热塑性纤维素衍生物组合物以及由其构成的纤维的制作方法

文档序号:3667082阅读:451来源:国知局
专利名称:热塑性纤维素衍生物组合物以及由其构成的纤维的制作方法
技术领域
本发明涉及热流动性良好,并且可熔融纺丝的热塑性纤维素衍生物组合物以及由其构成的纤维及其制造方法。更详细地说,涉及例如具有脂肪族聚酯侧链的纤维素酯组合物和由其构成的纤维,或者由含有增塑剂的纤维素混合酯组合物构成的纤维,以及收束这些纱条在低张力下卷绕的纤维的制造方法。
但是,用这些湿式纺丝法或干式纺丝法得到的纤维不仅因纺丝速度慢而存在生产性差的问题,而且在纤维的制造中使用的二硫化碳、丙酮、二氯甲烷等有机试剂对环境带来的危害大,所以未必是对环境友好的纤维。因此,为了得到以纤维素为原料的环境低负荷型纤维,需要采用不使用有机试剂的熔融纺丝法。
作为可熔融纺丝的热塑性纤维素组合物以及由其构成的纤维已知有,如在特开昭50-46921号公报、特开昭54-42420号公报、特开昭62-250215号公报中记载的,为了得到具有选择透过性的中空丝,在纤维素醋酸酯中大量添加甘油或聚乙二醇等水溶性低分子量增塑剂的纤维素组合物以及由其构成的纤维。但是,如特开昭62-250215号公报中记载的,低分子量增塑剂在组合物中以50~59重量%的非常高的比率含有,因此纺丝温度的加热损失极大,增塑剂的挥发散失激烈,从而纺丝性差。这样,对于纤维素醋酸酯添加外增塑剂来增塑时,存在为了赋予组合物以充分的增塑性而必需添加大量外增塑剂的问题。并且,在这些方法中,因其目的在于得到具有选择性的中空丝,所以纤维的外径为200~300μm,纤度非常粗,并不是具有能够用做服装面料用复丝的充分良好的热流动性、纺丝性的技术。
另外,关于挤塑或注塑用的热塑性塑料材料的纤维素衍生物的应用,已知有通过配合大量的邻苯二甲酸二甲酯或甘油三醋酸酯等低分子量增塑剂使纤维素醋酸酯增塑的,所谓的醋酸酯塑料组合物,但该组合物含有30~50重量%的增塑剂,熔融特性不好,而且存在所添加增塑剂向外渗出的问题,因此,不能用于熔融纺丝。
另外,在特开平9-78339号公报、特开平9-291414号公报、特开平10-317228号公报、特开平11-506175号公报等公开了通过把ε己内酯衍生物等作为增塑剂添加进行了外部增塑化的纤维素醋酸酯组合物以及将其熔融纺丝得到的纤维。但是,这些公报中记载的组合物是关于对于纤维素醋酸酯添加外增塑剂来增塑的技术,需要含有大量的低分子量外增塑剂,因此,存在熔融纺丝时外增塑剂的挥发散失显著的问题。另外,当含有大量外增塑剂时,在热定形或染色加工等加热的工序中,或者在作为最终制品使用时,存在这些外增塑剂渗出的忧虑。
另一方面,作为不添加外增塑剂,而是通过对纤维素衍生物进行直接接枝反应来进行内增塑化的方法,已知有相对于纤维素醋酸酯主链将ε己内酯开环接枝聚合到主体上的聚合物及其制造方法(特开昭58-225101号公报、特开昭59-86621号公报、特开平7-179662号公报、特开平11-255801号公报等)。这些聚合物虽然没有外增塑剂渗出的忧虑,但因侧链主要由聚己内酯构成,所以在60℃左右的低温下会发生侧链的流动,因此无法满足作为纤维的最低限度所需的耐热性。
另一方面,特开平6-287279号公报中公开了把乳酸的二聚物即丙交酯(交酯)作为接枝单体来使用的纤维素衍生物的制造方法。这种接枝了丙交酯的纤维素醋酸酯是没有滑溜感的产品,当侧链聚乳酸的接枝量过多时,存在耐热性恶化、脆性增大的问题。在特开平6-287279号公报的说明书中例举的接枝聚合物的例子中,对于纤维素醋酸酯使用了900~4900wt%的L-丙交酯,所得聚合物组合物是在200℃下熔融粘度显著降低的产品。此时,在熔融纺丝组合物时,存在喷丝板背面压力过低而纺丝性不好的问题点。
特开平11-240942号公报中公开了使丙交酯接枝化的纤维素酯或纤维素醚和增塑剂的混合组合物。但是,该组合物由于含有低分子量增塑剂,因此在制品使用时存在增塑剂渗出的问题。
关于纤维的熔融纺丝方法,在特开平9-78339号公报、特开平9-291414号公报、特开平10-317228号公报、特开平11-506175号公报等中公开了关于通过添加ε己内酯衍生物等增塑化的纤维素醋酸酯的熔融纺丝的技术。但是,这些方法是使用高速空气的制造方法,因此牵引速度容易随气压的变动而变动,所得纤维的纤度不均性大,所以在考虑用于服装面料用纤维的场合,该纺丝方法并不适合。进而,这些方法是“通过高速空气拉伸、开纤后直接卷绕或者开纤后在捕集用的支撑体上体积·捕集来形成纤维网”的方法,由于是在纺丝后进行分梳,所以,不在纺丝工序中进行收束。因此,当纺丝速度为高速或者单丝纤度细的情况,纤维的纺丝张力容易变高,存在容易产生断丝或毛丝等工序疵点的问题。另外,从暂时卷绕的卷装向牵伸机、纺织机、编织机等高级加工用装置喂纱时,存在解舒性不充分的问题。另外,因为是使用高速空气的牵引方式,所以牵引速度容易随气压的变动而变动,所得纤维的纤度不均性大,因此不适合作为服装面料用纤维来应用。
这样,现有的技术中并没有在无增塑剂的挥发散失的情况下能够高效率地熔融纺丝的纤维素衍生物组合物,其结果,没有提供通过熔融纺丝得到的纤维素衍生物组合物纤维是具有良好的机械特性、具备均匀性的高品质纤维的方法。
进一步,提供由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,该方法是特征在于把在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50~300Pa·sec,在200℃、100m/min牵引时的熔体张力为0.1~40mN的热塑性纤维素衍生物组合物,在熔融温度180~240℃下纺出,通过在喷丝板下距离0.5~5m处给予油剂或者水来进行收束,在纺丝张力达到0.1~3.0mN/dtex的条件下用导丝辊牵引后,卷绕在卷装上的由热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,该方法是纤度均匀性、解舒性优异的热塑性纤维素组合物纤维的制造方法。
进一步提供,由本发明的由另一热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,该纤维是通过熔融纺丝含有纤维素混合酯85~98重量%和分子量为350~20,000的增塑剂1~30重量%的热塑性纤维素混合酯组合物来得到,具有作为纤维的良好的机械特性、均匀性的热塑性纤维素衍生物组合物纤维。
图2是表示由本发明热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法的另一例的工序概略图。(符号说明)1纺丝组件2喷丝板3a加油辊3b加油导纱器4烟囱5第1导丝辊6第2导丝辊7络筒机8卷装9分离辊10张力调节臂11驱动辊本发明中,具有碳原子数为2~5的重复单元的脂肪族聚酯优选 …式1
的化合物。
在上述化合物中,如果R1的直链状碳原子数如使用ε己内酯时那样多,侧链部分的玻璃化转变温度就会降低,所得纤维的高温特性差。
在本发明中,从侧链的耐热性以及得到单体的容易程度的角度出发,脂肪族聚酯侧链优选以D-乳酸和/或L-乳酸为重复单元。
脂肪族聚酯侧链进一步优选是以D-乳酸和L-乳酸为必要重复单元来构成,D-乳酸和L-乳酸的摩尔比为1∶9~9∶1。在侧链聚合物中的D-乳酸和L-乳酸的任意一种的构成比在98摩尔%或以上的范围时,侧链显示出强结晶性,可以根据DSC测定观察到熔点。此时,所得聚合物的脆性高,有时会在成形物的机械特性上产生问题。为了使侧链成为非结晶性,优选是降低D-乳酸及L-乳酸中任意一方的构成比。D-乳酸和L-乳酸的摩尔比进一步优选2∶8~8∶2。此时,聚合物的柔软性好,成形物的机械特性也变得良好。另外,该聚合物尽管具有以乳酸为主的重复单元的侧链,但具有能够溶解在有害性低的通用溶剂丙酮中的特征。
另外,纤维素衍生物组合物也优选相对于组合物总重量含有2~40重量%的以D-乳酸和/或L-乳酸为主要重复单元的分子量为1000~200,000的乳酸均聚物的组合物。
在本发明中,纤维素酯是指以纤维素醋酸酯为代表的纤维素的羟基的一部分或者全部被酯键封闭的纤维素酯。
纤维素酯的取代度优选为每葡萄糖单位0.5~2.9。为了获得良好的生物降解性,纤维素酯的取代度优选较低的取代度,如0.5~2.2,为了获得良好的流动性,优选较高的取代度,如2.2~2.9,因此纤维素酯的取代度可以根据目的适当地决定。为了得到热稳定性和机械特性优异的组合物纤维,纤维素衍生物的平均聚合度优选50或以上,更优选100或以上,最优选150或以上。
向纤维素酯导入脂肪族聚酯侧链时,可以通过以环状二酯类、环状单酯类、羟基羧酸等作为单体使用的接枝聚合反应来进行。接枝反应可以在能够溶解所使用的纤维素酯和单体的有机溶剂中进行反应,也可以使用能够边施加剪切力边加热搅拌的分批式捏合机进行反应。另外,也可以使用单轴或双轴的挤压机进行反应。在任何一种情况下,很重要的一点是,供于反应的原材料需要事先高度干燥以去除水分。使用分批式捏合机时,优选内部用氮气等干燥的惰性气体置换。使用挤压机装置时优选内部用氮气等干燥的惰性气体置换或者通过减压装置使内部处于减压状态。
作为在接技反应中使用的单体的具体例,可以使用丙交酯和乙交酯等环状二酯类,丙内酯、三甲基乙内酯等环状单酯类,乳酸、乙醇酸、羟基丙酸等羟基羧酸等。例如,为了得到具有以D-乳酸和/或L-乳酸为构成成分的接枝侧链的纤维素醋酸酯,可以列举把D-酸酯和/或L-丙交酯作为单体进行向纤维素醋酸酯的接枝开环聚合的方法,同样地把D,L-丙交酯作为单体进行接枝开环聚合的方法,同样地把D-丙交酯和/或L-丙交酯和D,L-丙交酯作为单体进行接枝开环聚合的方法等,但也可以使用除此之外的其他公知的方法。
另外,在进行使用环状酯的开环接技反应时,优选使用公知的开环聚合催化剂。作为可使用的催化剂,可以列举锡、锌、钛、铋、锆、锗、锑、钠、钾、铝等金属及其衍生物,对于衍生物特别优选金属有机化合物、碳酸盐、氧化物、卤化物。具体地可以列举辛酸锡、氯化锡、氯化锌、氯化钛、烷氧基钛、氧化锗、氧化锆、三氧化锑、烷基铝等。
脂肪族聚酯侧链的接枝率(相对于使之接枝化前的纤维素酯的重量增加率)优选20~300%。20%或以上时热塑性赋予效果大,容易熔融纺丝,所得纤维的物性、品质优异,所以优选。另外,300%或以下时侧链的影响小,容易发挥出纤维素衍生物的好的特性,如吸湿性、吸水性、丙酮溶解性等,所以优选。脂肪族聚酯侧链的接枝率更优选40~200%,最优选50~150%。
本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物是以具有脂肪族聚酯侧链的纤维素酯为主成分的组合物,但在不损害本发明宗旨的范围内可以含有其他添加剂。
本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物,在200℃的加热损失率为5wt%或以下。这里所说的加热损失率是指,在氮气下以10℃/分钟的升温速度将试样从室温加热到300℃时,在200℃的重量减少率。在不大量含有低分子量增塑剂,且加热损失率在5wt%或以下时,没有熔融纺丝时产生烟雾使制丝性不好的现象,得到的纤维的机械特性也好。从良好的耐热性的角度出发,在200℃的加热损失率更优选为3wt%或以下。
本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物,在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50~300Pa·sec。在200℃、1000sec-1的熔融粘度超过50Pa·sec时,纺出后的固化能够充分进行,即使进行收束纤维之间也不粘附。另外,此时由于能够得到充分的喷丝板背面压,因此分配性良好,具有能够使纤度保持均匀性的优点。另一方面,熔融粘度在300Pa·sec或以下时,纺出纱条的纺丝性良好,能够得到充分的取向,而成为机械特性优异的纤维。另外,也不会产生管道压力异常上升引起的麻烦。从良好的流动性的角度出发,在200℃、1000sec-1的熔融粘度优选70~250Pa·sec,更优选80~200Pa·sec。
进一步,本发明的第一发明中的热塑性纤维素酯衍生物组合物,在200℃、100m/min牵引时的熔体张力为0.1~40mN。这里,熔体张力是,使用东洋精机(株)制造的毛细管电流计キヤピログラフ,在温度200℃、牵引速度100m/min、使用模子尺寸1mmφ×10mmL、吐出量9.55cm3/min的条件下测定的值。该熔体张力在0.1mN或以上时,熔融纺丝时能够通过纤维上受到的应力进行纤维的内部结构的形成,纤维的机械特性良好。另外,在40mN或以下时,纤维上受到的应力不会超过纤维强度,不会发生断丝或毛丝而能够进行稳定的纺丝,使所得纤维品质良好。熔体张力越是低的值,组合物越具有良好的纺丝性。因此,更优选为0.1~20mN。
另外,本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物是,在200℃的加热损失率不超过5wt%的范围内,可以含有用于纤维素酯的公知的增塑剂。当含有大量低分子量增塑剂时,在200℃的加热损失率会超过5wt%,存在由增塑剂的挥发散失引起的在熔融纺丝时产生烟雾的问题,并且,还存在增塑剂向纤维表面渗出引起的产生滑溜感的问题。因此,使用的增塑剂的分子量优选为350~20,000,更优选500~10,000。尤其在使用分子量不到1000的较低分子量的增塑剂时,对于具有脂肪族聚酯侧链的纤维素酯100重量份,优选不超过20重量份,更优选不超过10重量份。另外,从抑制增塑剂的挥发散失的角度出发,也可以适当采用搀和不同类型聚合物作为增塑剂,或者使用具有反应性官能团的物质作为增塑剂的方法。
特别是,以D-乳酸和/或L-乳酸为主要重复单元的分子量为1,000~200,000的聚乳酸均聚物,因与具有脂肪族聚酯侧链的纤维素酯的相容性好,所以是有效的添加剂。这些添加剂的分子量足够高时,具有能够提高所得热塑性纤维素衍生物纤维的强度的效果。在高强度化为目的时,以D-乳酸和/或L-乳酸为主要重复单元的聚乳酸均聚物的重量平均分子量最少要在1,000或以上,更优选10,000或以上,最优选50,000或以上。
以D-乳酸和/或L-乳酸为主要重复单元的聚乳酸均聚物,可以另行合成聚乳酸来添加,或者在进行对于纤维素酯的脂肪族聚酯的接枝反应时同时合成。这些聚乳酸均聚物的添加量对于热塑性纤维素衍生物组合物总量优选为2~40重量%。为了形成纤维素衍生物和脂肪族聚酯均聚物的相容性良好的物质,脂肪族聚酯均聚物的添加量优选2~20重量%,更优选2~10重量%。
本发明的第一发明中,作为使用的增塑剂的具体例子,作为增塑剂中较低分子量的物质可以列举,例如邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯等邻苯二甲酸酯类,均苯四甲酸四辛酯、偏苯三酸三辛酯等芳香族多元羧酸酯类,己二酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二乙酯、壬二酸二丁酯、壬二酸二辛酯等脂肪族多元羧酸酯类,甘油三乙酸酯、二甘油四乙酸酯等多元醇的低级脂肪酸酯类,磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸三甲苯酚酯等磷酸酯类等。
作为增塑剂的较高分子量的物质,可列举,聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚琥珀酸亚乙基酯、聚琥珀酸亚丁基酯等由二醇和二价羧酸构成的脂肪族聚酯类,聚乳酸、聚乙醇酸等由羟基羧酸构成的脂肪族聚酯类,聚己内酯、聚丙内酯、聚戊内酯等由内酯构成的脂肪族聚酯类,聚乙烯吡咯烷酮等乙烯聚合物类等。
作为增塑剂的具有反应性官能团的物质,作为芳香族环氧化合物的例子有,苯基缩水甘油醚等单官能团环氧化合物,或至少具有一个芳香环的多元酚或者其环氧化物加成物的聚缩水甘油醚,可以列举,例如双酚A、四溴双酚A、双酚F、双酚S等双酚化合物或由双酚化合物的环氧化物(如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加成物和环氧氯丙烷的反应来制造的缩水甘油醚类,酚醛清漆型环氧树脂类(例如苯酚·酚醛清漆型环氧树脂、甲酚·酚醛清漆型环氧树脂、溴化苯酚·酚醛清漆型环氧树脂等),三苯酚甲烷三缩水甘油醚等。作为脂环族环氧化合物,可以列举4-乙烯环己烯单环氧化物,降冰片烯单环氧化物、柠檬烯单环氧化物、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、双-(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己酮-间-二噁烷、双(2,3-环氧环戊基)醚、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己酮-间-二噁烷、2,2-双[4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]六氟丙烷等。
作为脂肪族环氧化合物,可以列举,例如作为环氧化油脂类化合物的环氧化豆油、环氧化亚麻仁油等、作为环氧化脂肪酸酯的环氧化硬脂酸丁酯等,此外,还有1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇单缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙二醇单缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、新戊二醇单缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷单缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、双甘油三缩水甘油醚、山梨糖醇四缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚等。增塑剂可以单独使用,也可以同时并用来使用。
另外,本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物可以根据需要含有作为消光剂、消臭剂、阻燃剂、丝摩擦降低剂、抗氧化剂、着色颜料等的无机微粒或有机化合物。
上述的本发明中的热塑性纤维素衍生物组合物可以通过熔融纺丝进行纤维化,得到的纤维表现出良好的机械特性。
由本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的强度优选为0.5~4.0cN/dtex。强度在0.5cN/dtex或以上时,由于在织造或编织时等高级加工工序的通过性良好,并且没有最终制品强力不足的现象,所以优选。为了提高强度,如果通过提高牵引或牵伸等操作进行强制提高分子取向的处理时,可能使残余伸长率过低。从良好的强度特性的角度出发,强度更优选0.7~3.8cN/dtex,最优选1.0~3.5cN/dtex。
另外,由本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的伸长率优选2~50%。伸长率在2%或以上时,不会在织造或编织时等高级加工工序中经常断丝。另外,伸长率在50%或以下的纤维在低应力时不会变形,不会产生织造时的紧纬等引起的最终制品的染色疵点,所以优选。良好的伸长率更优选为5~45%,最优选10~40%。
由本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的单丝纤度优选0.5~100dtex。单丝纤度在0.5dtex或以上时,可以通过直接熔融纺丝法得到制丝性好的纤维。另外,单丝纤度在100dtex或以下时,纤维构造物的硬挺性不会过大,可适合用于要求柔软性的服装面料用布帛。纤度更优选0.7~50dtex,最优选1.0~25dtex。
由本发明的第一发明中的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维适合采用复丝,此时长丝纤度相对于纤维纵向是一定的,纤维的U%优选为0.1~2.5%。U%小于2.5%时纤维的物性不均性小,布帛也不易产生染色不均,所以优选。从纤维的均匀性的角度出发,U%更优选0.1~2.0%,最优选0.1~1.5%。
另外,关于由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的纤维断面形状没有特别限制,可以是实质性的正圆形的圆形断面,也可以是多叶形、扁平形、椭圆形、W形、S形、X形、H形、C形、田字形、井字形、中空等异形断面。另外,也可以是芯鞘复合、偏芯芯鞘复合、并列型复合、异纤度混纤等复合纤维。
由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维可以用做服装面料用长丝、服装面料用化纤短纤维、产业用长丝、产业用化纤短纤维,并且还适合用做无纺布用纤维。
下面对本发明的由热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法进行说明。
由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中的热塑性纤维素衍生物组合物在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50~300Pa·sec。在200℃、1000sec-1的熔融粘度在50Pa·sec或以上时能够得到充分的喷丝板背面压,分配性良好,因此能够确保复丝间的纤度均匀性。另外,对于熔融粘度低于50Pa·sec的低粘度组合物,纺出后的固化无法充分进行,收束时纤维之间出现粘附的现象。另外,熔融粘度在300Pa·sec或以下时,聚合物的热流动性好,可以避免管道压力异常上升引起的麻烦。从良好的流动性及分配性的角度出发,在200℃、1000sec-1的熔融粘度优选70~250Pa·sec,更优选80~200Pa·sec。
进一步,由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中涉及的热塑性纤维素衍生物组合物在200℃、100m/min牵引时的熔体张力为0.1~40mN。这里,熔体张力是,使用东洋精机(株)制造的毛细管电流计キヤピログラフ,在温度200℃,牵引速度100m/min,使用模子尺寸1mmφ×10mmL,吐出量9.55cm3/min的条件下测定的值。该熔体张力在0.1mN或以上时能够通过在熔融纺丝时纤维受到的应力进行纤维的内部结构的形成。另外,在40mN或以下时,纤维上受到的应力不会超过纤维强度,不会发生断丝或毛丝而能够进行稳定的纺丝。熔体张力越是低值越具有良好的纺丝性。因此,更优选0.1~20mN。
由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中涉及的纤维素衍生物是指纤维素的羟基被取代基封闭的物质。最适合的例子为纤维素酯,具体可以是纤维素醋酸酯、纤维素醋酸酯丙酸酯、纤维素醋酸酯丁酸酯、纤维素醋酸酯邻苯二甲酸酯等具有与羧酸的酯键的物质,也可以是与乳酸、乙醇酸、羟基丁酸等羟基羧酸或它们的聚合物具有酯键的物质,也可以是与己内酯、丙内酯、戊内酯、三甲基乙内酯等环状酯或者它们的聚合物成酯的物质,进一步地也可以形成这些的混合酯。
纤维素衍生物的取代度优选为每葡萄糖单位0.5~2.9。另外,为了得到良好的生物降解性,纤维素衍生物的取代度优选为较低的取代度,如0.5~2.2,而为了得到良好的流动性,优选较高的取代度,如2.2~2.9,因此可以根据目的适当决定。
这些纤维素衍生物可以含有用于纤维素衍生物的公知的增塑剂。但是,含有大量增塑剂时,存在由增塑剂的挥发散失引起的在熔融纺丝时产生烟雾的问题,并且,还存在增塑剂向纤维表面渗出引起的产生滑溜感的问题。因此,尤其使用分子量不足1000的较低分子量的增塑剂时,其添加量优选为20wt%或以下。
作为使用的增塑剂的具体例子,增塑剂中较低分子量的物质可列举,例如,邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯等邻苯二甲酸酯类,均苯四甲酸四辛酯、偏苯三酸三辛酯等芳香族多元羧酸酯类,己二酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二乙酯、壬二酸二丁酯、壬二酸二辛酯等脂肪族多元羧酸酯类,甘油三乙酸酯、二甘油四乙酸酯等多元醇的低级脂肪酸酯类,磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸三甲苯酚酯等磷酸酯类等。
作为增塑剂的较高分子量的物质可列举,聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚琥珀酸亚乙基酯、聚琥珀酸亚丁基酯等由二醇和二价羧酸构成的脂肪族聚酯类,聚乳酸、聚乙醇酸等由羟基羧酸构成的脂肪族聚酯类,聚己内酯、聚丙内酯、聚戊内酯等由内酯构成的脂肪族聚酯类,聚乙烯吡咯烷酮等乙烯聚合物类等。
作为增塑剂的具有反应性官能团的物质,作为芳香族环氧化合物的例子可列举,苯基缩水甘油醚等单官能团环氧化合物,或至少具有一个芳香环的多元酚或者其环氧化物加成物的聚缩水甘油醚,例如双酚A、四溴双酚A、双酚F、双酚S等双酚化合物或由双酚化合物的环氧化物(如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加成物和环氧氯丙烷的反应来制造的缩水甘油醚类,酚醛清漆型环氧树脂类(例如苯酚·酚醛清漆型环氧树脂、甲酚·酚醛清漆型环氧树脂、溴化苯酚·酚醛清漆型环氧树脂等),三苯酚甲烷三缩水甘油醚等。作为脂环族环氧化合物,可以列举4-乙烯环己烯单环氧化物,降冰片烯单环氧化物、柠檬烯单环氧化物、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、双-(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己酮-间-二噁烷、双(2,3-环氧环戊基)醚、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己酮-间-二噁烷、2,2-双[4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]六氟丙烷等。
作为脂肪族环氧化合物,可以列举例如作为环氧化油脂类化合物的环氧化豆油、环氧化亚麻仁油等、作为环氧化脂肪酸酯的环氧化硬脂酸丁酯等,此外,还有1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇单缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙二醇单缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、新戊二醇单缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷单缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、双甘油三缩水甘油醚、山梨糖醇四缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚等。增塑剂可以单独使用,也可以同时并用来使用。
另外,由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中的热塑性纤维素衍生物组合物可以根据需要含有作为消光剂、消臭剂、阻燃剂、丝摩擦降低剂、抗氧剂、着色颜料等的无机微粒或有机化合物。
作为由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中的热塑性纤维素衍生物组合物的适合的例子可以列举,主成分为具有以D-乳酸和/或L-乳酸为主要重复单元的脂肪族聚酯侧链的纤维素酯的热塑性纤维素衍生物组合物,或者含有纤维素混合酯85~98重量%和分子量为350~20,000的增塑剂1~30重量%的热塑性纤维素衍生物组合物。
关于由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中的纤维素衍生物组合物的熔融纺丝,下面参照附图
来说明。熔融温度可以在180~240℃的范围内选择适当的温度。熔融温度在180℃或以上时,有组合物的熔融粘度变低,纺丝性也提高的倾向。另外,在240℃或以下时,纤维素酯主链的热分解程度少,因此有提高最终纤维的强度的倾向。为了确保良好的流动性且避免热分解,熔融温度优选190~230℃,更优选200~220℃。熔融温度是指纺丝组件(1)的温度。
另外,纺出时使用的喷丝板(2)可以使用公知的物件,孔数适合为所需长丝数或为其自然倍数。如果孔数过多,由于有时无法得到均匀的冷却,因此孔数优选为1,000个或以下。喷丝板孔径可以根据聚合物的熔融粘度及纺丝牵伸来适当选择,但以0.05~0.50mm为宜。0.05mm或以上时可以避免纺丝组件内的压力异常升高,而0.50mm或以下时,可以在不降低纺丝速度的情况下降低纺丝牵伸,所以优选。喷丝孔径更优选为0.10~0.40mm,进一步优选为0.20~0.30mm。
由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法中,纺出的纱条需要在喷丝板下距离0.5~5m处使用赋予油剂或水的装置(3)进行收束。通过赋予油剂或水,之前在每根单丝受到空气阻力的纤维,从此能够在几乎不受空气阻力的情况下移动。纤维素酯类聚合物与聚酯或聚酰胺不同,由于有熔体张力高且纺丝性差的倾向,因此,如果单丝上受到的空气阻力高,纺丝张力将非常高,从而最终导致发生毛丝或断丝。因此,收束复丝是非常重要的工序。作为收束纱条的赋予油剂或水的方法可以使用与加油辊(3a)接触的方法,也可以使用与加油导纱器(3b)接触的方法。
收束的位置,由于必须是在熔融状态下纺出的纱条固化后,所以在喷丝板下距离0.5m或以上之处。在喷丝板和收束处之间,为了实现适当的纱条冷却,优选设置送入被冷却的空气或被加热的空气的烟囱(4)。另外,收束的位置最远也要在喷丝板下5m以内的位置。如果比该距离还远时,纺丝张力会过高,而经常发生断丝。收束的位置优选在喷丝板下距离0.8~3m处,更优选1~2m处。
另外,本发明制造方法中的纺丝速度可以由以一定速度旋转的导丝辊(5)决定。导丝辊的旋转速度的变动率优选在±0.5%或以下,更优选±0.1%或以下。在纺丝速度变动的吸气方式或浮纱纺丝方式则无法在纤维纵向得到纤度均匀性。导丝辊的旋转速度应适宜决定为使纺丝张力处于0.1~3.0mN/dtex的范围内。纺丝张力不足0.1mNdtex时,无法充分形成纤维结构。而在3.0mN/dtex以上时,经常发生毛丝或断丝,制丝性不好。从良好的制丝性角度出发,纺丝张力更优选为0.2~2.0mN/dtex。为了达到这样的纺丝张力,其纺丝速度,因为根据所使用的聚合物和纺丝牵伸而变化,所以不做特别限制地可以适宜决定,但适宜为200~2000m/min。
纺丝牵伸越高生产性越好,但纺丝性不足时会经常发生断丝。纺丝牵伸在30或以上时生产性好,但更优选50或以上,进一步优选100或以上。并且,牵伸在300或以下时没有纺丝张力过高的现象,制丝性好,但更优选250或以下,进一步优选200或以下。这里所谓的纺丝牵伸是,用从喷丝孔出来的纤维的线速度(cm/sec)除以牵引速度(cm/sec)的值定义的值。
用导丝辊牵引的纤维是在与下一导丝辊(6)之间被牵伸或者在不牵伸的情况下被牵引的。在被牵伸时,可以采用使用把导丝辊和旋转轴错开旋转的分离辊(9)的纳尔逊方式。
离开最终辊的纱条由络筒机(7)卷绕在卷装(8)上,此时的卷绕张力优选0.1~2.0mN/dtex。卷绕张力在0.1mN/dtex或以上时,没有被最终辊拽丝的麻烦,卷绕形状也能够保持一定,而且还不会走形,因此优选。另外,如果在2.0mN/dtex或以下时,不会在卷绕时断丝,所以优选。卷绕张力更优选0.2~1.5mN/dtex,进一步优选0.4~1.0mN/dtex。当卷绕张力显著高时,容易导致卷装的卷紧甚至断丝。卷装的卷绕张力可以通过张力调节臂等调节张力的装置(10)来调节,也可以采用靠检测张力来调节驱动辊(11)的速度的方式。
通过由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法可以容易地制造复丝,可以减少该复丝在纤维纵向的纤度不均性。被卷绕在卷装上的纤维的U%优选为0.1~2.5%,进一步优选0.1~2.0%,最优选0.1~1.5%。
另外,通过由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法可以得到细纤度的纤维。被卷绕在卷装上的纤维的单丝纤度优选0.5~20dtex,更优选0.7~5.0dtex。
本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,对得到纤维的断面形态不做特别限制,可以适用于具有公知的形态的纤维的制造。例如,当然可以用具有圆孔的喷丝板制造正圆形的长丝,还可以通过使用具有异形孔的喷丝板制造三叶形断面丝、六叶形断面丝、八叶形断面丝等多叶形断面丝,W形、X形、H形、C形及田字形等异形断面丝。另外,也可以制造芯鞘复合、偏芯芯鞘复合、并列型复合、异纤度混纤等复合纤维,对于得到的纤维的形态没有特殊的限制。
下面,对本发明的由另一热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维进行说明。
本发明的由另一热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维含有纤维素混合酯85~98重量%和分子量为350~20,000的增塑剂1~30重量%。
这里,混合酯是指纤维素的羟基被两种或以上不同的酯键封闭的酯。混合酯具体可举例,纤维素醋酸酯丙酸酯、纤维素醋酸酯丁酸酯、纤维素醋酸酯戊酸酯、纤维素丙酸酯丁酸酯、纤维素醋酸酯月桂酸酯、纤维素醋酸酯硬脂酸酯、纤维素醋酸酯油酸酯等,从原料成本及制造容易程度的角度考虑,优选纤维素醋酸酯丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素醋酸酯邻苯二甲酸酯。
是纤维素醋酸酯丙酸酯时,由于除了乙酰基以外还含有丙酰基,因此虽然与纤维素醋酸酯相比生物降解性差,但热流动性好,具有纤维化时可以减少增塑剂添加量的优点。只用外增塑剂增塑化纤维素醋酸酯时,必须添加近50重量%的低分子量增塑剂,此时会产生增塑剂的挥发散失或制丝性不好等问题。用纤维素醋酸酯丙酸酯时,增塑剂的必须量为1~30重量%,熔融纺丝时的增塑剂的挥发散失也少,制丝性也好。
引入比丙酰基更长链的官能团时,热流动性虽然好,但疏水性显著提高,而且生物降解性进一步降低。另外,制造成本上升,酯化反应的反应性降低,由于难以得到具有所需取代度的纤维素脂肪酸混合酯,因此,作为纤维素混合酯最优选纤维素醋酸酯丙酸酯。
纤维素混合酯的制造方法中已知有,用两种脂肪酸酐的混酸来酯化纤维素首先得到纤维素三酯,然后通过水解使其具有所需取代度的方法。本发明中的纤维素混合酯可以用该制造方法得到,或者也可以用其他公知的方法得到。
纤维素混合酯的总取代度优选为每葡萄糖单位0.5~2.9。为了得到良好的生物降解性,纤维素混合酯的取代度优选为较低的取代度,如0.5~2.2,而为了得到良好的流动性,优选较高的取代度,如2.2~2.9,因此可以根据目的适当决定。对于两种或以上不同酯基的取代度不做特别的限制,可以使用具有任意取代度的纤维素混合酯。纤维素混合酯的平均聚合度优选50或以上,更优选100或以上,特别优选150或以上。聚合度不到50时机械特性不好,无法得到所希望的纤维特性。
本发明热塑性纤维素衍生物组合物中的增塑剂的含量优选1~30重量%。如果在1重量%或以上时,热塑性良好,熔融纺丝时的纺丝性好。如果在20重量%或以下时,熔融纺丝时的增塑剂的挥发散失少,制丝性好。并且,没有增塑剂从纤维中渗出到纤维表面,或尺寸稳定性不好,或作为布帛时感到滑溜感,或布帛本身成为没有张力·韧性的产品等现象。增塑剂的含量更优选1~15重量%,最优选1~12重量%。
增塑剂的分子量为350~20,000。分子量不到350时,添加量至少在熔融纺丝时就挥发散失掉,在大于20,000时,则很难得到作为增塑剂的效果。增塑剂的分子量更优选为500~10,000,最优选700~5,000。
本发明的热塑性纤维素衍生物组合物,在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50~300Pa·sec。在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50Pa·sec或以上时,纺出后的固化能够充分进行,即使收束也没有纤维之间粘附的现象,所以优选。另外,此时能够得到充分的喷丝板背面压,因此分配性良好,具有能够使纤度保持均匀性的优点。另一方面,熔融粘度在300Pa·sec或以下时,纺出纱条的纺丝性好,能够得到充分的取向,而成为机械特性优异的纤维,因此优选。另外,也不会产生管道压力异常上升引起的麻烦。从良好的流动性的角度出发,在200℃、1000sec-1的熔融粘度更优选70~250Pa·sec,最优选80~200Pa·sec。
可用于本发明的由另一热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的增塑剂可列举,邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯等邻苯二甲酸长链酯类,均苯四甲酸四辛酯、偏苯三酸三辛酯等芳香族多元羧酸酯类,己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二辛酯等脂肪族多元羧酸长链酯类,甘油三月桂酸酯、甘油三硬脂酸酯、甘油三棕榈酸酯等多元醇的长链酯类,甘油二乙酰单月桂酸酯、甘油二乙酰单棕榈酸酯、甘油二乙酰单硬脂酸酯、甘油二乙酰单油酸酯等多元醇的长链混合酯类,双甘油四乙酸酯等多元醇聚合物的脂肪酸酯类,磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸三甲苯酚酯等磷酸酯类等。
另外,作为更高分子量的增塑剂可列举,聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚琥珀酸亚乙基酯、聚琥珀酸亚丁基酯等由二醇和二价酸构成的脂肪族聚酯类,聚乳酸、聚乙醇酸等由羟基羧酸构成的脂肪族聚酯类,聚己内酯、聚丙内酯、聚戊内酯等由内酯构成的脂肪族聚酯类,聚乙烯吡咯烷酮等乙烯聚合物类,聚乙二醇等聚醚类等。
作为增塑剂的最合适的例子,可以列举重量平均分子量为1,000~20,000的聚乳酸、重量平均分子量为350~20,000的聚乙二醇、分子量为350~1,000的甘油衍生物等。增塑剂可以单独使用以上的任何一种,也可以同时并用来使用。
本发明的由另一热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的强度,优选为0.5~4.0cN/dtex。如果强度在0.5cN/dtex或以上时,在织造或编织时等高级加工工序的通过性良好,并且没有最终制品强力不足的现象,所以优选。另外,要得到超过4.0cN/dtex的高强度纤维实际上很困难,为了提高强度如果通过提高牵引或牵伸等操作进行强制提高分子取向的处理时,可能使残余伸长率过低。从良好的强度特性的角度出发,强度更优选0.7~3.8cN/dtex,最优选1.0~3.5cN/dtex。
另外,本发明的由热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的伸长率优选2~50%。伸长率在2%或以上时,不会有在织造或编织时等高级加工工序中经常断丝的现象。另外,伸长率在50%或以下的纤维在低应力时不会变形,不会产生织造时的紧纬等引起的最终制品的染色疵点。良好的伸长率更优选5~45%,最优选10~40%。
本发明的热塑性纤维素衍生物纤维的单丝纤度优选0.5~100dtex。如果单丝纤度在0.5dtex或以上时,由于可以通过直接熔融纺丝法得到制丝性好的纤维,因此形成高品质纤维。另外,单丝纤度100dtex或以下时,纤维构造物的硬挺性不会过大,适合用于要求柔软性的服装面料用布帛等。纤度更优选0.7~50dtex,最优选1.0~25dtex。
另外,对于本发明的由热塑性纤维素衍生物组合物构成纤维的纤维断面形状没有特别限制,可以是实质性的正圆形的圆形断面,也可以是多叶形、扁平形、椭圆形、W形、S形、X形、H形、C形、田字形、井字形、中空等异形断面。而且,也可以是芯鞘复合、偏芯芯鞘复合、并列型复合、异纤度混纤等复合纤维。
本发明的热塑性纤维素衍生物纤维可以用做服装面料用长丝、服装面料用化纤短纤维、产业用长丝、产业用化纤短纤维,并且还适合用做无纺布用纤维。
由本发明的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维适合采用复丝,此时长丝纤度相对于纤维纵向为一定,纤维的U%优选0.1~2.5%。U%小于2.5%时纤维的物性不均性小,布帛也不易产生染色不均,所以优选。从纤维的均匀性的角度出发,U%更优选0.1~2.0%,最优选0.1~1.5%。
另外,可以根据需要含有作为消光剂、消臭剂、阻燃剂、丝摩擦降低剂、抗氧化剂、着色颜料、抗静电剂、抗菌剂等的无机微粒或有机化合物。
下面,通过实施例进一步详细说明本发明。另外,实施例中的各特征值用以下方法求出。
1.加热损失率使用マツク·サイエンス社(株)制造的TG-DTA2000S,在氮气下以10℃/分钟的升温速度将试样从室温加热到300℃时,将10mg试样在200℃的重量变化作为加热损失率。
2.熔融粘度对于在60℃真空干燥24小时成为绝对干燥状态的测定用试样20g,使用东洋精机(株)制造的キヤピログラフ,在测定温度200℃,使用模子尺寸1mmφ×10mmL的条件下测定熔融粘度,得到表示熔融粘度的剪切速度依赖性关系的关系式,通过该式计算出剪切速度在1000sec-1时的熔融粘度,作为组合物的熔融粘度(Pa·sec)。
3.熔体张力对于在60℃真空干燥24小时成为绝对干燥状态的测定用试样20g,使用东洋精机(株)制造的キヤピログラフ,在测定温度200℃,辊速度100m/min,吐出量9.55cm3/min,使用模子尺寸1mmφ-10mmL的条件下测定辊上的张力,将得到的张力作为熔体张力(mN)。
4.强度及伸长率使用オリエンテツク社制造的坦锡伦UCT-100型,在试样长度20cm,拉伸速度20mm/min的条件下进行拉伸试验,将显示最大荷重的点的应力作为纤维强度(cN/dtex)。并将断裂时的伸长率作为纤维伸长率(%)。
5.U%使用ツエルベガ—ウ—スタ—社制造的ウ—スタ—テスタ—4-CX,以喂丝速度25m/min进行1分钟测定,所得值作为U%。
6.制丝性以纺丝速度1000m/min进行熔融纺丝,每1kg没有断丝的记作◎,有1~3次断丝的记作○,有4次或以上断丝的记作△,无法制丝的记作×。
7.手感用得到的纤维制成27经纬密度的圆型针织品,通过感官检测评价手感。有干爽感的记作○,不太干爽而有稍微的滑溜感的记作△,具有明显的滑溜感的记作×。
8.熔点精确测量约10mg的试样,使用DSC(パ—キンエルマ—社制造的DSC-7),在15℃/min的条件下升温,将所得温度自记图上的吸热峰的峰温度作为熔点。但是,峰宽宽于50℃或者吸热量不足5J/g的微弱峰的峰温度不认为是熔点。
9.丙酮溶解性在试样中添加大量过剩的丙酮(和光纯药(株)制造),在室温(20℃)下搅拌48小时,观察是否有不要的固体以确认溶解性。
实施例1~2把100重量份通过60℃×24小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素二醋酸酯(乙酰化度55%,平均聚合度160)和400重量份通过60℃×24小时的真空干燥成为绝对干燥状态的L-丙交酯(ピユラツク社制造)放入装有迪姆罗回流冷凝管及热电偶的N2气氛下的四口烧瓶内,把该烧瓶浸渍在油浴中,在140℃搅拌60分钟以使丝溶解。然后,添加辛酸锡0.2重量份作为开环聚合催化剂,使之反应30分钟。反应结束后,将烧瓶从油浴中取出冷却,添加氯仿使丝完全溶解。反应物的氯仿溶液在大量过剩的甲醇中再沉淀,得到薄片状的沉淀物。过滤收集该沉淀物,干燥后测定重量。将得到的聚合物作为P1。
相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为98%。另外,测定聚合物P1在200℃的加热损失率的结果为1.3%,耐热性非常优异。并且,熔融粘度为120Pa·sec,显示出了良好的流动性,熔体张力为12mN。
把聚合物P1在60℃干燥24小时以达到绝对干燥状态后,使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度220℃,组件部温度220℃使之熔融,在吐出量6.6g/min的条件下,通过具有24个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出丝没有产生烟雾,吐出状态也稳定。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,在实施例1中用500m/min的速度,在实施例2中用1000m/min的速度旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。熔融纺丝时的制丝性良好,没有看到断丝现象。
得到的纤维的单丝纤度为3~6dtex。纤维强度为0.8~1.1cN/dtex。伸长率为12~15%,具有能通过高级加工所需的强度和伸长率。得到的纤维用圆筒型编织机(丸善产业(株)制造的圆筒型编织机MR1型,27经纬密度)进行制成针织物的试验,结果编织性良好,得到具有柔软且干爽手感的针织物。
得到的纤维的U%如表1所示,纤度的均匀性优异。
实施例3除了把辛酸锡的投料比定为相对于100重量份纤维素二醋酸酯是0.5重量份以外,其余与实施例1相同制成了聚合物,将该聚合物作为P2。
聚合物P2的相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为310%。另外,测定聚合物P2的加热损失率的结果为3.2%,耐热性非常优异。并且,熔融粘度为75Pa·sec,显示出了良好的流动性,熔体张力为5mN。
用聚合物P2,除了使用具有4个喷丝孔的喷丝板,吐出量为4.4g/min以外,与实施例1相同以纺丝速度500m/min进行熔融纺丝。纺出丝没有产生烟雾,吐出稳定。熔融纺丝时的制丝性良好,没有断丝现象。
得到的纤维的单丝纤度为22dtex。因接枝率高,所以虽然强度为0.6cN/dtex、伸长率为43%,但用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的结果是能够进行编织,得到具有柔软且干爽手感的针织物。
得到的纤维的U%如表1所示,纤度的均匀性优异。
实施例4除了把辛酸锡的投料比定为相对于100重量份纤维素二醋酸酯是0.15重量份以外,其余与实施例1相同制作了聚合物。接枝率为58%。将得到的沉淀物过滤收集、干燥后,加入另外制成并干燥了的相对于100重量份接枝化纤维素醋酸酯为20重量份的重量平均分子量12.5万的聚L-乳酸,用双轴挤压机搅拌,进行造粒。将得到的聚合物作为P3。
聚合物P3的加热损失率为2.2%,耐热性良好。并且,熔融粘度为150Pa·sec,熔体张力为20mN。
除了吐出量为7.9g/min、纺丝速度为1500m/min以外,与实施例1相同进行熔融纺丝,结果纺出丝没有产生烟雾,吐出稳定。因纺丝速度快,所以有一些毛丝,但总体来说制丝性良好。
得到的纤维的单丝纤度为2.2dtex。强度良好,为1.9cN/dtex,但伸长率为8%,用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的结果是虽然有一些抽丝现象,但能够进行编织,得到具有柔软且干爽手感的针织物。
得到的纤维的U%如表1所示,纤度的均匀性优异。
表1

实施例5把100重量份纤维素醋酸酯(取代度2.5,平均聚合度160)和400重量份D,L-丙交酯(ピユラツク社制造)各自干燥后,放入装有迪姆罗回流冷凝管的N2气氛下的四口烧瓶内,把该烧瓶浸渍在油浴中,在140℃搅拌60分钟来使丝溶解。然后,添加辛酸锡0.2重量份作为开环聚合催化剂,使之反应30分钟。反应结束后,将烧瓶从油浴中取出冷却,添加丙酮使丝完全溶解。此时没有不溶的固体,可知反应物溶解在丙酮里。反应物的丙酮溶液在大量过剩的甲醇中再沉淀,得到饼状的柔软的沉淀物。把该沉淀物过滤收集、使之干燥后测定重量。将得到的聚合物作为P4。
构成聚合物P4的侧链的D-乳酸和L-乳酸的摩尔比为50∶50,观察不到DSC曲线上的熔点。相对于投料纤维素醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为400%。另外,测定聚合物P4在200℃的加热损失率的结果为1.5%,耐热性非常优异。并且,熔融粘度为83Pa·sec,显示出了良好的流动性。另外熔体张力也是低值,为5mN。
把聚合物P4在60℃干燥24小时以达到绝对干燥状态后,使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度220℃,组件部温度220℃使之熔融,在吐出量7.2g/min的条件下,通过具有24个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出丝没有产生烟雾,吐出状态也稳定。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以1000m/min旋转的第1导丝辊牵引,通过同速旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。熔融纺丝时的制丝性良好。
得到的纤维的单丝纤度为3dtex。纤维强度为1.5cN/dtex。伸长率为22.1%,具有能通过高级加工所需的强度和良好的伸长率。得到的纤维用圆筒型编织机(丸善产业(株)制造的圆筒型编织机MR1型,27经纬密度)进行制成针织物的试验,结果编织性良好。手感受到侧链的影响而稍微感到滑溜感。
实施例6除了把相对于100重量份纤维素醋酸酯的D,L-丙交酯的投料量定为120重量份,L-丙交酯的投料量定为180重量份以外,与实施例1相同制成聚合物。将该聚合物作为P5。聚合物P5可溶在丙酮里。
构成聚合物P5的侧链的D-乳酸和L-乳酸的摩尔比为20∶80,观察不到DSC曲线上的熔点。相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为300%。测定聚合物P5的加热损失率的结果为1.5%,耐热性十分优异。另外,熔融粘度为120Pa·sec,显示出了良好的流动性。并且熔体张力也是低值,为10mN。
用聚合物P5,除了吐出量为4.8g/min以外,与实施例5同样以纺丝速度1000m/min进行熔融纺丝。纺出丝没有产生烟雾,吐出稳定。熔融纺丝时的制丝性良好。
得到的纤维的单丝纤度为2.0dtex。强度为1.2cN/dtex,伸长率为23.2%,表现出良好的机械特性。另外,用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的结果,能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
实施例7除了把相对于100重量份纤维素醋酸酯的D-丙交酯的投料量定为30重量份,L-丙交酯的投料量定为70重量份以外,其余与实施例1相同制成聚合物。将该聚合物作为P6。聚合物P6可溶在丙酮里。
构成聚合物P6的侧链的D-乳酸和L-乳酸的摩尔比为30∶70,观察不到DSC曲线上的熔点。相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为100%。测定聚合物P6的加热损失率的结果为3.3%,耐热性良好。另外,熔融粘度为255Pa·sec,是显示流动性的产品。另外熔体张力也是低值,为7mN。
用聚合物P6,除了吐出量为19.2g/min以外,与实施例5同样以纺丝速度1000m/min进行熔融纺丝。纺出丝没有产生烟雾,吐出稳定。熔融纺丝时虽然有一些毛丝,但在可制丝范围内。
得到的纤维的单丝纤度为8.0dtex。强度为0.8cN/dtex,伸长率为12.3%。另外,用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的结果是能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
实施例8除作为纤维素醋酸酯使用取代度为1.9并且聚合度130的产品,把相对于100重量份纤维素醋酸酯的D-丙交酯的投料量定为120重量份,L-丙交酯的投料量定为280重量份以外,其余与实施例1相同制成聚合物。将该聚合物作为P7。聚合物P7可溶在丙酮里。
构成聚合物P7的侧链的D-乳酸和L-乳酸的摩尔比为30∶70,观察不到DSC曲线上的熔点。相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为400%。测定聚合物P7的加热损失率的结果为1.9%,耐热性良好。另外,熔融粘度为98Pa·sec,是显示出良好的流动性的产品。并且熔体张力也是低值,为9mN。
用聚合物P7,与实施例5同样以纺丝速度1000m/min进行熔融纺丝。纺出丝没有产生烟雾,吐出稳定。熔融纺丝时虽然有一些毛丝,但在可制丝范围内。
得到的纤维的单丝纤度为3.0dtex。强度为0.8cN/dtex,伸长率为15.3%。另外,用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的时,手感受到侧链的影响而感到稍微的滑溜感。
表2

比较例1把分子量400的聚乙二醇和取代度2.5的纤维素二醋酸酯以1∶9的重量比溶解在丙酮中,用浇铸法制成薄板。将得到的聚合物作为P8。
聚合物P8在200℃的熔融粘度为320Pa·sec,熔体张力为120mN。
用该聚合物P8与实施例5同样进行了熔融纺丝的试验,但因为熔融粘度和熔体张力两者都过高,所以纺丝性差,无法进行稳定的制丝,得不到纤维。
比较例2除了把反应的投料比定为纤维素二醋酸酯100重量份、丙交酯50重量份、辛酸锡0.5重量份以外,其余与实施例5同样制成聚合物。将得到的聚合物作为P9。
聚合物P9的相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为28%。聚合物P9的加热损失率为1.9%。熔融粘度很高,为580Pa·sec。熔体张力则得不到肠线,无法测定。
使用该聚合物P9与实施例5同样进行了熔融纺丝试验,但因熔融粘度过高,而纺丝性差,无法进行稳定的制丝,得不到纤维。
比较例3除了不用丙交酯作反应单体,而是使用和光纯药(株)制造的ε己内酯,并把反应的投料比定为纤维素二醋酸酯100重量份、ε己内酯80重量份,以及用丙酮作为溶解所得聚合物的溶剂以外,其余与实施例5同样制成聚合物。将得到的聚合物作为P10。
聚合物P10的相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为50%。聚合物P10的加热损失率为3.8%。熔融粘度为55Pa·sec,熔体张力为3mN。以纺丝速度1000m/min进行熔融纺丝时,每1kg发生4次断丝,制丝性差。
使用该聚合物P10与实施例5同样进行了熔融纺丝试验。得到的纤维的强度低,为0.2cN/dtex,伸长率过高,为80%。因此,用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的结果是摩擦加热都会引起软化,编织性差。得到的针织物也是滑溜感强,不适合用于服装面料。
比较例4除了把反应的投料比定为纤维素二醋酸酯100重量份、丙交酯1000重量份、辛酸锡0.5重量份以外,其余与实施例5同样制成聚合物。将得到的聚合物作为P11。
聚合物P11的相对于投料纤维素二醋酸酯重量的重量增加率(接枝率)为920%。聚合物P11的加热损失率为5.2%。因增加了侧链,所以熔融粘度非常低,为31Pa·sec。熔体张力为7mN。用该聚合物在纺丝速度1000m/min时评价制丝性时,每1kg发生6次断丝,制丝性不好。
使用聚合物P11与实施例1相同以纺丝速度500m/min进行了熔融纺丝。纺出丝由于热分解的侧链而产生烟雾。因组件压力过低而造成单丝间的分配性差,由于混杂了粗纤维和细纤维,因此,经常发生断丝。
得到的纤维的单丝纤度为6.0dtex。纤维的强度为0.3cN/dtex,伸长率是1.8%,因接枝侧链过多而使纤维脆性提高。用圆筒型编织机进行制成针织物的试验时,经常断丝而无法编织。
得到的纤维的单丝纤度的不均性大,U%非常高,为7%。
表3

实施例9作为热塑性纤维素酯组合物使用含有12wt%在200℃的熔融粘度为120Pa·sec、熔体张力为12mN的己二酸二辛酯作为增塑剂的纤维素醋酸酯丙酸酯(イ—ストマン社制造的镍纹石丙酸酯),用挤压机型纺丝机在熔融温度210℃、纺丝温度210℃熔融后,计量使吐出量为8g/min,由具有36个0.20mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。
纺出的纱条用25℃的烟囱风冷却,使用设置在喷丝板下距离2m处的加油导纱器赋予油剂来收束,用以1000m/min旋转的第1导丝辊牵引。牵伸为155。
纱条进一步通过以1000m/min旋转的第2导丝辊,用驱动辊驱动的络筒机在卷绕张力0.15mN/dtex的条件下卷绕。
纺丝张力非常低,为0.2mN/dtex,纺丝时没有断丝现象,制丝性良好。得到的纤维U%为0.8,纤度的均匀性非常优异。
实施例10除了纺丝温度200℃、吐出量7.2g/min,喷丝孔径0.3mm,纺丝速度600m/min以外,其余与实施例9相同进行纺丝。牵伸为233。
纺丝张力非常低,为0.5mN/dtex,纺丝时没有断丝现象,制丝性良好。得到的纤维U%为1.2,纤度的均匀性优异。
实施例11将重量平均分子量800的L-乳酸低聚物30wt%和取代度2.5的纤维素二醋酸酯70wt%用双轴挤压机事先搅拌成碎片。该聚合物组合物在200℃的熔融粘度为150Pa·sec、熔体张力为25mN。
把该组合物,用挤压机型纺丝机在熔融温度220℃、纺丝温度220℃熔融后,计量使吐出量为26.7g/min,由具有24个0.18mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。
纺出的纱条用25℃的烟囱风冷却,使用设置在喷丝板下距离1m处的加油导纱器赋予油剂来收束,用以2000m/min旋转的第1导丝辊牵引。牵伸为50.3。
纱条进一步通过以2000m/min旋转的第2导丝辊,用驱动辊驱动的络筒机在卷绕张力0.15mN/dtex的条件下卷绕。
纺丝张力非常低,为1.2mN/dtex,纺丝时虽然产生了若干烟雾,但没有断丝现象,制丝性良好。得到的纤维U%为1.1,纤度的均匀性优异。
表4

CAP纤维素醋酸酯丙酸酯CDA纤维素醋酸酯比较例5把分子量1000的聚乙二醇(PEG1000)和取代度2.5的纤维素二醋酸酯以1∶9的重量比溶解在丙酮中,用浇铸法得到薄板。该组合物在200℃的熔融粘度为320Pa·sec,熔体张力为120mN。
用该组合物除了纺丝温度为240℃以外其余与实施例9同样进行了熔融纺丝的试验,但因为熔融粘度和熔体张力两者都过高,所以纺丝性差,无法进行稳定的制丝。
比较例6把分子量400的聚乙二醇(PEG400)和取代度2.5的纤维素二醋酸酯以5∶5的重量比溶解在丙酮中,用浇铸法得到薄板。该组合物在200℃的熔融粘度为20Pa·sec,熔体张力为1mN。
该组合物的纺丝性差,无法做小单丝纤度。并且,纺丝速度也无法提高,以纺丝速度50m/min牵伸与实施例1同样进行纺丝。此时,使用具有4个孔的喷丝板,吐出量为2.2g/min。牵伸为4.2。
纺丝张力过低,为0.05mN/dtex,纱条不稳定。每1kg发生12次断丝。另外,因熔融粘度过低而纱条的分配性不好,纤维的U%为3.8,是纤度不均性程度过大的纤维。
比较例7将重量平均分子量3,000的L-乳酸低聚物30wt%和取代度2.5的纤维素二醋酸酯70wt%用双轴挤压机事先搅拌成碎片。该聚合物组合物在200℃的熔融粘度为210Pa·sec、熔体张力为42mN。
把该组合物,用挤压机型纺丝机在熔融温度230℃、纺丝温度230℃熔融后,计量使吐出量为3.2g/min,由具有18个0.25mmφ-0.50mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。
纺出的纱条用25℃的烟囱风冷却,不收束,用以800m/min旋转的第1导丝辊牵引。牵伸为162。
纺丝张力为4mN/dtex的高值,每1kg发生5次断丝。并且,从得到的卷装无法开松纤维,U%无法测定。
比较例8除了用空气抽吸机替换第1导丝辊以外,其余与比较例7同样进行纺丝。纺丝张力为1.0mN/dtex。
因不使用导丝辊,所以卷绕速度不均匀,得到的纤维U%为2.8,纤度不均性过大。每1kg发生3次断丝。
表5

CDA纤维素醋酸酯实施例12测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.7,平均聚合度240)和12重量%的增塑剂(己二酸二辛酯(分子量371))的组合物的熔融粘度的结果,为120.1Pa·sec,表现出良好的热流动性。另外,加热损失率为2.0%,耐热性良好。熔体张力为12mN。
把该组合物使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度230℃,组件部分温度230℃熔融,在吐出量5.9g/min的条件下,通过具有6个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以450m/分钟旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。得到的纤维的强度为1.0cN/dtex,伸长率为38%,单丝纤度为21.9dtex,U%为0.7%。把该纤维用圆筒型编织机进行制成针织物的试验,结果能顺利进行编织,能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
实施例13测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.0,平均聚合度240)和9重量%的增塑剂(己二酸二辛酯(分子量371))的组合物的熔融粘度的结果,为173.6Pa·sec,表现出良好的热流动性。另外,加热损失率为1.1%,耐热性良好。熔体张力为15mN。
把该组合物使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度240℃,组件部温度240℃熔融,在吐出量6.2g/min的条件下,通过具有12个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以1000m/分钟旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。得到的纤维的强度为1.2cN/dtex,伸长率为20%,单丝纤度为5.2dtex,U%为0.9%。把该纤维用圆筒型编织机进行制成针织物的试验,结果能顺利进行编织,能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
实施例14在装有机械搅拌器、温度计、冷却凝气筒的500ml用四口烧瓶内投入L-乳酸(和光纯药制造,含有约10%的H2O)250ml,在160℃/101080Pa下搅拌1小时的同时使水馏出后,在160℃/1330Pa下搅拌的同时进行10小时缩聚。得到的聚乳酸聚合物的重量平均分子量为2000。
测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.5,平均聚合度140)和9重量%的增塑剂(分子量2000的聚乳酸)的组合物的熔融粘度的结果,为180Pa·sec,表现出良好的热流动性。另外,加热损失率为1.3%,耐热性良好。熔体张力为18mN。
把该组合物使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度240℃,组件部温度240℃熔融,在吐出量6.1g/min的条件下,通过具有24个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以750m/分钟旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。得到的纤维的强度为0.8cN/dtex,伸长率为25%,单丝纤度为3.4dtex,U%为0.6%。把该纤维用圆筒型编织机进行制成针织物的试验,结果能顺利进行编织,能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
实施例15测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.3,平均聚合度180)和11重量%的增塑剂(甘油二乙酰单月桂酸酯(分子量358))的组合物的熔融粘度的结果,为152Pa·sec,表现出良好的热流动性。另外,加热损失率为1.2%,耐热性良好。熔体张力为17mN。
把该组合物使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度245℃,组件部温度245℃熔融,在吐出量4.5g/min的条件下,通过具有36个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以500m/分钟旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。得到的纤维的强度为0.8cN/dtex,伸长率为35%,单丝纤度为2.5dtex,U%为0.7%。把该纤维用圆筒型编织机进行制成针织物的试验,结果能顺利进行编织,能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
实施例16测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.9,平均聚合度300)和10重量%的增塑剂(分子量4000的聚乙二醇)的组合物的熔融粘度的结果,为185.8Pa·sec,表现出良好的热流动性。另外,加热损失率为2.0%,耐热性良好。熔体张力为18mN。
把该组合物使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度240℃,组件部温度240℃熔融,在吐出量21.6g/min的条件下,通过具有18个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以1200m/分钟旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力达到0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。得到的纤维的强度为1.3cN/dtex,伸长率为25%,单丝纤度为10.0dtex,U%为1.2%。把该纤维用圆筒型编织机进行制成针织物的试验,结果能顺利进行编织,能够得到具有柔软且干爽手感的针织物。
表6

CAP纤维素醋酸酯丙酸酯比较例9测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯(酯取代度2.4,平均聚合度180)和10重量%的增塑剂(甘油三乙酸酯(分子量218))的组合物的熔融粘度的结果,为1050Pa·sec,热流动性差,因此无法进行由熔融纺丝的纤维化。
比较例10测定不含有增塑剂的通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.7,平均聚合度240)的组合物的熔融粘度的结果,为800Pa·sec,热流动性极差,无法进行由熔融纺丝的纤维化。
比较例11测定含有通过100℃下12小时的真空干燥成为绝对干燥状态的纤维素醋酸酯丙酸酯(酯取代度2.7,平均聚合度240)和35重量%的增塑剂(己二酸二辛酯(分子量371))的组合物的熔融粘度的结果,为35.5Pa·sec,表现出良好的热流动性。但加热损失率为9.5%,耐热性差。熔体张力为7mN。
把该组合物使用单轴型熔融纺丝机,以熔融温度230℃,组件部温度230℃熔融,在吐出量7.2g/min的条件下,通过具有12个0.23mmφ-0.30mmL的喷丝孔的喷丝板纺出。纺出纱条用25℃的烟囱风冷却,赋予油剂收束后,用以500m/分钟旋转的第1导丝辊牵引,通过以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,用能使卷绕张力成0.1cN/dtex的速度旋转的络筒机卷绕。得到的纤维的强度为0.4cN/dtex,伸长率为55%,单丝纤度为12.0dtex,U%为3.5%,纤维的纤度不均性程度大。得到的纤维泛黄。用圆筒型编织机进行制成针织物的试验的结果为具有相当滑溜感的针织物。
表7

CAP纤维素醋酸酯丙酸酯产业上的可利用性本发明的具有脂肪族聚酯接枝侧链的热塑性纤维素衍生物组合物能够进行熔融纺丝,可以通过熔融纺丝来提供纤维制品。
由本发明热塑性纤维素衍生物构成的纤维是来自纤维素且通过熔融纺丝得到的纤维,由于具有高级加工工序通过性所必须的机械特性以及干爽且柔软的手感,因此可以作为服装面料用纤维、产业用纤维等广泛应用。另外,因为来自生物界,因此还适合用于有效利用生物降解性的领域,即可以用做农业用材料、林业用材料、水产材料、土木材料、卫生材料、日用品、无纺布等。
另外,由本发明的热塑性纤维素衍生物构成的纤维的制造方法,能够制造没有断丝和毛丝等工序疵点的,纤度均匀性、解舒性优异的热塑性纤维素衍生物组合物纤维。
权利要求
1.一种热塑性纤维素衍生物组合物,该组合物以具有碳原子数为2~5的重复单元的脂肪族聚酯侧链的纤维素酯为主成分构成,在200℃的加热损失率为5wt%或以下,在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50~300Pa·sec,在200℃、100m/min牵引时的熔体张力为0.1~40mN。
2.如权利要求1记载的热塑性纤维素衍生物组合物,其中脂肪族聚酯侧链是以D-乳酸和/或L-乳酸为主要重复单元。
3.如权利要求1记载的热塑性纤维素衍生物组合物,其中脂肪族聚酯侧链是以D-乳酸和L-乳酸为必要重复单元构成,D-乳酸和L-乳酸的摩尔比为1∶9~9∶1。
4.如权利要求1记载的热塑性纤维素衍生物组合物,其中纤维素衍生物组合物含有相对于组合物总重量为2~40重量%的分子量为1,000~200,000的乳酸均聚物。
5.一种热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,该纤维是熔融纺丝权利要求1记载的组合物得到的纤维,强度是0.5~4.0cN/dtex、伸长率为2~50%、单丝纤度0.5~100dtex。
6.如权利要求5记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中纤维的形态为复丝。
7.如权利要求5记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中长丝纤度相对于纤维纵向为一定,纤维的U%为0.1~2.5%。
8.一种由热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,其特征在于,把在200℃、1000sec-1的熔融粘度为50~300Pa·sec,在200℃、100m/min牵引时的熔体张力为0.1~40mN的热塑性纤维素衍生物组合物,在熔融温度180~240℃下纺出,通过在喷丝板下距离0.5~5m处给予油剂或者水来进行收束,在纺丝张力为0.1~3.0mN/dtex的条件下用导丝辊牵引,然后卷绕在卷装上。
9.如权利要求8记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,其中纺丝牵伸为30~300。
10.如权利要求8记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,其中热塑性纤维素衍生物组合物的主成分为具有以D-乳酸和/或L-乳酸作为主要重复单元的脂肪族聚酯侧链的纤维素酯。
11.如权利要求8记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,其中热塑性纤维素衍生物组合物含有纤维素混合酯85~98重量%和分子量为350~20,000的增塑剂1~30重量%。
12.如权利要求8记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维的制造方法,其中纤维的形态为复丝。
13.一种由热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,该纤维是熔融纺丝含有纤维素混合酯85~98重量%和分子量为350~20,000的增塑剂1~30重量%的热塑性纤维素混合酯组合物得到的。
14.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中纤维素混合酯是由选自纤维素醋酸酯丙酸酯、纤维素醋酸酯丁酸酯、纤维素醋酸酯邻苯二甲酸酯中的至少一种构成的。
15.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中增塑剂是重量平均分子量为1,000~20,000的聚乳酸。
16.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物组合物纤维,其中增塑剂是重量平均分子量为350~20,000的聚乙二醇。
17.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中增塑剂是分子量为350~1,000的甘油衍生物。
18.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中增塑剂的含量相对于组合物的总量为1~15重量%,组合物在200℃的加热损失率为5wt%或以下。
19.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物组合物构成的纤维,其中纤维强度为0.5~4.0cN/dtex、伸长率为2~50%。
20.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物构成的纤维,其中纤维的形态为复丝。
21.如权利要求13记载的热塑性纤维素衍生物构成的纤维,其中长丝纤度相对于纤维纵向为一定,纤维的U%为0.1~2.5%。
全文摘要
本发明的热塑性纤维素衍生物组合物是,以具有碳原子数为2~5的重复单元的脂肪族聚酯侧链的纤维素酯为主成分构成的,是在200℃的加热损失率为5wt%或以下,在200℃、1000sec
文档编号C08L1/10GK1462324SQ02801473
公开日2003年12月17日 申请日期2002年6月25日 优先权日2001年6月26日
发明者荒西义高, 山田博之, 前田裕平, 高桥洋, 尾崎美沙, 西尾嘉之, 吉冈真理子 申请人:东丽株式会社
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