低起球的聚酯纖維的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過加入粒度范圍為0.5μm至5μm、含量為0.5至10％重量的無機(jī)粒子進(jìn)行改性而具有低起球性能的聚酯纖維。本發(fā)明的低起球聚酯纖維具有優(yōu)良的織物使用性能，即使在酸性介質(zhì)中高溫染色之后也不會出現(xiàn)損傷。可從本發(fā)明的纖維生產(chǎn)織物片材。
【專利說明】低起球的聚酯纖維
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低起球的聚酯纖維，其生產(chǎn)方法，由其制造的織物片材，和其特別是在染色織物領(lǐng)域中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]大量織物均顯示出其在較長的使用時間后存在所謂的起球現(xiàn)象。起球現(xiàn)象是指纖維在織物表面上的不良的球形積聚體，這劣化了織物的外觀。此時,單根纖維從紗線中伸出，由于摩擦而在表面上變形而形成球體。這種過程特別是出現(xiàn)于合成纖維中，天然纖維中也存在，并且與片材生產(chǎn)的類型無關(guān)。
[0003]由于聚酯纖維強(qiáng)度高，這些球體不能脫落，而是留存在表面上，產(chǎn)生難看的外觀。因此，這一現(xiàn)象的物理解釋是與天然纖維相比聚酯纖維具有高強(qiáng)度，特別是橫向強(qiáng)度高。
[0004]的確，原則上可以用機(jī)械的方法將球體去除，例如通過將其刷去或者刮去。這是非常費力和昂貴的，并且不能總是防止新球體的形成。
[0005]通過進(jìn)行改性處理可以減少起球的發(fā)生。這些改性的目的是防止球體的形成或者促進(jìn)纖維斷裂并除去形成的球體。采用了這種改性處理的纖維被稱為低起球纖維。本發(fā)明的目的就是提供一種這樣的低起球纖維。
[0006]為了克服上述不足，已經(jīng)提出了許多建議。此處，它們特別集中在降低聚酯纖維的橫向強(qiáng)度上，然而，其中還必須注意保證不過分降低纖維的撕裂強(qiáng)度，從而和例如在標(biāo)準(zhǔn)棉花類型的情況下一樣，能夠?qū)嵤┝硗獾募庸げ僮鞫幻黠@損壞纖維。
[0007]正如在引言部分所已經(jīng)提及的，降低橫向強(qiáng)度的常規(guī)方式是減小聚合物的分子量。為了使聚合物在較低摩爾質(zhì)量下仍然獲得優(yōu)良的可加工性能，聚合物熔體的粘度應(yīng)當(dāng)通過交聯(lián)劑進(jìn)行增大。在聚縮過程中能接合至分子鏈中的多官能團(tuán)分子，被用作交聯(lián)劑。這種交聯(lián)劑的實例包括多官能團(tuán)醇(季戊四醇)、多價酸和硅化合物或磷化合物。其它已經(jīng)實施過的方法是之后使聚酯水解。為此目的，在聚酯中加入水解活性化合物(酸、堿和有機(jī)衍生物)。
[0008]臨時橋連或支化的原理是在聚合物鏈中對聚酯鏈提供易熱解或水解的鍵，當(dāng)將織物片狀產(chǎn)品或束狀物在紡絲工藝后例如進(jìn)行染色時，這些鍵通過水解方式斷裂。能夠以這種方式臨時橋連的聚酯的實例可以在例如FR-A-2290511 (FR2290511A)中找到，其中在酯交換反應(yīng)前引入基于對苯二酸二甲酯(DMT)0.01重量％至2重量％的二苯基硅二醇。但是，此處斷裂伸長率太高而不能提供棉纖維的可加工性，另外撕裂強(qiáng)度太低而不能紡織所需的人造短纖維紗線。
[0009]可以在FR-A-1589057(FR1589057A)中找到關(guān)于臨時支化的類似教導(dǎo)，然而，根據(jù)該教導(dǎo)，獲取的纖維與上述法國專利文獻(xiàn)中獲得的纖維具有一樣的缺陷。
[0010]可以在EP-A-1425444(EP1425444A)中找到另外的制造低起球聚酯纖維的方法。在此，生產(chǎn)聚酯的過程中添加了四氫糠醇的有機(jī)硅化合物。
[0011]采用硅酸酯作為臨時交聯(lián)劑的商用低起球聚酯是市場上已知的。作為恰當(dāng)改性水平的結(jié)果，可以得到優(yōu)異的抗起球性能(低的橫向強(qiáng)度)同時在染色后具有足夠的強(qiáng)度。然而在復(fù)染的情況下或者在改性或非恒定染色工藝條件的情況下，這些纖維將再次反應(yīng)，因而這些產(chǎn)品要求較高的工藝穩(wěn)定性。此處即使相對較小的波動或者偏差也會帶來問題。
[0012]使用永久支鏈發(fā)揮作用的方法包括如下的生產(chǎn)方法，其中，例如，采用諸如季戊四醇的化合物。此處利用了如下的效果:最終產(chǎn)品中從低分子量、支化的剛性材料形成的纖維比由相應(yīng)線性的、高分子量的柔性聚合物形成的那些纖維斷裂更早。
[0013]然而這種方法的效能是有限的。由于交聯(lián)，熔體的粘度可能會上升，并且低分子量的聚合物因此還可以紡絲。無論如何改性，都會達(dá)到熔體不再能紡絲的自然極限，并且不能以這種方式進(jìn)一步提升低起球的效果。
[0014]盡管整個系列方法都是已知的，借助于該方法也可以生產(chǎn)低起球聚酯纖維，仍然需要改進(jìn)的方法以及起球性能和其它性能得到改進(jìn)的纖維，該性能特別是在后續(xù)工藝步驟例如纖維染色步驟中保持的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此本發(fā)明的目的在于提供一種特別是即使在纖維染色之后仍然具有期望的低起球性能的新型低起球聚酯纖維，并且另外能夠利用已知設(shè)備生產(chǎn)和處理該纖維。
[0016]本發(fā)明涉及一種基于聚酯的低起球纖維，其含有0.1至10重量％的無機(jī)粒子，該無機(jī)粒子的粒度范圍為0.5 μ m至5 μ m。
[0017]在聚酯纖維中添加無機(jī)粒子或礦物粒子是對待獲得的纖維進(jìn)行改性的常規(guī)方法?？赏ㄟ^這種方式獲得期望的性能，例如消光性、阻光性、顏色、輻射吸收、耐火和抗菌性能。
[0018]令人預(yù)料不到的是，根據(jù)本發(fā)明添加所述粒子可以改進(jìn)聚酯纖維的起球性能，這是該方法之前并沒有被公開過的效果。
[0019]由于在熔體紡絲過程中根據(jù)本發(fā)明的添加，以該方法還可以對低分子量原料進(jìn)行改性。因此，即使在原料由于其分子量已經(jīng)很低而不能進(jìn)一步改進(jìn)，否則其將不再能進(jìn)行處理的情況下，也可以另外改進(jìn)所述起球性能。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的添加劑被封閉在聚酯基體中，從而在另外的處理中不會存在不可預(yù)見的現(xiàn)象。為了改進(jìn)起球性能的選擇性后續(xù)水解在一些情況下存在的缺點是，難以建立和重現(xiàn)期望的性能分布。而在本發(fā)明中不存在此類情形。
[0021]原則上，適合于纖維生產(chǎn)的所有類型的聚酯材料均可以被認(rèn)為是聚酯材料?？梢杂糜谌垠w紡絲的聚酯主要由芳族二羧酸和脂族二醇衍生的組分組成。常見的芳族二羧酸組分是苯二甲酸、特別是對苯二甲酸和間苯二甲酸的二價殘基，常見的二醇具有2至4個C原子，其中乙二醇和/或1，3_丙二醇特別適合。
[0022]如下聚酯是特別有利的，其包含至少85摩爾％的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。那么其余的15摩爾％由二羧酸單元和乙二醇單元構(gòu)成，其正如已知的改性劑那樣起作用，并且允許本領(lǐng)域普通技術(shù)人員選擇性影響所生產(chǎn)長絲的物理和化學(xué)性質(zhì)。此類二羧酸單元的實例是間苯二甲酸或脂族二羧酸的殘基，該脂族二羧酸例如是戊二酸、己二酸、癸二酸；以改性方式發(fā)揮作用的二醇?xì)埢膶嵗ㄈ缦露嫉哪切埢?長鏈二醇，例如丙二醇或丁二醇，二甘醇或三甘醇，或者如果存在則較少量存在的分子量大約為500至2000的聚乙二醇。
[0023]以阻燃方式改性的聚酯也特別有利。此類聚酯同樣也已經(jīng)是足夠公知的。以阻燃方式改性并且根據(jù)本發(fā)明使用的聚酯是如下的那些聚酯:其中，磷化合物被縮聚至聚酯鏈中，也就是說，以共價鍵合的形式存在。
[0024]這些縮聚入的磷鏈成員被理解為如下的鏈成員，其設(shè)置在聚合物分子的直鏈(最長鏈)中，但是在側(cè)鏈和支鏈中也可能存在。
[0025]縮聚至所述鏈中的以阻燃方式改性的聚酯含有式⑴和/或式(II)的構(gòu)成部分:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種基于聚酯的低起球纖維，含有0.5至10重量％的無機(jī)粒子，所述無機(jī)粒子的粒度范圍為0.5 μ m至5 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于所述聚酯包含至少85摩爾％的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于所述聚酯具有如下的分子量，其對應(yīng)于在二氯乙酸中的lg/L溶液于25°C下測得的0.6至0.9的比粘度(Π比)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于所述無機(jī)粒子包含礦物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維，其特征在于所述礦物材料包含元素周期表中第一和第二主族的鹽，優(yōu)選鋰、鈉、鉀、銣、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇的鹽和其混鹽，特別是天然存在的鹽或混鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維，其特征在于所述鹽包含氯化物、氟化物、溴化物、碘化物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、碳酸氫鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽和其混鹽，特別是天然存在的鹽或混鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的纖維，其特征在于所述無機(jī)粒子為鈣和/或鎂的碳酸鹽和/或碳酸氫鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的纖維，其特征在于所述無機(jī)粒子是鈣和/或鎂的如下的碳酸鹽和/或碳酸氫鹽，其具有經(jīng)過高級脂肪酸表面處理的粒子表面，該高級脂肪酸優(yōu)選具有10至28個碳原子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的纖維，其特征在于所述無機(jī)粒子為鈣和/或鎂的如下的碳酸鹽和/或碳酸氫鹽，其平均粒徑為0.5 μ m至5 μ m,優(yōu)選為1.0 μ m至4 μ m,特別是1.0 μ m 至 3.0 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的纖維，其特征在于所述無機(jī)粒子是鈣和/或鎂的如下的碳酸鹽和/或碳酸氫鹽，其平均粒徑為0.5 μ m至5 μ m,優(yōu)選為1.0 μ m至4 μ m,特別是1.0 μ m至3.0 μ m，并且含量為0.1至10重量％，優(yōu)選為1.0至5重量％，特別是1.0至2.5重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的纖維，其特征在于未染色的原色纖維在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為最多800次，優(yōu)選地最多700次，特別是最多600次。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的纖維，其特征在于未染色的原色纖維在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為200至700次，優(yōu)選地200至600次，特別是250至600次。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的纖維，其特征在于未染色的原色纖維在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為200至700次，優(yōu)選地200至600次，特別是250至600次，并且強(qiáng)度為至少25厘牛頓/特。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13所述的纖維，其特征在于所述纖維的單根線密度為0.6至30分特，優(yōu)選為0.9至13分特，特別是0.9至8分特。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14所述的纖維，其特征在于粒度范圍為0.5μπι至5 μ μ m的無機(jī)粒子的含量為0.5至5重量％，優(yōu)選為1.0至2.5重量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的纖維，其特征在于該纖維被牽伸并卷曲。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16所述的纖維，其特征在于該纖維在酸性介質(zhì)中通過高溫染色進(jìn)行染色，并且在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為最多400次，優(yōu)選為最多300次。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16所述的纖維，其特征在于該纖維在酸性介質(zhì)中通過高溫染色進(jìn)行染色，并且在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為至少150次，優(yōu)選為至少190次。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至16所述的纖維，其特征在于該纖維在酸性介質(zhì)中通過高溫染色進(jìn)行染色，并且在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為150次至400次，優(yōu)選為190次至400次，特別是190次至300次。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至16所述的纖維，其特征在于該纖維在酸性介質(zhì)中通過高溫染色進(jìn)行染色，并且在纖維斷裂之前需要的曲磨循環(huán)次數(shù)為150次至400次，優(yōu)選為190次至400次，特別是190次至300次，并且強(qiáng)度為至少23厘牛頓/特。
21.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1至20所述的低起球纖維的方法，其特征在于聚酯含有0.5至10%重量的無機(jī)粒子，其粒度范圍為0.5 μ m至5 μ m，該聚酯材料被擠出并紡制成長絲，牽伸，卷曲，定型，如果需要則切成預(yù)定的長度。
22.—種織物片 材，其含有根據(jù)權(quán)利要求1至20中的一項或多項所述的低起球纖維。
【文檔編號】D01F6/92GK103958750SQ201280046556
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】約爾格·達(dá)靈格爾, 米夏埃爾·克拉納特, 安德烈亞斯·萊珀特, 安東尼厄斯·堯曼, 維爾納·斯特法尼 申請人:特雷維拉股份有限公司