CN1973069A - 轻量性优异的聚酯纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种除了轻量性优异以外,强度等纤维物性优异,没有黄变的后顾之忧的优异的聚酯纤维。即本发明是含有聚酯A、和与A不相溶的聚合物B,在纤维轴方向上具有不连续的空隙,并且色度b*在+5以下,纤维的表观比重在1.20以下的聚酯纤维。
Description
技术领域
本发明涉及轻量性优异的聚酯纤维。更详细地说,涉及轻量性优异、同时强度等纤维物性和纤维本身的白色性、遮光性也优异的聚酯纤维。
背景技术
最近,合成纤维技术的开发取得了惊人的发展,开发了具备各种新机能的纤维。其中,对于具备“轻量性”的纤维的开发,从以下方面受到关注,即,(1)伴随着出生率降低以及人口老龄化,轻量衣料市场扩大,(2)以户外运动的盛行为基础,轻量或保温衣料的市场扩大,(3)伴随着节能化,车辆内饰材料不断被轻量化等。
例如,有人提出了将聚甲基戊烯(以下简称PMP)作为1种成分的复合纤维(参照专利文献1)。该纤维是将纤维中的PMP的比例设为60~90重量%,从而使纤维密度为1.0g/cm3以下的复合纤维,或将纤维中的PMP的比例设为30~50质量%,从而使纤维比重为1.03以下的复合纤维。虽然确实能够制作轻量性优异的纤维,但为了使轻量性在1.0g/cm3以下,或为1.03,需要大量含有作为主成分的PMP。因此,所谓纤维强度或收缩率高这样的丝物性差。
另外,有人提出了由聚酰胺和低比重树脂构成的低比重单丝(参照专利文献2)。该单丝的目的是作为浮钓用钓丝使用,是确实在水面上或水面下50~100cm之间浮游的钓丝。然而,由于使用了聚酰胺,清洗和耐用性差,在用作衣料用途、工业材料的情况下,可能有用途受到限制的缺点。
另外,有人提出了由聚酯树脂和分子量为6万~17万的苯乙烯·马来酰亚胺树脂制成的轻量聚酯纤维(参照专利文献3)。由于该轻量聚酯纤维通过使苯乙烯·马来酰亚胺树脂的配合量为3~30重量%,从而具有细小空洞,所以轻量性确实优异。然而苯乙烯·马来酰亚胺树脂来源于苯乙烯和马来酰亚胺结构,黄色感非常强,由于在添加时纤维本身变黄,所以难以用作衣料用纤维。另外,该苯乙烯·马来酰亚胺树脂相对于聚酯具有高亲和性。因此,由于树脂之间的粘合性好,所以在使纤维中产生空隙时,纤维强度不能超过4.0cN/dtex,换而言之是强度大幅度降低。
专利文献1:特开平09-157960号公报(权利要求)
专利文献2:特开昭63-296641号公报
专利文献3:特开2000-154427号公报(权利要求、段落[0012])
发明内容
本发明的课题在于消除上述现有技术中的问题点,提供一种轻量性优异、并且强度高、或无黄变、白色性优异等各种纤维物性优异的聚酯纤维。
本发明涉及轻量性优异的纤维,为了获得作为各种衣料材料、或产业材料用途有用的、强度等纤维物性优异的聚酯纤维,本发明人进行了反复深入研究,结果发现,通过使其中含有特定物质而形成特定的纤维结构和纤维物性,能够消除以往技术的缺点,并且能够进一步赋予优点,从而完成了本发明。
即本发明,提供了一种含有聚酯A、和与A不相溶的聚合物B的、在纤维轴方向上具有不连续的空隙、并且色度b*在+5以下、纤维的表观比重在1.20以下的聚酯纤维。
由本发明得到的聚酯纤维,由于在纤维中,如果在纤维轴方向上具有不连续的空隙,并且表观比重在1.20以下,则轻量性非常优异,因而优选。另外对于纤维的颜色,由于色度b*在+5以下,所以纤维无黄色感,因此在用于例如衣料用时没有用途限制。进而,对于纤维物性,由于轻量性优异的同时能够使纤维强度在4.0cN/dtex以上,因此,除了能够作为白衣等制服衣料以外,不用说也能够作为幼儿或老年人用轻量衣料适当地使用,并且,也能够作为运动服用衣料,例如衣服、制服,或例如登山服等在户外运动用途中适合使用。进而作为工业用材料,可适当地用作特别是伴随着节能化而要求轻量化的各种运输工具的车辆内饰材料、捆包材料等需要遮光性的材料。
具体实施方式
本发明的聚酯纤维的主要组成是聚酯。聚酯作为树脂,各种机能均衡良好优异。本发明中所述的聚酯A是指,通过羧酸和醇的酯化反应形成的聚酯,没有特殊限制,可以列举出例如,二羧酸化合物和二元醇化合物通过酯键形成的聚合物,作为这些聚合物,可以列举聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯(也称为聚对苯二甲酸1,3-亚丙基酯)、聚对苯二甲酸丁二酯(也称为聚对苯二甲酸1,4-亚丁基酯)、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯等。
另外,在由这些二羧酸化合物和二元醇化合物通过酯键形成的聚合物中,在不损害本发明的主旨范围内,可以共聚其它成分,作为共聚成分,可以列举例如,作为二羧酸化合物,例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、联苯二甲酸、蒽二甲酸、菲二甲酸、二苯醚二甲酸、二苯氧基乙烷二甲酸、二苯基乙烷二甲酸、己二酸、癸二酸、1,4-环己烷二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-四丁基鏻、壬二酸、十二烷二羧酸、六氢对苯二甲酸等芳香族、脂肪族、脂环族二羧酸以及它们的烷基、烷氧基、烯丙基、芳基、氨基、亚氨基、卤化物等衍生物、加成物、结构异构体、光学异构体,可以单独使用这些二羧酸化合物中的一种,另外,在不损害本发明的主旨的范围内,也可以将2种以上组合使用。
另外作为共聚成分,作为二醇化合物,可以列举例如,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、氢醌、间苯二酚、联苯二酚、萘二酚、蒽二酚、菲二酚、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4’-二羟基二苯基醚、双酚S等芳香族、脂肪族、脂环族二元醇化合物和它们的烷基、烷氧基、烯丙基、芳基、氨基、亚氨基、卤化物等衍生物、加成物、结构异构体、光学异构体,可以单独使用这些二元醇化合物中的一种,另外,在不损害本发明的主旨的范围内,也可以将2种以上组合使用。
另外,作为共聚成分,可以列举在一个化合物中具有羟基和羧基的化合物,即,羟基羧酸,作为该羟基羧酸,可以列举例如,乳酸、3-羟基丙酸酯、3-羟基丁酸酯、3-羟基丁酸酯戊酸酯、羟基苯甲酸、羟基萘甲酸、羟基蒽甲酸、羟基菲甲酸、(羟基苯基)乙烯基羧酸等芳香族、脂肪族、脂环族二醇化合物、以及它们的烷基、烷氧基、烯丙基、芳基、氨基、亚氨基、卤化物等衍生物、加成物、结构异构体、光学异构体,可以单独使用这些羟基羧酸化合物中的一种,另外,在不损害本发明的主旨的范围内,也可以将2种以上组合使用。
进而,作为共聚成分,可以是在1个化合物内具有3个以上可形成酯的官能基的多官能性分子,作为该可形成酯的官能基,可以是羟基、羧基、以及羟基和羧基缩合形成的酯键中的任一个官能基,作为该多官能性分子,可以列举例如,季戊四醇、均苯四甲酸、三羟甲基丙烷、偏苯三酸、三羟甲基丙酸、二季戊四醇、甘油、山梨糖醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丁烷、1,3,5-三羟甲基苯、1,2,6-己三醇、2,2,6,6-四羟甲基环己醇、连苯三酸、均苯三酸、连苯四酸、偏苯四甲酸、5-羟基间苯二甲酸、2,5-二羟基间苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二甲酸等、以及它们的酯化合物,可以是这些化合物的烷基、烷氧基、烯丙基、芳基、氨基、亚氨基、卤化物等衍生物、加成物、结构异构体、光学异构体,可以单独使用这些多官能性分子中的一种,另外,在不损害本发明的主旨的范围内,也可以将2种以上组合使用。在共聚这些多官能性分子的情况下,空隙越多、或空隙越小,则生成越致密,因而优选。
另外,作为本发明中的聚酯,可以是将1个兼有羧酸和羟基两者的芳香族、脂肪族、脂环族等的羟基羧酸化合物作为主要重复单元的聚合物,无特殊限制,例如作为这些聚合物,可以列举例如,聚乳酸、聚(3-羟基丙酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯戊酸酯)等聚(羟基羧酸),除此之外,在不损害本发明的主旨的范围内,在这些聚(羟基羧酸)中可以使用芳香族、脂肪族、脂环族二羧酸成分、或芳香族、脂肪族、脂环族二醇成分,或者也可以共聚多种羟基羧酸。
在这些聚酯中,优选主要重复单元是对苯二甲酸乙二酯、对苯二甲酸丙二酯、对苯二甲酸丁二酯、或乳酸的聚酯,由于主要重复单元是对苯二甲酸乙二酯的聚酯容易表现轻量性,所以最优选。
对本发明的聚酯无特殊限制,可以使用具有供给通常合成纤维的特性粘度(以下IV)的聚酯。虽然无特殊限制,但是例如,如果是聚对苯二甲酸乙二酯,则优选IV为0.4~1.5,进一步优选0.5~1.3。另外,如果是聚对苯二甲酸丙二酯,则IV优选为0.7~2.0,进一步优选为0.8~1.8。或者如果是聚对苯二甲酸丁二酯,则优选IV为0.6~1.5,进一步优选为0.7~1.4。另外在本发明所用的聚酯中,作为不用IV评价的聚酯有以聚乳酸为代表的聚(羟基羧酸),但这些可以用重均分子量(以下,有时仅称作平均分子量)来记载,例如,如果是聚乳酸,则通常使用平均分子量为5万~50万,优选10万~30万的聚乳酸,如果考虑加工性和纺丝性,则可以进一步优选使用平均分子量为15万~25万的聚乳酸。
由于在本发明的聚酯纤维中聚酯A的含量是主要成分,所以聚酯A的含量优选为50重量%以上。特别是,由于在纤维物性方面优选高强度的,所以纤维中聚酯的含量越高越优选,优选为70重量%以上,进一步优选为80重量%以上,更加优选为85重量%以上。另外,由于纤维中含有聚合物B,因而聚酯的含量优选为99重量%以下。
本发明的聚酯纤维,是含有上述聚酯A、和相对于A不相溶的聚合物B的混合纤维。具体地说,由于聚合物B相对于A不相溶,所以在聚酯纤维的纤维单丝的横切面上,聚合物B被混合以岛状存在。本发明中的“不相溶”是指聚酯A和聚合物B在高分子的分子链的尺寸水平上不相溶,在聚酯A中由聚合物B形成的岛的平均尺寸(相当于岛的最短直径的长度)至少具有10nm的大小。在聚酯A和聚合物B具有相溶性的情况下,即,岛状聚合物B的平均尺寸在10nm以下的情况下,所得的纤维在纤维轴方向上不存在不连续的空隙(以下,有时将在纤维轴方向上不连续的空隙仅简称为“空隙”),或者不能充分表现成为轻量性优异的纤维所需要的空隙。即,结果成为轻量性差的纤维。
本发明中的聚合物B,只要相对于聚酯A为如上述那样的不相溶,则无特殊限制,可以使用各种各样的聚合物。作为该聚合物,可以列举例如,聚酰胺类聚合物、聚烯烃类聚合物、和其它的乙烯基聚合物、氟系聚合物、硅氧烷系聚合物、弹性体、聚碳酸酯系聚合物、由酸酐和二胺的环化缩合形成的聚酰亚胺系聚合物、聚酰胺酰亚胺系聚合物、聚醚酰亚胺系聚合物、通过二羧酸酯和二胺的反应形成的聚苯并咪唑系聚合物、此外还有聚砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、脂肪族聚醚系聚合物、芳香族聚醚系聚合物、聚亚苯基硫醚系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚醚酮酮系聚合物、聚丙烯酸酯系聚合物等合成聚合物、和纤维素系聚合物、以及甲壳素、壳聚糖的衍生物等来源于天然高分子的聚合物、其他各种各样的聚合物等。
可以更加具体地列举例如,具有乙烯基的单体通过自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等加成聚合反应、或开环聚合反应合成的聚烯烃和其它的乙烯基聚合物。如果是聚烯烃,则可以列举聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯的均聚物、或共聚物、衍生物,另外,如果是其它的乙烯基聚合物,则可以列举聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氰基乙烯、以及它们的共聚物和衍生物等,但在这些通过加成聚合反应或开环聚合反应合成的聚合物中,从下述的临界表面张力低、或密度小等观点出发,作为优选的聚合物,首先可以列举聚烯烃系聚合物。
在该优选的聚烯烃系聚合物中,作为主要重复结构由烯烃构成的聚烯烃,首先可以列举,使用例如,乙烯、丙烯、丁烯、甲基丁烯、甲基戊烯、乙基戊烯、己烯、乙基己烯、辛烯、癸烯、十四烯、十八烯作为单体的聚烯烃。在这些聚烯烃中,由于熔点高、并且下述临界表面张力低,优选将丙烯、丁烯、或甲基戊烯作为主要重复结构的聚烯烃,进一步优选具有丙烯或甲基戊烯占80摩尔%以上的主要重复结构的聚烯烃的均聚物或共聚物。在该丙烯或甲基戊烯占80摩尔%以上的共聚物中,作为共聚单体,无特殊限制,可以列举例如,碳数为5个以上的脂肪族烃、脂环族烃、芳香族烃、或在侧链中含有这些衍生物的乙烯基化合物。特别是以该甲基戊烯作为主要重复结构的聚烯烃,熔点较高,在200℃以上,并且临界表面张力也低,所以很优异。作为该聚烯烃,可以列举例如三井化学(株)制TPX,但并不特别限于此。
此外,可以列举通过脂环族单体的开环聚合、加成聚合等合成的,例如下述化学式1、化学式2、或化学式3所示的、具有环状结构的聚烯烃系聚合物。
化1
化2
化3
此处的取代基X、Y分别是选自氢、烷基、脂环基、氰基、烷基酯基、脂环酯基中的基团。
作为具有化1~化3的结构的聚合物,可以列举例如JSR(株)制ア一トン(注册商标)、日本ゼオン(株)制ゼオノア(注册商标)、ゼオネツクス(注册商标)等,但具有环状结构的聚烯烃并不特别限于这些。
上述这些作为聚合物B使用的聚烯烃系聚合物,可以是单独使用1种单体的均聚体,或者也可以是使用多种单体的共聚物,进而也可以是将烯烃和其它的乙烯基化合物共聚得到的共聚物。作为共聚成分,具体地可以列举,具有2~6个碳原子的饱和脂肪族羧酸的乙烯基酯、从具有1~20个碳原子的醇衍生的丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯、富马酸、马来酸、衣康酸、柠康酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、纳迪克酸(nadic acid)等不饱和羧酸或该不饱和羧酸的酰卤化物、酰胺、酰亚胺、酸酐、以及酯;苯乙烯或苯乙烯衍生物;丙烯腈或丙烯腈衍生物;乙烯基氧基烷基衍生物(醇型或羧酸型)等乙烯基化合物;或具有脂肪族系的环状结构(脂环结构)的乙烯基化合物。特别是作为共聚成分含有该脂环结构的聚烯烃系聚合物也可被认作是具有上述环状结构的聚烯烃系聚合物,可以列举例如,三井化学(株)制アペル(注册商标)等,但无庸置疑的是,具有该脂环结构的聚烯烃系聚合物不限于这些。
在这些聚合物中,在作为优选的例子列举的聚烯烃系聚合物中,从形成纤维的空隙生成性高的观点出发,优选将丙烯和/或甲基戊烯作为主要重复单元的聚烯烃系聚合物、或具有环状结构的聚烯烃系聚合物、具有脂环结构的共聚聚烯烃系聚合物。
另外,作为聚合物B,在上述的通过加成聚合反应或开环聚合反应合成的聚合物中,从下述的临界表面张力或玻璃化转变温度(Tg)等的观点出发,作为优选的聚合物B可以列举,使用苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、或丙烯腈作为主要重复结构的乙烯基聚合物。特别是,使用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯作为主要重复结构的乙烯基聚合物,其Tg高达90℃以上,在形成本发明的聚酯纤维的情况下,下述的轻量性变高,因而优选。另外,在使用这些苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、或丙烯腈作为主要重复结构的情况下,可以是这之中的多个共聚的共聚物,特别是在丙烯腈作为第2成分共聚的情况下,在作为聚合物B使用时,与聚酯的混合性优异,进一步提高了轻量性。另外,树脂本身的透明性也优异。
另外,作为本发明中的聚合物B,除了上述聚烯烃系聚合物、或乙烯基聚合物以外,还可以列举聚醚系聚合物。这之中,优选以聚苯醚为代表的芳香族聚醚系聚合物。聚苯醚可以是亚苯基氧化物为主要结构构成的均聚体,或者也可以是共聚了第2成分的共聚物,另外,在不损害本发明的主旨的范围内,可含有添加物,即,可以使用聚乙烯系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚酯系聚合物、聚烯烃系聚合物等合金化改性的聚苯醚。作为该聚醚系聚合物,可以列举例如,三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制的ユピエ一ス(注册商标)、レマロイ(注册商标)、和日本ジ一イ一プラスチツクス(株)制的ノリル(注册商标)、旭化成(株)制的ザイロン(注册商标)、住友化学(株)制的ア一トレツクス(注册商标)、ア一トリ一(注册商标)等,无庸置疑的是,作为优选的聚合物B可以列举的聚醚系聚合物不限于这些。
另外,作为本发明中的聚合物B,优选聚碳酸酯系聚合物。聚碳酸酯系聚合物,可以是以双酚A和C=O作为主要重复结构构成的均聚体,或者也可以是共聚了第3成分的共聚物,另外,在不损害本发明的主旨的范围内,可含有添加物,即可以是聚苯乙烯系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸系聚合物等合金化改性的聚碳酸酯。作为该改性聚碳酸酯,可以列举例如,三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制的ユ一ピロン(注册商标)和ノバレツクス(注册商标)、日本ジ一イ一プラスチツクス株)制的レキサン((注册商标)、住友ダウ(株)制的カリバ一(注册商标)、帝人化成(株)制的パンライト(注册商标)、出光石油化学(株)制的タフロン(注册商标)等,无庸置疑,作为优选的聚合物B可以列举的聚碳酸酯系聚合物不限于这些。
本发明中的聚合物B,如下述那样,由于纤维本身不带黄色感的是好的,因而优选不具有马来酰亚胺结构。马来酰亚胺一般是通过马来酸酐与氨或与伯胺反应得到的结构,有N-烷基马来酰亚胺、N-环烷基马来酰亚胺、或N-苯基马来酰亚胺等结构,作为特别容易着色的已知有N-苯基马来酰亚胺结构。在聚合物B具有该马来酰亚胺结构的情况下,一般聚合物带有来源于马来酰亚胺结构的黄色。因此,在与聚酯混合形成纤维的情况下,纤维本身容易带黄色,结果用途受到限制,因而不优选。另外,马来酰亚胺结构与聚酯的亲和性非常高,由于聚酯和聚合物B之间亲和性过高,容易缺乏空隙生成性。因此,有时不能显现充分的轻量性,进而有时由于空隙生成差、所得纤维的遮光性降低,所以不优选。或在欲显现充分的轻量性的情况下,反而有时纤维强度易变低,不耐用。特别是聚合物B,在具有马来酰亚胺结构并且含有马来酸酐残基的情况下,聚酯和聚合物B容易反应,反而根本不能体现轻量性,或即使体现出轻量性,但纤维强度明显变差。作为该具有带黄色感的马来酰亚胺结构的聚合物,可以列举例如,电气化学(株)制的苯乙烯·马来酰亚胺(类型:MS-NA等)。
本发明中的聚合物B,可以单独使用上述列举的各种各样的聚合物中的一种,或者也可以在不损害本发明的主旨的范围内,并用多种。
本发明中的聚合物B,优选密度为1.0g/cm3。在该聚合物B的密度比1.0g/cm3大的情况下,为了使纤维的表观比重在1.20以下,例如,在纤维轴方向上形成不连续的空隙时,使该空隙存在越多越好。但是在空隙过多时,反而引起强度低下,容易断丝。
该聚合物B,密度越小越优选,优选密度为0.95g/cm3以下,特别优选为0.90g/cm3以下。在该聚合物B中,作为密度为1.0g/cm3以下的,可以使用例如,上述列举的聚烯烃,以乙烯、丙烯、丁烯、甲基丁烯、甲基戊烯、乙基戊烯、己烯、乙基己烯、辛烯、癸烯、十四烯、十八烯等作为单体的聚烯烃。特别是使用丙烯作为主要单体的聚丙烯比重为0.91g/cm3,使用甲基戊烯为主要单体的聚甲基戊烯的比重为0.83g/cm3,这些作为密度小的聚烯烃优选。这些聚烯烃可以是单独使用一种单体的均聚体,或者也可以是使用多种单体的共聚物。另外,也可以是这些烯烃与其它的烯属不饱和化合物共聚得到的共聚物,具体地可以列举,来源于具有2~6个碳原子的饱和脂肪族羧酸的乙烯基酯;由具有1~20个碳原子的醇衍生的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯;富马酸、马来酸、衣康酸、柠康酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、纳迪克酸(nadic acid)等不饱和羧酸或该不饱和羧酸的酰卤化物、酰胺、酰亚胺、酸酐、以及酯;苯乙烯或苯乙烯衍生物;丙烯腈或丙烯腈衍生物;乙烯基氧基烷基醇或其衍生物、乙烯基氧基烷基羧酸或其衍生物等烯属不饱和化合物。这些聚合物B,可以单独使用1种,或者在不损害本发明主旨的范围内,也可以并用多种。
另外,对本发明中的聚合物B的平均分子量无特殊限制,但从与聚酯的混炼性优异、或在纤维中的形态保持性、刚性等方面出发,数均分子量优选为2000~10000000,进一步优选为5000~5000000,更加优选为10000~1000000。
本发明中的聚合物B,从轻量性更加优异、并且得到的聚酯纤维的丝物性优异的观点出发,优选含量为1~30重量%,进一步优选为3~20重量%,更加优选为3~15重量%。
本发明中的聚合物B,从在本发明的聚酯纤维的混合界面上容易生成空隙、结果使比重更小,轻量性优异的观点出发,该聚合物B的临界表面张力优选为35dyne/cm以下,进一步优选为33dyne/cm以下,更加优选为32dyne/cm以下。另外,虽然该聚合物B的临界表面张力越低越优选,但通常得到的聚合物B的临界表面张力为10dyne/cm以上。作为该临界表面张力在35dyne/cm以下的优选的聚合物B,可以列举,在上述的烯烃单体或其它的烯属不饱和化合物构成的聚烯烃中的、丙烯和/或甲基戊烯占80摩尔%以上的均聚体或共聚物;使用选自苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、或丙烯腈中的一个或多个作为主要重复结构的乙烯基聚合物;具有环状结构的聚烯烃系聚合物;或具有脂环结构的共聚聚烯烃系聚合物。作为特别优选的可以列举甲基戊烯占80摩尔%以上的均聚体或共聚物。
另外,对于本发明的聚酯的临界表面张力,虽然也无特殊限制,但由于在象上述那样在纤维轴方向上生成不连续空隙时,与聚合物B的剥离性越高越优选,因而聚酯的临界表面张力优选高于35dyne/cm,进一步优选为38dyne/cm以上。例如聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等的聚酯系聚合物的临界表面张力均约为43~46dyne/cm,另外,作为脂肪族聚酯的聚乳酸和聚羟基乙酸临界表面张力约为36dyne/cm。另外进而,与能够更加提高临界表面张力的共聚成分,例如含有磺基间苯二甲酸盐、和磷酸盐等的极性基团成分,与它们共聚的聚酯等与未共聚含有这些极性基的成分的聚酯相比,由于可以得到更大的临界表面张力,所以优选。另外,临界表面张力用下述的G.方法来定义。
本发明的聚合物B,从聚酯纤维的耐热性良好、高温下的轻量性优异的观点出发,熔点(Tm)优选为150℃以上,进一步优选为180℃以上。此处的熔点(Tm)是用下述的实施例F.的方法定义的。作为满足该Tm范围的聚合物B,在由上述的链烯单体或其它的烯属不饱和化合物构成的聚烯烃中,除了丙烯和/或甲基戊烯占80摩尔%以上的均聚物或共聚物以外,作为特别优选的还可以列举具有环状结构的聚烯烃系聚合物和具有脂环结构的共聚聚烯烃系聚合物。
对本发明中的聚合物B的熔融粘度,无特殊限制,通常使用在所用聚酯的熔融纺丝温度下、剪切速度为10sec-1时,剪切粘度为1~10000帕斯卡秒的聚合物,优选为10~5000帕斯卡秒。此处的该熔融粘度可用下述的J.方法测定。
在本发明的聚酯纤维中,如上所述的形成岛成分的聚合物B,从在拉伸聚酯纤维时在纤维轴方向上容易生成不连续的空隙、所得纤维的轻量性高的观点出发,聚合物B的玻璃化转变温度(Tg)优选比聚酯的玻璃化转变温度(Tgp)高5℃以上。此处的玻璃化转变温度(Tg)是用下述实施例中的F.方法定义的。该Tg进一步优选比Tgp高10℃以上,更加优选高30℃以上,特别优选高50℃以上。通过使聚合物B的Tg比聚酯的Tgp高5℃以上,在拉伸时生成空隙过程中,由于不仅聚酯和聚合物B的界面出现剥离,而且聚合物本身出现了开裂和剥离,所以更加增加了轻量性,变得非常优异。进而,在熔融纺丝中,由于聚合物B在比聚酯还高的温度下固化,形成有利于生成空隙的岛结构,从而提高轻量性,因而优选。该聚合物B的玻璃化转变温度(Tg),从更适于生成空隙的观点出发,优选85℃以上,进一步优选为90℃以上,更加优选为110℃以上,特别优选为130℃以上。作为满足这些条件的聚合物B,优选的可以列举,使用选自苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、或丙烯腈中的一个或多个为主要重复结构的乙烯基聚合物;具有环状结构的聚烯烃系聚合物;或具有脂环结构的共聚聚烯烃系聚合物;上述芳香族聚醚系聚合物;上述聚碳酸酯系聚合物;聚砜系聚合物(テイジンアモコエンジニアリングプラスチツクス社的ユ一デル(注册商标)等);聚醚砜系聚合物(アモコ社的レ一デルA(注册商标)、BASF社的ウルトラゾ一ンE(注册商标);住友化学社的スミカエクセル(注册商标)等);聚丙烯酸酯系聚合物(ユニチカ社的UPOLYMER(注册商标)等)等。另外,各聚酯的玻璃化转变温度Tgp按照下述F.的方法,如果是聚对苯二甲酸乙二酯在约72℃下,如果是聚对苯二甲酸丙二酯在约47℃下,如果是聚对苯二甲酸丁二酯在约24℃下,如果是聚乳酸在约58℃下,如果是聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯在约87℃下,如果是聚萘二甲酸乙二酯在约122℃下,分别可观测到。
对本发明中的聚合物B,无特殊限制,但可在不损害本发明主旨的范围内含有少量阻燃剂、润滑剂、防氧化剂、结晶核剂、封端剂等添加剂。
作为本发明的向聚酯中添加聚合物B的方法,无特殊限制,可以列举例如,(A)在通常的聚酯的聚合反应中,在聚酯的聚合反应停止之前的任意阶段进行添加的方法,(B)在聚酯的纺丝时添加聚合物B,通过挤出机(extruder)或静态混合机(static mixer)等混炼机在常压或减压下进行熔融混炼的方法,(C)在通常的聚酯的聚合反应中,高浓度地添加聚合物B,同时通过挤出机或静态混合机等混炼机添加未添加聚合物B的聚酯,从而进行稀释,在常压或减压下熔融混炼的方法,(D)在聚酯中添加聚合物B,通过挤出机或静态混合机等混炼机在常压或减压下高浓度地熔融混炼后,在聚酯的纺丝时,同时通过挤出机或静态混合机等混炼机添加未添加聚合物B的聚酯,从而进行稀释,在常压或减压下熔融混炼的方法,(E)以溶液状态在聚酯中添加·混炼聚合物B,供给纺丝的方法,(F)在聚酯的纺丝中,在吐出以前的任意阶段将聚合物B的熔融体或溶液从喷嘴状的管等吐出,使其含在聚酯中的方法等,其中优选采用上述的(B)、(C)或(D)的方法。
本发明的聚酯纤维,有时聚酯和聚合物B的相溶性差。因此,优选含有相溶化剂。作为本发明中的相溶化剂,是指在使海成分中含有聚合物B时,通过改变在混合界面上的相互作用,提高两者的相溶性,控制该聚合物B的分散径的化合物。作为该相溶化剂,可以采用低分子化合物或高分子化合物等各种各样的化合物,例如,作为低分子化合物可以列举,十二烷酰基苯磺酸钠、烷基磺酸酯钠盐、甘油基单硬脂酸酯、四丁基鏻对氨基苯磺酸酯等阴离子系或阳离子系的表面活性剂、两性表面活性剂、聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚1,4-丁二醇、聚丙二醇等聚(亚烷基氧基)二醇、氧化乙烯/氧化丙烯共聚物等的非离子系表面活性剂等。
另外,作为可以作为相溶化剂被列举的高分子化合物,使用分别相对于聚酯和聚合物B相溶性或亲和性高的高分子化合物即可,可以列举例如,聚苯乙烯系聚合物、聚丙烯酸酯系聚合物、聚甲基丙烯酸酯系聚合物、聚(乙烯醇/乙烯)共聚物、聚(乙烯醇/丙烯)共聚物、聚(乙烯醇/苯乙烯)共聚物、聚(醋酸乙烯基酯/乙烯)共聚物、聚(醋酸乙烯基酯/丙烯)共聚物、聚(醋酸乙烯基酯/苯乙烯)共聚物等乙烯基系聚合物或共聚物、离聚体(ionomer)、通过化学修饰侧链部分使耐热性和熔融可塑性提高的多糖类、聚氧化烯或聚(氧化烯/乙烯)共聚物、聚(氧化烯/丙烯)共聚物等的氧化烯和各乙烯基衍生物的共聚物、或聚氧化烯的衍生物、对苯二甲酸亚烷基酯和烷撑二醇的共聚物、对苯二甲酸亚烷基酯和聚(亚烷基氧基)二醇的共聚物、对苯二甲酸亚烷基酯和聚亚烷基二醇的共聚物等聚合物、共聚物等。其中,如果考虑作为相溶化剂的效果大、形成本发明的纤维时的良好的丝物性,则优选聚苯乙烯系聚合物、聚丙烯酸酯系聚合物、聚甲基丙烯酸系聚合物、对苯二甲酸亚烷基酯和烷撑二醇的共聚物、对苯二甲酸亚烷基酯和聚(亚烷基氧基)二醇的共聚物、聚(亚烷基氧基)二醇、对苯二甲酸亚烷基酯和聚亚烷基二醇的共聚物、或这些聚合物的衍生物。
以下,对于被认为是优选的对苯二甲酸亚烷基酯和聚亚烷基二醇、对苯二甲酸亚烷基酯和烷撑二醇的共聚物、对苯二甲酸亚烷基酯和聚(亚烷基氧基)二醇的共聚物、或聚(亚烷基氧基)二醇或其衍生物的具体例进行说明,但无庸置疑,本发明中的相溶化剂不限于这些。
作为对苯二甲酸亚烷基酯和聚亚烷基二醇的共聚物,是选自对苯二甲酸乙二酯、对苯二甲酸丙二酯、对苯二甲酸丁二酯、对苯二甲酸-1,5-戊二酯、对苯二甲酸-1,6-己二酯等中的对苯二甲酸亚烷基酯与选自聚乙二醇、聚丁二醇等中的聚亚烷基二醇形成的共聚物,可以分别使用对苯二甲酸亚烷基酯和烷撑二醇中的各一种,或者也可以使用多种。没有特殊限制,但具体的可以列举聚(对苯二甲酸乙二酯/聚乙二醇)共聚物、聚(对苯二甲酸丙二酯/聚乙二醇)共聚物、聚(对苯二甲酸丁二酯/聚丁二醇)共聚物等。
作为对苯二甲酸亚烷基酯和烷撑二醇的共聚物,是由选自对苯二甲酸乙二酯、对苯二甲酸丙二酯、对苯二甲酸丁二酯、对苯二甲酸-1,5-戊二酯、对苯二甲酸-1,6-己二酯等中的对苯二甲酸亚烷基酯与选自乙二醇、丙二醇、丁二醇(或1,4-丁二醇)、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的烷撑二醇形成的共聚物,可以使用对苯二甲酸亚烷基酯和烷撑二醇中的各一种,或也可以使用多种。虽然无特殊限制,但具体可以列举出,聚对苯二甲酸乙二酯/丁二醇共聚物、聚对苯二甲酸丙二酯/乙二醇共聚物、聚对苯二甲酸丁二酯/1,4-丁二醇共聚物等。
作为对苯二甲酸亚烷基酯和聚(亚烷基氧基)二醇的共聚物,是由选自对苯二甲酸乙二酯、对苯二甲酸丙二酯、对苯二甲酸丁二酯、对苯二甲酸-1,5-戊二酯、对苯二甲酸-1,6-己二酯中的对苯二甲酸亚烷基酯与选自二甘醇、三甘醇、聚(亚乙基氧基)二醇、双丙甘醇、聚(亚丙基氧基)二醇、由氧化乙烯和氧化丙烯的共聚物构成的聚(亚乙基氧基/亚丙基氧基)二醇等中的聚(亚烷基氧基)二醇形成的共聚物,可以分别使用对苯二甲酸亚烷基酯和聚(亚烷基氧基)二醇中的各一种,或者也可以使用多种。没有特殊限制,可以具体地列举出例如,聚对苯二甲酸乙二酯/二甘醇共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯/聚(亚乙基氧基)二醇共聚物、聚丁二醇/聚(亚乙基氧基)二醇共聚物、聚对苯二甲酸丙二酯/聚(亚乙基氧基)二醇共聚物等。
作为聚(亚烷基氧基)二醇或其衍生物的主要化学结构,只要具有由脂肪族、芳香族、脂环族等的碳构成主链的基(或基团)和氧原子互相结合那样的重复结构即可。例如,可以使用将下述通式(4)所示那样的单一亚烷基氧基作为重复单元的聚(亚烷基氧基)二醇。
-[(CH2)a-O]m- …(4)
作为满足式(4)式的聚(亚烷基氧基)二醇,可以列举例如,聚(亚乙基氧基)二醇(a=2)、聚(亚丙基氧基)二醇(a=3)、聚(四亚甲基氧基)二醇(a=4)等聚(亚烷基氧基)二醇。
另外,作为聚(亚烷基氧基)二醇,可以是例如下述通式(5)所示那样的、不同的亚烷基氧基交互、无规、或嵌段的共聚物。
-{[(CH2)a-O]m-[(CH2)b-O]n}x- …(5)
作为满足式(5)的聚(亚烷基氧基)二醇,可以列举例如聚(氧基亚乙基/氧基亚丙基)共聚物(a=2或3,b=2或3,另外a与b可相同,也可不同)、聚(氧基四亚甲基/氧基亚乙基/氧基亚丙基)共聚物(a=1或2或3,b=1或2或3,另外a与b可相同,也可不同)等那样的不同的氧基亚烷基共聚物等。
进而,作为聚(亚烷基氧基)二醇,可以单独使用1种上述通式(4)或(5)所示的聚亚烷基氧基,另外,在不损害本发明主旨的范围内,也可以组合使用2种以上。
作为这些低分子量化合物或高分子量化合物的相溶化剂,可以单独使用1种,也可以在不损害本发明的主旨的范围内,将2种以上组合使用。对其没有特殊限制,但作为相溶化剂,优选可以列举,明成化学工业制聚氧化乙烯的アルコツクス(注册商标)、东丽·杜邦制的ハイトレル(注册商标)、新日铁化学制聚苯乙烯系树脂的エスチレン(注册商标)等。
作为本发明的聚酯纤维中的相溶化剂的含量,从更加有效显现相容化效果、所得的聚酯纤维的纤维物性更优异的观点出发,相溶化剂的含量,优选相对于聚合物(B)为10~200重量%,进一步优选为20~100重量%。
作为本发明中向聚酯中添加相溶化剂的方法,无特殊限制,可以列举例如,(A)在通常的聚酯的聚合反应中,在聚酯的聚合反应停止之前的任意阶段添加的方法,(B)在聚酯的纺丝时添加相溶化剂,通过挤出机或静态混合机等混炼机在常压或减压下进行熔融混炼的方法,(C)在通常的聚酯的聚合反应中,高浓度地添加相溶化剂,同时通过挤出机或静态混合机等混炼机添加未添加相溶化剂的聚酯,从而进行稀释,在常压或减压下熔融混炼的方法,(D)在聚酯中添加相溶化剂,通过挤出机或静态混合机等混炼机在常压或减压下高浓度地熔融混炼后,在聚酯的纺丝时通过挤出机或静态混合机等混炼机同时添加未添加相溶化剂的聚酯,从而进行稀释,在常压或减压下熔融混炼的方法,(E)以溶液状态在聚酯中添加·混炼相溶化剂,供给纺丝的方法等,对这些方法没有特殊限制,但优选采用上述的(A)、(B)或(C)的方法。
本发明中的聚酯纤维,需要加工成纤维的形状。纤维指的是,具有细长形状,长度相对于其表观直径的比至少为20的物质,作为代表的形状可以列举例如,在现有的合成纤维的制造中制作的长纤维(filament)、短纤维(staple)、天然纤维的棉、羊毛、麻、真丝等。另外,关于纤维的纤维直径,没有特殊限制,但从纤维物性优异、或在形成布帛时进一步提高加工性的观点出发,纤维直径优选为5000μm以下,进一步优选的是1000μm以下,更加优选的是200μm以下。另外,对于纤维直径的下限,优选为0.01μm以上,进一步优选为0.03μm以上。
另外,对纤维的剖面形状无特殊限制,可以列举例如圆形、多角形、多叶型、中空型等,但从纤维具有稳定的物性的观点出发,优选圆形,或从提高轻量性的观点出发,优选多叶型和中空型。虽然没有特殊限制,但作为中空型可以列举,通过将纺丝吐出孔的形状做成能够吐出例如C型或井型而形成中空那样的形状,得到中空纤维,或将可使用药液溶出的成分作为芯成分得到芯鞘纤维后,溶出芯成分而获得中空纤维的方法等。
本发明中的聚酯纤维,是聚酯和聚合物B形成的纤维,该聚合物B与纤维轴垂直的纤维横切面中的平均分散直径优选为5μm以下,因为这样在纤维中的纤维轴方向的不连续的空隙致密、轻量性优异。本发明的聚酯纤维是混合有聚合物B的纤维,如上所述,在聚酯形成海成分、聚合物B形成岛成分时,该岛成分在纤维轴方向上以不连续的分散化或伸长化存在。因此,在本发明的聚酯纤维中,聚酯与该聚合物B的混合界面的面积变得非常大,在形成轻量纤维的情况下,在相对于纤维轴垂直的纤维横切面中可看到的、在纤维轴方向上不连续的空隙数变得非常多,结果成为轻量性优异的聚酯纤维。但是,在纤维中的岛成分在纤维轴方向上连续的情况下,即在聚酯纤维是芯鞘复合纤维或海岛复合纤维的情况下,已经不是混合纤维,其复合界面(芯和鞘的界面或海和岛的界面)的面积与混合纤维相比非常小,没有空隙生成,或空隙生成明显降低,非常缺乏轻量性。
另外,在如上所述的聚合物B在与纤维轴垂直的纤维横切面中平均分散直径为5μm以下时,上述那样的混合界面的面积变得非常大,在纤维轴方向上不连续的空隙数变得非常多,成为轻量性非常优异的聚酯纤维,而且,没有生成空隙过大的纤维,不易产生纤维缺陷,所以聚酯纤维的纤维强度也不低,形成非常优异的纤维。但是,在聚合物B在与纤维轴垂直的纤维横切面中的平均分散直径大于5μm的情况下,由于混合界面面积降低,所以空隙数易变少,有轻量性变差的趋势。或者有时纤维强度也变低。因此,本发明中的聚合物B在与纤维轴垂直的纤维横切面中的平均分散直径,与纤维的单丝直径相比越小越好,优选为3μm以下,进一步优选为1μm以下,更加优选为0.5μm以下。另外,该平均分散直径相对于与纤维轴垂直的纤维横切面的直径(也称为纤维直径)的比例,从生成更多的空隙或者纤维物性优异的观点出发,[纤维直径/岛成分的平均分散直径]的值优选为5以上,进一步优选为10以上,更加优选为100以上。
本发明的聚酯纤维,白色性优异,色度b*在+5以下。所谓色度b*在+5以下是,纤维本身黄色感少、白色性优异的指标。由此在下述的各种用途、特别是衣料用途中能够用于各种用途,因而优选。特别是在追求白色的白衣等制服用途中非常理想。为了使色度b*在+5以下,优选在纤维中尽量不添加产生黄色感的物质。如果更具体的讲,作为聚合物B优选仅使用极少量黄色感强的物质,或者即使是黄色感弱的物质,也优选不太大量的添加。进一步优选该色度b*在+4以下,另外,对于下限,色度b*越小越好,只要在-60以上,就无特殊问题,优选在-40以上,更加优选在-20以上,特别优选在-10以上。
本发明的聚酯纤维,如上所述,在纤维轴方向上存在不连续的空隙。除了通过具有空隙使本发明的聚酯纤维轻量性非常优异因而优选以外,还因为空隙细小使纤维结构中不易产生缺陷,纤维强度也变得优异。在本发明的纤维中纤维轴方向上产生不连续的空隙的详细理由或机理仍然不清楚。但是,推测该空隙是有可能由于(1)聚酯A与相对于A不相溶的聚合物B的混合界面剥离,(2)该聚合物B在纺丝时或拉伸时不跟随聚酯A的变形,从而断裂扩散,(3)将聚酯A和聚合物B的界面作为起点,聚酯A本身或聚酯A与聚合物B的复合体裂开等这些剥离、开裂等现象与其说是单独,不如说是复合产生的,通过协同效果,沿着纤维轴方向产生不连续的空隙。进而,由于这些空隙的生成在纤维中是无规则的显现的,所以能够推测空隙在纤维轴方向上也是不连续的。
该在纤维轴方向上的不连续的空隙,虽没有特别限制,但在与纤维轴垂直的纤维横切面中,该空隙的平均值径优选为0.10~5μm,通过使该平均直径在该范围内,不仅轻量性优异,而且没有空隙坍塌。该平均直径更加优选为0.10~3μm,特别优选为0.15~1μm。另外,对于该空隙的平均直径,其在纤维剖面内的分布可能与空隙的坍塌存在关系,特别是在与纤维轴垂直的纤维横切面中,在共有纤维剖面中心的纤维剖面形状相似、并且纤维半径是由于一半的剖面形状将原来的纤维的剖面形状分为纤维的外层部和内层部的情况下,优选存在于内层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径比存在于外层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径大。通过这样,在纤维的中心部配置直径大的空隙,另外在纤维的外层部配置直径小且致密的空隙,对纤维的弯曲,空隙能够不易坍塌,并且可具备高轻量性。另外,该空隙的平均直径,是通过下述的C.项测定的。特别是,在该内层部存在的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径,优选比在外层部存在的在纤维轴方向上不连续的空隙的平均直径大1.2倍以上。
另外,关于该在纤维轴方向上不连续的空隙,在与纤维轴垂直的纤维横切面中,直径为0.1μm以上的在纤维轴方向上不连续的空隙的数的平均(即,平均空隙数),从优选该空隙难以坍塌的观点出发,优选为100~100,000个,更加优选为300~50000个,特别优选为500~30,000个。另外,该平均空隙数,是通过下述C.项中的方法算出的。
另外,虽然对于显示纤维中的空隙的容积比例的空隙率没有特别限制,但本发明的纤维的表观比重,如下所述为1.20以下,从轻量性优异的观点出发,优选具有15%以上的空隙率,进一步优选具有25%以上的空隙率。
本发明的聚酯纤维,虽然没有特殊限制,但从形态稳定性和耐候性优异、或从在衣料用或工业用的各种材料中的各种使用环境中采用的收缩特性的观点出发,在温水(70℃)或热水(98~100℃)中,保持15分钟时,优选的收缩率为50%以下,进一步优选为30%以下,更加优选为25%以下。
另外,本发明的聚酯纤维,虽然没有特殊限制,但除了形态稳定性优异以外,鉴于衣料用或工业用的各种材料的允许变形度,优选变形小的,所以优选在20℃下的纤维的伸度在100%以下,进一步优选为60%以下,更加优选为50%以下。另外,虽然对纤维的伸度的下限没有特殊限制,但作为在生产上可达到的纤维的伸度,优选为3%以上,进一步优选为5%以上。
作为制造本发明的聚酯纤维的制造方法,没有特殊限制,可以采用通常使用的合成纤维的制造方法,可以采用例如,同时将树脂的熔融体或溶液从喷嘴吐出的、熔融纺丝法、湿式纺丝法、干式纺丝法、干湿式纺丝法等方法等各种各样的制造方法,但从具有工序非常简便、生产性优异、可自由控制纤维的剖面形状的优点出发,优选熔融纺丝法。在通过熔融纺丝法、湿式纺丝法、干式纺丝法、或干湿式纺丝法等方法获得纤维时,虽然没有特殊限制,但根据需要,优选一旦冷却至本发明所用的聚酯A的玻璃化转变温度以下,优选以100~10000m/分、进而优选为300~8000m/分、特别优选以500~6000m/分的牵引速度牵引后,不卷取或一旦卷取后,优选以1.5倍以上的拉伸倍数进行拉伸加工或拉伸假捻(draw texture)加工。这里作为产生空隙的方法,优选采用对纤维施加拉伸应力从而产生空隙的方法,如果举例的话,可以列举在纺丝时将卷取得到的未拉伸丝高倍率地拉伸的方法、在纺丝时不卷取未拉伸丝而进行连续高倍率地拉伸的方法、在纺丝时以高速牵引的方法等,或者也可以是通过将卷取纤维或行走中的纤维加热或用特定的光照射,使聚酯纤维中的聚合物B收缩的方法等,可以分别采用任意方法。在这些方法中,从工序简便并且容易控制空隙生成的观点出发,优选将在纺丝时卷取得到的未拉伸丝高倍率地进行拉伸的方法,或优选在纺丝时不卷取未拉伸丝而连续进行高倍率拉伸的方法。特别是在该拉伸工序中,聚酯纤维不经加热或经加热的针状物、滚筒状物、圆盘状物、加热的液状热介质、蒸汽状热介质、或非接触型的加热器加热后,通过1阶段或多阶段的拉伸,为了更有效地生成上述空隙,优选通过在高张力下使用针状物、盘状物、加热的液状热介质或蒸汽状热介质进行加热的同时进行拉伸。特别是在使用加热至40~90℃的温水作为热介质的加热拉伸中,由于生成空隙、能够获得轻量性优异的聚酯纤维,所以优选。另外,虽然也可以将拉伸加工过的聚酯纤维原样不变地卷取,但优选在拉伸温度+10℃以上的温度下热定型以后进行卷取。
另外,在拉伸假捻加工中的聚酯纤维,在拉伸后一边加热,或不加热,或将未拉伸丝通过已加热的针状物、滚筒状物、盘状物、加热的液状热介质、蒸汽状热介质、或非接触型的加热器等进行加热后,用圆盘状物或带状物进行假捻加工。被拉伸假捻加工过的聚酯纤维,虽然可以保持原样不变的状态或没有特别限制,但优选在拉伸假捻温度+10℃以上的温度进行热定型以后进行卷取。
本发明的聚酯纤维,在不妨碍本发明的效果的范围内,可以配合除了聚酯、聚合物B、和上述优选的相溶化剂以外的聚合物。
本发明中的聚酯纤维的具有表观比重为1.20以下的特征。不用说在用作幼儿或老人用衣料使用的情况下,在用作运动用制服或户外用衣料用的情况下,纤维的表观比重小、同等大小(体积)下的轻量性优异,这成为非常好的特性。进而,在考虑用作产业用材料的情况下,在负荷同等的强力时,除了由于重量轻,在搬运中非常理想以外,反之由于在成为同等重量的情况下,能够形成具有更大的强力的材料,所以非常优异。因此,该聚酯纤维的表观比重优选为1.10以下,进一步优选为1.05以下,更加优选为1.00以下,特别优选为0.95以下。另外,虽然表观比重越小越好,但作为下限,作为可生产的表观比重通常为0.10以上,一般能够达到·生产表观比重为0.40以上的纤维。
本发明中的聚酯纤维的纤维强度,越高越好,考虑实用性,优选4.0cN/dtex以上。不用说在上述的用作幼儿或老人用衣料的情况下,在用作运动用制服或户外用衣料的情况下,进而考虑用作工业用材料的情况时,人们均追求结实的材料。另外,即使在考虑作为纤维或布帛时的加工性的情况下,人们也追求丝物性的高强度。因此,该聚酯纤维的强度优选为4.2cN/dtex以上,进一步优选为4.5cN/dtex以上,更加优选为4.7cN/dtex以上。虽然该强度越高越优选,但仅能获得10cN/dtex以下强度的纤维,通常能够获得8cN/dtex以下强度的纤维。
本发明的聚酯纤维,在不损害本发明主旨的范围内,可以保持少量阻燃剂、润滑剂、防氧化剂、结晶核剂、封端剂等添加剂。
本发明的聚酯纤维,通过在纤维中形成在纤维轴方向上不连续的空隙、通过与所用的相溶化剂的协同效果,能够发挥吸湿性、吸水性、保温性等效果。例如,对于吸湿性,在作为衣料用布帛,一部分或全部使用本发明的聚酯纤维的情况下,从在穿着时能够获得无发粘感的更舒适的穿着感的观点出发,作为本发明的聚酯纤维的吸湿性指标的吸湿性指数(ΔMR)的值优选为0.10%以上,进而优选0.20%以上。这里如果具体说明ΔMR,是在30℃、90%RH下的吸湿率(MR2)减去在20℃、65%RH下的吸湿率(MR1)的值(ΔMR%=MR2-MR1)。ΔMR是用于通过在穿着衣服时衣服内的湿气向外界空气放出从而获得舒适性的推动力(driving force),是将进行轻~中度的作业或运动时的衣服内的温度用30℃、90%RH为代表、将外界空气温度以20℃、65%RH为代表,取二者之差的数值。在本发明中,作为吸湿性的评价尺度,使用该ΔMR作为指标,ΔMR越大表示吸放湿能力越高,对应穿着时的舒适性越良好。
由于本发明的聚酯纤维轻量性优异,所以即使作为纤维本身也非常有用,纤维可以直接使用,但从轻量性优异的角度出发,可以制成在一部分或全部布帛中使用了本发明的聚酯纤维的纤维制品。在一部分或全部中使用了本发明的聚酯纤维的布帛是指,塔夫绸(taffeta)、斜纹(twill)、缎纹(sateen)、双绉(crepe de chine)、派力司(palace)、乔其纱(georgette)等的织物;平编、罗纹编、两面编、单梳栉经平(single tricot)编、(双梳栉)经绒-经平(half tricot)编等编物、以及通过化学粘合法、热粘合(thermalbond)法、针刺(needle punch)法、射流针刺(water jet punch)(水针:spun lace)法、针脚式粘合(stitch bond)法、毛毡(felt)法等方法形成的无纺布,对于生丝、加捻纱线、加工丝等纤维形态等没有特殊限制。另外,当然,只要是织物或编物,就可以接受常规方法的精炼、染色、热定型等加工,或只要是无纺布,就可以用轧光、轧纹(emboss press)、紧密(compact)加工、柔软加工、热定型等物理的处理加工;粘合(bonding)加工、层合加工、涂布加工、防污加工、防水加工、防静电加工、防过敏加工、防虫加工、卫生加工、泡沫树脂加工等化学处理加工;以及其它的应用微波、应用超声波、应用远红外线、应用紫外线、应用低温等离子体等应用处理,作为最终形态,作为衣料品也可以进行缝制。
另外,一部分使用了本发明的聚酯纤维的纤维制品是指,特征为使用了本发明的聚酯纤维和至少一种选自不同于本发明的合成纤维、半合成纤维、天然纤维等,例如纤维素纤维、毛、绢、弹力纤维、醋酸酯纤维中的纤维的混用布帛。如果具体举例,作为纤维素纤维,可以列举棉、麻等天然纤维、钢氨丝、人造丝、波里诺西克纤维(polynosic),对于与这些纤维素纤维混用的聚酯纤维的含有率,没有特殊限制,但为了发挥纤维素纤维的手感、吸湿性、吸水性、抗静电性,并且为了发挥本发明的聚酯纤维的轻量性,优选25~75%。另外,混用布帛中所用的毛、绢,能够将现有的毛、绢直接使用,对于与这些毛、或绢混用的聚酯纤维的含有率,为了发挥毛的手感、保暖性、体积大,并且发挥绢的手感、摩擦时的声音,而且为了发挥本发明的聚酯纤维的轻量性,优选25~75%。另外,对混用布帛中所用的弹力纤维,没有特殊限制,可以列举,被干式纺丝或熔融纺丝的聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚1,4-丁二醇的共聚聚对苯二甲酸丁二酯纤维为代表的聚酯系弹性丝等,在使用弹性纤维的混用布帛中,聚酯纤维的含有率优选为60~98%左右。在聚酯纤维的含有率超过70%的情况下,由于能够抑制伸缩特性,所以能够用于户外服、便装等用途。另外在小于70%的情况下,由于具有该伸缩特性,能够用于内衣、紧身内衣、游泳衣等用途。另外,对于在混用布帛中使用的醋酯纤维没有特殊限制,可以使用二醋酸酯纤维,也可以使用三醋酸酯纤维。对于与这些醋酸酯纤维混用的聚酯纤维的含有率,为了发挥醋酸酯纤维的手感、鲜明性、光泽,并且为了发挥本发明的聚酯纤维的轻量性,优选为25~75%。
在这些各种的混用布帛中,对于本发明的聚酯纤维的形态、混用方法,没有特殊限制,可以使用公知的方法,可以列举例如,作为混用方法使用经丝或纬丝的交织织物、双面(reversible)织物等织物、特里科经编织物、拉舍尔经编针织物等编物,也可以实施其它的混捻、并纱、经纬交错。
使用本发明的轻量性优异的聚酯纤维而形成的纤维制品,也包括混用品,可以染色,优选采用例如在制编织后,采取通过常规方法精炼、预定型、染色、最后定型的过程。另外,根据需要,优选在精炼后、染色前,通过常法进行碱减量处理。精炼优选在40~98℃的温度范围内进行。特别是在与弹性纤维混用的情况下,边松弛布帛、边精炼能够提高弹性,所以更加优选。虽然染色前后的热定型的一方或两方都可省略,但由于能够提高布帛的形态稳定性、染色性,所以优选进行两方。作为热定型的温度,在120~190℃,优选为140~180℃,作为热定型的时间为10秒~5分,优选20秒~3分。
以下,通过实施例来具体且详细地说明本发明。当然,本发明不受以下实施例的限制。另外,实施例中的物性值通过以下方法测定。
实施例
A.纤维强度的测定
使用オリエンテツク社制テンシロン拉伸试验机,在初期试样长200mm、拉伸速度200mm/分下进行测定,将5次测定的平均值作为测定值。
B.纤维的表观比重的测定和空隙率的计算
纤维的表观比重,按照以下的(a)、(b)的方法测定·计算。
(a)在纤维的表观比重为0.659以上时
参考JIS-L-1013(1999)8.17.1项(日本规格协会发行、化学纤维单丝试验方法)中规定的浮沉法,如果在20℃±0.1℃的温度下,纤维的表观比重为1以上,则使用NaBr水溶液,如果纤维的表观比重在1~0.789之间,则用在重液中使用水、轻液中使用乙醇的混合液体,如果纤维的表观比重在0.789~0.659之间,则用重液中使用乙醇、轻液中使用正己烷的混合液体,确定分别将纤维放置30分钟后的浮沉平衡状态,如上述的8.17.1项的记载,测定既不飘浮、也不沉降的混合液体的比重值,测定5根纤维的比重值,取平均值作为比重值(Q)。
(b)纤维的表观比重小于0.659时
使用仅由本发明的纤维构成的100g±10g的通过下述K.中记载的方法制作的筒编布帛,事先测定重量,另外,将预先知道重量和体积的砝码固定在筒编布帛上,在调制成4℃±1℃的离子交换水中沉降,通过5分钟的超生波进行脱泡处理后,测定筒编布帛的体积,测定10片布帛的比重值,取平均值作为测定比重值(Q)。
空隙率的计算,使用下式。
空隙率(%)=100(1-Q/R),R=100(S1/V1+S2/V2+100-S1-S2)/Vp)
但其中,
R:无空隙时的聚酯纤维的表观比重
S1:聚合物B的添加量(重量%)
S2:相溶化剂的添加量(重量%)
V1:聚合物B的密度(g/cm3)
V2:相溶化剂的密度(g/cm3)
Vp:聚酯A的密度(g/cm3)
对于聚合物B、相溶化剂、和聚酯A的密度(V1、V2、Vp),使用基于上述(a)的浮沉法测定3次的值的平均值。例如,对于聚酯是聚对苯二甲酸乙二酯的情况,分别求出如果是未拉伸丝时为1.34,如果是拉伸丝时是1.38,使用这些数字。但是对于下述的明成化学工业社制的聚(氧化乙烯)的アルコツクス(注册商标:型号E-30或R-150),由于不能用浮沉法测定,因而将密度算作1.0g/cm3。
C.单纤维直径、空隙的平均值径等、平均空隙数、和空隙在纤维轴方向的不连续性的确认
在样品台上粘贴的碳导电胶带上设置单纤维,进行铂蒸镀处理(蒸镀膜压:25~50、处理时间:约120秒)后,使用聚焦离子束(FIB)切削加工-扫描电镜(SEM)观察装置(FEI社制STRATADB235),通过被30kV加速电压加速的Ga聚焦离子束,用粗切削加工(电流:约7000pA、处理时间:约20分)、和精切削加工(电流:约3000pA、处理时间:约4分)的2个工序,在真空度1.4×10-13Pa的氛围气中,进行纤维横切面观察,此时将试样在相对于纤维轴垂直地方向上切削,在进行观察纤维纵切面的情况下,将试样纤维中心附近在与纤维轴平行的方向上切削成纤维直径5倍以上的长度。实施切削加工后,使用该装置所带的扫描电镜,在真空度1.4×10-19Pa的氛围气中,在试样倾斜52度、加速电压5kV的条件下,用倍数200~100000倍的任意倍数进行纤维横切面的观察(确认纤维直径)、和纤维纵切面的观察(确认空隙在纤维轴方向的不连续性)。这里对于该不连续性,通过在1幅纵切面照片中在纤维轴方向上隔断的空隙的存在来确认。在纤维轴方向上具有不连续的空隙的情况评价为○,对该空隙连续、或没有空隙的情况评价为×。另外,对于在纤维轴方向上不连续的空隙的平均直径和平均空隙数,使用将纤维横切面的照片黑白数码化的、三谷商事社制WinROOF(2.3版本)的计算机软件计算。对于该空隙的平均直径,将横切面照片上存在的空隙按照大小顺序排,从前面的100个空隙分别计算其全部面积,通过将该面积值作为基本圆形来计算空隙直径,从它求出平均值从而算出。另外,直径为0.1μm以上的空隙数,是对于纤维横切面中与上述同样算出全部空隙的直径,然后通过数直径为0.1μm的空隙的个数来计算,利用同样的方法,对于比纤维直径还远远偏离的任意5枚纤维横切面求出该平均空隙数。进而,在与纤维轴垂直的纤维的横切面中,对于在纤维的外层部和内层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径进行比较,将纤维横切面看作基本圆形,用直径的一半大小来划分,比较外层部和内层部的平均直径。比较的结果,是将平均直径的比(=[内层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径]/[外层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径])小于1.0评价为不好(△)、1.0以上评价为好(○)、1.2以上的评价为优(◎)。
D.聚合物B在纤维中的非相溶性和平均分散直径的确认
对在环氧树脂中包埋了纤维的树脂块使用氧化钌溶液实施染色,用超薄切片机(ultramicrotome)在与纤维轴垂直的方向上切削,制作单纤维的横切面的超薄切片,用透射电镜(TEM)观察装置(日立制作所制H-7100FA型),在加速电压75kV、倍数为5000~1000000倍的任意的倍数下进行横切面观察,将所得的照片黑白数码化。将该剖面照片通过用三谷商事社制WinROOF(2.3版本)的计算机软件中的图像解析,对聚合物B的非相溶性和平均分散直径进行确认。对于平均分散直径,分别计算将横切面照片上存在的聚合物B按照大小顺序排、前面的100个聚合物B的全部面积,通过将该面积值判断为基本圆形来计算聚合物B的直径的平均值,从而算出。进而,对于非相溶性,如果该平均分散直径为10nm以上,则判断为非相溶。
E.拉伸性的评价
对于拉伸工序中的拉伸性,用在拉伸1kg的未拉伸丝时,发生单丝断开、单丝被卷付在拉伸辊的次数来评价,不可能拉伸的情况或单丝卷付20次以上的情况评价为×(坏),单丝卷付次数10次以上19次以下的评价为△(差),单丝卷付次数4次以上9次以下的评价为○(好),单丝卷付次数3次以下的评价为◎(优)。
F.玻璃化转变温度(Tgp或Tg)和熔点(Tm)的测定
使用パ一キンエルマ一社制差热分析装置(DSC-2),在试样10mg、升温速度16℃/分的条件下进行测定。Tm、Tg的定义为,在以升温速度16℃/分测定时,一旦观测到吸热峰温度(Tm1)后,在Tm1+20℃的温度下保持5分钟,然后急冷至室温(急冷时间和室温保持时间合并保持5分钟),再次以16℃/分的升温条件进行测定,此时将作为分段状基线错开观察到的吸热峰温度作为Tg,将作为结晶的溶解温度观测到的吸热峰温度作为Tm。
G.临界表面张力的测定
在由聚酯或聚合物B形成的薄膜中,使用纯水72.8dyne/cm、乙醇(特级以上)22.3dyne/cm、二烷33.6dyne/cm、己烷18.4dyne/cm、20%氨水59.3dyne/cm这5种液体,在20℃、湿度60%、静置的条件下,将液滴放置于平面试样上,在液滴静止时,将液滴接触到的固体平面和液滴与空气层接触的液滴表面构成的角度作为接触角θ来测定,对相对于使用液体的表面张力下的cosθ作图(Zisman plot),通过对完全浸润、即cosθ=1时的表面张力的作图点外推来求出临界表面张力。
H.使用聚乳酸作为聚酯时的重均分子量的测定
使用(株)岛津制作所制高速液相色谱LC-6A(示差折射计RID-6A,泵LC-9A,柱箱CTO-6A,柱子Shim-pack、GPC-801C、-804C、-806C、-8025C),使用氯仿为溶剂(流速1mL/分)、样品量200μL(但为将样品以0.5w/w%溶解在氯仿中的溶液),在柱温40℃下测定。
I.特性粘度(IV)的测定
将试样溶解在邻氯苯酚溶液中,使用奥斯特瓦尔德(Ostwald)粘度计,在25℃下测定。
J.熔融粘度的测定
使用东洋精机社制流动性试验机(キヤピログラフ)1B,在氮气氛围气下、管径9.55mm、喷嘴长10mm、喷嘴内径1mm,对活塞压入速度分别为1、2、5、10、20、50、100、200、500mm/分时进行测定,对所得的值将X轴作为剪切速度[sec-1]、Y轴作为剪切粘度[帕斯卡秒],用双对数坐标作图,求出剪切速度为10sec-1时的剪切粘度值。然后算出5次求出的值的平均值,将它作为熔融粘度的测定值。另外,对于测定时间,为了防止试样的劣化,将5次测量在30分钟之内结束。
K.色度b*的测定
使用复丝,制作宽20/英寸(2.54cm)、节长1mm的筒编标准样品,将8片这种布帛重叠,使用ミノルタカメラ(株)制色彩色差计MINOLTACR-200,叠放在该装置附属的白色板上,将通过目视观测确认不能透现白色板颜色的作为试样。在使用该装置附属的白色板校正后,测定作为该8枚重叠布帛的试样的b*。对各试样在一个测定点测定3次,改变测定点测定3次,将平均结果作为该试样的b*。
L.马来酰亚胺结构的确定
使用BIO-RAD制FT-IR测定装置FTS-40,测定透射光强度,在1184cm-1(来源于C-N键的峰)附近、1384cm-1(来源于5元环结构的峰)附近、和1710cm-1(来源于马来酰亚胺的C=O键的峰)附近都能够分别确认有峰的情况下,判断为具有马来酰亚胺结构。
参考例
在166重量份对苯二甲酸和75重量份乙二醇通过通常的酯化反应得到的低聚物中,添加0.03重量份的作为防着色剂的磷酸的85%水溶液、0.06重量份的作为缩合催化剂的三氧化二锑、0.06重量份的作为调色剂的4水合醋酸钴,进行缩聚反应,得到通常所用的IV0.70的聚对苯二甲酸乙二酯。
使用该聚酯,并且使用双螺杆挤出型熔融纺丝机,在纺丝温度290℃下,使用孔径为0.3mm、孔数为24个的口模进行熔融纺丝,以1200m/分的牵引速度牵引,得到了292dtex-24丝的、剖面形状为圆状的聚酯复丝纤维。在纺丝中没有出现断丝,制丝性优异。
对所得的聚酯纤维进行拉伸,此时将送丝辊的送丝速度设定为10m/分,为了在第1滚筒和第2滚筒之间进行拉伸,作为热源使用在100℃下加热、固定、长为25cm的光滑电热板(以下有时简称为HP),用3.5倍拉伸倍数拉伸,将第2滚筒在150℃下热处理后,用冷滚筒将丝冷却至聚酯的Tg以下,然后卷取。在拉伸中没有出现断丝,拉伸性优异。
实施例1
在使用参考例中得到的聚酯、使用双螺杆挤出型熔融纺丝机进行熔融纺丝时,添加8重量%作为聚合物B的三井化学(株)制聚甲基戊烯(TPX(注册商标),型号RT18,以下简称PMP。下述的PMP881是另外的物质。),与参考例同样地进行熔融纺丝,得到278dtex/24f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。在与参考例同样地用100℃的HP拉伸时,以与送丝速度相同不变的倍数3.5倍进行拉伸。所得的纤维的强度、色度b*、比重等纤维物性、以及制丝时的拉伸性良好。实施例1的结果示于表1。
比较例1
使用参考例中得到的聚酯,在使用双螺杆挤出型熔融纺丝机进行熔融纺丝时,作为聚合物B添加10重量%的专利文献3中记载的电气化学工业(株)制苯乙烯马来酰亚胺共聚物(MS-NA,平均分子量约11万,以下简称MSN),使用与专利文献3的实施例1记载的组成相同的组成,与上述参考例同样地进行熔融纺丝,得到283dtex/24f的、剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。用与参考例同样的方法进行倍数3.0倍的拉伸。与实施例1比较色度b*,b*高,可看到明显变黄。另外,纤维强度比实施例1低。对于制丝性或拉伸性,频频出现断丝,不得不降低拉伸倍数,很不好。
比较例2
在使用参考例中得到的聚酯和实施例1的PMP进行熔融纺丝时,使用芯鞘复合纺丝机,将聚酯作为鞘、PMP作为芯,按照芯∶鞘=8∶92的重量比例进行芯鞘复合纺丝,除此之外,与参考例同样进行熔融纺丝,得到281dtex/24f的、剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。与参考例同样操作进行倍数3.5倍的拉伸。将所得纤维的强度或比重等纤维物性的结果示于表1。虽然制丝性和拉伸性良好,但芯和鞘的界面出现相当程度的剥离,纤维几乎没有轻量化。
实施例2
在使用参考例中所得的聚酯和实施例1的PMP进行熔融纺丝时,使用通常的加压熔融型熔融纺丝机,使聚酯和PMP的重量比例为PMP∶聚酯=8∶92那样,以碎片状直接干混的PMP和聚酯混合物填充进料斗中,通过供给聚合物使其在从纺丝口模直到吐出为止的聚合物流道内混炼那样,进行熔融纺丝(聚合物流道内没有配设混合器等),除此之外,在与参考例同样的条件下纺丝,得到281dtex/24f的、剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。用与参考例同样的方法进行倍数4.0倍的拉伸。所得纤维的强度或比重等纤维物性的结果示于表1。比重为1.19,具有良好的轻量性。
表1
项目 | (单位) | 参考例 | 实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | 实施例2 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PET | PET | PET | PET | PET |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | - | PMP | MSN | PMP | PMP |
密度 | g/cm3 | - | 0.83 | 1.18 | 0.83 | 0.83 | |
临界表面张力 | dyne/cm | - | 24 | 38 | 24 | 24 | |
熔点 | ℃ | - | 240 | 250 | 240 | 240 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 35 | 202 | 35 | 35 | ||
含量 | 重量% | - | 8 | 10 | 8 | 8 | |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | - | 19 | 5 | 19 | 19 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | - | - | - | - | - |
含量*1 | 重量% | - | - | - | - | - | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 4.5 | 4.1 | 3.4 | 4.4 | 3.5 |
表观比重 | - | 1.37 | 0.98 | 0.95 | 1.25 | 1.19 | |
空隙率 | % | 0.0 | 25.2 | 30.0 | 4.6 | 9.2 | |
非相溶性 | ○或× | - | ○ | ○ | - | ○ | |
色度b* | - | +2.0 | +2.4 | +7.2 | +2.2 | +2.3 | |
空隙的平均直径 | μm | - | 0.38 | 0.21 | - | 0.78 | |
平均空隙数 | 个 | - | 835 | 1723 | - | 290 | |
空隙的不连续性 | ○或× | - | ○ | ○ | × | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | - | 3.2 | 1.7 | - | 5.1 | |
平均直径比 | ○~△ | - | ○ | ◎ | - | ○ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ○ | △ | ◎ | ○ |
*1相对于聚合物B的相溶化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
实施例3
使用参考例中得到的聚酯,使用双螺杆挤出型熔融纺丝机,在进行熔融纺丝时,分别添加5重量%的作为聚合物B的PMP、和相对于PMP添加量的20重量%的作为相溶化剂的对苯二甲酸乙二酯和聚(亚乙基氧基)二醇的共聚物(以下,简称为PET-PEG;聚(亚乙基氧基)二醇成分为10%的共聚物,是与参考例的聚对苯二甲酸乙二酯进行同样的聚合、用同等程度的搅拌扭矩获得的共聚物),与参考例同样操作进行熔融纺丝,得到285dtex/24f的、剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。将所得的纤维用与参考例同样的方法进行3.7倍的拉伸。强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且制丝性、拉伸性优异。实施例3的结果示于表2。
比较例3
除了在实施例3中不添加PMP以外,其余与实施例3同样地进行熔融纺丝和拉伸。比较例3的结果示于表2。在不添加PMP的情况下,虽然制丝性、拉伸性优异,但在纤维轴方向上没有发现不连续的空隙,没有轻量化。
实施例4
除了在实施例3中分别含有作为聚合物B的15重量%グランドポリマ一制聚丙烯(グレ一ド J108M,以下简称为PP)、和相对于PP添加量为20重量%的作为相溶化剂的东丽·杜邦(株)制ハイトレル(注册商标、型号4057,以下简称ハイトレル)以外,其余按照与实施例3同样的方法进行熔融纺丝,得到了282dtex/24f的、剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。将所得的纤维用与参考例同样的方法进行3.7倍的拉伸。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例4的结果示于表2。
实施例5
除了在实施例3中分别含有作为聚合物B的15重量%的三井化学(株)制聚乙烯(ハイゼツクス(注册商标)、グレ一ド 8200B、以下简称PE)、相对于PE含量的33重量%的作为相溶化剂的明成化学工业社制的平均分子量约为30万的作为聚氧化乙烯的アルコツクス(注册商标、型号E-30、以下简称E-30),其余按照与实施例3同样的方法进行熔融纺丝,得到了289dtex/24f的、剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。接着与参考例同样地进行3.6倍的拉伸,关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例5的结果示于表2。
表2
项目 | (单位) | 实施例3 | 比较例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PET | PET | PET | PET |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | PMP | - | PP | PE |
密度 | g/cm3 | 0.83 | - | 0.91 | 0.94 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 24 | - | 29 | 31 | |
熔点 | ℃ | 240 | - | 165 | 125 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 35 | - | -20 | -120 | |
含量 | 重量% | 8 | - | 15 | 15 | |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | 19 | - | 14 | 12 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | PET-PEG | PET-PEG | PBT-PTMG | E-30 |
含量*1 | 重量% | 20 | 20 | 20 | 33 | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 5.2 | 5.4 | 5.1 | 4.8 |
表观比重 | - | 0.69 | 1.38 | 0.83 | 0.89 | |
空隙率 | % | 47.3 | 0.0 | 34.5 | 29.8 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | - | ○ | ○ | |
色度b* | - | +2.8 | +3.0 | +3.3 | +2.6 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.27 | - | 0.32 | 0.35 | |
平均空隙数 | 个 | 1327 | - | 983 | 861 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | - | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 0.78 | - | 0.41 | 0.59 | |
平均直径比 | ○~△ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
*1相对于聚合物B的相溶化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
实施例6~9
在实施例3中,除了对PMP的含量进行种种更改,将相溶化剂的PET-PEG相对于PMP的含量改为40重量%,这样分别含有以外,其余与实施例3同样进行熔融纺丝,分别获得了实施例6为290dtex/36f、实施例7为283dtex/36f、实施例8为288dtex/36f、实施例9为284dtex/36f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。接着与参考例同样分别对实施例6,8进行倍数3.7倍、对实施例7,9进行倍数3.3倍的拉伸。
从表3可明显看出,实施例8、9比实施例6、7的轻量性等纤维物性优异,纺织、拉伸性也优异。即通过使聚合物B的含量处于合适的量,能够使所得拉伸丝更加轻量性或纤维物性变得优异。
表3
项目 | (单位) | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PET | PET | PET | PET |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | PMP | PMP | PMP | PMP |
密度 | g/cm3 | 0.83 | 0.83 | 0.83 | 0.83 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 24 | 24 | 24 | 24 | |
熔点 | ℃ | 240 | 240 | 240 | 240 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 35 | 35 | 35 | 35 | |
含量 | 重量% | 1.0 | 25 | 3.0 | 20 | |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | 19 | 19 | 19 | 19 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | PET-PEG | PET-PEG | PET-PEG | PET-PEG |
含量*1 | 重量% | 40 | 40 | 40 | 40 | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 5.7 | 4.8 | 5.4 | 5.1 |
表观比重 | - | 0.96 | 0.87 | 0.81 | 0.76 | |
空隙率 | % | 29.9 | 25.6 | 40.1 | 37.0 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ |
色度b* | - | +2.1 | +4.5 | +2.4 | +3.0 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.31 | 0.55 | 0.34 | 0.51 | |
平均空隙数 | 个 | 501 | 2545 | 845 | 1852 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 0.32 | 0.73 | 0.38 | 0.50 | |
平均直径比 | ○~△ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ○ | ◎ | ◎ |
*1相对于聚合物B的相溶化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
实施例10~13
在实施例4中,除了将PP的含量取为10重量%、对相溶化剂的PBT-PTMG相对于PP的含量进行种种更改,这样分别含有以外,其余与实施例4同样进行熔融纺丝,分别获得了实施例10为298dtex/48f、实施例11为280dtex/48f、实施例12为295dtex/48f、实施例13为287dtex/48f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。接着与参考例同样分别进行倍数3.5倍的拉伸。从表4可明显看出,实施例12、13比实施例10、11轻量性更优异,另外拉伸性也优异。即,通过使相溶化剂的含量处于合适的量,所得拉伸丝轻量性等的纤维物性变得优异。
表4
项目 | (单位) | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PET | PET | PET | PET |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | PP | PP | PP | PP |
密度 | g/cm3 | 0.91 | 0.91 | 0.91 | 0.91 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 29 | 29 | 29 | 29 | |
熔点 | ℃ | 165 | 165 | 165 | 165 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | -20 | -20 | -20 | -20 | |
含量 | 重量% | 10 | 10 | 10 | 10 |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | 14 | 14 | 14 | 14 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | PBT-PTMG | PBT-PTMG | PBT-PTMG | PBT-PTMG |
含量*1 | 重量% | 10 | 200 | 25 | 100 | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 4.1 | 4.6 | 5.5 | 5.3 |
表观比重 | - | 0.90 | 0.92 | 0.77 | 0.81 | |
空隙率 | % | 31.2 | 26.5 | 41.0 | 36.8 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
色度b* | - | +2.8 | +3.9 | +3.0 | +3.3 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.73 | 0.65 | 0.71 | 0.66 | |
平均空隙数 | 个 | 956 | 1294 | 1093 | 1186 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 1.1 | 0.35 | 0.51 | 0.43 | |
平均直径比 | ○~△ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ○ | ○ | ◎ | ◎ |
*1相对于聚合物B的相落化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
实施例14~17
在与实施例3同样进行熔融纺丝时,作为聚合物B使用日本ゼオン(株)制ゼオノア(注册商标、型号1600R、以下称为ゼオノア),对其含量进行种种更改,不使用相溶化剂,除此以外,与实施例3同样进行熔融纺丝,分别获得了实施例14为480dtex/48f、实施例15为465dtex/48f、实施例16为474dtex/48f、实施例17为470dtex/48f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。接着与参考例同样分别对实施例14、16进行倍数5.4倍,对实施例15、17进行倍数5.3倍的拉伸。从表5可明显看出,实施例16、17比实施例14、15轻量性更优异,另外拉伸性也优异。
表5
项目 | (单位) | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | |
聚酯特性 | 种类 | PET | PET | PET | PET | |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | ゼオノア | ゼオノア | ゼオノア | ゼオノア |
密度 | g/cm3 | 1.01 | 1.01 | 1.01 | 1.01 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 31 | 31 | 31 | 31 | |
熔点 | ℃ | 不显示*4 | 不显示*4 | 不显示*4 | 不显示*4 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 163 | 163 | 163 | 163 | |
含量 | 重量% | 2 | 15 | 5 | 10 | |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | 12 | 12 | 12 | 12 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | - | - | - | - |
含量*1 | 重量% | - | - | - | - | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 6.2 | 4.6 | 5.5 | 5.3 |
表观比重 | - | 1.07 | 0.88 | 0.89 | 0.85 | |
空隙率 | % | 21.9 | 32.9 | 34.4 | 36.2 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
色度b* | - | +3.0 | +3.5 | +3.0 | +3.3 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.21 | 0.27 | 0.23 | 0.26 | |
平均空隙数 | 个 | 1102 | 3250 | 1659 | 2248 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 0.20 | 0.26 | 0.23 | 0.24 | |
平均直径比 | ○~△ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ○ | ◎ | ◎ |
*1相对于聚合物B的相溶化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
*4在DSC测定中没有显示熔点
实施例18、19
在实施例3中,除了分别含有10重量%的作为聚合物B的JSR(株)制降冰片烯树脂ア一トン(注册商标、实施例17、型号F5023、以下称为ア一トン)或三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制ユピエ一ス(注册商标、实施例18、型号AH90、以下称为PPE)ア一トン、3重量%的PPE以外,其余与实施例3同样进行熔融纺丝,分别获得了实施例18为314dtex/24f、实施例19为320dtex/24f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。对所得纤维用与实施例3同样的使用了HP的拉伸方法对实施例18、19都进行倍数3.7倍的拉伸。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性分别优异,或良好,另外拉伸性也分别优异,或良好。实施例18、19的结果示于表6。可以看出,即使没有相溶化剂,ア一トン或PPE相对于聚酯的相溶性也优异,另外,玻璃化转变温度高、轻量性非常优异。
实施例20
在实施例3中,除了分别含有10重量%作为聚合物B的ゼオノア、相对于ゼオノア的添加量为40重量%作为相溶化剂的PET-PEG以外,其余按照与实施例3同样的方法进行熔融纺丝,得到了290dtex/24f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。对所得纤维用与实施例3同样的使用了HP的拉伸方法进行倍数3.7倍的拉伸。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例20的结果示于表6。由于ゼオノア的玻璃化转变温度高,所以所得纤维的轻量性非常优异。
实施例21
在实施例14中,除了含有10重量%作为聚合物B的住友ダウ(株)制聚碳酸酯カリバ一(注册商标、型号301-10、以下称为PC)以外,其余按照与实施例14同样的方法进行熔融纺丝,得到了605dtex/24f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。另外,与实施例3同样地使用HP进行倍数5.5倍的拉伸。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例21的结果示于表6。由于PC的玻璃化转变温度高,所以所得纤维的轻量性非常优异。
实施例22
在实施例3中,除了含有10重量%作为聚合物B的(株)日本触媒制甲基丙烯酸甲酯/马来酸亚胺系聚合物ポリイミレツクス(注册商标、型号PML203、以下称为PIM)以外,其余按照与实施例3同样的方法进行熔融纺丝,得到了592dtex/24f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维。另外,与实施例14同样进行倍数5.4倍的拉伸。关于所得拉伸丝,虽然作为聚合物B使用的PIM是具有马来酰亚胺结构的聚合物,但由于PIM是具有甲基丙烯酸甲酯这样的特殊的主要重复结构的聚合物,所以黄色感没有原来那样强。因此,所得的拉伸丝色度b*低、良好,除此之外,比重等纤维物性也优异。
表6
项目 | (单位) | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PET | PET | PET | PET | PET |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | ア一トン | PPE | ゼオノア | PC | PIM |
密度 | g/cm3 | 1.08 | 1.07 | 1.01 | 1.20 | 1.20 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 34 | 47 | 31 | 43 | 38 | |
熔点 | ℃ | 不显示*4 | 不显示*4 | 不显示*4 | 不显示*4 | 不显示*4 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 166 | 172 | 163 | 149 | 168 | |
含量 | 重量% | 10 | 3 | 10 | 10 | 10 | |
临界表面張力差*3 | dyne/cm | 12 | 4 | 4 | 0 | 5 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | - | - | PET-PEG | - | - |
含量*1 | 重量% | - | - | 40 | - | - | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 5.5 | 4.8 | 5.1 | 5.1 | 4.6 |
表观比重 | - | 0.82 | 1.08 | 0.88 | 0.99 | 0.92 | |
空隙率 | % | 38.9 | 21.1 | 33.5 | 27.2 | 32.3 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
色度b* | - | +2.4 | +4.8 | +3.1 | +2.7 | +4.1 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.22 | 0.76 | 0.33 | 0.25 | 0.21 |
平均空隙数 | 个 | 3552 | 531 | 1349 | 2238 | 4267 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 0.28 | 0.66 | 0.44 | 0.22 | 0.23 | |
平均直径比 | ○~△ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ○ |
*1相对于聚合物B的相溶化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面上的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
*4在DSC测定中没有显示熔点
实施例23
在反应容器中装入130份(6.7摩尔份)对苯二甲酸二甲酯、114重量份(15摩尔份)的1,3-丙二醇、0.24份(0.014摩尔份)1水合醋酸钙盐、0.1份(0.01摩尔份)2水合醋酸锂盐,通过一边蒸去甲醇、一边进行酯交换反应得到低聚物,在低聚物中添加0.065份磷酸三甲酯和0.134份四丁氧基钛,一边蒸去1,3-丙二醇,一边进行缩聚反应,得到碎片状的预聚体。将所得的预聚体,进一步在220℃、氮气流下进行固相聚合,得到IV1.12的聚对苯二甲酸1,3-丙二酯(以下称PPT)。
在使用所得的PPT进行熔融纺丝和拉伸时,分别含有7重量%作为聚合物B的三井化学制PMP(但型号为Dx881、以下称为PMP881)、相对于PMP881的添加量为29重量%的作为相溶化剂的新日铁化学制エスチレン(注册商标、型号MS200,以下称エスチレン),在纺丝温度260℃下,所得未拉伸丝是520dtex/24f的剖面形状为圆形聚酯复丝纤维,拉伸时的电热板的温度为80℃、拉伸倍数为4.5倍,除此之外,其余按照与参考例同样的方法进行熔融纺丝和拉伸。所得拉伸丝强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例23的结果示于表7。
实施例24
在实施例23中,除了分别含有15重量%作为聚合物B的三井化学制アペル(注册商标、型号6015T、以下称アペル)、相对于アペル的添加量为13重量%的作为相溶化剂的东丽·杜邦(株)制ハイトレル(注册商标、型号4057、以下称ハイトレル)以外,其余按照与实施例23同样的方法进行熔融纺丝,得到了314dtex/24f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维,进行倍数3.7倍的拉伸。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例24的结果示于表7。
实施例25、26
在300重量份L-丙交酯中添加0.005重量份作为催化剂的辛酸锡,在进行氮气置换后,在170℃下反应,得到重均分子量为15.3万的聚乳酸(以下称PLA)。
在使用所得PLA用与参考例同样的方法进行熔融纺丝和拉伸时,分别含有作为聚合物B的5重量%(实施例25)或10重量%(实施例26)的PMP881,另外在实施例26中含有相对于PMP881的添加量为30重量%的作为相溶化剂的实施例5中所用的アルコツクス(注册商标)的平均分子量为10万的型号R-150(以下称R-150),纺丝温度为240℃,拉伸时的电热板温度为90℃,拉伸倍数为4.5倍,除此以外,其余按照与参考例同样的方法进行熔融纺丝,分别得到了实施例25为317dtex/36f、实施例26为312dtex/36f的剖面形状为圆形的聚酯复丝纤维,分别利用与实施例3同样的方法进行倍数3.7倍的拉伸。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且拉伸性也优异。实施例25和26的结果示于表7。
表7
项目 | (单位) | 实施例23 | 实施例24 | 实施例25 | 实施例26 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PPT | PPT | PLA | PLA |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 36 | 36 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 47 | 47 | 58 | 58 | |
重合物B特性 | 种类 | - | PMP881 | アペル | PMP881 | PMP881 |
密度 | g/cm3 | 0.83 | 1.02 | 0.83 | 0.83 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 24 | 32 | 24 | 24 | |
熔点 | ℃ | 240 | 不显示*4 | 240 | 240 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 35 | 142 | 35 | 35 | |
含量 | 重量% | 7 | 15 | 5 | 10 |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | 19 | 11 | 12 | 12 | |
相溶化剂特性 | 种类 | エスチレン | ハイトレル | - | R-150 | |
含量*1 | 重量% | 29 | 13 | - | 30 | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 4.5 | 4.3 | 4.2 | 4.0 |
表观比重 | - | 0.87 | 0.91 | 0.92 | 0.88 | |
空隙率 | % | 27.7 | 24.7 | 21.6 | 23.0 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
色度b* | - | +3.0 | +2.6 | +2.7 | +3.0 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.51 | 0.44 | 1.2 | 0.73 | |
平均空隙数 | 个 | 2248 | 1892 | 534 | 950 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 0.41 | 0.62 | 0.46 | 0.38 | |
平均直径比 | ○~△ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
*1相对于聚合物B的相溶化利的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
*4在DSC测定中没有显示熔点
实施例27~30
对于在实施例1、3、16、22中通过熔融纺丝得到的未拉伸丝,在进行拉伸时,使送丝辊的送丝速度为10m/分,为了在第1滚筒和第2滚筒间进行拉伸,设置长80cm的浴长、加热至液温80℃的水浴缸,通过使纤维在其中通过,分别进行实施例27(使用实施例1的未拉伸丝)倍数为5.0倍、实施例28(使用实施例3的未拉伸丝)倍数为5.2倍、实施例29(使用实施例16的未拉伸丝)和实施例30(使用实施例22的未拉伸丝)的倍数为5.5倍的拉伸(以下简称为液浴拉伸),然后用第2滚筒在130℃下热定型得到拉伸丝。关于所得拉伸丝,强度、色度b*、或比重等纤维物性优异,并且由于液浴拉伸能够更均一的加热,拉伸性也优异。实施例27~30的结果示于表8。可以看出,与热板拉伸法相比,液浴拉伸能够生成更加致密的空隙。
表8
项目 | (单位) | 实施例27 | 实施例28 | 实施例29 | 实施例30 | |
聚酯特性 | 种类 | - | PET | PET | PET | PET |
临界表面张力 | dyne/cm | 43 | 43 | 43 | 43 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 72 | 72 | 72 | 72 | |
重合物B特性 | 种类 | - | PMP | PMP | ゼオノア | PIM |
密度 | g/cm3 | 0.83 | 0.83 | 1.01 | 1.20 | |
临界表面张力 | dyne/cm | 24 | 24 | 31 | 38 | |
熔点 | ℃ | 240 | 240 | 不显示*4 | 不显示*4 | |
玻璃化转变温度 | ℃ | 35 | 35 | 163 | 168 | |
含量 | 重量% | 8 | 8 | 5 | 10 | |
临界表面张力差*3 | dyne/cm | 19 | 19 | 12 | 5 | |
相溶化剂特性 | 种类 | - | - | PET-PEG | - | - |
含量*1 | 重量% | - | 20 | - | - | |
原丝物性 | 强度 | cN/dtex | 4.8 | 5.4 | 5.8 | 5.1 |
表观比重 | - | 0.92 | 0.68 | 0.85 | 0.82 | |
空隙率 | % | 29.8 | 48.1 | 37.3 | 39.7 | |
非相溶性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
色度b* | - | +2.3 | +2.7 | +2.8 | +3.8 | |
空隙的平均直径 | μm | 0.36 | 0.25 | 0.21 | 0.20 | |
平均空隙数 | 个 | 1156 | 2387 | 2513 | 4854 | |
空隙的不连续性 | ○或× | ○ | ○ | ○ | ○ | |
平均分散直径*2 | μm | 3.1 | 0.77 | 0.22 | 0.23 | |
平均直径的比 | ○~△ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
拉伸性 | ◎~× | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
*1相对于聚合物B的相溶化剂的比例
*2平均分散直径:在纤维单丝横切面中的聚合物B的平均分散直径
*3聚酯A的临界表面张力与聚合物B的临界表面张力的差
*4在DSC测定中没有显示熔点
工业可利用性
利用本发明的聚酯纤维的优异的轻量性、纤维物性、以及没有黄变的后顾之忧等,除了能够用于例如白衣等制服衣料、内衣、T恤衫、衬衫、游泳衣、女士衣料、男士衣料等以外,当然能够理想的用作幼儿或老年人用轻量衣料,还可以理想地用作运动用衣料,例如高尔夫服、门球、棒球、网球、足球、乒乓球、排球、篮球、橄榄球、美式足球、曲棍球、田径比赛、三项全能、速滑、冰上曲棍球等的服饰或制服、或户外运动用途,例如靴、包、护身三角绷带、袜子、登山服。进而,作为工业用材料,特别是随着节能化要求轻量化的机动车、船舶、飞机、铁道等的地毯、壁材等的车辆内饰材料、其它例如绳子、帐篷、窗帘、遮阳板或用于各种搬运的捆包材、或用于各种施工现场那样的挂布和保温布等遮光性和保温性衣料和材料也可理想使用。
Claims (16)
1.一种聚酯纤维,含有聚酯A、和与A不相溶的聚合物B,在纤维轴方向上具有不连续的空隙,并且色度b*在+5以下,纤维的表观比重在1.2以下。
2.如权利要求1所述的聚酯纤维,聚合物B不含有马来酰亚胺结构。
3.如权利要求1所述的聚酯纤维,在与纤维轴垂直的纤维横切面中,在纤维轴方向上不连续的空隙的平均直径为0.10~5μm。
4.如权利要求1所述的聚酯纤维,在与纤维轴垂直的纤维横切面中,在纤维轴方向上不连续的空隙中,直径0.10μm以上的空隙的平均数为100~100,000个。
5.如权利要求1所述的聚酯纤维,纤维强度为4.0cN/dtex以上。
6.如权利要求1所述的聚酯纤维,在与纤维轴垂直的纤维横切面中,在共有纤维剖面中心的纤维剖面形状类似、并且纤维半径被一半的剖面形状将原来的纤维的剖面形状分为纤维的外层部和内层部的情况下,存在于内层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径比存在于外层部的在纤维轴方向上的不连续的空隙的平均直径大。
7.如权利要求1所述的聚酯纤维,聚合物B的临界表面张力为10dyne/cm~35dyne/cm。
8.如权利要求1所述的聚酯纤维,聚合物B的密度在1.0g/cm3以下。
9.如权利要求8所述的聚酯纤维,聚合物B是以甲基戊烯为主要重复结构的聚烯烃系聚合物。
10.如权利要求1所述的聚酯纤维,聚合物B的玻璃化转变温度(Tg)比聚酯的玻璃化转变温度(Tgp)高5℃以上。
11.如权利要求1所述的聚酯纤维,聚合物B的玻璃化转变温度(Tg)为85℃以上。
12.如权利要求11所述的聚酯纤维,聚合物B是具有环状结构的聚烯烃系聚合物。
13.如权利要求11所述的聚酯纤维,聚合物B是聚碳酸酯系聚合物。
14.如权利要求1所述的聚酯纤维,含有相溶化剂。
15.如权利要求14所述的聚酯纤维,相溶化剂的含量相对于聚合物B为10~200重量%。
16.一种纤维制品,一部分或全部使用了权利要求1~15的任一项所述的聚酯纤维。
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