制备纤维的方法、纤维和由这样的纤维制成的纱线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于制备纤维的方法、纤维和由运样的纤维制成的纱线。尤其是，本发 明设及通过烙融纺丝来制备包含聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋（"阳r)的纤维的方法。
【背景技术】
[0002] 2,5-巧喃-二簇酸TFDCA")是在人体中产生的天然二酸。W02010/132740、W02011/ 043660、W02011/043661和US2012/0302768中报道了利用2,5-二取代的巧喃例如5-径甲基 慷醒或5-烷氧基甲基慷醒与包含Co、Mn和/或Ce的催化剂来制备它的途径。该二酸被认为是 适合用于制备聚醋(例如聚亚烷基-2,5-巧喃二簇酸醋）的单体。US2009/0124763中已描述 了制备运样的聚醋的实例。运样的聚醋具有倾向于被意外着色的缺陷。运与其它现有技术 文献中所描述的聚醋的颜色相一致。W02010/077133中已描述了具有高分子量的无色聚醋 的制备。据称该无色性质是由于使用了催化剂。该高分子量是通过在聚合过程中包含固态 聚合步骤而实现的。后一篇文献还提到该聚醋可用于纤维中。
[0003] 根据GB621971，聚醋和聚醋-酷胺能够通过使二醇与二簇酸(其中至少一个二簇 酸含有杂环)反应来制备。作为二醇的实例，提到了乙二醇，并且作为运样的杂环二酸的实 例，提到了2,5-巧喃-二簇酸。GB621971描述了通过乙二醇与2,5-巧喃二簇酸及其甲醋的 聚合来制备聚乙締-2,5-巧喃二簇酸醋。报道了该产物具有205-210°C的烙点并且通过烙融 容易产生长丝。没有报道另外的性质。
[0004]事实上，Hee;rtjes等人在DelftProgr.Rep.,SeriesA:Qiemis1:ryand地ysics, chemicaland曲ysicalengineering, 1(1974)59-63中证实了运些聚醋被着色。该篇文章 不仅教导了运样的聚醋的颜色为黄色至栋色，而且其还是热不稳定的。而且，所获得的聚醋 的分子量相当低，而且没有超过聚乙締-2，5-巧喃-二簇酸醋的0.6的本征粘度。
[0005] US2012/0238981公开了用于纤维状网的聚醋。尤其是，其描述了已经利用高速纤 维纺纱获得的并且纤维旦尼尔为至少2.9且峰值纤维载荷为至少10.0的聚醋对苯二酸醋纤 维。旦尼尔（daniel)是织物计量单位并且表示线性质量密度，长度为9000米的长丝的质量。 另一个常用的参数为特克斯(tex)，长度为1000米的长丝的质量。因此，1特克斯为9旦尼尔。 聚醋的分子量范围可W在较宽的范围变动并且可W低至5,000(Mn)。对于不同的聚醋，不同 的分子量是合适的。暗示了P邸是可替代的，但并没有公开P邸纤维的实际例子。
[0006] W02013/149222和W02013/149157描述了由数均分子量为20，100且PDI为 1.93的 阳F树脂制成的单根长丝，其重均分子量为约38,800。所得的纤维具有10旦尼尔（~1.1特克 斯）。对于所得材料，没有提供与纤维相关的参数。W02013/149222和W02013/149157中描述 的长丝似乎不具有可测量的初度。
【发明内容】
[0007]本发明提供了通过烙融纺丝来制备包含聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的纤维的方 法，其中当没有特意加入染料或着色剂时聚醋为无色时，并且当聚醋具有相对高的分子量 时，此时该纤维具有优异的机械性能。然后，可在纺丝后将该聚醋拉伸至0.05至2.0特克斯/ 长丝范围的低线性密度，然后其显示出非常高的初度。发现当利用其它的二醇(例如1,3-丙 二醇)制备聚醋时，在拉伸至相似的线性密度时该聚醋并不会显示出相同水平的初度。
[000引因此，本发明提供了通过烙融纺丝来制备包含聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的纤维 的方法，其中使包含本征粘度为至少0.55dl/g的聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的烙融组合物 穿过一个或多个纺丝开口（spinningopening)W产生烙线，所述本征粘度是在25°C下在二 氯乙酸中确定的；
[0009] 其中将该烙线冷却至低于组合物的烙解溫度W产生纺成纤维；W及
[0010] 其中将该纺成纤维拉伸至线性密度在0.05至2.0特克斯/纤维范围内的线性密度。
[0011] 烙融纺丝是公知的方法。有时将该方法被分成许多类型的烙融纺丝。
[0012] 在烙融纺丝的传统方法中，纤维是通过多个细小的通常为圆形的模具毛细管（喷 丝头)将烙化的热塑性材料挤出为烙线而形成的。其向下移动通过可控溫度的区域，其中烙 线冷却至低于该热塑性材料的烙解溫度，并使其最终与纺丝漉接触。该纺丝漉(也被称为长 丝卷绕漉）随着其离开模具毛细管能够提供烙融长丝的加速。该长丝卷绕漉之后接着是一 个或多个另外的漉和络筒机W进一步限制、拉伸和缠绕该纤维。根据长丝卷绕漉的速度，该 方法能够用于生产具有不同取向水平的纱线。运种方法通常被用于生产长度非常长的纤 维，尤其是连续的纤维。如果随后还将纱线切成离散的长度，则其能够被用于生产所谓的短 纤维（staplef化er)。运些短纤维能够单独使用或与其它类型的短纤维组合使用，并且用 于"纱线纺丝"工艺W生产纱线，例如用于由天然纤维(例如棉、毛或丝的纤维)来生产纱线。 该短纤维还能够W网或垫的形式构建并且通过多种方式使其缠结并且化学结合或热结合 W形成非织材料。烙喷是指通常如上文所述的用于制造连续纤维的工艺，其中所述纤维是 通过将烙融的热塑性材料通过喷丝头挤出进入聚集的高速、通常是加热的气体(例如空气） 流而形成的，该气体流使烙融热塑性材料的丝线变细W减小其直径。另一种类型的烙融纺 丝被称为纺粘法(spunbonding)。对于给定的聚合物，该挤出过程类似于连续长丝的生产并 且使用相似的挤出条件。随着烙融聚合物离开喷丝头并通过冷却气体(例如空气)被泽火而 形成纤维。该工艺的目的在于生产宽网(wideweb)，因此可W并排设置许多个喷丝头。在沉 积于传送带或筛上之前，使喷丝头的输出物（即，单股长丝)变细W使分子链在纤维内定向， 从而增加纤维强度。运是通过在离开喷丝头之后快速伸展(拉伸)纤维来实现的。在实践中， 纤维通常在多个纤维束中被气动加速。
[0013] 当该烙融组合物穿过喷丝头孔并将纤维集合成束并数次通过漉时，通过漉的速度 提供加速，该速度可高于纤维离开喷丝头的速度。漉速度与喷丝头的挤出速度之比被称为 喷丝拉伸倍数(spindraft)。当该喷丝拉伸倍数大于1时，已经发生了一定的拉伸。适合的 喷丝拉伸倍数的值为60-600,W生产具有充分定向和适合用于进一步拉伸的最初拉伸的纱 线。在纺粘法型工艺中，在气动加速时通过气体来提供加速。有证据证明在所有情况下纺成 纤维均被拉伸。
[0014] 喷丝头中的孔通常具有0.1至0.8mm的直径。考虑到孔的小尺寸，该烙融组合物一 定是不含杂质并且通常在其穿过该孔之前被过滤。该孔具有一定的长度。喷丝头中通道的 长度化)的选择通常与孔的直径(D)相关。L/D之比适合在1至4的范围内。
[0015] 如上文所述，该孔通常为圆形。然而，也可W是其它形状，例如=角形、多边形、方 形或十字形。
[0016] 在离开喷丝头的纺丝开口之后，烙线被冷却。运通常是在泽火区（quenchzone)中 进行的，在该泽火区中丝线与气体(例如空气)接触。空气可被冷却，但也可W是室溫下的空 气，即约20°C至25°C，W及甚至可W使用加热的空气。
[0017] 已经发现本发明的方法使得本领域技术人员能够由大范围的聚合物混合物来制 备含有聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的纤维。可W从完全由聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋构成 的聚合物来拉伸根据本发明的纤维。因此，基于烙融组合物的重量，该烙融组合物适合包含 至少75wt%，优选高达IOOwt%的聚乙締-2，5-巧喃-二簇酸醋。然而，也可W使聚乙締-2，5-巧喃-二簇酸醋和其它聚合物的混合物经受根据本发明的方法。不同于聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的运种其它聚合物包括聚締控，例如聚乙締和聚丙締、聚酷胺例如尼龙-6,6和尼 龙-6、W及聚醋例如聚乳酸（PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇醋（PET)和聚糞二甲酸乙二醇醋 (PEN)。尤其是，出于技术原因，例如保留并且甚至改善初度，优选和PET或PEN的混合物。运 样的其它聚合物可W形成烙融组合物的基础，向其中加入作为少量组分的聚乙締-2,5-巧 喃-二簇酸醋。在运种情况下，该其它聚合物的性质可W得到保留或甚至得到改善。基于烙 融组合物中聚合物的重量，适合的烙融组合物包含99至75wt%的其它聚合物和1至25wt% 的聚乙締-2，5-巧喃-二簇酸醋。可替代地，可将另一种聚合物加入到聚乙締-2，5-巧喃-二 簇酸醋中。因此，基于烙融组合物中聚合物的重量，该烙融组合物适合地包含0至25wt%，优 选1至25wt%的运种其它聚合物W及75至IOOwt%的聚乙締-2，5-巧喃-二簇酸醋。因此，基 于至少一种不同于聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的聚合物和聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的 重量，该至少一种不同于聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的聚合物优选W99至75wt%或1至 25wt%的量存在。当该烙融组合物包含另一种聚合物时，其使得本领域技术人员能够根据 该其它聚合物的性质来调节所得纤维的性质。运样就可W将其它一种或多种聚合物的最好 性质与聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的最好性质组合。因此，烙融组合物优选进一步包含至 少一种不同于聚乙締-2,5-巧喃-二簇酸醋的聚合物。如上文所述，该优选的其它聚合物为 阳T或阳N。因此，基于所述总组合物，该烙融组合物有利地进一步包含聚对苯二甲酸乙二醇 醋或聚糞二甲酸乙二醇醋，其含量优选为99至85wt%，更优选为99至90wt%。已经发现本发 明使得回收PET并将所回收的PET与适合地高达15wt%量的