新型合成水分散性纤维制造技术

一种扇形椭圆形断面的合成水分散性纤维，可提高其渗透性，均匀性柔软感，不透明性，使之成为湿法成网织物．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型合成聚合物水分散性纤维，特别是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)及其制法。 最近，人们对水分散性纤维，特别是聚酯纤维的兴趣不断增加。这种水分散性纤维用于各种无纺织物中，包括造纸，湿法成网非织造织物，有时作为混合物的一部分，常常与大量的木纸浆或玻璃纤维混合;也可只应用聚酯纤维，即不与其他纤维混纺。这种用法与过去多数常规用法完全不同，因为常规要把纤维束或切短纤维转化为纺纱，其最终产品为纺织织物或针织织物。在常规用法中，如棉纺系统中，要把纤维，通过梳理程序，转化为纱。就是这种需要水分散性能，把本专利技术与过去常规的、聚酯短纤维的领域区别开来。 这种水分散性聚酯纤维多数是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，其制法与常规纺织业中制造聚酯短纤维的方法，本质上是一样的，但是，绝大多数水分散性纤维不卷曲，而通常用于纺纱的任何聚酯短纤维，在转化成短纤维前，呈丝束状时，都是卷曲的。因此，水分散性聚酯纤维的制法，一般采用熔融纺丝法，把聚酯转化为单丝，数个单丝联合成为丝束，再通过拉伸，应用适当的涂层，使之具有水分散特性，其方法与常规的纺织纤维束的表面处理方法使获得额外松散性相类似;一般在不卷曲的情况下(在某些情况下，赋予轻微波浪形，和三维卷曲基质)，把丝束转化为短纤维。先有的聚酯短纤维做成未卷曲，可用来做起绒织的短绒，但是，这种用法，就不需要水分散性能。 聚酯纤维本质上是疏水性的，因此，要用适合的涂料，已公开的专利有Ring等人提出的4，007，083号美国专利;Hawkins提出的4，137，181号，4，179，543号，4，294，883号美国专利，Viscose Suisse公司提出的958，350号英国专利。这些专利克服了聚酯纤维的内在疏水性而不起泡或引起纤维絮凝。正是这种涂料较之聚酯本身的固有特征性能或如断面等的形状在内更能显示出水分散性聚酯纤维与多数常规聚酯短纤维的区别。到目前为止人们已知道，所有的商用水分散性聚酯纤维都是圆断面的。其实绝大多数商用聚酯短纤维的断面一般都是圆的，人们认为用圆的最好。 迄今为止，虽然大部分的合成聚合物水分散性纤维都是由聚酯组成的，这是由于它便宜而且数量大，但现在开始大量应用聚烯烃和聚酰胺制备水分散性纤维。本专利技术并不限于用聚酯，也用其他合成聚合物。 本专利技术现提供一种新型合成聚合物水分散性纤维，特别是聚酯纤维，其特点是纤维呈扇形椭圆断面。 如本文所叙述的，用扇形椭圆断面可用于其他聚酯纤维。除了断面之外本专利技术有关水分散性纤维，与以前的水分散性聚酯或者其他合成聚合物纤维相类似，虽然本文下面叙述各种优点还可增加各种改进的可能性。本文下文将特别用聚酯纤维做参考，但其他的聚合物，如聚酰胺和聚烯烃，也同样可用。 本专利技术所涉及的纤维的简单制法是，采取熔融纺丝和拉伸制成具有一定单丝旦数的聚酯单丝，并应用适当涂敷使之具有水分散特性。然后按最终用途的要求，通常将多个单丝切断成所需长度的短纤维。 令人惊奇地发现，本专利技术叙述的水分散性纤维，采用扇形椭圆断面，比采用圆断面，促进其分散性，其结果可以从本文的实例中看到，它具有较好的湿法成网均匀性，更加柔软感，更加不透明，透气性好。 图1为本专利技术典型纤维的扇形椭圆断面。 图2为本专利技术纺丝用的典型喷丝孔。 上面曾经提过，扇形椭圆断面已广泛应用于常规聚酯短纤维，纺丝成为单丝，拉伸，切断，制成纺纱，然后制成机织品和针织品。这种纤维不具备本专利技术所需的水分散特性。Gorrafa氏在3，914，488号美国专利报导过具有扇形椭圆断面的聚酯单丝，并建议用于做仿毛皮织物。Frankfort等人在4，134，882号和4，195，051号美国专利中叙述过扇形椭圆断面的取向聚酯单丝，以其甚高速度(6000码/分)纺丝出来。这种速度也可作为制备取向聚酯单丝的基质，然后应用适当的涂敷，使之具有水分散性，获得符合本专利技术的水分散性纤维。Franklin氏一九八四年十月二十五日USSN664，803的申请中建议，以扇形椭圆断面的部分取向单丝来做拉伸变形加料丝。以上所说的几个工艺，没有一个与本专利技术的有关领域相同。本专利技术提出的制造水分散性纤维所用的聚酯单丝基质，可以依照本文叙述的技术制备出来，也可以通过上述或已知的非圆形断面聚酯单丝制造技术，稍加改进制备出来。 Gorrafa氐在3，914，488号美国专利和Franklin氏在USSN664，803专利中，把扇形椭圆断面的参数公开，参见本文图1。这个扇形椭圆实质上是椭圆形，其长短轴的长度明显不同，从这个意义上讲，这和以前的工艺中叙述的圆形和多凸瓣单丝具有显著区别。由于其他旧工艺中对对称性多凸瓣断面有专门术语，因此人们在考虑扇形椭圆的四个圆弓部分(Gorrafa语)作为凸瓣，会令人误解。Gorrafa氏和Franklin氏推荐的尺寸。其特征如下 如图1，纤维的断面形状可由纤维断面的显微照片测定出来。A为长轴X上断面的长度，A等于2R(断面外接半径)。B为短轴Y上断面的宽度。断面的长度与宽度之比为A/B。 单丝熔融纺丝时，聚合物的流动，往往使断面的周边发生平滑的弯弧或者平滑的弯弧和直线的综合形。测量时，可考虑把周边作为直线和圆弧。应用这种观点，本专利技术的单丝，在长断面轴上的每一端有个凸瓣，凸瓣的最突部分呈圆弧形，弯曲度比半圆大。每个凸瓣的半径用r1表示，同样，断面短轴Y上的每一端有另外的圆弧，以r2表示。图1所示，两个圆弧的曲线中心位于短轴的同一点上，这是不重要的。如Gorrafa所叙述的实例中，曲线中心可以被分开。长轴上凸瓣的头端半径比为r1/R，短轴上最顶部位为r2/R。 Gorrafa和Franklin叙述过，断面的另一个特点，即距离d是两个扇形之间的距离，由横过纤维断面的长轴来测定。 最好的尺寸接近于下列比例断面长短比A/B为1.4至2.4，长轴上凸瓣的半径比r1/R为0.20至0.45，短轴上凸瓣半径比r2/R为凸瓣半径比r1/R的0.8至2.1倍。为使具有本专利技术所需性能;断面必须呈扇形边状，为此，d/2r1之比，最好在0.6至1.0之间。 上述图象看来是很复杂的，但用显微照片放大断面图则可以轻易地测定出来。 聚酯短纤维的制法则是用常规的，包括下列步骤把聚合物熔融纺丝成单丝，集中单丝成为丝束，拉伸应用适当的水分散性涂料，增加其水分散性能。如果要求有低收缩性，通常可把拉伸后的单丝经退火处理。 选择适合的涂料以增进水分散性，这一点很重要。它比单丝旦数和重量相近似的圆断面纤维所需要用的涂料更多，这是因为具扇形椭圆断面周边的表面较具圆形断面的表面具有更大的周边表面积。要提供一个良好的边沿润滑性能，这一点特别重要。为此，最好用乙氧基涂料。 Hawkins在4，137，181号，4，179，543号和4，294，883号美国专利以及共同未决的USSN721，344等文中，已把适合的涂料公开;同时以Van Issum和Schluter登记的申请，已把聚(氧化烯)二醇所衍生的聚(氧化烯)和聚(对苯二甲酸乙酯)的合成共聚酯的用途予以公开。该共聚酯的平均分子量为300至6000。Mc Intyre等人在3，416，952号，3，557，039号和3，619本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分散性合成聚合物，其特点是，纤维呈扇形椭圆断面。

【技术特征摘要】
US 1985-4-9 721,3471、一种水分散性合成聚合物，其特点是，纤维呈扇形椭圆断面。2、权利要求1中的纤维，其切断长度为5至90mm，其中长度/直径之比为100∶1至2000∶1。3、权利要求1的聚合物单丝，除连续的不卷曲单丝丝束之外的单丝。4、一种水分散性聚酯纤维，其特点是，纤维呈扇形椭圆断面。5、权利要求4中的纤维，其旦数约为0.5至20。6、权利要求4中的纤维，其切断长度约为5至90mm。7、权利要求6中的纤维，其长度/直径之比约为100∶1至2000∶1。8、权利要求7中的水分散性纤维，呈包装式切断纤维。9、权利要求1中的水分散性纤维，呈包装式切断纤维。10、权利要求4中的聚酯纤维，基本上是由聚(对苯二甲酸乙酯)组成的。11、权利要求4中的水分散性聚(对苯二甲酸乙酯)纤维，是非卷曲状，切断长度为5至90mm，其长度/直径之比，约为100∶1至2000∶1，其旦数约为0.5至20;乙氧基化水分散性涂料的用量约为纤维重量的0.04至1.0%。12、权利要求11中的水分散性纤维，呈包装式切断纤维。13、权利要求11中的聚酯单丝，除了，它是以连续不卷曲单丝丝束的形式。14、权利要求4中的聚酯纤维，涂上具有水分散性的基本上由嵌段共聚酯组成的涂料，该嵌段共聚物是由聚(对苯二甲酸乙酯)重复单元和由聚(氧化烯基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰西奥多克拉克，唐纳德艾伯特希弗勒，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]