專(zhuān)利名稱(chēng)：耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法，尤指于聚酯加入含萘環(huán)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體并予共聚合，所形成的共聚酯經(jīng)紡絲、延伸制成纖維，經(jīng)染色后具有極優(yōu)越的耐光堅(jiān)牢度，可防止由于紫外線引起的劣化現(xiàn)象，適于汽車(chē)內(nèi)裝、窗簾及戶外用途，可在長(zhǎng)時(shí)間日光照射下仍然保持鮮艷的顏色，不會(huì)褪色。
為改良聚酯纖維的耐光堅(jiān)牢度，有多種方法被提出。例如美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)第4,789,382號(hào)揭示有于染浴中加入二苯甲酮系(benzophenone)的紫外線吸收劑進(jìn)行染色，以改良耐光堅(jiān)牢度。于美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)第4,110,301號(hào)揭示一種光重組(photo rearrangement)化合物，可改良聚酯纖維的耐光堅(jiān)牢度；此種光重組化合物可于染浴中加入或是于紡絲階段加入。日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平2-41468號(hào)(Japan laid open publicationNo.1990-41468)揭示有于染浴中加入苯并三唑(benzotriazole)系的紫外線吸收劑進(jìn)行染色，以改良耐光堅(jiān)牢度。又于日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平4-339885號(hào)內(nèi)，揭示有于染浴中同時(shí)加入苯并三唑是及二苯甲酮系的紫外線吸收劑進(jìn)行染色，以改良耐光堅(jiān)牢度。另于日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)昭62-276018號(hào)內(nèi)，揭示有于紡絲階段添加苯并三唑系的紫外線吸收劑、四甲基六氫吡啶(tetramethyl piperidine)系化合物及脂肪族聚酯類(lèi)多元醇三種成分，以改良聚酯纖維的耐光堅(jiān)牢度。于日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平4-240212號(hào)內(nèi)，揭示有于聚酯聚合后期，添加含有2-氫氧基-4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)二苯甲酮(2-hydroxy-4-(methacryloyloxy ethoxy)benzophenone)結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯是共聚合物(acrylic copolymer)作為紫外線吸收劑，以改良耐光堅(jiān)牢度。美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)第4,189,476號(hào)內(nèi)，揭示有采用含量10~23莫耳％2，6-二氧基萘單位(2，6-dioxynaphthalene)的芳香族聚酯，用以制作高伸長(zhǎng)率(high elon)及高模數(shù)(high modulus)的熔融聚酯纖維。惟所采用的2，6-二氧基萘單位類(lèi)含萘環(huán)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體的用量，高達(dá)10~23莫耳％，且是高伸長(zhǎng)率及高模數(shù)的熔融聚酯纖維。但以上數(shù)種方法的效果并不佳，仍有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。
上述日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)昭62-276018號(hào)，雖以四甲基六氫吡啶是化合物配合苯并三唑是的紫外線吸收劑，并配合脂肪族聚酯類(lèi)多元醇成份，以改良耐光堅(jiān)牢度。但對(duì)苯并三唑是紫外線吸收劑升華牢度不佳的現(xiàn)象并未見(jiàn)改善，且加入的脂肪族聚酯類(lèi)多元醇成分為低分子量的物質(zhì)，而導(dǎo)致纖維物性降低的缺點(diǎn)。
上述日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平4-240212號(hào)所添加的含有2-氫氧基-4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)二苯甲酮結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯是共聚合物的紫外線吸收劑，但是此化合物的耐熱性不佳，于聚合末期加入聚合物中，色澤大幅變黃，致使纖維色澤偏黃。并且于聚合末期加入粉末狀紫外線吸收劑亦增加生產(chǎn)操作上的困難。
至于染浴中添加二苯甲酮是紫外線吸收劑及苯并三唑是紫外線吸收劑的方法，苯并三唑是紫外線吸收劑的升華牢度不佳，二苯甲酮是紫外線吸收劑對(duì)聚酯纖維的親和力不佳，無(wú)法被有效的吸收。此外，以上使用的二苯甲酮是紫外線吸收劑及苯并三唑系紫外線吸收劑均為黃色粉末，致使所制成的纖維呈淡黃色而導(dǎo)致染色的色系偏差的不良后果。另外所添加的紫外線吸收劑為小分子量的物質(zhì)，與聚合物并未鍵結(jié)，因此在后段加工、使用過(guò)程中會(huì)移行至纖維表面，而造成污染；經(jīng)多次使用、水洗后，其有效成分減少；或因長(zhǎng)期曝曬而漸漸分解，有效果降低等的不良結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效提高纖維耐光堅(jiān)牢度的方法，無(wú)紫外線吸收劑移行至纖維表面而致有效成分減少及造成污染的問(wèn)題；并且所制成的纖維具極佳的白色，染色鮮艷，無(wú)因紫外線吸收劑而帶黃色，導(dǎo)致染色色系偏移。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有優(yōu)異的耐光堅(jiān)牢度，且具永久性，外觀白色、染色鮮艷，適用于汽車(chē)內(nèi)裝、戶外用途的聚酯纖維。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明一種耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法，其特征在于，是由二羧酸、二元醇與對(duì)全體酸成分0.05莫耳％以上的下式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體R2OOC-R1-COOR3--------------式(1)(其中R1為萘環(huán)；R2、R3選自氫原子或碳數(shù)1~4的烷基，R2與R3互相獨(dú)立，可相同，亦可不同；式(1)的該酯形成性單體的萘環(huán)上取代基的位置可為-2，3-、-2，5-、-2，6-、-2，7-、-1，2-、-1，3-、-1，4-、-1，5-、-1，6-、-1，7-、-1，8-)經(jīng)予共聚合而形成的共聚酯，經(jīng)紡絲、延伸制成纖維而得。
其中前述式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體的含量對(duì)全體酸成分為0.05~20莫耳％。
其中前述式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體的含量對(duì)全體酸成分為80~100莫耳％。
經(jīng)過(guò)深入研究，發(fā)現(xiàn)將具有式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體與聚酯共聚合，所形成的共聚酯制成纖維，具有極為優(yōu)異的耐光堅(jiān)牢度。
因是以共聚合方式鍵結(jié)至聚酯分子中，不會(huì)有移行至纖維表面而造成污染、升華牢度不佳的問(wèn)題。且因是形成共聚酯，故所制成的纖維物性極佳，不會(huì)如加入的脂肪族聚酯類(lèi)多元醇低分子物質(zhì)一般造成纖維物性降低。所獲得的共聚酯具有極佳的白色，無(wú)一般紫外線吸收劑的黃化問(wèn)題，所制成的纖維可染成鮮艷顏色，無(wú)染色色調(diào)偏移的缺點(diǎn)。
本發(fā)明所使用的式(1)酯形成性單體具體的例子為2，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸二甲酯、2，6-萘二甲酸二乙酯、2，6-萘二甲酸二丙酯、2，6-萘二甲酸二丁酯、2，5-萘二甲酸、2，5-萘二甲酸二甲酯、2，5-萘二甲酸二乙酯、2，5-萘二甲酸二丙酯、2，5-萘二甲酸二丁酯等等。
本發(fā)明中式(1)酯形成性單體的添加量，對(duì)全部二羧酸成份而言為0.05~100莫耳％。添加量若小于0.05莫耳％，則所制成的聚酯纖維無(wú)法獲得良好的耐光堅(jiān)牢度，以滿足汽車(chē)用途的需求。當(dāng)然添加量愈高，所獲得的效果愈佳。實(shí)際上的添加量則視所欲達(dá)成的要求而定，但基本上添加量必需在0.05莫耳％以上，始有充分的效果。此外式(1)酯形成性單體的含量在大于20莫耳％與小于80莫耳％的間時(shí)，所形成的共聚酯為非晶性，無(wú)法順利結(jié)晶、干燥。因此由實(shí)用觀點(diǎn)，式(1)酯形成性單體的含量以0.05~20莫耳％及80~100莫耳％較佳。
上述具有萘環(huán)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體的添加方式，可利用已知的聚酯制造工藝達(dá)成。例如將具有萘環(huán)結(jié)構(gòu)二羧酸單體與對(duì)苯二甲酸、乙二醇同時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后添加習(xí)知的銻或鍺是等聚合觸媒，進(jìn)行聚合反應(yīng)，以獲得共聚酯?；蛘邔⒕哂休镰h(huán)結(jié)構(gòu)二羧酸的酯類(lèi)與對(duì)苯二甲酸二甲酯、乙二醇同時(shí)進(jìn)行酯交換反應(yīng)，然后加入安定劑、銻或鍺是等聚合觸媒，進(jìn)行聚合反應(yīng)，以獲得共聚酯。亦可由對(duì)苯二甲酸與乙二醇先進(jìn)行酯化反應(yīng)，于酯化率達(dá)85％以上的時(shí)點(diǎn)加入具有萘環(huán)結(jié)構(gòu)二羧酸的酯類(lèi)，然后繼續(xù)反應(yīng)至酯化率達(dá)96％以上，添加聚合觸媒進(jìn)行聚合反應(yīng)，以獲得本發(fā)明的共聚酯。
本發(fā)明中的聚酯是由二羧酸或其酯類(lèi)與二元醇反應(yīng)而成。二羧酸及其酯類(lèi)的具體例，可舉出對(duì)苯二甲酸、異苯二甲酸、5-磺酸鈉異苯二甲酸、5-磺酸四丁基膦異苯二甲酸、5-磺酸乙基三丁基膦異苯二甲酸等芳香族二羧酸；己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸；1，4-環(huán)己烷二甲酸等脂環(huán)族二羧酸及上述二羧酸的低級(jí)酯類(lèi)。二元醇具體的例為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、異戊二醇等脂肪族二元醇；1，4-環(huán)己烷二醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇等脂環(huán)族二元醇；對(duì)二羥基苯、2，2’-雙(4-羥基苯基)丙烷、雙-(4-羥基苯基)萘等芳香族二元醇及其環(huán)氧乙烷附加物；聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇丙二醇共聚物、聚丁二醇等聚多元醇。以上二羧酸及二元醇可選用一種或二種或二種以上均可。為配合用途需要，亦可添加消光劑、螢光增白劑、抗氧化劑、抗菌劑、消臭劑、抗靜電劑、難燃劑、遠(yuǎn)紅外線陶瓷粉末等添加劑。
以下簡(jiǎn)述與本發(fā)明有關(guān)的分析方法IV(固有粘度)在酚及1，1，2，2-四氯乙烷混合溶劑(重量比3∶2)中，溫度30℃測(cè)定。色澤以日本東京電色(TOKYO DENSHOKU)的色差計(jì)(型號(hào)TC-1800 MK2)測(cè)定L值及b值。熔|點(diǎn)以PERKIN ELMER的DSC(示差掃瞄熱卡計(jì))，升溫速率20℃/min測(cè)定。耐光堅(jiān)牢度依照日本工業(yè)規(guī)格JIS L-0842，溫度83℃，碳弧燈(carbon-arc lamp)照射349小時(shí)。使用JIS L-0804規(guī)格的灰色標(biāo)(gray scale)，進(jìn)行耐旋光性判定。
除2，6-萘二甲酸二甲酯的添加量改為10.0莫耳％，余依實(shí)施例1的步驟，而得IV0.615的共聚酯，熔點(diǎn)228℃，L值78，b值3.0。將此共聚酯1分與不含2，6-萘二甲酸二甲酯的未改質(zhì)聚酯9分，以混粒方式混合均勻(最終的2，6-萘二甲酸二甲酯含量為1.0莫耳％)。然后依照實(shí)施例1的步驟紡絲、延伸、織布、染色。所得的聚酯的耐光堅(jiān)牢度為3～4級(jí)。
將實(shí)施例6中的2，6-萘二甲酸二甲酯的添加量改為21莫耳％，結(jié)果所形成的共聚酯為非晶性，無(wú)法順利結(jié)晶、干燥，制成纖維。比較例3在聚酯合成的末期加入含有2-氫氧基-4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)二苯甲酮結(jié)構(gòu)的丙烯酸是共聚合物的紫外線吸收劑(BASF UVA635L)1.5重量％，結(jié)果所得的聚酯色澤明顯偏黃，其L值65，b值13。
權(quán)利要求
1.一種耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法，其特征在于，是由二羧酸、二元醇與對(duì)全體酸成分0.05莫耳％以上的下式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體R2OOC-R1-COOR3------------式(1)其中R1為萘環(huán)；R2、R3選自氫原子或碳數(shù)1~4的烷基，R2與R3互相獨(dú)立，可相同，亦可不同；式(1)的該酯形成性單體的萘環(huán)上取代基的位置可為-2，3-、-2，5-、-2，6-、-2，7-、-1，2-、-1，3-、-1，4-、-1，5-、-1，6-、-1，7-、-1，8-經(jīng)予共聚合而形成的共聚酯，經(jīng)紡絲、延伸制成纖維而得。
2.如權(quán)利要求1所述的耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法，其特征在于，其中前述式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體的含量對(duì)全體酸成分為0.05~20莫耳％。
3.如權(quán)利要求1所述的耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法，其特征在于，其中前述式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體的含量對(duì)全體酸成分為80~100莫耳％。
全文摘要
本發(fā)明提供耐光堅(jiān)牢度經(jīng)改良的聚酯纖維的制造方法，是由二羧酸(dicarboxylic acid)、二元醇(dibasic acid)與對(duì)全體酸成分0.05莫耳％以上的下式(1)結(jié)構(gòu)的酯形成性單體(ester forming monomer)R
文檔編號(hào)C08G63/00GK1459521SQ0212013
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月20日
發(fā)明者簡(jiǎn)日春 申請(qǐng)人:南亞塑膠工業(yè)股份有限公司