一種吸濕性聚酯纖維的制備方法和吸濕性聚酯纖維及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種吸濕性聚酯纖維的制備方法及由該方法制得的吸濕性聚酯纖維，該方法為首先由脂肪族二元醇、芳香族二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元酸或其衍生物和含金屬磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物為主要原料制備共聚酯，并在合成共聚酯的過程中添加醋酸鈉；然后將得到的共聚酯和吸濕性物質(zhì)共混得到吸濕性母粒；最后將得到的吸濕性母粒與普通聚酯進行熔融紡絲得到吸濕性聚酯纖維。該方法可以改善紡絲組件的壽命，且所得吸濕性聚酯纖維的吸濕性、色調(diào)優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于內(nèi)衣、運動衣等衣料領(lǐng)域。
【專利說明】一種吸濕性聚酯纖維的制備方法和吸濕性聚酯纖維及其應(yīng) 用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種吸濕性聚酯纖維的制備方法以及由該方法制得的吸濕性聚酯纖 維。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酯由于其優(yōu)異的性能，在纖維、薄膜、塑料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是由于聚 酯的結(jié)構(gòu)規(guī)整，疏水性較強，與棉或麻等天然纖維相比，聚酯纖維的吸水性、吸濕性較差，大 大限制了聚酯纖維在要求吸濕性環(huán)境下的應(yīng)用。由聚酯纖維得到的紡織品制成貼身衣物 時，由于聚酯纖維的吸濕性差，會給人帶來悶熱感，因此聚酯纖維特別不適合應(yīng)用于夏裝方 面。
[0003] 目前，改善聚酯纖維吸濕性能的方法主要是通過物理改性，利用芯吸效應(yīng)來提高 纖維的吸濕性，如超細化、中空多孔化和截面異形化等，其中以纖維的截面異形化應(yīng)用最為 廣泛，如美國杜邦公司推出的Coolmax異形截面滌綸，其表面有四道凹槽，具有芯吸效應(yīng)， 從而達到吸濕的效果。但異形纖維紡絲時對噴絲板的加工工藝要求較高，生產(chǎn)成本高。
[0004] 另外，由于普通的聚酯纖維染色性差，必須在高溫及高壓下才可進行染色。解決聚 酯纖維不易染色的方法有很多，通過共聚合引入易染成分是主要的手段之一。例如，將聚酯 原料與聚乙二醇之類的聚亞烷基二醇共聚后形成聚合物，或與己二酸、癸二酸等直鏈脂肪 族羧酸共聚后形成聚合物。但是這種方法必須在聚酯鏈段中引入聚醚結(jié)構(gòu)單元或其他單 體共聚單元，勢必導(dǎo)致聚酯耐熱性能的下降。另一種方法是加入含磺酸鈉基團的間苯二甲 酸及其衍生物來提高纖維的可染性能，但是由于磺酸鈉基團的自聚導(dǎo)致纖維紡絲時濾壓上 升，紡絲組件壽命周期縮短，降低了生產(chǎn)效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種吸濕性聚酯纖維的制備方法及由該方法制備得到的 吸濕性聚酯纖維，該制備方法的工藝簡單、紡絲時濾壓穩(wěn)定、成本低，且所得到的吸濕性聚 酯纖維具有常壓陽離子可染、色調(diào)良好等優(yōu)點。由該吸濕性聚酯纖維制得的織物可廣泛應(yīng) 用于內(nèi)衣、運動衣等貼身衣物。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下： 一種吸濕性聚酯纖維的制備方法，由吸濕性母粒和普通聚酯經(jīng)熔融紡絲制成，該方法 主要包括如下步驟： (1) 以脂肪族二元醇、芳香族二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元酸或其衍生物和含金屬 磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物為主要原料制備共聚酯，其中脂肪族二元酸或其衍生物的 添加量占總酸成分的2. 5mol%?15mol%，含金屬磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物的添加量 占總酸成分的〇. 3mol%?lOmol%，在合成共聚酯的過程中還添加有醋酸鈉； (2) 主要由步驟（1)得到的共聚酯與吸濕性物質(zhì)共混得到吸濕性母粒，其中吸濕性物質(zhì) 的添加量占吸濕性母粒的5wt%?40wt% ; (3)將得到的吸濕性母粒與普通聚酯按重量比1:1?1:5進行熔融紡絲，得到吸濕性聚 酯纖維。
[0007] 共聚酯鏈段中脂肪族二元酸結(jié)構(gòu)的引入能夠提高聚酯的不規(guī)整性，使聚酯纖維在 染色時染料更容易進入非晶領(lǐng)域，提高聚酯纖維的染色性能。脂肪族二元酸或其衍生物的 添加量占總酸成分的2. 5mol%?15mol%。當其添加量低于2. 5mol%時，起不到提高聚酯纖 維常壓可染的效果；而當其添加量高于15mol%時，聚酯纖維的耐熱性下降。
[0008] 上述脂肪族二元酸可以列舉的有丙二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、己二酸二甲酯、 癸二酸二甲酯等，其中優(yōu)選己二酸。
[0009] 在制備共聚酯時，含磺酸鈉基團的間苯二甲酸及其衍生物也是聚合單體之一。由 于磺酸鈉基團的存在，該單體可以提高最終聚酯纖維染色性能。但是含磺酸鈉基團的間苯 二甲酸及其衍生物容易自聚，在后續(xù)的吸濕性母粒與普通聚酯的紡絲過程會導(dǎo)致濾壓上 升，縮短紡絲組件的使用壽命，降低生產(chǎn)效率。含磺酸鈉基團的間苯二甲酸及其衍生物可以 是間苯二甲酸-5-磺酸鈉（SIPA)、間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉（SIPM)或間苯二甲酸乙二 醇酯-5-磺酸鈉（SIPE)，其添加量占總酸成分的0· 3mol%?lOmol%，優(yōu)選0· 5?5mol%。
[0010] 為了改善聚酯纖維成纖時的濾壓問題，在制備共聚酯的過程中還加入醋酸鈉，可 以降低醚鍵的生成。同時，由于醋酸鈉擁有和含磺酸鈉基團的間苯二甲酸及其衍生物相同 的陽離子，因此醋酸鈉能夠改善含磺酸鈉基團的間苯二甲酸及其衍生物的自聚，提高其與 共聚酯的相溶性，從而能改善共聚酯紡絲時的濾壓升高的問題，提高紡絲組件的使用壽命， 能達到10天以上。
[0011] 優(yōu)選醋酸鈉的添加量占共聚酯總量的400ppm?2000ppm，在該范圍內(nèi)醋酸鈉所起 到的防醚化效果更好。醋酸鈉的添加量需控制在添加劑的一般添加范圍之內(nèi)，如果添加過 多在共聚酯合成時也會加速共聚酯的降解，最終得到的聚酯纖維容易著色。
[0012] 在步驟（1)合成共聚酯時可以添加含鈦元素的化合物作為催化劑。由于含鈦催化 劑的催化劑活性高，容易促進副反應(yīng)，影響最終聚酯纖維的色調(diào)穩(wěn)定性，因此選用含鈦催化 劑時其添加量最好控制在以鈦元素計相當于共聚酯3?20ppm的范圍之內(nèi)。
[0013] 本發(fā)明所述的原料脂肪族二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇等通用的脂肪族二元 醇，芳香族二元羧酸或其衍生物為對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯等常規(guī)的聚酯反應(yīng)用含 有苯環(huán)的二元羧酸或二元酸酯。在本發(fā)明中，根據(jù)需要可以選擇不同的脂肪族二元醇和芳 香族二元羧酸或其衍生物，對本發(fā)明的吸濕效果不會產(chǎn)生太大的影響。
[0014] 將步驟（1)得到的共聚酯與吸濕性物質(zhì)共混制備吸濕性母粒時，吸濕性物質(zhì)的添 加量占吸濕性母粒的5wt%?40wt%。所述吸濕性物質(zhì)可以是聚乙烯批咯燒酮（PVP)、聚乙 烯醇（PVA)或聚醚類化合物。本發(fā)明優(yōu)選聚乙烯吡咯烷酮。
[0015] 本發(fā)明所選用的聚乙烯吡咯烷酮是乙烯吡咯烷酮單體通過公知的聚合方法如本 體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合等得到的均聚體，可以是線性結(jié)構(gòu)、枝狀結(jié)構(gòu)或交聯(lián) 結(jié)構(gòu)。聚乙烯吡咯烷酮的K值為15?90,具體的可以在17、30、60、85、90、115中進行選擇。 如果聚乙烯吡咯烷酮的K值過低，則聚乙烯吡咯烷酮與共聚酯的絡(luò)合能力不強，在共混物 擠出后的水冷過程中PVP容易溶出，致使最終聚酯纖維得不到很好的吸濕性；而如果其K值 過高，則共混物體系的粘度大大增加，混煉吐出不良，很難造粒，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。
[0016] 制備吸濕性母粒時吸濕性物質(zhì)的添加量占吸濕性母粒的5wt%?40wt%。如果吸濕 性物質(zhì)含量過低，則纖維達不到好的吸濕效果；如果吸濕性物質(zhì)含量過高，則過量的吸濕性 物質(zhì)會破壞由纖維得到的織物的耐光性、手感等。母粒中吸濕性物質(zhì)的添加量占吸濕母粒 優(yōu)選為5wt%?20wt%。
[0017] 吸濕性物質(zhì)特別是聚乙烯吡咯烷酮容易著色，影響最終聚酯纖維的色調(diào)。共聚酯 中的醋酸鈉可以防止吸濕性物質(zhì)著色。
[0018] 為了進一步改善聚酯纖維的色調(diào)，優(yōu)選在吸濕性物質(zhì)和步驟（1)制得的共聚酯共 混制備吸濕性母粒時添加抗氧化劑磷化合物。本發(fā)明更優(yōu)選雙（2, 6-二叔丁基-4-甲基苯 基）季戊四醇二磷酸酯，其結(jié)構(gòu)式如式1所示，

【權(quán)利要求】
1. 一種吸濕性聚酯纖維的制備方法，由吸濕性母粒和普通聚酯經(jīng)熔融紡絲制成，其特 征是：該方法主要包括如下步驟： (1) 以脂肪族二元醇、芳香族二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元酸或其衍生物和含金屬 磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物為主要原料制備共聚酯，其中脂肪族二元酸或其衍生物的 添加量占總酸成分的2. 5mol%?15mol%，含金屬磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物的添加量 占總酸成分的〇. 3mol%?lOmol%，在合成共聚酯的過程中還添加有醋酸鈉； (2) 主要由步驟（1)得到的共聚酯與吸濕性物質(zhì)共混得到吸濕性母粒，其中吸濕性物質(zhì) 的添加量占吸濕性母粒的5wt%?40wt% ; (3) 將得到的吸濕性母粒與普通聚酯按重量比1:1?1:5進行熔融紡絲，得到吸濕性聚 酯纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕性聚酯纖維的制備方法，其特征是：步驟（2)在吸濕性 母粒制備過程中添加抗氧化劑磷化合物，其添加量以磷元素計占吸濕性母粒的lOOOppm? 20000ppm〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸濕性聚酯纖維的制備方法，其特征是：步驟（1)中醋酸 鈉的添加量占共聚酯總量的400?2000ppm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸濕性聚酯纖維的制備方法，其特征是：所述吸濕性物 質(zhì)為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚醚類化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸濕性聚酯纖維的制備方法，其特征是：所述含磺酸鈉 基團的間苯二甲酸或其衍生物為間苯二甲酸-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉或 間苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸鈉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸濕性聚酯纖維的制備方法，其特征是：所述的抗氧化 劑磷化合物為雙（2, 6-二叔丁基-4-甲基苯基）季戊四醇二磷酸酯。
7. -種權(quán)利要求1所述吸濕性聚酯纖維的制備方法得到的吸濕性聚酯纖維，其特征 是：該聚酯纖維的Λ MR為2%以上，色調(diào)L值為80以上，b值為6以下。
8. -種權(quán)利要求7所述吸濕性聚酯纖維在制成織物上的應(yīng)用。
【文檔編號】D01F1/10GK104099685SQ201310129277
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】成娟, 李旭, 望月克彥 申請人:東麗纖維研究所（中國）有限公司