TW200408739A - Polytrimethylene terephtalate conjugate fiber and method of preparing the same - Google Patents

Description

200408739 玖、發明說明： [發明所屬之技術領域] 本發明（廣義而言）係關於一種聚酯類共軛纖維及製 備此類纖維之方法。詳言之，本發明係關於一種聚醋類共 輛纖維及製備此類纖維之方法，其包含將二類具有不同特 性黏度之聚酿類進行共輛紡紗，而製成一種具有並列橫切 面的纖維，並接著進行熱處理及鬆他加工以使該纖維產生 自我-可皺縮性與總品質。更特別地，本發明係關於一種梦 備聚醋類共輛纖維之方法，其在即使兩聚合物之特性黏度 寺性黏度差異小之情況下，亦能夠發展出可敏 '、伯11並&供良好的紡紗可操作性。 [先前技術] 習知技藝中已知有數種製備並列共 戈表性實例係藉由將㈣與其具有高可收縮性二物 另：種二產生並列纖維而製備得此類共軛纖維，而 生並列二：:由=::::咖 有惡化的物理性…：缺點在於共聚物代表性地具 縮程度有限。=種方:紡紗操作性，且物 。藉由習知方法制係錯由纺紗-拉伸法製備扁平紗 ^明所提供：：法隹：紗：有約3°%之敵縮率（其係 製造之織物。鈇而 H )’因此能提供彈性給所 ，且在且有，:、二應設計其他織物類型以發展出高彈性 性尤其是困難Γ緯線交聯之織物上要獲得令人滿意的彈 200408739 另一種利用兩種聚合物間之特性黏度差異所進行的共 軛紡紗方法之例子係揭示在曰本專利公開案2000-256918 號，其揭示一種可皺縮聚酯共軛纖維，其係藉由將含有其 量大於85%重複單元之對苯二曱酸丙二醇酯及具有三或多 個酯-形成官能基之未共聚化組成的聚酯，A，，與含有其量 大於85 mol%重複單元之對苯二曱酸丙二醇酯及其量為 0.5-0.2 mol%具有三或多個酯_形成官能基之組成的聚酯，b， ，或與含有其量大於85 mol%重複單 醇酷及具有三或多個酯-形成官能基之未共聚化組成的聚醋 ’C’（其特性黏度較聚酯，A，低〇15_〇·3〇)進行共輛紡紗而 製成亚列或偏心、護套-核心類纖維。為使此類共輕纖維產生 可皺縮性，該二聚醋組成間必須具有特性黏度差異大於 〇· 1 5。又’因為在扁平紗形式不易產生皺縮’故呈扁平纱 形式之纖維必須經假撚搓處理加工成假撚紗線以獲得所希 望之可I縮性。由於此項在特性黏度上的差異，纖維在纺 紗f嘴之較低處嚴重彎曲’而使得纺紗操作性非常差/ 其，在並列纖維之二組成間特性黏度差異小的個幸中匕 =得良好纺紗操作性’但卻難以使所得之纖維產生可敵 %内容] [發明之揭示] 聚酯共軛纖 ’力圖達成 維 因此，本發明之一目的係提供一種丑 而其不具有前述之缺點。 本案發明人乃致力於聚酯共軛纖維之 200408739 上述目的，因而發現共軛纖 度差異為0〇5_〇丨〇 T裁，准了稭由將兩種彼此間特性黏 • 1 5之不同聚對笑—一 輕纺紗成為—種具有良好—―甲^丙二㈣類進行共 得，而且所得之操作性之並列纖維而製備 J 1所侍之共輛纖維其 度自我·可皺縮性，此外，當 千紗形式下’亦里現高 差異之聚合物共乾_，心：:間：：小特性黏度 假撫搓處理時，由於令箄取人于之又、、且成共軛纖維進行 入札卩日 、”乂寺來合物之特性黏度差1合 5物間的收縮量不同，且於 /一成承 在扭轉，而蕤并伯兑± 、间/皿下進行之假撚搓會產生潛 堆積性能質。 〃有间度可皺縮性以及足夠的 [貫施方式] [發明之最佳實施態樣] 根據本發明，係提供一 共車厄纖維之方法，其包含將兩對本二甲酸丙二醇醋 ^ _ 、“種/、有不同特性黏度之聚對 本一曱酸丙二醇_ _谁；f子4r* y 中兮IP 成為—種並列纖維，其 : 度是異關係介於⑽至〇.15，於1㈣二種 忒合物間之熔融黏度差里逵 〆、Α 件下。 ”達到低於1咖泊的範圍内之條 此外’本發明提供一種包含 聚對笨二甲酸丙二醇酿 ::有不间特性黏度之 曰"貝〔彼寺間之特性黏度差里範圍传 介於0.05至0.15)，且且古、，t 圭，、犯㈤你 t /、有亚列結構的聚對苯二曱酸丙二 醇酯共軛纖維。 該二類經共軛紡紗而Λ 茉- π ^ - ir _ χ據本奄明之並列纖維的聚對 本一曱酸丙一醇酯類且古处楚ρ日、 貝具有彼寺間之特性黏度差異範圍係介 200408739 於0·05至0.15的不同μ & ^ 寺十生黏度。當特性黏度差異經調整 到0.05至0.15的狹小笳囹 圍’而使該二種聚合物間之炫融 黏度差異低於1 0 0 0泊時， 可在無額外喷嘴設計下經熔融 紡紗得具有如圖1所示έ士播+、， t L / 下、、、口構之亚列纖維，並且具有良好的

紡紗可操作性，此外，亦可禮錄丄W 了僅糟由將兩種彼此具有小特性 黏度差異之聚合物組合，搞h j 適且地設疋擠出機溫度即能獲得 所希望具有良好可皺縮性之纖維。 以下，具有高特性黏度之聚對苯二甲酸丙二醇醋係稱 為”PTT-H”，而具有低牲把孝 有低特性黏度之聚對苯二曱酸丙二醇酯 係稱為，，PTT-L” 〇用於制供士代D窗 用万、衣備本發明聚對苯二甲酸丙二醇酯 (其含有對苯二甲酸酉旨盘而- /、丙一.作為主要組成）共輛纖維 ，較㈣含有未聚合之三官能性醋類形 、、，、本文中方；♦合作用期間所產生作為副產物之雙 (3-經丙基）醚（DPG)及環狀 」汉衣狀又來體的存在量可分別為少於 3.〇m〇1%/雙醇及少於3〜％。_般而言，# pTT_H與 ri_L間之特性黏度差異小於〇·15時，已知由於該二種聚 5間之炫融黏度小亦使得該二聚合物間的收縮量小，如 :不曰產生所希望具有令人滿意之敏縮率的纖維。根據 、=明’當對該二聚合物間之炫融黏度差異及其組合比例 進仃凋正日”即可製備得具有所希望皺縮率之聚對苯二甲 酸^醇酷共輛纖維，即使係使用具有上述相同黏度差異 之♦口物。當該二種聚合物間 、A〆 ！承口 j融黏度差異低於1000 泊（且更佳地低於） 田# Μ Λ 甚至可使用具有小黏度差 兴低方；0 · 1 5之聚合物製得具有令 切衣竹/、q 7人滿思之皺縮率超過3〇% 200408739 的纖維。測量皺縮率 +之方法將料於下，而i縮率應超過 /〇以I k具有足夠彈性之織物。 ^可藉由將該二聚合物於不同溫度下進行擠出，以於該 一聚合物之熔融產物中產4 ^ T產生不同熱累積，或藉由改變且有 咼黏度之聚合物盥且右彻 …、有低黏度之聚合物的組合比例而調節 口亥一承合物間熔融黏度之。 一 左/、馮將ΡΤΤ-Η與ρτΤ-L問仪 融黏度之差異調整至低於 主主低於1000泊，則紡紗溫 於235至275t之範圍内。 又孕乂佳係力 根據本發明，ΡΤΤ- Η另ΡΤΤ τ Μ Η及ΡΤΤ丨具有範圍介於0.7至 1 · 1之相異特性黏度，且兮-取 且4 一承合物間之特性 佳為0.05至〇 15。者夂取入此 又左/、孕乂 "各1合物之特性黏度小於0.7或高於 1.1時，則其紡紗可操作性不佳。 一、 1个仫特別地，根據方程式i Γ 如下文所示）計算得之，κ，值鲂 内 值#乂仏係介於〇<Κ：^〇·〇9之範圍 [方程式1] Κ= {[η]Η- [η]]/{[η]Η+ [η][} 其中，[η]Η為PTT-H之特性對厣，而「n ^

行r生黏度，而[T|]l為pTT_L 黏度。 寸注 較佳地，ΡΤΤ-L具右姓从孝v命& a ”有特性黏度為0.8-0.95且佔 維總重量之30-70%，而PTT H n 、哉 iT-H具有特性黏度為〇.85_ 且佔所得纖維總重量之7〇_3〇%。 · 當將該二聚合物於低於1000泊之炫融黏度差異_ 紡紗，可獲得具諸縮率為3G%之並列纖維。此類纖^ 用於製備彈性織物，但不適合用於製備使用彈力纖維包承 10 200408739 =所Γ成且需要高敵縮率之高彈性織物。根據本發明， :衣備付㈣縮扁平紗，然後再將其進行假撚搓製程， 措此製造出可用於製備具高度彈性織物之原紗。 適用於本發明之纺紗速度較佳係設定於（但非限定於 制〇〇:’〇〇〇米/分鐘。此外，4藉由將於該紡紗速度下 :::備侍之扁平紗進行假撚搓，而獲得具有立體皺縮的高 軛、戴、准，假撚搓β拉伸比例及假撚搓溫度即為重要因 素。假撚搓-拉彳Φ & μ ^ $ 杜 】較彳土為1 ·0至1 ·5，且假撚搓溫度較 仏為100至180°c。 勺八：於拉伸比例為10_15下進行拉伸法，同時伴隨使用 進料滾筒（第一 FR)、加熱器、冷卻平板、摩擦 = 第二進料滾筒（第二FR)(其中各元件次序係 紗線加工步驟排列）之假撚搓機所進行之假撚搓法時 ^乂‘地拉伸法係於第—FR與第二fr之間，於拉伸比 例為1 0 -1 5夕nr a l .•之下元成。於此類個案中’係將紗線於摩擦撚 f衣、之上游區域進行假撚搓，並藉由加熱器熱固定，再 以冷部平板固定紗線之外形。假撫握·拉伸比例較佳為1·⑻ t υ。:且更佳地為u3至i·2。。當假撚搓拉伸比例低 =1 ·〇時，難以維持適當的假撚搓張力而因此使得加工可 %作性差且無法得到高可皺縮性。當假撚搓-拉伸比例超過 :·5且广毛及紗線碎片增加時，則造成不良的可加工性。 可用於本發明之摩擦撚搓裝置包括能夠作用以撚搓及進料 之内接式或外接式摩擦撚搓裝置，且較佳地為一種外接式 軸立型换搓機及帶挾式撚搓機。拉伸比例倍、視聚對苯二甲 11 200408739 酸丙一酵酯未拉伸紗線或經假撚搓紗線之物理性質而定， 其中殘餘伸長率較佳為30_65%，且更佳為35_5〇%。

為增加假撚搓紗線之可皺縮性並因而改善織物之拉伸 性及堆積性能，故於假撚搓-拉伸製程中位於加熱器出口處 鈔線之假撚搓溫度較佳為100至18〇t。當假撚搓溫度低 方、1 00 C日守，織物品質惡化如下：假撚搓張力增加，而因 此導致紗線碎片之產生增加並於假撚搓過程中不當地產生 續糟，立體穩定度或可皺縮性降低，以及於進行作為製備 假撚搓紗線之後加工程序時會引發收縮量差異而使織物發 生顏色改變。當假撚搓溫度高於18代時，紗線較厚區^ 仍保持撚搓形式，因此使其品質惡化，且發生紗線之炫融_ 正口作用而無法獲得立體續褶並使可加工性變差。你由 述假撫搓法製備之扁平紗具有潛在扭轉，且該潛在㈣係 由作為後加工之㈣熱處理所產生，藉此可製造出具有良 好可級縮性、堆積性銥方幽6 積Ui晏_之最終共輕纖維。

纖維根=明:係提供一種聚對苯二甲酸丙二醇醋共輛 g ’、匕3兩類具有不同特性黏度之聚對苯二甲酸丙一 :類，其中彼等間之特性黏度差異範圍係介於… .5。所成之共軛纖維具有並列結構，強度為 g/den，伸長率為 3〇_65%， a · 30%T^ ^ ^卜 鮍，、箱率向於20❶/◦及於伸長率為 州/〇下之弹性回復率高於9〇%。 往往會因該低強度 & _ ' ·0 g/den時’ 加工枓u土 ^ 八深仵片，且於製造織物時之可 加工U不幺。當強度高於3.5 ^ g den日守，則織物的質地差。 田伸長率低於30%時，於纺紗期間會在所得之紗線上產 12 200408739 生午夕、田毛。當伸長率高於65%，則纖維尺度之均一性 (u%)變差。當敏縮率低於遵時，將難以獲得所希望之彈 性'當於伸長率為3G%下之彈性回復率低⑨燃時，則彈 f生回復力不L而使衣物穿著不適，且由於重複變形及對紗 線之摩擦損害亦使紗線欲保持其原始狀態之能力降低，導 致衣物之原本形狀喪失。 本《明將麥照下述實施例與所附載之圖式更進—步詳 細說明。然而，以下實施例僅欲提供例舉說明本發明，而 本發明不受限於該等實施例。 貫施例1 使用如圖2所示裝備有紡紗裝置之擠 50%重量百分比，且有輯性點庚* 心M為 刀匕/、有特性黏度（IV)為1〇之聚對苯二曱酸 τ丙二㈣（用作為PTT_H)與具有IV為G.9,用作為PTT_ 之水對苯二曱酸丙二醇酿於纺紗速度為·米/ 及於擠出機溫度分別為26(Γ(：及265 ^ ^ 3½ - ^ ,) C下，使用並列型紡 :=仃纺紗’然後於拉伸比例為Μ，拉伸温度為55 C及’、、、處理溫度為22代下進行拉伸。以q 將設定為2rc之冷空氣供給至該喷嘴下…。公= :疋付及油率(OPU)為〇_5至10重量百分比。使用 :’、、隹作為經線與緯線’織出重量為i 二然後於1〇rC下進行染色。該二聚合物㈣…τί L)間之特性黏度差異為（U，且，κ，值為〇〇53。” 實施例2至4 根據如實施例1所述之方法製備織布並進行染色，惟 13 將作為PTT-H s + 有IV為1 ·〇之聚對苯二曱酸丙二醇酉旨及 作為 PTT-L I 士 ^ IV為〇 · 9之聚對笨二甲酸丙二醇酉旨的撥 出機溫度變f A , — 又义更為如下表1中所列示之溫度。 實施例5至10 將具有如下表2所示之特性黏度與各種組合比例的 PTT-H 及 ΡΤΤ τ 、 ，於2〇〇〇米/分鐘之速度及於紡紗捲軸溫 度為 2 6 S。(^ nr 、 ’使用並列型紡紗喷嘴進行紡紗，且於拉伸 例為I·5，拉伸溫度為60°C及熱處理溫度為20CTC下進 行拉伸。 貫施例1 1至16 使用裝備有擠出器之紡紗機械，將5〇%重量百分比之 具=特性黏度（IV)為10，作為PTT_H之聚對苯二曱酸丙 一醇醋，與50%重量百分比之具有IV為0.9，作為PTT_L 之聚對苯二甲酸丙二醇醋於纺紗速度為3,5qq米/分鐘，於 紡紗捲軸溫度4 26VC下，使用並列型纺紗噴嘴進行紡紗 :製備得扁平紗。以0.3米/秒之速度將設定為23^之卜六 氣供給至該喷嘴下彳5指公分之位置，並測定得吸= (:扣)為。.4至0.8重量百分比。將所成之紗線伴隨於如下 又3中所列之各種假撚搓溫度及各種拉 拇尨彼G例下’使用假 U逯枝（Murata 33H)進行之假撚搓完成拉伸，而制扩。 握纖維。使用該等纖維作為經線與緯線，窜造 I、、 20〇克/米2之織布然後於105。〇下進行染▲一里為 y、匕。遠二聚物 間之特性黏度差異為〇·1，且，κ，值為〇 〇53。、 σ 一 。以下述方法 評估該等聚合物及纖維之物理性質。 14 200408739 特性黏度（ιν):待充分將各聚合物溶解於12〇ti 1〇/〇 鄰-氯代酚溶液中後，於30°C水浴中使用Ubbel〇hde黏度 計測量特性黏度。 皺縮率（TC，°/°) ·於張力為50 rng/de下，取得一束具 有3000 de之紗線樣本。將樣本於1〇(rc熱水中進行熱處 理20分鐘’其負重為〇·5 mg/de而不使紗線糾、结，藉此產 生皺縮。待該負重移除後，將樣本冷卻4小時並風乾。待 將2 mg/de之負重施予該經風乾之樣本後，測量紗線之長 度。測量得Li後，將2 mg/de+2〇〇 _心之負重施予 該樣本，並經i分鐘後，„紗線之長度h。根據下列之 方程式2，使用所測量的Li與h值計算皺縮率 [方程式2]

TC (%)= {(L^LO/L.jXlOO …所得纖維於伸長率a 30%下之彈性回復率（％。，％): 製得三片具有5.5公分X30公分（經X緯）之織物。將5 公，寬測試片置於張力測試機中，並施予最初載重量以伸 展該測試片。根據低速伸長測量方法（JIS L 1018_70)於 _%/分鐘之速度下，將測試片伸長至伸長率達遵。其 後’將測試片於相同速度下以相反方向進行回I。當應力 到達最：载重應力時’於應力_伸長量曲線估算伸長率⑷ ’並计异各經線及緯線方向 乃向之千均伸長率，然後根據下列 之方程式3計算FR30。 [方程式3] FR3〇 (%)= {(30- ε)/3〇} χ 1〇〇 15 200408739 表1 實施例 擠出機溫度(°C) 紡紗捲軸溫度(°C) K值 PTT-H PTT-L 1 260 265 265 0.053 2 255 265 265 0.053 3 250 265 265 0.053 4 265 260 265 0.053 表2 實施例 PTT-H PTT-L IV差異 K值 IV 比例(wt%) IV 比例(wt%) 5 1.0 50 0.90 50 0.10 0.053 6 1.0 50 0.85 50 0.15 0.008 7 1.0 55 0.90 45 0.10 0.053 8 1.0 60 0.90 40 0.10 0.053 9 1.0 70 0.90 30 0.10 0.053 10 1.0 40 0.90 60 0.10 0.053 表3 實施例 紡紗捲軸溫度(°C) K值 假撚搓-拉伸比例 拉伸溫度(°c) 11 265 0.053 1.1 120 12 265 0.053 1.1 140 13 265 0.053 1.1 160 14 265 0.053 1.05 160 15 265 0.053 1.10 160 16 265 0.053 1.20 160

於上述實施例中所製備得共軛纖維之物理性質及皺縮 率（TC)概要列示於下表4中。 16 200408739

[工業上之可應用性] 田上迷貫施例之數據

...... ， 1 又”η ，言

此間具有低特性黏度差異之不同聚對苯二曱酸丙—， 猶：熔融黏度差異小於⑽。泊下進行紡紗，可势= 在扁平紗形式（而非呈假撚搓纖維）下呈 性之聚黯共輕纖維。此外，藉由額外將^工自我可# 撚搓，可制借〜 * 1外將该爲平紗線進七 [圖； ” < 兄明而更清楚呈現，其中·· 圖1舉例說明—種根據本發明所製備得對苯二甲酸 17 200408739 二醇酯共軛纖維之橫切面例；且 圖2為裝備有擠出機之紡紗機械的概要圖式，其係用 於製造本發明實施例之纖維。

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Claims (1)

1. 200408739 拾、申請專利範圍·· 種製備聚對笨二甲酸丙二醇酯共軛纖維之方法， 其包含將兩種具有不同特性黏度之聚對苯二甲酸丙二醇❿ 類進行共輕紡紗成為_種並列纖維，丨中該特性黏度差子里曰 係“、0.05 1 0.15之範圍内，於以達成使該 間之溶融黏度Μ在低於觸泊的範_之條件下。物 …2·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該二種聚對 本二甲醇s旨類包含具有高特性黏度之聚對苯二甲酸 丙二醇_(ΡΡΤ·Η)及具有低特性黏度之聚對苯二甲酸丙二醇 醋（PTT-L) ’該ΡΤΤ_Η與pTT L具有範圍介於〇 7至}」之 不同特性黏度。 3 ·根據申請專利範圚笛 一 N弟1項之方法，其中該二種聚對 苯二甲m㈣類包含具有高特性黏度之聚對苯二甲酸 丙二㈣（PPT_H)及具有低特性黏度之聚對苯二甲酸丙二醇 酯（PTT_L)，該 ptt.h 鱼 ρτ / ” PTT-L 滿足’Κ’值為 〇〈κ<0·〇9， 其係根據下列方程式計算得： Κ {[η]Η〜 [η]]/{[η]Η+ [η]] 其中，h]H為ΡΤΤ-Η之特性黏度，且[η]』ρτπ之 特性黏度。 根據中請專利範圍第1項之方法，其中該二種聚射 * _ :-夂丙一知S曰颏包含具有高特性黏度之聚對苯二甲酸 丙酉予ΜΡΡΤ H)及具有低特性毒占度之聚對苯二甲酸丙二醉 酉旨（PTT_L)’且該ΡΤΤ·Η之含量為該共耗纖維總重量之30-70%而該PTT-L之含量為钫 1¾纖維總重量之70-30%。 19 2UU4U8/J9 5 ·根據申清專利範圍第 1項之方法，其中該二種聚斟 苯二曱酸丙二醇酯類包含且 _ f /、有向特性黏度之聚對苯二曱酴 丙二醇酯（PPT-H)及具有低牲从味 T ^ •、丨生點度之聚對苯二甲酸丙醇 酯（PTT-L)，且該Ρττ-Η及ρττ τ 自子 T-L之紡紗溫度係介於235 至 275〇C。 6 ·根據申請專利範圍第 苯二甲酸丙二醇酯類共軛紡 得之纖維使用摩擦撚搓裝置 1項之方法，其中係將該聚對 々成為一種並列纖維，並將所 進行假撚搓，而同時加以拉伸

   7.根據中請專利範圍第6項之方法，其中將於以隊 4,000米/分鐘之紡紗速度下所製備得之並列纖維係使用假 撚搓裝置，以假撚接-加彳由A A丨& , ^ , 你、、佐拉伸比例為1·(Μ·5，假撚搓溫度為 100-180 C且拉伸-假撚搓加工速度低於I。。。米/分鐘來進 行假撚搓。 8 ·種聚對苯二曱酸丙二醇酯共軛纖維，其包含兩種 具有不同特性黏度之聚對苯二曱酸丙二醇酯類，其中該特 性黏度差異範圍係介於〇·〇5至〇15，且具有並列結構。 9 ·根據申請專利範圍第8項之聚對苯二甲酸丙二醇酯 共軛纖維’其中該共軛纖維具有高可皺縮性，強度為2.0- 3.5 g/den ’伸長率為30-65%，且皺縮率高於20%。 1 〇.根據申請專利範圍第8項之聚對苯二甲酸丙二醇酯 共軛纖維’其中該共軛纖維具有高可皺縮性，其於3〇0/〇之 伸長量下具有彈性回復率高於9〇〇/0。 20