聚酯纖維、含聚酯纖維的織物及製造方法
2023-06-10 06:26:46 2
聚酯纖維、含聚酯纖維的織物及製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種聚酯纖維及含有該纖維的織物。該聚酯纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1μm～3μm，且微細孔總面積佔纖維總表面積的5%～40%；纖維的中心或偏心位置有1～3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%～25%，含有該纖維的織物具有良好的吸水速幹和輕量性能。
【專利說明】聚酯纖維、含聚酯纖維的織物及製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚酯纖維、含聚酯纖維的織物及製造方法。
【背景技術】
[0002]聚酯纖維是目前服裝領域行業使用量最大的合成纖維，因其優良的物理、化學性能而倍受廣大用戶的青睞。隨著人們生活水平的提高，對於服裝的舒適性提出了更高的要求。聚酯纖維親水性差，不能及時吸收皮膚表面的汗液，在人們對舒適性提出更高要求的今天，應用範圍受到了限制。而天然纖維如純棉，雖然有良好的吸水性，但保水率較高、導溼性差、速乾性不好，應用領域也受到限制。
[0003]使衣著織物具有吸水速乾性，是人們追求的一個目標。滌綸聚酯的疏水性、天然纖維的高保水率，使一種纖維很難同時兼顧吸水、速幹這兩種屬性。本發明引入吸水速幹技術:使纖維表面產生細孔、凹槽，這樣可以通過毛細現象使汗水被吸收、傳導，迅速擴散到織物表面揮發，從而達到吸水速幹效果。
[0004]中國專利CN200710019723.6公開了一種新型吸水速幹纖維及生產織物的方法，是以鹼溶性共聚酯作為成孔劑，與成纖聚合物進行共混紡絲製得吸水速幹纖維，製成的織物經鹼減量處理，使纖維表面產生細孔、凹槽，通過毛細現象使汗水被吸收、傳導，迅速擴散到織物表面揮發，從而達到吸水速幹效果。該產品具有吸水速乾性能，其芯吸高度達70?120mm,水分蒸發率為85?95 %。
[0005]但是該發明形成的纖維及織物經減量處理時，纖維表層的溶出性較好，內層的溶出性受到抑制，其吸溼效果得不到極大提高。
[0006]另外，相比於厚重的實心絲衣料，輕便而同樣達到保溫效果的衣料，顯然更能帶給人們舒適、輕鬆的感受。追求輕量的面料也是當今服裝行業發展的主流之一。中空纖維具有輕量的效果。
[0007]因而有必要開發一種同時具備吸水、速幹、輕量性能的新型纖維，這種纖維做成的衣料能夠帶給人們輕鬆、乾爽、舒適的感受。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種具有微細孔結構、且具有連續貫通的中空部的聚酯纖維，以及含有這種聚酯纖維的織物，該織物具有良好的吸水速幹、輕量保暖的優良性能。
[0009]本發明的技術解決方案是:一種聚酯纖維，纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m，且微細孔總面積佔纖維總表面積的5%?40%，纖維的中心或偏心位置有I?3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%?25%。
[0010]所述微細孔，優選長徑與短徑之比為2:1?10:1。
[0011]優選纖維的中心或偏心位置有I個連續貫通的中空部，纖維的斷面為中空形狀，中空率為10%?25%。
[0012]本發明的另一個表現方法是含聚酯纖維的織物，其織物中至少包含了一種聚酯纖維，該聚酯纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1 μ πΓ3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的59Γ40%，纖維的中心或偏心位置有I?3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%?25%。
[0013]本發明的纖維及織物的製造法，包含如下步驟:
(O共混紡絲:將普通聚酯切片A成分60?95重量份，與可溶性共聚酯切片B成分5?40重量份，分別乾燥後均勻混合、熔融、從可以生成I?3個中空部的中空噴絲板噴出、紡絲、卷取，進一步經過延伸加工或假捻加工，得到斷面為中空形狀、中空率為5%?25%的共混聚酯纖維；
(2)製成初期織物:製成至少含有共混纖維的初期織物；
(3)溶出處理:將初期織物進行溶出處理，去除可溶性共聚酯成分，得到織物，織物中的聚酯纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的5%?40%,;纖維的中心或偏心位置有I?3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%?25%。
[0014]S卩，本發明紡絲時採用的聚合物為兩種，普通聚酯A成分和可溶性共聚酯B成分，其中可溶性共聚酯B成分佔總重量的5?40wt%。
[0015]普通聚酯A成分可以是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或陽離子改性聚酯中的任意一種。
[0016]所述可溶性共聚酯切片B成分，由對苯二甲酸、乙二醇以及間苯二甲酸-5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽共聚合而成；或由對苯二甲酸、乙二醇、聚乙二醇以及間苯二甲酸-5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽共聚合而成。
[0017]所述可溶性共聚酯切片B成分中，優選間苯二甲酸-5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽的含量為I?5mol%，聚乙二醇含量為I?20wt%，聚乙二醇分子量範圍為500 ?4000。
[0018]S卩，可溶性共聚酯B成分，主要由對苯二甲酸、乙二醇共聚而成，至少含有第三共聚單體間苯二甲酸5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽；本發明中，將間苯二甲酸5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽統稱為SSIA成分。
[0019]所述可溶性共聚酯B成分中，優選還含有第四共聚單體聚乙二醇。
[0020]在聚酯分子鏈中引入SSIA成分，由於其為極性親水基團，具有吸電子效應，同時改變了聚酯分子鏈的規整性，有利於鹼溶液的滲入和鹼減量過程的進行。但由於SSIA成分所形成的空間位阻及極性效應，會導致熔體粘度上升，影響可紡性。因此優選引入柔性鏈段聚乙二醇單元，大大改善聚合物的分子的剛性，提高聚合物的可紡性，同時進一步提高該聚合物的溶出性能。
[0021]溶出處理可以選取常規的鹼減量處理方式，優選在濃度為1°/Γ5%、浴比為10(Γ200的NaOH溶液中進行。
[0022]上述鹼減量處理工藝採用常規工藝即可，例如，織物在濃度為1°/Γ5%，浴比為100^200的NaOH溶液中減量2(T50min，織物減量率為5%?45%，優選10%?30%。按此減量條件，纖維中鹼溶性共聚酯B成分的減量速度是普通聚酯A成分的6?300倍。
[0023]本發明的纖維外表面以及內部中空部的內表面上,存在有圓形或橢圓形的微細孔，用SEM觀測可以看到纖維外表面的這些微細孔的結構。利用這些微細孔所產生的毛細現象可以使汗水經芯吸、擴散、傳輸等作用，迅速遷移至織物表面並散發，從而達到吸水速幹的目的。纖維內部的中空部位的內表面上也具有微細孔的結構，相比於單純外表面具有微細孔結構來說，具有更好的芯吸效果和水分蒸發率。
[0024]本發明的纖維同時又是中空纖維，本身就有輕量的特性，同時鹼溶掉部分鹼溶性共聚酯B成分，織物更加輕量柔軟，具有良好的手感和穿著舒適性。
[0025]本發明中織物的吸水性能用採用日本標準JISL 1907:2010法測定，如下:
纖維製品吸水性評價方法JISL 1907:2010法:將垂直晾掛的樣布(2 X 25cm)下端2cm部分浸沒水中，等待lOmin，測水上升的高度(mm)，表示吸水速度，取樣次數N=3。
[0026]本發明中織物的乾燥性能採用上海科墾公司的科肯法(0.3ml 7jC,吊幹)，如下: 纖維製品乾燥性評價方法科墾法(0.3ml):將1XlOcm的樣布置於20±1°C、溼度
65±2%的環境中24h，稱取樣布初始重量W。，滴定管口距離樣布上方Icm處，滴入0.3ml水，第一次稱量初始重量W1,懸掛晾乾,每5min稱一次重量Wt,直到樣布回復到初始重量Wtl為止，記錄樣布水分蒸發率隨時間的變化曲線，取樣次數N=3。
[0027]水分蒸發率:(Wt-W0)/ (W1- W0) X 100%ο
[0028]本發明纖維中空率測定方法:通過SEM拍攝出纖維橫截面照片，列印出來後，使用面積儀，測出中空部分面積S1和橫截面外圓的面積S2，取樣次數N=10。
[0029]中空率計算:(S2-S1)/S2 X 100%。
[0030]本發明纖維外表面細孔面長徑值L的測定方法:通過SEM拍攝出纖維外表面照片，對樣品進行2000倍放大拍照，用紙列印出來，再在紙上使用遊標卡尺測量細孔的長徑(細孔邊緣距離最大的兩點間的距離)L1 (單位:mm)，取樣次數N=1 ；
細孔長徑L的換算:L= V2000X1000 (單位:μ m)。
[0031]本發明纖維外表面微細孔面積佔纖維外表面積比例測定方法:通過SEM拍攝出纖維表面照片，對樣品進行2000倍放大拍照，使用質地均勻的紙列印出來，剪下纖維表面照片的圖案，稱取圖案紙張的重量M1，再去掉圖案上纖維微細孔部分，稱取剩餘圖案紙張的重量M2，取樣次數N=1。
[0032]纖維外表面細孔面積佔纖維外表面積比率:(M1-M2) /M1X 100%。
【具體實施方式】
[0033]下面結合具體的實施例，對本發明進行詳細的說明。
[0034]實施例1
將80 wt%聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和20 wt%鹼溶性聚酯分別預結晶、乾燥至50ppm以下，在真空轉鼓中充分混合後，投入紡絲料倉進行紡絲，紡絲溫度290°C，紡絲速度2700 m/min。混合切片經熔融、計量後，從中空噴絲板出絲,卷取得到預取向絲151.2dtex,再經過延伸加工得到全拉伸絲82.3dtex，延伸加工條件:1熱輥90°C，2熱輥130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸絲有一個中空部，纖維斷面上中空率為22%。
[0035]以上使用的鹼溶性聚酯切片中，間苯二甲酸-5-磺酸鹽(SSIA)的含量，相對於二元酸總量為5 mol%,聚乙二醇含量相對於鹼溶性共聚酯B成分總量為15 wt%,且聚乙二醇分子量為4000。
[0036]將上述纖維進行織物製作，織物在濃度為1%，浴比為150的NaOH溶液中減量35分鐘，織物減量率為21%，減量後具有優良吸水性能，其芯吸高度為100_，水分蒸發率:92%。輕量性好，織物手感柔軟，穿著舒適。
[0037]微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的30%。
[0038]實施例2
將70 wt%聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和30 wt%鹼溶性聚酯分別預結晶、乾燥至50ppm以下，在真空轉鼓中充分混合後，投入紡絲料倉進行紡絲，紡絲溫度290°C，紡絲速度2700 m/min。混合切片經熔融、計量後,從中空噴絲板出絲,卷取得到預取向絲149.6dtex,再經過延伸加工得到全拉伸絲83.8dtex,延伸加工條件:I熱輥90°C，2熱輥130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸絲有一個中空部，纖維斷面上中空率為25%。
[0039]以上使用的鹼溶性聚酯切片中，間苯二甲酸-5-磺酸鹽(SSIA)的含量，相對於二元酸總量為5 mol%,聚乙二醇含量相對於鹼溶性共聚酯B成分總量為15 wt%,且聚乙二醇分子量為4000。
[0040]將上述纖維進行織物製作，織物在濃度為1%，浴比為150的NaOH溶液中減量40分鐘，織物減量率為31%，減量後具有優良吸水性能，其芯吸高度為102mm，水分蒸發率:92%。輕量性好，織物手感柔軟，穿著舒適。
[0041]微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的38%。
[0042]實施例3
將80 wt%聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和20 wt%鹼溶性聚酯分別預結晶、乾燥至50ppm以下，在真空轉鼓中充分混合後，投入紡絲料倉進行紡絲，紡絲溫度290°C，紡絲速度2700 m/min。混合切片經熔融、計量後,從中空噴絲板出絲,卷取得到預取向絲152.3dtex,再經過延伸加工得到全拉伸絲84.2dtex，延伸加工條件:1熱輥90°C，2熱輥130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸絲有一個中空部，纖維斷面上中空率為21%。
[0043]以上使用的鹼溶性聚酯切片中，間苯二甲酸-5-磺酸鹽(SSIA)的含量，相對於二元酸總量為5 mol%,聚乙二醇含量相對於鹼溶性共聚酯B成分總量為15 wt%,且聚乙二醇分子量為4000。
[0044]將上述纖維進行織物製作，織物在濃度為1%，浴比為150的NaOH溶液中減量40分鐘，織物減量率為23%，減量後具有優良吸水性能，其芯吸高度為99mm，水分蒸發率:91%。輕量性好，織物手感柔軟，穿著舒適。
[0045]微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的26%。
[0046]實施例4
將80 wt%陽離子改性聚酯(⑶P)和20 wt%鹼溶性聚酯分別預結晶、乾燥至50 ppm以下，在真空轉鼓中充分混合後，投入紡絲料倉進行紡絲，紡絲溫度290°C，紡絲速度2700 m/min。混合切片經熔融、計量後，從中空噴絲板出絲，卷取得到預取向絲152.ldtex，再經過延伸加工得到全拉伸絲83.8dtex，延伸加工條件:1熱輥90°C，2熱輥130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸絲有一個中空部，纖維斷面上中空率為22%。
[0047]以上使用的鹼溶性聚酯切片中，間苯二甲酸-5-磺酸鹽(SSIA)的含量，相對於二元酸總量為5 mol%,聚乙二醇含量相對於鹼溶性共聚酯B成分總量為15 wt%,且聚乙二醇分子量為4000。
[0048]將上述纖維進行織物製作，織物在濃度為1%，浴比為150的NaOH溶液中減量40分鐘，織物減量率為24%，減量後具有優良吸水性能，其芯吸高度為103mm，水分蒸發率:93%。輕量性好，織物手感柔軟，穿著舒適。
[0049]微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的27%。
[0050]實施例5
將80 wt%聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和20 wt%鹼溶性聚酯分別預結晶、乾燥至50ppm以下，在真空轉鼓中充分混合後，投入紡絲料倉進行紡絲，紡絲溫度290°C，紡絲速度2700 m/min。混合切片經熔融、計量後,從中空噴絲板出絲,卷取得到預取向絲151.9dtex,再經過延伸加工得到全拉伸絲84.1dtex,延伸加工條件:I熱輥90°C，2熱輥130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸絲有一個中空部，纖維斷面上中空率為25%。
[0051]以上使用的鹼溶性聚酯切片中，間苯二甲酸-5-磺酸鹽(SSIA)的含量，相對於二元酸總量為5 mol%,聚乙二醇含量相對於鹼溶性共聚酯B成分總量為15 wt%,且聚乙二醇分子量為4000。
[0052]將上述纖維進行織物製作，織物在濃度為1%，浴比為150的NaOH溶液中減量40分鐘，織物減量率為19%，減量後具有優良吸水性能，其芯吸高度為106mm，水分蒸發率:94%。輕量性好，織物手感柔軟，穿著舒適。
[0053]微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的30%。
[0054]對比例I
將80的％聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和20 ?丨％鹼溶性聚酯分別預結晶、乾燥至50 ppm以下，在真空轉鼓中充分混合後，投入紡絲料倉進行紡絲，紡絲溫度290°C，紡絲速度2700 m/min。混合切片經熔融、計量後，從非中空噴絲板出絲，卷取得到預取向絲158.4dtex，再經過延伸加工得到全拉伸絲，延伸加工條件:1熱輥90°C，2熱輥130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min，得到延伸絲79.2dtex，。
[0055]以上使用的鹼溶性聚酯切片中，間苯二甲酸-5-磺酸鹽(SSIA)的含量，相對於二元酸總量為5 mol%,聚乙二醇含量相對於鹼溶性共聚酯B成分總量為15 wt%,且聚乙二醇分子量為4000。
[0056]將上述纖維進行織物製作，織物在濃度為1%，浴比為150的NaOH溶液中減量35分鐘，織物減量率為18%，減量後具有吸水性能，其芯吸高度為60_，水分蒸發率:85%。
[0057]微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的18%。
【權利要求】
1.一種聚酯纖維，其特徵是:聚酯纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m，且微細孔總面積佔纖維總表面積的5%?40% ;纖維的中心或偏心位置有I?3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%?25%。
2.根據權利要求1所述的聚酯纖維，其特徵是:所述微細孔的長徑與短徑之比為2:1 ?10:1。
3.根據權利要求1或2所述的聚酯纖維，其特徵是:纖維的中心或偏心位置有I個連續貫通的中空部，纖維的斷面為中空形狀，中空率為10%?25%。
4.一種含聚酯纖維的織物，其特徵是:所述織物中至少包含了一種聚酯纖維，該聚酯纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的5%?40%,纖維的中心或偏心位置有I?3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%?25%。
5.一種權利要求4所述的含聚酯纖維的織物的製造方法，其特徵是:包含如下步驟: (O共混紡絲:將普通聚酯切片A成分60?95重量份，與可溶性共聚酯切片B成分5?40重量份，分別乾燥後均勻混合、熔融、從可以生成I?3個中空部的中空噴絲板噴出、紡絲、卷取，進一步經過延伸加工或假捻加工，得到斷面為中空形狀、中空率為5%?25%的共混聚酯纖維； (2)製成初期織物:製成至少含有共混纖維的初期織物； (3)溶出處理:將初期織物進行溶出處理，去除可溶性共聚酯成分，得到織物，織物中的聚酯纖維表面或內部分布有微細孔，纖維表面上微細孔形狀為圓形或橢圓形，微細孔的長徑為0.1 μ m?3 μ m,且微細孔總面積佔纖維總表面積的5%?40%,;纖維的中心或偏心位置有I?3個連續貫通的中空部，纖維斷面為中空形狀，中空率為5%?25%。
6.根據權利要求5所述的含聚酯纖維的織物的製造方法，其特徵是:所述普通聚酯切片A成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚對苯二甲酸丙二醇酯PTT、聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT或陽離子改性聚酯CDP中的任意一種。
7.根據權利要求5或6所述的含聚酯纖維的織物的製造方法，其特徵是:所述可溶性共聚酯切片B成分是由對苯二甲酸、乙二醇以及間苯二甲酸-5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽共聚合而成；或由對苯二甲酸、乙二醇、聚乙二醇以及間苯二甲酸-5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽共聚合而成。
8.根據權利要求7所述的含聚酯纖維的織物的製造方法，其特徵是:所述的可溶性共聚酯切片B成分中，相對於二元酸總量，間苯二甲酸-5-磺酸鹽或間苯二甲酸酯-5-磺酸鹽的含量為I?5mol%，相對於鹼溶性共聚酯B成分總量，聚乙二醇含量為I?20wt%，且聚乙二醇分子量範圍為500?10000。
【文檔編號】C08G63/688GK104451920SQ201310431296
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】王蔣偉, 藤森稔 申請人:東麗纖維研究所（中國）有限公司