TW200533799A - Process for treating a polyester bicomponent fiber - Google Patents
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Description
200533799 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種包含聚(對苯二甲酸乙二醋)與聚(對苯 -甲酸丙二S旨)之具有特聽曲特性之雙成份聚g旨纖維,且 係關於-種調節該纖維捲曲度之方法,且更詳言之係關於 一種減少且接著恢復該纖維捲曲度之方法。 【先前技術】 包含聚(對I二曱酸乙二酿)與聚(對苯二甲酸丙二醋)之 合成雙成份纖維為人所知。例如,美國專利第3,671,379號、 國IV、么開中睛案第WOG1/53573號、歐洲公開專利中請案第 10593 72¾¾及日本公開專利巾請案抓卜㈣_揭示該等 、戴、隹另外,日本公開專利申請案第JP49-124333、 JP51_〇37376及JP20G2_54034揭示處理聚自旨雙成份纖維的方 法。然而’該等及其它處理雙成份纖維的方法可導致纖維 捲曲度值太高而不能進行理想之進一步處理。因此,尋求 處理該等纖維之新方法。 【發明内容】 在第一態樣中,本發明提供處理聚酯纖維之連續方法。 該方法包括以下步驟:提供包含聚(對苯二甲酸乙二酯)與聚 (對苯二甲酸丙二酯)之雙成份纖維,該雙成份纖維已經熱處 理至一第一熱處理溫度且冷卻至低於約7(rc ;施加約〇〇〇ι 至0.088 dN/tex之張力於該纖維上;於—不低於約饥且不 高於該第-熱處il溫度之第^熱處理溫度下&處理該纖 維,使該纖維冷卻至低於該第二溫度且自該纖維釋放張力 98185.doc 200533799 以產生具有減少之捲縮值的纖維。 本發明可進一步魚括一7ΓΓ ^ _ 括 了遥步驟,其於一第三溫度下熱 處m、弛狀怨下之纖維以產生具有恢復之捲縮值的纖 維二當該步驟於乾燥條件進行時,該第三熱處理溫度高於 .玄第一熱處理·度且低於該第一熱處理温度。當該步驟於 濕潤條件=行時,該第三熱處理溫度為約6代至約⑴。c。 在第二態樣中,本發明提供包含聚(對苯二甲酸乙二酯) 舆聚(對苯二甲酸丙二_)之雙成份纖維,其具有約6%至約 15%之減少之捲縮值。該纖維可進一步具有該前驅物纖維 之I請捲縮值之約7G%至約贈。的恢復捲縮值。在本發明 之該態樣中,該纖維可藉由本發明之方法製造。 【貫施方式】 本發明係關於包含聚(對苯二甲酸乙二醋)與聚(對苯二甲 酸丙二之具有特定捲曲特性之雙成份聚喊維,且係關 於=種調節該等纖維捲曲度之方法,且更詳言之係關於一 種減少及接著恢復該等纖維捲曲度之方法。 已意外地發現包含聚(對苯二甲酸乙二酉旨)與聚(對苯二甲 酸丙二酉旨)之具有高初始捲曲度之雙成份纖維可經熱處理 以臨時減少捲曲度以便於額外加工,且其後經後熱處理以 按需要恢復高捲曲度值。 本文所用”雙成份纖維"意指&含兩種沿該纖維之長度相 互緊密結合之聚醋之纖維。舉例而言’該纖維橫截面可為 一並列形、偏心皮芯形或任何其它可由其顯現有用之捲曲 度的適當橫截面。 98185.doc 200533799 物雙成份纖維在經本發 本文所用π初始’’捲縮值係指前驅 明之方法處理前所顯示之捲曲度。 本發明之加工步驟 本文所用”顯現”捲縮值係指雙成份纖維經熱處理同時鬆 弛以顯現捲曲度時所顯示之捲曲度,該雙成份纖維未經受
本文所用f’減少之”捲縮值係指該纖維在經本文揭示之方 法處理後顯示之較低捲曲度(相對於初始捲曲度而古),在 該方法中向預先於-第-溫度下熱處理及冷卻之該纖维上 施加張力,其後將該纖維於一第二溫度下熱處理、A 且隨後釋放張力。 Y 本文所用”恢復之,,捲縮值係指該纖維經熱處理以使其捲 曲度增加至高於減少之捲縮值後所顯示之捲曲度值。 可藉由熔融紡絲聚(對苯二甲酸乙二酯)與聚(對苯二甲酸 丙二酯)成雙成份纖維,隨後以偶合或拆分之方式拉伸該纖 維(例如於一約丨·‘4·5倍之拉伸比率及於約Μ至約它之 溫度下)來製備該前驅物纖維。 該前驅物纖維隨後可於—第—溫度下進行熱處理,該溫 度可例如為約14(rc至約180t。隨後可冷卻該纖維至 或低於7(Γ<:之溫度,諸如(例如)約2(TC至約7〇t之溫度,一 般不進行實質性鬆弛而接著進行封裝。 在乾燥條件下將該前驅物纖維加熱至該第一熱處理溫度 的,間可為約O.OUiM秒。於濕潤條件下、例如當使用加 壓蒸汽時可採用更短之時間。若該時間太短,則經處理之 本毛明纖維的恢復捲縮值可能太低,且若該時間太長,例 98185.doc 200533799 如於一經充分熱處理之前驅物纖維中,該處理之本發明纖 維的減少之捲縮值可能太高。 亦可藉由高速紡絲製造出該前驅物纖維。例如,可藉由 於至少約4200 m/min之速率(例如約45〇〇至約8〇〇〇茁〜匕之 速率)下紡絲來製造該纖維,以便在紡絲過程中有效地進行 拉伸及第一熱處理。雖然如此紡絲之纖維尚未經受,,完全拉 伸’’纖維之特定逐步加工(拉伸與第一熱處理),但其仍然可 經受本發明之方法,如同其已經歷彼等條件一樣,因為已 發現該纖維具有相似之特性及對後續加工相似之回應。 不管單獨拉伸還是不作特定拉伸之高速紡絲,當該前驅 物纖維自一卷裝移除後不久且捲曲顯現之前量測時,該纖 維可具有一約8至約25。/。之初始捲縮值。若該封裝係緊密捲 繞則該纖維亦可具有一較低之初始捲縮值,或者若該纖維 已受鬆弛(例如作為滯留罐(piddle can)中之紗束)則其可具 有較咼捲纟侣值。該纖維之捲曲度可於經受本發明之方法 處理之前例如藉由經鬆弛之熱處理視情況部分或完全顯 現。該前驅物纖維可具有約20%至約8〇%的顯現捲縮值。 在本方法中,该前驅物雙成份纖維經受約1 · 5至約1 〇〇 mg/d(約0.001至約〇·_ dN/tex)、較佳約ι·5至約儿 mg/den(約 0.001 至約 0.026 dN/tex)、更佳為約15 至約 1〇 mg/d(約0.001至約0.009 dN/tex)之張力。隨後加熱該纖維至 第二溫度,該溫度不低於約75°C且不高於該第一熱處理溫 度。本發明之方法可於約300至約3000 m/min,例如約4〇〇 至約1000 m/min之速率下操作。於大於約〇 〇88 dN/tex之張 98185.doc 200533799 力水平及咼於约1 8 5 C之溫度水平下,該纖維可能發生不希 望之永久性變形以使得該纖維經進一步鬆弛加熱時重新獲 得高捲曲度值之能力可能受到損害。換言之,該等恢復Z 捲縮值可能不令人滿意地低。另外,於小於約〇〇〇ldN/tex 之張力水平及低於約75t之溫度水平下,可能很難獲得該 捲曲度值所需之減少量,即該減少之捲縮值可能不令人滿 意地高。為降低至少-種此#不良結果發生的可能性,該 第二熱處理溫度較佳為約75°C至約185°C。 在張力下加熱該纖維至該第二溫度後,將該纖維冷卻至 一低於該第二溫度、視情況低於約75。。之溫度下,例如約 20 C至低於約75〇C之溫度下。冷卻該纖維後,釋放張力以 產生㈣減少之捲縮值的纖維。此值可為前驅物纖維之初 始捲 '、伯值的約35%至約7G%,較佳為前驅物纖維之初始捲縮 值的約35%至約5〇%。例如,該減少之捲縮值可為約㈣至 約 15% 〇 、平』肌丨月况於鬆弛條件下再經簡短熱處 不I*人復其捲曲度,限制條件為其溫度未超過該第二溫 又例彡°亥纖維可於600 m/min之20%過量進料或於3〇〇〇 =:之5%過量進料下再加熱至低於該第二溫度。該可選 步驟可具有減少真實收縮量之有益作用。 :f:有減》捲曲度的纖維進行額外之處理步驟,例 如·以其它纖維覆罢 合、交織、或纏二Γ 視情況與其它纖維組合撚 ^ β、,、σ,將該纖維分割成短纖,隨後視情況作 為兵邊如棉線之复 /、 1,截之摻合物梳理且製備短纖紗;將 98185.doc •10- 200533799 -亥、截、’隹(短纖紗或連續長絲)編織或紡織成織物;或將該纖维 捲,成無纏結絞紗以用於(例如)紗線染色。在各狀況中,下 述之第—熱處理可應用至該額外加工步驟之產物上。 可視情況第三次熱處理鬆弛狀態下之該纖維,例如在約0 至約^⑽e嗔〇顧她X)之張力下,得到恢復捲縮 值〆卜復捲縮值可為該顯現捲縮值的約7G%至約1 〇〇%。 該第三熱處理可於乾燥或濕潤條件下進行。 當該第三熱處理於乾燥纖維上進行時,例如於一沒有特 意增加濕度之拉幅機上,該第三溫度高於該第H㈣ 於该弟一溫度。例如,兮笛—办士 。 ^第二熱處理可在乾燥條件下於約 9 0 C至約1 7 0 °C之溫度下進行。 當該第三熱處理於濕纖維(例如藉由精練或染色)上進行 時,該溫度為約6〇t至约! 1丄
Li、、、〇135C。亦可在對該纖維(例如以 織物形式)染色時進行該第三熱處理。 用於製造雙成份纖維之聚s旨通f具有不同固有黏度 σν)。例如可使用具有約0.45至約〇 8〇 ^之以的聚(對苯二 甲酸乙二酉曰”及具有約0_85至約15〇di/guv的聚(對苯二 "夂丙一 S曰)。各聚酯之共聚物亦為吾人所預期且在本發明 之範.内。例如’可使用聚(對苯二甲酸乙二醋),其中該丘 聚單體係選自由以下各物所組成之群:具林12個碳科 之直鏈、環狀及支鏈脂族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸 二酸、十二烧二酸及M-環·己二酸);除了對苯二甲酸且具 有8]2個碳原子之芳族二賴(例如間笨二甲酸及2 &关二 甲酸);具有3爾原子之直鏈、環狀及支鏈脂族二醇(例 98185.doc • 11 - 200533799 如丙二醇、丙二醇、Μ-丁二醇、3_甲基 醇、2,2-二甲基4,3-丙二醇、 〜 一 咚2-甲基-1,3-丙二醇及1,4-環? 二醇);及具有4_1()個碳原子之脂族與芳族/脂㈣、 (例如氫醌雙(2,乙基-’或具有低於約46〇之原…
聚(乙稀乙二醇,包括二乙稀醚乙二醇)。該共心:: 在共聚酯中存在約0.5-15莫耳百分比之值。 D 在可使用之共聚單體中,間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、 1,3-丙二醇、及M-丁二醇因為其容易購得且價格 :、 較佳者。 為 、該(等)共聚酯可包含微量之其它共聚單體,*限制條件 為該等共聚單體不對纖維的捲曲度或其 j 響。該等其它共聚單體可一_二=: 於例如約0.2-5莫耳百分比合吾π冰m . '、 吁刀匕3里下使用。為控制黏度,亦 倂入很小量之共聚單體,例如偏苯三酸。 該纖維中兩種聚酯之重量比可為約7〇:3〇至約之取 (對苯二甲酸乙二醋)比聚(對苯二甲酸丙二醋),例如= 40:60至約60:40之聚(對苯二甲酸乙二醋)比聚(對苯二甲妒 丙二g旨)。 ·夂 本發明之方法中使用之該前驅物纖維可為連續長絲、灿 線或適合隨後進行切割以製造短纖之紗束形式。該纖維= 為任何尺寸,例如每條長絲〇·5·20旦尼爾(〇_6_22呶以)'。I 將複數個纖維組合為一紗線,該紗線可為任何尺寸,例汝 高至1300分特(decitex)。可使用任何數量之長絲,如34、 1〇〇、150或200。類似地,任何尺寸之紗束可經本發明之方 98185.doc 12 200533799 法處理,例如忒尺寸咼至!,〇〇〇,〇〇〇旦尼爾⑽ dtex)。不官5亥雙成份纖維之橫截面為並列形還是偏心皮怒 形,本發明之方法使用之纖維可具有一,,雪人,,形、擴圓形、 實質上圓形或圓齒狀橢圓形。本發明之纖維包含聚(對苯二 甲酉文乙一 S曰)與聚(對苯二甲酸丙二酯),其具有約6至約15% 的減少之捲縮值。該纖維可源於一前驅物纖維,該前驅物 纖維顯示一約8至約25%之初始捲縮值及一約2〇%至8〇%之 顯現捲縮值,且該發明之纖維可具有至少為該前驅物纖維 之顯現捲縮值約70%(即約70%至約} 〇〇%)的恢復捲縮值。可 藉由本發明之方法製備本發明之纖維。 在實例中,使用下列方法量測捲縮值。各樣品以一搖絞 鈔機於約 0·1 gpd(0.09 dN/tex)之張力下形成5〇〇〇+/_5(5550 dtex)總旦數之纟父紗。將該絞紗調節於(21+/_ι。〇)與 相對濕度65+Λ2%之條件下,歷時最小16小時。該絞紗自一 支架上貫質上垂直懸掛,在該絞紗末端懸掛15 mg/den(135 mg/dtex)之重量(例如—5550 dtex之絞紗懸掛7.5公克),使籲 该承重之絞紗達到一平衡長度,且量測該絞紗之長度至1 mm範圍内並記錄為”Cb”。該丨·35 mg/dtex之重量在該測試過 私中保留在该纹紗上。其次,自該絞紗末端懸掛一 5〇〇公克 之重畺(1 00 mg/d,9〇 mg/dtex),且量測該絞紗之長度至1 mm範圍内並記錄為,,Lb”。根據下式計算捲縮值(百分比在 如下文所描述該測試之熱定形前),,ccb” : CCb=10〇x(Lb-Cb)/Lb 移除該500 g重量,且接著將該絞紗懸掛於一支架且在仍 98185.doc -13- 200533799 保持K35 mg/dtex重量同時在—烘箱中於約25啊⑵。c)下 熱定形5 _,其後自供箱移除該機架及該絞紗並如上述調 節兩小時。設計該步驟以模擬商業化乾燥熱定形,其為顯 現雙成份纖維最終捲曲度的一猶古 不里万式。如上述量測該絞紗 之長度,且其長度記錄為丨,C ”。哕 a 4 500公克之重量再次懸掛 於該絞紗上並如上量測該絞紗 、… 您長度並屺錄為,丨La丨丨。根據 下式計算其後熱定形捲縮值(百分比),,CCa,,·· CCa=l〇〇x(La-Ca)/La ϊ於纖維經受本發明之方法治、备 之方法剛進行測定時,ccb»測該 ”初始”捲縮值。當於纖維已經熱處理同時經鬆弛以顯現捲 曲度但未經受本發明之方法進行後測定時,cca量測"顯現 之捲縮值。丨f初始,,與,丨顯現之,,嫉 兄之捲縮值為該前驅物纖維之特 張力'第二溫度、冷卻及釋放步 驟之纖維時,_ccb量測"減少之,,捲縮值。當測錢受本發明 第度冷卻及釋放步驟之纖維時,cca量測 ’’恢復之,,捲縮值,因為哕:丨 — 馮Μ成U式方法本身包括一鬆弛之熱處 理(第三溫度)步驟。 實例 實例1 t前驅物纖維為167分特,34長絲_型聚(對苯二曱酸乙二 :V/M對苯二曱酸丙二§旨)雙成份紗線(出自In心a,㈣, /、經。約3倍拉伸且於17〇。口熱處理。其初始捲縮值為 。。:…4現捲&值為43.3%。使用-裝備有獨立捲筒 驅動益及加熱器之SSM Suhle_Ehex咖了噴氣變形機,在 98185.doc 14 200533799 繼上-次使用八卷於張力下傳送該纖維至最初兩個捲 同之間且接著以700 m/min(收捲器速率)傳送至收捲器“亥 第一捲筒之溫度設线1G(rc,且第二捲筒収於16代。 據信該紗線於張力下之最終(第二)溫度為約靖。使用一 手持式張力計測定最初兩個捲筒之間的張力為4公克,或27 mg/d(0.024 dN/tex)。冷卻至室溫(約饥)且於該第二捲筒 與該收捲器《間發线力#放。@然在該裝置上安裝一 Heberlein HemaJet LB_〇2空氣_變形噴射機,但其並未得到 使用。當該纖維由收捲器取下時減少之捲縮值為12 3%或初 始捲縮值的66%。恢復捲縮值為35.8%或顯現捲縮值的㈣。 實例2(對照) 使用如實例1之相同纖維及裝置,兩個捲筒皆設定於 160°C。該第一捲筒於693 m/min下運作,該第二捲筒於728 m/min下運作,且該收捲器於7〇〇 m/min下運作。最初兩個 捲筒之間的張力測定為20公克,或133 mg/den((ui7 dN/tex)。當自收捲器取下該纖維時其減少之捲縮值為58〇乂 或初始捲縮值的3 1 %。恢復之捲縮值為28·3%或顯現捲縮值 的僅65%。 實例3 前驅物纖維為83分特,34長絲400型之聚酯雙成份紗線 (出自Invista,Inc),其經拉伸約4倍且於17〇〇c下進行熱處 理。其初始捲縮值為16.5%,且其顯現捲縮值為4〇·4%。使 用一 Rieter Industrie Control^ Bernard Terrat雙加熱器假播 變形機(FT12E2型),但未嚙合圓盤因此未施用撚合。參看 98185.doc -15- 200533799 該圖,將紗線12自封裝丨沿著箭頭π指示之方向經由饋入捲 筒2且繞過導紗器3傳至初級加熱器4,該初級加熱器長度為 2米且於160°C下運作;據信該紗線於張力下之(第二)溫度為 低於120。(:。冷卻區5長度為〇·6米且於約25。(:下運作,而不 提供額外之空氣。接著令該經熱處理之紗線穿過導紗器 6(其上畺測出圓周速率為6〇〇 m/min)且傳送於拉伸捲筒7之 間,該等拉伸捲筒7運作於比饋入捲筒2之圓周速率高5%的 圓周速率下,因此於該初級加熱器中提供低的紗線張力。 可選之第二加熱器8長度為14米且亦於16〇。〇下運作。冷卻 品之出口與第一加熱态8之入口間的紗線路徑距離為7 5 〇 1Τ1ΙΏ。加熱器抽取捲筒9運作於比拉伸捲筒7之圓周速度低 1 5%的圓周速度下,以使該紗線略微鬆弛;據判斷該可選 =鬆弛步驟不足以顯現顯著的額外捲曲度,獲得了藉由所 侍、、、Q果證明之結論。接著將該紗線繞導紗器丨〇傳送至收捲 & 11 °當自該收捲器取下該纖維時其減少之捲縮值為6.4% 或初始捲縮值的挑。其恢復之捲縮值為 值的86%。 【圖式簡單說明】 該圖為—可用於本發明方法中之裝置的示意圖。 【主要元件符號說明】 1 封裝 2 饋入捲筒 3、6、10 導紗器 4 初級加熱器 98185.doc 200533799 5 冷卻區 7 拉伸捲筒 8 第二加熱器 9 加熱器抽取捲筒 11 收捲器 12 紗線 98185.doc
Claims (1)
- 200533799 十、申請專利範圍: 1 ·種處理雙成伤伞®旨纖維之連續方法,其包含以下步驟: 勾提供包含聚(對苯二曱酸乙二酯)與聚(對苯二曱酸丙二 酉曰)之雙成份纖維,該雙成份纖維經熱處理至第一熱處 理溫度且冷卻至低於約70〇c之溫度,其中該纖維具有 一初始捲縮值及一顯現捲縮值; b)施加約0.001至約〇·〇88 dN/tex之張力於該纖維上; Ο在不低於約75t:且不高於該第一熱處理溫度之第二熱 處理溫度下熱處理該經施加張力之纖維; d)將該纖維冷卻至低於該第二熱處理溫度; )H截、、隹釋放張力’其巾所得經處理之雙成份纖維具 有一減少之捲縮值。 2·如凊求項1之方法,#進一步包含步•驟:f)於第三熱處理 1度下熱處理處於鬆弛狀態之該纖維,以產生具有一恢 復捲縮值的纖維,其中當該步驟於乾燥條件下進行時, 该第三熱處理溫度高於該第二熱處理溫度且低於該第一 熱處理溫度,且當該步驟於濕潤條件下進行時,該第三 加熱溫度為約6 〇 °c至約13 5 °C。 3.如言=求項i之方法,其中於約14〇t至約i85t之第一熱處 理狐度下熱處理該纖維,且該減少之捲縮值為該初始捲 縮值之約35%至約7〇%。 月长員3之方去,其中該初始捲縮值為約8%至約25%, 在步驟a)中將該纖維冷卻至約2〇°C至約7〇t之溫度,在步 州中该張力為約G.GG1至狀G26 dN/tex,在步驟c)中該 98185.doc 200533799 第二熱處理溫度為約751至約185’在步驟句中唁纖会 經冷卻至約贼至約75。。之溫度,且所得經處理:纖:: 具有約6%至約1 5%的減少之捲縮值。 5·如清求項2之方法,其於步驟匀與f)之間進一步包含—壁 自以下各步驟所組成之群的額外步驟: k (1)將该纖維切割成短纖、梳理該短纖且製備該短纖之 短纖紗,其中於該短纖紗上進行步驟f),· (1〇形成由編織物與紡織品所組成之群中選出之織物, 其中於該織物上進行步驟f); (in)將該纖維繞成一絞紗,其中於該絞紗上進行步驟; (iv) 覆蓋該纖維,其中於如此覆蓋之纖維上進行步驟 (v) 撚合該纖維,其中於如此撚合之纖維上進行步驟f); (vi) 交織該纖維,其中於如此交織之纖維上進行步驟〇;’ 且 (VII)纏結该纖維,其中於如此纏結之纖維上進行步驟f)。 月长員1之方法’其中步驟b)中之張力為約0.001至約 0.026 dN/tex。 7·如明求項2之方法,其中該纖維具有約20%至約80。/。之顯 見捲、、但值,且該恢復之捲縮值為顯現捲縮值的約70。/。至約 100% 〇 8· —種包含聚(對苯二甲酸乙二酯)與聚(對苯二甲酸丙二酯) 之雙成份纖維,其具有約6%至約15%的減少之捲縮值, ”中為纖維係源自具有約2〇%至約8〇%之顯現捲縮值的 前驅物纖維。 98185.doc 200533799 9.如明求項8之纖維,其中該纖維具有該前驅物纖維 維係源 捲縮值之約"、見 祕及^ ,、., 至約1〇〇%的恢復之捲縮值,且其中該纖 維。 10·如請求項8之 具有約8%至約25%之初始捲縮值的前驅物纖 纖維’其係藉由如請求項1之方法製造 98185.doc
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