CN107043961A - 抗静电聚酯粒、可染色聚酯粒及可染色抗静电芯鞘型复合纤维 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗静电聚酯粒，包含50至80重量份的聚酯、10至30重量份的导电碳粉及10至30重量份的白色金属氧化物，白色金属氧化物包含二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。本发明另提供一种可染色聚酯粒及一种可染色抗静电芯鞘型复合纤维。此芯鞘型复合纤维的芯部与鞘部可分别由抗静电聚酯粒及可染色聚酯粒制成，而使芯鞘型复合纤维兼具抗静电性及可染性，在应用上更为广泛。

Description

抗静电聚酯粒、可染色聚酯粒及可染色抗静电芯鞘型复合纤维

技术领域

本发明是有关于一种抗静电聚酯粒、可染色聚酯粒及可染色抗静电芯鞘型复合纤维。

背景技术

目前广泛使用的聚酯纤维本身并不具抗静电特性，因此需添加导电物质至聚酯纤维中，才能使其具有优异的抗静电性。然而现有的含导电碳粉的抗静电聚酯纤维的颜色太深，可染能力差，使得在应用上受到限制。

发明内容

本发明为了解决先前技术所述问题，提供一种抗静电聚酯粒、可染色聚酯粒及可染色抗静电芯鞘型复合纤维。此芯鞘型复合纤维的芯部与鞘部可分别由抗静电聚酯粒及可染色聚酯粒制成，而使芯鞘型复合纤维兼具抗静电性及可染性，在应用上更为广泛。

本发明提供一种抗静电聚酯粒，包含50至80重量份的聚酯、10至30重量份的导电碳粉及10至30重量份的白色金属氧化物，白色金属氧化物为二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。

根据本发明的一实施例，白色金属氧化物为锑掺杂氧化锡，锑掺杂氧化锡与白色金属氧化物的重量比为1：6与1：1之间。

根据本发明的一实施例，聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯。

根据本发明的一实施例，导电碳粉的电阻小于或等于0.5欧姆。

根据本发明的一实施例，抗静电聚酯粒更包含添加剂，添加剂包含0.1至5重量份的分散剂、0.1至5重量份的滑剂或其组合。

本发明另提供一种可染色聚酯粒，包含80至100重量份的聚酯、2至10重量份的二氧化钛及2至10重量份的锑掺杂氧化锡。

根据本发明的一实施例，聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯。

本发明又提供一种可染色抗静电芯鞘型复合纤维，包含芯部及包覆芯部的鞘部。芯部包含第一聚酯、导电碳粉及第一白色金属氧化物，其中第一聚酯、导电碳粉与第一白色金属氧化物的重量比为50～80：10～30：10～30。鞘部包含第二聚酯及第二白色金属化合物，其中第二聚酯与第二白色金属化合物的重量比为80～96：4～20，且第一白色金属氧化物及第二白色金属氧化物为二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。

根据本发明的一实施例，芯部与鞘部的截面积比为10：90至30：70。

根据本发明的一实施例，可染色抗静电芯鞘型复合纤维的细度为1.5dpf至6dpf。

根据本发明的一实施例，可染色抗静电芯鞘型复合纤维的CIE明度值(L*)大于或等于36。

本发明的芯鞘型复合纤维藉由芯部与鞘部分别由抗静电聚酯粒及可染色聚酯粒制成，而使该芯鞘型复合纤维兼具抗静电性及可染性，在应用上更为广泛。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1绘示根据本发明一实施例的可染色抗静电芯鞘型复合纤维的剖面示意图；

其中，符号说明：

100：可染色抗静电芯鞘型复合纤维

100A：芯部

100B：鞘部

122：二氧化钛

124：锑掺杂氧化锡。

具体实施方式

以下提供本发明的多种不同的实施例或实例，以实现所提供的标的的不同技术特征。下述具体实例的元件和设计用以简化本发明。当然，这些仅为示例，而非用以限定本发明。此外，本发明于各个实例中可能用到重复的用字。这些重复用字是为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例之间的关系。

本发明提供一种抗静电聚酯粒，包含50至80重量份的聚酯、10至30重量份的导电碳粉及10至30重量份的白色金属氧化物。以下将详细说明各组成成份的实施例。

在一实施例中，抗静电聚酯粒包含55至75重量份的聚酯。在一实施例中，聚酯为聚酯均聚物、聚酯共聚物或其组合。聚酯均聚物为二羧酸与二醇缩合而成的聚酯。聚酯共聚物可为交替共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物。在一实施例中，聚酯为聚对苯二甲酸烷二酯，例如为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯、其他合适的聚对苯二甲酸烷二酯或其组合。在一实施例中，聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯。在一实施例中，聚酯的极限粘度(I.V.)大于或等于0.6分升/克(1分升＝0.0001立方米)。

在一实施例中，抗静电聚酯粒包含15至25重量份的导电碳粉。在一实施例中，导电碳粉为碳黑、碳灰、碳球、碳管、石墨、石墨烯或其组合。在一实施例中，导电碳粉为碳黑。在一实施例中，导电碳粉的电阻小于或等于0.5欧姆。在一实施例中，导电碳粉是经过高速研磨而得。

在一实施例中，抗静电聚酯粒包含15至25重量份的白色金属氧化物。在一实施例中，白色金属氧化物为二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。在一实施例中，白色金属氧化物为锑掺杂氧化锡，锑掺杂氧化锡与白色金属氧化物的重量比例如是介于1：6与1：1之间。在一实施例中，锑掺杂氧化锡可导电。在一实施例中，白色金属氧化物为二氧化钛，二氧化钛与白色金属氧化物的重量比例如是介于1：6与1：1之间。

在一实施例中，白色金属氧化物为石原鱼公司(ISHIHARA SANGYOKAISHA LTD)制造的ET系列的粉体，如ET-500W、ET-600W及ET-300W。此类粉体为表面被覆有可导电的锑掺杂氧化锡的二氧化钛粒子。因此添加此类粉体，可提升抗静电聚酯粒的导电性，又可增加可染性。

在一实施例中，白色金属氧化物的粒径为0.01至0.40微米。在一实施例中，白色金属氧化物的粒径为0.03至0.06微米。在一实施例中，白色金属氧化物的粒径为0.20至0.30微米。在一实施例中，白色金属氧化物的电阻为1至35欧姆-厘米。在一实施例中，白色金属氧化物的电阻为2至5欧姆-厘米。在一实施例中，白色金属氧化物的电阻为10至30欧姆-厘米。在一实施例中，白色金属氧化物的CIE明度值(L*)为70至95。在一实施例中，白色金属氧化物的L*为70至80。在一实施例中，白色金属氧化物的L*为84至88。在一实施例中，白色金属氧化物的L*为88至92。

在一实施例中，抗静电聚酯粒更包含添加剂，添加剂包含0.1至5重量份的分散剂、0.1至5重量份的滑剂或其组合。在一实施例中，添加剂包含0.1至2重量份的分散剂、0.1至2重量份的滑剂或其组合。在一实施例中，分散剂为20000(德国路博润公司(The Lubrizol Corporation)制造)、40000(德国路博润公司制造)或其组合。在一实施例中，滑剂为D184(爱玛士葛利科技公司(EMS-GRILTECH)制造)、D1502E(爱玛士葛利科技公司制造)或其组合。在一实施例中，添加剂(如分散剂或滑剂)为聚醇、聚烯烃或其组合。

「聚醇」是指包含一或多个氢氧基的有机化合物。聚醇的基本结构可以是烷烃、烯烃、炔烃、环烷烃、环烯基、芳基或杂芳基，其可被其他官能基取代，如羰基、一级胺基、二级胺基、三级胺基、磺酰基、膦酰基、羧基或其他合适的官能基。在一实施例中，聚醇的分子量为600至10,000。在一实施例中，聚醇为聚醚醇、聚烯醇或其组合。聚醚醇例如为聚乙二醇、聚丙二醇、其他合适的聚醚醇或其组合。聚烯醇例如为聚乙烯醇、聚丙烯醇、其他合适的聚烯醇或其组合。

「聚烯烃」是指任何聚烯烃，例如可为直链、支链、环状、脂肪族、芳香族、取代或未取代的聚烯烃。详细而言，聚烯烃为烯烃的均聚物以及烯烃与非烯烃的共聚物，例如为聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、聚丁烯均聚物、乙烯α-烯烃共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物、丁烯α-烯烃共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物、乙烯-不饱和酸共聚物(例如乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离子聚合物树脂(ionomer resin)、聚甲基戊烯、其他合适的聚烯烃或其组合。

至于抗静电聚酯粒的制造方法，可选择性地，先将导电碳粉及白色金属氧化物进行高速研磨(转速例如为10,000至30,000rpm)。然后加入聚酯及添加剂至研磨后的导电碳粉及白色金属氧化物中，进行高速粉体混练(转速例如为500至3,000rpm)，得到均匀的混合物。再将混合物进行双螺杆混练(温度例如为230至280℃，螺杆转速例如为50至350rpm)及造粒，而可得到抗静电聚酯粒。

本发明另提供一种可染色聚酯粒，包含80至100重量份的聚酯、2至10重量份的二氧化钛及2至10重量份的锑掺杂氧化锡。以下将详细说明各组成成份的实施例。

在一实施例中，可染色聚酯粒包含90至99重量份的聚酯。在一实施例中，聚酯为聚酯均聚物、聚酯共聚物或其组合。在一实施例中，聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯。在一实施例中，聚酯的极限粘度(I.V.)大于或等于0.6分升/克。

在一实施例中，可染色聚酯粒包含2.5至8.0重量份的二氧化钛。在一实施例中，二氧化钛的粒径为0.01至0.40微米。在一实施例中，二氧化钛的粒径为0.03至0.06微米。在一实施例中，二氧化钛的粒径为0.20至0.30微米。在一实施例中，二氧化钛的L*为70至95。在一实施例中，二氧化钛的L*为70至80。在一实施例中，二氧化钛的L*为84至88。在一实施例中，二氧化钛的L*为88至92。

在一实施例中，可染色聚酯粒包含2.5至8.0重量份的锑掺杂氧化锡。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的粒径为0.01至0.40微米。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的粒径为0.03至0.06微米。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的粒径为0.20至0.30微米。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的电阻为1至35欧姆-厘米。在一实施例中，锑掺杂氧化锡物的电阻为2至5欧姆-厘米。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的电阻为10至30欧姆-厘米。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的L*为70至95。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的L*为70至80。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的L*为84至88。在一实施例中，锑掺杂氧化锡的L*为88至92。

值得注意的是，虽然在聚酯粒中添加二氧化钛可增加后续制成的纤维的白度及可染色性，但当二氧化钛的含量太高时，则会使纤维的纺丝性及抗静电效果降低。本发明藉由在聚酯粒中添加适量的二氧化钛及锑掺杂氧化锡，以使后续制成的纤维同时达到良好的白度、可染色性、纺丝性及抗静电效果。在一实施例中，当锑掺杂氧化锡被覆于二氧化钛粒子的表面，可进一步增加纤维的可染性及提升抗静电效果。

在一实施例中，可染色聚酯粒不包含添加剂。换言之，在本实施例中，可染色聚酯粒由聚酯、二氧化钛及锑掺杂氧化锡所构成。

至于可染色聚酯粒的制造方法，可选择性地，先将二氧化钛及锑掺杂氧化锡进行高速研磨(转速例如为10,000至30,000rpm)。然后加入聚酯至研磨后的二氧化钛及锑掺杂氧化锡中，进行高速粉体混练(转速例如为500至3,000rpm)，得到均匀的混合物。再将混合物进行双螺杆混练(温度例如为230至280℃，螺杆转速例如为50至350rpm)及造粒，而可得到可染色聚酯粒。

本发明又提供一种可染色抗静电芯鞘型复合纤维，包含芯部及包覆芯部的鞘部。芯部包含第一聚酯、导电碳粉及第一白色金属氧化物，其中第一聚酯、导电碳粉与第一白色金属氧化物的重量比为50～80：10～30：10～30。鞘部包含第二聚酯及第二白色金属化合物，其中第二聚酯与第二白色金属化合物的重量比为80～100：4～20，且第一白色金属氧化物及第二白色金属氧化物为二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。

第一聚酯及第二聚酯的实施例可分别参照上述抗静电聚酯粒的聚酯或可染色聚酯粒的聚酯的实施例。第一聚酯及第二聚酯可相同或不同。导电碳粉的实施例可参照上述抗静电聚酯粒的导电碳粉的实施例。

第一白色金属氧化物的实施例可参照上述抗静电聚酯粒的白色金属氧化物的实施例。在一实施例中，第一白色金属氧化物为锑掺杂氧化锡，锑掺杂氧化锡与第一白色金属氧化物的重量比为1：6与1：1之间。在一实施例中，第一白色金属氧化物为二氧化钛，二氧化钛与第一白色金属氧化物的重量比为1：6与1：1之间。

第二白色金属氧化物的实施例可参照上述可染色聚酯粒的二氧化钛及锑掺杂氧化锡的实施例。在一实施例中，第二白色金属氧化物为二氧化钛，二氧化钛与第二白色金属氧化物的重量比为1：10与1：1之间。在一实施例中，二氧化钛与第二白色金属氧化物的重量比为1：8与1：2之间。在一实施例中，第二白色金属氧化物为锑掺杂氧化锡，锑掺杂氧化锡与第二白色金属氧化物的重量比为1：10与1：1之间。在一实施例中，锑掺杂氧化锡与第二白色金属氧化物的重量比为1：8与1：2之间。

图1绘示根据本发明一实施例的可染色抗静电芯鞘型复合纤维的剖面示意图。如图1所示，可染色抗静电芯鞘型复合纤维100包含芯部100A及包覆芯部100A的鞘部100B，其中芯部100A的基质例如是具有导电碳粉的聚酯。在本实施例中，芯部100A的第一白色金属氧化物与鞘部100B的第二白色金属氧化物皆为二氧化钛122及锑掺杂氧化锡124，且二氧化钛122及锑掺杂氧化锡124皆均匀分布在芯部100A及鞘部100B中。

可染色抗静电芯鞘型复合纤维可利用熔融混练纺丝法制成。在一实施例中，纺丝速度为2,500米/分钟以上。在一实施例中，芯部与鞘部的截面积比为10：90至30：70。在一实施例中，芯部与鞘部的截面积比为15：85至20：80。

在一实施例中，可染色抗静电芯鞘型复合纤维的细度为1.5至6dpf(denierper fiber)。在一实施例中，可染色抗静电芯鞘型复合纤维的细度为140至300d/48f。在一实施例中，可染色抗静电芯鞘型复合纤维的L*大于或等于36。在一实施例中，可染色抗静电芯鞘型复合纤维可耐水洗100次以上。

实例

以下的实例是用以详述本发明的特定态样，并使本发明所属技术领域中具有通常知识者得以实施本发明。以下的实例不应用以限制本发明。

比较例1及实验例1-3：抗静电聚酯粒

比较例1及实验例1-3的抗静电聚酯粒的组成成分的重量比例及抗静电聚酯粒的特性请见表一。使用双螺杆机，将各组成物于250℃及螺杆转速200rpm下进行处理，以形成各种粒。再测试粒的极限粘度(I.V.)、电阻、滤过性(滤网孔径为40微米)及色度。

表一

如表一所示，所有粒的极限粘度皆大于或等于0.6分升/克，电阻小于500欧姆，且皆能通过滤过性测试。至于色度，由于实验例1-3具有白色金属氧化物，因此L*较高。以肉眼观察，比较例1的粒与实验例1-3的粒在颜色上有明显的差异。

比较例2-5及实验例4-7：抗静电芯鞘型复合纤维

比较例2-5及实验例4-7的抗静电芯鞘型复合纤维的组成及特性请见表二。首先，选择比较例1及实验例1-3的中的一者的抗静电聚酯粒，作为纤维芯部的原料，搭配可染色聚酯粒(其组成成分的重量比例请见表二)，作为纤维鞘部的原料，在285℃下进行纺丝，纺丝速度为2500米/分钟，以制得部分延伸丝(pre-oriented yarn,POY)的抗静电芯鞘型复合纤维。纤维芯部与鞘部的组成及截面积比如表二所示。另测试此预取向丝的抗静电芯鞘型复合纤维的细度。之后，将此部分延伸丝的抗静电芯鞘型复合纤维于140℃下进行拉伸及假捻，加工速度为300米/分钟，以形成拉伸变形丝(draw textured yarn,DTY)，再测试其细度与强度。测试结果如表二所示。

表二

再将比较例2-5及实验例4-7的拉伸变形丝的抗静电芯鞘型复合纤维分别织成织物，测试其色度及摩擦带电压(根据JIS 1149)，如表三所示。

表三

如表三所示，比较例2-5的抗静电芯鞘型复合纤维的L*偏低，实验例4-7的抗静电芯鞘型复合纤维的L*较高，代表实验例4-7的抗静电芯鞘型复合纤维具有较佳的可染性。

为证实可染性，将实验例7的织物，使用分散性染料，染液浓度为0.5wt％，在130℃下染色60分钟。染后织物呈紫色，L*、a*及b*分别为35.32、+10.52及－7.32，代表实验例7的织物具有极佳的可染性。

另测试织物的电荷吸引性、触控能力、电荷半衰期及遮蔽系数。电荷半衰期及遮蔽系数是根据EN1149-3测定。由测试结果可知，所有织物皆具有电荷吸引性及触控能力，且电荷半衰期皆小于0.01秒，遮蔽系数皆大于0.95，代表所有织物皆具有抗静电特性。

由上述可知，本发明提供的抗静电聚酯粒具有抗静电性且颜色较浅。将此抗静电聚酯粒作为纤维芯部的原料，搭配可染色聚酯粒，作为纤维鞘部的原料，可制得兼具可染性及抗静电性的芯鞘型复合纤维。此纤维织成的织物的可染性优异，可染出鲜艳的颜色，使其在应用上更为广泛。

以上扼要地提及多种实施例的特征，因此熟悉此技艺的人士可较好了解本发明的各方面。熟悉此技艺的人士应意识到，为了落实相同的目的及/或达到在此提出的实施例的相同优点，其可轻易使用本发明以做为设计或修改其他制程及结构的基础。熟悉此技艺的人士亦应了解的是，这些均等的构造不背离本发明的精神及范围，以及其人可在此进行各种改变、取代、及替代而不背离本发明的精神及范围。

Claims (11)

1.一种抗静电聚酯粒，其特征在于，包含：

50至80重量份的聚酯；

10至30重量份的导电碳粉；以及

10至30重量份的白色金属氧化物，所述白色金属氧化物为二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。

2.如权利要求1所述的抗静电聚酯粒，其特征在于，所述白色金属氧化物为锑掺杂氧化锡，所述锑掺杂氧化锡与所述白色金属氧化物的重量比为1：6与1：1之间。

3.如权利要求1所述的抗静电聚酯粒，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯。

4.如权利要求1所述的抗静电聚酯粒，其特征在于，所述导电碳粉的电阻小于或等于0.5欧姆。

5.如权利要求1所述的抗静电聚酯粒，其特征在于，更包含添加剂，所述添加剂包含0.1至5重量份的分散剂、0.1至5重量份的滑剂或其组合。

6.一种可染色聚酯粒，其特征在于，包含：

80至100重量份的聚酯；

2至10重量份的二氧化钛；以及

2至10重量份的锑掺杂氧化锡。

7.如权利要求6所述的可染色聚酯粒，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯。

8.一种可染色抗静电芯鞘型复合纤维，其特征在于，包含：

芯部，包含：

第一聚酯；

导电碳粉；以及

第一白色金属氧化物，

其中所述第一聚酯、所述导电碳粉与所述第一白色金属氧化物的重量比为50～80：10～30：10～30；以及

鞘部，包覆所述芯部，所述鞘部包含：

第二聚酯；以及

第二白色金属化合物，其中所述第二聚酯与所述第二白色金属化合物的重量比为80～100：4～20；

且所述第一白色金属氧化物及所述第二白色金属氧化物为二氧化钛、锑掺杂氧化锡或其组合。

9.如权利要求8所述的可染色抗静电芯鞘型复合纤维，其特征在于，所述芯部与所述鞘部的截面积比为10：90至30：70。

10.如权利要求8所述的可染色抗静电芯鞘型复合纤维，其特征在于，所述可染色抗静电芯鞘型复合纤维的细度为1.5至6dpf。

11.如权利要求8所述的可染色抗静电芯鞘型复合纤维，其特征在于，所述可染色抗静电芯鞘型复合纤维的CIE明度值大于或等于36。