芯鞘复合纤维及其制造方法
【专利摘要】本发明提供在将聚酯和聚酰胺芯鞘复合纤维进行制丝时、能够抑制复合界面剥离而大幅改善绒毛的产生、断线并使聚酯的碱溶出性大幅提高的芯鞘型复合纤维、编织物、及将芯鞘型复合纤维中所含的聚酯溶解除去而得的极细聚酰胺纤维、编织物、纤维制品。所述芯鞘型复合纤维的特征在于，以碱易溶出性聚酯作为芯成分，以聚酰胺作为鞘成分，所述聚酯中，主要的重复单元由对苯二甲酸乙二醇酯构成，相对于全部酸成分，含有2.0～5.5摩尔%的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，相对于全部酸成分，含有3.0～6.0摩尔%的己二酸成分。
【专利说明】芯鞘复合纤维及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及由聚酯和聚酰胺形成的芯鞘复合纤维，更详细而言，涉及用于获得极细聚酰胺纤维的良好的芯鞘复合纤维、编织物、纤维制品。
【背景技术】
[0002]以聚己酰胺、聚己二酰己二胺为代表的聚酰胺纤维、以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯为代表的聚酯纤维由于力学特性、尺寸稳定性优异，因而不仅用于衣服用途，而且还广泛地用于室内装饰、车辆内部装饰、产业用途等。
[0003]在熔融纺丝以对纤维赋予柔软性为目的的极细纤维时，对于单丝直径为微米尺寸的纤维，也能够通过利用均聚物的熔融纺丝得到，但对于利用均聚物熔融纺丝而无法获得的极细的纤维，主流是:进行与溶解性不同的聚合物的复合纺丝获得复合截面纤维，实施分割割纤处理或者将溶解性高的聚合物溶解除去而得到。
[0004]例如在专利文献1、2中对聚酰胺成分和聚酯成分的分割型复合纤维进行了示例。该纤维的要点在于，利用溶胀剂实施化学割纤处理而使聚酯成分与聚酰胺成分均匀地分害I]。另外，由于该分割型复合纤维是以分割聚酯成分与聚酰胺成分为目的，要点不是在于使聚酯成分溶解，因此，想要溶解除去聚酯成分来获得极细聚酰胺纤维时，为了将聚酯成分全部溶解除去，碱处理需要相当多的时间，从而成为成本升高的主要原因。为了缩短碱处理时间，可以高浓度地使用碱溶液，但现实中碱溶液处理存在药物安全上的问题，必须充分采取针对操作环境污染、环境污染的对策，另外，碱溶液处理的操作成本高，从操作安全、环境安全、成本升高方面考虑，不能说高浓度化是工业生产上优选的方法。另外，由于聚酯成分缺乏碱溶出性，因而产生不能全部溶解而易于溶解残留的问题。
[0005]另外，在专利文献3中，在聚酰胺成分和聚酯成分的分割型复合纤维中，作为碱易溶出聚酯成分，示例了将在二羧酸成分中具有磺酸盐基的芳香族二羧酸成分与平均分子量为1000?10000的聚亚烷基二醇共聚而得到的聚酯。然而，所述纤维虽然具有碱溶出性，但缺乏与聚酰胺的相容性，因此，将芯鞘复合纤维制丝时，复合界面易于剥离，从而发生绒毛不时产生的问题。
[0006]专利文献1:日本特开2003-336128号公报
[0007]专利文献2:日本特开2006-322131号公报
[0008]专利文献3:日本特开2005-194681号公报
【发明内容】
[0009]本发明的目的是解决如上所述的以往的问题，课题在于提供一种在将聚酯和聚酰胺芯鞘复合纤维进行制丝时、能够抑制复合界面剥离而大幅改善绒毛的产生、断线并使聚酯的碱溶出性大幅提高的芯鞘型复合纤维、编织物、及将该芯鞘型复合纤维中所含的聚酯溶解除去而得的极细聚酰胺纤维、编织物、纤维制品。
[0010]为了解决上述问题，本发明采用以下构成。[0011](I) 一种芯鞘型复合纤维，其特征在于，以碱易溶出性聚酯作为芯成分，以聚酰胺作为鞘成分，所述聚酯中，主要的重复单元由对苯二甲酸乙二醇酯构成，相对于全部酸成分，含有2.0~5.5摩尔％的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，相对于全部酸成分，含有3.0~6.0摩尔％的己二酸成分。
[0012](2)根据(I)所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，纤维截面形状为，由聚酰胺形成的鞘部被由上述碱易溶出性聚酯分割成3个以上，碱易溶出性聚酯在纤维表面至少露出一部分。
[0013](3)根据(I)或(2)所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，碱易溶出性聚酯中，以钛元素换算含有3~IOppm的在聚酯中可溶的钛化合物，以磷元素换算含有5~40ppm的磷化合物。
[0014](4)根据(I)~(3)中任一项所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，碱易溶出性聚酯与聚酰胺的质量比在5:95~40:60的范围。
[0015](5)根据(I)~(4)中任一项所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，引发酯.酰胺交换反应的对苯二甲酸的单位反应率为0.0005~0.0025%.mm。
[0016](6) 一种芯鞘型复合纤维的制造方法，其特征在于，以碱易溶出性聚酯作为芯成分、以聚酰胺作为鞘成分进行熔融纺丝，所述聚酯中，主要的重复单元由对苯二甲酸乙二醇酯构成，相对于全部酸成分，含有2.0~5.5摩尔％的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，相对于全部酸成分，含有3.0~6.0摩尔％的己二酸成分。
[0017](7)根据(6)所述的芯鞘型复合纤维的制造方法，其特征在于，聚酰胺的氨基末端基团量为 5Χ10-5 ~5.5Xl(T5mol/g。
[0018](8)根据(6)或(7)所述的芯鞘型复合纤维的制造方法，其特征在于，聚酯的羧基末端基团量为35~55eq/t。
`[0019](9) 一种编织物，其是至少一部分使用(I)~(5)中任一项所述的芯鞘型复合纤维、或者采用(6)~(8)中任一项所述的芯鞘型复合纤维的制造方法而得到的芯鞘型复合纤维而形成的。
[0020](10)—种极细聚酰胺纤维，其特征在于，是对(I)~(5)中任一项所述的芯鞘型复合纤维、或者采用(6)~(8)中任一项所述的芯鞘型复合纤维的制造方法而得到的芯鞘型复合纤维进行碱处理，由此将聚酯溶解除去而形成的。
[0021]( 11) 一种编织物，至少一部分具有(10)所述的极细聚酰胺纤维。
[0022](12) 一种纤维制品，至少一部分具有(10)所述的极细聚酰胺纤维。
[0023]根据本发明，芯鞘型复合纤维中所含的聚酯中，通过共聚含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分、进一步共聚己二酸成分，由此能够抑制制丝时复合界面的剥离而大幅改善绒毛的产生、断线等，进而碱溶出性提高，因此能够获得碱溶出速度快、能够缩短溶出处理时间、工业上也有利的芯鞘型复合纤维。
[0024]并且，通过将本发明的芯鞘型复合纤维中所含的聚酯溶解除去制成极细聚酰胺纤维，能够获得以往的聚酰胺纤维所没有的优异的特性。特别是能够获得柔软感极其优异、肌肤触感良好的编织物、纤维制品。
【专利附图】
【附图说明】[0025][图1](a)?(C)是示意性地示例本发明的芯鞘型复合纤维的纤维截面形状的纤维截面图，(a)?(C)表示各自的优选例。
【具体实施方式】
[0026]下面，进一步详细地说明本发明。
[0027]本发明的芯鞘型复合纤维是碱易溶出性聚酯为芯成分、聚酰胺为鞘成分的芯鞘型复合纤维。
[0028]构成本发明的芯鞘型复合纤维的聚酰胺是由所谓的烃基在主链上介由酰胺键连接而得到的高分子量体形成的树脂，作为所述聚酰胺，主要由染色性、机械特性优异、且与碱易溶出性聚酯的复合熔融纺丝理想的聚己酰胺(尼龙6)形成。在此所谓的“主要”，是指作为构成聚己酰胺的ε -己内酰胺单元，为全部单体单元中的80摩尔％以上，进一步优选为90摩尔％以上。作为其它成分，没有特别限定，例如可以举出作为构成聚十二酰胺、聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚亚己基癸二酰胺、聚十二烷二酰己二胺、聚己二酰间苯二甲胺、聚亚己基对苯二甲酰胺、聚亚己基间苯二甲酰胺等的单体的氨基羧酸、二羧酸、二胺等单元。
[0029]另外，只要是不损害本发明的目的的范围的量、种类，则可以配合用于提高耐热性等生产率的添加剂，也可以配合具有消光、吸湿、抗菌、屏蔽紫外线、保温等功能的添加剂。然而，由于降低制丝性、耐久性，因而添加超过I μ m的无机粒子是不理想的，对也包含白色颜料的无机粒子的添加没有限定，但优选相对于聚酰胺为2.0质量％以下，更优选为低于
1.0质量％。
[0030]另外，为了稳定地获得将芯鞘型复合纤维中所含的碱易溶出性聚酯溶解除去而得的极细聚酰胺纤维、或其编织物、纤维制品的要求特性、或者稳定地得到它们，聚酰胺的聚合度可以由适当的范围适当选择，但优选以25°C下的98%硫酸相对粘度计为2.0?3.6的范围，进一步优选为2.4?3.3的范围。
[0031]构成本发明的芯鞘型复合纤维的聚酯以使二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇或其酯形成性衍生物进行酯化或者酯交换反应后而得的聚对苯二甲酸乙二醇酯为基本骨架。
[0032]该聚对苯二甲酸乙二醇酯是如下的碱易溶出性聚酯:相对于全部酸成分，含有
2.0?5.5摩尔％的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，相对于全部酸成分，含有3.0?
6.0摩尔％的己二酸成分。
[0033]碱易溶出性聚酯为了具有碱溶出性、与聚酰胺的亲和性而必须共聚有相对于全部酸成分为3.0?6.0摩尔％的己二酸成分。己二酸成分相对于全部酸成分进一步优选为
3.5?5.5摩尔％，最优选为4.0?5.5摩尔％。如果少于3.0摩尔％，则虽然所得聚酯的色调、耐热性良好，但会发生复合界面处的剥离，对碱的溶出性也降低。如果多于6.0摩尔％，则所得聚酯的耐热性较差，因此制丝性变差。
[0034]构成碱易溶出性聚酯中的己二酸成分的单体采用己二酸或己二酸的酯形成衍生物。例如，作为己二酸形成衍生物，可以使用甲酯、乙酯、异丙酯、乙二醇酯等己二酸形成衍生物。关于该己二酸成分，从易于置办原料的方面考虑，优选为己二酸、己二酸二甲酯。
[0035]碱易溶出性聚酯为了具有良好的碱溶出性而必须含有相对于全部酸成分为2.0?5.5摩尔％的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分。该含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分进一步优选为2.0摩尔％~4.0摩尔％，最优选为2.0摩尔％~3.0摩尔％。如果少于2.0摩尔％，则虽然所得聚酯的色调、耐热性良好，但对碱的溶出性降低。如果多于5.5摩尔％，则所得聚酯的耐热性较差，因此制丝性变差。
[0036]生成碱易溶出性聚酯的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的单体可以使用公知的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，但优选为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。
[0037]碱易溶出性聚酯中，优选以钛元素换算含有3~IOppm的在聚酯中可溶的钛化合物。进一步优选为4~8ppm。如果以钛元素换算少于3ppm,则聚合反应活性不足而使反应延迟，所得聚酯着色成黄色。如果以钛元素换算多于lOppm，则虽然聚合反应的活性良好，但由于高活性，因而所得聚酯的色调、耐热性恶化。
[0038]作为在碱易溶出性聚酯中可溶的钛化合物，优选为钛络合物，作为形成络合物的螯合剂，可以优选举出多元醇、多元羧酸、羟基羧酸、含氮羧酸等，从所得聚酯的色调、耐热性的观点考虑，优选使用I种以上上述物质。
[0039]对于在碱易溶出性聚酯中可溶的钛化合物的螯合剂的具体例，作为多元醇，可以举出乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、甘露醇等，作为多元羧酸，可以举出邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯三酸、连苯三酸(日语:~S ') y卜酸)、均苯四酸等，作为羟基羧酸，可以举出乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等，作为含氮羧酸，可以举出乙二胺四乙酸、次氮基三丙酸、羧基亚氨基二乙酸、羧基甲基亚氨基二丙酸、二亚乙基三氨基酸、三亚乙基四亚氨基六乙酸、亚氨基二乙酸、亚氨基二丙酸、羟基乙基亚氨基二乙酸、羟基乙基亚氨基二丙酸、甲氧基乙基亚氨基二乙酸等。这些钛化合物可以单独使用，也可以并用。需要说明的是，在纤维等中通常使用的氧化钛由于在聚酯中不可溶，因此不包含在本发明的钛化合物中。
[0040]碱易溶出性聚酯中，以磷元素换算，优选含有5~40ppm的磷化合物。进一步优选为9~35ppm。如果以磷元素换算少于5ppm,则己二酸成分与含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分共聚，因此易于促进聚酯的分`解反应，所得聚酯的色调、耐热性恶化。如果以磷元素换算多于40ppm，则聚合反应催化剂失活，因此聚合反应活性降低，从而聚合反应延迟，所得聚酯着色成黄色。
[0041]作为磷化合物，可以使用以下述通式(式I)~(式5)表示的磷化合物。如果使用以该(式I)或(式2)表示的亚膦酸酯化合物以及以(式3)表示的磷酸酯化合物，则尽管己二酸成分与含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分共聚，但在碱易溶出性聚酯进行熔融纺丝时的色调进一步改善、耐热性优异，从这方面考虑是优选的。
[0042]
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/飞、\~L \ c式1》
R2—O / % //
\ /_/J
[0043](上述(式I)中，Rl~R2分别独立地表示羟基或者碳原子数为I~20的烃基。)
[0044]
R1—OO—R3
'/
R2—O \ /\ / O—R4
[0045](上述(式2)中，Rl~R4分别独立地表示羟基或者碳原子数为I~20的烃基。)[0046]
【权利要求】
1.一种芯鞘型复合纤维，其特征在于，以碱易溶出性聚酯作为芯成分，以聚酰胺作为鞘成分，所述聚酯中，主要的重复单元由对苯二甲酸乙二醇酯构成，相对于全部酸成分，含有2.0~5.5摩尔％的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，相对于全部酸成分，含有3.0~6.0摩尔％的己二酸成分。
2.根据权利要求1所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，纤维截面形状为，由聚酰胺形成的鞘部被所述碱易溶出性聚酯分割成3个以上，碱易溶出性聚酯在纤维表面至少露出一部分。
3.根据权利要求1或2所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，碱易溶出性聚酯中，以钛元素换算含有3~IOppm的在聚酯中可溶的钛化合物，以磷元素换算含有5~40ppm的磷化合物。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，碱易溶出性聚酯与聚酰胺的质量比在5:95~40:60的范围。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的芯鞘型复合纤维，其特征在于，引发酯?酰胺交换反应的对苯二甲酸的单位反应率为0.0005~0.0025%.mm。
6.一种芯鞘型复合纤维的制造方法，其特征在于，以碱易溶出性聚酯作为芯成分、以聚酰胺作为鞘成分进行熔融纺丝，所述聚酯的特征在于，主要的重复单元由对苯二甲酸乙二醇酯构成，相对于全部酸成分，含有2.0~5.5摩尔％的含有金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，相对于全部酸成分，含有3.0~6.0摩尔％的己二酸成分。
7.根据权利要求6所述的芯鞘型复合纤维的制造方法，其特征在于，聚酰胺的氨基末端基团量为 5Χ10-5 ~5.5Xl(T5mol/g。
8.根据权利要求6或7所述的芯鞘型复合纤维的制造方法，其特征在于，聚酯的羧基末端基团量为35~55eq/t。
9.一种编织物，其是至少一部分使用权利要求1~5中任一项所述的芯鞘型复合纤维、或采用权利要求6~8中任一项所述的芯鞘型复合纤维的制造方法而得到的芯鞘型复合纤维而形成的。
10.一种极细聚酰胺纤维，其特征在于，是对权利要求1~5中任一项所述的芯鞘型复合纤维、或采用权利要求6~8中任一项所述的芯鞘型复合纤维的制造方法而得到的芯鞘型复合纤维进行碱处理，由此将聚酯溶解除去而形成的。
11.一种编织物，至少一部分具有权利要求10所述的极细聚酰胺纤维。
12.—种纤维制品，至少一部分具有权利要求10所述的极细聚酰胺纤维。
【文档编号】D01F8/14GK103827363SQ201280046777
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年8月27日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】沟田顺一, 井田隆史, 高永秀敏 申请人:东丽株式会社