起球倾向降低的聚酯纤维及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种抗起球或低起球的聚酯纤维，而该聚酯纤维含有聚酯，而该聚酯为形成长纤维的聚合物，且该聚酯由至少摩尔百分比为９０％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、足以降解聚酯至相对粘度为１．３７－１．５８（以１％的重量溶解于间甲酚中测得）的脂肪族或脂环族的二元醇、细分散于聚酯材料中的重量比为０．００３至１．０％（相对于形成长纤维的聚合物）的二氧化硅或氧化硅颗粒、以及重量百分比为０．００３至２．０％（相对于形成长纤维的聚合物）的硅氧烷油所组成。其中，若硅氧烷油中存在反应性基，则至少部分的所述反应性基通过化学键连接到聚酯大分子上。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗起球(pill resistant)或低起球(low-pill)的聚酯纤维，且特别是涉及一种属于具有明显地降低起球倾向的高度低起球型。本专利技术更涉及一种制造具有降低起球(pilling)倾向的聚酯短纤维的方法。为了描述纤维的起球作用的特征，抗挠曲磨损性(the flexing abrasionresistance)通常由所谓的金属线磨损试验来测定。在固定张力下让单纤维在细金属线上面往复地移动，即使单纤维磨损直至断裂为止。因为金属线的直径与纤维的直径大小有相同的数量级(20-40μm)，而使得强弯曲应力(flexingstress)与磨蚀作用结合(请参考Stefan Kleinheinz所著作的"TextilePrufungen"第四版，1991年六月，由Akzo Fiber Division，Wuppertal，德国出版；美国专利US-A-5,858,529，第3栏，第54至65行)。公知不具有抗起球性质的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(polyethyleneterephthalate)的金属线磨损中程周期值(wire abrasion stroke cycles；WASC值)通常为介于3000至5000之间，然而低起球性质的纤维的WASC值小于2000。以聚酯纤维制成服装产品，例如套装、衬衫或短上衣，可具有耐用、尺寸稳定、折皱回复、免熨烫性质的优势。由这些纤维所制成的纺织品具有高稳定性与良好的抗磨损性，使得穿着的服装不易起球。在关于纺织品方面，“起球”意谓着小纤维球的形成，例如服装表面的小结或小球状物。这些小球状物系由纤维末端或松弛的纤维部分伸出服装表面并盘绕所产生，而由于纤维的高强韧度，使得这些小球状物附着于服装表面而不易落下来。因此，服装的外表容易受到损坏，因而降低服装的可用性(请参考德国专利DE-A-27 13 508)。因此，改进用于生产服装的聚酯短纤维(plyester staple fibers)原料的性质是有其必要性，以使得这些纤维不易起球或几乎完全避免起球。已经提出许多消除或降低起球或起球倾向的方法。一个公知方法为纺织具有低分子量的聚酯，例如低溶液粘度(相对粘度)。在纺丝挤出机(spinning extruder)内使用乙二醇添加剂，请参考美国专利US-4,359,557。藉着降低强度(tenacity)、抗磨损性与抗弯曲性，以明显降低运些小球状物的耐久性。聚酯的数量平均分子量(number average molecularweight)与纤维的抗弯曲磨损性大约呈线性关系(请参考MelliandTextilber.1970,p.181；Chemiefasern+Text.Anwendung-stechnik Text.-Ind.23(1973),p.181)。藉由降低分子量以降低起球倾向的效果在实际利用方面有其限度。为获得免于起球的聚酯纤维，需要将熔化粘度降低至熔融状态下的纺丝已不再可行(与Textilpraxis international,1984年4月，374页比较)。因此，由前述的方法无法获得免于起球的聚酯纤维纺织品。因此，本专利技术的目的是寻找一种添加剂，该添加剂降低起球倾向，同时不明显地降低聚酯的熔化粘度。另一种制造低起球的聚酯纤维的公知方法为在缩聚反应中混入含有支链的成分(branching components)。以多价(multivalent)羧酸或醇类，例如三羟甲基丙烷(Textilpraxis International 1993,p.29；DE-OS 2-046 121)、季戊四醇(加拿大专利第901716号)或其他支化剂，来改变聚酯的性质。藉由所述化学改性，能缩短大分子的长度，但由于高的重量平均分子量(weight average ofthe molecular weight)能维持高的熔化粘度，结果是降低纤维的抗磨损度与抗弯曲度，进而降低起球倾向。支化剂的使用已在许多专利中叙述过，例如专利FR-A-1 603 030。然而若从纺丝的无瑕疵(spinning faultlessness)方面考虑，这些方法引起一些重要的问题，而其中之一即为短的纺嘴(spinnerets)耐用年限。另外，由于不够彻底的纺丝清洁而影响直接成条机纤维条的进一步加工而产生问题。由以上述的化学改性的聚酯来制成具有小于3分特的细纤度的低起球纤维产品将具有其困难性。另一种公知方法是将特殊的化学键，主要为-Si-O-键(在下文中称为SiO-键)并入聚酯链，但此化学键并不参与反应，直到在后续纺丝加工中有水或水蒸气的处理过程中才会被水解。此种方法既可获得熔融纺丝法所需的熔化粘度的聚酯，又容易执行，从而，在最终纺丝过程中的水解作用发生时，才能藉着降低分子量，以降低起球趋势。许多专利述及在制造聚酯过程中将二价与/或多价含Si的添加剂藉由缩合反应并入聚酯链，借此以硅-有机化合物，例如以硅酸四乙酯(tetraethyl silicate)、或磷酸硅烷三醇(silanetriol)酯作为改性剂(modifiers)。美国专利US-A-3,335,211中描述制造具有改善抗起球性的聚酯短纤维，而此聚酯短纤维系由具有熔化粘度100至600Pas(在275℃下)的无水聚对苯二甲酸乙二醇酯所制成，而此聚对苯二甲酸乙二醇酯中每摩尔乙二醇含0.10至0.75克的硅原子。硅酸酯(silicate esters)，例如为溶解于乙二醇中硅酸四乙酯，在缩聚反应中并入聚合链中。欧洲专利EP-A-0 262 824同样地建议将聚酯纤维改性(modification)，聚酯纤维的改性是藉由硅酸四乙酯与后续加工的水处理来达成。德国专利DE-A-17 20 647同样地建议在缩聚反应过程中将酯与/或盐类，例如三羟基硅乙烷(silanetrilethane)磷酸盐，且特别是由三甲氧基硅乙烷磷酸的二乙酯(diethylesters)，并入聚酯链。德国专利DE-A-27 13 508与DE-A-24 53 231建议在缩聚反应中将相对于对苯二甲酸二甲酯(dimethylterephthalate)的重量百分比为0.008至2的二苯基二羟基硅烷(diphenylsilanediol)作为共同成分(co-component)并入聚对苯二甲酸乙二醇酯中。德国专利DE-A-41 11 066描述以SiO-基改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯系将对苯二甲酸(terephthalic acid)经由不断地直接酯化作用(directesterification)而得。将硅酸甲氧基乙酯或硅酸丙酯混入聚合物，使得聚合物的硅含量为300至700ppm。此乃藉由在缩聚反应中不断地加入硅酸甲氧基乙酯或硅酸丙酯而得者，而预聚体(prepolymer)的重量平均分子量介于9000至16000克/摩尔之间，多分散性(polydispersity)指数介于1.5至2之间，温度介于260至290℃之间以及压力介于1.5至2.5bar之间。硅酸盐与预聚体之间的反应持续时间至少需要5分钟。市场上所提供的免起球纤维乃根据上述方法制成，而此方法是在缩聚反应中混入对水解灵敏(hydrolysis-sensitive)的硅化合物。由于对水解灵敏，基于对苯二甲酸二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有降低起球倾向的聚酯纤维，包括：（１）聚酯，作为形成长纤维的聚合物，该聚酯由至少摩尔百分比为９０％的聚对苯二甲酸乙二醇酯单元组成；（２）二元醇，该二元醇选自由乙二醇、二甘醇、三甘醇所组成的组，且该二元醇的添加量足以降解聚酯至相 对粘度范围为１．３７－１．５８（以１％在间甲酚中测量）；（３）二氧化硅粒子或氧化硅粒子，二氧化硅粒子或氧化硅粒子相对于形成长纤维的聚合物的重量百分比为０．００３至１．０％，二氧化硅粒子或氧化硅粒子细分散于聚酯材料中；（４）硅氧烷油， 该硅氧烷油相对于形成长纤维的聚合物的重量百分比为０．００３至２．０％，其中在该硅氧烷油中存在多个反应基的情况下，所述反应基至少部分通过化学键连接至多个聚酯大分子上；以及（５）可选择性地添加的多个添加剂，该添加剂为一般已知加工所用或作为特 殊用途之用；其中所述聚酯纤维具有相对粘度范围为１．３７－１．５８（以１％在间甲酚中测量）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯伯格曼，沃纳斯蒂鲍尔，格哈德施米特，雷蒙特施瓦茨，克劳斯本德，
申请(专利权)人：因万塔费希尔股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]