聚酯纤维、含聚酯纤维的织物及制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚酯纤维及含有该纤维的织物。该聚酯纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1μm～3μm，且微细孔总面积占纤维总表面积的5%～40%；纤维的中心或偏心位置有1～3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%～25%，含有该纤维的织物具有良好的吸水速干和轻量性能。
【专利说明】聚酯纤维、含聚酯纤维的织物及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚酯纤维、含聚酯纤维的织物及制造方法。
【背景技术】
[0002]聚酯纤维是目前服装领域行业使用量最大的合成纤维，因其优良的物理、化学性能而倍受广大用户的青睐。随着人们生活水平的提高，对于服装的舒适性提出了更高的要求。聚酯纤维亲水性差，不能及时吸收皮肤表面的汗液，在人们对舒适性提出更高要求的今天，应用范围受到了限制。而天然纤维如纯棉，虽然有良好的吸水性，但保水率较高、导湿性差、速干性不好，应用领域也受到限制。
[0003]使衣着织物具有吸水速干性，是人们追求的一个目标。涤纶聚酯的疏水性、天然纤维的高保水率，使一种纤维很难同时兼顾吸水、速干这两种属性。本发明引入吸水速干技术:使纤维表面产生细孔、凹槽，这样可以通过毛细现象使汗水被吸收、传导，迅速扩散到织物表面挥发，从而达到吸水速干效果。
[0004]中国专利CN200710019723.6公开了一种新型吸水速干纤维及生产织物的方法，是以碱溶性共聚酯作为成孔剂，与成纤聚合物进行共混纺丝制得吸水速干纤维，制成的织物经碱减量处理，使纤维表面产生细孔、凹槽，通过毛细现象使汗水被吸收、传导，迅速扩散到织物表面挥发，从而达到吸水速干效果。该产品具有吸水速干性能，其芯吸高度达70?120mm,水分蒸发率为85?95 %。
[0005]但是该发明形成的纤维及织物经减量处理时，纤维表层的溶出性较好，内层的溶出性受到抑制，其吸湿效果得不到极大提高。
[0006]另外，相比于厚重的实心丝衣料，轻便而同样达到保温效果的衣料，显然更能带给人们舒适、轻松的感受。追求轻量的面料也是当今服装行业发展的主流之一。中空纤维具有轻量的效果。
[0007]因而有必要开发一种同时具备吸水、速干、轻量性能的新型纤维，这种纤维做成的衣料能够带给人们轻松、干爽、舒适的感受。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种具有微细孔结构、且具有连续贯通的中空部的聚酯纤维，以及含有这种聚酯纤维的织物，该织物具有良好的吸水速干、轻量保暖的优良性能。
[0009]本发明的技术解决方案是:一种聚酯纤维，纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m，且微细孔总面积占纤维总表面积的5%?40%，纤维的中心或偏心位置有I?3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%?25%。
[0010]所述微细孔，优选长径与短径之比为2:1?10:1。
[0011]优选纤维的中心或偏心位置有I个连续贯通的中空部，纤维的断面为中空形状，中空率为10%?25%。
[0012]本发明的另一个表现方法是含聚酯纤维的织物，其织物中至少包含了一种聚酯纤维，该聚酯纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1 μ πΓ3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的59Γ40%，纤维的中心或偏心位置有I?3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%?25%。
[0013]本发明的纤维及织物的制造法，包含如下步骤:
(O共混纺丝:将普通聚酯切片A成分60?95重量份，与可溶性共聚酯切片B成分5?40重量份，分别干燥后均匀混合、熔融、从可以生成I?3个中空部的中空喷丝板喷出、纺丝、卷取，进一步经过延伸加工或假捻加工，得到断面为中空形状、中空率为5%?25%的共混聚酯纤维；
(2)制成初期织物:制成至少含有共混纤维的初期织物；
(3)溶出处理:将初期织物进行溶出处理，去除可溶性共聚酯成分，得到织物，织物中的聚酯纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的5%?40%,;纤维的中心或偏心位置有I?3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%?25%。
[0014]S卩，本发明纺丝时采用的聚合物为两种，普通聚酯A成分和可溶性共聚酯B成分，其中可溶性共聚酯B成分占总重量的5?40wt%。
[0015]普通聚酯A成分可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或阳离子改性聚酯中的任意一种。
[0016]所述可溶性共聚酯切片B成分，由对苯二甲酸、乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成；或由对苯二甲酸、乙二醇、聚乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成。
[0017]所述可溶性共聚酯切片B成分中，优选间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐的含量为I?5mol%，聚乙二醇含量为I?20wt%，聚乙二醇分子量范围为500 ?4000。
[0018]S卩，可溶性共聚酯B成分，主要由对苯二甲酸、乙二醇共聚而成，至少含有第三共聚单体间苯二甲酸5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐；本发明中，将间苯二甲酸5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐统称为SSIA成分。
[0019]所述可溶性共聚酯B成分中，优选还含有第四共聚单体聚乙二醇。
[0020]在聚酯分子链中引入SSIA成分，由于其为极性亲水基团，具有吸电子效应，同时改变了聚酯分子链的规整性，有利于碱溶液的渗入和碱减量过程的进行。但由于SSIA成分所形成的空间位阻及极性效应，会导致熔体粘度上升，影响可纺性。因此优选引入柔性链段聚乙二醇单元，大大改善聚合物的分子的刚性，提高聚合物的可纺性，同时进一步提高该聚合物的溶出性能。
[0021]溶出处理可以选取常规的碱减量处理方式，优选在浓度为1°/Γ5%、浴比为10(Γ200的NaOH溶液中进行。
[0022]上述碱减量处理工艺采用常规工艺即可，例如，织物在浓度为1°/Γ5%，浴比为100^200的NaOH溶液中减量2(T50min，织物减量率为5%?45%，优选10%?30%。按此减量条件，纤维中碱溶性共聚酯B成分的减量速度是普通聚酯A成分的6?300倍。
[0023]本发明的纤维外表面以及内部中空部的内表面上,存在有圆形或椭圆形的微细孔，用SEM观测可以看到纤维外表面的这些微细孔的结构。利用这些微细孔所产生的毛细现象可以使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物表面并散发，从而达到吸水速干的目的。纤维内部的中空部位的内表面上也具有微细孔的结构，相比于单纯外表面具有微细孔结构来说，具有更好的芯吸效果和水分蒸发率。
[0024]本发明的纤维同时又是中空纤维，本身就有轻量的特性，同时碱溶掉部分碱溶性共聚酯B成分，织物更加轻量柔软，具有良好的手感和穿着舒适性。
[0025]本发明中织物的吸水性能用采用日本标准JISL 1907:2010法测定，如下:
纤维制品吸水性评价方法JISL 1907:2010法:将垂直晾挂的样布(2 X 25cm)下端2cm部分浸没水中，等待lOmin，测水上升的高度(mm)，表示吸水速度，取样次数N=3。
[0026]本发明中织物的干燥性能采用上海科垦公司的科肯法(0.3ml 7jC,吊干)，如下: 纤维制品干燥性评价方法科垦法(0.3ml):将1XlOcm的样布置于20±1°C、湿度
65±2%的环境中24h，称取样布初始重量W。，滴定管口距离样布上方Icm处，滴入0.3ml水，第一次称量初始重量W1,悬挂晾干,每5min称一次重量Wt,直到样布回复到初始重量Wtl为止，记录样布水分蒸发率随时间的变化曲线，取样次数N=3。
[0027]水分蒸发率:(Wt-W0)/ (W1- W0) X 100%ο
[0028]本发明纤维中空率测定方法:通过SEM拍摄出纤维横截面照片，打印出来后，使用面积仪，测出中空部分面积S1和横截面外圆的面积S2，取样次数N=10。
[0029]中空率计算:(S2-S1)/S2 X 100%。
[0030]本发明纤维外表面细孔面长径值L的测定方法:通过SEM拍摄出纤维外表面照片，对样品进行2000倍放大拍照，用纸打印出来，再在纸上使用游标卡尺测量细孔的长径(细孔边缘距离最大的两点间的距离)L1 (单位:mm)，取样次数N=1 ；
细孔长径L的换算:L= V2000X1000 (单位:μ m)。
[0031]本发明纤维外表面微细孔面积占纤维外表面积比例测定方法:通过SEM拍摄出纤维表面照片，对样品进行2000倍放大拍照，使用质地均匀的纸打印出来，剪下纤维表面照片的图案，称取图案纸张的重量M1，再去掉图案上纤维微细孔部分，称取剩余图案纸张的重量M2，取样次数N=1。
[0032]纤维外表面细孔面积占纤维外表面积比率:(M1-M2) /M1X 100%。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体的实施例，对本发明进行详细的说明。
[0034]实施例1
将80 wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和20 wt%碱溶性聚酯分别预结晶、干燥至50ppm以下，在真空转鼓中充分混合后，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度290°C，纺丝速度2700 m/min。混合切片经熔融、计量后，从中空喷丝板出丝,卷取得到预取向丝151.2dtex,再经过延伸加工得到全拉伸丝82.3dtex，延伸加工条件:1热辊90°C，2热辊130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸丝有一个中空部，纤维断面上中空率为22%。
[0035]以上使用的碱溶性聚酯切片中，间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量，相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0036]将上述纤维进行织物制作，织物在浓度为1%，浴比为150的NaOH溶液中减量35分钟，织物减量率为21%，减量后具有优良吸水性能，其芯吸高度为100_，水分蒸发率:92%。轻量性好，织物手感柔软，穿着舒适。
[0037]微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的30%。
[0038]实施例2
将70 wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和30 wt%碱溶性聚酯分别预结晶、干燥至50ppm以下，在真空转鼓中充分混合后，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度290°C，纺丝速度2700 m/min。混合切片经熔融、计量后,从中空喷丝板出丝,卷取得到预取向丝149.6dtex,再经过延伸加工得到全拉伸丝83.8dtex,延伸加工条件:I热辊90°C，2热辊130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸丝有一个中空部，纤维断面上中空率为25%。
[0039]以上使用的碱溶性聚酯切片中，间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量，相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0040]将上述纤维进行织物制作，织物在浓度为1%，浴比为150的NaOH溶液中减量40分钟，织物减量率为31%，减量后具有优良吸水性能，其芯吸高度为102mm，水分蒸发率:92%。轻量性好，织物手感柔软，穿着舒适。
[0041]微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的38%。
[0042]实施例3
将80 wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和20 wt%碱溶性聚酯分别预结晶、干燥至50ppm以下，在真空转鼓中充分混合后，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度290°C，纺丝速度2700 m/min。混合切片经熔融、计量后,从中空喷丝板出丝,卷取得到预取向丝152.3dtex,再经过延伸加工得到全拉伸丝84.2dtex，延伸加工条件:1热辊90°C，2热辊130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸丝有一个中空部，纤维断面上中空率为21%。
[0043]以上使用的碱溶性聚酯切片中，间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量，相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0044]将上述纤维进行织物制作，织物在浓度为1%，浴比为150的NaOH溶液中减量40分钟，织物减量率为23%，减量后具有优良吸水性能，其芯吸高度为99mm，水分蒸发率:91%。轻量性好，织物手感柔软，穿着舒适。
[0045]微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的26%。
[0046]实施例4
将80 wt%阳离子改性聚酯(⑶P)和20 wt%碱溶性聚酯分别预结晶、干燥至50 ppm以下，在真空转鼓中充分混合后，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度290°C，纺丝速度2700 m/min。混合切片经熔融、计量后，从中空喷丝板出丝，卷取得到预取向丝152.ldtex，再经过延伸加工得到全拉伸丝83.8dtex，延伸加工条件:1热辊90°C，2热辊130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸丝有一个中空部，纤维断面上中空率为22%。
[0047]以上使用的碱溶性聚酯切片中，间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量，相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0048]将上述纤维进行织物制作，织物在浓度为1%，浴比为150的NaOH溶液中减量40分钟，织物减量率为24%，减量后具有优良吸水性能，其芯吸高度为103mm，水分蒸发率:93%。轻量性好，织物手感柔软，穿着舒适。
[0049]微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的27%。
[0050]实施例5
将80 wt%聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和20 wt%碱溶性聚酯分别预结晶、干燥至50ppm以下，在真空转鼓中充分混合后，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度290°C，纺丝速度2700 m/min。混合切片经熔融、计量后,从中空喷丝板出丝,卷取得到预取向丝151.9dtex,再经过延伸加工得到全拉伸丝84.1dtex,延伸加工条件:I热辊90°C，2热辊130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min。得到的延伸丝有一个中空部，纤维断面上中空率为25%。
[0051]以上使用的碱溶性聚酯切片中，间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量，相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0052]将上述纤维进行织物制作，织物在浓度为1%，浴比为150的NaOH溶液中减量40分钟，织物减量率为19%，减量后具有优良吸水性能，其芯吸高度为106mm，水分蒸发率:94%。轻量性好，织物手感柔软，穿着舒适。
[0053]微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的30%。
[0054]对比例I
将80的％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和20 ?丨％碱溶性聚酯分别预结晶、干燥至50 ppm以下，在真空转鼓中充分混合后，投入纺丝料仓进行纺丝，纺丝温度290°C，纺丝速度2700 m/min。混合切片经熔融、计量后，从非中空喷丝板出丝，卷取得到预取向丝158.4dtex，再经过延伸加工得到全拉伸丝，延伸加工条件:1热辊90°C，2热辊130°C，延伸倍率1.95，加工速度500 m/min，得到延伸丝79.2dtex，。
[0055]以上使用的碱溶性聚酯切片中，间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量，相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0056]将上述纤维进行织物制作，织物在浓度为1%，浴比为150的NaOH溶液中减量35分钟，织物减量率为18%，减量后具有吸水性能，其芯吸高度为60_，水分蒸发率:85%。
[0057]微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的18%。
【权利要求】
1.一种聚酯纤维，其特征是:聚酯纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m，且微细孔总面积占纤维总表面积的5%?40% ;纤维的中心或偏心位置有I?3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%?25%。
2.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征是:所述微细孔的长径与短径之比为2:1 ?10:1。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯纤维，其特征是:纤维的中心或偏心位置有I个连续贯通的中空部，纤维的断面为中空形状，中空率为10%?25%。
4.一种含聚酯纤维的织物，其特征是:所述织物中至少包含了一种聚酯纤维，该聚酯纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的5%?40%,纤维的中心或偏心位置有I?3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%?25%。
5.一种权利要求4所述的含聚酯纤维的织物的制造方法，其特征是:包含如下步骤: (O共混纺丝:将普通聚酯切片A成分60?95重量份，与可溶性共聚酯切片B成分5?40重量份，分别干燥后均匀混合、熔融、从可以生成I?3个中空部的中空喷丝板喷出、纺丝、卷取，进一步经过延伸加工或假捻加工，得到断面为中空形状、中空率为5%?25%的共混聚酯纤维； (2)制成初期织物:制成至少含有共混纤维的初期织物； (3)溶出处理:将初期织物进行溶出处理，去除可溶性共聚酯成分，得到织物，织物中的聚酯纤维表面或内部分布有微细孔，纤维表面上微细孔形状为圆形或椭圆形，微细孔的长径为0.1 μ m?3 μ m,且微细孔总面积占纤维总表面积的5%?40%,;纤维的中心或偏心位置有I?3个连续贯通的中空部，纤维断面为中空形状，中空率为5%?25%。
6.根据权利要求5所述的含聚酯纤维的织物的制造方法，其特征是:所述普通聚酯切片A成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或阳离子改性聚酯CDP中的任意一种。
7.根据权利要求5或6所述的含聚酯纤维的织物的制造方法，其特征是:所述可溶性共聚酯切片B成分是由对苯二甲酸、乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成；或由对苯二甲酸、乙二醇、聚乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成。
8.根据权利要求7所述的含聚酯纤维的织物的制造方法，其特征是:所述的可溶性共聚酯切片B成分中，相对于二元酸总量，间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐的含量为I?5mol%，相对于碱溶性共聚酯B成分总量，聚乙二醇含量为I?20wt%，且聚乙二醇分子量范围为500?10000。
【文档编号】C08G63/688GK104451920SQ201310431296
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】王蒋伟, 藤森稔 申请人:东丽纤维研究所（中国）有限公司