具有良好芯吸性的荷葉邊橢圓雙組分纖維及含該纖維的高整齊度短纖紗的製作方法

2023-06-01 05:53:06 2

專利名稱：：具有良好芯吸性的荷葉邊橢圓雙組分纖維及含該纖維的高整齊度短纖紗的製作方法具有良好芯吸性的荷葉邊橢圓雙組分纖維及含該纖維的高整齊度短纖紗
技術領域：
0001本發明涉及具有荷葉邊橢圓截面的聚酯雙組分短纖維，以及涉及包含這種聚酯雙組分短纖維和棉的短纖紗。更具體地，本發明涉及並列型或偏心皮芯型聚酯雙組分短纖維，其包含聚對苯二曱酸丙二醇酯和至少一種選自聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二曱酸丁二醇酯或這些成員的組合的聚合物，該雙組分短纖維具有拉伸和回復性能、良好的芯吸性和良好的梳理性能。本發明還涉及高整齊度的短纖紗，其具有高拉伸和回復性能且包含荷葉邊橢圓截面雙組分纖維。另外，本發明涉及由包含這種雙組分短纖維的短纖紗製成的織物。
背景技術：
：0002聚酯雙組分纖維是公知的。包含聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯的聚酯雙組分公開於例如美國專利3,671,379中。具有荷葉邊橢圓截面的聚酯雙組分纖維公開於例如美國專利6,656,586中。包含聚酯纖維和棉的紗線公開在美國專利6,413,631、日本公開專利申請JP2002-115149A和美國公開專利申請2003/0159423A1中。然而，這種雙組分纖維當與棉纖維混合時可提供質量低下的紗。為滿足現代服裝舒適性和溼度調節性能的需求，仍在追求具有良好拉伸和回復性能、良好的芯吸性以及良好梳理特性的纖維，以及包含這種纖維的紗線和織物。發明概述圖5顯示了紡制四溝槽荷葉邊橢圓截面纖維的典型噴絲孔。如文中所用，"凹槽率"是指從中心起算，帶凹槽的纖維截面的最外層凸出部分的表面之間的平均距離除以纖維截面的凹槽之間的平均距離。另一個實施方案是本發明的短纖紗，其中雙組分短纖維具有四溝槽截面形狀。本發明的另一個實施方案是一種包含棉和一種包含聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二曱酸丙二醇酯的聚酯雙組分短纖維的短纖紗，該雙組分短纖維具有縱橫比a:b為約2.2:1到約3.5:1的荷葉邊橢圓截面形狀，其中"a"是纖維截面長軸長度且"b"是纖維截面短軸長度，聚合物界面基本垂直於截面的長軸，截面構造選自並列型和偏心皮芯型，具有大量的縱向凹槽，凹槽率為約1.1:1到約1.5:1,伸長10%時的韌度為約1.0cN/dtex到約3.5c薩tex,其中短纖紗具有約14到約60的英制棉紗支數和約0.1到約500的質量因數。另一個實施方案是本發明的織物，其中整理後基重為約6.0盎司/平方碼(203克/平方米)到約8.0盎司/平方碼(271克/平方米)。00049另一個實施方案是本發明的織物，其包含一種包括聚對苯二曱酸乙二醇酯和聚對笨二甲酸丙二醇酯的聚酯雙組分短纖維，該雙組分短纖維具有縱橫比a:b為約2.2:1到約3.5:1的荷葉邊橢圓截面形狀，其中"a"是纖維截面長軸長度和"b"是纖維截面短軸長度，聚合物界面基本垂直於截面的長軸，截面構造選自並列型和偏心皮芯型，具有大量的縱向凹槽，凹槽率為約l丄l到約1.5:1,且伸長10%時的韌度為約1.0cN/dtex到約3.5cN/dtex，其中織物具有3.0盎司/平方碼(102克/平方米)到約8.5盎司/平方碼(288克/平方米)的整理後基重。00050另一個實施方案是本發明的織物，其中整理後基重為約6.0盎司/平方碼(203克/平方米)到約8.0盎司/平方碼(271克/平方米)。又一個實施方案是一種含有包含棉和本發明聚酯雙組分纖維混合物的短纖紗的織物，其中短線紗具有約14到約60的英制棉紗支數和約0.1到約500的質量因數。另一個實施方案是一種含有包含棉和本發明短纖維混合物的短纖紗的織物，短纖紗進一步包括約30wt。/o到約69wt。/。的聚對苯二曱酸乙二醇酯單組分短纖維。另一個實施方案是包含本發明短纖維的非織造織物。纖維截面的凹槽率可以至少為約0.75:1,例如至少約1.05:1，或約1.1:1,或約1.5:1,且不超過約1.9:1。當凹槽率太低時，纖維可能芯吸性不足，而當太高時，纖維可能很容易分裂。雙組分短纖維可以具有任何合適的長度。如果雙組分短纖維太短，則可能難以梳理。如果太長，則可能難以在棉式系統設備上紡紗。因此，長度典型地應足以適合梳理同時也可在棉式系統設備上紡紗。合適的雙組分短纖維長度的一個例子是約1.3釐米到約5.5釐米。棉可以具有約2到約4釐米的長度。雙組分纖維可以具有約0.7dtex到約3.0dtex,例如約0.9dtex到約2.5dtex的線密度。當雙組分短纖維具有大於約3.0dtex的線密度時，紗線可能具有粗糙的手感，且可能難以與棉混紡。當線密度低於約0.7dtex時，則可能難以梳理。荷葉邊橢圓雙組分纖維可以由本領域7>知的紡絲組件來紡絲，例如在美國專利6,656，586中公開的，排列噴絲孔以獲得希望的界面取向。00089本發明短纖紗具有約8到約60,例如約14到約60，或約16到約40的英制棉紗支數，且包含棉和聚酯雙組分短纖維，該聚酯雙組分短纖維含有聚對苯二曱酸丙二醇酯和至少一種選自聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯或這些成員的組合的聚合物。短纖紗可以具有每1000米約1到約70個細節(thinregion),例如每1000米約15到約50個細節。短纖紗可以具有約1到400個粗節(thickregion),例如每1000米約40到320個，和每1000米約1到約200個毛粒，例如約10到約175個。短纖紗可以具有約20%到約45%,例如約30%到約45%的總沸溶收縮率。當總沸溶收縮率低於約20%時，當機織或針織紗線製成織物時，紗線的拉伸回復性能太低。描述短纖紗整齊度的另一種方法是根據整齊度l-B測試儀確定的變異係數。本發明短纖紗可以具有約13%到約20%,例如約15%到約17%的質量變異係數。x100表中的乾燥百分比測試結果四捨五入到最接近的整數。紗線質量因數用下面的公式計算紗線質量因數=([A+B+C]xD)/E其中A是每1000碼紗線中的粗節數，B是每1000碼紗線中的細節數，C是每1000碼紗線中的毛粒數，D是以百分比為單位的紗線質量變異係數("CV"),各數值均由Uster整齊度l-B測試儀測定，且E是以cN/tex為單位的紗線斷裂韌度。000112每一種織物用10cm直徑的沖模衝壓出三塊樣品。每一個切出的織物樣品以克為單位稱重並取三塊樣品結果的平均。然後按克/平方米(g/m"計算出"織物重量"，通過除以33.91轉換成盎司/平方碼(oz/yd2)。夾住樣品的非環端並豎直懸掛織物樣品。將30牛(N)重的砝碼(6.75LB)通過懸掛的織物環加在金屬釘上，使得織物樣品被砝碼拉伸。樣品用砝碼拉伸3秒鐘"進行訓煉，，，然後通過抬高砝碼手動去除外力。這樣進行三次。然後自由懸掛砝碼，由此拉伸織物樣品。在織物承受負荷時以毫米為單位測量兩個基準線之間的距離，且該距離指定為ML。基準線之間的初始距離(也就是未拉伸距離)指定為GL。每一個單獨的樣品織物伸長百分比按下面的公式計算伸長％(E％)=((ML-GL)/GL)x100。聚對苯二甲酸乙二醇酯的連續雙組分長絲(IntercontinentalPolymers,Inc.的T211,0.56dl/glV),和IV值為0.94dl/g的Sorona⑧牌聚對苯二甲酸丙二醇酉旨(Sorona⑧是E丄DuPontdeNemoursandCompany的註冊商標)，以50/50的重量比在272。C經由計量泵從一個模子擠出到裝備有蝕刻計量盤的雙組分紡絲組件中，其將聚合物流直接連接到噴絲頭毛細管的擴孔之上。將Ti02微粒消光劑以0.1-0.4\\1%的含量添加到兩種聚合物中。聚合物從288孔的噴絲頭紡絲，其中毛細管深度為0.38mm並且具有為0.58mm長狹槽的截面，每個長側面的中間(最大寬度0.14mm)和端部(最大寬度O.llmm)帶有向外的三角形凸起。聚合物界面基本垂直於所得荷葉邊橢圓截面纖維的長軸。表1tableseeoriginaldocumentpage26注釋(1)聚合物界面基本垂直於截面長軸(2)聚合物界面基本平行於截面長軸000136表2tableseeoriginaldocumentpage26表3tableseeoriginaldocumentpage27注釋(1)100%聚酯雙組分纖維(2)60wt。/c)聚酯雙組分纖維，40wt。/o棉(3)100%聚對苯二甲酸乙二醇酯單組分纖維(4)60wto/o聚對苯二曱酸乙二醇酯單組分纖維，40wto/o棉表7tableseeoriginaldocumentpage33表7中的數據顯示了圓筒形針織物樣品的乾燥百分比隨時間的結果。包含混紡聚酯雙組分/棉或單組分聚對苯二甲酸乙二醇酯/棉混紡物的織物樣品(分別為實施例13和對比例ll)在給定時間內顯示出較低的乾燥百分比，較之包含100%四溝槽荷葉邊橢圓聚酯雙組分纖維的織物(實施例IO)或包含100%單組分聚對苯二曱酸乙二醇酯纖維的織物，顯示出較差的芯吸特性。實施例10的圓筒形針織物，整理後基重組分聚酯纖維的短纖紗，展示了芯吸性足以使織物14分鐘後乾燥約80%。織物18分鐘後千燥約96%。實施例13的織物，整理後基重為7.49盎司/平方碼(254克/平方米)且含有包含60wt。/。荷葉邊橢圓雙組分聚酯纖維和40wt。/o棉的短纖紗，展示了芯吸性足以使織物14分鐘後乾燥約62%。織物18分鐘後乾燥約77%。000156]表8中的數據顯示了機織斜紋織物樣品的乾燥百分比隨時間的結果。實施例8和11的織物樣品，分別包含28.7wt。/o和17.2wt%的四溝槽荷葉邊橢圓聚酯雙組分纖維，餘量為棉，顯示了芯吸性足以使織物在14分鐘後乾燥約62%。18分鐘後織物分別乾燥約78%和約77%。織物整理後基重分別為6.40盎司/平方碼(217克/平方米)和6.09盎司/平方碼(206克/平方米)。000157表9中的數據顯示了平紋組織織物樣品的乾燥百分比隨時間的結果，所有織物含有棉和單組分聚對苯二曱酸乙二醇酯。實施例9和12的織物還包含四溝槽荷葉邊橢圓聚酯雙組分纖維。實施例9和12的織物樣品顯示了芯吸性足以使織物在14分鐘後分別乾燥約70%和約74%。18分鐘後織物分別乾燥約85%和約91%。整理後基重對於實施例9為6.63盎司/平方碼(約225克/平方米)和對於實施例12為4.74盎司/平方碼(約161克/平方米)。000158表2-9中數據表明本發明的荷葉邊橢圓聚酯雙組分纖維具有拉伸和回復性能、良好的芯吸性、可賦予短纖紗高沸溶收縮率(及由此產生的高拉伸回復性能)的良好的梳理性能和高整齊度的組合，同時織物具有良好的拉伸和回復性、低的增長百分比和良好的芯吸性能。[000159為比較之目的，表10中給出了100%棉和只有水的情況下的千燥百分比隨時間的結果。[000160表10tableseeoriginaldocumentpage360001611表10中的數據顯示了100%棉圓筒針織物和不接觸任何織物水蒸發的芯吸性結果。對於100%棉圓筒針織物，乾燥百分比隨時間的結果顯著低於上面表格中記錄的關於棉/聚酯混紡物或100%聚酯織物的結果。對於只有水的情況，乾燥百分比隨時間的結果是指蒸發的水量並顯示出沒有織物的芯吸效應的情況下水蒸發速率顯著較低。[000162j在此說明的對本發明的各種修改和其它實施方案對本領域技術人員來說是可以想到的，這些發明得益於前面描述的內容和相關圖中展示的教導。因此，應理解本發明不限於公開的具體實施方案且任何修改和其它實施方案將包括在附加的權利要求範圍之內。權利要求1、一種聚酯雙組分短纖維，其包含聚對苯二甲酸丙二醇酯和至少一種選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯或這些成員的組合的聚合物，所述雙組分短纖維具有a)荷葉邊橢圓截面形狀，縱橫比a∶b為約2∶1到約5∶1，其中「a」是纖維截面長軸長度以及「b」是纖維截面短軸長度；b)聚合物界面基本垂直於長軸；c)截面構造選自並列型和偏心皮芯型；d)大量縱向凹槽；以及e)凹槽率為約1.05∶1到約1.9∶1。2、權利要求1的短纖維，其中縱橫比a:b為約2.2:1到約3.5:1且凹槽率為約1.1:1到約1.5:1。3、權利要求1的短纖維，伸長10%時的韌度為約1.0cN/dtex到約3.5c扁tex。4、權利要求1的短纖維，芯吸性足以使含有包含100wt。/o雙組分纖維的短纖紗的圓筒形針織物通過乾燥百分比時間測試14分鐘後乾燥至少70%。5、權利要求1的短纖維，絲束巻曲生長值為約25%到約55%且絲束巻曲指數為約10%到約25%。6、權利要求1的短纖維，具有重量比為至少約30:70到不超過約70:30的聚對苯二甲酸丙二醇酯和至少一種選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二曱酸丁二醇酯或這些成員的組合的聚合物。7、權利要求l的短纖維，其中纖維具有四溝槽截面形狀。8、權利要求l的短纖維，其中纖維具有雙溝槽截面形狀。9、權利要求1的短纖維，其中纖維包含聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯。10、權利要求l的短纖維，其中纖維包含聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二曱酸丙二醇酯。11、一種聚酯雙組分短纖維，含有聚對苯二曱酸乙二醇酯和聚對笨二曱酸丙二醇酯，所述雙組分短纖維具有a)荷葉邊橢圓截面形狀，縱橫比a:b為約2.2:1到約3.5:1，其中"a"是纖維截面長軸長度以及"b"是纖維截面短軸長度；b)聚合物界面基本垂直於長軸；c)截面構造選自並列型和偏心皮芯型；d)大量的縱向凹槽；e)凹槽率為約1.1:1到約1.5:1,以及f)伸長10%時的韌度為約1.0cN/dtex到約3.5cN/dtex。12、一種短纖紗，包含棉和權利要求1的聚酯雙組分短纖維，其中該短纖紗的英制棉紗支數為約14到約60且質量因數為約0.1到約500。13、權利要求12的短纖紗，其中短纖紗的總沸溶收縮率為約20%到約45%。14、權利要求12的短纖紗，具有約13%到約20%的質量變異係數。15、權利要求12的短纖紗，其中所述雙組分短纖維具有四溝槽截面形狀。16、權利要求12的短纖紗，其中所述雙組分短纖維具有雙溝槽截面形狀。17、權利要求12的短纖紗，其中雙組分短纖維存在的含量為約30wtM到約100wtG/Q，基於紗線總重量。18、權利要求12的短纖紗，進一步包含約30wt。/。到約69wt。/。的聚對苯二曱酸乙二醇酯單組分短纖維。19、權利要求12的短纖紗，其中所述雙組分短纖維包含聚對苯二曱酸乙二醇酯和聚對苯二曱酸丙二醇酯。20、權利要求12的短纖紗，其中所述雙組分短纖維包含聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯。21、一種短纖紗，包含棉和權利要求11的聚酯雙組分短纖維，其中所述短纖紗的英制棉紗支數為約14到約60且質量因數為約0.1到約500。22、一種包含權利要求12的短纖紗的織物。23、一種包含權利要求17的短纖紗的織物。24、一種包含權利要求18的短纖紗的織物。25、一種包含權利要求19的短纖紗的織物。26、一種包含權利要求21的短纖紗的織物。27、一種織物，包含權利要求1的短纖維且芯吸性足以使該織物通過乾燥百分比時間測試14分鐘後乾燥至少60%,其中該織物整理後基重為約102克/平方米到約288克/平方米。28、權利要求27的織物，其中整理後基重為約203克/平方米到約271克/平方米。29、一種織物，包含權利要求11的短纖維且芯吸性足以使該織物通過乾燥百分比時間測試14分鐘後乾燥至少60%,其中該織物整理後基重為約102克/平方米到約288克/平方米。30、權利要求29的織物，其中整理後基重為約203克/平方米到約271克/平方米。31、一種含有第一種短纖維和第二種短纖維的聚酯雙組分短纖維混合物，所述第一種和第二種短纖維各自包含聚對苯二曱酸丙二醇酯和至少一種選自聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯或這些成員的組合的聚合物，所述第一種雙組分短纖維具有a)荷葉邊橢圓截面形狀，縱橫比a:b為約2:l到約5:l，其中"a"是纖維截面長軸長度以及"b"是纖維截面短軸長度；b)聚合物界面基本垂直於長軸；c)截面構造選自並列型和偏心皮芯型；d)大量的縱向凹槽；以及e)凹槽率為約1.05:1到約1.9:1;所述第二種短纖維具有a)截面構造選自並列型和偏心皮芯型；b)截面形狀選自基本橢圓形和荷葉邊橢圓形；以及其中聚酯雙組分短纖維混合物任選地進一步包含至少一種聚酯雙組分短纖維。32、一種包含棉和權利要求31的聚酯雙組分短纖維的短纖紗，其中所述短纖紗的英制棉紗支數為約14到約60且質量因數為約0.1到約500。33、權利要求32的短纖紗，具有約20%到約45%的總沸溶收縮率。34、權利要求32的短纖紗，具有約13%到約20%的質量變異係數。35、權利要求32的短纖紗，其中雙組分短纖維混合物存在的量為約30wt。/Q到約100wt%,基於短纖紗的總重量。36、權利要求32的短纖紗，進一步包含約30wt。/。到約69wt。/。的聚對苯二曱酸乙二醇酯單組分短纖維。37、權利要求32的短纖紗，其中雙組分短纖維混合物包含聚對苯二曱酸乙二醇酯和聚對苯二曱酸丙二醇酯。38、一種包含權利要求32的短纖紗的織物。39、一種包含權利要求35的短纖紗的織物。40、一種包含權利要求36的短纖紗的織物。41、一種包含權利要求37的短纖紗的織物。42、一種織物，包含權利要求32的短纖維混合物且芯吸性足以使該織物通過乾燥百分比時間測試中14分鐘後乾燥至少60%,其中織物整理後基重為約102克/平方米到約288克/平方米。43、權利要求42的織物，其中織物整理後基重為約203克/平方米到約271克/平方米。44、一種包含權利要求22或26或27或29的織物的衣服。45、一種包含權利要求38或39或42的織物的衣服。46、一種包含權利要求1的短纖維的非織造織物。全文摘要本發明提供了一種聚酯雙組分短纖維，包含聚對苯二甲酸丙二醇酯和至少一種選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯或這些成員的組合的聚合物，所述雙組分短纖維具有a)荷葉邊橢圓截面形狀，縱橫比a∶b為約2∶1到約5∶1，其中「a」是纖維截面長軸長度以及「b」是纖維截面短軸長度；b)聚合物界面基本垂直於長軸；c)截面構造選自並列型和偏心皮芯型；d)大量的縱向凹槽；和e)凹槽率為約1.05∶1到約1.9∶1。另外，本發明還提供了一種包含棉和本發明聚酯雙組分短纖維的短纖紗，以及包含本發明短纖紗的織物和衣服。文檔編號D02G3/04GK101273159SQ200680035683公開日2008年9月24日申請日期2006年8月17日優先權日2005年9月29日發明者D·A·老普賴斯,G·D·希特帕斯,S·W·史密斯申請人:因維斯塔技術有限公司