CN105463614B - 吸放湿性聚酯纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有很高吸放湿性和纤维物性、优异纺丝性、高次通过性的吸放湿性聚酯纤维的制造方法。该制造方法是将熔点255℃以下、锑原子含量50ppm以下的聚酯A与聚(N‑乙烯基内酰胺)进行熔融混炼后制成母粒聚合物，可以是先冷却后再切粒，或者是直接在熔融状态下连续喂入纺丝装置，然后在纺丝装置内将所述母粒聚合物与聚酯B以1：0.5～1：10的重量比混合，经喷丝板吐出制得吸放湿聚酯纤维。

Description

吸放湿性聚酯纤维的制造方法

技术领域

本发明提供一种吸放湿性良好的聚酯纤维的制造方法。

背景技术

以聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯为代表的聚酯纤维具有优异的机械强度和耐热性，在衣料用途方面被广泛地使用。但是，这些聚酯纤维的吸放湿性极低，在内衣、中衣、运动服等直接接触皮肤或接近皮肤使用的情况下，当皮肤出汗时就会发生闷热、粘着现象，与具有高吸放湿性的天然纤维相比较穿着舒适性比较差，因而在这些领域的应用受到限制。

为此，专利文献1公开了一种技术方案，对聚酯纤维制成的织物，在高次加工过程中添加吸放湿性成分。但是，这种方法会出现织物手感变硬，洗涤耐久性变差的问题。

因此，必须赋予聚酯纤维自身吸放湿性，例如专利文献2～4所记载，将具有吸放湿性的聚合物作为芯成分，普通聚酯作为鞘成分，制成芯鞘型复合纤维。这种方法虽然能够提高纤维的吸放湿性，但是在染色等热水处理的时候，芯部由于吸湿膨润导致体积膨胀，使鞘部产生形变，从而在纤维表面形成裂纹。这个问题的发生不仅得不到预想的商品价值，而且会在生产过程中发生工艺问题。为了解决这个问题，将纤维的芯部设计成中空型，使芯部在吸湿时有足够体积膨胀的空间来抑制鞘部的破裂。此方法会导致芯鞘成分之间产生界面剥离，损害商品的价值。

为了抑制鞘破裂的产生就必须使吸湿聚合物在膨润之后体积变化的绝对值变小。例如，专利文献5公开了吸湿聚合物在聚酯中的分散技术。但是，由于该技术中使用聚乙二醇与聚酯的共聚合物作为吸湿聚合物，为了得到很好的吸放湿性能，必须提高岛成分（吸湿聚合物）的比率。因此在纺丝过程中纺丝作业性很不稳定，断丝很多，而且所得到的纤维在长方向上会产生很大的纤度斑。

针对于这些问题，专利文献6公开了吸湿成分不共聚，以单体形式使用，分散在聚酯中的技术方案。但是，该技术是应用在聚酰胺中，在聚酯中的应用不具有再现性。另外，专利文献7 里有将该技术应用在聚酯中的记载。该文献只记载了一般的制造方法，实施例也只是关于薄膜的制造。按照这个文献进行纤维制造，纤维颜色变黑，作业过程中发烟以及纤维的黄变严重，纺丝作业性变差，断丝频繁并且纤维纤度斑大。在卷取时丝层破裂，丝卷在保管的过程中发生膨润，延伸时退绕性差，纤维长方向上纤度斑大等等一系列问题都发生。

在吸放湿性纤维的研究中，参考上述专利文献公开的技术启示，在技术上也有一定的进步。但是，关于制丝性良好、吸放湿性能良好的吸放湿性纤维的制造方法的研究几乎没有进展，同时满足吸放湿性和制丝性的吸放湿性纤维的制造方法一直是被期待的课题。

前面所提示的现有技术文献如下：

【专利文献1】特开2002－69846号公报

【专利文献2】特开平5－209316号公报

【专利文献3】特开平6－136620号公报

【专利文献4】特开平9－111579号公报

【专利文献5】特开2004－277911号公报

【专利文献6】特公昭55－4852号公报

【专利文献7】特开2002－155425号公报。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异纤维物性、吸放湿性和制丝性良好的吸放湿性聚酯纤维的制造方法。

本发明的技术解决方案是：在熔点255℃以下、锑原子含量50ppm以下的聚酯A中加入聚(N-乙烯基内酰胺)进行熔融混炼制成母粒聚合物，然后在纺丝装置内将所述母粒聚合物与聚酯B以1：0.5～1：10的重量比混合、熔融纺丝制得吸放湿聚酯纤维。

本发明的效果如下：根据本发明的所述的吸放湿性聚酯纤维的制造方法，得到了现有技术不能实现的具有优异纤维物性、纺丝性良好、穿着舒适性并具有充分吸放湿性的吸放湿性聚酯纤维。

具体实施方式

根据本发明的制造方法得到的吸放湿性聚酯纤维，是与聚(N-乙烯基内酰胺) 合金化后的聚酯得到的纤维。这里所述的合金化是指，混合多种聚合物从而赋予新特性。本发明所述的聚合物合金纤维，具有以聚酯为海成分、聚(N-乙烯基内酰胺)为岛成分的海岛型结构。

以下是本发明所述的吸放湿性聚酯纤维的制造方法的概要。

将熔点255℃以下、锑原子含有量50ppm以下的聚酯A与聚(N-乙烯基内酰胺)，以97:3～55:45的重量比，使用螺杆直径40mm～130mm、L/D35～80的双螺杆挤出机，以聚(N-乙烯基内酰胺)在纤维断面上的平均分散径在500 nm以下为目标，进行熔融混炼后制成母粒聚合物后，可以是先冷却后再切粒，或者是直接在熔融状态下连续喂入纺丝装置。

将喂入纺丝装置的母粒聚合物与聚酯B以1:0.5 ～1:10的重量比,在低温、低剪切速率下进行混合、计量后，经过配置在喷丝组件内、由金属无纺布制成的滤网，从喷丝板吐出形成纤维，该纤维经冷却、上油后，以300 m/分以上的速度引出，连续进入拉伸工程，在30℃以上140℃以下的拉伸温度下，进行1段或者2段拉伸后再卷取。

接着，对各个制造工程进行详细的说明。

首先对本发明的制造方法中所使用的聚酯A进行说明。聚酯A的熔点必须在255℃以下，优选245℃以下。这是因为于作为吸湿成分的聚(N-乙烯基内酰胺)在高温下会劣化发生黄变，并且会使吸放湿纤维的性能变差，引起纺丝性不良等问题。因此，使用熔点在255℃以下的聚酯，可以降低混炼以及纺丝的温度，从而抑制聚(N-乙烯基内酰胺)的热裂解，能够得到吸放湿性能优良、纺丝性良好、纤维色调b值优良的纤维。

聚酯A是与吸湿聚合物熔融混炼所用的基础聚合物，其锑原子含量为50ppm以下是必要条件，优选锑原子含量为40ppm以下。聚酯缩聚时的催化剂，一般来说三氧化二锑被应用的较多，这种情况下聚酯中锑原子含量为100ppm以上，而本发明中所使用的聚酯A，其锑原子的含量必须是50ppm以下，此时吸放湿性聚酯纤维中的锑原子含量也是在50ppm以下。如前面所述，聚酯A与聚(N-乙烯基内酰胺)进行混炼的时候，所得到的母粒聚合物会有颜色变黑的问题。本发明人研究后发现，母粒聚合物着色是锑原子与聚(N-乙烯基内酰胺)反应后的结果，并且当锑原子的含有量在50ppm以下时聚合物的着色可以得到很好的抑制，在制成纤维之后，纤维的色调L值在70以上。为了使聚酯中的锑原子含量控制在50ppm以下，可以使用锑系之外的聚合催化剂（钛系、锡系、锗系等），或将这些催化剂与锑系聚合催化剂并用来实现。

另外，纺丝时与母粒聚合物共混的聚酯B，优选锑原子含量为200ppm以上。众所周知，锑系催化剂之外的催化剂如钛系催化剂等与聚酯作用会产生着色。通过将锑原子含量控制在200ppm以上可以很好的抑制锑系催化剂之外的催化剂对聚合物的着色。

本发明的制造方法中所使用的聚酯可以是芳香族聚酯或脂肪族聚酯的任意一种。作为芳香族聚酯，可列举为由酸成分为对苯二甲酸和/或间苯二甲酸，二元醇成分为乙二醇、丙二醇或丁二醇等脂肪族二元醇中的至少一种所形成的聚酯。这些聚合物中优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯等。另外，也可以是芳香族聚酯分子链段中的一部分被共聚合成分置换后得到的共聚酯，其中共聚成分可以列举为邻苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、甲基间苯二甲酸、磺基异酞酸盐、琥珀酸、己二酸或癸二酸等。这些非对称成分共聚在聚合物中可以使共聚物的熔点降低，特别优选间苯二酸，因为其与对苯二甲酸分子结构相近，能够最大程度上保持共聚物的物性。更进一步，作为前述芳香族聚酯的分支成分，也可以是均苯三甲酸、偏苯三甲酸进行共聚所形成的共聚物。作为脂肪族聚酯，可以是乙醇酸、乳酸等羟基羧酸形成的单独聚合物或共聚物。其中优选聚乙二醇、聚乳酸等。

本发明的母粒聚合物中使用的聚(N-乙烯基内酰胺)，可以是N-乙烯-2-吡咯烷酮、N-乙烯-2-哌啶酮、N-乙烯己内酰胺等N-乙烯基内酰胺类聚合物。从立体障碍小，水分吸入放出容易方面考虑，本发明所使用的聚(N-乙烯基内酰胺)优选N-乙烯-2-吡咯烷酮的聚合物聚乙烯吡咯烷酮。聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量一般为0.5万～250万，优选重均分子量1万～100万，最优选3万～50万。重均分子量在1 万以上的聚乙烯吡咯烷酮，具有较高的热稳定性，同时能抑制其在熔融纺丝工程时的析出，更进一步，可以抑制其在高次加工工程时和制品使用时的溶出，提高制品的吸放湿性。另外，将重均分子量控制在100万以下，可以抑制母粒聚合物的粘度，防止其在聚酯中凝集造成分散性低下，同时降低纺丝时纺丝机中的聚合物压力。

吸放湿纤维中母粒聚合物的制造过程中，将聚酯A和聚(N-乙烯基内酰胺)的总量作为100重量份，分别计量55～97重量份的聚酯A和45～3重量份的聚(N-乙烯基内酰胺)，进行混炼。此时，将容易吸湿的聚酯和聚(N-乙烯基内酰胺)事先在80～150℃、真空或氮气环境下进行干燥，干燥后保管在防吸湿的容器里。熔融混炼之前的水分率，优选0.05重量%以下，更优选0.02重量%以下，最优选0.008重量%以下。

聚(N-乙烯基内酰胺)的添加量在3重量份以上能得到一定吸放湿性。另外，聚(N-乙烯基内酰胺)的添加量控制在45重量分以下能够稳定地进行混炼。优选聚(N-乙烯基内酰胺)的添加量在10重量份以上45重量份以下。

在母粒聚合物混炼工程中所用的装置，优选螺杆直径40mm以上130mm以下、长径比L/D35以上80以下的二轴挤出机。使用螺杆直径为40mm以上的挤出机可以提高生产性，使用螺杆直径为130mm以下的挤出机可以提高混炼性。长径比L/D选取35以上可以使粒子微分散化，选取80以下可以缩短热过程。本发明所述的吸放湿性聚酯纤维的横截面上，岛成分平均分散径在500nm以下。为达成这个分散径所用混炼装置可以是二轴混炼机，也可以是单轴混炼机。而使用捏合机或密炼机则很难将纤维横截面上岛成分分散径控制在500nm以下。在混炼之后，既可以先制成切片，也可以直接将熔体喂入纺丝装置。

一般情况下，混炼温度设定为Tm＋10℃～Tm＋50℃，Tm为聚酯熔点。由于本发明所用的聚(N-乙烯基内酰胺)在高温下热裂解、着色成黄色或者引起发烟，因此优选设定的混炼温度比通常要低，在Tm+5℃以上、Tm＋25℃以下进行混炼。温度设定Tm＋5℃以上，可以使聚合物充分的熔融，设定Tm＋25℃以下，可以很好地抑制高温下热裂解、着色成黄色或发烟现象的产生。

通过本发明的制造方法所得到吸放湿性聚酯纤维，是由上述的母粒聚合物与聚酯B通过混合纺丝所制得的。母粒聚合物与聚酯B的比例必须控制在1：0.5～1：10，这样就会得到吸放湿性和b值都很优异的纤维。

由于聚酯B与聚酯A是不同的聚合物，因此能赋予所得到的纤维多样的性能。这里所述的不同聚合物是指聚合物本身（共聚成分，共聚的量等）不相同，而不是指所添加的粒子种类等（二氧化钛、耐光剂等）不同，以及仅是添加量不同。另外，聚酯B中含有的锑原子量优选200ppm以上400ppm以下。锑原子量为200ppm以上可以抑制b值的恶化，400ppm以下可以抑制L值降低。

关于混合时的剪切速率，由于在高剪切下聚(N-乙烯基内酰胺)与锑发生反应颜色会变黑，因此必须选择低剪切速率。这里剪切速率优选10～500 s^-1、更优选400 s^-1以下。将剪切速率控制在10 s^-1以上能够缩短混炼时间，提高混炼效；将剪切速率控制在500 s^-1以下可以抑制聚(N-乙烯基内酰胺)与锑发生反应颜色会变黑。这是由于母粒聚合物中聚(N-乙烯基内酰胺)与聚酯A是以聚合物合金的形式存在，即使聚酯B中含有锑成分，在上述剪切速率范围里聚(N-乙烯基内酰胺)与锑的接触机会比较少。只要是能得到上述剪切速率的混合装置，不管是二轴挤出机还是单轴挤出机都可行。为使聚合物不变黑色并且岛成分的平均分散径为500nm以下，优选混合装置为强混合器。

下面对本发明中使用的强混合器进行说明。强混合器对于将聚合物分割混合具有很好的效果。例如，将混合流体以一定的混合比喂入强混合器，流入到4等分的通路管中。在通路管内由于扭曲的叶片的作用，各部分流体分别流动，再在中间小室里进行合流。入口处被分为两相的2种流体在通过1段部件之后被分为8相。设定分割层数为N、部件段数为n，最初流入层数为N₀，就可以得到N= N₀×4ⁿ 。就是说5段的强混炼器的话，分割层数为2×4^５=2048。

在本发明中优选5～12段的强混炼器，它不会引起聚合物的变色黒色，可以得到具有良好吸放湿性、物性均匀，并且制丝性良好的吸放湿性聚酯纤维。利用5段以上的强混炼器可以得到较高的合金相构造，并且岛成分的尺寸会降低。使用12段以下的强混合器，剪切发热小，聚合物不变黑，吸湿聚合物能进行微分散，并且设备不会因此变大，可以装入配管或组件内。更优选6～10段强混合器、最优选7～8段强混合器。

强混炼器的组装位置，可以在纺丝机配管内组装，也可以在组件中组装，或者两者并用。只要不引起聚合物变黒色，可以得到良好的吸放湿性、物性均匀并且制丝性良好的吸放湿性聚酯纤维，在任何位置组装强混炼器都可以。

熔融纺丝时的夹套温度优选为Tm+5～Tm+40℃，Tm为聚酯熔点。为了抑制树脂的着色，夹套温度优选比较低的温度。特别是本发明中所用的聚(N-乙烯基内酰胺)在高温下易裂解、发黄、发烟，因此优选温度为Tm+5～Tm+25℃。

另外，为了抑制岛成分在纺丝组件内的再凝集从而控制岛成分的分散径，本发明在喷丝板之前配置了高细度的滤层（＃100～＃200）和滤径较小的无纺布过滤网（滤径5～30μｍ）。其中，多个不同线径的金属无纺布所形成的多层滤网对岛成分的分散径的控制效果最好。

本发明所述的制造方法所得到的吸放湿性聚酯纤维，是以聚酯为海成分，聚(N-乙烯基内酰胺)为岛成分，具有海岛构造的聚合物合金纤维。聚酯作为海成分能够使纤维具有很好的机械特性。另外，聚(N-乙烯基内酰胺)作为岛成分，能够抑制耐水性差的聚(N-乙烯基内酰胺)在纤维表面的露出，从而抑制在后加工过程以及作为成品使用时聚(N-乙烯基内酰胺)的溶出，保持纤维良好的吸放湿性。

对于吐出的丝条，可以是单丝也可以是复丝。喷丝板的喷嘴形状可以是普通的圆孔、Y断面、四角断面、扁平断面或者中空断面等，可以使用公知的断面，根据其用途可以进行选择。这里除圆孔断面以外，纤维的比表面积越大吸放湿速度越快。

纺丝时的冷却方法，可以是单方向从丝条内侧向外侧冷却的单向流动型侧吹风，也可以是丝条外侧向内侧吹冷却风的环状侧吹风。优选能够进行均一冷却的环状侧吹风。这时，由复丝条的垂直方向对丝条进行冷却。冷却风的速度优选0.2 ～1.0m/秒，更优选0.3～0.8m/秒。为了能够更均匀的冷却，冷却风的温度优选较低温度，结合温度控制的成本考虑后，优选15～25℃比较现实。

纺出的复丝可以用公知的纺丝油剂进行上油，其纯油份附着量为相对于丝的0.3～3重量％。这里所述的纺丝油剂是衣料用聚酯纤维领域里被广泛使用的含水油剂或者非含水油剂。

在纺丝速度300m/分以上进行引取，可以直接卷取成丝卷，也可以连续拉伸。卷取速度设定为300m/分以上可以提高生产性。优选纺丝速度为500～3000m/分。纺丝速度设定为3000m/分以下可以有效地防止断丝的产生，从而提高生产性。

关于拉伸，可以是1段拉伸，也可以是2、3段拉伸，其中优选2、3段拉伸。这是因为通过2、3段拉伸可以提高纤维的强度。拉伸温度设定为拉伸丝的玻璃化温度附近的30～140℃。设定温度30℃以上可以均一地拉伸，140℃以下可以防止纤维在拉伸罗拉上熔着和纤维自发伸长引起的作业性恶化。另外，总拉伸倍率优选所得到的拉伸丝的断裂伸长率为25～100％时所设定的倍率，例如，优选倍率为2.5～5倍。断裂伸长率为25％以上可以抑制毛羽的产生并提高拉伸时的伸长率业性，断裂伸长率为100％以下可以提高强度并且抑制卷取时由于吸湿产生的膨润。另外，在拉伸后需要在未拉伸丝的结晶速度最快的温度下对纤维进行热定型，优选定型温度为100～220℃、更优选定型温度120～200℃。通过热定型能促进纤维的结晶化，提高纤维强度，抑制吸湿膨润的产生。另外，在热定型罗拉与卷取机之间优选配置多个罗拉的装置，更优选能够给予纤维松弛的装置。这样就能防止卷取之后因纤维收缩引起的卷装变紧不能从卷取机取下和物性偏差的问题。

通过上述的拉伸条件能够形成一定的纤维构造，抑制卷取时以及保管时吸湿膨润。另外，也具有较高工艺稳定性并且能够得到高强度、纤维长方向上纤度差小的拉伸丝。

本发明的制造方法所得到的纤维的形态，可以是将本发明的吸放湿性聚酯纤维卷在纸管或金属管上的卷装，也可以是部分含有本发明纤维的纤维结构体。一个纤维卷装的卷量优选4～10kg，更优选6～10kg。卷量为4kg以上可以缩短纤维制造时纸管或金属管的交换周期，提高生产性。卷量为10kg以下可以减轻作业者在搬运纤维卷装时的负担。

下面对本发明的制造方法所得到的吸放湿性聚酯纤维的特征进行说明。在纤维横截面上岛成分的分散径为500nm以下，优选10～300nm以下，更优选20～150nm。分散径为分500nm以下可以充分地提高海岛界面的比界面积，从而抑制因岛成分吸湿膨润产生体积变化而引发的海成分破裂现象。另外，还能提高吸放湿速度，得到对环境变化反应灵敏的优异的吸放湿性。更进一步，可以减少暴露在纤维表层的岛成分聚合物的比例，从而在后加工过程以及作为产品使用时减少岛成分聚合物的溶出，抑制吸放湿性能得低下。另外，岛成分的分散径大的话，使得从喷丝板吐出时被拉伸的岛成分因聚合物表面张力的存在而恢复成球状的力会变大。这会导致在吐出孔下方发生挤出胀大现象（吐出的丝条直径比吐出孔直径大数倍）。因此，在纺丝细化变形过程容易出现粗细不均，纤维长方向上纤度差等品质问题，甚至粗细不均变大时会导致断丝的发生。另外，分散径为10nm以上，能够降低混炼时对聚合物的剪切，避免因分子链切断引起的物性低下和色调变差的问题。

通过本发明的制造方法所得到的吸放湿性聚酯纤维的吸放湿性参数ΔMR为1.0％以上。ΔMR是指将衣服内的湿气向外界放出后的到舒适性的运转能力，是轻～中作业或者轻～中运动时，30℃×90％RH所表征的衣服内温湿度与20℃×65％RH所表征的外界温湿度的吸湿率差。本发明中的吸放湿性评价标准利用ΔMR作为吸放湿性参数，ΔMR越大，吸放湿性越高，相对应的穿着时的舒适性也越好。ΔMR1.0%以上，纤维具有良好的吸放湿性能和舒适性。优选ΔMR1.5%以上，更优选ΔMR2.0%以上。

纤维强度为2.0cN/dtex以上，强伸度积为15以上。优选纤维强度为2.5cN/dtex以上，强伸度积为17以上。强度控制在2.0cN/dtex以上，在织布的时候因其强力高，可以使坯布质地薄，密度高以及轻量化。一般而言，为使纤维强度提高就必须在制造时提高纤维的拉伸倍率。虽然倍率提高后可以提高纤维的强度，但是会产生纤维的伸长率变低，易产生毛羽，织造时的工程通过性差的问题。因此，将强伸度积控制在15以上，在得到较高强度的同时又能保持充分的伸长率，优选强伸度积18以上，更优选20以上。

通过本发明的制造方法所得到的吸放湿性聚酯纤维，其在纤维长方向上纤度差U%（n）为1.5%以下，优选1.0%以下，更优选0.8%以下。将纤度差U%控制在1.5%以下，可以抑制染色差的产生。我们知道，在染色过程中纤维纤度较大的部分因其分子取向度小因而染料容易被吸进。因此纤度有偏差将会导致染色差的产生。

纤维的色调L值为70以上。色调L值所表征的是纤维的亮度，L值为70以上，在染色时会得到良好的发色性，因此优选L值为80以上，更优选L值为85以上。

纤维色调b值为10 以下。色调b值所表征的是纤维的色度，b值越大纤维越黄。b值为10以下的纤维，外观色调好，能够在衣料用途应用。因此，优选b值8 以下，更优选b值5以下。

下面对本发明的实施例进行具体说明。实施例中的测试方法如下所述。

A．聚N-乙烯基内酰胺的重均分子量

将样品溶解于二甲基酰胺中，通过凝胶渗透色谱仪（GPC）（Waters产Waters2690）来测定。此处的标准品使用光散射法测定过的聚N-乙烯基内酰胺。

B．聚酯熔点

使用差示扫描量热仪（Perkin Elmer公司产DSC-7），样品重量为20mg，升温速度为10℃/分得到一个溶解吸湿曲线，这个曲线的峰值就是熔点。

C．聚合物粘度（固有粘度）

以邻氯苯酚作为溶剂，在２５℃的温度下进行测定。

D．U%（ｎ）（纤维长方向上的纤度斑）

使用纤度斑测定装置Zellweger产（UT-4）。测定条件如下，喂丝速度200m/分，捻子的转速12000rpm，测定样品长度200m，测定Ｕ%（ｎ）。

E．纤维的强度、断裂伸长率、弹性率和强伸度积

将样品在拉伸试验机（ORIENTEC产（Tensilon）UCT－100）上以JIS-L1013（1999）8.5.1标准实验中的定速伸长条件进行测定。样品长度为20cm、拉伸速度为20cm/分，试验次数为10次。另外，断裂伸长率是由S-S曲线中最大强力时纤维的伸长来求得。弹性率由在记录纸速度为100cm/分，应力范围为500g时记录的拉伸初期曲线的斜率求得。强伸度积可以通过下面的公式求得，强伸度积＝强度（cN/dtex）×（断裂伸长率（%）^0.5）。

F．吸放湿性聚酯纤维岛成分的分散径

将纤维垂直于纤维纵方向进行切断，得到纤维的横断面，用钌对其进行染色后使用透过型电子显微镜（TEM、10万倍）观察并拍摄岛的混合状态。连续的成分（白色部分）为海成分、近似圆形的为分散的岛成分（灰色部）。构成岛成分的聚（N-乙烯基内酰胺）的分散径以直径来换算（假定岛成分是圆形，通过岛的面积算出其直径），取20个岛的平均值作为平均分散径。

G．吸放湿性参数ΔMR

吸放湿性参数的测定方法是：取1～3g的原丝或者织物，称取其绝干时的重量（绝干时重量），以及在恒温恒湿机（タバイ产PR－2G）中20℃×65%RH或30℃×90%RH的环境中放置24小时后的重量（吸湿后重量），通过下面的公式求出重量的变化，

吸放湿率（%）＝（（吸湿后重量－绝干时重量）/绝干时重量）×100%

上面所测定的20℃×65%RH和30℃×90%RH条件下的吸湿率分别为MR₁和MR₂，吸放湿率差ΔMR（%）＝MR₂－MR₁。

H．纤维的色调（L值、b值）

以0.2g/dtex的张力将纤维卷在金属板上面，在SM彩色电脑（スガ测试仪器产SM-3）上测定2次，取平均值。

I．聚酯和纤维中锑原子含量

使用波长色散型X射线荧光光谱仪（理学产ZSX）进行测量，利用衍射角的峰值位置确定元素，X射线衍射的强度进行定量。利用附带的半定量分析软件（SQX）进行分析。

J．各种原料聚酯

实施例所用的如表意的聚酯原料使用普通的方法制造的。

PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯，

PET/I:间苯二甲酸共聚合PET，

PTT:聚对苯二甲酸丙二醇酯，

PBT:聚对苯二甲酸丁二醇酯。

上述的原料聚酯的制造方法如下面的实例。

[制造例1]<PET/I-F>

将乙二醇784g、对苯二甲酸993g、间苯二甲酸331g进行酯化反应,接着进行缩聚反应。首先将全部的对苯二甲酸和间苯二甲酸、乙二醇533g、醋酸钙1.2g、钛酸四丁酯0.88g加入带有精馏塔的反应器内,从130℃升温至235℃反应3小时、完成酯交换反应后,添加0.57g的甲基偏苯三酸。接着移至缩聚反应釜,在真空下将温度从240℃升至285℃后缩聚反应4小时。

［制造例2］〈PET/I-J〉

用三氧化二锑（0.45g）取代钛酸四丁酯作为反应的催化剂，其他同制造例1。

［制造例３］〈普通PET-A〉

将乙二醇784g、对苯二甲酸1324g进行酯化反应，接着进行缩聚反应。首先将全部的对苯二甲酸、乙二醇533g、钛酸四丁酯0.88g加入带有精馏塔的反应器内，温度250℃、真空为400mmHg的条件下开始进行酯化反应，慢慢升温的同时，连续地添加残余的乙二醇。接着移至缩聚反应釜，在真空条件及温度285℃下进行聚合反应。

［制造例４］〈普通PET-E〉

用三氧化二锑（0.45g）取代钛酸四丁酯作为反应的催化剂，其他同制造例3。

［制造例５］〈PET/I-I〉

用三氧化二锑（0.11g）取代钛酸四丁酯作为反应的催化剂，其他同制造例1。

［制造例６］〈普通PET-B〉

用三氧化二锑（0.11g）取代钛酸四丁酯作为反应的催化剂，其他同制造例3。

实施例1

将PET/I-F与市售的聚乙烯吡咯烷酮K30（巴斯夫产，重均分子量5万），以70:30的比率进行手混后，在二轴混炼机（同方向2轴、轴径70mm、L/D50）上进行混炼。另外，将共聚合PET在150℃、真空下干燥5小时，控制含水率为80ppm。设定二轴混炼机的混炼温度为240℃、混炼时轴的转速为150rpm，从机头吐出后进行水冷、切粒，制成母粒聚合物。

将该母粒聚合物与普通ＰＥＴ－Ｅ以1：2的比例分别通过不同的料斗喂入一轴挤出机（温度=母粒聚合物：240℃，PET：295℃）、通过齿轮泵进行计量、吐出后导入至内置纺丝组件（275℃）内、通过组件内装置的8段强混合器将母粒聚合物与普通ＰＥＴ－Ｅ进行混合，再经纺丝喷丝板进行纺出。此外，在纺丝组件的喷丝板上面设置10μｍ的金属无纺布滤网（无纺布厚度为0.6mm）。纺出后，丝条通过温度为20℃、速度为0.4m/秒的冷却风（单向流型）进行冷却固化、再通过给油装置进行上油。所用的油剂是聚醚类油剂15%和水85%混合后的含水油剂，附着量相对于丝为7%（纯油分是1.0%）。

接着在第1罗拉速度（纺丝速度）为1200m/分下进行引取后，第2加热罗拉温度为50℃、速度为1206m/分下引取，第3加热罗拉温度为150℃、速度为5050m/分下进行拉伸（第一段延伸倍率为4.19倍），接着以第4罗拉速度为5050m/分将丝条冷却后，以卷取速度5000m/分（松弛率1.0%），卷取张力5.6g进行卷取，得到复丝丝卷。就是说在纺丝后直接进行了拉伸加工。纤维形成的复丝的品种为，纤度56dtex、单丝数24根。在72小时的纺丝过程中没有断丝，制丝性良好。将该纤维的横断面进行TEM观察，得到分散均匀的海岛构造，岛成分的平均分散径以直径换算为100nm。所得到的纤维具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调。

实施例2

将共聚合PET/I-K作为聚酯A，其他同实施例1。得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例3

将共聚合PET/I-L作为聚酯A，其他同实施例1。得到的纤维的色调b值偏高，但其吸放湿性，纤维物性良好。

实施例4

将共聚合PET/I-G作为聚酯A，其他同实施例1。得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例5

将共聚合PET/I-H作为聚酯A，其他同实施例1。得到的纤维的色调L值偏低，但其吸放湿性，纤维物性良好。

实施例6

将普通PTT-M（聚对苯二甲酸丙二醇酯）作为聚酯A，其他同实施例1。得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例7

将普通PBT-N（聚对苯二甲酸丁二醇酯）作为聚酯A，其他同实施例1。得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例8

使用K-17（BASF产，重均分子量0.9万）的聚乙烯吡咯烷酮，其他同实施例1得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例9

使用K-80（BASF产，重均分子量85万）的聚乙烯吡咯烷酮，其他同实施例1得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例10

将普通PET-D作为聚酯B，其他同实施例1。得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例11

将普通PET-C作为聚酯B，其他同实施例1。得到的纤维的色调b值偏高，但其吸放湿性，纤维物性良好。

实施例12

将共聚合PET/I-J替代母粒聚合物和共混基础聚合物所用的普通PET-E，其他同实施例1。得到了具有良好的纤维物性、吸放湿性和色调的纤维。

实施例13～16

实施例13将实施例1中的8 段强混合器换成5段强混合器、实施例14为聚合物通路中4段强混合器+组件内8段强混合器共计12段、实施例15将实施例1中的强混合器取出，在聚合物通路中添加单轴挤出机、实施例16为在聚合物通路设置2轴挤出机，其他同实施例1，得到复丝。

实施例13纤维纵向的纤度斑偏高、实施14～16纤维L值低下、b值偏高，总体性能不影响使用。

实施例17

实施例1中纺丝时母粒聚合物与聚酯B的混合比例变更为1：0.5，其他同实施例1，得到复丝。所得到的纤维虽然黄变严重，长方向上纤度斑变大，但不影响实际使用。

实施例18

将实施例1中聚酯A与聚乙烯吡咯烷酮K-30以85：15的比率进行混炼得到母粒聚合物，纺丝时母粒聚合物与聚酯B的比率为1：0.5，其他同实施例1。得到的纤维有点发黄，但不影响实际使用。

实施例19

将实施例1中聚酯A与聚乙烯吡咯烷酮K-30以55：45的比率进行混炼得到母粒聚合物，纺丝时母粒聚合物与聚酯B的比率为1：10，其他同实施例1。得到的纤维吸放湿性较低，纤维物性没有问题。

实施例20

在实施例1中，把二轴挤出机设置在纺丝机的熔融部分。将PET/I-F和聚乙烯吡咯烷酮K30在该二轴挤出机上进行混炼，得到母粒聚合物。该母粒聚合物以熔融状态连续进行纺丝得到复丝。该纤维有良好的物性。

实施例21

组件内强混合器的段位变更为3段，其他同实施例1，同样也得到了复丝。所得到的纤维虽然吸放湿性、纤维物性、色调等方面没有问题。但是由于共混能力不足，在纤维纵向上产生了较大的纤度差。

实施例22

在纺丝时应用高剪切的2轴挤出机，并将组件中的强混炼器变更为普通的组件部品，其他条件同实施例1，同样得到复丝。所得到的纤维虽然吸放湿性、纤维物性方面没有问题，但是色调发灰。

实施例23

将实施例1中与母粒聚合物混合的基础聚合物，从PET-E变更为普通PET-A，其他条件同实施例1，同样得到复丝。得到的纤维中锑原子含量比实施例1低，纤维吸湿性良好，但色调发黄。

比较例1

以共聚合PET/I-I作为聚酯A、普通PET-B作为聚酯B，在制作母粒聚合物以及纺丝时产生了类似酸味的刺激性气味，并且伴有发烟现象，母粒聚合物颜色发黑。虽然纤维中锑原子含有量只有100ppm，纤维的颜色也变黑了。

比较例2

将普通PET-A作为聚酯A，其他同实施例1进行纺丝。挤出机的温度以及纺丝组件的问设定为295℃，第2加热罗拉温度设定为90℃，其他同实施例1，同样也得到了复丝。虽然纺丝时产生焦糊味样的异臭并伴有发烟，但是还是得到了纤维。所得到的纤维吸湿性低下，色调发黄，不能进行实际应用。

比较3、4

在纺丝过程中母粒聚合物与聚酯B变更为1：0.3（比较例3）、1：15(比较例4)，其他同实施例1，同样也得到了复丝。

比较例3所得到的纤维虽然具有较高的吸放湿性，但是纤维的强度、强伸度积低下，纵向的纤度差较高，工程通过性差，作为衣料用途没有耐久性的问题，无法实际使用。比较例4虽然纤维物性良好但是纤维吸放湿性很差。

在产业用途应用的可能性方面，通过具有上述特征的制造方法所得到的吸放湿性聚酯纤维，可以加工成机织物、编织物、无纺布、起绒织物、立毛体，填充棉等纤维结构物。这些纤维结构物可以广泛地应用于衣料、产业用资材、室内装饰材料等。其中，在内衣、中衣、运动服等直接接触皮肤或者与皮肤接近的状态使用领域，可以广泛地进行应用。

Claims (4)

1.一种吸放湿性聚酯纤维的制造方法，其特征是: 在熔点255℃以下、锑原子含量50ppm以下的聚酯A中加入聚(N-乙烯基内酰胺)进行熔融混炼制成母粒聚合物，然后在纺丝装置内将所述母粒聚合物与聚酯B以1：0.5～1：10的重量比混合、熔融纺丝制得吸放湿聚酯纤维；母粒聚合物和聚酯B的混合是在剪切速率10～500s^-1下进行的；聚酯B的锑原子含量为200ppm以上。

2.根据权利要求1所述的吸放湿性聚酯纤维的制造方法，其特征是：聚酯B与母粒聚合物中的聚酯A为不相同的聚酯。

3.根据权利要求1或2所述的吸放湿性聚酯纤维的制造方法，其特征是：制得母粒聚合物后，先冷却再切粒。

4.根据权利要求1或2所述的吸放湿性聚酯纤维的制造方法，其特征是：母粒聚合物是在熔融状态下连续送入纺丝装置。