专利名称：一种聚酯纤维及其编织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酯纤维及其编织物。
背景技术：
以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为代表的聚酯纤维，以其优异的机械、物理及化学特性，被广泛应用于纤维、薄膜等领域。现有的普通聚酯，通过添加二氧化钛(TiO2)作为消光剂，来降低聚酯本身的光反射强度。按添加量由低到高可大致分为超有光、大有光、半消光、全消光、超全消光。当聚酯中二氧化钛的添加量较少时，该聚酯纤维的光泽较强，对眼睛有一种刺目感，如超有光、大有光及半消光。反之，当聚酯中二氧化钛的添加量达到一定数值后，能产生很好的遮光效果，但是，还是无法达到类似于棉的光泽感。另外，现有的无机粒子种类繁多，但是，能添加入聚酯中进行正常纺丝加工的还是比较有限。现有的很多技术都是采用无机粒子来对聚合物进行改性，如专利文献1所述，其在PPS中添加了超细碳酸钙粒子，从而改善复合纤维的热稳定性、阻燃性及耐化学腐蚀性。 另外，如专利文献2所述，其在聚合物中添加碳酸钙和瓷石粒子，从而改善纤维的在光照射时产生较强的折射效果，使其能让肉眼感受纤维染色后的浓色性。专利文献1 :CN200810041342. 2专利文献2 特开平7-16642
发明内容
本发明的目的是提供一种含有纳米无机粒子的聚酯纤维，通过在聚酯中添加一种光折射率与成纤聚酯相近的纳米无机粒子，从而避免纤维在光照条件下产生炫目感，使其具有柔和的光感，并且由该纤维织成的编织物能够达到近似于棉的光泽效果。本发明的技术解决方案是一种聚酯纤维，其成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0. 01 1 μ m的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0. 5 5. 0%，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0 0. 2。纤维在光照条件下，一部分光会在纤维表面发生反射，包括正反射和漫反射，还有一部分会进入纤维内部发生折射。当进入纤维内部的光遇到添加的无机粒子时，会再次发生反射和折射。如果该无机粒子的折射率与该成纤聚酯的折射率相近，则该无机粒子所产生的反射强度则会与该聚酯相当，其最终能产生一定的遮光效果，并且其反射光也不会因过强而炫目。经发明人实验证实，当成纤聚酯和添加的无机粒子的光折射率相当的时候，由该纤维组成的编织物能达到超长棉相当的光泽感，从而能够制得有高级光泽感的聚酯纤维。本发明中所说的聚酯优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。本发明的聚酯纤维中，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5 5.0%，优选1. Owt 4. Owt %，最优选2. Owt % 3. Owt %。当无机粒子的添加量小于0. 5 {%时，产生的光折射效果不明显，不能达到预期效果；另一方面，当添加量大于5wt%的时，光折射效果已趋于饱和，并且过多添加可能会造成粒子在聚合物中的分散性变差，从而影响纺丝工程的稳定性。另外，成纤聚酯中添加的无机粒子的粒径为0. 01 1 μ m，优选0. 05 0. 8 μ m，最优选0. 1 0.6μπι。如果粒径过大，其在纤维的比表面积就有所下降，会在一定程度上影响其最终的光折射效果；反之，粒径越小对纺丝工程及纤维特性越有好处，但是，粒径越小，粒子制造就越为困难。上述无机粒子优选为碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)或三氧化二铝，更优选为碳酸钙或硫酸钡。最优选为碳酸钙。由于本发明优选聚对苯二甲酸乙二醇酯作为成纤聚合物，其聚合物的光折射率为
1.57，而聚酯中常用的消光剂二氧化钛的光折射率为2. 52，与成纤聚酯的差异较大。本发明专利中提及的碳酸钙、硫酸钡及三氧化二铝粒子的光折射率分别为1. 58、1. 64、1. 65，与成纤聚酯的差异都较小。但是，从实验的结果来看，碳酸钙粒子对纺丝工程的安定性更为有利。另外，本发明中提到的无机粒子可以在聚合物的聚合阶段加入，也可以在后期纺丝时采用共混的方式加入。优选聚合阶段加入。因为，在聚合物聚合阶段加入该无机粒子，粒子分散均勻，能够防止粒子发生团聚现象。如果在纺丝阶段进行共混加入，会影响其分散均勻性，从而导致纺丝阶段组件压力上升过快，缩短组件的纺丝周期，影响纺丝的操业性。一种编织物，该编织物中含有上述聚酯纤维。本发明中提到的编织物，组成该编织物的纤维中至少含有一种聚酯纤维，该纤维的成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0. 01 1 μ m的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0. 5 5. 0%，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0 0. 2。该编织物的对比光泽度为1. 0 3. 0，光照反射强度为30 60%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 02 0. 05。本发明中提到的编织物在光照条件下，其对比光泽度为1. 0 3. 0，优选1. 2
2.5，最优选1. 5 2. 0。另外，采用Jeffries法测定的光照反射强度为30 60%，优选 35 45%。反射峰幅度Qo )与峰高度(HEIGHT)的比值为0. 02 0. 05，优选0. 03 0. 04。本发明所列的特性，系依照下列方法测得1、粒径参考GB/T 15445. 2-2006的测定方法，测出粒子的平均粒径。2、光折射率参考JIS K0062-1992，测定各化学制品的光折射率。3、对比光泽度如附图中图1所示，固定入射角θ为60度，而受光角在0 90度范围内变更，从
而得到在这个角度范围内的反射光强的分布，采用二元相对反射分布的测定，反射光强分布的峰值
相对光泽度=-X100%
法线方向的散射光强4、反射强度(Jeffries 法)如附图中图2所示，固定入射角α60度和受光角Y 60度，测试试样放在测试台上进行360度旋转，以接收的反射光强度来计算反射强度。反射强度=反射光强/入射光强X 100%
图1是对比光泽度测试的示意图。图2是放射强度(Jeffries法60度_60度)的测试示意图。L 光源α 入射角y 反射角N 法线R 受光器
具体实施例方式本发明进一步考察下述实施例作说明，为使更明确本发明而提出，不得解释为以任何方式作为其限制。实施例1将含有碳酸钙无机粒子(平均粒径0. 6 μ m、添加量0. 5wt % )的聚对苯二甲酸乙二醇酯通过纺丝机螺杆和箱体熔融，经计量泵、纺丝组件进行纺丝，纺丝温度设定为 285 290°C，卷取速度设定为2000 3500m/min。制得的预取向丝再通过延伸加工成拉伸丝，其拉伸温度为80 180°C。最终制得的拉伸丝的强度为4. 41cN/dteX，伸度为29. 4%, 沸水收缩率为5. 2 %，干热收缩率为9. 4%。织成编织物后，对织物进行光泽效果测试，其对比光泽度为2. 8，反射强度为 59%，反射峰的幅度与峰高度的比值为0. 05。具体结果见表1。实施例2除碳酸钙粒子的添加量为以外，其他同实施例1。最终制得的拉伸丝的强度为4. 25cN/dtex,伸度为29.5%,沸水收缩率为5.1%，干热收缩率为8.8%。织成编织物后，其对比光泽度为2. 1，反射强度为45%，反射幅度与峰高度的比值为 0. 045。具体数据见表1。实施例3除碳酸钙粒子的添加量为3wt%以外，其他同实施例1。最终制得的拉伸丝的强度为3. 93cN/dteX，伸度为31%，沸水收缩率为3. 9 %，干热收缩率为5. 9%。织成编织物后，其对比光泽度为1. 3，反射强度为32%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 033。具体数据见表1。实施例4除碳酸钙粒子的添加量为5wt%以外，其他同实施例1。最终制得的拉伸丝的强度为3. 35cN/dteX，伸度为33%，沸水收缩率为3. 4%，干热收缩率为5.5%0织成编织物后，其对比光泽度为1. 1，反射强度为21%，反射峰幅度与峰高度的比值为0.018。具体数据见表1。实施例5除添加的无机粒子变更为硫酸钡(平均粒径0. 7 μ m、添加量3wt% )以外，其他同实施例1。最终制得的延伸丝强度为4. 05cN/dteX，伸度为32. 5%，沸水收缩率为5. 1%， 干热收缩率为9.5%。织成编织物后，其对比光泽度为1.6，反射强度为27%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 030。具体数据见表1。实施例6除添加的无机粒子变更为三氧化二铝(平均粒径0. 8 μ m、添加量3wt% )以外， 其他同实施例1。最终制得的延伸丝强度为4.03cN/dteX，伸度为31.5%，沸水收缩率为 3.8%，干热收缩率为5.7%。织成编织物后，其对比光泽度为1.4，反射强度为观％，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 032。具体数据见表1。比较例1将含有碳酸钙无机粒子(平均粒径0. 6 μ m、添加量0. 2wt% )的聚对苯二甲酸乙二醇酯通过纺丝机螺杆和箱体熔融，经计量泵、纺丝组件进行纺丝得到予取向丝，再通过延伸得到全拉伸丝，其全拉伸丝的强度为4. 52cN/dteX，伸度为四.2%，其沸水收缩率为 5.6%，干热收缩率为9.6%。织成编织物后，其对比光泽度为3. 4，反射强度为62%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 052。具体数据见表2。比较例2将含有碳酸钙无机粒子(平均粒径0. 6 μ m、添加量6wt% )的聚对苯二甲酸乙二醇酯通过纺丝机螺杆和箱体熔融，经计量泵、纺丝组件进行纺丝得到予取向丝，再通过延伸得到全拉伸丝，其全拉伸丝的强度为3. 15cN/dteX，伸度为33. 2%，其沸水收缩率为 3.2%，干热收缩率为5.2%。织成编织物后，其对比光泽度为1. 1，反射强度为20%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 025。具体数据见表2。比较例3
由超长棉织成的织物，其对比光泽度为1. 2，反射强度为35%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 035。具体数据见表2。表权利要求
1.一种聚酯纤维，其特征在于，该纤维的成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0. 01 1 μ m的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0. 5 5. 0%，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0 0. 2。
2.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征在于，所述无机粒子是碳酸钙、硫酸钡或三氧化二铝。
3.根据权利要求2所述的聚酯纤维，其特征在于，所述无机粒子是碳酸钙。
4.根据权利要求2所述的聚酯纤维，其特征在于，所述无机粒子是硫酸钡。
5.一种编织物，其特征在于，该编织物中含有权利要求1所述的聚酯纤维。
6.根据权利要求5所述的编织物，其特征在于，该编织物的对比光泽度为1.0 3. 0。
7.根据权利要求5或6所述的编织物，其特征在于，该编织物的光照反射强度为30 60%，反射峰幅度与峰高度的比值为0. 02 0. 05。
全文摘要
本发明提供了一种聚酯纤维及含有该纤维的编织物，该聚酯纤维的成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0.01～1μm的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5～5.0％，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0～0.2，含有该纤维的编织物具有近似棉的光泽效果。
文档编号D01F6/92GK102453975SQ20101052932
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者徐健, 曹海兵, 藤森稔 申请人:东丽纤维研究所(中国)有限公司