合氧化變劣或噴絲孔污染的空氣、蒸汽、N2等惰性氣體發(fā)生裝置。
紡絲速度應(yīng)如前所述要使未拉伸絲強度在1.8cN/dtex以上、殘留伸長度達(dá)60～180％，為此把紡絲速度的范圍定為2500～4500m/分的范圍。另外，在紡絲后，至卷繞間可以在特定條件下進(jìn)行熱處理，使纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化。
當(dāng)紡絲速度低于2500m/分時，因雙折射不足0.030，強度變低，假捻時容易起絨并產(chǎn)生單絲卷纏，當(dāng)紡絲速度超過4500m/分時，或因形成所謂拉伸絲結(jié)構(gòu)不能變形，假捻加工后的卷縮特征變低，具有容易起絨、產(chǎn)生單絲卷纏的傾向。
另外，紡絲后至卷繞間在特定條件下進(jìn)行熱處理是重要的，因卷繞前連續(xù)進(jìn)行熱處理能使纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，進(jìn)一步能抑制卷繞后時效變化，避免了端面周期膨脹或內(nèi)外層差異。例如，在圖4所示的紡絲裝置中，熔融PPT，從噴絲頭18吐出，使用第一送入輥22不斷引出，在受熱的第一送入輥22或第二送入輥23處進(jìn)行熱處理，使用卷繞機進(jìn)行卷繞。另外，熱處理時間雖與熱處理溫度有關(guān)，但0.01～0.1秒是必要的，在使用分離輥25加熱后，優(yōu)選在送入輥23上多次退卷。最好熱處理的時間是0.02～0.08秒。此外，熱處理并不限定于前述的加熱送入輥，如圖5所示也可在紡絲線上(噴絲頭至第一送入輥間)或送入輥間設(shè)置以加熱空氣或蒸汽為熱媒體的非接觸性加熱類型。
熱處理的溫度在送入輥為接觸性加熱的情況下優(yōu)選70～130℃，非接觸性加熱的情況下優(yōu)選120～220℃。更優(yōu)選在接觸性加熱條件下是100～125℃，非接觸性加熱條件下是140～200℃。用第一送入輥22引出后，在第二送入輥23或卷繞機24之間進(jìn)行松馳處理，控制卷縮壓緊或延后收縮率，提高處理效果。
上述方法制造卷繞的假捻絲也因延后收縮會產(chǎn)生卷縮壓緊。在這種情況下，假捻絲的解散性降低，且因時效變化假捻絲絲縱向中產(chǎn)生染斑。為了防止這種問題產(chǎn)生，可以在假捻加工后馬上進(jìn)入松馳工藝，拉伸假捻后，至卷繞間可以把室溫狀態(tài)下設(shè)置松弛率5～25％的松馳區(qū)。具體以圖2為例，相對第二FR6的表面速度把第三FR的表面速度變慢就可以很容易地實現(xiàn)。對于松馳來說，不必由加熱裝置進(jìn)行加熱處理，在室溫中就可以防止卷縮壓緊。
用轉(zhuǎn)子式假捻裝置加工PPT拉伸絲形成的假捻加工絲錠間偏移變大，織檢合格率約為93％，在檢查工藝中要花費很多費用。根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的假捻絲織檢合格率可達(dá)95％以上，可使檢查工藝簡單化。另外，如果完全使用整個裝置，織檢合格率可達(dá)98％以上，可以省略檢查工藝。
在使用殘留伸長度不足60％的拉伸絲進(jìn)行的轉(zhuǎn)子式假捻加工中，加工速度充其量只能達(dá)到100m/分左右，與之相比，在本發(fā)明的制造方法中，假捻加工速度可以到300m/分以上，更優(yōu)選在600m/分以上，再優(yōu)選到800m/分。有益于工業(yè)生產(chǎn)。
為了提高假捻絲的高次通過性，以提高集束性為目標(biāo)進(jìn)行絡(luò)交。在圖2中，在第三FR7和第四FR8之間邊進(jìn)行松馳邊用絡(luò)交噴嘴8進(jìn)行交絡(luò)。作為提高集束性的方法可以有捻絲、加油等方法，可以根據(jù)需要來使用。
PPT纖維與聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維相比因楊氏模量低卷曲會變?nèi)彳?。不過在變?yōu)椴疾?，為了付予張力感，必須要有適當(dāng)?shù)挠捕龋瑑?yōu)選是斷面變形后的假捻絲。特別當(dāng)PPT未拉伸絲的斷面形狀為圓形斷面時，效果更好，根據(jù)斷面形狀效應(yīng)就能賦予適度的硬挺性。但是，如果斷面變形過度會閃光或顯得粗糙，故斷面變形度優(yōu)選1.3～1.8。為了實現(xiàn)這個數(shù)值優(yōu)選把假捻加熱出口中絲條溫度定為100～175℃。
當(dāng)斷面變形度為1.3～1.7時，既可以產(chǎn)生張力感也可以減少表面反射，更為優(yōu)選。
如前所述，PPT纖維楊氏模量低，不會向加捻區(qū)域上游傳送加捻。為了改善此項特性，優(yōu)選給聚對苯二甲酸丙二醇酯加上油劑等，以降低加熱器、冷卻板、導(dǎo)軌等接觸阻力。這樣，給未拉伸絲附著上種種油劑成分進(jìn)行拉伸假捻時，發(fā)現(xiàn)由水不溶性脂肪酸酯類和/或芳香族酯類構(gòu)成的潤滑成分是有效的。特別是當(dāng)相對未拉伸絲重量附著的重量為0.05～1.0重量％時，能降低加熱器、冷卻板或?qū)к壍哪ゲ磷枇Χ辜幽聿可嫌斡行У貍魉图倌恚_認(rèn)這樣產(chǎn)生的起絨現(xiàn)象少，錠間及錠內(nèi)染色差異小。因此，拉伸假捻加工后的假捻絲上優(yōu)選附著有作為潤滑成分的水不溶性脂肪酸酯類和/或芳香族酯類。為了提高高次通過性，在假捻加工后也可以附著油劑，這種情況下也可以加酯。
在此，作為水不溶性脂肪酸酯和/或芳香族酯可以應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)中公知的潤滑劑，例如可以是油酸甲酯、肉豆蔻酸異丙酯、棕櫚酸辛酯、月桂酸油基酯、油酸油基酯等一元醇與一元脂肪族羧酸的酯；癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯等一元醇與多元脂肪族羧酸的酯；鄰苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三油醇酯等一元醇與芳香族羧酸的酯；乙二醇二油酸酯、三羥甲基丙烷三己酸酯、丙三醇三油酸酯等多元醇與一元脂肪族羧酸的酯，或者作為這些酯的衍生物的月桂基(E0)n辛酸酯等亞烷基氧化加成酯(亞烷基氧化物加成摩爾數(shù)應(yīng)大于化合物可溶于水或自身分散于水中的摩爾數(shù)并且不減小潤滑性，所以優(yōu)選加成數(shù)在5摩爾以下)等單獨或混合使用的情況，但并不限定于特定的這些物質(zhì)。由于在液體石蠟、錠子油等礦物油單獨使用的情況下會減小耐熱性，所以，混合使用中列舉的潤滑劑成分時其量應(yīng)在40重量％以下。為了防止焦油化，還可以適當(dāng)?shù)鼗旌鲜褂镁勖?。雖然潤滑劑成分的配合量不受限定，但相對油劑成分優(yōu)選為50～70重量％。
作為附著在未拉伸絲上的油劑成分除潤滑劑以外優(yōu)選配合乳化劑或其它添加劑。
作為乳化劑成分，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的，例如非離子表面活劑劑，如具有一個以上活性氫的化合物的亞烷基氧化物加成物，即月桂醇、異硬脂醇、油醇、辛基苯酚、壬基苯酚等一元羥基化合物亞烷基氧化物加成物；丙三醇的單油酸酯、脫水山梨糖的單月桂酸酯、三羥甲基丙烷的二硬脂酸酯等多元醇部分酯及其亞烷基氧化物加成物；蓖麻油亞烷基氧化物加成物；月桂胺、硬脂胺等烷基胺類的亞烷基氧化物加成物；肉豆蔻酸、硬脂酸、油酸等高級脂肪族酸的亞烷基氧化物加成物，以及從這些脂肪酸衍生的酰胺類的亞烷基氧化物加成物，作為進(jìn)行加成的亞烷基氧化物可以是單獨或混合使用的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷。此外，聚乙二醇聚丙二醇的嵌段共聚物或上述高級脂肪酸及其三乙醇胺、二乙醇胺等的鹽以及土耳其紅油等陰離子表面活性劑也能作為乳化劑使用。乳化劑成分的配合量不受限定，優(yōu)選相對油劑成分20～50重量％。
針對在紡絲、拉伸假捻中的必要的特性可以使用相應(yīng)的添加劑，即除了用烷基磺酸鹽類堿金屬鹽、烷基磷酸鹽類堿金屬鹽、聚烷基二醇烷基磷酸鹽類堿金屬鹽、脂肪酸皂、烷基咪唑啉等防靜電劑外，也可以同時使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的集束劑、防銹劑、防腐劑、抗氧化劑等。這類添加劑的配合量不受限定，但為了使?jié)櫥约澳蜔嵝圆皇軗p失，其用量最好為5～15重量％。
作為在假捻加工絲中附著上水不溶性脂肪酸酯和/或芳香族酯的特定方法，用甲醇萃取法萃取油劑成分，可以從IR光譜的峰位置確定萃取成分。
PPT假捻絲纖度、單絲纖度、斷面形狀等并沒有限定，通常優(yōu)選使用纖度為33～560dtex的復(fù)絲、纖度為0.11～11dtex的單絲，斷面形狀為圓形斷面、扁平、三角形等多角形、3葉以上的多葉形，中空等也可以，可以根據(jù)使用目的適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。另外復(fù)絲也可以由單絲纖度、斷面形狀不同的單絲構(gòu)成。
用轉(zhuǎn)子假捻制造PPT拉伸絲的公知假捻絲雖然富有彈性、膨松性，但錠間或錠內(nèi)多產(chǎn)生染色差異是個問題。這主要是由于PPT拉伸絲的楊氏模量低難以傳送加捻、且加捻張力低于0.17cN/dtex導(dǎo)致加熱器中加捻分布在錠間、錠內(nèi)是變化的之故。對此，本發(fā)明的方法得到的PPT假捻絲減小了錠間、錠內(nèi)的染色差異及起絨，制成高品質(zhì)的假捻絲。
A.極限粘度把試料溶解在鄰氯苯酚溶液中，在25℃下使用奧斯特瓦爾德粘度計測定多個點的比粘度，外插求出0濃度時的值。
B.強伸長度用東洋技術(shù)(オリエンテック)株式會社生產(chǎn)的TENSILON UCT-100按JIS L1013(化學(xué)纖維纖絲試驗方法)表示的定速伸長條件下測定未拉伸絲，其中，破斷伸長度是根據(jù)S-S曲線中表示最大強力點的伸長求出的。
C.雙折射使用OLYMPUS公司生產(chǎn)的BH-2偏光顯微鏡在未拉伸絲上測定減速度(retardation)T和光路長d，求出雙折射△n＝T/d。其中，d是纖維中心處T與纖維直徑之比求得的。
D.沸水收縮率按照J(rèn)IS L 1013(化學(xué)纖維纖絲試驗方法)標(biāo)準(zhǔn)測定的。在檢尺器中從未拉伸絲卷裝采取絞絲，在90×10-3cN/dtex的實際長度測定負(fù)荷架上測定絞絲實際長度L1，接著下架，投入沸水中15分鐘，然后取出風(fēng)干，再次測定上架后絞絲的實際長度L2，根據(jù)下式計算出沸水收縮率沸水收縮率(％)＝[(L1－L2)/L1]×100E.烏斯特斑絲條縱向粗節(jié)(標(biāo)準(zhǔn)試驗法)用ツエルベガ-ウ-スタ-株式會社生產(chǎn)的USTERTESTERMONITORC測定。條件為絲條速度以50m/分供給1分鐘，按標(biāo)準(zhǔn)公式測定出平均偏差率(U％)。
F.鞍架及脹出率如圖6所示測定未拉伸絲卷裝中央部卷厚L1和端面部卷厚L2，從L2中減去L1的值作為鞍架最大值。如圖2所示，測定未拉伸絲卷裝最內(nèi)層卷寬度L3及最大卷寬度L4，由下式計算出脹出率。
脹出率(％)＝(L4－L3)/L3×100G.加熱器出口絲條溫度的測定用TOKYO SEIKO C0.LTD生產(chǎn)的儀器在加熱器的直接出口中測定絲條溫度，其中電源為TS-3A，檢測端為EC-2。
H.絲條張力用インテツク公司生產(chǎn)的數(shù)字式張力測定儀IT-200進(jìn)行測定。
I.加熱器中的假捻數(shù)在假捻加工中同時固定加熱器入口處及出口處的絲條，采取加熱器中的絲條，用電動檢測器在90×10-3cN/drex載重下測定假捻數(shù)T(T/m)。
J.斷面變形度相對絲條縱向垂直切斷絲條后以切片為樣品，利用光學(xué)顯微鏡對拍攝的斷面進(jìn)行拍照。把斷面照片上單纖維外接圓直徑與內(nèi)接圓直徑之比，用假捻加工供給絲的外接圓直徑與內(nèi)接圓直徑之比來除，求出各纖維的該值，計算出平均值。
K.伸縮復(fù)原率RS(Recovery percentage of Shrinkage％)對于卷裝原樣放置一周的假捻加工絲的樣品來說，按JIS標(biāo)準(zhǔn)L1090-1992 5.8伸縮復(fù)原率，制作小絞絲，放置24小時后，用粗布包裝的原樣浸入98℃熱水中30分鐘后，取出試料，在濾紙上放置24小時使其自然干燥，根據(jù)5.8伸縮復(fù)原率對試料進(jìn)行測定。
L.織檢除去假捻加工絲表面起絨，用適當(dāng)隔距數(shù)的筒織機，調(diào)整好密度后，以相鄰接的比較水平依次進(jìn)行圓形編織。相對編織物重量，將蘇米卡隆(スミカロン)Navy B1ueS-2GL20O(住友化學(xué)公司)0.3％(owf)、帶特隆希(テトロシン)PEC(山川藥品公司)5.0％(owf)、尼卡沙恩哨魯特(ニツカサンソルト)#1200(日華化學(xué)品公司)1.0％(owf)，用相對編織物重量50倍水使各組分均一分散，在調(diào)節(jié)溫度為50℃后投入編織物，適當(dāng)攪拌以1-2℃/分速度升溫至98℃，接著進(jìn)行20分鐘的加熱，隨后，緩慢冷卻，對樣品進(jìn)行染色。作為織檢，在筒織處用測色計測定L值，整個樣品的平均值在±0.4以內(nèi)時算合格，其范圍以外的樣品為不合格。
實施例1用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖3所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，以3000m/分的紡絲速度2小時卷繞高取向未拉伸絲。卷繞使用加油導(dǎo)軌，給未拉伸絲加上分散有潤滑劑、乳化劑、添加劑的油劑，相對未拉伸絲重量使月桂酸油醇酯附著量為0.2重量％。表1表示未拉伸絲的物理性狀。物理性狀的測定是在卷繞后直接進(jìn)行測定的。卷繞后，直接用圖2所示假捻機在表2的條件下對該高取向未拉伸絲進(jìn)行拉伸假捻加工。隨后，把2.5m的干熱加熱器作為加熱器3，在比作為摩擦假捻裝置5更上游側(cè)使用由陶瓷盤1只、聚氨酯盤6只、陶瓷盤1只組成的3軸加捻裝置。與第二FR6相比，第三FR7的速度慢18％，不用絡(luò)交噴嘴8。假捻加工能穩(wěn)定地進(jìn)行，可以獲得膨松的假捻絲。假捻絲的物理性狀表示在表3中，把假捻加工絲用27G的筒織機進(jìn)行圓編織，織檢測后識別不出來未拉伸絲卷裝內(nèi)外層染色差異。
比較實施例1用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖3所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，以1500m/分的紡絲速度卷繞未拉伸絲。
在5小時卷繞后，放置在25℃相對濕度為80％的屋內(nèi)靜置1周。聚對苯二甲酸丙二醇酯未拉伸絲卷裝卷纏，與端面比中央部變?yōu)檩^大的凹狀。1周靜置后未拉伸絲的物理性狀表示在表1中，使用與實施例相同的裝置，在表2的條件下進(jìn)行拉伸假捻加工。假捻加工稍不穩(wěn)定，斷絲增多。假捻絲的物理性狀列于表3中，把假捻加工絲用27G的筒織機進(jìn)行編織，織檢表明未拉伸絲卷裝內(nèi)外層存在顯著染色差異且端面周期脹起可見，品質(zhì)上有問題。
比較實施例2用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖3所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，以2000m/分的紡絲速度卷繞未拉伸絲。
在5小時卷繞后，放置在25℃相對濕度為80％的屋內(nèi)靜置1周。聚對苯二甲酸丙二醇酯未拉伸絲卷裝卷纏，與端面比中央部變?yōu)榇蟀紶睢?周靜置后未拉伸絲的物理性狀表示在表1中，使用與實施例相同的裝置，在表2的條件下進(jìn)行拉伸假捻加工。假捻加工稍不穩(wěn)定，斷絲增多。假捻絲的物理性狀列于表3中，把假捻加工絲用27G的筒編機進(jìn)行編織，織檢后未拉伸絲卷裝內(nèi)外層存在顯著染色差異且端面周期脹出可見，品質(zhì)上有問題。
比較實施例3用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖3所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，以1200m/分的紡絲速度卷繞未拉伸絲，接著在第一熱輥溫度60℃下拉伸3倍并在第二熱輥溫度140℃，拉伸速度為600m/分下拉伸后，用錠子卷繞裝置進(jìn)行卷繞，得到56dtex-36f的拉伸絲。使用該拉伸絲在1m干熱加熱器、錠子假捻裝置中，在表2的條件下進(jìn)行假捻加工。錠子轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為4100rpm。連續(xù)實施100kg的假捻加工，制得1kg×100個假捻加工絲，加工速度盡管低至100m/分，斷絲率仍達(dá)到5％，假捻加工絲的織檢合格率限于92％。
實施例2～4用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖4所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，以3000m/分的紡絲速度卷繞加熱到110℃后在2個導(dǎo)絲輥上干熱處理的未拉伸絲。卷繞時使用加油導(dǎo)軌，給未拉伸絲加上分散有潤滑劑、乳化劑、添加劑的油劑，相對未拉伸絲重量使月桂酸油醇酯附著量為0.2重量％。與比較實施例1同樣條件下放置1周，未拉伸絲卷沒有卷纏。表1表示未拉伸絲靜置1周后的物理性狀。除了表2所示的加熱溫度外，使用該未拉伸絲，在與實施例1相同的裝置及加工條件下進(jìn)行拉伸假捻加工。假捻加工能穩(wěn)定地進(jìn)行，可以獲得膨松的假捻絲。把假捻加工絲用27G的筒織機進(jìn)行編織，織檢后識別不出來未拉伸絲卷裝內(nèi)外層染色差異。假捻加工溫度變高，卷縮性加強而變膨松，同時，因斷面變形大，單絲的硬挺性加強，具有適度的張力感。
比較實施例4、5使用與實施例2～4相同未拉伸絲在表2所示的加工條件下進(jìn)行拉伸假捻加工。假捻裝置與實施例1相同，除了拉伸倍數(shù)外，在與實施例3相同的條件下進(jìn)行拉伸假捻加工。但是，在比較實施例4加捻區(qū)產(chǎn)生氣圈現(xiàn)象，解捻張力變動，加工不穩(wěn)定。而在比較實施例5中，因穿絲中斷絲，不能得到假捻絲。把比較實施例4的假捻絲物理性狀列于表3中。把假捻加工絲用27G的筒織機進(jìn)行編織，織檢后表明絲條長度方向中有可見染色斑，品質(zhì)上有問題。
實施例5使用與實施例2～4相同的未拉伸絲在表2所示的加工條件下進(jìn)行拉伸假捻加工。作為假捻裝置使用東麗工程公司生產(chǎn)的TFT-15(作為加熱器使用的是1m的非接觸式高溫加熱器)。與第二FR6相比，第三FR7的速度慢15％，未給予交絡(luò)。對500kg的未拉伸絲進(jìn)行連續(xù)拉伸假捻加工，制得5kg卷×100個假捻加工絲。斷絲率為1％，織檢合格率為98％，能制得高品質(zhì)的假捻加工絲。
實施例6、7用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖5所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，在通風(fēng)筒27中把絲條冷卻到Tg以下后，利用噴絲頭下1.6m處設(shè)置的非接觸加熱器28(加熱長度為1.5m，熱媒為180℃熱空氣)進(jìn)行加熱處理，以3500m/分的紡絲速度卷繞未拉伸絲。在卷繞時，使用上油裝置29給未拉伸絲加上分散有潤滑劑、乳化劑、添加劑的油劑，相對未拉伸絲重量使月桂酸油醇酯附著量為0.2重量％。雖然在與比較實施例1相同的條件下靜置了1周，但該未拉伸絲卷裝中未產(chǎn)生卷纏現(xiàn)象。把靜置1周后未拉伸絲的物理性狀列于表1中。使用該未拉伸絲在表2所示的加工條件下使用與實施例1相同的裝置進(jìn)行拉伸假捻加工。把假捻加工絲用27G的筒織機進(jìn)行編織，織檢表明未拉伸絲卷裝內(nèi)外層及端面周期沒有產(chǎn)生相應(yīng)可見的染色差異。
實施例8用極限粘度[η]為0.89的PPT，如圖4所示利用紡絲機在紡絲溫度為260℃的條件下，使用形狀為圓形的36孔噴絲頭噴吐，以2600m/分的紡絲速度卷繞加熱到110℃后在2個導(dǎo)絲輥上干熱處理未拉伸絲。卷繞時使用加油導(dǎo)軌，給未拉伸絲加上分散有潤滑劑、乳化劑、添加劑的油劑，相對未拉伸絲重量使月桂酸油醇酯附著量為0.2重量％。雖然在與比較實施例1相同的條件下靜置了1周，但該未拉伸絲卷裝中未產(chǎn)生卷纏現(xiàn)象。把靜置1周后未拉伸絲的物理性狀列于表1中。使用該未拉伸絲在表2所示的加工條件下使用與實施例1相同的裝置進(jìn)行拉伸假捻加工。把假捻加工絲用27G的筒織機進(jìn)行圓形編織，織檢表明未拉伸絲卷裝內(nèi)外層沒有產(chǎn)生相應(yīng)可見的染色差異。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能低成本地制造出染色斑及絨起均少品質(zhì)優(yōu)良的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲，上述假捻絲能制成彈性、膨松性優(yōu)良且具有適度張力感的布帛。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.一種聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，在使用摩擦假捻裝置拉伸且同時假捻時，把聚對苯二甲酸丙二醇酯未拉伸絲拉伸1.05～1.70倍，同時，把未拉伸絲的伸長度EL(％)和拉伸倍數(shù)DR(倍)設(shè)定為滿足下式(1)0.585×(1＋EL/100)≤DR≤0.75×(1＋EL/100)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，拉伸倍數(shù)為1.05～1.60倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，拉伸倍數(shù)為1.10～1.50倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，假捻加熱器出口處絲條溫度為30～175℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，假捻加熱器出口處絲條溫度為110～160℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，假捻加捻張力T1為0.17～0.55cN/dtex。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，假捻加捻張力T1與加熱前張力TH之比T1/TH為1.02～1.30。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，加熱中的假捻數(shù)T為27400/D1/2～30600/D1/2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，加熱器使用的是非接觸性加熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，使用的聚對苯二甲酸丙二醇酯未拉伸絲滿足下列(1)～(4)式(1)強度ST(cN/dtex)1.8≤ST(2)雙折射△n(×10-3)30≤△n≤70(3)伸長度EL(％)60≤EL≤180(4)沸水收縮率SW(％)3≤SW≤15
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，使用的未拉伸絲的絲粗節(jié)U％(正常模式)在1％以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，使用的未拉伸絲卷裝的鞍架不足4mm，脹出率低于10％。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，供給原絲使用的未拉伸絲是把聚對苯二甲酸丙二醇酯為主成分的聚酯熔融紡絲，紡絲絲條一旦冷卻固化后，以紡絲速度為2500～4500m/分引出絲條的同時，進(jìn)行加熱處理的時間在0.01秒以上后所獲得的未拉伸絲。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，供給原絲使用的未拉伸絲是使用接觸式加熱器且在70～130℃下進(jìn)行加熱處理卷繞所獲得的未拉伸絲。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，供給原絲使用的未拉伸絲是使用非接觸式加熱器且在120～220℃下進(jìn)行加熱處理卷繞所獲得的未拉伸絲。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，拉伸假捻后至卷繞設(shè)置有松弛率為5～25％的松馳區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲制造方法，其特征在于，拉伸假捻速度在300m/分以上。
18.聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲，其特征在于是采用 1～17之一所述方法制造的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲，其特征在于，斷面變形度為1.3～1.8。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲，其特征在于，作為潤滑劑成分附著有水不溶性脂肪酸酯類和/或芳香族酯類。
全文摘要
本發(fā)明提供了聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲及其制造方法,由于使用的是聚對苯二甲酸丙二醇酯未拉伸絲且在特定的條件下拉伸的同時進(jìn)行假捻,所以得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯假捻絲染色均勻、起絨少、品質(zhì)優(yōu)良。
文檔編號D02J13/00GK1335902SQ00802439
公開日2002年2月13日 申請日期2000年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者國貞秀明, 望月克彥, 菅埜幸治, 前田裕平 申請人:東麗株式會社