CN100429338C - 聚乳酸纤维、丝筒和纤维制品 - Google Patents
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Abstract
本发明目的在于提供耐磨性和工序通过性优良的聚乳酸纤维。即,含有相对于纤维整体为0.1-5%重量的脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺的聚乳酸纤维。
Description
技术领域
本发明涉及使用生物降解聚合物一聚乳酸的聚乳酸纤维。
背景技术
近年来,全球范围内的环境意识都在提高,因大量消耗石油资源而引起的地球变暖和石油资源的枯竭引起了人们的担心。
基于这样的背景,希望开发出一种由来自于植物(生物质)的原料构成、使用后在自然环境中最终分解成水和二氧化碳的自然循环型环保材料。在利用生物质的生物降解聚合物中,当前最受瞩目的是聚乳酸。聚乳酸是以由提取自植物的淀粉发酵而成的乳酸为原料形成的脂族聚酯中的一种,在利用生物质的生物降解聚合物中,具有最佳的力学特性、耐热性、成本的平衡。因此,正在急速开发利用聚乳酸的树脂制品、纤维、薄膜、片材等。
在聚乳酸纤维的用途开发方面,已有利用生物降解性的农业材料、土木材料等,仍期望应用于更大型的用途,例如服装面料用途,窗帘、地毯等房间装饰用途,车辆内部装饰用途,其它的产业材料用途等。
但是,聚乳酸纤维具有表面摩擦系数高、耐磨性差的缺点。例如根据JISL 0849规定的摩擦牢度,服装面料用途一般要求为3级以上,但现有的聚乳酸纤维却只有1级的低水平。
所以,在服装面料、房间装饰、车辆内部装饰用途等需要耐磨性的用途方面没有进展。例如,若将现有聚乳酸纤维用于外衣、制服、运动服等用途,则在日常生活中经常受到摩擦的肩、肘、膝、臀等部位将出现起毛、泛白、褪色(テカリ)等而使品质下降,并且还会出现向内衣移色等问题。用于椅套、地毯等用途时,也会因为反复摩擦而出现绒毛、纤维磨断破裂等,耐用性差,而且发生向裤子、袜子等所着服装上的移色等问题。
此外,聚乳酸纤维的表面摩擦系数高,这一点在纺丝工序、丝加工工序、布帛裁剪工序、缝制工序都会引起问题。
熔纺工艺中,丝以1000-7000米/分钟的高速移动时,丝与导辊等的摩擦大,容易发生起毛、断丝。拉伸工序中容易发生丝缠到辊上,出现断丝。
丝加工工序,特别是假捻工序中,因丝与加捻器之间或者丝与丝之间的摩擦而频繁发生断丝或起毛,存在工序通过性和布帛品质大幅下降的问题。
布帛裁剪工序中,工业生产上通常是几层布重在一起切裁,但这在使用现有聚乳酸纤维的布帛情况下,裁剪时裁刀与纤维之间产生的大量热使布帛在剪裁端相互熔粘在一起。
缝制工序中,在通常的缝纫速度下,缝纫机针与纤维之间摩擦产生热量,纤维发生熔粘,使得制品质量下降,而且由于缝纫机针上附着聚合物,需要频繁更换缝纫机针,结果不得不降低加工速度,使得生产能力显著下降。
引起这些问题的原因都是聚乳酸纤维的高摩擦系数,而这是由聚合物原料决定的,这些问题被认为是聚乳酸纤维必然会引发的问题。
在树脂制品、薄膜、片材等领域,在其制造步骤中,有时为了提高切片或熔融聚合物的防粘结性,或者为了提高成型件从模具或辊上的剥离性,会向聚合物中添加润滑剂。但是在纤维领域,由于润滑剂的混合不均匀、热分解、渗溢等会使纤维产生物性不均匀、染色不匀等,制品质量容易下降,因而至今都尽量避免添加润滑剂。
添加了润滑剂的纤维例子极少,不过例如日本特开平8-183898号公报中有报道。该技术是在聚乳酸纤维中添加通式RCONH2(其中R为烷基)所示脂肪酸单酰胺,通过赋予其防水性来达到抑制其水解速度的目的,至于本发明目的所在的提高聚乳酸纤维的耐磨性和工序通过性则完全没有记载。为了慎重,本发明人就添加脂肪酸单酰胺的聚乳酸纤维进行追加试验,但聚乳酸的耐磨性和工序通过性都未得到提高(参见比较例4、5)。本发明人推测这是由于脂肪酸单酰胺的酰胺基反应性高,熔融时与聚乳酸发生反应,结果纤维中能发挥润滑剂功能的脂肪酸单酰胺所占的比例变少。
有时脂肪酸单酰胺与聚乳酸反应,结果使得聚乳酸分子链被切断,从而分子量降低,纤维物性降低。
此外,由于脂肪酸单酰胺升华性大,或者说耐热性差,会因发烟使工作环境恶化或者因渗溢弄脏引导器、辊子等,有时还会降低可操作性。而且,渗溢出的脂肪酸单酰胺凝聚在纤维表面,可能会招致纤维的物性不均或染色不匀。
因此,本发明的目的是提供一种耐磨性和工序通过性优良的聚乳酸纤维。
发明内容
本发明包括下述几方面。
(1)一种聚乳酸纤维,该纤维含有相对于纤维整体为0.1-5%重量的脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺。
(2)上述(1)的聚乳酸纤维,该纤维的L*a*b*表色系中的b*值为-1至5。
(3)上述(1)或(2)的聚乳酸纤维,其中脂肪酸二酰胺和烷基取代型脂肪酸单酰胺的熔点为80℃以上。
(4)上述(1)-(3)中任一项的聚乳酸纤维,其中构成纤维的聚乳酸的羧基末端基量为40eq/t以下。
(5)上述(1)-(4)中任一项的聚乳酸纤维,其中构成纤维的聚乳酸的重均分子量为5-50万。
(6)上述(1)-(5)中任一项的聚乳酸纤维,其强度为2.0cN/dtex以上。
(7)上述(1)-(6)中任一项的聚乳酸纤维,其伸长率为15-70%。
(8)上述(1)-(7)中任一项的聚乳酸纤维,其沸水收缩率为0-20%。
(9)上述(1)-(8)中任一项的聚乳酸纤维,其中构成纤维的成分在100℃以上具有降温结晶放热峰。
(10)上述(1)-(9)中任一项的聚乳酸纤维,该纤维具有长丝的形态。
(11)上述(10)的聚乳酸纤维,其中由所述长丝组成的丝的粗细不匀率U%为1.5%以下。
(12)上述(10)或(11)的聚乳酸纤维,该纤维没有卷曲加工引起的卷曲,在纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂。
(13)上述(10)或(11)的聚乳酸纤维,该纤维具有流体卷曲加工引起的卷曲。
(14)上述(13)的聚乳酸纤维,该纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂。
(15)上述(13)或(14)的聚乳酸纤维,该纤维具有下述特性:卷曲伸长率为3-35%,单纤维纤度为3-35dtex,截面异形度为1.1-8。
(16)上述(10)或(11)的聚乳酸纤维,该纤维具有假捻加工引起的卷曲。
(17)上述(16)的聚乳酸纤维,该纤维在纤维表面上具有以聚醚为主要成分的润滑剂。
(18)上述(17)的聚乳酸纤维,其中所述聚醚为分子内具有1个以上羟基的醇与碳原子数为2-4的烯化氧共聚加成得到的化合物或其衍生物。
(19)上述(16)-(18)中任一项的聚乳酸纤维,该纤维具有下述特性:90℃强度≥0.4cN/dtex,CR≥10%,未解捻数≤3个/10米。
(20)上述(19)的聚乳酸纤维,其沸水收缩率为15%以下。
(21)上述(1)-(9)中任一项的聚乳酸纤维,该纤维为短纤。
(22)上述(21)的聚乳酸纤维,该纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂。
(23)上述(21)或(22)的聚乳酸纤维,该纤维具有下述特性:卷曲数≥6个/25mm,卷曲率≥10%。
(24)由上述(10)的长丝卷绕而成的丝筒。
(25)上述(24)的丝筒,该丝筒的鞍(saddle)为7mm以下。
(26)至少部分使用了上述(1)-(23)的聚乳酸纤维的纤维制品。
(27)上述(26)的纤维制品,该纤维制品为针织物。
(28)上述(26)的纤维制品,该纤维制品为机织物。
(29)上述(26)的纤维制品,该纤维制品为非织造布。
(30)上述(26)的纤维制品,该纤维制品为地毯。
(31)上述(26)-(30)中任一项的纤维制品,其干摩擦牢度为3级以上,湿摩擦牢度为2级以上。
附图说明
图1是表示本发明聚乳酸纤维在摩擦牢度试验后的表面状态的图。
图2是表示现有聚乳酸纤维在摩擦牢度试验后的表面状态的图。
图3是用于说明本发明聚乳酸纤维的截面异形度的图。
图4是优选用于制造本发明聚乳酸纤维的纺丝装置概略图。
图5是优选用于制造本发明聚乳酸纤维的拉伸装置概略图。
图6是优选用于制造本发明聚乳酸纤维的纺丝直接拉伸装置概略图。
图7是优选用于制造本发明聚乳酸纤维的拉伸假捻装置概略图。
[符号的说明]
1:料斗
2:挤出捏合机(挤压机)
3:计量泵
4:喷丝头组件
5:喷丝头
6:喷丝板
7:冷却装置
8:丝条
9:上油导丝器
10:交络装置
11:第1牵引辊
12:第2牵引辊
13:卷绕机
14:卷绕丝筒
15:喂丝辊
16:第1热辊
17:第2热辊
18:冷辊
19:卷绕机
20:拉伸丝筒
21:第1热辊
22:第2热辊
23:卷绕机
24:拉伸丝筒
25a-25c:导丝钩
26:喂丝辊
27:假捻加热器
28:导丝钩
29:冷却板
30:加捻器
31:拉伸辊
32:送出辊
33a-33b:导丝钩
34:假捻丝筒
实施发明的最佳方式
本发明的纤维主要是由聚乳酸制成的聚乳酸纤维。
本发明中所说的聚乳酸是指由乳酸、丙交酯等乳酸低聚物聚合而成的聚合物,该聚合物含有-(O-CHCH3-CO)n-作为重复单元。
乳酸具有D型和L型两种旋光异构体,但不论是L型还是D型,都是光学纯度越高熔点越高,即耐热性提高,所以优选高光学纯度。具体地说,就是优选光学纯度在90%以上。
除了如上所述将两种旋光异构体单纯地混合而成的体系外,将上述两种旋光异构体共混制成纤维后,在140℃以上进行高温热处理,制成形成了外消旋晶体的立体络合物,可使熔点得到飞跃性的提高,所以更为优选。
将本发明聚乳酸纤维用作粘结剂(热粘结纤维)时,优选采用光学纯度低的聚乳酸,制成较低熔点的聚乳酸纤维。
优选本发明聚乳酸纤维中构成该纤维的聚乳酸的羧基末端浓度在40eq/t以下。通过这样限定羧基末端浓度,即使在高温多湿环境下也不会因水解而使强度变差,可以使用聚乳酸纤维。聚乳酸的羧基末端浓度更优选为30eq/t以下,进一步优选为10eq/t以下。降低羧基末端浓度的方法有预先萃取聚乳酸树脂中丙交酯等低分子量物质的方法;或者添加封端剂,在纺丝时对羧基末端基进行封闭的方法等。
聚乳酸的分子量优选重均分子量为5万-50万。重均分子量在5万以上,可以获得可实际应用的力学特性,限制在50万以下,可以获得良好的纺丝性。
聚乳酸的制备方法可以采用下述方法:例如日本特开平6-65360号中公开的在有机溶剂和催化剂存在下,将乳酸直接脱水缩合的直接脱水缩合法;例如日本特开平7-173266号中公开的在聚合催化剂存在下,使至少两种均聚物进行共聚和酯交换反应的方法;还有例如美国专利第2,703,316号说明书中所公开的将乳酸脱水制成环状二聚物,然后进行开环聚合的间接聚合法等。
为将本发明聚乳酸纤维调节成具有良好色调的纤维,优选原料聚乳酸本身具有良好色调,具体地说,优选其在L*a*b*表色系中的b*值为-5至5。作为得到所述色调的具体方法,优选例如日本特表平7-504939号公报中所记载的那样,使用金属失活剂或抗氧化剂等,降低聚合的温度、减少催化剂的添加率。
减少丙交酯等残存低聚物、单体,对防止热劣化、提高色调也是有效的。通过对聚合物进行减压处理、用氯仿等进行萃取处理,可大幅降低残存的低聚物、单体。从可抑制聚乳酸的水解性、提高实际应用的耐用性考虑,也优选降低残存低聚物、单体。优选残存低聚物、单体的量相对于聚乳酸为0-0.2%重量,更优选为0.1%重量以下,进一步优选为0.05%重量以下。
在不损害聚乳酸性质的前提下,可以与乳酸以外的成分共聚,或者与聚乳酸以外的聚合物共混进行复合纺丝。聚乳酸以外的聚合物的例子有聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸亚丙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯等。其中,作为聚乳酸以外的聚合物,优选与聚乳酸一样来自于生物质,具有生物降解性的聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯。共混方法可以采用切片共混,也可以采用熔融共混。复合纺丝的形态可以采用皮芯型或并列型等。
不过,从生物质利用和生物降解性考虑,乳酸单体优选相对于聚合物的含量为50%重量以上,更优选为75%重量以上,进一步优选为96%重量以上。
本发明聚乳酸纤维含有脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺,这一点很重要。通过这样做,可以降低聚乳酸纤维的表面摩擦系数。这里的“和/或”是指可以仅含有脂肪酸二酰胺,也可以仅含有烷基取代型脂肪酸单酰胺,或者可以同时含有脂肪酸二酰胺和烷基取代型脂肪酸单酰胺。下面,将脂肪酸二酰胺和烷基取代型脂肪酸单酰胺总称为“特定脂肪酸酰胺”。
如上所述,作为现有聚乳酸纤维的润滑剂而已知的脂肪酸单酰胺在聚乳酸纤维中失去了作为润滑剂的功能,但本发明所采用的“特定脂肪酸酰胺”与通常的脂肪酸单酰胺相比,其酰胺的反应性低,在熔融成型时不易与聚乳酸发生反应,即能够保持其作为润滑剂的功能。并且因为高分子量的物质多,所以通常具有耐热性好、不易升华的特点。特别是脂肪酸二酰胺与聚乳酸的反应性更低,且具有高分子量,因而能够进一步抑制熔融聚合物中的渗溢。通过抑制渗溢,可以抑制物性不匀、染色不匀。
本发明所述脂肪酸二酰胺是指1分子中具有2个酰氨键的脂肪酸酰胺,例如亚甲基双辛酰胺、亚甲基双癸酰胺、亚甲基双月桂酰胺、亚甲基双肉豆蔻酰胺、亚甲基双棕榈酰胺、亚甲基双硬脂酰胺、亚甲基双异硬脂酰胺、亚甲基双山萮酸酰胺、亚甲基双油酰胺、亚甲基双芥酸酰胺、亚乙基双辛酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰胺、亚乙基双肉豆蔻酰胺、亚乙基双棕榈酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双异硬脂酰胺、亚乙基双山萮酸酰胺、亚乙基双油酰胺、亚乙基双芥酸酰胺、亚丁基双硬脂酰胺、亚丁基双山萮酸酰胺、亚丁基双油酰胺、亚丁基双芥酸酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、六亚甲基双山萮酸酰胺、六亚甲基双油酰胺、六亚甲基双芥酸酰胺、间苯二甲撑双硬脂酰胺、间苯二甲撑双-12-羟基硬脂酰胺、对苯二甲撑双硬脂酰胺、对亚苯基双硬脂酰胺、对亚苯基双硬脂酰胺、N,N’-二硬脂基己二酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酰胺、N,N’-二油基己二酰胺、N,N’-二油基癸二酰胺、N,N’-二硬脂基间苯二甲酰胺、N,N’-二硬脂基对苯二甲酰胺、亚甲基双羟基硬脂酰胺、亚乙基双羟基硬脂酰胺、亚丁基双羟基硬脂酰胺、六亚甲基双羟基硬脂酰胺等。
本发明所述烷基取代型脂肪酸单酰胺是指脂肪酸单酰胺的酰胺氢被烷基取代的化合物,例如N-月桂基月桂酰胺、N-棕榈基棕榈酰胺、N-硬脂基硬脂酰胺、N-二十二烷基山萮酸酰胺、N-油基油酰胺、N-硬脂基油酰胺、N-油基硬脂酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺、N-油基棕榈酰胺等。该烷基可以在其结构中导入羟基等取代基,例如羟甲基硬脂酰胺、羟甲基山萮酸酰胺、N-硬脂基-12-羟基硬脂酰胺、N-油基-12-羟基硬脂酰胺等也包括在本发明所述烷基取代型的脂肪酸单酰胺中。
优选“特定脂肪酸酰胺”的熔点为80℃以上。这里,“熔点”是DSC(差示扫描量热分析)中以16℃/分钟升温时的结晶熔融峰温度。通过将熔点设定为80℃以上,在制成本发明的纤维制品后,即使在中间定型、染色等暴露于高温的环境中,也能够防止“特定脂肪酸酰胺”的升华。该熔点更优选为100℃以上,进一步优选为140℃以上。从与聚乳酸的相容性和成型性方面考虑,优选熔点在200℃以下。
“特定脂肪酸酰胺”的含量相对于纤维整体为0.1-5%重量,这一点很重要。通过限定在0.1%重量以上,可以有效降低聚乳酸纤维的表面摩擦系数。而通过限定在5%重量以下,可将“特定脂肪酸酰胺”微分散,从而能够防止纤维的物性不匀和染色不匀。“特定脂肪酸酰胺”的含量优选为0.5-3%重量。可以单独使用一种“特定脂肪酸酰胺”,也可以多种结合使用,当多种结合使用时,“特定脂肪酸酰胺”的合计相对于纤维整体为0.1-5%重量即可。
使聚乳酸纤维含有“特定脂肪酸酰胺”的方法例如有下述方法:在聚乳酸聚合时添加的方法、用捏合机制作捏合切片的方法、将其附着于聚乳酸树脂切片表面的方法、在熔纺工序中添加的方法等。
作为使用捏合机的方法,可以按照“特定脂肪酸酰胺”相对于聚乳酸纤维的添加量的所需含量,将聚乳酸与“特定脂肪酸酰胺”捏合,制作切片,还有一种合适的方法是预先制作含有高浓度“特定脂肪酸酰胺”的捏合切片(母料切片),然后在将其供给纺丝机时,按照所需的含量掺混到聚乳酸切片中进行稀释。在捏合机中途计量、添加熔融后的润滑剂,可以抑制润滑剂的热分解,进一步减少泛黄,因而优选。
作为在熔纺工序中添加的方法,通过在喷丝头内设置静止捏合器,可以使“特定脂肪酸酰胺”微细分散于聚乳酸中。作为用静止捏合器进行添加的方法,例如可以将聚乳酸与“特定脂肪酸酰胺”通过捏合机捏合,然后经由喷丝头内的静止捏合器进一步微细分散捏合,也可以将聚乳酸与“特定脂肪酸酰胺”分别熔融,将各自的熔融液体导入纺丝机,经由喷丝头内的静止捏合器进行微细分散捏合。
“特定脂肪酸酰胺”相对于纤维的添加量(装入量)可对应上述含量,设定为0.1-5%重量。设定为0.1%重量以上是出于与上述相同的理由。设定为5%重量以下,可以防止捏合、纺丝时过剩的脂肪酸酰胺从熔融聚合物中渗溢出来。通过防止渗溢,可以防止脂肪酸酰胺升华或分解引起的冒烟,使操作环境变差,或者弄脏挤出捏合机或熔融纺丝机,使操作性降低。通过防止渗溢,还可以使喷丝板稳定地喷出聚合物,能抑制丝条不匀。而且,通过设定为5%重量以下,还可以抑制脂肪酸酰胺在熔融聚合物内凝聚,抑制脂肪酸酰胺的热劣化和与聚乳酸的反应,从而能够抑制泛黄。“特定脂肪酸酰胺”的添加量(装入量)优选为0.5-3%重量。
构成本发明聚乳酸纤维的成分可以包括聚乳酸以外的聚合物或颗粒、阻燃剂、抗静电剂、消光剂、除臭剂、抗菌剂、抗氧化剂和着色颜料等添加剂。
作为本发明聚乳酸纤维的熔纺实施例,可以通过计量泵计量预定量的熔融聚合物,然后将其导入设置在经加热的纺丝组件内的喷丝头内。此时的纺丝温度随所用聚乳酸的共聚比率和分子量而异,但优选180-240℃。设定为180℃以上,可以容易地熔融挤出;设定为240℃以下,可以抑制因“特定脂肪酸酰胺”热分解引起的泛黄。纺丝温度更优选为185-230℃,进一步优选为190-220℃。在喷丝头内对熔融聚合物进行过滤以除去杂质,然后通过喷丝板纺出。聚合物从熔融到纺出的滞留时间越短越能抑制纤维泛黄,因而优选短的滞留时间。该滞留时间优选为30分钟以内,更优选为20分钟以内,进一步优选为15分钟以内,更进一步优选为10分钟以内。
在伴随聚乳酸的热分解,丙交酯等低分子量物质和添加的润滑剂升华、挥发,使作业环境变差的情况下,优选在喷丝板下部设置吸引装置。
当本发明聚乳酸纤维没有卷曲加工引起的卷曲,即为所谓的直丝时,其截面形状可以为圆形截面、中空截面、三叶截面等多叶截面,也可以自由选择其它的异形截面。
当聚乳酸纤维通过流体卷曲加工而具有卷曲时,其截面形状可以是圆形截面,但优选为多叶形、十字型、井字型、W字型、S字型或X字型等异形截面。其中从耐磨性考虑,特别优选3-8叶的多叶形。也优选在纤维横截面设有至少一个中空部的中空纤维。
当聚乳酸纤维通过流体卷曲加工而具有卷曲时,优选截面异形度为1.1-8。纤维横截面的截面异形度如图3所示,可通过下式由纤维横截面的外切圆直径D与内切圆直径d求得。
截面异形度=D/d
将截面异形度设定为1.1以上,可以赋予通过流体卷曲加工而具有卷曲的聚乳酸纤维良好的光泽感、柔软性和高膨松性。而设定为8以下,则可以抑制磨损和原纤化,且可提高织造工序和栽绒工序的工序通过性。该界面异形度更优选为1.5-6。
当聚乳酸纤维为短纤时,其截面形状可以自由选择圆形截面、中空截面、三叶截面等多叶截面以及其它异形截面。特别是用于被服填絮等重视轻量性、柔软性、保温性的用途时,优选中空截面。其中空率优选为15-45%。将中空率设定为15%以上,可以赋予其轻量性、柔软性和保温性。另一方面,将中空率设定为45%以下,可以保持高刚性,抑制中空部在纤维制品制造工序中发生溃塌。这里所说的中空率可通过下式由含有中空部的纤维横截面面积A和中空部分面积a求得。
中空率(%)=[a/A]×100
纺出的聚合物通过例如采用冷风的冷却装置进行冷却、固化,成为纤维,该聚乳酸纤维束在上油装置处集束,同时进行上油。
本发明的聚乳酸纤维上涂有含润滑剂的纺丝油剂。即,优选纤维表面具有润滑剂。优选根据用途适当选择润滑剂的成分。
例如,当聚乳酸纤维不具有卷曲加工引起的卷曲,即为直丝时,或者通过流体卷曲加工而具有卷曲时,或者为短纤时,优选纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂(以下称为“非假捻加工用润滑剂”)。通过这样做,可以抑制纺丝、拉伸工序中的断丝、起毛或者缠绕到辊上。而在短纤的情况下,则可以提高纺丝、拉伸、梳理和纺纱工序的通过性,提高所得短纤本身的品质。
上述润滑剂中,在上述用途中特别优选脂肪酸酯和矿物油。脂肪酸酯的例子有油酸甲酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸辛酯、月桂酸油基酯、油酸油基酯、硬脂酸异十三烷基酯等一元醇与一元羧酸的酯;癸二酸二辛酯、己二酸二油基酯等一元醇与多元羧酸的酯;二油酸乙二醇酯、三羟甲基丙烷三辛酸酯、三油酸丙三醇酯等多元醇与一元羧酸的酯;月桂基(EO)n辛酸酯等烯化氧加成酯等。以上例举的润滑剂可以以单一成分使用,也可以以多种成分混合使用。
而例如在聚乳酸纤维通过假捻加工具有卷曲的情况下,优选纤维表面具有以聚醚为主成分的润滑剂(以下称为“假捻加工用润滑剂”)。通过将以聚醚为主成分润滑剂涂到聚乳酸纤维上,可以提高纤维、金属间的摩擦系数,即可以提高纤维与加捻器间的摩擦系数,能够使通过假捻加工形成的卷曲保持稳定。而另一方面,由于能够降低纤维间的摩擦系数,因此在提高假捻加热器上的移动性的同时,可以抑制未解捻、提高纤维制品的品质。
聚醚的例子有:分子内具有1个以上羟基的醇与碳原子数2-4的烯化氧共聚而成的化合物以及由其衍生得到的化合物。
醇可以是碳原子数1-30的天然和合成的任何一元醇(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异戊醇、2-乙基己醇、月桂醇、异十三烷醇、异十六烷醇、硬脂醇、异硬脂醇等)、二元醇(乙二醇、丙二醇、新戊二醇、己二醇等)和三元以上的醇(丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、脱水山梨糖醇、山梨糖醇等)。
碳原子数2-4的烯化氧例如有环氧乙烷(以下简称为EO)、1,2-环氧丙烷(以下简称为PO)、1,2-环氧丁烷(以下简称为BO)、四氢呋喃(以下简称为THF)等。
在EO与其它烯化氧共聚的情况下,从润滑剂被调制成水溶液或水系乳液时的粘性以及拉伸摩擦假捻加工工序等中加热器上的耐热性的平衡考虑,优选EO的比率为5-80%重量。加成方式可以是无规加成或嵌段加成。
由烯化氧的共聚加成化合物衍生得到的化合物例如有:末端羟基与碳原子数1-12的烷基进行烷氧基化和/或酰化的化合物,或者与碳原子数2-12的二羧酸进行酯化而成的化合物,以及与脂族或芳族二异氰酸酯化合物形成尿烷的化合物等。
从制成水溶液或水系乳液情况下的粘性、拉伸摩擦假捻加工工序等中加热器上的耐热性的平衡考虑,优选聚醚系润滑剂的重均分子量为500-30000,更优选为800-20000,进一步优选为1200-15000。
聚醚系润滑剂的具体例子有丁醇(EO/PO)无规加成物(EO/PO重量比:50/50,重均分子量:1400)、己二醇(EO/PO)无规加成物(EO/PO重量比:40/60,重均分子量:4000)、三羟甲基丙烷(PO)(EO)嵌段加成物的甲醚(EO/PO重量比:20/80,重均分子量:5000)等。
润滑剂可以在不损害其性能的情况下与任何成分混合使用。润滑剂与任何成分的混合物称为“油剂”。所述任何成分可以采用使油剂在水中乳化而降低其粘度、提高对丝条的附着、浸透性的乳化剂、抗静电剂、离子型表面活性剂、集束剂、防锈剂、防腐剂、抗氧化剂等。
非假捻加工用润滑剂相对于纯油剂成分的含量为30-95%重量。设定为30%重量以上,可以大幅降低纤维的表面摩擦系数,提高纤维和纤维制品的工序通过性及品质。而设定为95%重量以下,则油剂在水中的分散性良好,可以抑制油剂在纤维上的附着不匀。该含量更优选为55-75%重量。
假捻加工用润滑剂相对于纯油剂成分的含量优选为40%重量以上。这样设定,可以减少加热器污脏、导纱器污脏和加捻器表面污脏,使拉伸摩擦假捻加工装置的清扫周期、更换周期延长。而且,可以降低纤维间摩擦,抑制工序通过时的起毛,增加移动性,提高假捻加工丝的品质。该含量更优选为60%重量以上,进一步优选为80%重量以上。
含有非假捻加工用润滑剂的油剂和含有假捻加工用润滑剂的油剂都优选制成水溶液或水系乳液。从对纤维的附着效率和水溶液、水系乳液的流动性或者说粘性、皮膜形成性能考虑,优选油剂相对于水溶液或水系乳液的浓度为0.5-20%重量,更优选为5-18%重量。
作为给予油剂的水溶液或水系乳液的方法,可以采用经由喷嘴的计量上油、辊子上油或者两者结合使用等方法。在高速纺丝的上油情况下,可以特别优选采用周喷嘴进行的计量上油。
不论是在使用非假捻加工用润滑剂的情况下,还是在使用假捻加工用润滑剂的情况下,纯油剂成分相对于聚乳酸纤维整体的给予量都优选为0.1-3.0%重量。设定为0.1%重量以上,可以充分发挥油剂的集束性、润滑性等性能。而设定为3.0%重量以下,可以防止工序中因油剂成分脱落而弄脏设备或者由此引起工序通过性变差,使生产稳定进行。而且,在假捻加工时,可以充分降低纤维间摩擦,改善移动性,提高纤维-金属间摩擦,改善加捻(撚り上り)性,防止加热器上的断丝。该附着量更优选为0.2-2.0%重量,进一步优选为0.2-1.5%重量。
当在上油装置上进行集束、上油后的聚乳酸纤维以长丝形式卷绕时,可以通过例如图4所示纺丝装置、图6所示纺丝直接拉伸装置进行卷绕。采用图4的纺丝装置时,可以通过经由非加热的第一牵引辊11、第二牵引辊12的卷绕装置进行卷绕。
这里,第一牵引辊11的圆周速度(以下也称为“纺丝速度”)优选为2500-7000米/分钟。将纺丝速度限定在该范围,可以纺制均匀性优良的聚乳酸纤维。纺丝速度更优选4000-7000米/分钟。设定这样一个范围,可以使聚乳酸纤维取向结晶,发展纤维的内部结构,从而提高耐热性,防止加热器上的丝条软化,使加热器上丝条稳定移动,提高工艺稳定性。通过在高温下拉伸或假捻加工高度取向结晶的聚乳酸纤维,可以提高尺寸稳定性和卷曲特性,并且提高作为拉伸丝或加捻加工丝的耐热性。
所述耐热性可以以“90℃强度”进行评价。对于作为合成纤维广泛使用的聚对苯二甲酸乙二酯等,一旦取向结晶后将纤维再拉伸,将导致力学特性(拉伸强度等)降低,但聚乳酸纤维却相反,将取向结晶后的纤维进行拉伸,可以提高其力学特性。将曾取向结晶的纤维进行再拉伸,可以提高90℃强度所表示的耐热性,其原因虽然并不确定,但认为大概是由于聚乳酸分子间的相互作用弱,加热后在纤维轴方向上施加应力,则分子链从结晶中被拉出,部分重结晶,连接结晶的非晶层起具有高约束性的连接分子的作用,从而抑制高温引起的伸长变形。
从这个观点出发,纺丝速度优选为4250米/分钟至7000米/分钟,更优选为4500米/分钟至6500米/分钟。
为防止辊表面上的丝晃动,使生产稳定进行,优选第一牵引辊的速度(V1)与第二牵引辊的速度(V2)满足0.99≤V1/V2≤1.05。
为防止逆卷,最终导丝辊与卷绕机之间的卷绕张力优选为0.04cN/dtex以上,为了释放纤维内部结构的应变,优选为0.15cN/dtex以下。通过释放纤维内部结构的应变,可以消除如下所述的鞍和凸边。更优选卷绕张力为0.05-0.12cN/dtex,进一步优选为0.06-0.1cN/dtex。优选辊支架(roller bail)或主动辊对与丝筒接触的线长的载荷(相当于对丝筒的压力。下面称为接触压力)为6-16kg/m的范围。将接触压力设定为6kg/m以上,可以赋予丝筒适当的硬度,又能抑制丝筒塌散和筒子凸边。而将接触压力设定为16kg/m以下,可以抑制丝筒的塌散和凸边。更以下的范围是8-12kg/m。将卷绕角设定为5-10°范围,可以抑制丝筒端面掉丝,在高速退绕时也可得到稳定的退绕张力,同时能够抑制丝向端面部位塌散。更优选5.5-8°,进一步优选5.8-7°。还优选使卷绕角变化,以抑制丝条重叠成带状。作为这样做的一种方法,优选在一定范围内(中心值±1.5°)摇动卷绕角,使卷绕比(锭子回转数与导丝动程周期之比)达到某一恒定值。优选采用在产生丝条叠带的区域急剧改变卷绕角的方法,也优选将这些方法结合使用。此外,因为通常脂族聚酯的弯曲刚性低,作为弹性体的性能强,所以优选在导丝动程中的折返时设法使丝条紧紧追随锭子。例如,优选采用高速追随性高的1轴-3轴翼片往复动程方式和丝把持性良好的微凸轮往复动程、可缩短自由长度的锭子往复动程。更优选利用各自的特性,在卷绕速度为2000-4000米/分钟时采用微小凸轮往复方式,在卷绕速度超过4000米/分钟时采用1轴-3轴的翼片往复方式。
卷绕时的驱动方式通常是通过主动辊带动的从动驱动,但优选采用锭子驱动方式,更优选采用强制驱动卷绕机的辊支架的方法。强制驱动辊支架时,通常控制辊支架速度相对于丝筒表面速度总是使过量进料达到0.05-1%,这样,通过轻松卷绕可以形成更好的丝筒形状。
可以在从上油装置9到第1牵引辊11、第2牵引辊12、卷绕机13之间的任何位置设置交络装置,以使丝条交络,达到使由聚乳酸纤维形成的复丝具备集束性,提高筒子纱退绕性的目的。交络装置所用的流体可以是空气流、水流等,因空气流能使高速移动的丝条具有充分的集束性、解舒性,因而优选。
当采用例如图5所示拉伸装置、图6所示纺丝直接拉伸装置拉伸长丝时,将其拉伸温度(图4中为第1热辊16的表面温度,图6中为第1热辊21的表面温度)设定为80-150℃,可以抑制丝条不匀的发生,因而是优选的。将热定型温度(图4中为第2热辊17,图6中为第2热辊22)设定为120-160℃,可以降低聚乳酸纤维的沸水收缩率,提高尺寸的热稳定性。因而优选。
当用于工业材料等需要高强度的用途时,可以进行多段拉伸。
本发明的聚乳酸纤维的形态可以是长丝,也可以是短纤,当为长丝时,可以是复丝,也可以是单丝。
对于本发明聚乳酸纤维的纤度,当用作服装面料时,复丝的总纤度优选为20-500dtex,单丝纤度优选为0.1-10dtex。一般聚乳酸纤维的耐磨性不良在单丝纤度越小时表现越明显,而本发明的聚乳酸纤维即使单丝纤度很小,也具有充分的耐磨性。
本发明聚乳酸纤维的强度为2.0cN/dtex以上,这对在工序通过性和保持纤维制品的高力学强度方面是优选的。本发明聚乳酸纤维的伸长率为15-70%,在提高纤维制品制造时的工序通过性方面是优选的。
本发明聚乳酸纤维的沸水收缩率为0-20%,这在保持纤维和纤维制品的良好尺寸稳定性方面是优选的。沸水收缩率更优选为1-15%,进一步优选为2-10%。
当本发明聚乳酸纤维通过假捻加工而具有卷曲时,沸水收缩率为15%以下,这在保持假捻丝和纤维制品的良好尺寸稳定性方面是优选的。所述假捻加工丝的沸水收缩率更优选为10%以下,进一步优选为8%以下。
当进行筒子染色时,为使筒子内外层均匀染色,并且防止因收缩引起丝筒崩塌,优选沸水收缩率为0-5%。
当本发明的聚乳酸纤维的形态为由长丝形成的丝时,该丝的粗细不匀指标U%(标准试验)优选为1.5%以下。设定为1.5%以下,可以防止染色不匀,获得高品质的染色纤维制品。U%更优选为1.0%以下。
优选本发明聚乳酸纤维在纤维的L*a*b*表色系中的b*值为-1至5。通过将泛黄色调的指标b*设定为5以下,可以将其广泛用于服装面料、房间装饰、车辆内部装饰等色调很重要的用途。更优选b*值为3以下。就现有技术的含有脂肪酸单酰胺的聚乳酸纤维而言,b*值越高,越容易泛黄。通常认为这是由于除了耐热性差的脂肪酸单酰胺的热劣化外,脂肪酸单酰胺在熔融成型时与聚乳酸聚合物的羰基反应,形成了二乙酰氨基。与此相对,本发明所采用的“特定脂肪酸酰胺”的耐热性优异,且与酰氨基的反应性低,所以不易发生纤维泛黄。
本发明的聚乳酸纤维还可以根据用途,通过假捻加工、流体卷曲加工、填塞加工、机械卷曲等,对聚乳酸纤维施加卷曲。
本发明聚乳酸纤维的复丝可以通过假捻加工而具有优良的膨松性和尺寸稳定性。
现有的聚乳酸纤维在假捻加工中的工序通过性差,而本发明的聚乳酸纤维则可以在具有良好工序通过性的情况下进行假捻加工。这是因为如前所述,本发明聚乳酸纤维通过降低摩擦系数而提高耐削磨性,从而能经受加捻造成的摩擦。
对由本发明聚乳酸纤维制成的复丝进行假捻加工时,可以采用例如图7所示的拉伸假捻装置。图7中,供给拉伸假捻装置的聚乳酸复丝经由所需的导丝器25a-c和流体处理装置,被送到喂丝辊26处。之后,通过经加热的假捻加热器27、冷却板29、进行拉伸摩擦假捻的加捻器30,导入拉伸辊31,以假捻丝形式进行卷绕。
作为本发明中的假捻加工,可以在拉伸假捻装置的喂丝辊26以前通过热棒或热板进行拉伸,然后再进行假捻加工,也可以在喂丝辊与拉伸辊之间边拉伸边进行假捻加工。这时,优选在喂丝辊与拉伸辊之间边拉伸边进行假捻加工的方法,因其可以不必配置热棒或热板,降低设备附加费,性能价格比优异。
另外,在本发明聚乳酸假捻丝的制造方法中,一个优选的例子是在拉伸辊与卷绕装置之间配置加热器和送出辊,进行热处理。通过该热处理,可以进一步提高聚乳酸纤维假捻加工丝的尺寸稳定性。该加热器可以采用接触型加热器或非接触型加热器。所述送出辊如果装配有夹持辊或带夹持器(belt nip),则可以充分地握持住丝,因而优选。拉伸辊的圆周速度(VE)与送出辊的圆周速度(VD)之比(VD/VE)优选为0.8≤VD/VE≤1.0,因为该比值范围没有断丝,可以进行稳定的热处理。所述加热器的温度在采用接触型加热器时,从热处理的效率和聚乳酸的熔点考虑,优选为100-250℃。当采用非接触型加热器时,因热处理效率比接触型加热器低,因而为了在无断丝情况下充分进行热处理,优选150-350℃。
加捻器可以采用3轴摩擦假捻器、带夹持器型摩擦假捻器等。
3轴摩擦假捻器的圆片例如优选采用聚氨酯圆片。用柔软的聚氨酯作为圆片表面,可以防止聚乳酸纤维过度变形或削磨。优选聚氨酯圆片按照JIS K 6253测定的硬度为75-90度,因为这可以防止聚乳酸纤维过度变形或削磨,并且延长圆片因磨损而更换的周期,更优选为80-85度。圆片的片数若在5-12的范围,则可以毫无问题地进行假捻加工,所以优选该范围。
也优选3轴摩擦假捻器的一部分圆片使用陶瓷材质的圆片。这可以使挂丝时丝条在圆片表面顺滑移动,不会对丝条造成过度的张力,防止挂丝时的冲击引起断丝。优选将陶瓷圆片配置于相对于丝条移动方向的上游端和下游端,还优选在上游侧配置2-4片。
当采用带夹持器型摩擦假捻器作为加捻器时,带的材质可优选使用氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶(NBR)。这样可以防止聚乳酸纤维的过度变形和削磨。特别是NBR在耐久性、成本、柔软性方面更为优选。
为保持延长更换周期,优选按照JIS K 6253测定的带硬度为60-72度,更优选为65-70度。
当带的交叉角度为90-120°时,可以对丝条进行充分的加捻,而且可以防止带的磨损,所以优选。
优选加捻器的表面速度与拉伸辊的圆周速度(丝条移动速度)之比(加捻器的表面速度/丝条移动速度)为1.0-2.5。将该比值设定为1.0以上,使得加捻张力(T1)与解捻张力(T2)达到良好平衡,且可在没有起毛、断丝的情况下进行拉伸摩擦假捻加工。而将该比值设定为2.5以下,不仅可以防止加捻器的表面磨损,即使几十个小时连续运转,丝的纵向的品质也可保持稳定,而且可以防止因聚乳酸丝条与加捻器之间的磨损而引起的削磨,从而可在没有起毛、断丝的情况下进行假捻加工。所述比值更优选为1.2-2.2,进一步优选为1.25-2.0。加捻器的表面速度/丝条移动速度在使用3轴摩擦假捻型圆片假捻器时记为[D/Y],在使用带夹持型摩擦假捻器的情况下记为[VR]。
在本发明优选采用的假捻加工中,优选加捻张力(T1)与解捻张力(T2)之比(T2/T1)为3.0以下。将T2/T1设定为3.0以下,可以抑制起毛的发生,还可以减少未解捻,能够获得品质优良的假捻加工丝,而且加捻器后的断丝也少,所以可以进行稳定的拉伸摩擦假捻加工。T2/T1更优选为0.1-2.8,进一步优选为0.5-2.5。
优选假捻加工中的假捻加工温度(图7中假捻加热器27的温度)为90-150℃。设定为90℃以上,可以使所得假捻丝具有充分的尺寸稳定性,而设定为150℃以下,可以使加热器上不发生断丝,稳定地进行假捻加工,并且因为热导致的变形与热定型取得了良好的平衡,所以所得假捻加工丝的尺寸稳定性、卷曲特性等品质都优良。假捻加工温度更优选为95-145℃,进一步优选为100-140℃。在如上所述采用4000-7000米/分钟的纺丝速度时,特别优选该温度范围。
将本发明中通过假捻加工而具有卷曲的聚乳酸纤维在90℃环境下进行拉伸试验时,优选最大点强度(以下简记为90℃强度)为0.4cN/dtex以上。这样在高温环境下使用时,可以抑制制品的尺寸变化,即上浆工序和干燥工序中因加热引起的布帛尺寸变化少,工序通过性良好。90℃强度更优选为0.5cN/dtex以上,进一步优选为0.6cN/dtex,更进一步优选为0.8cN/dtex以上。
本发明中通过假捻加工具有卷曲的聚乳酸纤维的卷曲特性指标CR值优选为10%以上。这样可以使最终制品具有良好的膨松性、高伸张性。CR值更优选为15%以上,进一步优选为20%以上。
对于本发明中通过假捻加工具有卷曲的聚乳酸纤维,优选其每10米假捻丝的未解捻数为3个以下。这样可以使制品具有良好的表面外观均一性,能够获得实用性高的染色布帛。而且可以抑制染色不匀。所述未解捻数更优选每10米为1个以下,进一步优选每10米为0个。对于降低未解捻数而言,可以如上所述,通过调节加捻器的表面速度与拉伸辊的圆周速度之比,来调节加捻张力与解捻张力之比。
本发明的聚乳酸纤维通过流体卷曲加工而具有卷曲,这也是一种优选的方式。流体卷曲加工使其具有三维的随机高卷曲,能在对丝条损害小的情况下使其卷曲,能够得到高拉伸强度的卷曲丝,所以这也是适合于地毯用途的卷曲方法。流体卷曲加工方法例如可采用喷嘴式、喷射填塞式等,其中为赋予高卷曲并使其明显,特别优选喷嘴式,优选采用例如美国专利第3,781,949号说明书中记载的卷曲喷嘴等。当采用喷嘴方式时,为将卷曲固定,可以如日本特开平5-321058号公报中所记载的那样,将冷却装置以及转鼓式过滤器组合使用。
用于赋予卷曲的加热流体优选采用热蒸汽或热空气,从对丝的损害小考虑,更优选热空气。
与丝条接触的加热流体温度优选采用130℃-210℃。加热流体的温度越高,卷曲装置越能使丝具有大卷曲性,卷曲丝的膨松性越高,但若上述温度过高,则会使单丝熔粘,或者降低卷曲丝的强度。
对于实施了流体卷曲加工后的聚乳酸纤维的膨松纱,优选构成该膨松纱的单纤维的纤度为3-35dtex。设定为3dtex以上,即使用于地毯等承受负重的用途,也可保持耐磨性和实用耐久性。而另一方面,将单纤维纤度设定为35dtex以下,则纤维的压缩弹性不会过大,可以得到手感柔软、肌肤触感良好的膨松纱。只要在上述范围内,还可以是细纤度纤维与粗纤度纤维的混纺丝。更优选单纤维纤度为5-25dtex。
对于经过流体卷曲加工的本发明聚乳酸纤维的膨松纱,优选其总纤度为500-5,000dtex。这样在制造地毯时,可以使捻线·定型工序、簇绒工序的生产效率保持良好。通过将染成不同色调的2根至3根纤维染色纱合捻,可以得到高显色且高光泽的适用于地毯的膨松纱。该膨松纱的更优选总纤度为1,000-3,500dtex。
对于经过流体卷曲加工后的聚乳酸纤维的膨松纱,优选其沸水处理后的卷曲伸长率为3-35%。通过将该值设定为3%以上,即使进行染色等热处理后,该膨松纱的膨松性也不会下降,可得到富于膨松性的地毯等制品。而将该值设定为35%以下,则可抑制纤维的强度降低,制得工序通过性、使用耐久性优良的制品。更优选卷曲伸长率为8-25%。
优选本发明的聚乳酸纤维为短纤。对于短纤,通过使其含有“特定脂肪酸酰胺”,润滑性得到提高,从而可以提高工序通过性,并且因为可以提高短纤的开纤性和短纤在纤维结构体中的分散性,所以卷曲表现性和品质得到提高。
以短纤形式制造本发明的聚乳酸纤维时,适用下面的操作顺序。熔融、喷出的丝条经冷却、上油、牵引后,可进行并丝、拉伸、热定型。通过将此时的纺丝速度设定为400-2,000米/分钟,将拉伸倍率设定为1-5-6倍,可以得到具有实用强度的聚乳酸纤维的短纤。并丝通过将数根卷绕的丝合并进行,一次性装入料仓后,进行并丝,制成最终总纤度达到5-100万detx的丝束。为了均匀地拉伸丝束,优选进行采用75-100℃温水的液浴拉伸或蒸汽拉伸。
然后根据用途对拉伸后的丝束进行卷曲。施加卷曲的方法例如有填塞箱法、填塞加热齿轮法、高速空气喷射填塞法等。其它的卷曲方法还有例如使纤维在截面方向上具有非对称性,通过拉伸时的取向差和拉伸后的松弛热处理时产生的收缩率差而使纤维呈现出螺旋式卷曲的方法等。
优选本发明的聚乳酸纤维的短纤卷曲数为6个/25mm以上,且卷曲率为10%以上。这样可以得到富于膨松性、具有质轻感的良好手感的制品。但若卷曲过细,或卷曲度过大,也会难以呈现出膨松性,所以优选卷曲数为25个/25mm以下,卷曲度为50%以下。卷曲数更优选每25mm为8-15个,卷曲率更优选15-30%。
纤维的卷曲方式可以是机械卷曲,也可以是螺旋卷曲,但为了进一步提高膨松性,优选螺旋卷曲。
还优选根据用途,在拉伸后和卷曲后涂上作为整理剂的油剂。
随后将纤维切断成所需的纤维长度,得到短纤。由本发明的聚乳酸纤维制成的短纤的纤维长度优选为5-120mm,更优选为10-100mm。
由本发明聚乳酸纤维制成的短纤的单纤维纤度优选为0.1-100dtex,更优选为0.3-50dtex。通常聚乳酸纤维因磨损引起的品质降低在单纤维纤度越小时表现越明显,但本发明聚乳酸纤维的短纤由于纤维表面滑移性优异,因而即使单纤维纤度很小,也具有充分的耐磨性,能得到高品质的短纤。
还优选将本发明聚乳酸纤维作为天然纤维等其它纤维的粘结剂用于成型。就这一用途而言,由于本发明聚乳酸纤维的良好滑移性带来的优异分散性,可以使粘结力大幅提高,因而能够获得耐久性优良的制品。本发明聚乳酸纤维中所含的“特定脂肪酸酰胺”,特别是脂肪酸二酰胺由于具有作为成核剂使结晶速度提高的作用,因而可以在成型、冷却后使结晶迅速进行,缩短成型周期。
对于粘结剂用途,优选本发明聚乳酸纤维中构成该纤维的成分具有100℃以上的降温结晶化放热峰。降温结晶化放热峰Tc’越高,表示结晶速度越快,本发明的聚乳酸纤维的Tc’在100℃以上,具有作为粘结剂的良好成型性。更优选Tc’为120℃以上。可以通过DSC(差示扫描量热分析),测定熔融后以一定的速度(16℃/分钟)降温时的放热峰,以此作为Tc’。
对于粘结剂用途而言,为使本发明聚乳酸纤维即使进行低温热处理也能得到充分的粘合力,优选其具有低于通常水平的低熔点。作为使其具有低熔点的方法,除了可以如上所述使用光纯度低的聚乳酸外,还可以使用共聚聚乳酸。
粘结剂用途中被粘结的纤维可以是例如以玻璃纤维、碳纤维为首的聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙、丙烯酸和聚烯烃等的合成纤维或者植物纤维等。如上所述制造低于通常水平的低熔点聚乳酸纤维时,可以使用光纯度更高或者共聚率更低、熔点较高的聚乳酸纤维。
下面描述本发明的丝筒,该丝筒的特征在于由长丝形态的本发明聚乳酸纤维卷绕而成的。
优选本发明丝筒的凸边为7mm以下。虽然拉伸、假捻、织造等工序所要求的退绕速度达到500-1000米/分钟,但将凸边限定在7mm以下,可以抑制退绕丝条与鞍部分的挨擦,从而抑制聚乳酸纤维表面的削磨。并且,由该削磨导致的缺点会与丝筒端面周期(相当于从鞍到另一方鞍的丝长度)一致产生。鞍部分容易引起丝退绕张力的变动,抑制这种变动,可以使丝加工稳定进行。鞍更优选为5mm以下,进一步优选为3mm以下。
优选本发明丝筒的凸边(鼓起)小,具体而言,优选凸边率为10%以下。这样可以减小退绕张力。凸边率更优选为7%以下,进一步优选为5%以下。
如上所述调节卷绕张力等,以无张力状态进行卷绕以消除纤维内部的应变,这可有效消除鞍和凸边。
优选本发明丝筒每1个筒子的纤维重量为4kg以上。这样可以减少丝加工工序中筒子的更换周期,提高生产能力。每1个筒子的纤维重量更优选为7kg以上。
下面描述本发明的纤维制品,其特征在于至少部分了使用本发明的聚乳酸纤维。
本发明的纤维制品有例如机织物、针织物、非织造布、短纤纱、填絮、地毯等。
本发明的纤维制品中,可以单独使用本发明的聚乳酸纤维,也可以将本发明的聚乳酸纤维与其它纤维混织、交织、交编等混合使用。与之混用的纤维可以采用例如聚乙醇酸、聚羟基丁酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯等生物降解性纤维,绢、棉、麻、羊毛等天然纤维,人造丝、乙酸乙酯等再生纤维,聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、丙烯酸、维纶、聚烯烃、聚氨酯等合成纤维等。绢、棉、麻、人造丝等由来自植物的原料制成的纤维,手感、生物降解性综合起来都很优异,所以优选。
非织造布是本发明纤维制品的一种优选形态。以非织造布形式制造本发明的纤维制品时,可以使用本发明聚乳酸纤维的短纤,也可以采用所谓的纺粘法、熔喷法等连续进行纺丝和非织造布形成工序的方法。
例如,当使用本发明聚乳酸纤维的短纤时,该短纤的滑移性优异,在开纤机、梳理机上的开纤性极好,所以无论是在单独使用聚乳酸纤维的情况下,还是在与其它纤维混用的情况下,都能制成均一的纤网。由此,将这样得到的纤网通过热粘结加工形成的非织造布也是很少密度不匀的高品质制品。
当将本发明聚乳酸纤维的短纤制成非织造布时,优选该短纤的单纤维纤度和纤维长度为0.3-100dtex、10-100mm,因为这样的范围可以适用于各种用途。
非织造布的目付优选为10-5000g/m2,因为这个范围可适用于各种用途。
短纤纱也是本发明纤维制品的一种优选形态。由于本发明聚乳酸纤维的短纤滑移性优异,所以在并条、粗纺和细纱工序等纺纱工序的工序通过性都很好,并且粗细不匀、捻度不匀、起毛、物性参差、染色不匀等都很小,可得到高品质的短纤纱。
优选在短纤纱中至少部分使用具有异形截面的本发明聚乳酸纤维的短纤,因为这可以进一步提高短纤纱的手感和膨松感。
在单独使用本发明聚乳酸纤维的短纤来制造短纤纱时,优选该聚乳酸纤维的短纤的单纤维纤度和纤维长度为0.5-10.0dtex、3-100mm,这时纺纱工序的工序通过性良好。与棉混纺时,更优选为1.0-1.5dtex、30-50mm;与羊毛进行精梳毛纺时,更优选为1.0-3.0dtex、70-90mm;与羊毛进行粗纺时,更优选为3.0-7.0dtex、30-50mm,因为这样的范围得到的混纺丝均匀性良好。
短纤纱的纤度优选为10-500dtex,这个范围可广泛适用于各种用途。优选在短纤纱制造工序中进行适当加捻,因为这可以提高短纤纱的手感、美观性、强度。
填絮也是本发明纤维制品的一种优选形态。由于本发明聚乳酸纤维的短纤滑移性优异,作为填絮能够均匀分散,可制成极少棉的粗密不匀、高品质的填絮。
用作填絮的本发明聚乳酸纤维的短纤的单纤维纤度在3dtex以上时,可以提高耐压缩特性,因而优选。用作填絮的单纤维纤度更优选为5dtex以上。用作填絮的单纤维纤度为50dtex以下时,可以减少填絮的粗硬感,因而优选。用作填絮的单纤维纤度更优选为20dtex以下。
硅氧烷等润滑剂的上油量相对于构成填絮的纤维为0.3-1.0%重量时,可进一步使其具有柔软性,因而优选该上油量范围。
优选作为本发明纤维制品的填絮的膨松性为50cm3/g以上。这样孔隙率高,例如用于被子时,被子的保温性提高,能制成满足需要的被子。从用于被子的保温性方面考虑,膨松性更优选为60cm3/g以上,进一步优选为100cm3/g以上。膨松性越高,质量越轻且保温性越好。
优选填絮的压缩率为45%以上。这里所说的压缩率是表示填絮压缩时的膨松性的指标。将压缩率控制在45%以上,对于压缩载荷可以保持膨松性,并且保持上述的保温性。压缩率更优选为50%以上,进一步优选为60%以上。另一方面,为防止压缩率过高而产生硬的触感,优选压缩率为90%以下。
优选填絮的回复率为70%以上,这样可获得具有弹力的触感。回复率是一个指标,表示对填絮加上载荷进行压缩后,移开该载荷后的膨松的回复程度。由于本发明的聚乳酸短纤具有优异的滑移性,压缩时短纤之间的缠结、钩丝很少,因此能够用作具有弹力且回复率高的填絮。回复率优选为85%以上,越大越好。
地毯也是本发明纤维制品的一种优选形态。当将本发明的聚乳酸纤维用于地毯时,例如可以以400-2,000米/分钟的纺丝速度、1.5-6倍的拉伸倍率进行卷曲。
拉伸时,可以结合采用蒸汽处理装置等,以起到辅助固定拉伸点等作用。拉伸方法可以是一段拉伸,也可以是多段拉伸。
纺丝、拉伸和卷曲可以不经卷绕地连续进行,也可以在未拉伸丝阶段或拉伸丝阶段一次性进行卷绕后,再输送到下一工序。
卷曲方法有例如采用齿轮等进行机械卷曲、纺丝时通过非对称热处理进行卷曲、通过假捻加工进行卷曲、通过流体卷曲加工进行卷曲等方法。
将这样得到的聚乳酸纤维的卷曲丝用于至少部分绒圈,在例如手结栽绒地毯、威尔顿机织绒圈地毯、双面织物、阿克斯明斯特地毯等机织地毯工序,簇绒地毯、钩针编结地毯等绣花地毯工序,粘合、静电植绒、起圈等粘合地毯工序,针织和罗塞尔斜纹细呢等针织地毯工序的各种工序中制成地毯原始布样,将该原始布样根据需要适当染色,可制成本发明纤维制品形态之一的地毯。
染色时,可以将上述地毯原始布样进行染色,也可以在制造地毯原始布样之前进行染色。当在地毯原始布样制造工序之前进行染色时,可以通过历来已知的筒子染色、绞纱染色进行纱线染色,用该纱线染色丝制造地毯原始布样。
为提高地毯的抗静电性,或者提高美观性,可以在地毯中混织抗静电丝或单丝或其它丝。
为了能以更低成本制造富于丰实感的地毯,优选制成由绒圈表层丝和对该表层丝进行簇绒的底布构成的簇绒地毯。这时,为了进一步降低对环境的不良影响,优选不仅圈绒的表层丝使用聚乳酸纤维的卷曲丝,而且底布的一部分、优选50%以上由以聚乳酸纤维为首的脂族聚酯纤维、天然纤维构成。从地毯整体的生物降解性考虑,优选构成底布的纤维也主要使用聚乳酸纤维。
簇绒地毯的底布可以使用以通过针刺方式等得到的短纤非织造布,通过纺粘法方式、闪纺法方式得到的长纤维非织造布或者通过织造方式得到的织造底布为代表的底布,但为了在簇绒时使必要的底布强度和制品强度得到提高,优选使用长纤维非织造布或织造底布。
簇绒地毯的式样可以采用水平割绒地毯(平绒地毯)、水平圈绒地毯等,力进一步提高美观性,可采用割绒和圈绒。可根据用途适当设定圈绒高度,优选3-30mm,更优选10-20mm。
接下来,对簇绒地毯通过历来已知的方法进行背面上胶。此时,还优选根据用途进行剪绒。
为提高地毯的抗污性,优选在地毯上涂布抗污剂。
优选本发明纤维制品的干摩擦牢度为3级以上,湿摩擦牢度为2级以上。这样可以供给实际使用。可以按照JIS L 0849,通过摩擦试验仪II形(学振形)来评价摩擦时的染色牢度。该评价方法是用棉布摩擦染色后的纤维制品,评价纤维制品向棉布的色移。更优选干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为3级以上。
对由100%现有聚乳酸纤维制成的织物进行染色牢度试验,虽然洗涤和耐光试验中都为3级,但检测摩擦时的染色牢度时,干燥、湿润都为1级,是极差的。另一方面,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或尼龙时,只有在使用一般染料的情况下,摩擦牢度可达到4级以上。
本发明的聚乳酸纤维可用于衬衫、束腰女罩衫、裤子、外套、夹克外衣、西服、运动夹克、夹克衫、童装、汗衫、开襟羊毛衫、裙子、宽松上衣、训练服、运动服、制服、内衣、袜子、紧身衣裤、帽子、围巾、手套、腰带等服装面料用途,包边、衬垫、缝纫线、拉链以及衬里等服装材料用途,手绢、毛巾和漂白布等资材用途,窗帘、地毯、垫子、壁纸、家具等房间装饰用途,以及用作车辆部件材料用途,靠垫、布制玩偶等内部的填絮、带、网、绳索、厚织物、袋子类、缝纫线等产业资材用途,毛毡、非织造布、滤布、人造草皮等。用作粘合纤维时,适用于纸、非织造布、靠垫材料、热压成型板和短纤纱等,还可以用作农林水产材料、土木建筑材料、被服材料、生活材料、汽车用材料和服装面料资材等。
本发明纤维制品之一的非织造布还适合用作尿布、卫生巾等卫生用途,靠垫材料、抹布、桌布、滤布、茶叶袋、控水垃圾袋、做鞋子和皮包的材料、袋和包装用途等。
实施例
[测定方法]
(1)重均分子量
用岛津公司制作的凝胶渗透色谱仪“岛津LC-10AD”,以聚苯乙烯为标准进行测定。
(2)残存丙交酯量
将1g试料溶解于20ml二氯甲烷中,向该溶液中添加5ml丙酮。再用环己烷定容析出,用岛津公司制作的GC17A进行液相色谱分析,由绝对校正曲线求出丙交酯量。
(3)羧基末端浓度
将精确称量的试料溶解于邻甲酚(水分5%)中,向该溶液中适量添加二氯甲烷,然后通过002N KOH甲醇溶液进行滴定,求出羧基末端浓度。此时,乳酸的环状二聚体即丙交酯等低聚物水解,生成羧基末端,从而可求出聚合物的羧基末端和来自单体的羧基末端、来自低聚物的羧基末端全部合计的羧基末端浓度。
(4)纺丝性
测定1t的纺丝试验中发生断丝的次数。断丝在4次/t以下为合格。
(5)拉伸性
在拉伸机上装144个重锤,以3kg/重锤进行拉伸,通过下式评价拉伸性。拉伸优良率90%以上为合格。
拉伸优良率(%)=[(上机锭数-断丝锭数-发生辊缠绕的锭数)/上机锭数]×100
(6)强度和伸长率
用オリエンテツク公司制的“テンシロンUTM-100III”,在室温(25℃)下,以初期试料长200mm、拉伸速度200mm/分钟,求出载荷-伸长曲线。然后用初期纤度除最大点的载荷值,将其作为强度,用初期试料长除最大点载荷时的伸长,所得值即为伸长率(以JISL1013为基准)
(7)沸水收缩率
由下式求沸水收缩率。
沸水收缩率(%)=[(L0-L1)/L0]×100
L0:绞取作为测定对象的丝,在初载荷0.088cN/dtex下测定的绞丝原长。
L1:将测定了L0的绞丝在实质上没有载荷的状态下于沸水中处理15分钟,风干后在初载荷0.088cN/dtex下测定的绞丝长。
(8)U%
用ツエルベガ-制的“ウスタ-テスタ-1MODEL C”,通过正常模式,以丝速度200米/分钟、测定时间1分钟进行测定。
(9)截面异形度
切出纤维截面,通过下式由单纤维横截面的外切圆直径D和单丝横截面的内切圆直径d求得。
异形度=D/d
(10)色调(b*值)
将纤维样品紧密层叠缠卷在透明板上,达到几乎可以忽视底层颜色的程度,用ミノルタ公司制的“分光光度计CM-3700d”测定b*值。此时,用D66(色温6504K)作为光源,在10°视野进行测定。
(11)假捻加工中的D/Y、VR
用频闪观测器测定假捻加工时加捻器的旋转速度(S),由加捻器的周长(LL)求出加捻器的表面速度(S×LL),将拉伸辊的速度作为丝条移动速度(Y),通过下式算出。
三轴摩擦假捻型圆盘假捻器:D/Y=(S×LL)/Y
带夹持型摩擦假捻器:VR=(S×LL)/Y
(12)90℃强度
在加热气氛下(90℃),以初期试料长200mm、拉伸强度200mm/分钟,按照JIS L 1013所示条件求出载荷-伸长曲线。用初期纤度除最大点载荷值,将所得值作为90℃强度。
(13)未解捻数
牵引出10米假捻加工丝,目视计数未解捻部分的个数,作为未解捻数。
(14)假捻加工丝的CR值
绞取假捻加工丝,在实质上无载荷的状态下于沸水中处理15分钟,然后风干24小时。对该样品施加相当于0.088cN/dtex(0.1gf/d)的载荷,浸渍于水中,测定2分钟后的绞丝长L’0。然后,在水中除去相当于0.0088cN/dtex的绞丝,换成相当于0.0018cN/dtex(2mgf/d)的微载荷,测定2分钟后的绞丝长L’1。通过下式算出CR值。
CR(%)=[(L’0-L’1)/L’0]×100(%)
(15)地毯用卷曲丝的卷曲伸长率
从在室温25-35℃、相对湿度50-75%环境下放置20小时以上的丝筒上退绕卷曲丝,将该卷曲丝在无载荷状态下于沸水中浸渍处理30分钟,然后干燥至平衡湿度。对该样品丝施加2mg/dtex的初载荷,30秒后在样品长50cm(L1)的位置处作标记。接下来,对同一样品施加100mg/dtex的恒定载荷,将30秒后的标记位置的长度记为L2,通过下式求出卷曲伸长率。
卷曲伸长率(%)=[(L2-L1)/L2]×100
沸水处理前丝条放置时的环境条件是实际地毯制造工序中使用时的卷曲丝状态。即,是假定通过吸湿使卷曲特性达到平衡状态后的状态,选定达到平衡状态不需太多时间且不结露的条件。
(16)卷曲不匀
将纤维样品缠卷在透明板上,目视观察其卷曲不匀,并如下评定。
◎:卷曲不匀极少
○:卷曲不匀少
△:卷曲不匀多
×:卷曲不匀极多
(17)织造性
测量以织机转数600-800rpm使用WJR(ウオ-タ-ジエツト织造机)时因断丝引起的停机次数。停机6次/天·台以下为合格。
(18)短纤原棉的膨松性、压缩率和回复率
按照JIS L 1097进行测定。
(19)短纤原棉的光滑性
按照下述指标评价用手拆解原棉时的易解性。
◎:极容易拆解
○:容易拆
△:稍难拆解
×:很难拆解
(20)摩擦牢度
用棉布反复摩擦染色后的布帛样品100次,用灰色分级卡按照1-5级评定向棉布的色移程度。(以JIS L 0849为基准)
(21)耐磨性评价
根据JIS L 1018テ-バ-形法将染色布帛在下述处理条件进行测试,目视观察表面磨损状态,基本上见不到磨损的评定为◎,稍有磨损的评为○,磨损厉害的评为×,按此3个级别进行评价,○以上为合格。
磨轮的材质:CS-10号
挤压载荷:2.45N
摩擦次数:200次
(22)染色不匀
目视评价染色布帛。○以上为合格。
◎:完全没有染斑
○:有若干染斑
△:染斑显著
×:染斑多
(23)地毯的光泽性
如下目视评价染色地毯的光泽性。
◎:非常有光泽感
○:有光泽感
△:光泽感不足
×:无光泽感
(24)地毯的膨松性
将染色后的地毯放在太阳光下,根据所见露出底布的程度如下进行评价。
◎:完全没有露出底布,膨松性极好
○:基本上没有露出底布,膨松性良好
△:有露出底布,膨松性稍嫌不够
×:露出底布多,膨松性很不够
(25)手感
用手触摸染色后的地毯,如下进行感观评价。
◎:柔软感、弹力感极好
○:柔软感、弹力感良好
△:柔软感、弹力感稍嫌不够
×:柔软感、弹力感很不够
(26)耐久性
将染色后的地毯作为办公室进门处的垫子使用1年,之后如下目视评价地毯的外观。
◎:外观基本上没有变化,耐久性良好
○:有一些外观变化,但耐久性没有问题
△:由于磨损,表面变得粗糙、泛白或褪色,还稍微存在一些永久变形
×:磨损厉害,表面极粗糙,并且泛白、褪色,存在很多永久变形,还存在磨穿成孔的部分。
(27)短纤纱的实测U%和理论U%
用计算机工业公司制的“KET80B”,以棉模式进行测定。
短纤纱的理论由下式计算。
理论U%=80/(n)1/2
n:构成纤维根数=总纤度/单丝纤度
(28)短纤纱的I系数
通过下式计算。
I系数=实测U%/理论U%
(29)短纤纱的强度
按照JIS L 1095进行测定。
(30)短纤纱的品质
根据捻度不匀、起毛状态按照下述指标目视评定。
○:捻度不匀、起毛少,品质良好
△:有少许捻度不匀、起毛,品质还算过得去
×:捻度不匀、起毛多,品质差
(31)非织造布的拉伸强度
按照JIS L 1096,在经线方向和纬线方向上分别测定5次,通过下式求出。
撕裂强度=(经线方向的撕裂强度+纬线方向的撕裂强度)/2
(32)板的弯曲强度
按照JIS K 7062进行测定。
[聚乳酸的制备]
(聚乳酸P1)
在存在双(2-乙基己酸)锡催化剂(丙交酯与催化剂的摩尔比=10000∶1)的氮气氛下,使由光学纯度99.5%的L乳酸制成的丙交酯在180℃聚合140分钟,得到聚乳酸P1。聚乳酸P1的重均分子量为14.5万,残留丙交酯量为0.09%重量,羧基末端浓度为19eq/t。
(聚乳酸P2)(含有4%重量EBA的聚乳酸)
将P1和亚乙基双硬脂酰胺(EBA)(日本油脂公司制造“アルフロ-H-50S”,熔点:144℃)干燥后,计量加热熔融的EBA连续添加到P1中,使P1∶EBA=96∶4(重量比),同时供应给机筒温度为220℃的双螺杆捏合挤出机,得到含有4%重量EBA的聚乳酸P2。
(聚乳酸P3)(含有7%重量EBA的聚乳酸)
除了变成P1∶EBA=93∶7(重量比)外,与制备P2一样操作,制得含有7%重量EBA的聚乳酸P3。
(聚乳酸P4)(含有4%重量KBA的聚乳酸)
将EBA换成间苯二甲撑双硬脂酰胺(KBA)(日本化成公司制的“スリパツクスPXS”,熔点:123℃),除此之外与制备P2一样操作,制得含有4%重量KBA的聚乳酸P4。
(聚乳酸P5)(含有4%重量SS的聚乳酸)
将EBA换成烷基取代型单酰胺的N-硬脂基硬脂酰胺(SS)(日本化成公司制的“ニツカアマイドS”,熔点:95℃),除此之外与制备P2一样操作,制得含有4%重量SS的聚乳酸P5。
(聚乳酸P6)(含有4%重量BA的聚乳酸)
将EBA换成单酰胺的山萮酸酰胺(BA)(日本油脂公司制的“アルフロ-B-10”,熔点:110℃),除此之外与制备P2一样操作,制得含有4%重量BA的聚乳酸P6。
(聚乳酸P7)(含有4%重量SA的聚乳酸)
将EBA换成单酰胺的硬脂酰胺(SA)(日本油脂公司制的“アルフロ-S-10”,熔点:100℃),除此之外与制备P2一样操作,制得含有4%重量SA的聚乳酸P7。
[实施例1]
将聚乳酸P1和P2的切片以重量比P1∶P2=3∶1共混(EBA为1%重量)装入到料斗1中,将该切片用挤出机2在220℃熔融,然后通过加热至220℃的喷丝头组件4内的计量泵3计量聚合物,将熔融聚合物导入喷丝头5中,从具有36孔喷丝孔的喷丝板6(喷丝孔径0.25mm、孔深度0.75mm)喷丝(图4)。
此时聚合物从熔融到纺出的滞留时间大约为10分钟。紧邻喷丝板的下方几乎没有发烟。
纺出的丝条8通过冷却装置7被气氛温度25℃、风速25米/分钟的冷却风冷却固化,集束,通过上油导丝器9将含有40%重量脂肪酸酯系润滑剂(20%重量的硬脂酸异十三烷基酯+20%重量的棕榈酸辛酯)的纺丝油剂(乳液浓度15%)涂布到纤维上,使相对于纤维的纯油剂成分达到1%重量,经由交络装置10使丝交络。接着通过圆周速度3000米/分钟的非加热第一牵引辊11牵引,之后经过圆周速度3015米/分钟的非加热第二牵引辊12,在卷绕机13上卷绕,得到卷绕丝筒14。卷绕时的丝条张力为0.08cN/dtex。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
将所得未拉伸丝14经过喂丝辊15,在90℃的第1热辊16预热,然后以1.45倍拉伸,通过130℃的第2热辊17进行热定型,经过冷辊18后卷绕,得到84dtex、36孔丝、圆形截面的拉伸丝的丝筒20(图5)。拉伸性良好,拉伸优良率为98%以上,也未见到导丝器等上面有纤毛附着。
所得纤维显示出羧基末端浓度为23eq/t、降温结晶化温度Tc’为126℃、强度为3.5cN/dtex、伸长率为38%、沸水收缩率为7.0%、U%为0.7%的良好的丝物性。b*值为1.2,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
将该拉伸丝用作经线和纬线,制作平纹织物(织密度:经95根/2.54cm,纬80根/2.54cm)。对经线以300捻回/米加S捻。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
进一步对该布帛按下述条件进行染色加工。
·煮练:苏打灰(1g/l)、表面活性剂(0.5g/l)、98℃×20分钟
·中间定型:140℃×3分钟
·染色:Dianix Navy Blue ERFS200(2%owf)、pH调节剂(0.2g/l)、110℃×40分钟
·皂洗:表面活性剂(0.2g/l)、60℃×20分钟
·整理定型:140℃×3分钟
所得布帛柔软,同时,聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。而且显色性良好,同时染色不匀也少,具有良好的品质。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,耐磨性优良。磨擦试验后用SEM观察布帛表面,结果基本上没有发生丝的磨损(图1)。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位没有熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出优良的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,结果没有起毛、泛白、褪色,显示出优良的制品耐用性。
[实施例2]
只使用P2(EBA为4%重量)作为聚乳酸,并使用具有36孔Y字型喷丝孔的喷丝板,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的三叶截面拉伸丝。
纺丝过程中,聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为10分钟。EBA的含量为4%重量,比实施例1多,虽然还没达到引起问题的程度,但在喷丝板的紧邻下方可见到发烟。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上。也未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出羧基末端浓度为24eq/t、降温结晶化温度Tc’为127℃、强度为3.1cN/dtex、伸长率为39%、沸水收缩率为6.0%、U%为1.5%的良好的丝物性。不过,拉伸丝的b*值比实施例1的高,虽没达到引起问题的程度,但出现了一些泛黄。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,但可能是因为丝的U%比实施例1的大,且有一些EBA的凝集,所以与实施例1相比,可见到一些染色不匀。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为5级,耐磨性优良。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位没有熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出优良的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,结果没有起毛、泛白、褪色,显示出优良的制品耐用性。
[实施例3]
使用重量比为12.3∶1的P1和P2(EBA为0.3%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为10分钟。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上。也未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出羧基末端浓度为22eq/t、降温结晶化温度Tc’为121℃、强度为3.6cN/dtex、伸长率为39%、沸水收缩率为7.5%、U%为0.7%的良好的丝物性。b*值为0.8,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,具有良好的手感。不过,因为EBA的含量比实施例1的少,所以残留有一些聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感。显色性良好,同时染色不匀也少,具有良好的品质。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为3级,虽然是合格的水平,但与实施例1相比,耐磨性差一些。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。与实施例1相比,裁剪时布帛裁剪部位发生一些熔粘,缝纫针也有一些污脏,但还是显示出足够的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,虽然比实施例1差一些,但起毛、泛白、褪色都很微少,显示出充分的制品耐用性。
[实施例4]
使用具有24孔喷丝孔的喷丝板(喷丝孔径0.28mm,孔深度0.75mm),改变喷丝量,第1牵引辊的圆周速度变为5000米/分钟,第2牵引辊的圆周速度变为5025米/分钟,第1热辊的温度变为140℃,拉伸倍率变为1.65倍,第2热辊的温度变为150℃,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、24孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为6分钟。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上。也未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出强度为5.0cN/dtex、伸长率为22%、沸水收缩率为8.0%、U%为0.7%的良好的丝物性。b*值为1.1,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时没有染色不匀,具有良好的品质。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,具有优良的耐磨性。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,没有起毛、泛白、褪色,显示出优良的制品耐用性。
[实施例5]
改变喷丝量,第1、第2牵引辊的圆周速度变为1500米/分钟,且拉伸倍率变为2.4倍,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为12分钟。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上,也未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出强度为3.5cN/dtex、伸长率为41%、沸水收缩率为7.0%、U%为1.3%的良好的丝物性。b*值为1.3,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,但丝的U%比实施例1的大,所以与实施例1相比,可见到一些染色不匀。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,具有良好的耐磨性。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,没有起毛、泛白、褪色、显示出良好的制品耐用性。
[实施例6]
以重量比1∶1使用P1和P2(EBA为2%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、144孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为10分钟。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上,也未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出羧基末端浓度为23eq/t、降温结晶化温度Tc’为126℃、强度为3.4cN/dtex、伸长率为39%、沸水收缩率为7.5%、U%为0.9%的良好的丝物性。b*值为1.2,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时也没有染色不匀,具有良好的品质。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,具有良好的耐磨性。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,没有起毛、泛白、褪色、显示出良好的制品耐用性。
[实施例7]
以重量比P1∶P4=3∶1将P1和P4的切片共混(KBA为1%重量),以此作为聚乳酸,使用具有12孔喷丝孔的喷丝板(喷丝孔径0.33mm、孔深度0.75mm),除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、12孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,在紧邻喷丝板的下方未见到发烟。纺丝性良好,未见到断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上,也未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出羧基末端浓度为25eq/t、未检测到降温结晶化峰、强度为3.5cN/dtex、伸长率为39%、沸水收缩率为7.0%、U%为0.8%的良好的丝物性。b*值为1.6,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时也没有染色不匀,具有良好的品质。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,具有良好的耐磨性。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,没有起毛、泛白、褪色、显示出良好的制品耐用性。
[实施例8]
以重量比P1∶P5=3∶1将P1和P5的切片共混(SS为1%重量),以此作为聚乳酸,使用具有12孔喷丝孔的喷丝板(喷丝孔径0.33mm、孔深度0.75mm),除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、12孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,虽未达成引起问题的程度,但与实施例1相比,在紧邻喷丝板的下方可见到发烟。纺丝性良好,断丝为1次/t,未见到起毛。
拉伸性比实施例1差一些,但也良好,拉伸优良率为97%,导丝器等上面有少量的毛纤附着。所得纤维显示出羧基末端浓度为24eq/t、未检测到降温结晶化峰、强度为3.5cN/dtex、伸长率为39%、沸水收缩率为7.0%、U%为1.4%的良好的丝物性。b*值为1.2,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,具有良好的手感。但残留有一些聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感。显色性良好,但与实施例1相比,可见到一些染色不匀。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为3级,为合格水平,但于实施例1相比,耐磨性差一些。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。与实施例1相比,裁剪时布帛裁剪部位发生一些熔粘,缝纫针也有一些污脏,但显示出充分的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,与实施例1相比差一些,有轻微的起毛、泛白、褪色,但也显示出充分的制品耐用性。
表1
[比较例1]
只使用P1作为聚乳酸,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
在纺丝·拉伸过程中,在上油装置和用于限定丝条通道的导丝器频繁发生起毛,纺丝性差。所得纤维的羧基末端浓度为22eq/t,未检测到降温结晶化峰,强度为3.6cN/dtex,伸长率为39%,沸水收缩率为7.5%,U%为0.7%。b*值为0.5,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物,并进行染色加工。整经和织造工序中频繁发生起毛,织造性差。所得布帛具有聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感,手感比实施例1的差。干摩擦牢度为1级、湿摩擦牢度为1级,耐磨性差。摩擦试验后用SEM观察布帛表面,结果丝发生显著磨损(图2)。并且削刮下来的聚合物附着于棉布上,引起色移。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制,裁剪时布帛裁剪部位严重熔粘,缝纫针也明显污脏,工序通过性差。
用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,起毛、泛白、褪色显著,显示出差的制品耐用性。
[比较例2]
使用重量比为79∶1的P1和P2(EBA为0.05%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
在纺丝·拉伸过程中,可见到零散的起毛,工序通过性差。所得纤维的羧基末端浓度为22eq/t,未检测到降温结晶化峰,强度为3.6cN/dtex,伸长率为39%,沸水收缩率为7.5%,U%为0.7%。b*值为0.5,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物,并进行染色加工。整经和织造工序中可见到零散的起毛,工序通过性差。所得布帛具有聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感,手感比实施例1的差。干摩擦牢度为1级、湿摩擦牢度为2级,耐磨性差。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制,裁剪时布帛裁剪部位严重熔粘,缝纫针也明显污脏,工序通过性差。
用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,起毛、泛白、褪色显著,显示出差的制品耐用性。
[比较例3]
仅使用P3(EBA 7%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例2一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的三叶截面拉伸丝。
在纺丝过程中,因EBA含量为7%重量,太多,所以紧邻喷丝板的下方有明显发烟,作业环境变差。纺丝性也差,产生很多断丝。
所得纤维的羧基末端浓度为27eq/t,降温结晶化温度Tc’为127℃,强度为2.8cN/dtex,伸长率为40%,沸水收缩率为5.0%,U%为2.1%。而且拉伸丝的b*值为6.1,明显泛黄,难以用作服装面料。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物,并进行染色加工。所得布帛染色明显不匀,品质差。
[比较例4]
以重量比P1∶P6=3∶1将P1和P6的切片共混(BA为1%重量),以此作为聚乳酸,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
在纺丝过程中,因BA的耐热性、升华性问题,在紧邻喷丝板的下方有显著发烟,作业环境变得极差。
所得纤维的羧基末端浓度为25eq/t,未见到降温结晶化峰,强度为37cN/dtex,伸长率为40%,沸水收缩率为7.0%,U%为1.8%。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物,并进行染色加工。所得布帛染色明显不匀,品质差。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为1级,耐磨性差。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制,裁剪时布帛裁剪部位严重熔粘,缝纫针也明显污脏,工序通过性差。
用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,起毛、泛白、褪色显著,显示出差的制品耐用性。
[比较例5]
以重量比P1∶P7=3∶1将P1和P7的切片共混(SA为1%重量),以此作为聚乳酸,改变喷丝量,第1牵引辊的圆周速度变为800米/分钟,拉伸倍率变为4倍,除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
在纺丝过程中,因SA的耐热性、升华性问题,在紧邻喷丝板的下方有显著发烟,作业环境变得极差。
所得纤维的羧基末端浓度为26eq/t,未见到降温结晶化峰,强度为3.7cN/dtex,伸长率为41%,沸水收缩率为7.0%,U%为2.2%。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物,并进行染色加工。所得布帛染色明显不匀,品质差。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为1级,耐磨性差。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制,裁剪时布帛裁剪部位严重熔粘,缝纫针也明显污脏,工序通过性差。
用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,起毛、泛白、褪色显著,显示出差的制品耐用性。
此外,由TG(热重量测定)求出SA因加热引起的减量率,结果得知在250℃重量减少了4.1%。与此相对,在为脂肪酸二酰胺EBA的情况下,在250℃重量只减少了0.5%,可知与脂肪酸单酰胺相比,脂肪酸二酰胺的耐热性良好、不易升华。
表2
[实施例9]
使用具有24个喷丝孔的喷丝板(喷丝孔径0.28mm、孔深度0.75mm),并使用含有65%重量脂肪酸酯系润滑剂(35%重量的硬脂酸异十三烷基酯+30%重量的棕榈酸辛酯)的纺丝油剂(乳液浓度15%),除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、24孔丝的拉伸丝。
纺丝性良好,未见到发生断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上,未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出强度为3.5cN/dtex、伸长率为40%、沸水收缩率为7.0%、U%为0.7%的良好的丝物性。b*值为1.2,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。而且这时即使与实施例1相比,织造性也是很好的,可以提高织造速度,增加生产能力。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时也没有染色不匀,品质优良。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,耐磨性良好。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,无起毛、泛白、褪色,显示出良好的制品耐用性。
[实施例10]
使用具有24孔喷丝孔的喷丝板,并使用含有50%重量脂肪酸酯系润滑剂(25%重量的硬脂酸异十三烷基酯+25%重量的棕榈酸辛酯)和20%重量矿物油的纺丝油剂(乳液浓度15%),除此之外,与实施例1一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、24孔丝的拉伸丝。
纺丝性良好,未见到发生断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为98%以上,未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出强度为3.5cN/dtex、伸长率为40%、沸水收缩率为7.0%、U%为0.7%的良好的丝物性。b*值为1.2,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中没有断丝、起毛发生,显示出优良的织造工序通过性。而且这时即使与实施例1相比,织造性也是很好的,可以提高织造速度,增加生产能力。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时也没有染色不匀,品质优良。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,耐磨性良好。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,无起毛、泛白、褪色,显示出良好的制品耐用性。
[实施例11]
在喷丝头组件4内组装静止捏合器(東レエンジニアリング公司制的“高效混合器”10段),除此之外,与实施例2一样进行熔纺、拉伸,得到84dtex、36孔丝的拉伸丝。
纺丝过程中,聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为11分钟。纺丝性良好,未见到发生断丝、起毛。
拉伸性也良好,拉伸优良率为99%以上,未见到导丝器等上面有毛纤附着。所得纤维显示出强度为3.5cN/dtex、伸长率为40%、沸水收缩率为7.0%、U%为0.8%的良好的丝物性。b*值为3.0,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出良好的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时也没有染色不匀,品质优良。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,耐磨性良好。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,无起毛、泛白、褪色,显示出良好的制品耐用性。
[实施例12]
纺丝工序中交络之前都与实施例1一样操作。接下来,在圆周速度为3000米/分钟、95℃的第1牵引辊与圆周速度为4500米/分钟、135℃的第2牵引辊之间进行拉伸、热处理,然后通过卷绕机23以0.12cN/dtex的卷绕张力进行卷绕,得到84dtex、36孔丝、圆形截面的拉伸丝筒24。
这时聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为10分钟。紧邻喷丝板的下方几乎没有发烟。纺丝性良好,未见到发生断丝、起毛。
所得纤维显示出羧基末端浓度为22eq/t、降温结晶化温度Tc’为126℃、强度为3.5cN/dtex、伸长率为40%、沸水收缩率为7.0%、U%为0.7%的良好的丝物性。b*值为1.2,几乎没有泛黄,具有良好的色调。
用该拉伸丝与实施例1一样制作平纹织物。这时的捻线工序、织造工序中几乎没有断丝、起毛发生,显示出良好的织造工序通过性。
与实施例1一样对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的机械性粗涩感少,具有良好的手感。显色性良好,同时也没有染色不匀,品质优良。干摩擦牢度、湿摩擦牢度都为4级,耐磨性良好。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位无熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出良好的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,无起毛、泛白、褪色,显示出良好的制品耐用性。
表3
POY-DT:将POY卷绕后,用拉伸机进行拉伸的两步法
DSD:纺丝直接拉伸法(一步法)
[实施例13]
以重量比P1∶P2=3∶1将P1和P2的切片共混(EBA为1%重量),以此作为聚乳酸,装入到纺丝机的料斗1中,用挤出机2在220℃熔融,然后通过加热至220℃的喷丝头组件4内的计量泵3计量聚合物,将熔融的聚合物导入喷丝头5中,从具有136孔Y字型孔的喷丝板6纺出。纺出的丝条8通过冷却装置7被气氛温度25℃、风速25米/分钟的冷却风冷却固化,集束,通过上油导丝器9将含有40%重量脂肪酸酯系润滑剂(20%重量的硬脂酸异十三烷基酯+20%重量的棕榈酸辛酯)的纺丝油剂(乳液浓度15%)以相对于纤维为1%重量的量涂布到纤维上,接着通过第1牵引辊11和第2牵引辊12以700米/分钟进行卷绕,在卷绕机13上得到得到卷绕丝筒14。
将该未拉伸丝在70℃拉伸温度以3.2倍进行拉伸,接着将拉伸丝预热至加热辊温度130℃,然后通过卷曲加工装置在200℃进行加热压空处理,使其卷曲。随后,以卷曲不被拉断的程度进行拉伸,以0.07cN/dtex的卷绕张力进行卷绕,从而由2,000dtex、136孔丝的聚乳酸纤维制得卷曲丝。
接着,将该卷曲丝栽绒到用聚乳酸非织造布制成的底布上,制作水平圈绒地毯,通过常规方法对该地毯原始织物进行染色,制成地毯。
[实施例14]
将P1和P2的切片以重量比P1∶P2=1∶1共混(EBA为2%重量)作为聚乳酸,使用纺六叶截面的喷丝板,除此之外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[实施例15]
将P1和P2的切片以重量比P1∶P2=92.5∶7.5共混(EBA为0.3%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[实施例16]
使用P2(EBA为4%重量)作为聚乳酸,使用180孔的喷丝板,并改变喷丝量,除此之外,与实施例13一样操作,得到由1,500dtex、180孔丝的聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[实施例17]
除使用圆形截面的喷丝板外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[实施例18]
通过将卷曲加工装置的加热压空处理条件变成220℃,使卷曲强化,除此之外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[实施例19]
将P1和P4的切片以重量比P1∶P4=75∶25共混(SS为1%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
表4
[比较例6]
除只使用P1作为聚乳酸外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[比较例7]
将P1和P2的切片以重量比P1∶P2=98.7∶1.3共混(EBA为0.05%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例13一样操作,得到由聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。
[比较例8]
只使用P3(EBA为7%重量)作为聚乳酸,并使用180孔的喷丝板,改变喷丝量,除此之外,与实施例13一样操作,得到由1,5000dtex、180孔丝的聚乳酸纤维制成的卷曲丝和地毯。纺丝时发生严重的发烟,作业环境很差。纺丝、拉伸中的断丝也很多,工序通过性差。
表5
[实施例20]
将P1和P2的切片以重量比P1∶P2=3∶1共混(EBA为1%重量)作为聚乳酸,在100℃,边搅拌边真空干燥8小时,然后装入料斗1中,将该切片用挤出机2在220℃熔融、挤出,然后通过计量泵3计量,将熔融聚合物导入设置于加热至220℃的喷丝头组件4内的喷丝头5中,从具有孔径为0.3mm、孔深度为0.5mm的36孔喷丝板6纺出丝条8(图4)。此时聚合物从熔融到纺出的滞留时间约为10分钟。在紧邻喷丝板的下方几乎没有发烟。
纺出的丝条8通过冷却装置7与气氛温度25℃、风速25米/分钟的冷却风接触被冷却固化,经上油导丝器9集束,涂布含有85%重量聚醚系润滑剂[丁醇(环氧乙烷/环氧丙烷)无规加成物、环氧乙烷与环氧丙烷的重量比率为50/50,重均分子量为1400]的纺丝用油剂(乳液油剂成分浓度为15%重量),使相对于纤维总体重量的纯油剂成分为1.0%重量。然后,在交络装置10处,通过0.05MPa压力的空气流进行交络处理。接下来,经由圆周速度为5000米/分钟的第1牵引辊11(纺丝速度为5000米/分钟)、圆周速度为5025米/分钟的第2牵引辊12进行牵引,以4925米/分钟的卷绕速度、5.5°的卷绕角通过卷绕装置13,得到117dtex、366孔丝的部分取向未拉伸丝(POY)的卷绕丝筒14。
纺丝性良好,未见到发生断丝、起毛。
使用图7所示的拉伸摩擦假捻装置,将从卷绕丝筒14上退绕下来的丝线经由导丝器25a、25b、25c,通过圆周速度为428.6米/分钟的喂丝辊,供给被加热至130℃接触型假捻加热器27。之后,经过导丝器28,并经过其中有循环冷却水的冷却板29,在表面速度(D)为900米/分钟的加捻器30处进行加捻。此时,加捻器30是总共由11片圆片构成的三轴摩擦假捻工具,从丝条移动方向的上游侧开始数,第1-第3的圆片材质为陶瓷,第4-第10的圆片为硬度82度的聚氨酯圆片。接下来,通过圆周速度为600米/分钟的拉伸辊31进行丝牵引,经由圆周速度为600米/分钟的送出辊32和导丝器33a、33b,得到84dtex、36孔丝的假捻丝的丝筒34。
假捻加工中,导丝性良好,并且加热器、加捻器、各种导丝器等上面都没有发生焦油(タ-ル)、碎屑的附着,可进行稳定的加工。此时,D/Y为1.5,T1为0.15cN/dtex,T2为023cN/dtex,T2/T1为1.53。
用该假捻丝作为经线和纬线制作斜纹织物(织密度:经95根/2.54cm、纬80根/2.54cm)。对经线和纬线都施加300捻回/米的S捻。
捻线工序、织造工序中都几乎没有断丝、起毛发生,显示出良好的工序通过性。
在与实施例1一样的条件下对该布帛进行染色加工。所得布帛柔软,同时具有充分的膨松感,而且聚乳酸假捻丝所特有的粗涩感少,没有染色不匀,是良好的布帛。进行耐磨性评价,表面变化少,显示出良好的耐磨性。
[实施例21]
只使用P2作为聚乳酸,除此之外,与实施例20一样由聚乳酸纤维制得假捻丝和染色布帛。
纺丝工序中,虽见到一些发烟,但对生产性和作业环境的影响是很轻微的。
染色布帛柔软,具有充分的膨松感,也没有染色不匀,是品质良好的布帛。进行耐磨性的评价,表面变化少,显示出良好的耐磨性。
[实施例22]
以重量比P1∶P2=20∶1(EBA为0.2%重量)使用聚乳酸P1和P2,除此之外,与实施例20一样操作,得到假捻丝和染色布帛。
假捻工序中,虽发生了几次断丝,但没有什么大问题,可进行假捻加工。
染色布帛柔软,具有充分的膨松感,也没有染色不匀,是品质良好的布帛。进行耐磨性的评价,表面变化少,显示出良好的耐磨性。
[比较例9]
只使用P1作为聚乳酸,除此之外,与实施例20一样操作,得到假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中,虽屡次发生了断丝,但没有什么大问题,可进行假捻加工。
所得假捻丝的未解捻数为4个/10米,均一性稍差。
染色布帛柔软,具有充分的膨松感,但进行耐磨性的评价后,表面有削磨的痕迹,而且还部分遭到破坏,无法实际应用。
[比较例10]
只使用P3(EBA为7%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例20一样操作,得到假捻丝和染色布帛。
纺丝工序中,润滑剂的渗溢剧烈,作业环境显著变差。
染色布帛柔软,染色严重不匀,品质差。进行耐磨性的评价,有几处磨损特别严重的部分,耐磨性差。
表6
[实施例23]
将P1和P4的切片以重量比P1∶P4=3∶1(KBA为1.0%重量)共混,除此之外,与实施例20一样操作,得到假捻丝和染色布帛。
纺丝工序、假捻工序都显示出良好的工序通过性。
染色布帛柔软,具有充分的膨松感,也未见到染色不匀,是品质良好的布帛。进行耐磨性的评价,表面变化少,显示出良好的耐磨性。
[实施例24]
以重量比P1∶P5=3∶1(SS为1.0%重量)使用聚乳酸P1和P5,除此之外,与实施例20一样操作,得到假捻丝和染色布帛。
纺丝工序、假捻工序都显示出良好的工序通过性。
染色布帛柔软,具有充分的膨松感,也未见到染色不匀,是品质良好的布帛。进行耐磨性的评价,表面变化少,显示出良好的耐磨性。
[实施例25]
纺丝工序中,将第1牵引辊的圆周速度设为6000米/分钟,第2牵引辊的圆周速度设为6030米/分钟,卷绕装置的卷绕速度设为5885米/分钟;假捻加工工序中,将喂丝辊的圆周速度设为480米/分钟,D/Y设为1.7,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
纺丝工序中发生了一些断丝。
染色布帛同时具有良好的膨松感和柔软感,并且也没有染色不匀。对其进行耐磨性评价,表面几乎没有变化,显示出良好的耐磨性。
[实施例26]
纺丝工序中,将第1牵引辊的圆周速度设为4300米/分钟,第2牵引辊的圆周速度设为4321米/分钟,卷绕装置的卷绕速度设为4235米/分钟;假捻加工工序中,将喂丝辊的圆周速度设为419.6米/分钟,D/Y设为1.4,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
纺丝工序、假捻工序都显示出良好的工序通过性。
染色布帛同时具有良好的膨松感和柔软感,并且染色不匀非常少。对其进行耐磨性评价,表面几乎没有变化,显示出良好的耐磨性。
[实施例27]
纺丝工序中,将第1牵引辊的圆周速度设为4000米/分钟,第2牵引辊的圆周速度设为4020米/分钟,卷绕装置的卷绕速度设为3940米/分钟;假捻加工工序中,将喂丝辊的圆周速度设为400米/分钟,D/Y设为1.3,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
纺丝工序、假捻工序都显示出良好的工序通过性。
染色布帛同时具有优良的膨松感和柔软感,并且染色不匀也少。对其进行耐磨性评价,表面几乎没有变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例28]
纺丝工序中,将第1牵引辊的圆周速度设为3500米/分钟,第2牵引辊的圆周速度设为3518米/分钟,卷绕装置的卷绕速度设为3454米/分钟,假捻加工工序中,将喂丝辊的圆周速度设为333米/分钟,D/Y设为0.67,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
纺丝工序中未发生断丝、起毛等,显示出良好的工序通过性。
假捻工序中,假捻加热器上频繁发生断丝。如果不对加捻器后的丝条施加高T2,使T2/T1达到3.40,则会产生很多未解捻。
染色布帛与实施例1相比,稍微具有膨松感。对其进行耐磨性评价,表面发生削磨,耐磨性与实施例1相比虽差一些,但姑且还属于合格的水平。
表7
[实施例29]
将纺丝油剂中聚醚系润滑剂[丁醇(环氧乙烷/环氧丙烷)无规加成物,环氧乙烷与环氧丙烷的重量比率为50/50,重均分子量为1400]的含量变成65%重量,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
由聚乳酸纤维制成的POY的沸水收缩率为15%。
染色布帛具有优良的膨松感和柔软感,并且几乎未见到染色不匀,是良好的染色布帛。对其进行耐磨性评价,表面变化很小,显示出良好的耐磨性。
[实施例30]
使用含有45%重量聚醚系润滑剂[丁醇(环氧乙烷/环氧丙烷)无规加成物,环氧乙烷与环氧丙烷的重量比率为50/50,重均分子量为1400]的纺丝用油剂,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
由聚乳酸纤维制成的POY的沸水收缩率为15%。
染色布帛上可见到一些染色不匀,具有膨松感和柔软感,手感良好。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例31]
使用含有40%重量脂肪酸酯系润滑剂(20%重量的硬脂酸异十三烷基酯+20%重量的棕榈酸辛酯)、15%重量矿物油、20%重量作为乳化剂的多元醇酯的纺丝油剂,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
纺丝工序显示出良好的工序通过性,但假捻加工工序中进行连续运转时,加捻器表面和假捻加热器上、导丝器等上面有油剂附着,运转开始时和运转结束时的样品的卷曲形态不同。
[实施例32]
除将D/Y变成2.33外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻工序具有良好的工序通过性。
染色布帛上可见到一些染色不匀,膨松感和柔软感等手感良好。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例33]
除将D/Y变成1.08外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中加捻器与拉伸辊之间频繁发生断丝。
染色布帛表面上可见到一些毛纤,膨松感和柔软感等手感良好。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例34]
除将D/Y变成0.67外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中加捻器与拉伸辊之间频繁发生断丝。
染色布帛具有膨松感和柔软感等良好的手感特性。
表8
[实施例35]
将假捻加热器的温度设为95℃,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻工序的工序通过性良好。
染色布帛与实施例20相比柔软感差一些。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例36]
将假捻加热器的温度设为145℃,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻工序的工序通过性良好。
染色布帛具有充分的膨松感和柔软感,没有染色不匀,是高品质的布帛。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例37]
将假捻加热器的温度设为85℃,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序的工序通过性良好。
染色布帛的膨松感优良,但稍有粗硬感。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例38]
将假捻加热器的温度设为155℃,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序的工序通过性良好。
染色布帛的膨松感小,具有象纸一样的手感,但对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
表9
[实施例39]
加捻器使用带夹持式摩擦假捻器,带用硬度为70度的丁腈橡胶(NBR)制作,带的交叉角度设为100°,VR设为1.5,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序、捻线工序和织造工序的的工序通过性都良好。
染色布帛的膨松感、柔软感优良,也没有染色不匀,是高品质的制品。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例40]
3轴摩擦假捻型圆片假捻器的第4-第10片圆片的材质采用聚氨酯,该聚氨酯通过用JIS K 6253的A型硬度计进行硬度试验测得的硬度为76度,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中,连续进行假捻加工后圆片表面的磨损加剧,聚氨酯圆片的更换周期比实施例20短。
捻线工序和织造工序的的工序通过性都良好。
染色布帛的膨松感、柔软感优良,也没有染色不匀,是高品质的制品。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例41]
3轴摩擦假捻型圆片假捻器的第4-第10片圆片的材质采用聚氨酯,该聚氨酯通过JIS K 6253测得的硬度为89度,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中、捻线工序和织造工序的的工序通过性都良好。
染色布帛根据纤维截面的变形而显现出闪耀的光泽,品质比实施例20差一些,但膨松感、柔软感优良,也没有染色不匀。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例42]
加捻器使用带夹持式摩擦假捻器,带用硬度为62度的NBR制作,带的交叉角度设为100°,VR设为1.5,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中,连续进行假捻加工后,带表面的磨损加剧,带的更换周期比实施例20短。
捻线工序和织造工序的的工序通过性都良好。
染色布帛的膨松感、柔软感优良,也没有染色不匀。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例43]
加捻器使用带夹持式摩擦假捻器,带用硬度为82度的NBR制作,带的交叉角度设为100°,VR设为1.5,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序中,连续进行假捻加工后,带表面的磨损加剧,带的更换周期比实施例20短。
捻线工序和织造工序的的工序通过性都良好。
染色布帛根据纤维截面的变形而显现出闪耀的光泽,品质比实施例20差一些,但膨松感、柔软感优良,也没有染色不匀。对其进行耐磨性评价,表面几乎看不到变化,显示出优良的耐磨性。
表10
带:带夹持式加捻器
NBR:丁腈橡胶
3轴:3轴圆片式加捻器
[实施例44]
聚乳酸纤维的原料进料方式是从料斗1仅进料P1,从设置于挤出机2中部的侧进料器进料亚乙基双硬脂酰胺(EBA)[日本油脂公司制的“アルフロ-H-50S”],使EBA的添加量为1%重量,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
熔纺工序、假捻加工工序、捻线工序和织造工序的工序通过性都良好。聚合物从EBA添加位置到纺出的滞留时间约为9分钟。
所得聚乳酸纤维假捻丝的b*值为0.7,比实施例20的小。所得假捻丝的物性值如下:沸水收缩率为7.8%,CR值为22%,90℃强度为1.0cN/dtex,显示出优良的尺寸稳定性和卷曲特性以及耐热性。而且未解捻数为0个/10米,是均匀性优良的卷曲形态。
染色布帛的膨松感和柔软感优良,也没有染色不匀。进行耐磨性评价,结果表面几乎未见变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例45]
聚乳酸纤维的原料进料方式是在干燥工序中,将亚乙基双硬脂酰胺(EBA)[日本油脂公司制的“アルフロ-H-50S”]的粉末附着到P1上,使EBA的添加量为1%重量,然后从挤出机2进料,除此之外,与实施例20一样操作,制得假捻丝和染色布帛。
熔纺工序中,连续运转时润滑剂的添加量在0.7-1.3%重量范围内变动,假捻加工工序、捻线工序和织造工序的工序通过性都良好。
所得假捻丝的物性值如下:沸水收缩率为7.8%,CR值为20%,90℃强度为1.0cN/dtex,显示出优良的尺寸稳定性和卷曲特性以及耐热性。而且未解捻数为0个/10米,是均匀性优良的卷曲形态。染色布帛的膨松感和柔软感优良,但可见到一些染色不匀。进行耐磨性评价,结果表面几乎未见变化,显示出优良的耐磨性。
[实施例46]
改变喷丝量,对于拉伸假捻装置,在拉伸辊31与送出辊32之间设置接触式第二加热器,将第二加热器温度控制为115℃,将拉伸辊31与送出辊32之间的松弛率控制为20%,除此之外,与实施例20同样操作,得到98dtex、36孔丝的假捻丝和染色布帛。
染色布帛柔软,同时聚乳酸纤维所特有的粗涩感少,显示出优良的手感。显色性优良,也没有染色不匀,品质优良。测定摩擦牢度,表面几乎未见变化,显示出优良的耐磨性。
用该染色布帛进行工业裁剪、工业缝制。裁剪时布帛裁剪部位没有熔粘,缝纫针的污脏也很微少,显示出优良的工序通过性。用该裁剪布帛制作衬衫,进行穿着1个月的耐用性试验,结果没有起毛、泛白、褪色,显示出优良的制品耐用性。
[实施例47]
拉伸假捻装置中,在拉伸辊31与送出辊32之间设置非接触式第二加热器,将第二加热器温度控制为200℃,将送出辊的圆周速度控制为540米/分钟,除此之外,与实施例20同样操作,得到假捻丝和染色布帛。
假捻加工工序、捻线工序、织造工序都显示出良好的工序通过性。
染色布帛具有优良的柔软感,也没有染色不匀。进行耐磨性评价,结果表面几乎未见变化,显示出优良的耐磨性。
表11
[实施例48]
将聚乳酸P1和P2的切片以重量比P1∶P2=75∶25共混(EBA为1%重量),然后装入纺丝机料斗,在挤出机中于220℃熔融,从具有360个喷丝孔的喷丝板以173g/分钟的喷丝量进行纺丝,通过圆周速度为1000米/分钟的第1牵引辊和第2牵引辊进行牵引。将同样纺丝而成的复丝的丝条并丝,装入盛丝筒。进而将该未拉伸丝并丝成70万dtex的丝束,在80℃的热水中拉伸3.2倍后,通过轧点压力为1.2kg/cm2(0.12MPa)、填塞压力为0.7kg/cm2(0.07MPa)的填塞箱进行机械卷曲加工。然后在140℃进行松弛热处理,上油后切断,得到单纤维纤度为1.5dtex、纤维长度为38mm的聚乳酸短纤维SF1。
该短纤维没有聚乳酸纤维所特有的粗涩感,原棉用手揉容易散开,具有优良的滑移性。
[实施例49]
将聚乳酸P1和P2的切片以重量比P1∶P2=1∶1共混(EBA为2%重量),使用具有3狭槽型喷丝孔的185孔喷丝板,使纤维截面形状呈中空,喷丝量变为355g/分钟,除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF2。
所得聚乳酸纤维的短纤维,其纤维截面的中空率为25%。该原棉具有滑移性和轻盈感、反弹感,具备作为靠垫材料的最佳特性。
[实施例50]
仅使用P2(EBA为4%重量)作为聚乳酸,将喷丝量变为346g/分钟,切断长度变为51mm,除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF3。
[实施例51]
以重量比P1∶P2=12.3∶1使用聚乳酸P1和P2的切片共混物(EBA为0.3%重量),除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF4。
[实施例52]
以重量比P1∶P3=75∶25使用聚乳酸P1和P3的切片共混物(SS为1%重量),除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF5。
表12
[比较例11]
仅使用P1作为聚乳酸,除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF6。所得聚乳酸短纤维具有良好的丝物性,但较多卷曲不匀,且聚乳酸所特有的粗涩感强烈,滑移性差。
[比较例12]
以重量比P1∶P2=98.7∶1.3使用聚乳酸P1和P2的切片共混物(EBA为0.05%重量),除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF7。所得聚乳酸短纤维的滑移性不够。
[比较例13]
仅使用P5(EBA为7%重量)作为聚乳酸,除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF8。
纺丝工序中发烟严重,作业环境差,同时频繁发生纺丝断丝。所得短纤维的b*值高,呈黄斑色调,因而缺乏作为服装面料的实用性。
[比较例14]
以重量比P1∶P4=75∶25使用聚乳酸P1和P4的切片共混物(SA为1%重量),除此之外,与实施例48一样操作,得到聚乳酸短纤维SF9。
所得聚乳酸短纤维的强度不够,且聚乳酸所特有的粗涩感强烈,滑移性差。b*值高,呈黄斑色调。
表13
[实施例53]
将仅由聚乳酸短纤维SF1制成的条子进料给并条机,再在粗纺机上进行并条和牵伸,得到捻度为0.8捻回/2.54cm的粗纱。然后将该粗纱输送给精纺机,进行35倍的牵伸和25捻回/2.54cm的上捻,得到40支(英制棉纱支数)的短纤纱。该短纤纱的I系数为1.1,粗细不匀非常少,强度也有2.1cN/dtex,实际使用不成问题。另外,捻度不匀和起毛等都很少,没有加工不匀,是品质良好的短纤纱。
用该短纤纱通过常规方法进行针织(圆型针织)、染色加工(使用分散染料)和缝制,制成衬衫。所得衬衫没有染色不匀或染色不透感,具有良好的外观。进行穿着1个月的耐用性试验,结果没有起毛、泛白、褪色,显示出优良的制品耐用性。
[实施例54]
将仅由聚乳酸短纤维SF1制成的条子与仅由聚乳酸短纤维SF1和每单位长度具有相同重量的棉纤维制成的条子同时进料给同一台并条机,将条子混合,除此之外,与实施例53同样操作,得到棉纤维含量为50%重量的短纤纱。
用该短纤纱通过常规方法进行针织(圆型针织)、染色加工(使用同一色调的分散染料和反应染料)和缝制,制成衬衫。所得衬衫没有染色不透感,具有混纺丝所特有的具自然感的染色不匀,属于良好的外观。进行穿着1个月的耐用性试验,结果没有起毛、泛白、褪色,显示出优良的制品耐用性。
[比较例15]
使用聚乳酸短纤维SF6代替聚乳酸短纤维SF1,除此之外,与实施例53一样操作,得到短纤纱。该短纤纱与实施例48的相比,粗细不匀、强度、品质各方面都更差。而且用该短纤纱制成的衬衫出现染色不匀,具有染色不透感,未达到实用所需的水平。进行穿着1个月的耐用性试验,结果发生起毛、泛白、褪色,制品耐用性差。
[比较例16]
使用聚乳酸短纤维SF9代替聚乳酸短纤维SF1,除此之外,与实施例53一样操作,得到短纤纱。该短纤纱与实施例53的相比,粗细不匀、强度、品质各方面都更差。
用该短纤纱制成衬衫,染色不匀严重,具有染色不透感,未达到实用所需的水平。进行穿着1个月的耐用性试验,结果发生起毛、泛白、褪色,制品耐用性差。
[实施例55]
用聚乳酸短纤维SF3作为原棉,通过开纤机、平行梳理机,制成目付为50g/m2的纤网。然后将该纤网从热风循环型连续式干燥机中通过,在170℃下热处理60秒,得到非织造布。所得非织造布的拉伸强度为14.2kkg5cm(139N/5cm),显示出良好的物性,同时纤维的密度不匀也小,品质很好。
[比较例17]
除聚乳酸短纤维使用SF8外,与实施例55一样操作,得到非织造布。该非织造布的拉伸强度为11.3kg/5cm(111N/5cm),比实施例55的差,同时纤维的密度不匀大,品质低。制造工序中途观察纤网,发现存在很多原棉没有开散的部分,从而认为非织造布的拉伸强度弱和密度不匀是由于原棉的开纤性不好所导致的。
[实施例56]
用聚乳酸短纤维SF2作为填絮制作被子。该填絮的膨松性为85cm3/g,压缩率为55%,回复率为93%,具有极优良的特性。短纤维在被套内的分散性很好,显示出高品质的制品特性。
[比较例18]
除用聚乳酸短纤维SF6作为填絮外,与实施例56一样制作被子。该填絮的膨松性为47cm3/g,压缩率为63%,回复率为68%,膨松性差。该填絮与实施例56的填絮相比,没有弹力感,触感硬。
[实施例57]
将50%重量作为粘合用纤维的聚乳酸短纤维SF3与50%重量作为主构成纤维、切成平均纤维长度51mm的麻纤维在混纺机上混合,然后加热熔融,压缩成型,制成板材。该板材的弯曲强度为115J/m,显示出良好的物性。
[比较例19]
用聚乳酸短纤维SF6代替SF3作为粘合用纤维,除此之外,与实施例57一样制作板材。该板材的弯曲强度为78J/m,与实施例57的板材相比,耐久性更差。
Claims (29)
1.一种聚乳酸纤维,该纤维含有相对于纤维整体为0.1-5%重量的脂肪酸二酰胺和/或烷基取代型脂肪酸单酰胺,该纤维的L*a*b*表色系中的b*值为-1至5,单纤维纤度为0.1-100dtex。
2.权利要求1的聚乳酸纤维,其中脂肪酸二酰胺和烷基取代型脂肪酸单酰胺的熔点为80℃以上。
3.权利要求1的聚乳酸纤维,其中构成纤维的聚乳酸的羧基末端基量为40eq/t以下。
4.权利要求1的聚乳酸纤维,其中构成纤维的聚乳酸的重均分子量为5-50万。
5.权利要求1的聚乳酸纤维,其强度为2.0cN/dtex以上。
6.权利要求1的聚乳酸纤维,其伸长率为15-70%。
7.权利要求1的聚乳酸纤维,其沸水收缩率为0-20%。
8.权利要求1的聚乳酸纤维,其中构成纤维的成分在100℃以上具有降温结晶放热峰。
9.权利要求1的聚乳酸纤维,该纤维为长丝。
10.权利要求9的聚乳酸纤维,由所述长丝组成的丝的粗细不匀率U%为1.5%以下。
11.权利要求9的聚乳酸纤维,该纤维没有卷曲加工引起的卷曲,在纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂。
12.权利要求9的聚乳酸纤维,该纤维具有流体卷曲加工引起的卷曲。
13.权利要求12的聚乳酸纤维,该纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂。
14.权利要求12的聚乳酸纤维,该纤维具有下述特性:卷曲伸长率为3-35%,单纤维纤度为3-35dtex,截面异形度为11-8。
15.权利要求9的聚乳酸纤维,该纤维具有假捻加工引起的卷曲。
16.权利要求15的聚乳酸纤维,该纤维在纤维表面上具有以聚醚为主要成分的润滑利。
17.权利要求16的聚乳酸纤维,其中所述聚醚为分子内具有1个以上羟基的醇与碳原子数为2-4的烯化氧共聚加成得到的化合物或其衍生物。
18.权利要求15的聚乳酸纤维,该纤维的90℃强度、卷曲特性CR值以及未解捻数具有下述关系:90℃强度≥0 4cN/dtex,CR值≥10%,未解捻数≤3个/10米。
19.权利要求18的聚乳酸纤维,其沸水收缩率为15%以下。
20.权利要求1的聚乳酸纤维,该纤维为短纤。
21.权利要求20的聚乳酸纤维,该纤维表面具有至少一种选自脂肪酸酯、多元醇酯、醚酯、硅氧烷、矿物油的润滑剂。
22.权利要求20的聚乳酸纤维,该纤维具有下述特性:卷曲数≥6个/25mm,卷曲率≥10%。
23.由权利要求9的长丝卷绕而成的丝筒。
24.至少部分使用了权利要求1的聚乳酸纤维的纤维制品。
25.权利要求24的纤维制品,该纤维制品为针织物。
26.权利要求24的纤维制品,该纤维制品为机织物。
27.权利要求24的纤维制品,该纤维制品为非织造布。
28.权利要求24的纤维制品,该纤维制品为地毯。
29.权利要求24的纤维制品,其干摩擦牢度为3级以上,湿摩擦牢度为2级以上。
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