專利名稱：可深染的海島型聚酯共軛纖維及其制備方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種可深染的海島型聚酯共軛纖維及其制備方法。更具體地說，本發(fā)明涉及下述可深染的海島型聚酯共軛纖維及其制備方法，所述聚酯共軛纖維是這樣制備的使用以第一共聚多酯聚合物的二醇組分計(jì)為1至10mole％的環(huán)己烷1，4-二甲醇共聚合得到的第一共聚多酯聚合物作為島成分，易溶的第二共聚多酯聚合物作為海成分，所述第二共聚多酯聚合物是通過共聚合有機(jī)磺酸金屬鹽、間苯二甲酸和聚乙二醇制成的。
2.相關(guān)技術(shù)的描述海島型聚酯共軛纖維是一種高附加值纖維，能夠應(yīng)用于高級(jí)薄織物、人造皮革或高級(jí)仿麂皮衣服，人們已經(jīng)提出了多種制備海島型聚酯共軛纖維的方法。然而，這些方法大多數(shù)描述的是利用改造海組分生產(chǎn)海島型聚酯共軛纖維，但是極少描述對(duì)島組分的改造。
人們已經(jīng)做出了一些嘗試來改造島組分。例如，韓國專利未審公開1998-055563公開了一種利用無機(jī)粒子制備可深染的海島型聚酯共軛纖維的方法，韓國專利未審公開2002-48331講述了具有高色牢度的原液染色海島型共軛纖維的制備方法。
然而，上述可深染的海島型聚酯共軛纖維的制備方法利用無機(jī)二氧化硅或二氧化鈦在聚酯共軛纖維表面上形成缺陷，該方法的缺點(diǎn)在于，在制備超細(xì)紗線過程中，由于無機(jī)二氧化硅或二氧化鈦粒子的聚集，不希望地降低了紡絲加工性。另外，利用炭黑制成的海島型原液染色共軛纖維僅具有一種顏色，因此難以將原液染色的共軛纖維應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
此外，海島型聚酯共軛纖維的單絲太細(xì)，而不能根據(jù)常規(guī)染色方法對(duì)海島型聚酯共軛纖維進(jìn)行深染。此外，由于海島型聚酯共軛纖維染色后，它對(duì)染料具有低的粘結(jié)性能，因此其色牢度降低。
發(fā)明簡述本發(fā)明牢記現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，因此本發(fā)明的目的是提供一種海島型聚酯共軛纖維及其制備方法，其中島組分的非晶區(qū)變大，以使海島型聚酯共軛纖維能夠被深染。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述本發(fā)明利用預(yù)定聚合物作為海組分和島組分以達(dá)到本發(fā)明的上述目的。
根據(jù)本發(fā)明，利用一種共聚物作為島組分，以使海島型聚酯共軛纖維能夠被深染，理論上它具有一個(gè)能夠擴(kuò)大其非晶區(qū)的結(jié)構(gòu)，并且沒有降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此確保提高了色牢度。
用于制備島組分的單體實(shí)例包括芳香族或脂環(huán)族化合物，如萘二羧酸、雙酚A的乙烯加成物或環(huán)己烷1，4-二甲醇。
特別是，考慮到經(jīng)濟(jì)效益和利用單體制成的原紗的收縮，本發(fā)明利用環(huán)己烷1，4-二甲醇作為單體。
環(huán)己烷1，4-二甲醇可能存在異構(gòu)體形式如順式異構(gòu)體和反式異構(gòu)體。因此，當(dāng)利用環(huán)己烷1，4-二甲醇作為制備島組分的單體時(shí)，即使與其它單體相比環(huán)己烷1，4-二甲醇用量較少，島組分的非晶區(qū)也被足夠地?cái)U(kuò)大。
根據(jù)本發(fā)明，島組分用以島組分的二醇組分計(jì)含量為1至10mole％的環(huán)己烷1，4-二甲醇(后文中稱作“CHDM”)共聚合得到。
當(dāng)使用超過10mole％的CHDM來制備島組分時(shí)，利用該島組分制得的纖維具有非常高的收縮率。特別是，當(dāng)使用超過30mole％的CHDM來制備島組分時(shí)，該島組分的非晶區(qū)變得過大而不能利用它來制備纖維。
在另一方面，當(dāng)使用低于1mole％的CHDM來制備島組分時(shí)，就不能達(dá)到本發(fā)明增加島組分非晶區(qū)的目的。
海組分在堿性溶液中必須具有非常高的溶解速率。因此，本發(fā)明中使用了韓國專利申請(qǐng)2003-0026652中提到的易溶共聚多酯聚合物作為海組分。這里，易溶的共聚多酯聚合物是這樣準(zhǔn)備的將以共聚多酯聚合物的二酸計(jì)為1至6mole％的含有金屬磺酸鹽的雙羥基乙基間苯二甲酸酯、以共聚多酯聚合物的二酸計(jì)為0.01至5wt％的間苯二甲酸、和以共聚多酯聚合物計(jì)為3至15wt％且平均分子量為1,000至20,000的聚亞烷基二醇共聚合。
根據(jù)本發(fā)明，共聚多酯聚合物是利用TPA聚合方法使用對(duì)苯二甲酸(后文中稱作“TPA”)作為原料制成的。此外，共聚多酯聚合物的制備方法可以分為利用TPA作為原料的一種方法，和利用對(duì)苯二甲酸二甲酯作為原料的另一種方法。其中，鑒于經(jīng)濟(jì)效益，利用TPA作為原料的方法非常具有競爭性。
在制備含有CHDM的共聚多酯聚合物的方法中，未反應(yīng)的TPA是不溶和不熔的。因此，未反應(yīng)的TPA堵塞了聚合設(shè)備的低聚物過濾器或聚合物過濾器，或者當(dāng)共聚多酯聚合物紡絲時(shí)，填充壓力由于未反應(yīng)的TPA而快速增加，造成在共聚多酯聚合物和纖維的制造過程中加工性的降低。
因此，酯化時(shí)間必須足夠長且酯化溫度必須充分高，以降低未反應(yīng)TPA的量。
然而，當(dāng)酯化時(shí)間很長或者酯化溫度很高時(shí)，作為副產(chǎn)物的DEG的產(chǎn)量不利地增加了，從而降低了共聚多酯聚合物的熱穩(wěn)定性。因此，優(yōu)選盡可能地降低G值(乙二醇和CHDM的總摩爾數(shù)與對(duì)苯二甲酸的摩爾數(shù)之比)，以抑制DEG的生成。根據(jù)本發(fā)明，G值在1.10至1.50范圍內(nèi)。當(dāng)G值在上述范圍內(nèi)時(shí)，在共聚多酯聚合物中的DEG含量為0.7至2.0wt％，由此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明增加共聚多酯聚合物非晶區(qū)的目的。這里，共聚多酯聚合物的熱性能沒有降低，因此在利用共聚多酯聚合物制備共聚多酯纖維的過程中，在假捻工藝中沒有出現(xiàn)問題。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的共聚多酯聚合物主要用于生產(chǎn)服裝用纖維，所以同常規(guī)聚酯一樣，可以向共聚多酯聚合物中加入銳鈦礦型二氧化鈦。
具體地說，當(dāng)制備超光亮纖維時(shí)，不向共聚多酯聚合物中加入銳鈦礦型二氧化鈦。然而，當(dāng)制備有光纖維、半消光纖維和全消光纖維時(shí)，向共聚多酯聚合物中加入的銳鈦礦型二氧化鈦的量分別為200至500ppm、1,000至5,000ppm和10,000至40,000ppm。
此外，可以向共聚多酯聚合物中加入硫酸鋇，以共聚多酯聚合物重量計(jì)其加入量為5wt％或更少，以提高共聚多酯纖維的比重，或提高共聚多酯纖維的透明性和摩擦性能。
縮聚催化劑的實(shí)例包括銻基催化劑如三氧化銻和乙酸銻、鍺基催化劑如二氧化鍺、和鈦基催化劑如鈦酸四丁酯和鈦酸四異丙酯。
以共聚多酯聚合物重量計(jì)，用于制備共聚多酯聚合物的縮聚催化劑的量為0.01至5wt％。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和比較實(shí)施例，原紗樣品的物理性能是按照下述方法測定的。
1.I.V.共聚多酯聚合物樣品的特性粘度(I.V.)是在30℃下，使用混合比為60/40的苯酚和1，1，2，2-四氯乙烷的溶液，利用烏氏(Ubbelohde)粘度計(jì)測定的。
2.熔融溫度(Tm)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)共聚多酯聚合物樣品的熔融溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是利用Perkin Elmer，Inc制造的DSC7，在以10℃/min的速度升溫的同時(shí)，分析熔融范圍內(nèi)的峰測定的。
3.染色性對(duì)原紗樣品施用圓形針織工藝，在1.2wt％NaOH溶液中處理20分鐘，以完全除去易溶部分，然后在130℃下染以合成聚乙烯醇縮醛纖維(Kuralon)海軍藍(lán)。每個(gè)染色的針織織物的著色強(qiáng)度是通過計(jì)算由分光光度計(jì)所測的K/S值得到的。
在已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行總體描述的情況下，參考實(shí)施例和比較實(shí)施例可以進(jìn)一步理解本發(fā)明，除非另作說明，本文中的這些實(shí)施例和比較實(shí)施例僅僅是為了說明，而決不想限制本發(fā)明。
實(shí)施例1至3與比較實(shí)施例1和2將特性粘度為0.55dl/g的聚合物用作海組分。這里，聚合物通過共聚合以聚合物的二酸計(jì)為5mole％的含有金屬磺酸鹽的雙羥基乙基間苯二甲酸酯、以聚合物的二酸計(jì)為2wt％的間苯二甲酸和以聚合物計(jì)為6wt％且分子量為4,000的聚亞烷基二醇制得。此外，具有如表1所示性能的共聚多酯聚合物被用作島組分。
作為海組分和島組分的聚合物在表1所示紡絲條件下以2800m/min速率紡絲，以1.74的拉伸比進(jìn)行拉伸，制成具有37島組分的75旦尼爾/36長絲的海島型共軛纖維。測試了該海島型共軛纖維的性能，結(jié)果表示在表1中。
將所得原紗進(jìn)行圓形針織工藝，在1.2wt％NaOH溶液中處理20分鐘以完全除去易溶部分，然后在130℃下染以聚乙烯醇縮醛纖維海軍藍(lán)。利用分光光度計(jì)在500nm下比較被吸收到染色原紗中的光強(qiáng)度來估計(jì)染色原紗的著色強(qiáng)度，結(jié)果表示在表1中。
表1
*G值(EG+CHDM)/TPA摩爾比**K/S在假設(shè)常規(guī)海島型聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的表觀著色濃度為100的基礎(chǔ)上計(jì)算得到。
從上面的描述明顯看出，本發(fā)明提供了海島型聚酯共軛纖維，其中在將海組分從海島型聚酯共軛纖維上除去后，作為島組分的具有非常高的細(xì)度的纖維留在了海島型聚酯共軛纖維中，因此在確保聚酯纖維的優(yōu)良物理性能的同時(shí)，能夠使該纖維被深染。
此外，根據(jù)本發(fā)明的海島型聚酯共軛纖維具有優(yōu)良的熱性能，因此確保了優(yōu)良的假捻加工性和色牢度。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案是為了說明而公開的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明范圍和精神的前提下，可以有多種改變、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種可深染的海島型聚酯共軛纖維，所述聚酯共軛纖維包括作為島成分的可深染的第一共聚多酯聚合物，所述第一共聚多酯聚合物用以第一共聚多酯聚合物的二醇組分計(jì)為1至10mole％環(huán)己烷1，4-二甲醇共聚合得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可深染的海島型聚酯共軛纖維，所述聚酯共軛纖維還包括作為海組分的第二共聚多酯聚合物，所述第二共聚多酯聚合物是通過以第二共聚多酯聚合物的二酸計(jì)為1至6mole％的含有金屬磺酸鹽的雙羥基乙基間苯二甲酸酯、以第二共聚多酯聚合物的二酸計(jì)為0.01至5wt％的間苯二甲酸、和以第二共聚多酯聚合物計(jì)為3至15wt％且平均分子量為1,000至20,000的聚亞烷基二醇共聚合制得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的可深染的海島型聚酯共軛纖維，其中島組分具有的二醇與二酸的摩爾比(G值)為1.10至1.50，并且所述島組分包含作為副產(chǎn)物的0.7至2.0wt％的二乙二醇。
4.一種制備可深染的海島型聚酯共軛纖維的方法，所述方法使用第一共聚多酯聚合物作為島組分，并使用第二共聚多酯聚合物作為海組分，其中，所述第一共聚多酯聚合物用以第一共聚多酯聚合物的二醇組分計(jì)為1至10mole％的環(huán)己烷1，4-二甲醇共聚合得到，第二共聚多酯聚合物是通過共聚合以第二共聚多酯聚合物的二酸計(jì)為1至6mole％的含有金屬磺酸鹽的雙羥基乙基間苯二甲酸酯、以第二共聚多酯聚合物的二酸計(jì)為0.01至5wt％的間苯二甲酸、和以第二共聚多酯聚合物計(jì)為3至15wt％且平均分子量為1,000至20,000的聚亞烷基二醇而制得的。
全文摘要
本發(fā)明公開了海島型聚酯共軛纖維及其制備方法，其中島組分被改造以使海島型聚酯共軛纖維能夠被深染。所述海島型聚酯共軛纖維包括作為島組分的共聚多酯聚合物。這里，共聚多酯聚合物用以共聚多酯聚合物的二醇組分計(jì)為1至10mole％的環(huán)己烷1，4－二甲醇共聚合得到。此外，該海島型聚酯共軛纖維的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以利用生產(chǎn)常規(guī)海島型聚酯共軛纖維的設(shè)備來生產(chǎn)，利用島組分制成的超細(xì)紗比常規(guī)海島型聚酯共軛纖維可以更深度地染色，并且具有優(yōu)良的色牢度。
文檔編號(hào)D06M11/38GK1598088SQ20041004461
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月16日
發(fā)明者梁承哲, 權(quán)益鉉, 孫亮國 申請(qǐng)人:株式會(huì)社曉星