TW201940547A - 吸濕性優異的海島型複合纖維、纖維構造體及聚酯組成物 - Google Patents
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Abstract
一種吸濕性優異的海島型複合纖維,其具有下述(1)~(4)之特徵;
(1)島成分為具有吸濕性的聚合物
(2)於纖維橫剖面中,最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)為0.05~0.25
(3)熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%
(4)酚基含有率為16~160mmol/kg
還有,所謂的最外層厚度,就是纖維的半徑與將配置於最外周的島成分之頂點連接而成的外接圓的半徑之差,表示存在於最外層的海成分之厚度。
本發明提供吸濕性優異且耐氧化發熱性良好的海島型複合纖維及聚酯組成物。
Description
本發明關於吸濕性優異且耐氧化分解性良好的海島型複合纖維及聚酯組成物。更詳細而言,關於一種海島型複合纖維,其即使在染色等之熱水處理中也為高品質且吸濕性優異,而且耐氧化分解性良好,可抑制乾洗處理後的氧化發熱,故可適用於衣料用途;以及一種聚酯組成物,其具有高的吸濕性、優異的纖維特性及能抑制水洗滌處理後的黃變及氧化發熱。
聚酯纖維,由於便宜、機械特性和乾燥感優異,因此被使用在廣泛的用途中。然而,由於缺乏吸濕性,故而會在夏季的高濕度時產生悶熱感,在冬季的低濕度時產生靜電等,在穿著舒適性的觀點有應解決的課題。
為了改善上述缺點,對於將吸濕性賦予至聚酯纖維的方法,迄今已有各種的提案。作為賦予吸濕性的一般方法,可舉出對於聚酯予以共聚合親水性化合物或添加親水性化合物等,而作為親水性化合物之一例,可舉出聚乙二醇。
又,對於以包含聚乙二醇的聚烷二醇作為構成成分且含有其它添加劑等之聚酯組成物,迄今亦有提案各種的方法。
例如,專利文獻1係將共聚合有低分子量聚乙二醇之聚酯單獨地予以纖維化,而將吸濕性賦予至聚酯纖維。
專利文獻2係將含有抗氧化劑的高分子量聚乙二醇共聚合聚酯單獨地予以纖維化,而將吸濕性賦予至聚酯纖維。
專利文獻3提案一種芯鞘型複合纖維,其係在芯配置共聚合有聚乙二醇的聚酯,在鞘配置聚對苯二甲酸乙二酯。該提案係藉由在芯配置吸濕性聚合物,而將吸濕性賦予至聚酯纖維。又,亦有提案一種共聚合聚酯,其係藉由共聚合50~95重量%的聚氧伸烷基化合物,而賦予吸濕性。
專利文獻4提案一種海島型複合纖維,其係在島配置共聚合有聚乙二醇的聚酯,在海配置聚對苯二甲酸乙二酯。該提案係藉由在島配置吸濕性聚合物,而將吸濕性賦予至聚酯纖維。
專利文獻5提案一種氧吸收性樹脂組成物,其係在以聚酯鏈段為硬鏈段、以聚烷二醇單元為軟鏈段的嵌段共聚物中摻合作為自由基捕捉劑之酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑而成。
專利文獻6提案一種聚醚酯聚合物,其係以聚對苯二甲酸丁二酯為硬鏈段,以聚氧伸乙基二醇為 軟鏈段。該提案係藉由進一步共聚合有有機磺酸金屬鹽而賦予水膨潤性。
專利文獻7提案一種直接聚合法,其係將酯化生成物移送至預先加入有分子量400~6000的聚烷二醇之聚合槽。
專利文獻1 日本特開2006-104379號公報
專利文獻2 國際公開第2015/146790號
專利文獻3 日本特開2001-172374號公報
專利文獻4 日本特開平8-198954號公報
專利文獻5 日本特開2003-113311號公報
專利文獻6 日本特開2005-200786號公報
專利文獻7 日本特開昭58-198527號公報
然而,上述專利文獻1記載之方法,吸濕性聚合物會露出於纖維表面整體,於染色等之熱水處理時吸濕性聚合物的共聚合成分之聚乙二醇會被氧化分解而溶出到處理液中,有於熱水處理後吸濕性降低之課題。又,於乾洗處理後的滾筒式乾燥時,有聚乙二醇氧化分解而纖維發熱之課題。
專利文獻2記載之方法,為了抑制聚乙二醇氧化分解而在纖維中含有大量的抗氧化劑,故有紗線 強度降低而在製造編織物、梭織物步驟中多發生斷線、使用時產生絨毛而品質降低之課題。
專利文獻3記載之方法,隨著在染色等之熱水處理時芯成分的吸濕性聚合物的體積膨潤,應力會集中在芯成分與鞘成分之界面,結果發生鞘成分的破裂,有以該鞘成分之破裂為原因致使產生染斑或絨毛而品質降低之課題。再者,芯成分的吸濕性聚合物會以鞘成分破裂部分為起點而溶出,有於熱水處理後吸濕性降低之課題。又,雖然有揭示添加0.2份的受阻酚系抗氧化劑之技術,但是添加量少,亦未進行磷系抗氧化劑之添加,故有水洗滌處理後發生黃變或耐氧化發熱性差之課題。
專利文獻4記載之方法,在纖維橫剖面中,相對於纖維直徑而言最外層的海成分之厚度小,故隨著在染色等之熱水處理時島成分的吸濕性聚合物的體積膨潤,海成分會破裂,有以該海成分之破裂為原因致使產生染斑或絨毛而品質降低之課題。再者,島成分的吸濕性聚合物會以海成分破裂部分為起點而溶出,有吸濕性降低之課題。
專利文獻5記載之方法,係在軟鏈段使用聚四亞甲基二醇,並且摻合受阻酚系抗氧化劑IRGANOX 1010作為自由基捕捉劑,摻合IRGAFOS 168作為磷系抗氧化劑,但有吸濕性差之課題。
專利文獻6記載之方法,由於未進行酚系抗氧化劑或磷系抗氧化劑之添加,故有耐氧化發熱性差之課題。
專利文獻7記載之方法,係揭示預先在聚合槽中加入分子量1000的聚烷二醇,再將酯化生成物移送至其中而得到高聚合度聚酯-聚醚共聚物之製造方法,但由於聚烷二醇的分子量小,故有所得之聚酯-聚醚共聚物的吸濕性低之課題。
本發明之目的在於解決上述過往技術的問題點,提供一種海島型複合纖維,其在作成梭織物或編織物等的纖維構造體時少有染斑或絨毛產生,品質優異,同時即使於染色等之熱水處理後也吸濕性優異,再者,能抑制水洗滌處理後(JIS L0217)後的黃變,且耐氧化分解性良好,能抑制乾洗處理後(JIS L1096)或水洗滌處理後的氧化發熱,故可適用於衣料用途;以及一種聚酯組成物,其具有高的吸濕性、優異的纖維特性及能抑制水洗滌處理後的黃變及氧化發熱。
本發明係為了解決上述課題,採用以下手段。
作為第1發明,係一種吸濕性優異的海島型複合纖維,其具有下述(1)~(4)之特徵;
(1)島成分為具有吸濕性的聚合物
(2)於纖維橫剖面中,最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)為0.05~0.25
(3)熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%
(4)酚基含有率為16~160mmol/kg
還有,所謂的最外層厚度,就是纖維的半徑與將配置於最外周的島成分之頂點連接而成的外接圓的半徑之差,表示存在於最外層的海成分之厚度。
作為第2發明,係一種聚酯組成物,其係在使10~50重量%的數量平均分子量為5,000~20,000的聚乙二醇對於包含芳香族二羧酸及或其酯形成性衍生物、與二醇及或其酯形成性衍生物之聚酯進行共聚合而成之聚酯中,含有10.0~200.0mmol/kg的化學式(1)所示的結構之酚系抗氧化劑,且含有磷量為15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化劑; 及一種聚酯組成物之製造方法,其係將前述聚酯組成物,使用芳香族二羧酸與含有50莫耳%以上的1,4-丁二醇之二醇進行酯交換反應,另一方面,預先在聚縮合槽中加入聚乙二醇,在聚合槽之溫度為210℃以下時,將該酯交換反應所得之酯化生成物移送至該聚縮合槽,開始聚縮合反應。
作為第2發明之聚酯組成物之利用方法,有以該聚酯組成物作為海成分或芯成分之複合纖維,其可作為第1發明中的吸濕性聚合物而適宜地利用。
第1發明所得之海島型複合纖維,其即使在染色等之熱水處理也為高品質且吸濕性優異,再者,能抑制水洗滌處理(JIS L0217)後的黃變,且耐氧化分解性良好,能抑制乾洗處理後(JIS L1096)或水洗滌處理後的氧化發熱,故可適用於特別是衣料用途。又,依照第 2發明,可得到一種聚酯組成物,其具有高的吸濕性、優異的纖維特性及能抑制水洗滌處理後的黃變及氧化發熱。
1‧‧‧海成分
2‧‧‧島成分
3‧‧‧纖維直徑
4‧‧‧將配置於最外周的島成分之頂點連接而成的外接圓
5‧‧‧最外層厚度
6‧‧‧島成分的直徑
7‧‧‧計量板
8‧‧‧分配板
9‧‧‧吐出板
10-(a)‧‧‧計量孔1
10-(b)‧‧‧計量孔2
11-(a)‧‧‧分配溝1
11-(b)‧‧‧分配溝2
12-(a)‧‧‧分配孔1
12-(b)‧‧‧分配孔2
13‧‧‧吐出導入孔
14‧‧‧縮小孔
15‧‧‧吐出孔
16‧‧‧環狀溝
圖1(a)~(n)係本發明之海島型複合纖維的剖面形狀之一例的顯示圖。
圖2係本發明之海島型複合纖維之製造方法所用的海島複合噴頭之一例,圖2(a)係構成海島複合噴頭的主要部分之正剖面圖,圖2(b)係分配板的一部分之橫剖面圖,圖2(c)係吐出板之橫剖面圖。
圖3係分配板之一例的一部分。
圖4係分配板中的分配溝及分配孔配置之一例。
以下,詳細說明本發明。
首先,說明第1發明之吸濕性優異的海島型複合纖維及將其用於一部分之纖維構造體。
本發明中所謂之吸濕率差(△MR),就是假設輕度運動後的衣服內溫度濕度之溫度30℃、濕度90%RH下的吸濕率與外部氣溫濕度之溫度20℃、濕度65%RH下的吸濕率之差,只要沒有特別預先指明,則表示以實施例記載之方法測定的值。所謂具有吸濕性者,就是△MR為2.0%以上者,△MR之值愈大,吸濕性愈高,穿著舒適性愈高。
第1發明中所謂之最外層厚度,只要沒有特別預先指明,則為纖維的半徑與將配置於最外周的島成分之頂點連接而成的外接圓的半徑之差,表示存在於最外層的海成分之厚度。
第1發明之海島型複合纖維的島成分為具有吸濕性的聚合物(吸濕性聚合物)。所謂具有吸濕性的聚合物,只要是吸濕率差(△MR)為2.0%以上之聚合物,則沒有特別的限制。具體而言,可舉出聚醚酯、聚醚醯胺、聚醚酯醯胺、聚醯胺、熱塑性纖維素衍生物、聚乙烯吡咯啶酮等,惟不受此等所限定。此等吸濕性聚合物係可僅使用1種,也可併用2種以上。又,此等吸濕性聚合物與聚酯、聚醯胺、聚烯烴等摻合而成者亦可作為吸濕性聚合物使用。
第1發明之海島型複合纖維的島成分之具有吸濕性的聚合物較佳為聚乙二醇共聚合聚合物。只要是聚乙二醇共聚合聚合物,則吸濕性優異且耐熱性亦良好,故所得之海島型複合纖維的機械特性或色調變良好。
第1發明之海島型複合纖維係於纖維橫剖面中,最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)為0.05~0.25。若T/R為0.05以上,則可充分確保相對於纖維直徑而言最外層之厚度,故可抑制因染色等之熱水處理而配置於島的吸濕性聚合物之體積膨潤所伴隨的海成分之破裂,因海成分之破裂所造成的染斑或絨毛之產生少,品質優異。再者,可抑制吸濕性聚合物之溶出,即使於熱水處理後也展現高的吸濕性。海島型複合纖維之 T/R更佳為0.07以上。另一方面,若海島型複合纖維之T/R為0.25以下,則不因相對於纖維直徑而言最外層之厚度而損害配置於島的吸濕性聚合物之體積膨潤,可得到吸濕性高的纖維以及纖維構造體。海島型複合纖維之T/R更佳為0.22以下。
第1發明之海島型複合纖維之熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%。若熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%,則衣服內的悶熱感少,展現穿著舒適性。若熱水處理後的吸濕率差(△MR)小於2.0%,則吸濕性低,衣服內的悶熱感變大。若熱水處理後的吸濕率差(△MR)大於10.0%,則會產生絨毛而品質降低。從高吸濕性與品質之觀點來看,熱水處理後的吸濕率差(△MR)較佳為3.0%~8.0%。
第1發明之海島型複合纖維含有酚基(酚骨架)。藉由酚基可阻止自由基連鎖反應,故可抑制氧化分解,在乾洗處理後的滾筒式乾燥時抑制氧化發熱。
第1發明之海島型複合纖維含有16~160mmol/kg的酚基。若酚基含有率為16~160mmol/kg,則可兼顧耐氧化分解性與纖維強度。若酚基含有率小於16mmol/kg,則無法捕捉所產生的自由基,耐氧化分解性變不良,在乾洗處理後的滾筒式乾燥時發生氧化發熱。若酚基含有率大於160mmol/kg,則抑制纖維之配向,故纖維強度降低,造成在製造編織物、梭織物步驟中多發生斷線、使用時產生絨毛而品質降低。從耐氧化分解性與纖維強度之觀點來看,酚基含有 率較佳為20~150mmol/kg。酚基(酚骨架)較佳為以酚系化合物之形式被包含於海島型複合纖維。
第1發明之海島型複合纖維較佳為含有下述化學式(1)所示的結構之酚系化合物。若含有下述化學式(1)所示的結構之酚系化合物,則水洗滌處理時所生成的黃色醌系化合物之量減少,可抑制黃變。
[上述式中,R1、R2、R3表示烴基、羥基、氫原子之任一者]。
第1發明之海島型複合纖維較佳為含有磷元素。若含有磷元素,則可抑制酚因水洗滌處理時所使用的次氯酸系漂白劑而失去活性,於水洗滌處理後亦可抑制滾筒式乾燥時的氧化發熱。
第1發明之海島型複合纖維較佳為含有3~30mmol/kg的磷元素。若磷元素含有率為3~30mmol/kg,水洗滌處理後的耐氧化分解性良好且纖維的色調亦良好。從水洗滌處理後的耐氧化分解性與纖維色調之觀點來看,磷元素含有率更佳為6~25mmol/kg。
第1發明之海島型複合纖維的海成分/島成分之複合比率(重量比)較佳為50/50~90/10。若海島型複合纖維的海成分之複合比率為50重量%以上,則由於可得到海成分所致的緊繃、硬挺感或乾燥的觸感而較宜。又,可抑制因延伸時或假撚時外力所造成的海成分之破裂或吸濕時或吸水時吸濕性聚合物的體積膨潤所伴隨的海成分之破裂,故可抑制因產生染斑或絨毛所造成的品質降低或在染色等之熱水處理時因吸濕性聚合物溶出到熱水中而造成的吸濕性降低,因此較宜。另一方面,若海島型複合纖維的海成分之複合比率為90重量%以下,即島成分之複合比率為10重量%以上,則可得到吸濕性優異的海島型複合纖維而較宜。
第1發明之海島型複合纖維的複絲之纖度係沒有特別的限制,可按照用途或要求特性而適宜選擇,但較佳為10~500dtex。若海島型複合纖維之纖度為10dtex以上,則斷線少,製程通過性良好,而且在使用時少有絨毛產生,耐久性優異而較宜。另一方面,若海島型複合纖維之纖度為500dtex以下,則不會損害纖維以及纖維構造體的柔軟性而較宜。
第1發明之海島型複合纖維的單纖維纖度係沒有特別的限制,可按照用途要求特性而適宜選擇,但較佳為0.5~4.0dtex。若海島型複合纖維的單纖維纖度為0.5dtex以上則斷線少,製程通過性良好,而且在使用時少有絨毛產生,耐久性優異而較宜。另一方面,若海島型複合纖維的單纖維纖度為4.0dtex以下,則不會損害纖維以及纖維構造體的柔軟性而較宜。
第1發明之海島型複合纖維的強度係沒有特別的限制,可按照用途或要求特性而適宜選擇,但從機械特性之觀點來看,較佳為2.0~5.0cN/dtex。若海島型複合纖維的強度為2.0cN/dtex以上,則在使用時少有絨毛產生,耐久性優異。更佳為2.3cN/dtex以上。另一方面,若海島型複合纖維的強度為5.0cN/dtex以下,則不會損害纖維以及纖維構造體的柔軟性而較宜。
第1發明之海島型複合纖維的伸長率係沒有特別的限制,可按照用途或要求特性而適宜選擇,但從耐久性之觀點來看,較佳為10~60%。若海島型複合纖維的伸長率為10%以上,則纖維以及纖維構造體的耐磨耗性良好,在使用時少有絨毛產生,耐久性良好而較宜。另一方面,若海島型複合纖維的伸長率為60%以下,則纖維以及纖維構造體的尺寸安定性良好而較宜。
第1發明之海島型複合纖維,關於纖維橫剖面中的島成分之形狀,並沒有特別的限制,可為真圓狀的圓形剖面,也可為非圓形剖面。作為非圓形剖面之具體例,可舉出多葉形、多角形、扁平形、橢圓形等,惟不受此等所限定。
第1發明之海島型複合纖維,關於纖維的剖面形狀,並沒有特別的限制,可按照用途或要求特性而適宜選擇,可為真圓狀的圓形剖面,也可為非圓形剖面。作為非圓形剖面之具體例,可舉出多葉形、多角形、扁平形、橢圓形等,惟不受此等所限定。
接著,陳述第1發明之海島型複合纖維之製造方法。
第1發明之海島型複合纖維,可使用以具有吸濕性的聚合物成為島成分且以熱塑性聚合物成為海成分之眾所周知的熔融紡絲方法、延伸方法、假撚等之捲縮加工方法而得到。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的海成分為熱塑性聚合物。具體而言,可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之芳香族聚酯、聚乳酸、聚甘醇酸等之脂肪族聚酯、尼龍6、尼龍66等之聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴等,惟不受此等所限定。其中,由於機械特性或耐久性優異故而較佳為聚酯,由於可得到聚酯纖維特有的緊繃、硬挺感故而更佳為聚對苯二甲酸乙二酯,由於鞘破裂抑制效果大,且顯示鮮明的顯色性,同時於與聚胺甲酸酯纖維之混合使用中可防止染料污染故而特佳為陽離子可染性聚對苯二甲酸乙二酯。所謂的陽離子可染性聚對苯二甲酸乙二酯,就是共聚合有能與陽離子染料相互作用的成分之聚對苯二甲酸乙二酯。作為能與陽離子染料相互作用的共聚合成分之具體例,有5-磺基間苯二甲酸金屬鹽,可舉出鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、銣鹽、銫鹽等,惟不受此等所限定。其中,可適宜地採用鋰鹽、鈉鹽。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的島成分為具有吸濕性的聚合物。具體而言,可舉出聚醚酯、聚醚醯胺、聚醚酯醯胺、聚醯胺、熱塑性纖維素 衍生物、聚乙烯吡咯啶酮等之聚合物,惟不受此等所限定。此等吸濕性聚合物係可僅使用1種,也可併用2種以上。又,此等吸濕性聚合物與聚酯、聚醯胺、聚烯烴等摻合而成者亦可作為吸濕性聚合物使用。其中,作為共聚合成分,由於吸濕性優異故而較佳為包含聚醚的聚醚酯、聚醚醯胺、聚醚酯醯胺,從耐熱性之觀點來看,更佳為聚乙二醇共聚合聚合物,從機械特性之觀點來看,特佳為聚乙二醇共聚合聚酯。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的島成分,較佳為具有結晶性的聚合物。若島成分具有結晶性,則在染色等之熱水處理時可抑制吸濕性聚合物溶出到熱水中,故即使在熱水處理後也可維持吸濕性,因此較宜。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的島成分,從吸濕性、耐熱性及機械特性之觀點來看,較佳為以芳香族二羧酸與脂肪族二醇作為主要構成成分且以聚乙二醇作為共聚合成分之聚醚酯。作為芳香族二羧酸之具體例,可舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、5-鈉磺基間苯二甲酸、5-鋰磺基間苯二甲酸、5-(四烷基)鏻磺基間苯二甲酸、4,4’-二苯基二羧酸、2,6-萘二羧酸等,惟不受此等所限定。又,作為脂肪族二醇之具體例,可舉出乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇、環己二醇、二乙二醇、六亞甲基二醇、新戊二醇等,惟不受此等所限定。其中,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇係製造時以及使用時的操作性良好而較宜,於結晶性之觀點中,可適宜採用1,4-丁二醇。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的島成分,從耐熱性及機械特性之觀點來看,較佳為以芳香族二羧酸與脂肪族二醇作為主要構成成分且以聚乙二醇作為共聚合成分之聚醚酯。共聚合成分的聚乙二醇之數量平均分子量較佳為2000~30000g/mol。若聚乙二醇之數量平均分子量為2000g/mol以上,則吸濕性高,作為島成分使用時,可得到吸濕性優異的海島型複合纖維而較宜。另一方面,若聚乙二醇之數量平均分子量為30000g/mol以下,則聚縮合反應性高,可減少未反應的聚乙二醇,於染色等之熱水處理時抑制吸濕性聚合物溶出到熱水中,即使熱水處理後也可維持吸濕性而較宜。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的島成分,從耐熱性及機械特性之觀點來看,較佳為以芳香族二羧酸與脂肪族二醇作為主要構成成分聚乙二醇且以聚乙二醇作為共聚合成分之聚醚酯。共聚合成分的聚乙二醇之共聚合率較佳為10~60重量%。若聚乙二醇之共聚合率為10重量%以上,則吸濕性高,作為島成分使用時,可得到吸濕性優異的海島型複合纖維而較宜。另一方面,若聚乙二醇之共聚合率為60重量%以下,則可減少未反應的聚乙二醇,於染色等之熱水處理時抑制吸濕性聚合物溶出到熱水中,即使熱水處理後也可維持吸濕性而較宜。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的海成分及/或島成分之聚合物,亦可為經添加次要添加物而進行各種改質之組成物。作為次要添加劑之具體 例,可舉出相溶化劑、可塑劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、螢光增白劑、脫模劑、抗菌劑、核形成劑、熱安定劑、抗靜電劑、防著色劑、調整劑、消光劑、消泡劑、防腐劑、膠化劑、乳膠、填料、印墨、著色料、染料、顏料、香料等,惟不受此等所限定。此等次要添加物係可單獨使用,也可併用複數。
為了使第1發明之海島型複合纖維中含有酚基(酚骨架),可舉出在其製造步驟中以酚系化合物之形式添加至海成分及/或島成分的聚合物之方法作為一例。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的酚系化合物,只要是具有酚基的化合物,則沒有特別的限制。具體而言,可舉出2,6-二第丁基對甲酚、丁基羥基苯甲醚、2,6-二第丁基-4-乙基苯酚、十八基-β-(3,5-二第丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、4,4’-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、3,9-雙{1,1-二甲基-2-{β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}乙基}2,4,8,10-四氧雜螺{5,5}十一烷、1,1,3-參(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二第丁基-4-羥基苄基)苯、雙{3,3’-雙-(4’-羥基-3’-第三丁基苯基)丁酸}甘醇酯、生育酚、季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)、雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧伸乙基)]、1,3,5-參[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羥基-2,6-二甲基苯基] 甲基]-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮等,惟不受此等所限定。此等酚系化合物係可僅使用1種,也可併用2種以上。其中,雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧伸乙基)](BASF製,IRGANOX(註冊商標,以下相同)245)、3,9-雙{1,1-二甲基-2-{β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}乙基}2,4,8,10-四氧雜螺{5,5}十一烷(ADEKA製,ADK STAB(註冊商標,以下相同)AO-80)、1,3,5-參[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羥基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(RIANINLON CORPORATION製,THANOX(註冊商標,以下相同)1790),由於氧化分解抑制效果高且水洗滌處理後的黃變抑制效果高故而可適宜地採用。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的磷系抗氧化劑,只要是具有磷元素的化合物,則沒有特別的限制。具體而言,可舉出亞磷酸三苯酯、參(2,4-第三丁基苯基)亞磷酸酯、雙[2,4雙(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯亞磷酸、雙(2,4-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、肆(2,4-二第丁基苯基)[1,1聯苯基]-4,4’-二基雙亞膦酸酯、四(C12~C15烷基)-4,4’-亞異丙基二苯基二亞磷酸酯、3,9-雙(2,6-第三丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5,5十一烷]、1,1’-聯苯基-4,4’-二基雙[亞膦酸雙(2,4-二第丁基苯基)]等。此等磷系抗氧化劑係可僅使用1種,也可併用2種以上。其中,參(2,4-第三丁基苯基)亞磷酸酯(BASF製,IRGAFOS(註冊商標,以下相同)168)、3,9-雙(2,6-第三丁 基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5,5十一烷](ADEKA製,ADK STAB PEP-36)、四(C12~C15烷基)-4,4’-亞異丙基二苯基二亞磷酸酯(城北化學製,JA-805)、1,1’-聯苯基-4,4’-二基雙[亞膦酸雙(2,4-二第丁基苯基)](Clariant Chemicals製,HOSTANOX(註冊商標,以下相同)P-EPQ),由於水洗滌處理後的耐氧化分解性良好故而可適宜地採用。
關於第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑之添加時期或添加法,並沒有特別的限制。可在將海成分及/或島成分先冷卻固化後再熔融之狀態下進行混煉,亦可與海成分及/或島成分直接摻合。從強制地與吸濕性聚合物混合之觀點來看,較佳為在將島成分先冷卻固化後再熔融之狀態下用雙軸混煉機進行混煉。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,關於硫代丙酸酯化合物等之硫系抗氧化劑之添加,並沒有特別的限制,但從所得之纖維的明度之觀點來看,較佳為不添加硫系抗氧化劑。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,在進行熔融紡絲之前,較佳為預先將海成分、島成分乾燥,使含水率成為300ppm以下。若含水率為300ppm以下,則在熔融紡絲之際可抑制因水解所造成的分子量降低或因水分所造成的發泡,可安定地進行紡絲而較宜。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,將事先經乾燥的碎片供給到擠壓機型或加壓熔融機型等 的熔融紡絲機,分別熔融海成分與島成分,以計量泵計量。然後,導入至在紡絲頭中經加溫的紡絲組件,於紡絲組件內過濾熔融聚合物後,在後述的海島複合噴頭中使海成分與島成分匯流而成為海島構造,從紡絲噴頭吐出而成為纖維紗條。
作為第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的海島複合噴頭,例如可使用日本特開2007-100243號公報中揭示的配置有管群之習知的管型海島複合噴頭而製造。然而,於習知的管型海島複合噴頭中,最外層的海成分之厚度為150nm左右係技術上的極限,難以滿足本發明之必需要件的纖維橫剖面中的最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)。因此,於本發明中,較宜使用採用日本特開2011-174215號公報中記載的海島複合噴頭之方法。
作為本發明之海島型複合纖維之製造時所用的海島複合噴頭之一例,針對以圖2~4所示構件所構成之海島複合噴頭進行說明。圖2(a)~(c)係用於示意性說明本發明中使用的海島複合噴頭之一例的說明圖,圖2(a)係構成海島複合噴頭的主要部分之正剖面圖,圖2(b)係分配板的一部分之橫剖面圖,圖2(c)係吐出板的一部分之橫剖面圖。圖2(b)及圖2(c)係構成圖2(a)的分配板及吐出板;圖3係分配板的平面圖,圖4係本發明的分配板之一部分的放大圖,其各自記載為與一個吐出孔相關的溝及孔。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,複合聚合物流係經過計量板、分配板而形成,從吐出板的吐出孔吐出。具體而言,來自紡絲組件上游的聚合物A(島成分)與聚合物B(海成分)係流入至圖2的計量板之聚合物A用計量孔(10-(a))及聚合物B用計量孔(10-(b)),藉由被鑿設在下端的縮孔計量後,流入至分配板。於分配板中,鑿設有用於將自計量孔10所流入的聚合物予以匯流之分配溝11(圖3:11-(a)、11-(b))並在此分配溝之底部鑿設有用於將聚合物流到下游之分配孔12(圖4:12-(a)、12-(b))。又,為了在複合聚合物流之最外層形成由海成分的聚合物B所構成的層,設置如圖3所示之在底面鑿設有分配孔的環狀溝16。自該分配板吐出的聚合物A及聚合物B所構成的複合聚合物流,係從吐出導入孔13流入至吐出板9。接著,複合聚合物流係在導入至具有所欲直徑之吐出孔之期間,藉由縮小孔14,沿著聚合物流而在剖面方向被縮小,維持著以分配板所形成的剖面形態,從吐出孔15被吐出。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,從海島複合噴頭所吐出的纖維紗條,係藉由冷卻裝置而冷卻固化,以第1導紗輥牽引,通過第2導紗輥後被捲取機所捲取,成為捲取紗。再者,為了提高紡絲操作性、生產性、纖維的機械特性,視需要亦可在紡絲噴頭下部設置2~20cm的長度之加熱筒或保溫筒。又,亦可使用供油裝置向纖維紗條供油,使用交纏裝置將交纏賦予至纖維紗條。
第1發明之海島型複合纖維之製造中的熔融紡絲之紡絲溫度,係可按照海成分、島成分的熔點或耐熱性等而適宜選擇,但較佳為240~320℃。若紡絲溫度為240℃以上,則自紡絲噴頭所吐出的纖維紗條之伸長黏度係充分地降低而吐出安定,再者紡絲張力不會過度地變高,可抑制斷線而較宜。另一方面,若紡絲溫度為320℃以下,則可抑制紡絲時的熱分解,可抑制纖維的機械特性之降低或著色而較宜。
第1發明之海島型複合纖維之製造中的熔融紡絲之紡絲速度,係可按照海成分、島成分之組成、紡絲溫度等而適宜選擇。先進行熔融紡絲而捲取後,另外進行延伸或假撚的二步驟法之情況的紡絲速度較佳為500~6000m/分鐘。若紡絲速度為500m/分鐘以上,則行進紗條安定,可抑制斷線而較宜。另一方面,若紡絲速度為6000m/分鐘以下,則可藉由抑制紡絲張力而不斷線地進行安定的紡絲而較宜。二步驟法之情況的紡絲速度更佳為4500m/分鐘以下,尤佳為4000m/分鐘以下。又,不先捲取而同時進行紡絲與延伸的一步驟法之情況的紡絲速度,較佳為將低速輥設為500~5000m/分鐘,將高速輥設為2500~6000m/分鐘。若低速輥及高速輥為上述之範圍內,則行進紗條安定,同時可抑制斷線,可進行安定的紡絲而較宜。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,藉由一步驟法或二步驟法進行延伸時,可藉由一段延伸法或二段以上的多段延伸法之任一方法。作為延伸中的 加熱方法,只要是能直接或間接地加熱行進紗條之裝置,則沒有特別的限定。作為加熱方法之具體例,可舉出加熱輥、熱針銷、熱板、溫水、熱水等之液體浴、熱空氣、蒸汽等之氣體浴、雷射等,惟不受此等所限定。此等加熱方法係可單獨使用,也可併用複數。作為加熱方法,從加熱溫度的控制、對於行進紗條的均勻加熱、裝置不複雜之觀點來看,可適宜採用與加熱輥的接觸、與熱針銷的接觸、與熱板的接觸、在液體浴中之浸漬。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行延伸時的延伸溫度係可按照延伸後的纖維之強度、伸長率等而適宜選擇,但較佳為50~150℃。若延伸溫度為50℃以上,則供給至延伸的紗條之預熱係被充分地進行,延伸時的熱變形成為均勻,可抑制纖度不均的發生,染斑或絨毛少,品質良好而較宜。另一方面,若延伸溫度為150℃以下,則可抑制與加熱輥的接觸所伴隨的纖維彼此之熔接或熱分解,製程通過性或品質良好而較宜。又,視需要亦可進行60~150℃的熱定型。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行延伸時的延伸倍率係可按照延伸前的纖維之伸長率或延伸後的纖維之強度或伸長率等而適宜選擇,但較佳為1.02~7.0倍。若延伸倍率為1.02倍以上,則可藉由延伸來提高纖維的強度或伸長率等之機械特性而較宜。另一方面,若延伸倍率為7.0倍以下,則可抑制延伸時的斷線,進行安定的延伸而較宜。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行延伸時的延伸速度係可按照延伸方法為一步驟法或二步驟法之任一者等而適宜選擇。於一步驟法之情況中,上述紡絲速度的高速輥之速度相當於延伸速度。藉由二步驟法進行延伸之情況的延伸速度較佳為30~1000m/分鐘。若延伸速度為30m/分鐘以上,則行進紗條安定,可抑制斷線而較宜。另一方面,若延伸速度為1000m/分鐘以下,則可抑制延伸時的斷線,進行安定的延伸而較宜。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行假撚加工時,除了僅使用1段加熱器的所謂仿毛加工,還可適宜選擇使用1段加熱器與2段加熱器之兩者的所謂鬆弛熱處理加工。加熱器的加熱方法係可為接觸式、非接觸式之任一者。作為假撚加工機之具體例,可舉出摩擦盤式、皮帶夾式、針銷式等,惟不受此等所限定。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行假撚加工時的加熱器溫度較佳為120~210℃。若加熱器溫度為120℃以上,則供給至假撚加工的紗條可充分地進行預熱,延伸所伴隨的熱變形為均勻,可抑制纖度不均的發生,染斑或絨毛少,品質良好而較宜。另一方面,若加熱器溫度為210℃以下,則可抑制與加熱器之接觸所伴隨的纖維彼此之熔接和熱分解,故斷線或加熱器等的污垢少,製程通過性和品質良好而較宜。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行假撚加工時的延伸倍率係可按照假撚加工前的纖維之伸長率或假撚加工後的纖維之強度或伸長率等而適宜選擇,但較佳為1.01~2.5倍。若延伸倍率為1.01倍以上,則可藉由延伸來提高纖維的強度或伸長率等機械特性而較宜。另一方面,若延伸倍率為2.5倍以下,則可抑制假撚加工時的斷線,可進行安定的假撚加工而較宜。
於第1發明之海島型複合纖維之製造中,進行假撚加工時的加工速度係可適宜選擇,但較佳為200~1000m/分鐘。若加工速度為200m/分鐘以上,則行進紗條安定,可抑制斷線而較宜。另一方面,若加工速度為1000m/分鐘以下,則可抑制假撚加工時的斷線,可進行安定的假撚加工而較宜。
關於第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的纖維之形態,並沒有特別的限制,可為單絲、複絲、短纖等之任一形態。又,能與一般纖維同樣地進行假撚或撚紗等的加工,即使是製造梭織物和編織物也可與一般纖維同樣地操作。
第1發明之海島型複合纖維之製造時所用的纖維構造體之形態係沒有特別的限制,可依照眾所周知之方法,形成梭織物、編織物、毛圈布帛、不織布或紡織紗、填充棉等。又,本發明之海島型複合纖維之製造時所用的纖維構造體,可為任何梭織組織或編織組織,可適宜採用平織、斜紋織、緞紋織或此等的變化織,或經編、緯編、圓編、紗羅編或此等的變化編等。
第1發明之海島型複合纖維係可在形成為纖維構造體時,藉由交織或交編等而與其它纖維結合,也可在與其它纖維作成為混纖紗後形成為纖維構造體。
第1發明之海島型複合纖維係可以纖維或纖維構造體之任一狀態進行染色。又,染色方法係沒有特別的限制,可依照眾所周知之方法,適宜採用筒子紗染色機、液流染色機、轉筒染色機、經軸染色機、捲染機、高壓捲染機等。關於染料濃度或染色溫度,並沒有特別的限制、可適宜採用眾所周知之方法。又,視需要可在染色加工前進行精練,也可在染色加工後進行還原洗淨。
接著,說明第2發明之聚酯組成物。
如上述,本發明中所謂的吸濕性,就是假設輕度運動後的衣服內溫度濕度之溫度30℃、濕度90%RH下的吸濕率與外部氣溫濕度之溫度20℃、濕度65%RH下的吸濕率之差,可以△MR表示。△MR之值愈大,吸濕性愈高,成為纖維或布帛時穿著舒適性愈高。
第2發明之聚酯組成物的△MR,從穿著舒適性之觀點來看,較佳為2.0~25.0%,更佳為4.0~25.0%以下,尤佳為8.0~25.0%以下,特佳為15.0~25.0%以下,最佳為20.0~25.0%以下。△MR小於2.0%時,吸濕性低,衣服內的悶熱感變大。△MR大於25.0%時,熔融成形性變差,有成形品的機械強度降低或產生絨毛之情況。
第2發明之聚酯組成物,係在使10~50重量%的數量平均分子量為5,000~20,000的聚乙二醇對於 包含芳香族二羧酸及或其酯形成性衍生物、與二醇及或其酯形成性衍生物之聚酯進行共聚合而成之聚酯中,含有10.0~200.0mmol/kg的下述化學式(1)所示的結構之酚系抗氧化劑,且含有磷量為15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化劑而成之聚酯組成物。
上述式中,R1、R2、R3表示烴基、羥基、氫原子之任一者。
於第2發明中,所謂的聚酯,就是包含二羧酸及此等的酯形成性衍生物、與二醇及此等的酯形成性衍生物之聚酯。
作為如此的聚酯,具體而言,例如可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸環己二甲酯、聚2,6-萘二羧酸乙二酯、聚乙烯-1,2-雙(2-氯苯氧基)乙烷-4,4’-二羧酸酯等。從結晶性優異,聚合結束吐出時的切割性優異之觀點來看,本發明較佳為聚對苯二甲酸丁二酯。
於此等聚酯中,可共聚合有間苯二甲酸、萘二羧酸、4,4’-二苯基二羧酸、環己烷二羧酸、5-磺基 間苯二甲酸等二羧酸及其酯形成性衍生物,作為二羧酸成分。全部二羧酸成分中所佔有的共聚合二羧酸成分之量較佳為20莫耳%以下,更佳為10莫耳%以下。
又,於此等聚酯中,可共聚合有乙二醇、丙二醇、丁二醇、四亞甲基二醇、六亞甲基二醇、二乙二醇、環己烷二甲醇、新戊二醇、聚丙二醇等二醇化合物及其酯形成性衍生物等,作為二醇成分。全部二醇成分中所佔有的丁二醇較佳為80莫耳%以上。於不損害發明效果之範圍內,亦可共聚合有丁二醇以外之二醇成分。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:其為共聚合有聚乙二醇之聚酯。與混煉有聚乙二醇之情況相比,由於在高次加工步驟中的洗淨步驟中,聚乙二醇不會溶出,可維持高的吸濕性,故可適用作為纖維等的加工品。
於第2發明中,特徵在於:聚酯中所共聚合的聚乙二醇為數量平均分子量5000~20000,且相對於所得之共聚合聚酯,共聚合10~50重量%。此處,共聚合聚酯中的聚乙二醇之數量平均分子量及共聚合量之具體測定方法係如後述,但可在將共聚合聚酯以鹼水溶液水解後,藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定。
於第2發明中,由於將聚酯中所共聚合的聚乙二醇設為特定之數量平均分子量,故而吸濕特性變極大,加工性變良好。具體而言,共聚合聚酯中所共聚合的聚乙二醇之數量平均分子量為5000以上,而吸濕性能為極大。其理由雖然尚不明,但據認為若數量平均分 子量為5000以上,則第2發明之聚酯組成物聚酯中的聚乙二醇與聚酯會形成特異的結構,因此吸濕性變極高。聚乙二醇之數量平均分子量更佳為5500以上,尤佳為6000以上。
於第2發明中,若聚酯中所共聚合的聚乙二醇之數量平均分子量超過20000,則與聚對苯二甲酸乙二酯的反應性降低,聚合時的吐出性差,且有聚乙二醇在熱水中溶出之問題發生的情況。聚酯中所共聚合的聚乙二醇之數量平均分子量,從成形性尤其製紗性之觀點來看,更佳為10000以下。
於第2發明中,聚酯中所共聚合的聚乙二醇之數量平均分子量係可用以下之程序算出。於可密閉的小瓶中採集取約0.05g的共聚合聚酯,添加28重量%的氨水1mL,在120℃加熱5小時而溶解試料。放置冷卻後,添加純水1ml、6M鹽酸1.5ml,以純水定容至5ml。離心分離後,以0.45μm過濾器進行過濾,以凝膠滲透層析術(GPC)測定濾液中所含有的單末端封鎖聚環氧烷化合物之數量平均分子量。再者,第2發明中之共聚合成分的聚乙二醇之數量平均分子量,係指藉由GPC以標準聚乙二醇換算之值求出者。
於第2發明中,特徵在於:聚酯中所共聚合的聚乙二醇之共聚合量為10~50重量%。若聚乙二醇之共聚合量少於10重量%,則所得之共聚合聚酯的吸濕性小,成為與未共聚合有聚乙二醇的聚酯同等程度之吸濕性,衣服內的悶熱感變大。從能得到高的吸濕性之觀 點來看,聚乙二醇之共聚合量較佳為10重量%以上,更佳為20重量%以上,尤佳為30重量%以上,特佳為40重量%以上。又,從耐熱性、熔融成形性(例如紡絲性)之觀點來看,聚乙二醇之添加量必須為50重量%以下。若超過50重量%,則有所得之共聚合聚酯耐不住在高溫度範圍下的使用、或成形品的機械強度降低之情況。
於第2發明中,聚酯中所共聚合的聚乙二醇之共聚合量係可用以下之程序算出。於核磁共振裝置(NMR)之測定管中採集取約0.05g的共聚合聚酯,添加1g的重氫化1,1,1,3,3,3-六氟-2-異丙醇(HFIP)並溶解。以1H-NMR測定此溶液,藉此即可算出聚酯組成物中所共聚合的聚乙二醇之共聚合量。
第2發明中的共聚合聚酯之製造方法係沒有特別的限定,可藉由眾所周知的聚縮合法或開環聚合法等製造,可為分批聚合及連續聚合之任一者,且酯交換反應及直接聚合的反應皆可適用,但於能減少羧基末端基量之點上,較佳為連續聚合,於成本之點上,較佳為直接聚合。
第2發明中的聚酯,當為藉由以二羧酸或其酯形成性衍生物與二醇或其酯形成性衍生物為主成分的縮合反應而得之聚合物或共聚物時,可藉由將二羧酸或其酯形成衍生物與二醇或其酯形成性衍生物進行酯化反應或酯交換反應,接著進行聚縮合反應而製造。再者,為了有效果地進行酯化反應或酯交換反應及聚縮合反應,較佳為於該等反應時添加聚合反應觸媒,作為聚合 反應觸媒之具體例,可舉出鈦酸之甲酯、四正丙酯、四正丁酯、四異丙酯、四異丁酯、四第三丁酯、環己酯、苯酯、苯甲酯、甲苯酯或此等的混合酯等之有機鈦化合物、二丁基錫氧化物、甲基苯基錫氧化物、四乙基錫、六乙基二錫氧化物、環六己基二錫氧化物、雙十二基錫氧化物、三乙基錫氫氧化物、三苯基錫氫氧化物、三異丁基錫乙酸酯、二丁基錫二乙酸酯、二苯基錫二月桂酸酯、單丁基錫三氯化物、二丁基錫二氯化物、三丁基錫氯化物、二丁基錫硫化物及丁基羥基錫氧化物、甲基亞錫酸、乙基亞錫酸、丁基亞錫酸等烷基亞錫酸等之錫化合物、四正丁氧化鋯等之氧化鋯化合物、三氧化銻、乙酸銻等之銻化合物等,於此等之中較佳為有機鈦化合物及錫化合物,再者,較佳為鈦酸之四正丙酯、四正丁酯及四異丙酯,特佳為鈦酸之四正丁酯。此等聚合反應觸媒係可僅使用1種,也可併用2種以上。聚合反應觸媒之添加量,於機械特性、成形性及色調之點上,相對於100重量份的聚酯樹脂,較佳為0.005~0.5重量份之範圍,更佳為0.01~0.2重量份之範圍。
共聚合成分的聚乙二醇之添加時期,例如可在酯化反應或酯交換反應前、從酯化反應或酯交換反應實質地結束之時間點起到聚縮合反應開始為止、聚縮合反應實質地結束後等之任意階段中添加。
於本發明之聚酯組成物之製造方法中,較佳為使用芳香族二羧酸與含有50莫耳%以上的1,4-丁二醇之二醇來進行酯化反應。
作為芳香族二羧酸,例如可舉出間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、雙(對羧基苯基)甲烷、蒽二羧酸、4,4’-二苯基醚二羧酸及5-鈉磺基間苯二甲酸等。
於能有效率地製造耐熱性、機械特性及染色性優異的聚酯組成物之點上,在全部二羧酸成分中,對苯二甲酸較佳為50莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,100莫耳%為最佳的態樣。而併用間苯二甲酸及2,6-萘二羧酸、5-鈉磺基間苯二甲酸作為對苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分亦為較佳的態樣。
作為二醇,可舉出芳香族二醇、脂肪族二醇、脂環式二醇、雜環式二醇等。亦可使用2種以上的此等。
作為上述之芳香族二醇,例如可舉出:聚氧伸乙基-(2.0)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、聚氧伸乙基-(2.3)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、聚氧伸乙基-(2.8)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷及聚氧伸乙基-(3.0)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷等之附加有環氧乙烷的雙酚A衍生物;與聚氧伸丙基-(2.0)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、聚氧伸丙基-(2.3)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、聚氧伸丙基-(2.8)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、及聚氧伸丙基-(3.0)-2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷等之附加有環氧丙烷的雙酚A衍生物等。亦可使用2種以上的此等。
作為上述以外的脂肪族二醇,例如可舉出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己 二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇、二乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等。亦可使用2種以上的此等。
作為上述之脂環式二醇,例如可舉出環戊二醇、1,2-環己二醇、1,4-環己二醇、1,2-環己烷二甲醇及1,4-環己烷二甲醇等。亦可使用2種以上的此等。
作為上述之雜環式二醇,例如可舉出異山梨醇、異甘露糖醇及異艾杜醇等。亦可使用2種以上的此等。
於能有效率地製造結晶化特性、成形性、耐熱性及機械特性優異的聚對苯二甲酸丁二酯之點上,在全部二醇成分中,1,4-丁二醇較佳為50莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,100莫耳%為最佳的態樣。而併用乙二醇、1,3-丙二醇及1,4-環己烷二甲醇作為1,4-丁二醇以外的二醇成分亦為較佳的態樣。
於本發明之實施形態中,較佳為在反應壓力30kPa以上95kPa以下之減壓下實施酯化反應。酯化反應之反應壓力為30kPa以上時,可更提高使用所得之聚酯的紗之強度。從可更提高所得之聚酯的紗之強度之點來看,酯化反應之反應壓力較佳為60kPa以上,更佳為80kPa以上,尤佳為85kPa以上。另一方面,若酯化反應或酯交換反應之壓力為95kPa以下,則可更縮短酯化反應之反應時間。
從可縮短反應時間之點來看,於本發明之實施形態中,在酯化反應或酯交換反應中,可使用反應 觸媒。作為反應觸媒,可舉出鈦化合物及/或錫化合物等。於本發明中,從可縮短反應時間之點來看,較佳為使用鈦化合物。
於本發明之實施形態中,作為在酯化反應時當作反應觸媒使用的鈦化合物,較佳為通式(R1O)nTi(OR2)(4-n)所示的鈦酸酯或其縮合物(其中,式中,R1及R2各自獨立地表示碳數1~10的脂肪族、脂環族或芳香族的烴基,n表示0~4之數字(包含小數))。
作為上述通式所示的鈦化合物之具體例,可舉出鈦酸之甲酯、四正丙酯、四正丁酯、四異丙酯、四異丁酯、四第三丁酯、環己酯、苯酯、苯甲酯及甲苯酯或此等之混合酯等。亦可使用2種以上的此等。於此等之中,從可更有效率地製造聚酯之點來看,較佳使用鈦酸之四正丙酯、四正丁酯及四異丙酯,特佳使用鈦酸之四正丁酯。
此等鈦化合物的添加量,從可更有效率地製造聚酯之點來看,相對於100重量份的所生成之聚酯,較佳為0.02~0.2重量份之範圍。
作為錫化合物之具體例,可舉出二丁基錫氧化物、甲基苯基錫氧化物、四乙基錫氧化物、六乙基二錫氧化物、環六己基二錫氧化物、雙十二基錫氧化物、三乙基錫氫氧化物、三苯基錫氫氧化物、三異丁基錫乙酸酯、二丁基錫二乙酸酯、二苯基錫二月桂酸酯、單丁基錫三氯化物、二丁基錫二氯化物、三丁基錫氯化物、二丁基錫硫化物及丁基羥基錫氧化物等。亦可使用2種 以上的此等。於此等之中,從可更有效率地製造聚對苯二甲酸丁二酯之點來看,較宜使用單烷基錫化合物。
又,作為其它錫化合物,亦可使用亞錫酸。例如,較宜使用甲基亞錫酸、乙基亞錫酸及丁基亞錫酸等之烷基亞錫酸。亦可使用2種以上的此等。
此等錫化合物的添加量,從可更有效率地製造聚酯之點來看,相對於100重量份的所生成之聚酯,較佳為0.03~0.2重量份之範圍。
此等反應觸媒之添加時期只要是在酯化反應結束前,則何時皆可,但從可更縮短反應時間之點來看,較佳為在酯化反應開始前添加。
於本發明之實施形態中,酯化反應較佳為在含有50莫耳%以上的1,4-丁二醇之二醇成分與對苯二甲酸之莫耳比為比1.2大且2.5以下之條件下進行。莫耳比之上限值,從可抑制因1,4-丁二醇之環化所副生成的THF產生量,能有效率地製造、縮短聚縮合反應的反應時間之效果之點及在紡絲時能減少交換紡絲組件的頻率之點來看,更佳為1.8以下。
於本發明之實施形態的酯化反應中,從有效率地進行反應之點來看,亦可進行二醇成分的追加添加。二醇成分的追加添加係可在酯化反應或酯交換反應之結束後、聚縮合反應之開始前進行,但從聚合時間縮短之點來看,較佳為在酯化反應之開始後、至聚縮合反應開始為止的任一階段中進行。二醇成分的追加添加係可進行複數次,但從操作性之點來看,較佳為在酯化反 應之開始後、至聚縮合反應開始為止的任一階段中進行1次。
於本發明之實施形態中,酯化反應或酯交換反應之反應溫度較佳為140℃以上,更佳為150℃以上,尤佳為160℃以上。又,酯化反應之反應溫度較佳為290℃以下,更佳為280℃以下,尤佳為240℃以下。
接著,說明本發明中的聚縮合反應。
於本發明之實施形態中,聚縮合反應,視需要可另外添加反應觸媒,據以有效地促進聚縮合反應。例如,較佳為相對於100重量份的所生成之共聚合聚酯,以0.01~0.15重量份之範圍添加三氧化銻或乙酸銻等的銻化合物、鋯四正丁氧化物等之氧化鋯化合物、前述鈦化合物及前述錫化合物等,特佳為使用鈦化合物。
此等反應觸媒之添加時期只要是在聚縮合反應結束前,則何時皆可,但從可縮短反應時間之點來看,較佳為在酯化反應結束後、聚縮合反應開始前添加。
於本發明中,較佳為預先在聚合槽中加入聚乙二醇,且在聚合槽之溫度為210℃以下時,將酯化生成物移送至其中。從可抑制聚乙二醇之分解、聚縮合反應性不降低之點來看,較佳為210℃以下,更佳為200℃以下。
再者,於本發明中,酯化生成物移送時的聚合槽之溫度係與預先加入至聚合槽的聚乙二醇之溫度同義。
於本發明中,較佳為預先在聚合槽中加入聚乙二醇,於含水率0.01%以下之經調濕的空氣或氮氣下,熔融聚乙二醇。從可抑制聚乙二醇之分解、聚縮合反應性不降低之點來看,較佳為於含水率0.01%以下的空氣或氮氣下,熔融聚乙二醇。
於本發明之實施形態中,從在紡絲時能減少交換紡絲組件的頻率之點來看,在聚合時較佳為添加季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,Irganox 1010(IR1010))作為抗氧化劑。IR1010之添加量較佳為以0.15~0.50重量份之範圍添加,更佳為0.25~0.50重量份,最佳為0.35~0.50重量份。添加量小於0.15重量份時,有無法在紡絲時展現交換紡絲組件的頻率減少效果的傾向。添加量多於0.50重量份時,在氮氧化物存在下所得之紗有黃變之傾向。
於本發明之實施形態中,從可縮短聚縮合反應時間之點來看,聚縮合反應較佳在反應壓力133Pa以下之減壓條件下進行。
於聚縮合反應中,可直接採用批式法或連續法等之通常在聚酯之製造中所用的聚縮合條件。例如,聚縮合反應之反應溫度較佳為230℃以上,更佳為240℃以上。又,聚縮合反應之反應溫度較佳為260℃以下,更佳為255℃以下。
於本發明之實施形態中,為了得到分子量大、固有黏度高之聚酯原料,亦可進一步進行固相聚合。固相聚合一般在減壓下或氮氣環境下進行,但於本發明 中沒有特別的限定。從反應速度及生產性之點來看,固相聚合溫度較佳為180℃以上,更佳為185℃以上。另一方面,從可抑制聚酯碎片彼此熔接之點來看,較佳為240℃以下,更佳為230℃以下。固相聚合溫度係可在上述範圍內任意地設定。於一般的傾向中,在低溫下聚合時,反應速度會降低,致使上升到所期待的固有黏度之時間變長,最高可達固有黏度變高。相反地,提高聚合溫度時,雖然反應速度會上升,但同時降解反應亦進行,故最高可達固有黏度變低。
於本發明中,例如藉由摻合磷酸、亞磷酸、次磷酸、焦磷酸、磷酸三醯胺、磷酸單銨、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸二苯酯、磷酸三苯酯、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三苯酯及膦酸二甲基苯酯等之磷化合物,可得到所得之共聚合聚酯的色調經顯著改善之較佳效果。於共聚合聚酯之製造方法中,此等磷化合物例如係較佳在聚縮合反應時添加。
亦能以減少成形加工步驟中的與各種導件、輥等接觸物之摩擦並提高製程通過性、調整製品的色調為目的,而於第2發明之聚酯組成物中添加粒子。該粒子之種類係可使用習知的粒子之任一者。具體而言,例如可使用二氧化矽、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋯等之無機粒子、交聯聚苯乙烯等之有機高分子粒子。於此等的粒子之中,二氧化鈦粒子由於在聚合物中的分散性良好且較低成本故而較宜。二氧化鈦粒子係能以濕式、乾式之各種方法進行製造,並視需要 施予粉碎、分級等之前處理後,而添加至共聚合聚酯的反應系統。對於共聚合聚酯反應系統添加粒子係可在任意之階段進行,若於實質地完成酯化反應或酯交換反應後添加,則聚合物中的分散性會變良好,故而較宜。粒子之對於聚合物的添加量和粒徑係隨所採用的用途而變化,並沒有特別的限定,若相對於共聚合聚酯而言為0.01~10重量%、平均粒徑為0.05~5μm、粒徑為4μm以上的粗大粒子在1000個/0.4mg以下之範圍,則製程通過性和色調會變特別良好,故而較宜。
又,第2發明之聚酯組成物係可添加藍系調整劑、紅系調整劑、紫系調整劑作為色調調整劑。本發明之所謂的色調調整劑,就是樹脂等中所用之染料,以顏色索引屬名(COLOR INDEX GENERIC NAME)表示,具體地可舉出:溶劑藍104、溶劑藍122、溶劑藍45等之藍系色調調整劑;溶劑紅111、溶劑紅179、溶劑紅195、溶劑紅135、顏料紅263、甕紅41等之紅系色調調整劑;分散紫26、溶劑紫13、溶劑紫37、溶劑紫49等之紫系色調調整劑。其中,較佳使用不含容易成為裝置腐蝕之主要因素的鹵素、在高溫的耐熱性較良好且顯色性優異之溶劑藍104、溶劑藍45、溶劑紅179、溶劑紅195、溶劑紅135、溶劑紫49。又,按照目的,可使用1種類或複數種類的該等色調調整劑。尤其,若使用藍系調整劑與紅系調整劑各1種類以上,則可細微地控制色調,故而較宜。再者於該情況下,相對於所添加的色調調整劑之總量,藍系調整劑之比率為50重量% 以上時,則所得之共聚合聚酯的色調會變特別良好,故而較宜。最後相對於共聚合聚酯而言,色調調整劑之含量係總量較佳為30ppm以下。若超過30ppm,則共聚合聚酯的透明性會降低或會成為暗沉的顯色。含量係可藉由核磁共振裝置(NMR),界定色調調整劑之結構,及從色調調整劑的構成部分之比例算出。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:進一步包含下述化學式(1)所示的酚系抗氧化劑。
上述式中,R1、R2、R3表示烴基、羥基、氫原子之任一者。
作為第2發明之聚酯組成物中所含有的酚系抗氧化劑,具體而言,可舉出2,6-二第丁基對甲酚、丁基羥基苯甲醚、2,6-二第丁基-4-乙基苯酚、十八基-β-(3,5-二第丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、4,4’-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、3,9-雙{1,1-二甲基-2-{β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}乙基}2,4,8,10-四氧雜螺{5,5}十一烷、1,1,3-參 (2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二第丁基-4-羥基苄基)苯、雙{3,3’-雙-(4’-羥基-3’-第三丁基苯基)丁酸}甘醇酯、生育酚、季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)、雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧伸乙基)]、1,3,5-參[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羥基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮等,惟不受此等所限定。此等酚系化合物係可僅使用1種,也可併用2種以上。從氧化分解的抑制效果高且可減少水洗滌處理時所生成的黃色醌系化合物之量、黃變抑制效果高之觀點來看,可適宜地採用雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧伸乙基)](BASF製,IRGANOX 245)、3,9-雙{1,1-二甲基-2-{β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}乙基}2,4,8,10-四氧雜螺{5,5}十一烷(ADEKA製,ADK STAB AO-80)、1,3,5-參[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羥基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(RIANINLON CORPORATION製,THANOX 1790)。
第2發明之聚酯組成物中所含有的酚系抗氧化劑之種類係可用以下之程序鑑定。將約1g的聚酯組成物溶解於20mL的HFIP後,添加40mL的甲苯。然後,添加60mL的甲醇,使其析出。以0.45μm過濾器過濾所調整的溶液,使用蒸發器,從濾液中去除溶劑,即可得到抗氧化劑。將所得之抗氧化劑置入NMR測定管中,添加1g的重氫化HFIP並溶解。以1H-NMR測定此溶液, 藉此查明聚酯組成物中所含有的酚系抗氧化劑之結構,即可鑑定種類。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:進一步含有10.0~200.0mmol/kg的上述酚系抗氧化劑。若酚系抗氧化劑之含量少於10mmol/kg,則對於使用第2發明之聚酯組成物而成的複合纖維,實施乾洗處理(JIS L1096)或水洗滌處理(JIS L0217)後的耐氧化發熱性會降低,於少於90小時內發生氧化發熱。若酚系抗氧化劑之含量多於200.0mmol/kg,則會抑制使用聚酯組成物而成的纖維之配向,故纖維強度降低,造成在製造編織物、梭織物步驟中多發生斷線、使用時產生絨毛而品質降低。從耐氧化發熱性與纖維強度之觀點來看,酚系抗氧化劑之含量更佳為70.0~200.0mmol/kg,特佳為120.0~200.0mmol/kg。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:含有0.5~8.0重量%的上述酚系抗氧化劑。若酚系抗氧化劑之含量少於0.5重量%,則使用第2發明之聚酯組成物而成的複合纖維之實施乾洗處理(JIS L1096)或水洗滌處理(JIS L0217)後的耐氧化發熱性會降低,有於少於90小時內發生氧化發熱之情況。若酚系抗氧化劑之含量多於8.0重量%,則會抑制使用聚酯組成物而成的纖維之配向,故有纖維強度降低,造成在製造編織物、梭織物步驟中多發生斷線、使用時產生絨毛而品質降低之情況。從耐氧化發熱性與纖維強度之觀點來看,酚系抗氧化劑之含量更佳為3.0~8.0重量%,特佳為5.0~8.0重量%。
使用第2發明之聚酯組成物而成的複合纖維之耐氧化發熱試驗係用以下的程序實施。將實施乾洗處理(JIS L1096)或水洗滌處理(JIS L0217)後的試料堆疊到圓筒形容器之深度25mm為止,於其中心部設置熱電偶。進一步堆疊試料,以使其無間隙地被填充於圓筒形容器。將填充試料後的圓筒形容器置入經設定在150℃的恒溫乾燥機中,測定氧化發熱開始的時間。氧化發熱開始時間若為100小時以上則當作合格,若為90小時以上則當作良好,若少於90小時則當作不合格。
第2發明之聚酯組成物中所含有的酚系抗氧化劑之含量係可用以下的程序算出。將約1g的共聚合聚酯溶解於20mL的HFIP後,添加40mL的甲苯。然後,添加60mL的甲醇,使其析出。以0.45μm過濾器過濾所調整的溶液,將所得之濾液當作測定用試料,進行HPLC測定,藉此即可算出聚酯組成物中所含有的酚系抗氧化劑之含量。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:包含磷系抗氧化劑。由於包含磷系抗氧化劑,故可抑制酚因水洗滌處理(JIS L0217)所使用的次氯酸系漂白劑而失去活性,即使水洗滌處理後也展現高的耐氧化發熱性。第2發明之聚酯組成物中所包含的磷系抗氧化劑,只要是具有磷元素之化合物,則沒有特別的限制。具體而言,可舉出亞磷酸三苯酯、參(2,4-第三丁基苯基)亞磷酸酯、雙[2,4雙(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯亞磷酸、雙(2,4-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、肆(2,4-二第丁 基苯基)[1,1-聯苯基]-4,4’-二基雙亞膦酸酯、四(C12~C15烷基)-4,4’-亞異丙基二苯基二亞磷酸酯、3,9-雙(2,6-第三丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5,5十一烷]、1,1’-聯苯基-4,4’-二基雙[亞膦酸雙(2,4-二第丁基苯基)]等。此等磷系抗氧化劑係可僅使用1種,也可併用2種以上。其中,參(2,4-第三丁基苯基)亞磷酸酯(BASF製,IRGAFOS 168)、3,9-雙(2,6-第三丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5,5十一烷](ADEKA製,ADK STAB PEP-36)、四(C12~C15烷基)-4,4’-亞異丙基二苯基二亞磷酸酯(城北化學製,JA-805)、1,1’-聯苯基-4,4’-二基雙[亞膦酸雙(2,4-二第丁基苯基)](Clariant Chemicals製,HOSTANOX P-EPQ),由於水洗滌處理後的耐氧化分解性良好故而可適宜地採用,從抑制水洗滌處理後的黃變之觀點來看,更佳為P-EPQ或PEP-36。從在紡絲前的碎片乾燥時能抑制滲出之觀點來看,特佳為PEP-36。
第2發明之聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化劑之種類係可用以下之程序鑑定。將約1g的共聚合聚酯溶解於20mL的HFIP後,添加40mL的甲苯。然後,添加60mL的甲醇,使其析出。以0.45μm過濾器過濾所調整的溶液,使用蒸發器,從濾液中去除溶劑,即可得到抗氧化劑。將所得之抗氧化劑置入NMR測定管中,添加1g的重氫化HFIP並溶解。以1H-NMR測定此溶液,藉此查明聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化劑之結構,即可鑑定種類。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:含有磷量為15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化劑。若磷系抗氧化劑之磷量含量比15.0mmol/kg更少,則在水洗滌處理(JIS L0217)實施後會發生黃變,耐氧化發熱性會降低,有於少於90小時內發生氧化發熱之情況。又,若磷系抗氧化劑之磷量含量多於75.0mmol/kg,則會抑制使用聚酯組成物而成的纖維之配向,故有纖維強度降低,造成在製造編織物、梭織物步驟中多發生斷線、使用時產生絨毛而品質降低之情況。從抑制水洗滌處理後的黃變與耐氧化發熱性、纖維強度之觀點來看,磷系抗氧化劑之磷量含量更佳為35.0~65.0mmol/kg,特佳為35.0~50.0mmol/kg。
第2發明之聚酯組成物係特徵在於:含有磷量為0.10~0.25重量%的磷系抗氧化劑。若磷系抗氧化劑之磷量含量比0.10重量%更少,則在水洗滌處理(JIS L0217)實施後發生會黃變,耐氧化發熱性會降低,有於少於90小時內發生氧化發熱之情況。又,若磷系抗氧化劑之磷量含量多於0.25重量%,則會抑制使用聚酯組成物而成的纖維之配向,故有纖維強度降低,造成在製造編織物、梭織物步驟中多發生斷線、使用時產生絨毛而品質降低之情況。從抑制水洗滌處理後的黃變與耐氧化發熱性、纖維強度之觀點來看,磷系抗氧化劑之磷量含量更佳為0.15~0.25重量%,特佳為0.15~0.20重量%。
第2發明之聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化劑之磷量含量係可用以下的程序算出。將10mL的 硫酸加到約1g的共聚合聚酯中,於砂浴上在250℃使其分解。添加1.0mL的過氯酸,在300℃使其進一步分解。若試料變成無色透明,則在350℃分解,進行硫酸回流。冷卻後,以20%氫氧化鈉水溶液進行中和。將所得之溶液當作試料溶液,以分光光度計測定在720nm的吸光度,即可算出磷量。
第2發明之聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化係特徵在於:於氮氣環境下,以10℃/分鐘的升溫速度,用熱重量示差熱分析裝置(TG-DTA)進行加熱減量評價時,5%重量減少溫度為170℃以上。5%重量減少溫度低於170℃時,在混煉時或紡絲時會分解及/或揮發,有所得之纖維的耐氧化發熱性或抑制黃變效果降低之傾向。從展現耐氧化發熱性或抑制黃變效果之觀點來看,5%重量減少溫度較佳為170℃以上,更佳為180℃以上,尤佳為200℃以上,特佳為220℃以上。
第2發明之聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化劑係特徵在於:其係在1分子中包含2個以上的磷原子之分子結構。若使用1分子中的磷原子為1個的分子結構之磷系抗氧化劑,則在混煉時或紡絲時會揮發,所得之纖維的耐氧化發熱性或抑制黃變效果降低。從展現耐氧化發熱性或抑制黃變效果之觀點來看,較佳為磷系抗氧化劑係在1分子中包含2個以上的磷原子之分子結構。
第2發明之聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化劑係特徵在於:熔點為80℃以上。磷系抗氧化劑的 熔點小於80℃時,在混煉時或紡絲時會分解及/或揮發,有所得之纖維的耐氧化發熱性或抑制黃變效果降低之傾向。從展現耐氧化發熱性或抑制黃變效果之觀點來看,熔點較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,尤佳為150℃以上,特佳為180℃以上,最佳為200℃以上。
第2發明之聚酯組成物中所含有的磷系抗氧化劑係特徵在於:具有下述化學式(2)或化學式(3)所示的分子結構。
上述式(2)中,R表示烴基。
上述式(3)中,R表示烴基。
作為具有化學式(2)所示的分子結構之磷系抗氧化劑,可舉出Clariant Chemicals製的HOSTANOX P-EPQ。
作為具有化學式(3)所示的分子結構之磷系抗氧化劑,可舉出ADEKA製的ADK STAB PEP-36。
第2發明之聚酯組成物之製造方法,只要滿足第2發明所規定的要件,則沒有特別的限定,可舉 出:將第2發明之聚酯組成物的主成分之共聚合聚酯、與酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑、視需要的其它成分,在熔點以上,於單軸或雙軸擠壓機中進行均勻地熔融混煉之方法;於溶液中進行混合後去除溶劑之方法;在主成分共聚合聚酯生成時進行添加之方法;在紡絲時進行添加之方法等。於此等之中,從生產性之點來看,較佳為在單軸或雙軸擠壓機中進行均勻地混煉之方法,從可得到機械特性優異的纖維之點來看,特佳為在雙軸擠壓機中進行均勻地混煉之方法。
於第2發明之實施形態中,進行熔融混煉時,各成分之投入方法,例如可舉出:使用具有2處投入口之擠壓機,從設置於螺桿根部側的主投入口,供給聚酯組成物之主成分共聚合聚酯、酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑及視需要的其它成分之方法;或從主投入口供給聚酯組成物之主成分共聚合聚酯及其它成分,從設置於主投入口與擠壓機前之間的副投入口供給酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑物而進行熔融混合之方法等,於機械物性及生產安定性優異之點上,較佳為從主投入口供給聚酯組成物之主成分的共聚合聚酯、酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑及視需要的其它成分之方法。
第2發明之聚酯組成物係在不損害發明效果之範圍內,可添加其它添加劑進行各種的改質。作為其它添加劑之具體例,可舉出前述之粒子、色調調整劑,此外還有碳黑等顏料、烷基苯磺酸等界面活性劑、習知的抗氧化劑、防著色劑、耐光劑、抗靜電劑、相溶化劑、 可塑劑、螢光增白劑、脫模劑、抗菌劑、核形成劑、調整劑、消光劑、消泡劑、防腐劑、膠化劑、乳膠、填料、印墨、著色料、香料等。此等其它添加物係可單獨使用,也可混合2種以上使用。
於第2發明之實施形態中,於機械物性優異之點上,製造聚酯組成物時的熔融混煉溫度較佳為110~360℃,更佳為210℃~320℃,特佳為240~280℃。
第2發明之聚酯組成物在以鄰氯苯酚作為溶劑而於25℃進行測定時的固有黏度(IV)較佳為1.50dL/g以上,更佳為1.55dL/g以上,尤佳為1.60dL/g以上,特佳為1.63dL/g以上。又,上限值較佳為2.20dL/g以下,更佳為2.15dL/g以下,尤佳為2.10dL/g以下。藉由在該範圍,而於共聚合聚酯方面,可得到高聚合度所致的高強度纖維。
藉由使用第2發明之聚酯組成物作為複合纖維的構成成分,可得到展現迄今未有的吸濕性且不損害纖維物性之複合纖維。
具體而言,可作為第1發明中之具有吸濕性的聚合物適宜地使用,而作為其它態樣係記載如下。
作為纖維之形態,可舉出芯鞘型複合纖維、芯鞘型複合中空纖維、海島型複合纖維等,能以任意之比例使用第2發明之聚酯組成物作為構成成分。例如,於芯鞘型複合纖維及芯鞘型複合中空纖維之情況,芯部的聚酯組成物之複合比率(重量%)較佳設為芯/鞘=10/90~90/10,更佳為15/85~50/50,特佳為 20/80~40/60。芯部之複合比率的下限係以賦予充分的吸濕性為目的而設定,複合纖維比率的上限係基於防止紡絲性的降低或纖維物性的降低之觀點而設定。於海島型複合纖維之情況,島部之聚酯組成物之複合比率(重量%)較佳設為島/海=10/90~90/10,更佳設為15/85~50/50,特佳設為20/80~40/60。島部之複合比率的下限係以賦予充分的吸濕性為目的而設定,複合纖維比率的上限係基於防止紡絲性的降低或纖維物性的降低之觀點而設定。
作為使用了第2發明之聚酯組成物與其它聚酯的複合纖維之製法,可用習知之方法製造,以下顯示代表性的海島型複合纖維之製造方法。於海島型複合纖維之情況,將第2發明之聚酯組成物(島部)與聚酯(海部)各自分別地熔融,導引至紡絲組件,在噴頭裝置內形成海島複合流,從吐出孔紡出。以指定的速度牽引所紡出的絲紗後,先捲繞成捲裝,對於所得之未延伸紗,以通常的延伸機進行延伸。又,也可在牽引紡出紗後,於不捲取下連續進行延伸並捲繞,也可採取以4000m/分鐘以上的高速進行牽引,而於實質上不延伸下一舉得到所欲的纖維性能之方法。作為直接紡絲延伸法,例如可舉出對於紡出紗以1000~5000m/分鐘進行牽引,接著以3000~6000m/分鐘進行延伸‧熱定型之方法。該纖維之紗狀形態可為長絲、短纖之任一者,可按照用途而適宜選定。作為布帛形態,可按照梭織物、編織物、不織布等目的而適宜選擇。
以下,藉由實施例更詳細說明本發明。再者,實施例中之各特性值係用以下之方法求出。
對於上述之所萃取的濾液,以凝膠滲透層析術(GPC)進行共聚合聚酯中之聚乙二醇的分子量之分析。
檢測器:Waters製2410示差折射率檢測器、感度128x
管柱:東曹製TSKgelG3000PWXLI
溶劑:0.1M氯化鈉水溶液
流速:0.8mL/min
注入量:200μL
管柱溫度:40℃
標準物質:聚乙二醇(AMR股份有限公司製Mw106~10100)。
用以下的程序進行共聚合聚酯中的聚乙二醇之萃取,以凝膠滲透層析術(GPC)測定聚乙二醇的分子量。
顯示共聚合聚酯中的聚乙二醇之萃取程序。
採集0.05g的所得之共聚合聚酯,於1mL的28%氨水中在120℃加熱溶解5小時,放置冷卻後,添加1mL的純水、1.5mL的6M鹽酸,以純水定容5mL,離心分離後,以0.45μm過濾器過濾,將濾液用於GPC測定。
共聚合聚酯中的聚乙二醇之共聚合量之分析,係使用核磁共振裝置(NMR)實施。
裝置:日本電子股份有限公司製AL-400
重溶劑:重氫化1,1,1,3,3,3-六氟-2-異丙醇(HFIP)
累計次數:128次
樣品濃度:測定樣品0.05g/重溶劑1mL。
從作為海島型複合纖維之原料使用的海成分之重量與島成分之重量,算出海/島複合比率(重量比)。
用以下的程序進行共聚合聚酯中所包含的酚系抗氧化劑之萃取,使用核磁共振裝置(NMR)實施酚系抗氧化劑之結構分析。
顯示共聚合聚酯中的酚系抗氧化劑之萃取程序。
將約1g的所得之共聚合聚酯溶解於20mL的HFIP後,添加40mL的甲苯。然後,添加60mL的甲醇,使其析出。以0.45μm過濾器去除析出物,使用蒸發器將濾液濃縮,可得到乾固物。將該乾固物使用於1H-NMR測定或高速液體層析(HPLC)測定。
酚基結構式及共聚合聚酯中所包含的酚系抗氧化劑之結構分析,係使用核磁共振裝置(NMR)實施。
裝置:日本電子股份有限公司製AL-400
重溶劑:重氫化HFIP
累計次數:128次
樣品濃度:測定樣品0.05g/重溶劑1mL。
(1)將實施例所得之纖維當作試料,將1g的試料溶解於20mL的HFIP後,添加40mL的甲苯。然後,添加60mL的甲醇,使其析出。以0.45μm過濾器去除析出物,將所得之濾液當作HPLC測定試料。使用該試料,在以下之條件下,以HPLC裝置(島津製作所製SCL-10AVP)進行HPLC測定,利用預先作成的標準物質(1,4-二苯基苯)之校正曲線,定量HPLC測定用試料中所包含的酚基量,算出實施例所得之纖維中所包含的酚基含有率(mmol/kg)。再者,測定係每1試料進行5次,將其平均值當作酚基含有率。
管柱:YMC製YMC-Pack ODS-A(內徑4.6mm、長度150mm、粒徑5nm)檢測器:島津製作所製SPD-10AVVP
移動相:甲醇(溶劑A)、水(溶劑B)、溶劑A:溶劑B=88:12
流速:1.3mL/分鐘
注入量:1μL
管柱溫度:40℃
標準物質:1,4-二苯基苯。
(2)將實施例所得之纖維當作試料,於4mL的10%鹽酸甲醇中,在80℃分解0.01g的試料。冷卻後,添加1mL的鹽酸甲醇,過濾析出物。使用濾液,實施HPLC測定。標準溶液係使IRGANOX 1010、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯及3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸各自溶解於氯仿/乙腈溶劑中而調製,作成校正曲線,算出實施例所得之纖維中所包含的酚基含有率(mmol/kg)。
管柱:Inertsil製ODS-3(3×150mm、5μm)
檢測器:島津製作所製LC-20A
移動相:A.0.1vol%甲酸水溶液,B.乙腈
程式:0.0min→10.0min B25%→100%
10.0min→20min B100%
流速:0.8mL/分鐘
注入量:20μL
管柱溫度:50℃
檢測波長:PDA 260~280nm。
共聚合聚酯中所包含的酚系抗氧化劑之含量之分析,係使用E項記載之析出物實施HPLC測定。利用預先作成的標準物質(1,4-二苯基苯)之校正曲線,定量 HPLC測定用試料中所包含的酚系抗氧化劑之含量。再者,測定係每1試料進行5次,使用其平均值。
管柱:YMC製YMC-Pack ODS-A(內徑4.6mm、長度150mm、粒徑5nm)檢測器:島津製作所製SPD-10AVVP
移動相:甲醇(溶劑A)、水(溶劑B)、溶劑A:溶劑B=88:12
流速:1.3mL/分鐘
注入量:1μL
管柱溫度:40℃
標準物質:1,4-二苯基苯。
於100mL的三角燒瓶中量取1g的試料,添加硫酸10mL,於砂浴上在250℃使其分解。添加1.0mL的過氯酸,在300℃使其進一步分解。若試料變成無色透明,則在350℃分解,繼續直到硫酸充分回流為止。冷卻後,將溶液移到50mL的量瓶,以20%氫氧化鈉水溶液滴定中和後,將2mL的鉬藍顯色液加到中和液。放置15分鐘後,以分光光度計(Hitachi High-Tech Science製U-3310)測定在720nm的吸光度,定量磷元素量,算出實施例所得之纖維中所包含的磷元素含有率(mmol/kg)。
使用E項記載之方法所得之析出物,使用核磁共振裝置(NMR)實施共聚合聚酯中所包含的磷系抗氧化劑之結構分析。
裝置:日本電子股份有限公司製AL-400
重溶劑:重氫化HFIP
累計次數:128次
樣品濃度:測定樣品0.05g/重溶劑1mL。
使用E項記載之方法所得之析出物,使用熱重量示差熱分析裝置(TG-DTA)實施共聚合聚酯中所包含的磷系抗氧化劑之加熱減量分析。
裝置:SEIKO Instruments公司製TG/DTA6200
樣品:在90℃、0.1KPa以下真空乾燥24小時
測定環境:氮氣下
升溫速度:在100℃保持5分鐘,10℃/分鐘、100℃→300℃。
使用E項記載之方法所得之析出物,使用示差掃描熱量計(DSC)實施共聚合聚酯中所包含的磷系抗氧化劑之熔點分析。
裝置:TA Instruments公司製Q-2000
樣品:在90℃、0.1KPa以下真空乾燥24小時
升溫速度:16℃/分鐘、20℃→150℃。
於溫度20℃、濕度65%RH之環境下,使用INTEC製電動測長機,使實施例所得之纖維100m成為絞紗。測定所得之絞紗的重量,使用下述式算出纖度(dtex)。再者,測定係每1試料進行5次,將其平均值當作纖度。
纖度(dtex)=纖維100m的重量(g)×100。
將實施例所得之纖維當作試料,依據JIS L1013:2010(化學纖維絲紗試驗方法)8.5.1算出強度及伸長率。於溫度20℃、濕度65%RH之環境下,使用ORIENTEC公司製Tensilon UTM-III-100型,於初期試料長度20cm、拉伸速度20cm/分鐘之條件下進行拉伸試驗。將顯示最大荷重之點的應力(cN)除以纖度(dtex)而算出強度(cN/dtex),使用顯示最大荷重之點的伸長(L1)與初期試料長度(L0),藉由下述式算出伸長率(%)。再者,測定係每1試料進行10次,將其平均值當作強度及伸長率。若強度為2.0cN/dtex以上則判斷為良好,若為2.3cN/dtex以上則為更良好。
伸長率(%)={(L1-L0)/L0}×100。
以環氧樹脂包埋住實施例所得之纖維,以Reichert製FC‧4E型低溫切割系統進行冷凍,並用具備鑽石刀的Reichert-Nissei ultracut N(超薄切片機)進行切削。然 後,使用日立製作所製穿透型電子顯微鏡(TEM)H-7100FA型,以1000倍觀察切削面(即纖維橫剖面),拍攝纖維橫剖面的顯微鏡照片。自所得之照片中隨意抽出單紗10條,使用影像處理軟體(三谷商事製WINROOF)測定所抽出的全部單紗之纖維直徑,將其平均值當作纖維直徑R(nm)。纖維橫剖面未必限於真圓,故當不是真圓時,則採用纖維橫剖面的外接圓之直徑當作纖維直徑。
以與上述O所記載的纖維直徑相同之方法來觀察纖維橫剖面,以能觀察單紗的整體影像之最高倍率拍攝顯微鏡照片。對於所得之照片,使用影像處理軟體(三谷商事製WINROOF)求出在纖維橫剖面之輪廓以2點以上相接的真圓之半徑當作纖維之半徑,再者如圖1中之4,求出與2個以上配置於海島構造外周的島成分相接之外接的真圓(外接圓)之半徑。自所得之照片中隨意抽出單紗10條,同樣地求出纖維的半徑及海島構造部分的外接圓之半徑,算出各自的單紗中之纖維的半徑與海島構造部分的外接圓的半徑之差,將其平均值當作最外層厚度T(nm)。
將藉由上述I所算出的最外層厚度T(nm)除以藉由上述H所算出的纖維直徑R(nm)而算出T/R。
將實施例所得之纖維當作試料,使用英光產業製圓編機NCR-BL(釜徑3吋半(8.9cm),27隔距),製作約2g的筒編後,投入至包含碳酸鈉1g/L、明成化學工業製界面活性劑Granup US-20之水溶液中,在80℃精練20分鐘後,於60℃的熱風乾燥機內乾燥60分鐘,而成為精練後的筒編。又,於浴比1:100、處理溫度130℃、處理時間60分鐘之條件下將精練後的筒編熱水處理後,於60℃的熱風乾燥機內乾燥60分鐘,而成為熱水處理後的筒編。
將精練後及熱水處理後的筒編當作試料,依據JIS L1096:2010(梭織物及編織物的坯布試驗方法)8.10之含水率算出吸濕率(%)。首先,在60℃將筒編熱風乾燥30分鐘後,將筒編在溫度20℃、經調濕到濕度65%RH的ESPEC製恒溫恒濕機LHU-123內靜置24小時,測定筒編的重量(W1)後,將筒編在溫度30℃、經調濕到濕度90%RH的恒溫恒濕機內靜置24小時,測定筒編的重量(W2)。然後,在105℃將筒編熱風乾燥2小時,測定絕對乾燥後之筒編的重量(W3)。使用筒編的重量W1、W3並藉由下述式算出從絕對乾燥狀態到在溫度20℃、濕度65%RH環境下靜置24小時後的吸濕率MR1(%),使用筒編的重量W2、W3並藉由下述式算出從絕對乾燥狀態到在溫度30℃、濕度90%RH環境下靜置 24小時後的吸濕率MR2(%)之後,藉由下述式算出吸濕率差(△MR)。再者,測定係每1試料進行5次,將其平均值當作吸濕率差(△MR)。若△MR為2.0%以上則判斷具有吸濕性,若3.0%以上則為更良好。
MR1(%)={(W1-W3)/W3}×100
MR2(%)={(W2-W3)/W3}×100
吸濕率差(△MR)(%)=MR2-MR1。
將3g的實施例所得之碎片冷凍粉碎,當作測定試料。在60℃熱風乾燥30分鐘後,將樣品在溫度20℃、經調濕到濕度65%RH的ESPEC製恒溫恒濕機LHU-123內靜置24小時,測定樣品的重量(W1)後,將樣品在溫度30℃、經調濕到濕度90%RH的恒溫恒濕機內靜置24小時,測定筒編的重量(W2)。然後,在105℃將樣品熱風乾燥2小時,測定絕對乾燥後之樣品的重量(W3)。使用樣品的重量W1、W3並藉由上述式算出從絕對乾燥狀態到在溫度20℃、濕度65%RH環境下靜置24小時後的吸濕率MR1(%),使用樣品的重量W2、W3並藉由上述式算出從絕對乾燥狀態到在溫度30℃、濕度90%RH環境下靜置24小時後的吸濕率MR2(%)之後,藉由上述式算出吸濕率差(△MR)。
以鉑-鈀合金蒸鍍上述R所製作的熱水處理後之筒編,使用日立製掃描型電子顯微鏡(SEM)S-4000型,以1000倍觀察,隨意地拍攝10個視野的顯微鏡照片。對於所得之10張的照片,將海成分已破裂之處的合計當作海成分之破裂(處),若5個以下則判斷可抑制海成分之破裂,若為3個以下則更良好。
對於上述R所製作的熱水處理後之筒編,藉由具有5年以上的品質判定經驗之檢査員5名的合議,將「非常均勻地染色,完全看不到染斑」當作S,將「大致均勻地染色,幾乎看不到染斑」當作A,將「大部分不均勻地染色,看到淡淡的染斑」當作B,將「不均勻地染色,看到清晰的染斑」當作C,將A、S當作合格。
對於上述R所製作的熱水處理後之筒編,藉由具有5年以上的品質判定經驗之檢査員5名的合議,將「完全沒有絨毛,品質極優異」當作S,將「幾乎沒有絨毛,品質優異」當作A,將「有絨毛,品質差」當作B,將「絨毛為多數,品質極差」當作C,將A、S當作合格。
對於上述R所製作的熱水處理後之筒編,藉由具有5年以上的品質判定經驗之檢査員5名的合議,將「完 全沒有悶熱感」當作S,將「幾乎沒有悶熱感」當作A,將「感覺到悶熱感」當作B,將「悶熱感極強」當作C,將A、S當作合格。
依據JIS L1096(梭織物及編織物的坯布試驗方法)之8.39尺寸變化‧8.39.5試驗方法‧d)乾洗處理方法中規定的J-1法(全氟乙烯法)而實施。將在20℃進行12分鐘全氟乙烯處理後以滾筒式乾燥機在60℃進行20分鐘乾燥處理之循環當作1組,將其重複10組。
依據JIS L0217:1995(關於纖維製品的處理之表示符號及其表示方法)之103法而實施。將添加花王製洗劑「Attack」與2.3ml/L的花王製漂白劑「Haiter」並重複10次洗滌處理後以滾筒式乾燥機在60℃進行30分鐘乾燥處理之循環當作1組,將其重複10組。利用後述之色調測定,於抑制水洗滌處理後的黃變評價中,將「b*值小於10」當作A,將「b*值為10以上15以下」當作B,將「b*值大於15」當作C。
將上述R所製作且實施乾洗或水洗滌處理後的試料堆疊到圓筒形容器之深度25mm為止,於其中心部設置熱電偶。進一步堆疊試料,以使其無間隙地被填充於圓 筒形容器。將填充試料後的圓筒形容器置入經設定在150℃的恒溫乾燥機中200小時,測定氧化發熱開始的時間。將「即使經過150小時也不發生氧化發熱」當作S,將「即使經過100小時也不發生氧化發熱」當作A,將「經過90小時後開始氧化發熱」當作B,「將在少於90小時開始氧化發熱」當作C,將S及A當作合格。
依據JIS L0855:2005(對於氮氧化物的染色堅牢度試驗方法)弱試驗(1循環試驗)而進行。將R項(1)所製作之精練後的筒編當作試料,暴露於氮氧化物中,以緩衝尿素溶液進行後處理後,使用JIS L0804:2004中規定之變褪色用灰階標度,對於試料的變褪色程度進行等級判定,藉此而評價氮氧化物堅牢度。
以MINOLTA製分光測色計CM-3700d型,以黑色校正板為背部而設置試料,測定L*值及b*值。L*值若為80以上則判斷為明度良好,b*值若為15以下則判斷為色調良好,若為10以下則判斷為更良好。
將使用孔徑為5μm的過濾器時之組件交換頻率作為紡絲性而進行評價。將「交換期間為3日以上」當作S,將「交換期間為1日以上且少於3日」當作A,將「交 換期間為12小時以上且少於24小時」當作B,將「交換期間少於12小時」當作C。
將於共聚合有50重量%的數量平均分子量8300g/mol的聚乙二醇(三洋化成工業製PEG6000S)之聚對苯二甲酸丁二酯之中混煉8.8重量%的2,2’-二甲基-2,2’-(2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷-3,9-二基)二丙烷-1,1’二基=雙[3-(3-第三丁基-4-羥基5-甲基苯基)丙酸酯](ADEKA製,ADK STAB AO-80)與2.9重量%的參(2,4-第三丁基苯基)亞磷酸酯(BASF製,IRGAFOS 168)而成之聚合物當作島成分,海成分則為共聚合有1.5mol%的5-磺基間苯二甲酸鈉鹽及2.0重量%的數量平均分子量1000g/mol的聚乙二醇(三洋化成工業製PEG1000)之聚對苯二甲酸乙二酯。將各自在150℃真空乾燥12小時後,以20重量%的島成分、80重量%的海成分之摻合比供給至擠壓機型複合紡絲機,使各自熔融,於紡絲溫度285℃,流入至裝配有圖2(a)所示的海島複合噴頭之紡絲組件,自吐出孔以49g/分鐘的吐出量吐出複合聚合物流,得到紡出紗條。再者,於吐出板正上方的分配板中,作為島成分用的每1個吐出孔係鑿設有6個分配孔,而圖3之16所示的海成分用之環狀溝係使用圓周方向每1°鑿設有分配孔者。又,吐出導入孔長為3.7mm,縮小孔的角度為60°,吐出孔徑0.18mm,吐出孔長/吐出孔徑為2.2,吐出孔數為144。將該紡出紗條以風溫20℃、風速 20m/分鐘之冷卻風進行冷卻,用供油裝置賦予油劑而使其收束,用以2700m/分鐘旋轉的第1導紗輥進行牽引,通過以與第1導紗輥相同的速度旋轉的第2導紗輥,被捲取機捲取,得到92dtex-72f的未延伸紗。然後,對於所得之未延伸紗,使用延伸假撚機(加撚部:摩擦盤式,加熱器部:接觸式)於加熱器溫度140℃、倍率1.4倍之條件下進行延伸假撚,得到66dtex-72f的假撚紗。
表2中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R為0.112,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度為2.5cN/dtex。又,海成分之破裂為2處,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了將未混煉IRGAFOS 168的聚合物當作島成分以外,與實施例A-1同樣地得到假撚紗。
表2中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R為0.112,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度為2.6cN/dtex。又,海成分之破裂為2處,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了代替ADK STAB AO-80,於實施例A-3中將混煉有7.0重量%的季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010),於實施例A-4中將混煉有4.8重量%的雙[3,3-雙(3-第三丁基-4-羥基苯基)丁酸]乙烯(Clariant Chemicals製,HOSTANOX O3)之聚合物當作島成分以外,與實施例2同樣地得到假撚紗。
表2中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R皆為0.113,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度皆為2.5cN/dtex。又,海成分之破裂為2處,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善皆合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「B」以上。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」。
除了如表1所示地變更最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表2中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R皆為0.05~0.25,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度皆為2.0cN/dtex以上。又,海成分之破裂為5處以下,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸 濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了如表3所示,藉由變更島成分的聚乙二醇之數量平均分子量、共聚合率及海島複合比率,而變更熱水處理後的吸濕率差(△MR)以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表4中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R皆為0.05~0.25,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度皆為2.0cN/dtex以上。又,海成分之破裂為5處以下,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了藉由變更島成分的ADK STAB AO-80之混煉率,而變更酚基含有率以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表4中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R皆為0.112,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%,酚基含有率為16~160mmol/kg。纖維強度皆為2.0cN/dtex以上。又,海成分之破裂為5處以下,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者, 乾洗處理後的氧化發熱開始時間為「B」以上。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了如表5所示,藉由變更島成分的IRGAFOS 168之混煉率,而變更磷元素含有率以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表6中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R皆為0.112,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度皆為2.5cN/dtex。又,海成分之破裂為2處,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了將混煉有ADK STAB AO-80、IRGAFOS 168以及8.8重量%的肆[亞甲基-3-(十二基硫基)丙酸酯]甲烷(ADEKA製,ADK STAB AO-412S)之聚合物當作島成分以外,與實施例A-1同樣地得到假撚紗。
表6中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。T/R為0.112,熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%,酚基含有率為48mmol/kg。纖維強度為2.5cN/dtex。又,海成分之破裂為2處,破裂係被抑制。幾乎沒有因熱水處理所致的吸濕性之降低,且均染性、品質、悶熱感改善為合格。再者,乾洗處理後的氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了如表7所示,將未混煉ADK STAB AO-80及IRGAFOS 168之聚合物當作島成分以外,與實施例A-1同樣地得到假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「C」。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」。
除了將未混煉ADK STAB AO-80之聚合物當作島成分以外,與實施例A-1同樣地得到假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「C」。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」。
除了使用日本特開2007-100243號公報中記載之習知的管型海島複合噴頭(每1個吐出孔的島數6個)以使最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)成為0.017以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。由於使用習知的管型海島複合噴頭,故於所得之纖維中最外層的厚度薄,熱水處理中之島成分的吸濕性聚合物之體積膨潤所伴隨的海成分之破裂為 極多,熱水處理後吸濕性大幅降低,吸濕性低,感覺到悶熱感。又,看見許多的因海成分之破裂所造成的染斑或絨毛,均染性、品質極差。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了將最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)變更為0.251以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。由於T/R大,故而抑制了島成分的吸濕性聚合物之體積膨潤,結果在精練後、熱水處理後皆吸濕性低,感覺到悶熱感。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了將島成分的聚乙二醇共聚合率變更5重量%,而變更熱水處理後的吸濕率差(△MR)以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。精練後、熱水處理後皆吸濕性低,感覺到悶熱感。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了變更島成分的聚乙二醇之數量平均分子量、共聚合率及海島複合比率,而變更熱水處理後的吸濕率差(△MR)以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。島成分的吸濕性聚合物之體積膨潤所伴隨的海成分之破裂為極多,熱水處理後吸濕性大幅降低,吸濕性低,感覺到悶熱感。又,看見許多的因海成分之破裂所造成的染斑(均染性)或絨毛,均染性、品質極差。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」。
除了藉由變更島成分的ADK STAB AO-80之混煉率,而變更酚基含有率以外,與實施例A-1同樣地製作假撚紗。
表8中顯示所得之纖維的纖維特性及布帛特性之評價結果。比較例A-7中,酚基含有率為14mmol/kg,乾洗處理後的試料之氧化發熱為「C」。水洗滌後的b*值為「B」。比較例A-8中,酚基含有率為167mmol/kg,纖維強度為1.4cN/dtex之低,絨毛為多數,品質差。乾洗處理後的試料之氧化發熱為「A」。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」。
對於預先加入有100kg的對苯二甲酸雙(羥基乙基)酯且經保持在溫度250℃之酯化反應槽,費時4小時依順序供給82.5kg的高純度對苯二甲酸(三井化學公司製)與35.4kg的乙二醇(日本觸媒公司製)之漿體,於供給結束後亦再費時1小時進行酯化反應,將101.5kg的所得之酯化反應生成物移送至聚縮合槽。
於該酯化反應生成物中,添加25.3g的磷酸三甲酯,10分鐘後添加20.3g的乙酸鈷4水合物、25.3g的三氧化銻。再5分鐘後,相對於聚合物,以氧化鈦粒子換算,添加0.3質量%的氧化鈦粒子之乙二醇漿體。再5分鐘後,將反應系統減壓,開始反應。將反應器內從250℃徐徐地升溫到290℃為止,同時將壓力降低到40Pa為止。到達最終溫度及最終壓力之時間為60分鐘。在成為指定的攪拌扭矩之時間點,以氮氣沖洗反應系統而回到常壓,使聚縮合反應停止,從噴頭擠出股束(strand)狀,在水槽冷卻、切割而得到聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的顆粒。所得之PET的固有黏度為0.65。
將1.0kg的BDO加熱到100℃後,混合250g的鈦觸媒:鈦酸四正丁氧酯(TBT)(東京化成),得到觸媒溶液。
將45.3kg作為二羧酸成分的對苯二甲酸(TPA)(東京化成)、44.2kg作為二醇成分的丁二醇(BDO)(東京化成)、135g作為酯化反應觸媒的藉由上述 方法所得之觸媒溶液加入附有精餾塔的ES反應槽中。於溫度160℃、壓力93kPa之減壓下開始酯化反應後,徐徐地升溫,於最終地溫度235℃之條件下,進行270分鐘的酯化反應。
將60.0kg的數量平均分子量8300g/mol之聚乙二醇(PEG)(三洋化成工業製PEG6000S)、180g的抗氧化劑:季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010)投入聚合槽中,於聚合槽溫度成為180℃以上時,移送ES反應槽所得之反應物。於聚合槽溫度到達250℃後,作為聚縮合反應觸媒,添加300g的藉由上述方法所得之觸媒溶液,在溫度250℃、壓力100Pa之條件下進行聚縮合反應,在成為指定的攪拌扭矩之時間點,以氮氣沖洗反應系統而回到常壓,使聚縮合反應停止,從噴頭擠出股束狀,在水槽冷卻、切割而得到聚乙二醇共聚合聚對苯二甲酸丁二酯之顆粒。聚合吐出係沒有問題。所得之共聚合聚酯的固有黏度為2.00。
對於所得之聚乙二醇共聚合聚對苯二甲酸丁二酯,摻合8.0重量%作為酚系抗氧化劑的2,2’-二甲基-2,2’-(2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷-3,9-二基)二丙烷-1,1’二基=雙[3-(3-第三丁基-4-羥基5-甲基苯基)丙酸酯](ADEKA製,ADK STAB AO-80)、2.9重量%的1,1’-聯苯基-4,4’-二基雙[亞膦酸雙(2,4-二第丁基苯基)](Clariant Chemicals製,HOSTANOX P-EPQ),使用L/D=45(L表示螺桿長度,D表示螺桿直徑)之具有一處排 氣部的排氣式雙軸擠壓機,於機筒溫度250℃、旋轉數200rpm、壓力10kPa之條件下實施3分鐘的熔融混煉,得到聚酯組成物。再者,聚乙二醇共聚合聚對苯二甲酸丁二酯係從雙軸擠壓機之起頭投入。
將所得之共聚合聚酯當作海成分,將參考例1所得之聚酯當作島成分,將各自乾燥到含水率300ppm以下後,以80質量%的島成分、20質量%的海成分之摻合比供給至擠壓機型複合紡絲機,使各自熔融,於紡絲溫度285℃,流入至裝配有海島複合噴頭之紡絲組件(過濾器孔徑:5μm),得到92dtex-72f的未延伸紗。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。然後,使用延伸假撚機(加撚部:摩擦盤式,加熱器部:接觸式),於加熱器溫度140℃、倍率1.4倍之條件下延伸假撚所得之未延伸紗,得到66dtex-72f的海島型複合假撚紗。於紡絲前的乾燥準備中,沒有滲出等問題。
表9、表12中顯所得之共聚合聚酯的聚合物特性、纖維的纖維特性及布帛特性。纖維強度為2.5cN/dtex。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「S」之良好。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為7.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「S」之良好。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為6.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.4cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「S」之良好。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為5.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.4cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」之良好。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為4.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「B」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為3.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.9%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「B」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為2.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為1.0重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.2%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,將混煉時的AO-80添加量設為0.5重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.2%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將混煉時的P-EPQ添加量設為3.6重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.3cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理 後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「S」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將混煉時的P-EPQ添加量設為2.2重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.9%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將混煉時的P-EPQ添加量設為1.4重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」,水洗滌處理後的氧化發熱為「B」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-12中,將TPA變更為54.3kg,將BDO變更為53.0kg,變更為162g的ES觸媒溶液,實施酯化反應,及將PEG變更為48.0kg,實施聚縮合反應以外,與實施例B-12同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將在混煉時所添加的磷系抗氧化劑變更為參(2,4-第三丁基苯基)亞磷酸酯(BASF製,IRGAFOS 168)以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,在紡絲前的碎片乾燥時發生來自磷系抗氧化劑的滲出,所得之纖維強度為2.4cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「B」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將在混煉時所添加的磷系抗氧化劑變更為四(C12~C15烷基)-4,4’-亞異丙基二苯基二亞磷酸酯(城北化學工業製,JA-805),將添加量變更為2.6重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理 後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將在混煉時所添加的磷系抗氧化劑變更為三苯基亞磷酸酯(城北化學工業製,JP-360),將添加量變更為1.4重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,在紡絲前的碎片乾燥時發生來自磷系抗氧化劑的滲出,所得之纖維強度為2.4cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「B」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將在混煉時所添加的磷系抗氧化劑變更為3,9-雙(2,6-第三丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5,5十一烷](ADEKA製,ADK STAB PEP-36),將添加量變更為1.4重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,在紡絲前的碎片乾燥時發生來自磷系抗氧化劑的滲出,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理 後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將在混煉時所添加的酚系抗氧化劑變更為雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧伸乙基)](BASF製,IRGANOX 245),將添加量變更為4.8重量%,將磷系抗氧化劑之添加量變更為2.2重量%以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-3中,將在混煉時所添加的酚系抗氧化劑變更為1,3,5-參[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羥基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(RIANINLON CORPORATION製,THANOX1790),將添加量變更為3.8重量%,將磷系抗氧化劑之添加量變更為2.2重量份以外,與實施例B-3同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理 後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「B」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
對於預先加入有100kg的對苯二甲酸雙(羥基乙基)酯且經保持在溫度250℃之酯化反應槽,費時4小時依順序供給51.9kg的高純度對苯二甲酸(三井化學公司製)與23.3kg的乙二醇(日本觸媒公司製)之漿體,於供給結束後亦再費時1小時進行酯化反應。
將60.0kg的數量平均分子量8300g/mol之聚乙二醇(PEG)(三洋化成工業製PEG6000S)、180g的抗氧化劑:季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010)投入聚合槽中,於聚合槽溫度成為180℃以上時,將63.9kg的ES反應槽所得之反應物移送至聚縮合槽。於聚合槽溫度到達250℃後,作為聚縮合反應觸媒,添加30.0g的磷酸三甲酯,於10分鐘後添加24.0g的乙酸鈷4水合物、30.0g的三氧化銻。再者,於5分鐘後,相對於聚合物而言以氧化鈦粒子換算,添加0.3質量%氧化鈦粒子的乙二醇漿體。再者,於5分鐘後,將反應系統減壓,開始反應。將反應器內從250℃徐徐地升溫到290℃為止,同時將壓力降低到40Pa為止。到達最終溫度及最終壓力之時間為60分鐘。在成為指定的攪拌扭矩之時間點,以氮氣沖洗反應系統而回到常壓,使聚縮合反應停止,從噴頭擠出股束狀,在水槽冷卻、切割而得到聚乙二醇共聚合聚對苯二 甲酸乙二酯的顆粒。聚合吐出時係漏切(miss cut)多。所得之共聚合聚酯的固有黏度1.15。
除了於實施例B-11中,將混煉時的機筒溫度設為280℃以外,與實施例B-11同樣地實施混煉及紡絲。
所得之纖維強度為3.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」之良好。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-12中,將TPA變更為76.9kg,將BDO變更為75.1kg,變更為230g的ES觸媒溶液,實施酯化反應,及將PEG變更為18.0kg的數量平均分子量10000g/mol之聚乙二醇(PEG)(三洋化成工業製PEG10000),實施聚縮合反應以外,與實施例B-12同樣地實施。
在聚合吐出時發生吐出線料極細化,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為0.7%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-21中,將PEG變更為數量平均分子量20000g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工業製PEG20000),實施聚縮合反應以外,與實施例B-21同樣地實施。
在聚合吐出時發生吐出線料極細化,所得之纖維強度為2.3cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為0.8%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-11中,在聚合槽溫度為210℃時,移送所得之酯化物以外,與實施例B-11同樣地實施。
聚合時間成為185分鐘,有聚合時間延遲傾向。碎片的吸濕率差(△MR)為20.0%,碎片熔融黏度為950泊(poise)。所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.7%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-11中,在聚合槽溫度為200℃時,移送所得之酯化物以外,與實施例B-11同樣地實施。
聚合時間成為180分鐘,有聚合時間延遲傾向。碎片的吸濕率差(△MR)為20.5%,碎片熔融黏度為950泊。所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.8%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-24中,在含水率0.01%之空氣下熔融PEG以外,與實施例B-24同樣地實施。
聚合時間成為170分鐘。碎片的吸濕率差(△MR)為22.0%,碎片熔融黏度為1000泊。所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-24中,在含水率0.01%之氮氣下熔融PEG以外,與實施例B-24同樣地實施。
聚合時間成為170分鐘。碎片的吸濕率差(△MR)為22.5%,碎片熔融黏度為1000泊。所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水 洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例26中,在聚合槽中添加300g的抗氧化劑:季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010)以外,與實施例B-26同樣地實施。
聚合吐出性無問題,纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.9%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例26中,在聚合槽中添加420g的抗氧化劑:季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010)以外,與實施例B-26同樣地實施。
聚合吐出性無問題,纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「S」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例26中,在聚合槽中添加600g的抗氧化劑:季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010)以外,與實施例B-26同樣地實施。
聚合吐出性無問題,纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「S」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4級。
除了於實施例26中,在聚合槽中添加960g的抗氧化劑:季戊四醇-肆(3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯酚)丙酸酯)(BASF製,IRGANOX 1010)以外,與實施例B-26同樣地實施。
聚合吐出性無問題,纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「S」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為3級。
除了於實施例26中,添加62.0kg作為二醇成分的丁二醇(BDO)(東京化成)以外,與實施例B-26同樣地實施。
聚合吐出性無問題,纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「B」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例26中,添加40.0kg作為二醇成分的丁二醇(BDO)(東京化成)以外,與實施例B-26同樣地實施。
聚合吐出性無問題,纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「S」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,在混煉時不添加酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.0cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.1%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-12中,將TPA變更為63.4kg,將BDO變更為61.9kg,變更為189g的ES觸媒溶液,實施酯化反應,及將PEG變更為36.0kg,實施聚縮合反應,將混煉時的P-EPQ添加量設為0.7重量%以外,與實施例B-12同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為1.5%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-12中,將TPA變更為72.4kg,將BDO變更為70.7kg,變更為216g的ES觸媒溶液,實施酯化反應,及將PEG變更為24.0kg,實施聚縮合反應,將混煉時的P-EPQ添加量設為0.7重量%以外,與實施例B-12同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為0.9%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-12中,將TPA變更為81.5kg,將BDO變更為79.5kg,變更為243g的ES觸媒溶液,實施酯化反應,及將PEG變更為12.0kg,實施聚縮合反應,將混煉時的P-EPQ添加量設為0.7重量%以外,與實施例B-12同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為0.5%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-1中,在混煉時將酚系抗氧化劑的添加量變更為10.0重量%及將磷系抗氧化劑的添加量變更為0.7重量%以外,與實施例B-1同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.1cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「B」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於比較例B-5中,在混煉時將酚系抗氧化劑的添加量變更為6.0重量%以外,與比較例B-5同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-13中,在混煉時將磷系抗氧化劑的添加量變更為0.7重量%以外,與實施例B-13同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.5cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-8中,在混煉時將磷系抗氧化劑的添加量變更為4.2重量%以外,與實施例B-8同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.2cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.9%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-12中,將PEG變更為數量平均分子量3400g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工業製PEG4000),實施聚縮合反應,將混煉時的P-EPQ添加量設為0.7重量%以外,與實施例B-12同樣地實施。
在聚合吐出時的切割中漏切多,所得之纖維強度為2.0cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「A」,水洗滌處理後的氧化發熱為「A」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-11中,將在混煉時所添加的酚系抗氧化劑變更為季戊四醇肆[3-(3,5-二第丁基-4-羥基苯基)丙酸酯](BASF製,IRGANOX 1010),將添加量變更為4.8重量%以外,與實施例B-11同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.6cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為4.0%。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於比較例B-10中,將在混煉時所添加的酚系抗氧化劑變更為雙[3,3-雙(3-第三丁基-4-羥基苯基)丁酸] 乙烯(Clariant Chemicals製,HOSTANOX O3),將添加量變更為3.2重量份以外,與比較例B-10同樣地實施。
聚合吐出無問題,所得之纖維強度為2.1cN/dtex。此時的組件交換頻率之評價結果為「A」。熱水處理後的吸濕率差(△MR)為3.9%。抑制水洗滌處理後的黃變為「C」,水洗滌處理後的氧化發熱為「C」。又,氮氧化物堅牢度試驗結果為4-5級。
除了於實施例B-11中,在聚合槽溫度為240℃時,移送所得之酯化物以外,與實施例B-11同樣地實施。
在聚縮合反應時發生到頂,無法得到設定黏度的聚合物。
實施例及比較例所使用的酚系化合物(酚系抗氧化劑)及磷系抗氧化劑之化學結構式係如表10及表11。表13中顯示本發明所用之磷系抗氧化劑的各種物性。
本發明所得之海島型複合纖維,其即使在染色等之熱水處理中也為高品質且吸濕性優異,而且耐氧化分解性良好,可抑制乾洗處理後的氧化發熱。又,本發明所得之聚酯組成物具有高的吸濕性、優異的纖維特性及能抑制水洗滌處理後的黃變及氧化發熱。由於此等特徵,可適用於要求舒適性或品質之用途。具體而言,可舉出一般衣料用途、運動衣料用途、寢具用途、室內裝飾用途、材料用途等。
Claims (13)
- 一種吸濕性優異的海島型複合纖維,其具有下述(1)~(4)之特徵;(1)島成分為具有吸濕性的聚合物(2)於纖維橫剖面中,最外層厚度T與纖維直徑R之比(T/R)為0.05~0.25(3)熱水處理後的吸濕率差(△MR)為2.0~10.0%(4)酚基含有率為16~160mmol/kg還有,所謂的最外層厚度,就是纖維的半徑與將配置於最外周的島成分之頂點連接而成的外接圓的半徑之差,表示存在於最外層的海成分之厚度。
- 如請求項1之吸濕性優異的海島型複合纖維,其含有下述化學式(1)所示的結構之酚系化合物;
- 如請求項1或2之吸濕性優異的海島型複合纖維,其磷元素含有率為3~30mmol/kg。
- 如請求項1至3中任一項之吸濕性優異的海島型複合纖維,其中具有吸濕性的聚合物為聚乙二醇共聚合聚合物。
- 一種纖維構造體,其特徵為在至少一部分使用如請求項1至4中任一項之吸濕性優異的海島型複合纖維。
- 一種聚酯組成物,其係在使10~50重量%的數量平均分子量為5,000~20,000的聚乙二醇對於包含芳香族二羧酸及或其酯形成性衍生物、與二醇及或其酯形成性衍生物之聚酯進行共聚合而成之聚酯中,含有10.0~200.0mmol/kg的下述化學式(1)所示的結構之酚系抗氧化劑,且含有磷量為15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化劑;
- 如請求項6之聚酯組成物,其中芳香族二羧酸及或其酯形成性衍生物的50莫耳%以上為對苯二甲酸及或其酯形成性衍生物,二醇及或其酯形成性衍生物的50莫耳%以上為1,4-丁二醇及或其酯形成性衍生物。
- 如請求項6或7之聚酯組成物,其中當於氮氣環境下,以10℃/分鐘的升溫速度,用TG-DTA進行升溫減量評價時,磷系抗氧化劑係5%重量減少溫度為170℃以上。
- 如請求項6至8中任一項之聚酯組成物,其中磷系抗氧化劑為在1分子中包含2個以上的磷原子之結構。
- 如請求項6至9中任一項之聚酯組成物,其中磷系抗氧化劑的熔點為80℃以上。
- 如請求項6至10中任一項之聚酯組成物,其中磷系抗氧化劑為下述化學式(2)或化學式(3)所示的磷系抗氧化劑;
- 一種海島型或芯鞘型的複合纖維,其係將如請求項6至11中任一項之聚酯組成物使用於島成分或芯成分而得者。
- 一種共聚合聚酯之製造方法,其係如請求項6至11中任一項之共聚合聚酯之製造方法,其中,使用芳香族二羧酸與含有50莫耳%以上的1,4-丁二醇之二醇進行酯化反應,在聚合槽之溫度為210℃以下時,將藉由該酯化反應所得之酯化生成物移送至預先加入有聚乙二醇的聚縮合槽,開始聚縮合反應。
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