聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、其制造和应用制造技术

一种制造聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的方法，该方法包括（ａ）提供含有约０．０５－约５％摩尔对苯二甲酸丁二醇酯重复单元的聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物；和（ｂ）将该聚合物组合物纺成纤维。包含聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维，其中所述组合物含有约０．０５－约５％摩尔的对苯二甲酸丁二醇酯重复单元，以及纱线、织物（例如机织、针织和非织造织物）和地毯。一种含有约０．０５－约５％摩尔对苯二甲酸丁二醇酯重复单元的聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的纺丝工艺、所得纤维及其应用。
技术介绍
聚对苯二甲酸丙二醇酯(也称为“3GT”或“PTT”)作为用于纺织品、地毯、包装和其它最终用途的聚合物，近来受到广泛关注。纺织品和地毯纤维具有优异的物理和化学性能。由部分取向的聚酯丝或纺丝-拉伸丝制成的变形聚酯丝被用于许多纺织用途，如用于服装和室内装饰(如家具和汽车用品)的针织和机织物(例如作为整个织物、经纱或纬纱(weft或fill)的纱线，或者在与例如棉、羊毛、人造丝、醋酯纤维、其它聚酯、聚氨酯弹性纤维和/或它们的组合制成的混纺物中作为两种或多种纱线之一)。聚对苯二甲酸乙二醇酯变形丝被普遍用于这一用途。Howell等在美国专利6,287,688中描述了如何制备聚对苯二甲酸丙二醇酯变形丝及其好处。所得丝与聚对苯二甲酸乙二醇酯丝相比，前者具有得到更大伸长、良好的蓬松性且手感得到改善。Howell等描述了以纺丝速度最高为2600米/分钟(“m/m”)的工艺制造稳定的聚对苯二甲酸丙二醇酯部分取向丝，并期望以更高的速率进行纺丝。采用聚对苯二甲酸乙二醇酯的条件以高速制备稳定的聚对苯二甲酸丙二醇酯部分取向丝存在困难。纺丝后，通常将部分取向丝卷绕到筒管上，然后将该丝筒储存或销售，在后面的加工工序如拉伸或拉伸-变形工序中用作喂入丝。如果在该丝筒的库存或运输过程中产生的丝老化或其它损伤，使得丝或该丝筒本身被损坏，则会导致部分取向丝筒在后道的拉伸或拉伸-变形工序中无法使用。稳定的聚对苯二甲酸乙二醇酯部分取向丝通常以约3,500码/分钟(“ypm”)(3,200米/分钟(“m/m”)的速度纺丝。由于它们一般不会迅速老化，所以它们仍适合于后拉伸或拉伸-变形工序。过去，人们曾尝试采用在该相同范围内的纺丝速度制造稳定的聚对苯二甲酸丙二醇酯部分取向丝，但以失败告终。发现所得聚对苯二甲酸丙二醇酯部分取向丝由于随时间老化而结晶，它们收缩最大可达到约25％。在极端情况下，收缩大到可使筒管由于丝的收缩力而遭到物理损坏。更普遍的情况是，收缩使得聚对苯二甲酸丙二醇酯部分取向丝不适合用于拉伸或拉伸-变形工序。在这种情况下，丝筒上的卷绕过紧，导致退卷时纤维容易发生断头。采用最初设计用于聚对苯二甲酸乙二醇酯部分取向丝的设备以更低的速度进行聚对苯二甲酸丙二醇酯部分取向丝的纺丝是无效的。因为纺丝和卷绕设备是设计来在比目前制造聚对苯二甲酸丙二醇酯丝所用速度更高的速度下运行的，所以这也存在问题。纺丝-拉伸丝也被用于制造变形丝，并且也期望能以更高的速度制造纺丝-拉伸丝。也特别期望从业者能采用与在低速下生产相同或相近的条件，用在高速下制造的部分取向和纺丝-拉伸聚对苯二甲酸丙二醇酯丝来制造聚对苯二甲酸丙二醇酯变形丝。由此，这些丝应该具有相同或相近的的伸长和抗张强度。也为其它用途制造聚对苯二甲酸丙二醇酯丝和纱线。例如，美国专利第5,645,782号、第5,662,980号和第6,242,091号中描述了膨化长丝(“BCF”)纱、其制造及其在地毯业中的应用。美国专利公开第2001/30377 A1号和2001/53442 A1号中描述了细旦丝，美国专利公开第2001/33929 A1号中描述了直接使用丝。WO 02/22925和WO02/22927中描述了可由复丝制造短纤维。在高速下纺丝这些丝以及其它聚对苯二甲酸丙二醇酯丝线是有利的。因此，在高速下具有聚对苯二甲酸丙二醇酯丝和纤维的纺丝能力是所希望的。也期望从业者可以在与低速制造的丝一样的条件下使用所得丝。许多专利都描述了在纺丝或其它加工步骤中使用各种添加剂所带来的好处。例如，结合在此以作参考的美国专利4,475,330公开了一种由聚酯丝制成的强捻聚酯复丝，该聚酯丝基本上由(a)选自对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丙二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的两种或多种单体的共聚物，和/或(b)对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丙二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的两种或多种聚合物的共混物(blend)构成。该专利公开采用这样的强捻丝制成的机织或针织绉织物具有理想的小卵石形构型。优选的聚酯由20％-90％重量的对苯二甲酸乙二醇酯单元和80％-10％重量的对苯二甲酸丙二醇酯单元和/或对苯二甲酸丁二醇酯单元组成。实施例1、2、4和5给出了95-10％重量聚对苯二甲酸乙二醇酯与5-90％重量聚对苯二甲酸丁二醇酯的共混物。实施例6描述了包含95-10％重量聚对苯二甲酸乙二醇酯和5-90％重量聚对苯二甲酸丙二醇酯的组合物。该专利描述了使用3-15％的非晶聚合物，优选苯乙烯聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物来赋予其更强的定捻能力。实施例7给出了聚苯乙烯与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的使用及其共混物。实施例还给出了含有50％含量聚对苯二甲酸乙二醇酯、25％重量聚对苯二甲酸丁二醇酯和25％重量聚对苯二甲酸丙二醇酯的共混物。U.S.4,454,196和4,410,473描述了一种基本上由丝组(I)和(II)构成的聚酯复丝。丝组(I)由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯，和/或包含至少两种选自这些聚酯的成分的共混物和/或共聚物组成。丝组(II)由基质构成，该基质由(a)选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯，和/或包含至少两种选自这些聚酯的成分的共混物和/或共聚物；和(b)0.4-8％重量的至少一种选自苯乙烯型聚合物、甲基丙烯酸酯型聚合物和丙烯酸酯型聚合物的聚合物组成。该丝可从不同的喷丝板挤出，但优选从同一喷丝板挤出。优选使这些丝共混，然后交缠，以使它们交络，然后使其经受拉伸或拉伸-变形。实施例1显示了如何由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚甲基丙烯酸甲酯制造(II)型丝。实施例3显示了如何由70％重量聚对苯二甲酸乙二醇酯和30％重量聚苯乙烯以1-6％重量的量制造(I)型丝。这些实施例中未使用聚对苯二甲酸丙二醇酯。一些专利文献中描述了聚对苯二甲酸丙二醇酯，提到可以制造共聚物，包括共聚聚酯。例如，U.S.2001/33929 A1阐述了聚对苯二甲酸丙二醇酯可含有通常为约0.5-约15％摩尔的其它重复单元。给出了许多例子，包括具有2-8个碳原子的二醇，如1，4-丁二醇。希望通过采用高速纺丝工艺，在丝和纱线性能不降低的情况下提高制造聚对苯二甲酸丙二醇酯丝，特别是部分取向丝、纺丝-拉伸丝和膨化长丝以及短纤维的生产率。还希望生产出具有比由聚对苯二甲酸丙二醇酯均聚物制得的丝更高的伸长和更高的抗张强度的丝。更希望在与以低速制造的聚对苯二甲酸丙二醇酯丝相同或相近的条件下，将这些丝用于制造产品，如变形纱、织物和地毯。专利技术简述本专利技术涉及制造聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的方法，该方法包括(a)提供含有约0.05-约5％摩尔对苯二甲酸丁二醇酯重复单元的聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物；和(b)将该聚合物组合物纺成纤维。对苯二甲酸丁二醇酯重复单元以至少约0.05％摩尔，优选至少约0.1％摩尔，更优选至少约0.5％摩尔，还更优选至少约0.6％摩尔，再更优选至少约0.75％摩尔，进而更优选至少约0.9％摩尔，进一步更优选至少约1％摩尔，还更进一步优选大于1％摩尔，再更进一步优选至少约1％摩尔，还再更优选至少约1.5％摩尔，最优选大于1.5％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的方法，该方法包括（ａ）提供含有约０．０５－约５％摩尔对苯二甲酸丁二醇酯重复单元的聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物；和（ｂ）将该聚合物组合物纺成纤维。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张进昌，JV库里安，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]