经改质聚酯及低温易染且色牢度佳的聚酯纤维制造技术

本发明专利技术提供一种经改质聚酯，为对苯二甲酸、乙二醇以及改质剂的反应产物，该改质剂为由下列化学式（Ⅰ）所示的化合物：式（Ⅰ）中，ｘ及ｙ为相同或不同的整数，且满足１≤ｘ＋ｙ≤６的关系式。本发明专利技术另提供一种由上述经改质聚酯所制得的低温易染且色牢度佳的聚酯纤维。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚酯纤维(polyester fiber)，特别是涉及一种低温易染(easy dyeability)且色牢度(colorfastness)佳的聚酯纤维，其是由经改质聚酯所制成。
技术介绍
目前工业上已大量且广泛地运用聚酯纤维，特别是将其应用在衣料制作上。然而，除了单纯使用聚酯纤维之外，聚酯纤维也可与棉、羊毛、丙烯酸(acrylic)纤维依照不同比例进行混纺(blending)，以制得不同用途的混纺纺织品。此外，由于聚酯纤维具有良好的伸度(elongation)、干热收缩率(hot air shrinkage)、耐热性(heat resistance)、耐化学品性质以及手感(hand feeling)等性质，因此，聚酯纤维可制成各种不同产品。然而，当进一步使聚酯纤维进行染色时，却无法获得具有深染(deepdyeable)效果及良好色牢度的聚酯纤维，这是因为聚酯纤维在延伸假捻(textured)过程中，纤维内的分子由于受到拉伸而在Y轴方向形成顺向排列，且分子晶格也会沿着Y轴方向成长，最后形成分子排列紧密且具高结晶度的纤维，使得染料不易渗入纤维内部，加上聚酯纤维为疏水性纤维，且并未具有可与染料反应的基团，因此，用于一般聚酯纤维的染料只能选择分散性染料(dispersing dye)，且必须于130℃的高温及3kg/cm2的高压下进行染色。再者，若针对含有聚酯纤维的混纺布进行染色时，则会因为第二种纤维分子的物理性质的限制，而无法于高温高压下进行染色，为了改善此种缺点，通常会于染色制程中加入导染剂(carrying agent)或膨松剂(swelling agent)，以降低染色温度及压力。但是在运用上述导染剂或膨松剂的染色制程中，所排放的废水却容易造成环境的污染，因此，基于环保因素，导染剂或膨松剂无法继续被使用。为了使聚酯纤维可于较低温度及常压下进行染色，一般运用下列两种方式来改善用于制备聚酯纤维的聚酯的改质方法，以及添加固色剂的后加工处理方法。于聚酯的改质方法中，较常使用的改质剂大概可分为以下三种(1)利用阳离子染料染色时，可添加金属磺酸盐类(metal sulfonate，-SO3M)；(2)利用酸性染料染色时，可添加含胺基(amino group)的化合物；以及(3)利用分散性染料染色时，可添加二羧酸类(dicarboxylic acids)、烷双醇类(alkanediol)或两者的组合。而于添加固色剂的后加工处理方法中，则是利用硅烷(silane)或是碳化二亚胺(carbodiimide)，使纤维浸泡于含有上述固色剂的溶液中，以增加纤维的色牢度。例如，美国专利公告第4,403,094号揭示一种可深染的聚酯纤维，是包含主要由对苯二甲酸亚乙酯(ethylene terephthalate)及-SO3M基团所构成的重复单元(recurring unit)，M为碱金属。美国专利公告第5,135,697号则提及一种聚酯共聚物，是由包含对苯二甲酸(terephthalic acid)或对苯二甲酸二甲酯(dimethyl terephthalate)、乙二醇(ethylene glycol)、己二酸(adipic acid)及季戊四醇(pentaerythritol)的混合物所制备而得。于台湾专利公告第371682号中，提及一种制造聚酯纤维的方法，包括在含有对苯二甲酸或其烷酯及(C2-3)烷二醇的混合物中，加入2-甲基-1，3-丙二醇(2-methyl-1，3-propanediol)并进行聚合反应，所得的聚酯共聚物经纺丝而制得聚酯纤维。但是上述专利的聚酯纤维还是必须于130℃的染色温度下进行染色，才可获得不错的染色性。由上述可知，针对改善聚酯纤维的染色制程条件以及增进染色后的各项机械性质与染色性质，仍存在需求。
技术实现思路
为了改进聚酯纤维的染色操作条件，并增进染色后的各项机械性质及色牢度，本专利技术提供一种用于制备聚酯纤维的经改质聚酯，其为对苯二甲酸、乙二醇以及改质剂的反应产物，该改质剂为由下列化学式(I)所示的化合物 于式(I)中，x及y为相同或不同的整数，且满足1≤x+y≤6的关系式。由于纤维经延伸后，会形成分子排列紧密且具备高结晶度的纤维，会致使染液不易渗入纤维内部，而必须令染液的温度升高，纤维内部的非结晶区才会开始软化，使得染液开始吸附在纤维表层。当染液温度继续上升时，纤维内部的结晶链段的振动频率开始增快，而致使纤维内部产生许多间隙，才可让染液完全渗入纤维内部，以完成染色制程。所以，本专利技术于制备经改质聚酯的过程中，加入由上述式(I)所示化合物的改质剂，所制得的经改质聚酯会因为呈现非对称的化学结构，而致使该经改质聚酯的结晶性变差，进而降低经改质聚酯的玻璃态转化温度(glass transition temperature)及熔融温度(melting temperature)。当将该经改质聚酯进一步制成纤维时，可有效降低纤维的分子排列的紧密程度，并使染液容易渗入纤维内部，因此，无需再将染液温度提升，而可于较低温下(＜110℃)便可完成染色制程。最后，本专利技术提供一种低温易染且色牢度佳的聚酯纤维，该聚酯纤维是借由使上述经改质聚酯进行纺纱所制得。因此，本专利技术提供一种经改质聚酯，为对苯二甲酸、乙二醇以及改质剂的反应产物，该改质剂为由下列化学式(I)所示的化合物 于式(I)中，x及y为相同或不同的整数，且满足1≤x+y≤6的关系式。优选地，该改质剂为于式(I)中x＝1及y＝1的化合物，也就是烷氧基化1，3-二羟基-2-甲基丙烷(1，3-dihydroxy-2-methylpropane alkoxylate)，如下式(II)的化合物所示 本专利技术的经改质聚酯是利用一般制造聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)的酯化及聚合方法所制得。在本专利技术的具体例中，首先混合对苯二甲酸、乙二醇，以及一由上述式(II)所示化合物的改质剂，再加热以进行酯化反应，而于反应过程中会生成双(2-羟基乙基对苯二甲酸酯)，以及对苯二甲酸与烷氧基化l，3-二羟基-2-甲基丙烷进行酯交换反应后的产物。当酯化反应完成后，接着进行聚合反应，加入触媒(catalyst)、消光剂(delustrant)及安定剂(thermostablizer)等添加物，在聚合反应过程中，反应槽的真空度会逐渐被建立，最后当真空度到达0.8～1.5torr，维持反应温度及真空度，直至反应槽中的搅拌功率到达设定值，就会获得粘度符合要求的经改质聚酯。优选地，基于对苯二甲酸的用量，改质剂的用量范围介于2至10摩尔百分比之间。当改质剂的用量范围少于2摩尔百分比时，会致使该经改质聚酯的熔融温度及玻璃态转化温度相对地变高，并使进一步纺丝所制得的聚酯纤维的分子顺向度(orientation)变高，也就是纤维分子排列紧密，而让染液不易渗入纤维内部。相反地，当改质剂的用量范围多于l0摩尔百分比时，则会使所制得的聚酯纤维的物理性质受到破坏，甚至使聚酯纤维无法达到商业使用上的基本要求。优选地，该经改质聚酯具有大于0.5dl/g的极限粘度，更优选地，该经改质聚酯具有介于0.5与0.7dl/g之间的极限粘度。当该极限粘度低于0.5dl/g时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经改质聚酯，其特征在于该经改质聚酯为对苯二甲酸、乙二醇以及改质剂的反应产物，该改质剂为由下列化学式（Ⅰ）所示的化合物：ＨＯ－（－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ－）↓［ｘ］－ＣＨ↓［２］－＊－ＣＨ↓［２］－（－Ｏ－ＣＨ↓［２］－Ｃ Ｈ↓［２］－）↓［ｙ］－ＯＨ（Ⅰ）式（Ⅰ）中，ｘ及ｙ为相同或不同的整数，且满足１≤ｘ＋ｙ≤６的关系式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴汝瑜，褚智伟，钟振祥，
申请(专利权)人：远东纺织股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]