CN1327051C - 具有优异色强度的海岛型复合纤维及其仿麂皮织物 - Google Patents
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Abstract
传统海岛型复合纤维及其仿麂皮织物色强度差,因而有如下问题,例如因为制造仿麂皮织物时它们需要在高浓度下长时间染色而增加制造成本和环境污染。此外,它们还有因使用大量染料而耐洗牢度和耐光牢度低的问题。本发明提供一种海岛型复合纤维及其仿麂皮织物,该复合纤维通过在岛组分中包含特定的二元醇共聚单体而具有优异的色强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有优异色强度的海岛型复合纤维及其仿麂皮织物。更具体而言,本发明涉及一种海岛型复合纤维及其仿麂皮织物,该复合纤维通过在岛组分中包含共聚单体而具有优异的色强度(染色性),该织物包含部分或者全部由所述复合纤维构成的纱线。
随着要求更高级产品的更高水平市场需求的最新趋势以及随着动物保护理念的传播,从海岛型复合纤维制造的仿麂皮织物的产量和用量与日俱增,而且其用途也变得多样化。
麂皮最初是通过整理动物皮革而制成的,已经被用于高级手套、女鞋等。但是,天然麂皮不能进行大量生产,因为其供应源是动物,因而它们的个体数是有限的,而且还造成有害的后果,例如因屠宰而造成的环境污染。
此外,麂皮是一种由于其非常昂贵的价格而难以普及的材料,原因在于必须将上述生产程序招致的高额费用原封不动地附加在其实际产品价格上。即使大量供给麂皮,这种天然麂皮也有这样一个缺点,即当其用于服装时非常难以保养,因为它很难用水洗涤。
然而,合成纤维的开发已经标记出明显补充天然麂皮这个缺点的转折点。即,随着合成纤维的开发,已经可以低成本地生成仿麂皮产品。
使用合成纤维的仿麂皮产品能够被大量生产,污染较小,不需要屠宰动物,由于它们可以用水洗涤而容易处理,而且能够显示各种颜色。
这种使用合成纤维的仿麂皮产品被广泛用于多种家具和沙发,以及室内产品,例如窗帘等,也用于服装。最近,由于其染色性和色牢度得到了极大的改善,还有适合用作汽车苫布(car sheets)的趋势。特别是仿麂皮服装最近被改编用于内衣及在工作服、外套等中外用。
这种使用合成纤维的仿麂皮机织或针织织物产品(以下称作“仿麂皮织物”)可以通过使用直接熔纺的小细度纤丝,可分离型复合纤维或者海岛型复合纤维来生产。但是,仿麂皮产品有小厚度的绒毛出现在表面上的特性,因而最优选通过使用海岛型复合纤维来生产仿麂皮产品,以更有效地显示这种特性。
背景技术
但是,海岛型复合纤维的缺点在于其色强度低。即,即使用相同质量的染料染色,具有非常大表面积的海岛型复合纤维所染的颜色要比化学结构纤维(Chemical Structural fibers)浅很多。聚酯-基海岛型复合纤维也表现出这种缺点。为了克服这个缺点,传统使用的方法是将由海岛型复合纤维制成的人造仿麂皮织物在高浓度的染色槽中长时间染色。
但是,这种染色方法有染料用量大量增加而造成产品成本增加的缺点,同时还有存在环境污染变大可能性的另一缺点。此外,由于使用了大量的染料,最终产品的耐洗牢度和耐光牢度变差。
另外,为了克服海岛型复合纤维染色时色牢度低的缺点,采用将颜料,例如碳黑,引入海岛型复合纤维的岛组分中的方法。在这种情况下,需要额外的设备,包括侧进料机等,而且生产用于分离用途的母料,这使得工艺复杂化。而且,还有另一个缺点,即在岛组分的直径接近于颜料直径或者小于颜料直径时,不可能将颜料引入至岛组分中。
附图说明
本发明优选实施方案的这些和其他特征、方面和优点将在如下随同附图的详细描述中得到更充分的描述。附图中:
图1时显示依照本发明的海岛型复合纤维剖面状态的扫描电子显微镜照片;
图2是显示由依照本发明的海岛型复合纤维(拉伸纱线)制成的仿麂皮织物的剖面状态的扫描电子显微镜照片;和
图3是显示由依照本发明的海岛型复合纤维(拉伸纱线)制成的仿麂皮织物的表面状态的扫描电子显微镜照片。
发明内容
本发明提供一种海岛型复合纤维,该复合纤维通过适当地对构成海岛型复合纤维岛组分的成纤维性树脂(fiber forming ability resin)进行改性而具有优异的色强度,而不过分增加收缩率。更具体地,本发明提供一种聚酯海岛型复合纤维,与传统的海岛型复合纤维相比,该复合纤维的色强度改善系数大于10%,重量减轻率差异小于10%且(拉伸纱线)在沸水中的收缩率为5~15%。另外,本发明还提供一种仿麂皮织物,该织物通过使用具有优异色强度的海岛型复合纤维作为用于机织或针织织物的部分或者全部纱线而具有优异的色强度。
为了达到上述目的,提供依照本发明的具有优异色强度的海岛型复合纤维,该复合纤维包含主要由聚对苯二甲酸乙二酯组成的且单丝细度为0.001~0.5旦尼尔的岛组分,以及由易溶于碱的共聚物聚酯组成的海组分,其中岛组分具有在其中含有的相对于岛组分的1~20摩尔%的至少一种二元醇共聚单体,该二元醇共聚单体选自化学结构式(I)的二元醇共聚单体和/或化学结构式(II)的二元醇共聚单体:
HO——CH2——X——CH2——OH (II)
[其中R1和R2是含有1~3个碳原子的烷基,X是含有5~8个碳原子的脂肪族环基。]
另外,提供依照本发明的仿麂皮织物,其中构成仿麂皮织物的部分或者全部纱线是单丝细度为0.001~0.5旦尼尔的超细纱线,所述的超细纱线含有包含在作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的化学结构式(I)的二元醇共聚单体和/或化学结构式(II)的二元醇共聚单体。
下面将详细描述本发明。
首先,本发明的海岛型复合纤维由作为岛组分的成纤维性树脂和作为海组分的易溶于碱的树脂组成。但是,本发明的特征在于岛组分树脂是被改性的,以提高海岛型复合纤维的色强度。
更具体而言,本发明的岛组分具有共聚(包含)在作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的化学结构式(I)的二元醇共聚单体和/或化学结构式(II)的二元醇共聚单体:
HO——CH2——X——CH2——OH (II)
[其中R1和R2是含有1~3个碳原子的烷基,X是含有5~8个碳原子的脂肪族环基。]
在化学结构式(I)和化学结构式(II)的二元醇共聚单体一起包含于岛组分中的情况下,优选化学结构式(I)的二元醇共聚单体的含量为全部岛组分树脂的0.5~10摩尔%,更优选为0.5~3.0摩尔%。二元醇共聚单体的含量单独以乙二醇计为1.0~6.0摩尔%。
如果该二元醇共聚单体的含量大于10摩尔%,拉伸的海岛型复合纤维的收缩率增加太多,从而最终产品的柔软手感和外观变差。如果小于0.5摩尔%,则染色的优异色强度效果可能不足。
优选化学结构式(II)的二元醇共聚单体的含量为全部岛组分树脂的0.5~15摩尔%,更优选为它的0.5~5摩尔%。二元醇共聚单体的含量单独以乙二醇计为1.0~10摩尔%。
如果该二元醇共聚单体的含量大于15摩尔%,拉伸的海岛型复合纤维的收缩率增加太多,从而不能表现出仿麂皮织物的独特手感和外观。如果小于0.5摩尔%,则染色的优异色强度效果可能不足。
同时,如果岛组分中只包含化学结构式(I)的二元醇共聚单体或者只包含化学结构式(II)的二元醇共聚单体,则化学结构式(I)或者化学结构式(II)的二元醇共聚单体的含量优选为1~20摩尔%。如果超过20摩尔%,仿麂皮织物独特的手感和外观可能由于纤维收缩率的增加而变差。而如果小于1摩尔%,则染色的优异色强度效果可能不足。
至于化学结构式(I)的二元醇共聚单体,可以使用新戊二醇,2,2-二乙基-1,3-丙二醇,2,2-乙基甲基(ethylemethyl)-1,3-丙二醇等。至于化学结构式(II)的二元醇共聚单体,可以使用1,4-环己烷二甲醇,1,3-环戊烷二甲醇,1,5-环庚烷二甲醇等。
本发明的岛组分是通过将二元醇共聚物和用于聚对苯二甲酸乙二酯的共聚单体,即乙二醇(EG)和对苯二甲酸(TPA)进行共聚而制成的,并且岛组分单丝的细度为0.001~0.5旦尼尔。如果单丝细度大于0.5旦尼尔,最终产品的手感和外观变差。如果小于0.001旦尼尔,则难以生产纱线和溶解海组分。
本发明的海组分优选是具有离子特性的共聚物聚酯,这种共聚物聚酯易溶于或者容易在例如氢氧化钠的碱性溶液中分解。
本发明的海岛型复合纤维可以用如下方法生产:使用典型的海岛型共轭纺丝仪器,将上面解释的岛组分和海组分共轭纺丝,然后将其拉伸并卷取。岛组分和海组分的重量比优选为70∶30,但是本发明不具体限制其重量比。
本发明海岛型复合纤维的色强度改善系数大于10%,色强度改善系数的定义或者评估方法将在稍后描述,在拉伸状态下,重量减轻率差异小于10%且在沸水中的收缩率为5~15%。在海组分溶解后残留的岛组分的熔点为220~240℃。
本发明的海岛型复合纤维具有这样一种结构,其中由于在岛组分中包含(共聚)化学结构式(I)的二元醇共聚单体和/或化学结构式(II)的二元醇共聚单体,所以岛组分的链体积大。因此,在包括相同染料的相同染色条件下,这种纤维所染的颜色比传统的复合纤维要深许多。
本发明的仿麂皮织物可以用如下方法制造:使用本发明的海岛型复合纤维作为经纱和纬纱的部分或者全部制备机织织物,或者使用本发明的海岛型复合纤维作为部分或者全部细纱线(file yarn)针织针织织物,然后通过用碱性水溶液处理织物,来溶解和除去织物中的海组分,然后将其染色,再起绒或者打磨。
本发明这样制造的仿麂皮织物包含单丝细度为5旦尼尔的超细纱线,该超细纱线具有在作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中包含的如下化学结构式(I)的二元醇共聚单体和/或如下化学结构式(II)的二元醇共聚单体作为部分或者全部的组成纱线(constituent yam):
HO——CH2——X——CH2——OH (II)
[其中R1和R2是含有1~3个碳原子的烷基,X是含有5~8个碳原子的脂肪族环基。]
本发明的仿麂皮织物包括机织织物,经编针织物,毛圈针织物等。
本发明中,海岛型复合纤维的各种物理性质是由本发明用如下方法评估或者测量的。
·色强度改善系数(色强度)
色强度是用色强度改善系数进行评估的。首先,将传统的其中岛组分未改性的聚对苯二甲酸乙二酯的海岛型复合纤维和本发明的海岛型复合纤维分别用氢氧化钠水溶液处理,以溶解并除去复合纤维中的海组分,分离并提取单独的岛组分。将均如上提取的传统海岛型复合纤维的岛组分(以下,“岛组分A”)和本发明海岛型复合纤维的岛组分(以下,“岛组分B”)分别在各自染色槽中在130℃下染色30分钟,所用染料为TERASIL BLACKMAW,一种由Ciba Specialty Chemical制造的混合染料,相对于染色对象的浓度为1~8重量%,然后将染色的岛组分在室温下干燥24小时,由DataColor Instrument Company制造的Spectraflash 600计算机配色(CCM)比色计,获得600nm波长处的岛组分A的K/S值和岛组分B的K/S值。接着,将获得的岛组分A的K/S值和岛组分B的K/S值代入如下公式,计算色强度改善系数。
每个K/S值均是测量10次并均匀的数值。
·沸溶收缩率(%)
用如下方法制备样品绞:将海岛型复合纤维(样品)在室温下放置超过1小时,然后在旦尼尔粗纱架上在指示细度×1/10g的张力下卷取10次。将指示细度×1/25g的最初载荷和指示细度×2g的静载荷施加在制备的样品绞上,并测量此时的长度(L0)。接着,将样品绞在100℃水中加热处理15分钟,用吸水纸脱水,在室内放置和干燥12小时。然后,再次施加指示细度×1/25g的最初载荷和指示细度×2g的静载荷,并测量此时的长度(L0)。将测量的L0值和L1值代入如下公式,计算沸溶收缩率(%)。
·岛组分的熔点(℃)
除去了海组分的岛组分的熔点是用差示扫描量热法(DSC)测量的。应当指出温度范围为从室温到280℃,升温速度为20℃/分钟。样品的重量为0.5mg±0.2mg。
·重量减轻率差异(%)
从岛组分未改性的由聚对苯二甲酸乙二酯组成的传统海岛型复合纤维中分离和提取10~15g岛组分,然后将抽取的岛组分(以下,“岛组分A”)通过在1重量%的液体比率为50、温度为95℃的氢氧化钠水溶液中浸渍60分钟进行重量减轻,在重量减轻后再测量岛组分A的重量W2。将重量减轻前的岛组分A的重量W1和重量减轻后岛组分A的重量W2代入如下公式中,计算岛组分A的重量减轻率。
接着,本发明的海岛型复合纤维中分离和提取10~15g岛组分,然后将提取的岛组分(以下,“岛组分B”)通过1重量%的在液体比率为50、温度为95℃的氢氧化钠水溶液中浸渍60分钟进行重量减轻,在重量减轻后再测量岛组分B的重量W4。将重量减轻前的岛组分B的重量W3和重量减轻后岛组分B的重量W4代入如下公式中,计算岛组分B的重量减轻率。
将计算得到的岛组分A和岛组分B的重量减轻率代入如下公式,计算重量减轻率的差异。
有利效果
本发明的海岛型复合纤维由于将构成岛组分的成纤维性树脂改成了二元醇共聚单体,甚至在没有过分地收缩率也具有优异的色强度,从而可以表现出传统聚酯海岛型复合纤维难以表现出的深颜色。因此,可以解决例如因染色时过多使用染料造成的制造成本增加,环境污染,耐洗牢度,耐光牢度等问题。而且,在制造仿麂皮织物时,可以极大地提高的最终产物的色强度。
实施本发明的最佳方式
通过本发明实施例和比较例之间的比较,本发明得到了更具体的理解。但是,本发明不限于这些实施例。
实施例1
通过使用作为海组分的可用氢氧化钠水溶液溶解的离子性共聚物聚酯,以及作为岛组分的共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有1摩尔%新戊二醇(neo-penthylglycol)和2摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯,制备75旦尼尔/24单丝的海岛型复合纤维(拉伸纱线)。此时,每根单丝的岛组分数量为36,岛组分和海组分的重量比为70∶30,并将岛组分的单丝细度调节到0.061旦尼尔。使用这样制备的海岛型复合纤维作为经纱和纬纱,制造缎纹织物。将该织物用氢氧化钠水溶液处理以溶解海组分,染色并起绒,从而制造出仿麂皮织物。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例2
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%新戊二醇和8摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例3
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%2,2-二乙基-1,3-丙二醇和10摩尔%1,5-环庚烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例4
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%2,2-二乙基-1,3-丙二醇和8摩尔%1,5-环庚烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例5
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%新戊二醇和10摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例6
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%新戊二醇和15摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例7
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有0.5摩尔%新戊二醇和0.5摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例8
使用作为海组分的可用氢氧化钠水溶液溶解的离子性共聚物聚酯,以及作为岛组分的共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有1摩尔%新戊二醇和2摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯,制备75旦尼尔/24单丝的海岛型复合纤维(拉伸纱线)。此时,每根单丝的岛组分数量为36,岛组分和海组分的重量比为70∶30,并将岛组分的单丝细度调节到0.061旦尼尔。使用这样制备的海岛型复合纤维制造毛圈针织物。将该织物用氢氧化钠水溶液处理以溶解海组分,染色并起绒,从而制造出仿麂皮织物(针织物)。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例9
采用和实施例8相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%新戊二醇和8摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例10
采用和实施例8相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有5摩尔%2,2-二乙基-1,3-丙二醇和10摩尔%1,5-环庚烷二甲醇共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
实施例11
采用和实施例1相同的方法和条件制造海岛型复合纤维和仿麂皮织物,不同之处在于,在共轭纺丝时,使用共聚在(包含于)作为主要组分的聚对苯二甲酸乙二酯中的含有15摩尔%1,4-环己烷二甲醇的共聚物聚酯作为岛组分。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
比较例1
使用作为海组分的可用氢氧化钠水溶液溶解的离子性共聚物聚酯和作为岛组分的聚对苯二甲酸乙二酯(未改性),制备75旦尼尔/24单丝的海岛型复合纤维(拉伸纱线)。此时,每根单丝的岛组分数量为36,岛组分和海组分的重量比为70∶30,并将岛组分的单丝细度调节到0.061旦尼尔。使用这样制备的海岛型复合纤维作为经纱和纬纱,制造缎纹织物。将该织物用氢氧化钠水溶液处理以溶解海组分,染色并起绒,从而制造出仿麂皮织物。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
比较例2
使用作为海组分的可用氢氧化钠水溶液溶解的离子性共聚物聚酯和作为岛组分的聚对苯二甲酸乙二酯(未改性),制备75旦尼尔/24单丝的海岛型复合纤维(拉伸纱线)。此时,每根单丝的岛组分数量为36,岛组分和海组分的重量比为70∶30,并将岛组分的单丝细度调节到0.061旦尼尔。使用这样制备的海岛型复合纤维制造毛圈针织物。将该织物用氢氧化钠水溶液处理以溶解海组分,染色并起绒,从而制造出仿麂皮织物(针织物)。这种海岛型复合纤维的各种物理性质显示在表1中。
[表1]
海岛型复合纤维的物理性质的评估结果
分类 | 色强度改善系数(%) | 重量减轻率差异(%) | 沸溶收缩率(%) | 岛组分的熔点(℃) |
实施例1 | 18 | 2 | 11.2 | 236 |
实施例2 | 19 | 4 | 11.9 | 229 |
实施例3 | 21 | 7 | 12.1 | 224 |
实施例4 | 21 | 7 | 11.7 | 227 |
实施例5 | 22 | 6 | 12.0 | 224 |
实施例6 | 23 | 9 | 12.8 | 220 |
实施例7 | 15 | 1 | 11.2 | 239 |
实施例8 | 18 | 2 | 11.2 | 236 |
实施例9 | 19 | 4 | 11.9 | 229 |
实施例10 | 21 | 7 | 12.1 | 224 |
实施例11 | 19 | 5 | 11.9 | 231 |
比较例1 | 0 | 0 | 10.8 | 260 |
比较例2 | 0 | 0 | 10.8 | 260 |
Claims (12)
1、一种具有优异色强度的海岛型复合纤维,该复合纤维包含主要由聚对苯二甲酸乙二酯组成的且单丝细度为0.001~0.5旦尼尔的岛组分,以及由易溶于碱的共聚物聚酯组成的海组分,其中岛组分具有在其中含有的相对于岛组分的1~20摩尔%的至少一种二元醇共聚单体,该二元醇共聚单体选自化学结构式(I)的二元醇共聚单体和化学结构式(II)的二元醇共聚单体:
HO-CH2-X-CH2-OH (II)
其中R1和R2是含有1~3个碳原子的烷基,X是含有5~8个碳原子的脂肪族环基,
并且其中色强度改善系数大于10%。
2、权利要求1的海岛型复合纤维,其中相对于岛组分,化学结构式(I)的二元醇共聚单体的含量为0.5~10摩尔%,且化学结构式(II)的二元醇的含量为0.5~15摩尔%。
3、权利要求1的海岛型复合纤维,其中相对于岛组分,化学结构式(I)的二元醇共聚单体的含量为0.5~3.0摩尔%,且化学结构式(II)的二元醇的含量为0.5~5.0摩尔%。
4、权利要求1的海岛型复合纤维,其中化学结构式(I)的二元醇共聚单体是新戊二醇,2,2-二乙基-1,3-丙二醇或者2,2-乙基甲基-1,3-丙二醇。
5、权利要求1的海岛型复合纤维,其中化学结构式(II)的二元醇共聚单体是1,4-环己烷二甲醇,1,3-环戊烷二甲醇或者1,5-环庚烷二甲醇。
6、权利要求1的海岛型复合纤维,其中重量减轻率差异小于10%。
7、权利要求1的海岛型复合纤维,其中拉伸纱线的沸溶收缩率为5~15%。
8、权利要求1的海岛型复合纤维,其中在海组分溶解后残留的岛组分的熔点为220~240℃。
10、权利要求9的仿麂皮织物,其中仿麂皮织物是机织织物,经编针织物或者毛圈针织物。
11、一种通过使用部分权利要求1的具有优异色强度的海岛型复合纤维而制成的混色状织物。
12、一种通过使用部分权利要求1的具有优异色强度的海岛型复合纤维而制成的条纹状织物。
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