專利名稱：聚對苯二甲酸丙二醇酯紗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維制造的聚酯紗。更具體地說，本發(fā)明涉及在紡絲過程中全取向的聚對苯二甲酸丙二醇酯紗。
背景技術(shù)：
眾所周知，在紡織工業(yè)中將諸如聚酯纖維等合成纖維應(yīng)用于織物和服裝。這些合成紗通常采用已知的工業(yè)生產(chǎn)方法由聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維制造。新近，自聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的合成紗是使人感興趣的。因?yàn)閮煞N聚合物具有不同的性能，涉及聚對苯二甲酸乙二醇酯紗的紡絲和拉伸的基礎(chǔ)知識不能直接應(yīng)用于聚對苯二甲酸丙二醇酯紗。但是在諸如紡織紗或織物等終產(chǎn)品中的理想性能常常是相似的。
“紡織紗”必須具有某些性能，例如足夠高的模量和屈服點(diǎn)，和足夠低的收縮率，以便適用于紡織加工，如變形、機(jī)織和針織。另一方面，喂入紗在具有加工成紡織品所需要的最低性能之前，需要進(jìn)行進(jìn)一步加工。喂入紗的一般制備方法包括熔融紡絲制造部分取向紗復(fù)絲，然后拉伸和加熱以降低收縮率和增加模量。
喂入紗不進(jìn)一步進(jìn)行拉伸就不具有制造紡織產(chǎn)品所需要的性能。拉伸工藝賦予紗中復(fù)絲以較高的取向，并賦予對紡織應(yīng)用來說重要的性能。一種這樣的性能，退漿收縮(“BOS”)，表示紗在暴露于高溫下時所呈現(xiàn)的收縮量。然而，因?yàn)槲谷爰嗊€需要進(jìn)行其它加工，所以產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本高。現(xiàn)有的市場可得的部分取向聚對苯二甲酸丙二醇酯紗，在應(yīng)用于織物之前，均經(jīng)拉伸或拉伸變形。所以，理想的是提供不進(jìn)行進(jìn)一步拉伸就可以用來制造紡織產(chǎn)品的直接應(yīng)用的細(xì)紗。
本發(fā)明提供直接應(yīng)用的聚對苯二甲酸丙二醇酯紗全取向細(xì)紗，其不經(jīng)拉伸或諸如熱定型等熱處理就可以應(yīng)用于紡織織物。
發(fā)明概述本發(fā)明包括一種紡絲制造直接應(yīng)用紗的方法，該方法包括在約255℃～約275℃的溫度下，以低于4500mpm的紡絲速度，將聚酯聚合物通過噴絲板擠出，形成非圓形絲，其中所述聚合物包含至少85mol％聚對苯二甲酸丙二醇酯，其中至少85mol％重復(fù)單元由三亞甲基單元組成，并且其中所述聚合物的特性粘度為至少0.70dl/g。優(yōu)選，紡絲溫度為約260℃～約270℃。
優(yōu)選地，直接應(yīng)用紗的特征在于退漿收縮為15％以下。
優(yōu)選地，在許多非圓形絲中單根絲的特征在于a)0.5≤A1A2≤0.95;]]>和b)A2=P124π,]]>其中A1是單根絲的橫截面面積，P1是所述單根絲橫截面的周長，和A2是具有周長P1的橫截面的最大面積。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，0.6≤A1/A2≤0.95。優(yōu)選紗中的絲至少65％滿足這些條件。更優(yōu)選紗中的絲至少70％滿足這些條件。甚至更優(yōu)選，紗中的絲至少90％滿足這些條件。
優(yōu)選地，紗中的絲平均滿足這些條件。
優(yōu)選地，紗中絲旦數(shù)為0.35dpf～10dpf。優(yōu)選地，紗的旦數(shù)為20～300。優(yōu)選地，聚對苯二甲酸丙二醇酯的IV為0.8dl/g～1.5dl/g。
直接應(yīng)用紗是不以單獨(dú)加工步驟進(jìn)行拉伸或熱定形的紗。
本發(fā)明也涉及一種直接應(yīng)用紗，其是由在紡絲溫度為約255℃～約275℃和紡絲速度小于4500mpm下熔融擠出的聚酯聚合物制造的，其中所述聚合物包含至少85mol％聚對苯二甲酸丙二醇酯，其中至少85mol％重量單元由三亞甲基單元組成，并且其中所述聚合物的特性粘度為至少0.70dl/g，其中所述直接應(yīng)用紗包含許多非圓形絲。優(yōu)選紡絲溫度為約260℃～約270℃。
優(yōu)選地，直接應(yīng)用紗的特征在于退漿收縮為15％以下。
優(yōu)選地，在許多非圓形絲中單根絲的特征在于a)0.5≤A1A2≤0.95;]]>和b)A2=P124π,]]>其中A1是單根絲的橫截面面積，P1是所述單根絲橫截面的周長，A2是具有周長P1的橫截面的最大面積。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，0.6≤A1/A2≤0.95。優(yōu)選紗中的絲至少65％滿足這些條件。更優(yōu)選紗中的絲至少70％滿足這些條件。甚至更優(yōu)選，紗中的絲至少90％滿足這些條件。
優(yōu)選地，紗中的絲平均滿足這些條件。
優(yōu)選地，紗中絲旦數(shù)為0.35dpf～10dpf。優(yōu)選地，紗的旦數(shù)為20～300。優(yōu)選地，聚對苯二甲酸丙二醇酯的IV為0.8dl/g～1.5dl/g。
直接應(yīng)用紗是不以單獨(dú)加工步驟進(jìn)行拉伸或熱定形的紗。
優(yōu)選，紗中的絲至少70％滿足這些條件，紗中的絲的旦數(shù)為0.5dpf～7dpf，紗的旦數(shù)為30～200，直接應(yīng)用紗的特征在于退漿收縮為15％以下。更優(yōu)選，紗中的絲平均滿足這些條件，和聚對苯二甲酸丙二醇酯的IV為0.8dl/g～1.5dl/g。
直接應(yīng)用紗是沒有拉伸或熱處理以及不進(jìn)行拉伸或熱處理的紗。
本發(fā)明還涉及制備織物的方法，其包括(a)按照權(quán)利要求1的紡絲制造直接應(yīng)用紗，和(b)將所得紗機(jī)織或針織為織物。
在該方法中，在紡絲過程中所得紗已全取向，在紡絲之后，不進(jìn)行為使所得紗取向而進(jìn)行的拉伸或熱處理。
附圖描述

圖1是制造本發(fā)明直接應(yīng)用聚對苯二甲酸丙二醇酯紗的示例性紡絲位示意圖。
圖2是具有八葉形橫截面的假想絲示意圖。
圖3是另一種具有八葉形橫截面的假想絲的示意圖。
圖4是具有旭日形輻射線(sunburst)橫截面的假想絲的示意圖。
圖5是按照實(shí)施例III所述制備的具有八葉形橫截面的絲的顯微照片(放大倍數(shù)750X)。
圖6是按照實(shí)施例I所述制備的具有旭日形輻射線橫截面的絲的顯微照片(放大倍數(shù)750X)。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種紡絲制造適于直接應(yīng)用在紡織品操作中而不進(jìn)行中間產(chǎn)品拉伸或變形的聚對苯二甲酸丙二醇酯全取向紗。本發(fā)明進(jìn)一步提供這種聚對苯二甲酸丙二醇酯直接應(yīng)用紗。本發(fā)明的方法提供在比過去所需要的紡絲速度低許多的紡絲速度下紡的直接應(yīng)用紗。應(yīng)用本發(fā)明方法，能夠在4500m/min(“mpm”)以下紡絲制造聚對苯二甲酸丙二醇酯直接應(yīng)用全取向紗。在工業(yè)生產(chǎn)量下，紡絲速度能夠低至3000mpm，或者甚至更低。本發(fā)明直接應(yīng)用紗的特征在于具有15％以下退漿收縮并由具有非圓形橫截面的絲構(gòu)成。(織物加工要求某種程度的退漿收縮。退漿收縮低達(dá)約2％能夠是有益的)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果紗絲的橫截面是非圓形的，能夠采用在4500mpm以下的紡絲速度下的熔融紡絲方法制造聚對苯二甲酸丙二醇酯直接應(yīng)用全取向紗。正如在本發(fā)明所應(yīng)用的，非圓形橫截面絲滿足以下條件(I)0.5≤A1A2≤0.95;]]>和(II)A2=P124π,]]>其中A1是紗的單根絲的實(shí)際橫截面積，P1是紗的單根絲的橫截面的周長，和A2是具有相同周長P1的橫截面的最大面積。按照該定義，對于優(yōu)選地圓形橫截面來說，實(shí)際橫截面面積與最大橫截面面積之比恰好為1。如下實(shí)施例表明如果條件(I)和(II)均滿足，能夠使用較低的紡絲速度得到所需要的直接應(yīng)用紗。
一個優(yōu)選實(shí)施方案涉及就式(I)來說滿足如下條件0.6≤A1/A2≤0.95的非圓形橫截面。
優(yōu)選紗中的絲至少65％，更優(yōu)選70％，和甚至更優(yōu)選至少90％或更多滿足這些條件。優(yōu)選紗中的絲平均滿足這些條件。
本發(fā)明的絲的旦數(shù)可以低達(dá)約0.35dpf或者更低，優(yōu)選約0.5dpf或更高，和最優(yōu)選約0.7dpf或更高，并且旦數(shù)可以高達(dá)約10dpf或更高，優(yōu)選旦數(shù)最高約7dpf，和更優(yōu)選最高約5dpf。
本發(fā)明的紗的旦數(shù)可以低達(dá)約20或更低，優(yōu)選約30或更高，和最優(yōu)選約50或更高，并且旦數(shù)可以高達(dá)約300或更高，優(yōu)選旦數(shù)最高約200，和更優(yōu)選最高約150。
具有滿足上式橫截面的非圓形橫截面紗包括本領(lǐng)域中敘述的那些橫截面，如“八葉形”、“旭日形輻射線形”(也稱作“太陽形”)、“荷葉邊橢圓形”、“三葉形”、“四構(gòu)槽形”、“荷葉邊帶形”、“帶形”、“星形輻射線形”等。
如圖1所示，聚對苯二甲酸丙二醇酯聚合物熔融物流20經(jīng)噴絲板22中的孔擠出，向下進(jìn)入供應(yīng)徑向或橫向驟冷空氣的驟冷區(qū)24。熔融物流20的溫度由紡絲頭組合溫度控制，其稱作紡絲溫度。另外，噴絲板22中孔的橫截面和數(shù)量，按照諸如美國專利No 4,385,886、4,850,847和4,956,237等所公開的傳統(tǒng)方法，可以根據(jù)所需要的絲的尺寸和復(fù)絲紗中絲的根數(shù)來變化。在本發(fā)明中，就所需要的紡絲速度而論，也考慮所用的橫截面。即，為了制造直接應(yīng)用細(xì)紗，如果所需要的紡絲速度小于4500mpm，那么橫截面滿足式(I)和(II)。另外，為了制造本發(fā)明直接應(yīng)用細(xì)紗，紡絲溫度為約255℃～約275℃。優(yōu)選紡絲溫度為約260℃～約270℃，和最優(yōu)選紡絲溫度保持在約265℃。
物流20在噴絲板下驟冷區(qū)中經(jīng)某段距離固化成絲26。絲26會聚形成復(fù)絲紗28。將慣用紡絲油劑經(jīng)計(jì)量給油裝置或采用諸如給油輥32等輥式給油裝置施加到紗28上。然后紗28部分纏繞通過導(dǎo)絲輥34和36，和卷繞在卷裝38上。如果需要，可以通過諸如氣流纏結(jié)室40使絲交纏。
直接應(yīng)用紗紡自聚酯聚合物，其中所述聚合物包含至少85mol％聚對苯二甲酸丙二醇酯，其中至少85mol％重復(fù)單元由三亞甲基單元組成，并且其中所述聚合物的特性粘度(“IV”)至少約0.70dl/g。聚對苯二甲酸丙二醇酯的IV優(yōu)選至少約0.8dl/g，更優(yōu)選至少約0.9dl/g，和最優(yōu)選至少約1dl/g。特性粘度優(yōu)選不大于約1.5dl/g，更優(yōu)選不大于約1.2dl/g。特性粘度測定按照ASTM D 4603-96在50/50重量百分?jǐn)?shù)的二氯甲烷/三氟乙酸中進(jìn)行。
本發(fā)明的聚對苯二甲酸丙二醇酯可以含有其它重復(fù)單元，一般為約0.5～約15mol％。能夠用于制備3GT的其它單體的例子是含4～12個碳原子的線型、環(huán)狀和支化的脂族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸和1，4-環(huán)己烷二羧酸)；除了對苯二甲酸之外的含8～12個碳原子的芳族二羧酸(例如間苯二甲酸和2，6-萘二羧酸)；和含2～8個碳原子的線形、環(huán)狀和支化脂族二醇(例如乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-環(huán)己烷二醇)；和含4～10個碳原子的脂族和芳族醚二醇(例如氫醌雙(2-羥乙基)醚或分子量約460以下的聚亞乙基醚二醇，包括二亞乙基醚二醇)。優(yōu)選間苯二甲酸、戊二酸、己二酸和1，4-丁二醇，因?yàn)樗鼈円子诖笠?guī)模得到并且不昂貴。優(yōu)選不含這些其它單元的或者僅含少量這些單元的聚對苯二甲酸丙二醇酯。
共聚酯能夠含有少量其它共聚單體，并且通常選擇這些共單體使其對纖維卷曲數(shù)(在可自發(fā)卷曲的聚酯雙組分纖維情況下)或其它性能沒有顯著的有害影響。這樣的其它共聚單體包括5-鈉磺基間苯二甲酸酯(5-Sodium-sulfoisophthalate)，例如其量為約0.2～5mol％。為了控制粘度和支化效應(yīng)，能夠引入很少量三官能共聚單體，例如偏苯三酸。
如果需要，聚對苯二甲酸丙二醇酯可以含其它添加劑，例如消光劑、粘度增效劑、熒光增白劑、調(diào)色顏料和抗氧劑。消光劑，例如優(yōu)選的TiO2，能夠以聚酯的0～3wt％的量存在。
聚對苯二甲酸丙二醇酯能夠通過下述文獻(xiàn)所述方法制造U.S.PNO.5,015,789，5,276,201，5,284,979，5,334,778，5,364,984，5,364,987，5,391,263，5,434,239，5,510,454，5,504,122，5,532,333，5,532,404，5,540,868，5,633,018，5,633,362，5,677,415，5,686,276，5,710,315，5,714,262，5,730,913，5,763,104，5,774,074，5,786,443，5,811,496，5,821,092，5,830,982，5,840,957，5,856,423，5,962,745和5,990,265，EP 998 400，WO 00/14041和98/57913，H.L.Traub編“聚對苯二甲酸丙二醇酯的合成和紡織”(Synthese und textilchemischeEigenschaften des Polytrimethyleneterephthalats)，Dissertation Universitat Stuttgart(1994)，S.Schauhoff在人造纖維年報(Man-Made Fiber Year Book)(1996年9月)發(fā)表的“聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)制造的新進(jìn)展”，和美國專利申請No.09/016,444，09/273,288，09/291,960，09/346,148，09/382,970，09/382,998，09/500,340，09/501,700，09/502,322，09/502,642，09/503,599，09/505,785，09/644,005，09/644,007和09/644,008，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。可用作本發(fā)明聚酯的聚對苯二甲酸丙二醇酯是E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware市售品，商標(biāo)名為Sorona。
本發(fā)明所討論的測定采用美國紡織界慣用單位進(jìn)行，包括旦。在實(shí)際測定值之后，在括弧內(nèi)提供相當(dāng)于旦數(shù)的分特值。同樣，強(qiáng)度和模量測定均以每旦的克數(shù)(“gpd”)為單位進(jìn)行并報告，在括弧內(nèi)是相應(yīng)的dN/tex值。
測試方法在下述實(shí)施例中所報告的聚對苯二甲酸丙二醇酯部分取向紗的物理性能，采用Instron公司的拉伸試驗(yàn)儀，型號1122，進(jìn)行測定。具體地說，斷裂伸長率，EB，和強(qiáng)度按照ASTM D-2256進(jìn)行測定。
退漿收縮(“BOS”)按照ASTM D 2259進(jìn)行測定，具體操作如下將重物懸于一段紗線上，以在紗上產(chǎn)生0.2g/d(0.18 dN/tex)負(fù)荷，并測量其長度，L1；然后除去重物，將紗浸于沸水中30min。然后從沸水中取出紗線，離心分離約1min，并冷卻約5min。然后使冷卻的紗負(fù)荷與前述相同的重物。記錄紗的新形成的長度，L2。然后按下式(III)計(jì)算收縮百分率 干熱收縮(“DHS”)按照ASTM D 2259，基本上按上述關(guān)于BOS測定進(jìn)行測定。L1如所述進(jìn)行測定，但是，代替在沸水中浸漬的是，將紗線置于約160℃烘箱中。在約30min之后，將紗線從烘箱中取出，冷卻約15min，然后測定L2。然后按照上述式(III)計(jì)算收縮百分率。
實(shí)施例聚合物的制備雖然本發(fā)明不取決于制造聚合物所使用的具體方法，但是為完整起見下文敘述用于制備在比較例A中所使用的聚合物的方法。
聚合物制備1聚對苯二甲酸丙二醇酯聚合物采用間歇工藝自對苯二甲酸二甲酯和1，3-丙二醇進(jìn)行制備。使用40lb(18kg)臥式高壓釜，其裝有攪拌器、真空嘴和位于高壓釜釜身部分(clave portion)上方的單體蒸餾釜。單體蒸餾釜裝入40lb(18kg)對苯二甲酸二甲酯和33lb(15kg)1，3-丙二醇。加入足夠的醋酸鑭催化劑，以使聚合物中含有250份每百萬份(“ppm”)鑭。每百萬份的份數(shù)等于每克微克數(shù)。另外，向單體中加入鈦酸四異丙酯聚合催化劑，以使聚合物中含有30ppm鈦。蒸餾釜溫度逐漸升高到245℃，回收約13.5lb(6.2kg)甲醇餾出物。
向高壓釜(clave)中加入其量使得在聚合物中含約160ppm磷的磷酸的1，3-丙二醇溶液。將上述組分?jǐn)嚢?、徹底混合，通過升溫至245℃、降壓至3mmHg以下(400Pa以下)并攪拌4～8hr進(jìn)行聚合。在聚合物分子量為所需水平時，聚合物經(jīng)條帶或線料擠出模頭擠出，驟冷、并切斷成薄片或粒料，其尺寸應(yīng)適用于再熔融擠出或固態(tài)聚合。通過這種方法生產(chǎn)出特性粘度(“IV”)約0.88dl/g的聚合物。
這種方法制造的聚合物(無TiO2，0.88dl/g)應(yīng)用于比較樣品A-1至A-6中。
聚合物制備2在實(shí)施例I-II中應(yīng)用的聚對苯二甲酸丙二醇酯，采用兩釜流程，利用酯化釜(“反應(yīng)器”)和縮聚釜(“高壓釜”)，自對苯二甲酸和1，3-丙二醇來制備，所述兩釜均為夾套、攪拌、深池(deeppool)結(jié)構(gòu)。向反應(yīng)器中加入428lb(194kg)1，3-丙二醇和550lb(250kg)對苯二甲酸。在需要的時候，向反應(yīng)器中加入酯化催化劑(氧化一丁基錫，其量為90ppm Sn(錫))，以加速酯化反應(yīng)。將反應(yīng)器淤漿在大氣壓下攪拌并加熱至210℃，并保持之，同時除去反應(yīng)水，完成酯化反應(yīng)。在這時升溫至235℃，除去少量1，3-丙二醇，并將反應(yīng)器內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至高壓釜中。
伴隨著反應(yīng)器內(nèi)容物的轉(zhuǎn)移，起動高壓釜攪拌器和加入91g鈦酸四異丙酯縮聚催化劑。加入TiO2制造消光聚合物，其作法是向高壓釜中加入20wt％二氧化鈦1，3-丙二醇溶液淤漿，使得在聚合物中含0.3wt％ TiO2。流程溫度上升到255℃，壓力下降到1mmHg(133Pa)。以工藝允許的速度快速除去過量二醇。采用攪拌器速度和功率消耗追蹤分子量增加情況。在得到所需熔體粘度和分子量時，將高壓釜壓力升高到150psig(1034kPa表壓)，將高壓釜內(nèi)容物擠出至切斷機(jī)中進(jìn)行造粒。
比較例A在本比較例中，由按上述聚合物制備1制備的、IV為0.88的聚合物，紡制幾種具有圓形橫截面的聚對苯二甲酸丙二醇酯紗。每種紗均在相同條件下紡絲，只是紡絲速度變化，如表1所示。在本比較例中所使用的紡絲速度如表1所示，隨著項(xiàng)A-1至A-6增加紡絲速度。部分至全部取向紗采用再熔融單螺桿擠出工藝和聚酯纖維熔融紡絲(S-纏繞)工藝進(jìn)行紡絲，該工藝通過擠出經(jīng)過噴絲板孔(約0.38mm直徑)紡成圓形橫截面的部分或全部取向絲。紡絲頭組合維持在所需溫度，以使聚合物溫度為約267℃。離開噴絲板的絲狀物流以21℃空氣驟冷，集束為34根絲的絲束，上紡絲油劑約0.35wt％，并使絲交纏，和收集含34根絲的紗。表I總結(jié)了所用紡絲條件。
表II示出在本比較例中制造的部分取向紗(“POY”)(A-1至A-4)和全取向紗(A-5和A-6)的物理性能。如表II所示，隨著紡絲速度增加，部分取向紗的退漿收縮減少。因此，在應(yīng)用具有圓形橫截面的部分取向紗時，所得部分取向紗均不適用于直接應(yīng)用目的，直至紡絲速度為5000mpm以上，該紗才成為所謂的全取向紗。因?yàn)楸緦?shí)施例所使用的絲是圓形的，實(shí)際橫截面積與最大橫截面積之比為1.0。
實(shí)施例I本實(shí)施例說明，在聚對苯二甲酸丙二醇酯紗的絲為非圓形橫截面時，在紡絲速度低于4500mpm下能夠制造直接應(yīng)用紗。自上述聚合物制備2制備的、IV為0.88的聚合物紡制旭日形輻射線橫截面的絲。采用再熔融單螺桿擠出工藝和聚酯纖維熔融紡絲(S-纏繞)工藝。聚合物經(jīng)噴絲板的孔擠出，噴絲頭組合維持在使聚合物溫度近似270℃所需要的溫度下。離開噴絲板的絲狀物流用21℃空氣驟冷，集束成含50根絲的絲束，上紡絲油劑約0.50wt％，使絲交纏，并在約4020mpm下收集含50根絲的紗。所得細(xì)紗不需再進(jìn)行拉伸即能應(yīng)用，制出具有柔軟手感和低日光閃光效應(yīng)的衣用織物。紡絲條件列在表I中，紗的性能列在表II中。如表II所示，本實(shí)施例的全取向紗適于作直接應(yīng)用紗，因?yàn)橥藵{收縮低于15％。因?yàn)槿∠蚣喌慕z具有滿足上式I的非圓形橫截面，可采用剛剛高于4000mpm的紡絲速度制造直接應(yīng)用紗。
圖6是采用Zeiss Axioplan 2光學(xué)顯微鏡、以圖象放大倍數(shù)為750X拍攝的顯微照片。其顯示出按照本實(shí)施例工藝制造的絲的旭日形輻射橫截面。
實(shí)施例II該實(shí)施例表明，包含具有不同橫截面的絲的直接應(yīng)用紗可以在紡絲速度小于4500mpm下紡絲制造。在本實(shí)施例中，聚對苯二甲酸丙二醇酯紗，采用再熔融單螺桿擠出工藝和聚酯纖維熔融紡絲(S-纏繞)工藝，自按上述聚合物制備2制備的、IV為0.88的聚合物紡絲制造。所得絲的一半為八葉橫截面，一半為旭日形輻射線橫截面。聚合物經(jīng)保持在使聚合物溫度約265℃所需要的溫度下的噴絲板孔擠出。離開噴絲板的絲狀物流用21℃空氣驟冷，集束成含50根絲的絲束，上紡線油劑約0.35wt％，使絲交纏，并在約4020mpm下收集含50根絲的紗。所得紗不經(jīng)進(jìn)一步拉伸就能應(yīng)用，制造出手感柔軟、日光閃光效應(yīng)低的衣用織物。如同實(shí)施例I，因?yàn)榧喌慕z具有滿足式I的非圓形橫截面，可以采用剛剛高于4000mpm的紡絲速度制造直接應(yīng)用紗。
表II列出了實(shí)施例I和II中制備的本發(fā)明直接應(yīng)用紗的性能。
實(shí)施例III本實(shí)施例說明八葉形橫截面絲滿足式(I)的條件。圖5是采用Zeiss Axioplan 2光學(xué)顯微鏡，以圖象放大倍數(shù)為750X攝制的顯微照片，用來測定A1和A2。
表I-紡絲條件
表II-紗線性能
*自采用Zeiss Axioplan 2光學(xué)顯微鏡，以圖象放大倍數(shù)為750X得到的光學(xué)顯微橫截面圖片計(jì)算平均值。
實(shí)施例IV本實(shí)施例提供了許多具有“理想”非圓形橫截面的絲。說這些橫截面是理想的，是因?yàn)椋鐖D2～4所示，這些絲的形狀符合周長和面積能夠采用初等幾何和三角容易地進(jìn)行計(jì)算的幾何形狀。本實(shí)施例中存在的、具有上述的一般非圓形橫截面的絲，是由聚對苯二甲酸丙二醇酯，采用在實(shí)施例II中所述紡絲工藝，經(jīng)相應(yīng)形狀的孔擠出進(jìn)行制造的。
光滑八葉形橫截面圖2所示絲的橫截面表示理想的光滑八葉形橫截面。如圖2所示，理想的光滑八葉形橫截面基本上是八邊形，其中每個邊都有凸半圓形面。絲的周長P1為P1＝4πD絲的橫截面積A1為
A1＝D2(π+2cot(22.5))＝7.97D2當(dāng)給定周長P1時，最大橫截面積A2為A2＝4πD2＝12.5D2實(shí)際的絲面積與最大面積之比為A1/A2＝0.64因此，按照條件(I)，具有這樣的理想八葉形橫截面的絲是非圓形的并可紡成按照本發(fā)明的直接應(yīng)用紗。
尖角八葉形橫截面圖3所示絲的橫截面表示理想的尖角八葉形橫截面。如圖3所示，理想的尖角八葉形橫截面基本上是八邊形，其中每個邊包含三角形峰。絲的周長P1為 絲的橫截面面積A1為 當(dāng)給定周長P1時，最大橫截面面積A2為 實(shí)際的絲面積與最大面積之比為 比R2/R1稱作改性比(“mod ratio”)。能夠調(diào)節(jié)改性比，以便制造本發(fā)明直接應(yīng)用紗。例如對于圖2所示的理想絲來說，改性比為1.16，即R2＝1.16R1，可以制造滿足上述條件(I)的直接應(yīng)用紗
A1/A2＝0.86但是，改性比為1.05不能產(chǎn)生“非圓形”橫截面A1/A2＝0.97旭日形輻射線橫截面圖4所示的絲的橫截面表示理想的旭日形輻射線橫截面。如圖4所示，理想的旭日形輻射線橫截面基本上是去掉三個葉的尖角八葉形橫截面。絲的周長P1為P1＝5/8×16(R12+R22-2R1R2cos(22.5°))1/2+2R1＝10(R12+R22-2R1R2cos(22.5°))1/2+2R1絲的橫截面面積A1為A1＝5/8×8R1R2sin(22.5°)＝5/8(8)(0.38)R1R2＝1.9R1R2面積A1是“尖角八葉形”橫截面面積的5/8。
在給定周長P1時，最大橫截面面積A2為 其中最大圓直徑為P1/π 如果R2＝1.16R1，那么A1/A2＝0.66。
如果R2＝1.3R1，那么A1/A2＝0.57。
本發(fā)明的實(shí)施方案的上述公開內(nèi)容為舉例說明和描述的目的而提出。并不想用其窮舉或限制本發(fā)明至所披露的具體內(nèi)容。本領(lǐng)域的一名普通技術(shù)人員，借助于上述公開內(nèi)容，會對本發(fā)明所述實(shí)施方案進(jìn)行許多顯而易見的變更和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種紡絲制造直接應(yīng)用紗的方法，該方法包括在約255℃～約275℃的溫度下，以低于4500mpm的紡絲速度，將聚酯聚合物通過噴絲板擠出，形成非圓形絲，其中所述聚合物包含至少85mol％聚對苯二甲酸丙二醇酯，其中至少85mol％重復(fù)單元由三亞甲基單元組成，并且其中所述聚合物的特性粘度為至少0.70dl/g。
2.一種直接應(yīng)用紗，其是由在紡絲溫度為約255℃～約275℃和紡絲速度小于4500mpm下熔融擠出的聚酯聚合物制造的，其中所述聚合物包含至少85mol％聚對苯二甲酸丙二醇酯，其中至少85mol％重復(fù)單元由三亞甲基單元組成，其中所述聚合物的特性粘度為至少0.70dl/g，并且其中所述直接應(yīng)用紗包含許多非圓形絲。
3.制造織物的方法，其包括(a)按照權(quán)利要求1紡絲制造直接應(yīng)用紗，和(b)將所述紗機(jī)織或針織成織物。
4.上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中紡絲溫度為約260℃～約270℃。
5.上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中直接應(yīng)用紗的特征在于退漿收縮小于15％。
6.上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中在許多非圓形絲中單根絲的特征在于a)0.5≤A1A2≤0.95;]]>和b)A2=P124π,]]>其中A1是單根絲的橫截面面積，P1是所述單根絲橫截面的周長，和A2是具有周長P1的橫截面的最大面積。
7.權(quán)利要求6的方法或產(chǎn)品，其中0.6≤A1/A2≤0.95。
8.權(quán)利要求6或7的方法或產(chǎn)品，其中紗中絲的至少65％滿足這些條件。
9.權(quán)利要求8的方法或產(chǎn)品，其中紗中絲的至少70％滿足這些條件。
10.權(quán)利要求8的方法或產(chǎn)品，其中紗中絲的至少90％滿足這些條件。
11.權(quán)利要求6～10的方法或產(chǎn)品，其中紗中絲平均滿足這些條件。
12.前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中紗中絲的旦數(shù)為0.35dpf～10dpf。
13.前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中紗的旦數(shù)為20～300。
14.前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中聚對苯二甲酸丙二醇酯的IV為0.8dl/g～1.5dl/g。
15.前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中紗在紡絲過程中完全取向，在紡絲之后不進(jìn)行為使紗取向的拉伸或熱處理。
16.前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法或產(chǎn)品，其中非圓形橫截面選自八葉形、荷葉邊橢圓形和四溝槽形。
全文摘要
一種紡絲制造直接應(yīng)用紗的方法,該方法包括:在約255℃～約275℃的溫度下,以低于4500mpm的紡絲速度,將聚酯聚合物通過噴絲板擠出,形成非圓形絲,其中所述聚合物包含至少85mol%聚對苯二甲酸丙二醇酯,其中至少85mol%重復(fù)單元由三亞甲基單元組成,并且其中所述聚合物的特性粘度為至少0.70 dl/g;以及直接應(yīng)用紗及其應(yīng)用。
文檔編號D01D5/253GK1363002SQ01800399
公開日2002年8月7日 申請日期2001年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月3日
發(fā)明者J·M·霍維爾, 小J·F·倫頓 申請人:納幕爾杜邦公司