不超过0.7分特克斯纤度的聚酯微丝的熔纺法及由此生产的聚酯微丝

摘要

本发明涉及用于具有不超过0.7分特克斯纤度的聚酯微丝进行熔体纺丝的方法以及用此法生产的聚酯微丝。根据它们的纤度，本发明的聚酯微丝可由其溶液粘度低于现有技术的熔体熔纺而制得。

说明书

技术领域

本发明涉及用于具有不超过0.7分特克斯(dtex)的纤度的聚酯微丝进行熔体纺丝的方法以及用此法生产的聚酯微丝。

背景技术

按照目前已有的工艺技术，在熔体纺丝中，聚合物融熔体是由纺丝泵从挤塑机或从缩聚装置传送到喷丝头板中的。在融熔体以细丝的形式从喷丝头板的毛细孔冒出来之后，这些细丝由冷却系统例如用吹空气冷却法加以冷却，然后，加以组合，成束，为纺丝作准备，并且如果需要，以非常高的速度，例如以每分钟2000米以上的速度加以卷绕。

聚合物纺丝技术经过10多年以后，出现了一项技术上的发展，可以制造具有愈来愈细的纤度的单丝的丝纱，这样的单丝就是所谓的纤度不到1分特克斯(dtex)的微丝。按照目前的已有工艺，用以进一步加工成织物的一般微丝纱优选由100根以上的单丝组成。

用如此之多的微丝形成的产品具有一些有利于使用者的专门的特性因而显得很优越。

对于任何一个本技术领域的人士来说，微丝的熔体纺丝绝非易事。聚合物熔体从喷嘴细孔中出来以及对细丝的冷却是工艺中非常重要的步骤，因为它们的均匀度对整体质量的均匀与否以及织物的性能，诸如强度和延伸度，特别是微丝以及由微丝形成的纱的染色的均匀度及质量具有很大的影响。

因此，对高粘度聚合物熔体的恒温控制以及使很少的材料向上流到喷丝头板并通过毛细孔对极细的丝纤度来说造成了很大的难题。在过高的纺丝温度下，聚合物很快地发生降解，而较低的温度则导致在同一喷丝头板的细丝之间产生较多的不规则性并且加在从喷丝头板出去时增加了单根细丝的断裂或整个细丝束的断裂。

按照目前的已有技术，具有粘度超过所谓的纺丝等级规定范围的聚合物就不能用来纺丝。

对于聚对苯二甲酸乙二醇酯来说，例如它们是在130及150Pa·s/290℃之间，相应于从1.60到1.65的相对η的相对溶液粘度(1.0％在间甲苯酚中，20℃)。

发明内容

对于本发明，因此目的是提供一种用于纤度不到1.0分特克斯的聚酯微丝的熔体纺丝的方法，此方法所具有的纺丝性能可以制造具有非常均匀的织物性能的细丝及用细丝形成的细丝纱线，尤其是可以制造具有非常均匀染色的细丝及细丝纱。

本发明的这个目的是用不超过0.7分特克斯的纤度的聚酯微丝熔体纺丝的方法来实现的。

令人惊喜的是，在纺丝实验中发现，与已有技术不同，本发明的聚酯微丝完全可以在比所谓的纺丝等级规定的粘度为低的情况下很好地完成纺丝。

实验还证明，如果聚合物熔体与通常的纺丝等级规定相比，具有较低的相对溶液或熔体粘度，则本方法用于纤度低于0.7分特克斯的这种微丝的纺丝质能特别有利。

因此，特别对于聚对苯二甲酸乙二醇酯而言，可以在0.1及0.7分特克斯之间的丝纤度及粘度之间建立一个清楚的关系式，在符合此关系式的情况下，纺丝的性能非常优良，微丝以及微丝纱的染色能力同样也相当优良。

按照此关系式：(0.1052×lnX)+1.649＝相对溶液粘度η

在0.1至0.7分特克斯范围内的聚对苯二甲酸乙二醇酯微丝可以纺丝而毫无问题，纺丝速度在2500米/分±10％，而POY部分定向纱丝的致断伸展(BE)在95及120％之间。关系式中，X是丝纤度(DTY纤度)单位是分特克斯，相对溶液粘度η是20℃用在对甲苯酚中的1％的溶液测得的。

上述丝的纤度可以容易地在计算所得的粘度下进行纺丝，相对溶液粘度的上下波动范围为±0.05左右时，在例如2500米/分的纺丝速度下仍能获得同样好的结果。

在此关系式的范围内，例如，可以从聚对苯二甲酸乙二醇酯，在相对溶液粘度η在1.53左右的情况下，对具有0.34分特克斯纤度的微丝，在相对溶液粘度η在1.49左右的情况下具有0.23分特克斯的微丝以及在相对溶液粘度η在1.41左右的情况下，具有0.1分特克斯的微丝进行纺丝。

因此，对微丝熔体纺丝，降低的聚对苯二甲酸乙二醇酯粘度，在相对溶液粘度η在大约1.40～1.59范围内是非常有利的。

按照本发明的工艺方法，对具有不超过0.7分特克斯的纤度的微丝可以进行纺丝，而较好的是具有0.1及0.35分特克斯之间的纤度，更好的是在0.1及0.2分特克斯之间，其中，一项特别的优点是，在微丝纺丝中已知的通常由在喷丝头板处的所有细丝撕裂而造成的总纺丝断裂，在本发明的所有上述纤度的范围内都是不存在的。

相对溶液或熔体粘度，可以直接通过缩聚或纺丝粒料而预先决定。同样有利的是可以通过加入选择性地降低粘度的添加剂对聚合物熔体或对挤塑机中的纺丝粒料进行调节。

基本上，在2000及3300米/分之间的纺丝速度也可以用于上述纤度范围，其中，适用的粘度可以用于使纺丝性能和染色均匀性最佳化。

二醇可以有利地方式用作合适的添加剂。在特殊方式下甚至可以用酒精或水。

在二醇中，乙二醇，二甘醇，特别是三甘醇是优选的。例如三甘醇可以以0.1～0.4％(重量百分比)的量加到聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体中，得到在1.4～1.59范围内的相对溶液粘度。

本发明还包括具有不超过0.7分特克斯纤度的聚酯微丝，此聚酯微丝可用本发明的方法制造，它因具有从4.5到5.0的染色均匀的灰度值而出众。此染色均匀度对本发明微丝织物以及丝纱的进一步加工具有重要的价值，本领域的专业人士都知道，即使按照普通的Uster值U及U1/2可上市的纱织物性能已达到了高均匀度性能，仍具有染色均匀度不足的缺点，此染色均匀度方面的缺点对进一步加工是一种障碍。

为了测定微丝的染色均匀度，在编织的软管中对本发明的微丝纱用试验染料进行了染色，在光谱分光计中进行了测量，并测定了L，a，b值。

在测试过程中，测试用的样品从半工业化工厂的不同纺丝位置24小时内生产的微丝中取得，试验结果获得了非常好的ΔE值，比ΔE值毫无例外地均低于1.0并且甚至低于0.9。

按照本发明方法制作的微丝，可以较佳的方式纺丝和染色。

本发明的微丝适于进一步拉伸以及进行热处理和/或机械处理，例如进一步纺丝/拉丝/形成花色组织，它们还可以进一步加工成高度定向的丝纱。

具体实施方式

下面的实施例1a到1d说明了本发明

实施例

“用于具有不超过0.7分特克斯的聚酯微丝的熔体纺丝的方法及由此制造成的聚酯微丝”

变量                      例1a    例1b    例1c    例1d

总纤度      分特克斯      88.0    88.0    56.0    56.0

单丝纤度    分特克斯      0.46    0.46    0.29    0.29

纺丝速度    米/分         2500    2500    2500    2500

融熔点      ℃            295     295     295     295

屑片粘度    对甲苯酚      1.640   1.640   1.640   1.640

降低的粘度  对甲苯酚      1.510   1.560   1.470   1.630

TEG的添加     ％          0.20    0.10    0.31    -

纺丝性能                  非常好  好      非常好  不能纺丝

POY数据(部分定向纱数据)

Uster1/2    U％      0.27    0.36    1.1    -

Uster       U％      0.45    0.67    2.4    -

韧度    cN/分特克斯  2.6     2.8     2.3    -

延伸度    ％         105     98.0    117    -

DTY数据：

纺丝/拉丝/形成花色组织结构    非常好    好     好

单丝纤度    分特克斯          0.34      0.34   0.23    -

总纤度      分特克斯          65.4      65.8   43.2    -

韧度        cN/分特克斯       3.3       3.3    2.7     -

延伸率      ％                23.3      23.1   24.5    -

沸水皱缩率  ％                4.2       4.1    2.1     -

颜色评定

灰度5 4 6-亨特Lab b-33.8-32.4-30.6- SDEV(b)0.12 0.19 0.35- ΔE最高0.4 0.5 1.0-

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.对具有不超过0.7分特克斯的纤度的PES微丝熔体纺丝的方法，其特征在于，所述微丝从聚酯熔体以2250到3300米/分的纺丝速度被纺成部分定向的纱(POY)，所述聚酯熔体的相对溶液粘度与PES纤维纺丝等级相比为低，作为纤度的函数在1.60及1.65之间，其中作为纤度函数的降低相对溶液粘度由下列关系式决定：

相对溶液粘度＝(0.1052×1nX)+1.649

关系式中X是丝纤度，单位为分特克斯，且其中，在选定的丝纤度的纺丝性能可以在相对溶液粘度上下波动±0.05的情况下实现。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该聚酯熔体是聚对苯二甲酸乙二醇酯。

3.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔体的降低的溶液相对粘度是通过加入及均匀地混合至少一种粘度调节添加剂加以调节的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述添加剂选自脂族二醇及水。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脂族二醇选自三甘醇、二甘醇及乙二醇。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所纺的细丝具有从0.1到0.7分特克斯的纤度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所纺的细丝具有从0.1到0.35分特克斯的纤度。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所纺的细丝具有从0.1到0.2分特克斯的纤度。

9.按权利要求1至8中任一项制造的具有不超过0.7分特克斯的纤度的聚酯微丝，其特征在于，它们具有按灰度从4.0到5.0以及低于1.0的ΔE值。