TW201734273A - 吸濕性及防皺性優異之芯鞘複合斷面纖維 - Google Patents

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Abstract

本發明的芯鞘複合斷面纖維,其特徵係芯部聚合物為熱可塑性聚合物,且鞘部聚合物係以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,沸水收縮率係6.0~12.0%,纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力係0.60cN/dtex以上。本發明提供吸濕性能與防皺性均優異,且即便經洗滌仍可維持吸濕性能的芯鞘複合斷面纖維。

Description

吸濕性及防皺性優異之芯鞘複合斷面纖維
本發明係關於吸濕性及防皺性優異之芯鞘複合斷面纖維。
由聚醯胺或聚酯等熱可塑性樹脂構成的合成纖維,因為強度、耐藥性、耐熱性等均優異,因而廣泛使用於衣料用途或產業用途等。
特別係聚醯胺纖維除其獨特的柔軟度、高拉伸強度、染色時的發色性、高耐熱性等特性之外,吸放濕性能亦優異,廣泛使用於內衣、運動服等用途。然而,聚醯胺纖維相較於綿等天然纖維之下,吸放濕性能尚難謂足夠,且具有悶熱或沾黏感的問題,就穿著舒適性方面而言仍有較遜於天然纖維的問題。
從此種背景觀之,呈現為防止悶熱或沾黏感的優異吸放濕性能,且具有接近天然纖維之穿著舒適性的合成纖維,主要期待於內衣用途或運動衣料用途。
此處,專利文獻1所揭示的芯鞘複合斷面纖維,係由芯部與鞘部構成,且芯部呈未露出於纖維表面之形狀的芯鞘複合斷面纖維;其中,將硬鏈段為聚己醯胺的聚醚嵌段醯胺共聚合體設為芯部,且將聚己醯胺設為鞘部,纖維橫截面的芯部與鞘部之面積比率係3/1~1/5。
再者,專利文獻2所揭示吸放濕性能優異的芯鞘複合斷面纖維,係將熱可塑性聚合物設為芯部,且將纖維形成性聚醯胺設為鞘部的芯鞘複合斷面纖維;其中,形成該芯部的熱可塑性聚合物之主成分係聚醚酯醯胺共聚合體,且芯部比率係複合纖維總重量的5~50重量%。
再者,專利文獻3所揭示防靜電性能、吸水性能、及接觸冷感均優異的芯鞘複合斷面纖維,係將聚醚嵌段醯胺共聚合體設為芯部,將聚醯胺或聚酯等纖維形成性聚合物設為鞘部,芯部依露出角度5°~90°範圍露出。該等專利文獻1~3的芯鞘複合斷面纖維有朝在內衣或運動用途使用作為編織物的方向演進。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2014/10709號
專利文獻2:日本專利特開平6-136618號公報
專利文獻3:國際公開第2008/123586號
然而,專利文獻1~3的芯鞘複合斷面纖維雖藉由芯成分聚合物的高吸濕性能,而具優異吸放濕性,但因為屬於收縮特性高、具柔軟性的聚合物,因而會有在染色步驟中容易出現纖維變形、容易出現皺紋的問題。又,在洗滌時亦容易出現同樣現象。又,芯部因重複實際使用而劣化,亦會有因重複使用而導致吸濕性能降低的問題。
本發明目的在於克服上述習知技術問題,提供吸放濕性能與防皺性均優異的芯鞘複合斷面纖維。又,目的在於提供:即便洗滌仍維持吸濕性能的芯鞘複合斷面纖維。
本發明為解決上述問題而由下述構成。
(1)一種芯鞘複合斷面纖維,係芯部聚合物為熱可塑性聚合物,且鞘部聚合物係以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,沸水收縮率係6.0~12.0%,纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力係0.60cN/dtex以上。
(2)如(1)所記載的芯鞘複合斷面纖維,其中,鞘部的α結晶配向參數係2.10~2.70。
(3)如(1)或(2)所記載的芯鞘複合斷面纖維,其中,沸水處理前後的纖維拉伸試驗中,伸長3%時每單位纖度的應力保持率係60%以上。
(4)一種布帛,係至少一部分具有(1)~(3)中任一項所記載的芯鞘複合斷面纖維。
(5)一種纖維製品,係至少一部分具有(1)~(3)中任一項所記載的芯鞘複合斷面纖維。
根據本發明,可提供吸濕性能與防皺性均優異、且即便洗滌仍可維持吸濕性能的芯鞘複合斷面纖維。
本發明的芯鞘複合斷面纖維係鞘部聚合物使用以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,且芯部聚合物使用具高吸濕性能的熱可塑性聚合物。
鞘部以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,係由所謂烴經由醯胺鍵連結於主鏈的高分子量體所構成的聚合物,具體而言可舉例如:聚五亞甲基癸二醯胺、聚六亞甲基癸二醯胺等、或該等的共聚合體,就經濟層面、製紗較為容易的觀點或染色性、機械特性均優異的觀點等,該聚醯胺較佳係主要由聚六亞甲基癸二醯胺構成的聚醯胺。
在鞘部以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺中,視需要可在總添加物含有量為0.001~10重量%之間,將各種添加劑,例如:消光劑、難燃劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、結晶核劑、螢光增白劑、抗靜電劑、吸濕性聚合物、碳等,施行共聚合或混合。
芯部具高吸濕性能的熱可塑性聚合物係指依顆粒形狀測定的△MR為10%以上的聚合物,可舉例如:聚醚酯醯胺共聚合體或聚乙烯醇、纖維素系熱可塑性聚合物等。其中,從熱安定性、或與鞘部聚醯胺間之相溶性佳、耐剝離性優異的觀點,較佳係聚醚酯醯胺共聚合體。
此處所謂「△MR」係在秤量瓶中秤取1~2g左右的顆粒,依110℃施行2小時乾燥後測定重量(W0),接著將顆粒依20℃、相對濕度65%保持24小時後測定重量(W65)。然後,將顆粒依30℃、相對濕度90%保持24小時後測定重量(W90)。然後,依下式進行計算。
MR65(%)=[(W65-W0)/W0]×100
MR90(%)=[(W90-W0)/W0]×100
△MR(%)=MR90-MR65。
聚醚酯醯胺共聚合體係指同一分子鏈內具有醚鍵、酯鍵及醯胺鍵的嵌段共聚合體。更具體而言,使從內醯胺、胺基羧酸、二胺與二羧酸的鹽之中選擇1種或2種以上的聚醯胺成分(A)、及由二羧酸與聚(環氧烷)二醇所構成的聚醚酯成分(B)進行縮聚反應,而獲得的嵌段共聚合體。
聚醯胺成分(A)係有:ε-己內醯胺、十二內醯胺、十一內醯胺等內醯胺類;胺基己酸、11-胺基十一烷酸、12-胺基十二烷酸等ω-胺基羧酸;聚六亞甲基己二醯胺、聚六亞甲基癸二醯胺、聚六亞甲基十二烷醯胺等屬於前驅物的二胺-二羧酸之尼龍鹽類,其中,較佳聚醯胺成分係ε-己內醯胺。
聚醚酯成分(B)係由碳數4~20之二羧酸與聚(環氧烷)二醇構成。碳數4~20之二羧酸係可舉例如:琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷酸等脂肪族二羧酸;對酞酸、異酞酸、2,6-萘二羧酸等芳香族二羧酸;1,4-環己烷二羧酸等脂環式二羧酸等等,可使用1種或混合2種以上使用。較佳二羧酸係己二酸、癸二酸、十二烷酸、對酞酸、異酞酸。又,聚(環氧烷)二醇係可舉例如:聚乙二醇、聚(1,2-及1,3-環氧丙烷)二醇、聚(氧四亞甲基)二醇、聚(氧六亞甲基)二醇等,特佳係具良好吸濕性能的聚乙二醇。
聚(環氧烷)二醇的數量平均分子量較佳係300~10000、更佳係500~5000。若分子量為300以上,則在縮聚反 應中不易飛散於系統外,且成為吸濕性能安定的纖維,故較佳。又,若為10000以下,便可獲得均勻的嵌段共聚合體,且製紗性安定,故較佳。
聚醚酯成分(B)的構成比率依莫耳比計較佳係20~80%。若為20%以上,便可獲得良好的吸濕性,故較佳。又,若為80%以下,便可獲得良好的染色堅牢性或耐洗滌性,故較佳。
此種聚醚酯醯胺共聚合體已市售有ARKEMA公司製「MH1657」或「MV1074」等。
本發明的芯鞘複合斷面纖維必需係沸水收縮率為6.0~12.0%。當沸水收縮率超過12.0%時,在染色步驟中纖維容易變形、容易出現皺紋。又,當沸水收縮率未滿6.0%時,雖防皺性優異,但會有在製紗步驟中引發操作性惡化、品質降低的情況。藉由將沸水收縮率設在上述範圍內,而使防皺性優異。較佳係6.0~10.0%。
本發明的芯鞘複合斷面纖維在纖維拉伸試驗中,伸長3%時每單位纖度的應力必需為0.60cN/dtex以上。纖維拉伸試驗中伸長3%時的應力係試料依JIS L1013(化學纖維絲紗試驗方法、2010年)所示定速伸長條件施行拉伸試驗,再從拉伸強度-伸長曲線中試料伸長3%時的強力求得。該強力除以纖維纖度的值,係纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力。
纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力,係拉伸強度-伸長曲線上揚的部分,且係表示纖維剛直性的參數。該值越大(拉伸強度-伸長曲線上揚越陡坡),則屬於越剛直的纖維。即,藉由將纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力設為0.60cN/dtex以上,便可抑制染色步驟時的纖維變形,能形成防皺性 優異的纖維。較佳係0.70cN/dtex以上。
本發明芯鞘複合斷面纖維的鞘部聚醯胺之α結晶配向參數較佳係2.10~2.70、更佳係2.20~2.60。一般已知α結晶係安定的結晶型,施加高應力時會形成α結晶。藉由將鞘部的聚醯胺之α結晶配向參數設在該範圍內,鞘部的聚醯胺會優先施加從紡絲至牽引時的延伸、以及牽引輥間的延伸,便可充分存在屬於安定結晶型的α結晶。其結果,當熔融紡絲時延伸力會集中於鞘部的聚醯胺,便可抑制芯部具高吸濕性能之熱可塑性聚合物的結晶化,俾可更加提高芯鞘複合纖維的吸濕性能,且增加鞘部的剛直性,俾能更加提高芯鞘複合纖維的拉伸應力。
若鞘部的聚醯胺之α結晶配向參數為2.10以上,便會促進鞘部聚醯胺的結晶化,使芯鞘複合斷面纖維伸長3%時之拉伸應力呈良好,且不會促進芯部具高吸濕性能之熱可塑性聚合物的結晶化,俾使吸放濕性能亦佳。另一方面,若α結晶配向參數為2.70以下,鞘部聚醯胺的結晶化不會進行,可抑制在高階加工步驟中發生斷紗或起毛,故能提升生產性。
本發明的芯鞘複合斷面纖維較佳係沸水處理前後的纖維拉伸試驗中,伸長3%時每單位纖度的應力保持率為60%以上。藉由設在該範圍內,染色步驟中的纖維構造變化及結晶配向度變化較少,能抑制纖維收縮,且亦容易維持纖維剛直性,可成為防皺性優異的纖維。若將纖維施行沸水處理,主要在非晶部會產生纖維構造變化,使非晶部的醯胺鍵間之氫鍵被切斷,提升分子鏈的運動性,而降低配向度。其結果,藉由非晶部的纖維構造變化及配向度變化,纖維便會收縮,且纖維剛直性降低。所以,盡量抑制纖維 收縮,以及盡量維持沸水前後的纖維剛直性,藉此便抑制在染色步驟中的纖維變形,俾提升防皺性。又,即便洗滌時仍可抑制纖維變形,俾提升防皺性。
構成本發明芯鞘複合斷面纖維之芯部的具高吸濕性能之熱可塑性聚合物,係結晶性低、缺乏剛直性的聚合物。故,亦屬於利用沸水處理提高收縮特性,容易增加柔軟性的聚合物。此處,本發明的芯鞘複合斷面纖維,藉由鞘部聚合物係從聚醯胺中選擇剛直性較高、收縮性較低的聚六亞甲基癸二醯胺所構成之聚醯胺,而對鞘部賦予剛性,更如後述利用特定的製絲條件(熱定型溫度或供油位置等)施行纖維化,而抑制收縮特性、並提升剛性,便可提升防皺性與吸濕性能。更佳係70%以上。
本發明芯鞘複合斷面纖維的拉伸強度較佳係3.0cN/dtex以上、更佳係3.5~5.0cN/dtex。藉由設在該範圍內,便可提供實用耐久性優異的製品。
本發明芯鞘複合斷面纖維的伸度較佳係35%以上、更佳係40~65%。藉由設在該範圍內,便可使編織、針織、假撚等高階步驟中的順暢性呈良好。
本發明芯鞘複合斷面纖維為能在穿著時能獲得良好的舒適性,便必需具有能調節衣服內濕度的機能。濕度調整的指標係使用依施行輕~中作業或輕~中運動時30℃×90%RH所代表的衣服內溫濕度、與20℃×65%RH所代表外氣溫濕度的吸濕率之差所表示的△MR。△MR越大則吸濕性能越高,對應於穿著時的舒適性越佳。
本發明芯鞘複合斷面纖維的△MR較佳係5.0%以 上。更佳係7.0%以上、特佳係10.0%以上。藉由設在該範圍內,便可抑制穿著時的悶熱或沾黏,能提供舒適性優異的衣料。
本發明芯鞘複合斷面纖維經洗滌20次後的△MR保持率較佳係90%以上且100%以下。更佳係95%以上且100%以下。藉由設在該範圍內,便可獲得能承受實際使用的耐洗滌性,故能提供保持優異舒適性的衣料。又,藉由滿足△MR為5.0%以上且經洗滌20次後的△MR保持率為90%以上,便可提供具有能承受實際使用之耐洗滌性之舒適性優異的衣料。
本發明的芯鞘複合斷面纖維係可任意為原絲、短纖維,可依照用途再行選擇。又,總纖度、原絲支數(長纖維的情況)、長度‧捲縮數(短纖維的情況)亦無特別的限定,若考慮使用作為衣料用長纖維素材時,較佳係總纖度為5~235dtex、原絲數為1~144支。
本發明的芯鞘複合斷面纖維係利用熔融紡絲、複合紡絲的手法便可獲得,可例示如下述。例如分別將聚醯胺(鞘部)、與具高吸濕性能的熱可塑性聚合物(芯部)予以熔融,再利用齒輪泵進行計量‧輸送,直接形成複合流再從熔融紡絲噴絲嘴吐出,利用甬道(chimney)等絲線冷卻裝置將絲線冷卻至室溫,再利用供油裝置進行供油‧集束,並利用第1流體交絡噴嘴裝置進行交絡,然後依照牽引輥與延伸輥的圓周速度比施行延伸。又,絲線利用延伸輥施行熱定型,再利用捲取機(捲取裝置)施行捲取。
為能獲得本發明的芯鞘複合斷面纖維,可選擇適當分子構造的聚醯胺,以及採用較適宜的牽引速度、供油位置及延伸後熱定型溫度便可控制於較佳狀態。關於該等詳細說明如下。
本發明芯鞘複合斷面纖維所使用的聚醯胺係如上述,較佳係鞘部使用以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,由所謂烴經由醯胺鍵連結於主鏈的高分子量體所構成的聚合物。藉由鞘部係選擇在醯胺鍵間的氫鍵形成能力較高之聚醯胺,即便超過100℃的高溫染色或乾燥,非晶部的醯胺鍵間之氫鍵仍不易被切斷,可獲得鞘部的纖維構造變化少、染色時的布帛防皺性優異之芯鞘複合斷面纖維。此處所謂醯胺鍵間的氫鍵形成能力係依照聚醯胺分子主鏈的自由度大小、即每1個醯胺鍵的亞甲基數多寡而決定。所以,藉由鞘部選擇該範圍內的聚醯胺,便可獲得染色時的布帛防皺性優異之芯鞘複合斷面纖維。
在本發明芯鞘複合斷面纖維所使用的聚醯胺中,視需要亦可在總添加物含有量為0.001~10重量%內,將各種添加劑,例如:消光劑、難燃劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、結晶核劑、螢光增白劑、抗靜電劑、吸濕性聚合物、碳等,施行共聚合或混合。
本發明芯鞘複合斷面纖維所使用聚醯胺碎片的硫酸相對黏度,較佳係2.30~3.30。藉由設在該範圍內,便可對鞘部聚醯胺施加適當的延伸。若鞘部聚醯胺的硫酸相對黏度為2.30以上,便可獲得能承受實用的纖維強伸度。另一方面,若硫酸相對黏度為3.30以下,因為屬於適於紡絲的熔融黏度,故能提升熔融紡絲時的絲黏性,可不會斷紗地穩定生產。更佳係2.50~3.10。
本發明芯鞘複合斷面纖維的芯部比率,相對於複合纖維100重量份較佳係20重量份~80重量份。更佳係30重量份~70重量份。藉由設定在該範圍內,便可對鞘部聚醯胺施加適當的延 伸。又,可獲得良好的染色堅牢性、吸濕性能。
在熔融步驟中,關於鞘部所使用以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,係使用聚六亞甲基癸二醯胺碎片時,較佳係250~290℃,關於芯部所使用具高吸濕性能的熱可塑性聚合物係使用ARKEMA公司製「MH1657」時,較佳係220~260℃。
牽引步驟中,牽引速度較佳係2500~3400m/min。藉由設在該範圍內,便可適度促進芯部聚合物的配向結晶化,適度抑制芯部聚合物的結晶化,可將伸長3%時每單位纖度的應力與沸水收縮率控制於較佳範圍內,可使吸濕性能與防皺性均優異,且即便洗滌仍能維持吸濕性能。當超越3400m/min時,雖在利用紡絲張力進行延伸時會促進鞘部聚醯胺的配向結晶化,但卻會造成機械延伸倍率降低,故會造成鞘部聚醯胺的α結晶配向參數降低、鞘部聚合物的剛直性降低、容易出現皺紋。當未滿2500m/min時,雖會提高機械延伸倍率,但因為利用紡絲張力造成的延伸不足,故會成為鞘部聚醯胺的α結晶配向參數降低、鞘部聚合物剛直性降低、容易出現皺紋的纖維。又,會促進芯部聚合物的配向結晶化、吸濕性能降低。更佳係2700~3200m/min。
在供油步驟中,噴絲嘴下面距供油位置較佳係800~1500mm。從噴絲嘴吐出的聚合物係利用冷卻裝置吹出冷卻風而使絲線固化,在從固化位置至供油位置之間利用所伴隨衍生流的紡絲張力而被延伸,然後於牽引輥與延伸輥間施行機械延伸。本發明的芯鞘複合斷面纖維,為能促進鞘部聚合物的配向結晶化而提高剛直性,關鍵在於提高機械延伸倍率,且為能抑制芯部聚合物的配向結晶化而提高吸濕性能,關鍵在於降低紡絲張力。即,藉由將供 油位置設在該範圍內,便可增加纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力,俾能獲得防皺性與吸濕性能均優異的纖維。當供油位置未滿800mm時,噴絲嘴-供油位置間的彎曲變大,且在絲線未被充分固化的狀態下對絲線進行供油,因而會有常發生斷紗造成操作性降低的情況。又,當供油位置超過1500mm時,因為紡絲張力提高,因而不僅促進芯部聚合物的配向結晶化,造成吸濕性能降低,且亦會因機械延伸倍率降低而造成鞘部聚合物的剛直性降低,故而會有成為容易出現皺紋之纖維的情況。較佳係1000~1300mm。
延伸步驟中,延伸後的熱定型溫度較佳係165~180℃。利用輥間的延伸而促進配向結晶化的纖維,會因加熱輥上的高溫熱定型處理而更進一步促進結晶化,使纖維構造安定化。沸水收縮率係依存於纖維的非晶部收縮、即非晶部的比例。另外,本發明所謂「熱定型溫度」係指加熱輥的設定溫度。
構成本發明芯鞘複合斷面纖維的芯部之具高吸濕性能聚合物,因為非晶性高、收縮性大,所以預測依單聚合物進行纖維化時的沸水收縮率大。所以,本發明的芯鞘複合斷面纖維藉由鞘部聚合物係使用聚醯胺中剛直性較高、收縮性較低、以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,便可對鞘部賦予剛性、抑制芯部的收縮性,且藉由依該範圍的溫度在延伸後施行熱定型便可使纖維構造穩定,可將沸水收縮率控制於6.0~12.0%,能獲得防皺性優異的纖維。當熱定型溫度未滿165℃時,會有因鞘部聚醯胺的結晶化不足而導致纖維構造不穩定,成為容易出現皺紋之纖維的情況。又,當熱定型溫度超過180℃時,雖可獲得防皺性優異的纖維,但在加熱輥上會促進紡絲油劑的分解物等污垢,導致品質惡化、或常 發生紡絲斷紗造成操作性惡化,且亦會有高階加工步驟順暢性惡化的情況。更佳係170~175℃。
本發明的芯鞘複合斷面纖維因為吸濕性能優異,故較佳係使用於衣料品,布帛形態係可配合目的再行任意選擇針織物、編織物、不織布等。如前述,△MR越大則吸濕性能越高,對應於穿著時的舒適性越佳。所以,至少一部分具有本發明芯鞘複合纖維的布帛,藉由依△MR成為5.0%以上的方式調整本發明複合纖維的混紡率,便可提供舒適性優異的衣料。衣料品係可成為內衣、運動服等各種纖維製品。
[實施例]
以下,列舉實施例針對本發明進行更具體說明。另外,實施例的特性值測定法等係如下述。
(1)硫酸相對黏度
依相對於濃度98重量%硫酸100ml成為1g的方式溶解聚醯胺碎片試料,使用奧士華型黏度計,測定25℃時的流下時間(T1)。接著,測定僅有濃度98重量%硫酸時的流下時間(T2)。將T1對T2的比、即T1/T2設為硫酸相對黏度。
(2)鄰氯酚相對黏度(OCP相對黏度)
依相對於鄰氯酚100ml成為1g的方式溶解聚醚酯醯胺共聚合體碎片試料,使用奧士華型黏度計,測定25℃時的流下時間(T1)。接著,測定僅有鄰氯酚時的流下時間(T2)。將T1對T2的比、即T1/T2設為鄰氯酚相對黏度。
(3)纖度
在1.125m/圈的捲線器上安裝纖維試料,使進行200旋轉,而製成環狀絞紗,利用熱風乾燥機施行乾燥後(105±2℃×60分),利用秤量天秤秤量絞紗重量,再從乘上公定回潮率的值計算出公量纖度。
(4)強度、伸度
針對纖維試料使用ORIENTEC(股)製「TENSILON」(註冊商標)、UCT-100,依照JIS L1013(化學纖維絲紗試驗方法、2010年)所示定速伸長條件施行測定。伸度係從拉伸強度-伸長曲線中呈現最大強力點的伸長求得。又,強度係將最大強力除以公量纖度的值設為強度。測定係施行10次,再將平均值設為強度與伸度。
(5)伸長3%時每單位纖度的應力(伸長3%時應力)
依照上述(4)項所記載方法施行纖維試料的拉伸試驗,求取拉伸強度-伸長曲線中表示試料伸長3%處的強力,並設為伸長3%時應力。測定係施行10次,將平均值設為伸長3%時應力。
(6)α結晶配向參數
針對纖維試料依照雷射拉曼分光法施行測定,藉由取在1120cm-1附近所出現由尼龍之α結晶所衍生拉曼頻帶平行偏光的強度比[平行(I1120)]、與垂直偏光的強度比[垂直(I1120)]之比值,並設為配向度評價的參數。又,以相對於配向的非等向性較小之 CH變形帶(1440cm-1附近)拉曼頻帶強度為基準,將各偏光條件(平行/垂直)的散射強度格式化。
α結晶配向參數=平行(I1120/I1440)/垂直(I1120/I1440)
另外,配向測定用纖維試料係經樹脂包埋後(雙酚系環氧樹脂、24小時硬化),利用切片機施行切片化。切片厚度設為2.0μm。切片試料係依切斷面成為橢圓形的方式,切斷呈些微傾斜於纖維軸,選擇橢圓形短軸的厚度成為一定厚度的地方進行測定。測定係依顯微模式實施,試料位置處的雷射光點徑係1μm。施行芯、鞘層中心部的配向性解析,配向的測定係在偏光條件下實施。將偏光方向與纖維軸呈一致的情況設為平行條件,正交的情況設為垂直條件,從各自所獲得拉曼頻帶強度的比評價配向的程度。另外,針對各測定點施行3次測定,採用其平均值。詳細條件示於以下。
雷射拉曼分光法
裝置:T-64000(Jobin Yvon/愛宕物產)
條件:測定模式;顯微拉曼
物鏡:×100
光束直徑:1μm
光源:Ar+雷射/514.5nm
雷射功率:50mW
繞射光柵:Single 600gr/mm
狹縫:100μm
檢測器:CCD/Jobin Yvon 1024×256
(7)沸水收縮率
根據JIS L1013:2010 8.18.1(B法)施行測定。
(8)針織物之製造
將本發明的芯鞘複合斷面纖維使用於經紗、緯紗,設定為經密度188支/2.54cm、緯密度155支/2.54cm,使用噴水式無梭織機依平組織施行編織。
所獲得原布料依照常法,使用開幅皂洗機(open soaper)利用每1公升含有2g苛性鈉(NaOH)的溶液施行精練,再利用滾筒乾燥機依120℃施行乾燥,接著再依170℃施行預定型加工。然後,利用耐壓性滾筒型染色機依2.0℃/分的速度升溫至120℃,依設定溫度120℃施行60分鐘染色。經染色後利用水流施行20分鐘水洗,再施行脫水、乾燥,獲得經密度200支/2.54cm、緯密度160支/2.54cm的針織物。
(9)防皺性評價
針對上述(8)所獲得針織物,依照JIS L1059-2(纖維製品之防皺性試驗方法-第2部:賦予皺紋後的外觀評價(起皺法)、2009年)的第9項所記載方法實施,依照5級(最滑順的外觀)至1級(皺紋最多的外觀)判定。3級以上的情況便判斷為防皺性優異。
(10)△MR
在秤量瓶秤取上述(8)所獲得針織物1~2g左右,在110℃中保持 2小時使之乾燥並測定重量(W0),接著將對象物質在20℃、相對濕度65%中保持24小時後測定重量(W65)。然後,將其依30℃、相對濕度90%保持24小時後測定重量(W90)。接著,依照下式計算:MR65=[(W65-W0)/W0]×100%‧‧‧‧‧(1)
MR90=[(W90-W0)/W0]×100%‧‧‧‧‧(2)
△MR=MR90-MR65‧‧‧‧‧‧‧‧‧(3)。
(11)洗滌後△MR
針對上述(8)所獲得針織物,依照JIS L0217(1995)之附表1中編號103所記載方法,重複實施20次洗滌後,測定並計算出上述(10)所記載的△MR。
△MR為5.0%以上的情況,便判斷為穿著時能獲得良好的舒適性。
(12)洗滌後△MR保持率
洗滌前後的△MR變化指標係依照下式計算出洗滌後的△MR保持率。
(洗滌處理後的△MR-洗滌處理前的△MR)/洗滌處理前的△MR×100
△MR保持率為90%以上的情況,便判斷為具有耐洗滌性。
(13)高階加工步驟順暢性
使用本發明芯鞘複合斷面纖維,利用噴水式無梭織機,依織機轉數750rpm、緯紗長1620mm編織10匹(1000m/匹)平紋織物,評價此時因織機斷紗而造成的停機次數,斷紗在2次以下的情況,判斷為屬於良好步驟順暢性。
(實施例1)
將鄰氯酚相對黏度為1.69的聚醚酯醯胺共聚合體(ARKEMA公司製、MH1657(碎片△MR:18.9))設為芯部,並將硫酸相對黏度為2.72的尼龍610設為鞘部,分別依270℃熔融,從同心圓芯鞘複合用噴絲嘴依成為芯/鞘比率(重量份)=50/50的方式施行紡絲。
此時,依所獲得芯鞘複合紗的總纖度成為56dtex的方式選定齒輪泵的轉數,分別設為22g/min的吐出量。然後,利用絲線冷卻裝置將絲線冷卻固化,並利用供油裝置從距噴絲嘴下面1000mm的供油位置供應非含水油劑後,利用第1流體交絡噴嘴裝置賦予交絡,將屬於第1輥的牽引輥圓周速度設為2800m/min,並將牽引輥與延伸輥間的延伸倍率設為1.50倍施行延伸,且將延伸輥設定溫度設為170℃施行熱定型,再依捲取速度4000m/min施行捲取,便獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時每單位纖度的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例2)
除將加熱輥的熱定型溫度設為180℃之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例3)
除將加熱輥的熱定型溫度設為165℃之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維絲,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例4)
除將供油位置設為距噴絲嘴下面1500mm、依捲取速度3900m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後 伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例5)
除將供油位置設為距噴絲嘴下面800mm之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例6)
除將供油位置設為距噴絲嘴下面1500mm,並依牽引輥與延伸輥間之延伸倍率1.45倍、捲取速度3900m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例7)
除將供油位置設為距噴絲嘴下面800mm,並依牽引輥與延伸輥間之延伸倍率1.55倍、捲取速度4100m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例8)
除依屬於第1輥的牽引輥之圓周速度2500m/min、牽引輥-延伸輥間之延伸倍率1.65倍、捲取速度3900m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(實施例9)
除依屬於第1輥的牽引輥之圓周速度3400m/min、牽引輥-延伸 輥間之延伸倍率1.20倍、捲取速度3900m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表1。
(比較例1)
除將加熱輥的熱定型溫度設為190℃之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表2。
在加熱輥的熱定型溫度較高之本水準下,雖吸濕性能與防皺性均優異,且即便經洗滌仍能維持吸濕性能,但在加熱輥上會促進紡絲油劑的分解物等髒污,且在高階加工步驟中常發生斷紗,呈現步驟順暢性差的結果。
(比較例2)
除將延伸輥的設定溫度設為150℃之外,其餘均依照與實施例1 同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表2。
在加熱輥的熱定型溫度較低之本水準下,鞘部尼龍610與芯部聚醚酯醯胺共聚合體的收縮特性間之均衡崩潰,沸水收縮率高達15.0%,成為具皺紋的針織物。
(比較例3)
除將供油位置設為距噴絲嘴下面1800mm,依牽引輥與延伸輥間之延伸倍率1.30倍、捲取速度3500m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表2。
在噴絲嘴下面距供油位置的距離較長之本水準下,鞘部尼龍610的剛直性低,與芯部聚醚酯醯胺共聚合體的收縮特性間之均衡崩潰,伸長3%時每單位纖度的應力為0.58cN/dtex的偏低值,成為具皺紋的針織物。
(比較例4)
除依屬於第1輥的牽引輥之圓周速度2200m/min、牽引輥-延伸輥間的延伸倍率1.80倍、捲取速度3800m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表2。
在牽引速度較慢之本水準下,鞘部尼龍610的剛直性降低,與芯部聚醚酯醯胺共聚合體的收縮特性間之均衡崩潰,沸水收縮率成為12.3%,成為具皺紋的針織物。
(比較例5)
除依屬於第1輥的牽引輥之圓周速度3700m/min、牽引輥-延伸輥間的延伸倍率1.05倍、捲取速度3700m/min施行捲取之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法獲得56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率 施行評價。該等結果示於表2。
在牽引速度較快之本水準下,鞘部尼龍610的剛直性降低,與芯部聚醚酯醯胺共聚合體的收縮特性間之均衡崩潰,伸長3%時每單位纖度的應力為0.54cN/dtex的偏低值,成為具皺紋的針織物,且在高階加工步驟中常出現斷紗,呈現步驟順暢性差的結果。
(比較例6)
除將硫酸相對黏度為2.40的尼龍6設為鞘部,並將加熱輥的熱定型溫度設為150℃之外,其餘均依照與實施例1同樣的方法採取56dtex24原絲的芯鞘複合斷面纖維。
針對所獲得芯鞘複合斷面纖維,測定:纖度、強度、伸度、伸長3%時每單位纖度的應力、沸水收縮率、沸水處理前後伸長3%時的應力保持率、以及α結晶配向參數。又,針對所獲得針織物,針對防皺性、△MR、洗滌後△MR、洗滌後△MR保持率施行評價。該等結果示於表2。
在鞘部聚醯胺為尼龍6的本水準下,鞘部尼龍6的剛性降低,與芯部聚醚酯醯胺共聚合體的收縮特性間之均衡崩潰,伸長3%時每單位纖度的應力為0.53cN/dtex的偏低值,成為具皺紋的針織物。

Claims (5)

  1. 一種芯鞘複合斷面纖維,其特徵係芯部聚合物為熱可塑性聚合物,且鞘部聚合物係以癸二酸單位為主成分之具二羧酸單位的聚醯胺,沸水收縮率係6.0~12.0%,纖維拉伸試驗中伸長3%時每單位纖度的應力係0.60cN/dtex以上。
  2. 如請求項1之芯鞘複合斷面纖維,其中,鞘部的α結晶配向參數係2.10~2.70。
  3. 如請求項1或2之芯鞘複合斷面纖維,其中,沸水處理前後的纖維拉伸試驗中,伸長3%時每單位纖度的應力保持率係60%以上。
  4. 一種布帛,係至少一部分具有請求項1至3中任一項之芯鞘複合斷面纖維。
  5. 一種纖維製品,係至少一部分具有請求項1至3中任一項之芯鞘複合斷面纖維。
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