CN102453975A

CN102453975A - 一种聚酯纤维及其编织物

Info

Publication number: CN102453975A
Application number: CN2010105293231A
Authority: CN
Inventors: 曹海兵; 徐健; 藤森稔
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-16

Abstract

本发明提供了一种聚酯纤维及含有该纤维的编织物，该聚酯纤维的成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0.01～1μm的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5～5.0％，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0～0.2，含有该纤维的编织物具有近似棉的光泽效果。

Description

一种聚酯纤维及其编织物

技术领域

本发明涉及一种聚酯纤维及其编织物。

背景技术

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为代表的聚酯纤维，以其优异的机械、物理及化学特性，被广泛应用于纤维、薄膜等领域。现有的普通聚酯，通过添加二氧化钛(Ti0₂)作为消光剂，来降低聚酯本身的光反射强度。按添加量由低到高可大致分为超有光、大有光、半消光、全消光、超全消光。

当聚酯中二氧化钛的添加量较少时，该聚酯纤维的光泽较强，对眼睛有一种刺目感，如超有光、大有光及半消光。反之，当聚酯中二氧化钛的添加量达到一定数值后，能产生很好的遮光效果，但是，还是无法达到类似于棉的光泽感。

另外，现有的无机粒子种类繁多，但是，能添加入聚酯中进行正常纺丝加工的还是比较有限。现有的很多技术都是采用无机粒子来对聚合物进行改性，如专利文献1所述，其在PPS中添加了超细碳酸钙粒子，从而改善复合纤维的热稳定性、阻燃性及耐化学腐蚀性。另外，如专利文献2所述，其在聚合物中添加碳酸钙和瓷石粒子，从而改善纤维的在光照射时产生较强的折射效果，使其能让肉眼感受纤维染色后的浓色性。

专利文献1：CN200810041342.2

专利文献2：特开平7-166423

发明内容

本发明的目的是提供一种含有纳米无机粒子的聚酯纤维，通过在聚酯中添加一种光折射率与成纤聚酯相近的纳米无机粒子，从而避免纤维在光照条件下产生炫目感，使其具有柔和的光感，并且由该纤维织成的编织物能够达到近似于棉的光泽效果。

本发明的技术解决方案是：

一种聚酯纤维，其成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0.01～1μm的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5～5.0％，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0～0.2。

纤维在光照条件下，一部分光会在纤维表面发生反射，包括正反射和漫反射，还有一部分会进入纤维内部发生折射。当进入纤维内部的光遇到添加的无机粒子时，会再次发生反射和折射。如果该无机粒子的折射率与该成纤聚酯的折射率相近，则该无机粒子所产生的反射强度则会与该聚酯相当，其最终能产生一定的遮光效果，并且其反射光也不会因过强而炫目。

经发明人实验证实，当成纤聚酯和添加的无机粒子的光折射率相当的时候，由该纤维组成的编织物能达到超长棉相当的光泽感，从而能够制得有高级光泽感的聚酯纤维。

本发明中所说的聚酯优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本发明的聚酯纤维中，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5～5.0％，优选1.0wt～4.0wt％，最优选2.0wt％～3.0wt％。当无机粒子的添加量小于0.5wt％时，产生的光折射效果不明显，不能达到预期效果；另一方面，当添加量大于5wt％的时，光折射效果已趋于饱和，并且过多添加可能会造成粒子在聚合物中的分散性变差，从而影响纺丝工程的稳定性。

另外，成纤聚酯中添加的无机粒子的粒径为0.01～1μm，优选0.05～0.8μm，最优选0.1～0.6μm。如果粒径过大，其在纤维的比表面积就有所下降，会在一定程度上影响其最终的光折射效果；反之，粒径越小对纺丝工程及纤维特性越有好处，但是，粒径越小，粒子制造就越为困难。

上述无机粒子优选为碳酸钙(CaCO₃)、硫酸钡(BaSO₄)或三氧化二铝，更优选为碳酸钙或硫酸钡。最优选为碳酸钙。

由于本发明优选聚对苯二甲酸乙二醇酯作为成纤聚合物，其聚合物的光折射率为1.57，而聚酯中常用的消光剂二氧化钛的光折射率为2.52，与成纤聚酯的差异较大。本发明专利中提及的碳酸钙、硫酸钡及三氧化二铝粒子的光折射率分别为1.58、1.64、1.65，与成纤聚酯的差异都较小。但是，从实验的结果来看，碳酸钙粒子对纺丝工程的安定性更为有利。

另外，本发明中提到的无机粒子可以在聚合物的聚合阶段加入，也可以在后期纺丝时采用共混的方式加入。优选聚合阶段加入。

因为，在聚合物聚合阶段加入该无机粒子，粒子分散均匀，能够防止粒子发生团聚现象。如果在纺丝阶段进行共混加入，会影响其分散均匀性，从而导致纺丝阶段组件压力上升过快，缩短组件的纺丝周期，影响纺丝的操业性。

一种编织物，该编织物中含有上述聚酯纤维。

本发明中提到的编织物，组成该编织物的纤维中至少含有一种聚酯纤维，该纤维的成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0.01～1μm的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5～5.0％，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0～0.2。

该编织物的对比光泽度为1.0～3.0，光照反射强度为30～60％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.02～0.05。

本发明中提到的编织物在光照条件下，其对比光泽度为1.0～3.0，优选1.2～2.5，最优选1.5～2.0。另外，采用Jeffries法测定的光照反射强度为30～60％，优选35～45％。反射峰幅度(2σ)与峰高度(HEIGHT)的比值为0.02～0.05，优选0.03～0.04。

本发明所列的特性，系依照下列方法测得：

1、粒径

参考GB/T 15445.2-2006的测定方法，测出粒子的平均粒径。

2、光折射率

参考JIS K0062-1992，测定各化学制品的光折射率。

3、对比光泽度

如附图中图1所示，固定入射角θ为60度，而受光角在0～90度范围内变更，从而得到在这个角度范围内的反射光强的分布，采用二元相对反射分布的测定，

4、反射强度(Jeffries法)

如附图中图2所示，固定入射角α60度和受光角γ60度，测试试样放在测试台上进行360度旋转，以接收的反射光强度来计算反射强度。

反射强度＝反射光强/入射光强×100％

附图说明

图1是对比光泽度测试的示意图。

图2是放射强度(Jeffries法60度-60度)的测试示意图。

L：光源

α：入射角

γ：反射角

N：法线

R：受光器

具体实施方式

本发明进一步考察下述实施例作说明，为使更明确本发明而提出，不得解释为以任何方式作为其限制。

实施例1

将含有碳酸钙无机粒子(平均粒径：0.6μm、添加量：0.5wt％)的聚对苯二甲酸乙二醇酯通过纺丝机螺杆和箱体熔融，经计量泵、纺丝组件进行纺丝，纺丝温度设定为285～290℃，卷取速度设定为2000～3500m/min。制得的预取向丝再通过延伸加工成拉伸丝，其拉伸温度为80～180℃。最终制得的拉伸丝的强度为4.41cN/dtex，伸度为29.4％，沸水收缩率为5.2％，干热收缩率为9.4％。

织成编织物后，对织物进行光泽效果测试，其对比光泽度为2.8，反射强度为59％，反射峰的幅度与峰高度的比值为0.05。

具体结果见表1。

实施例2

除碳酸钙粒子的添加量为1wt％以外，其他同实施例1。最终制得的拉伸丝的强度为4.25cN/dtex，伸度为29.5％，沸水收缩率为5.1％，干热收缩率为8.8％。

织成编织物后，其对比光泽度为2.1，反射强度为45％，反射幅度与峰高度的比值为0.045。

具体数据见表1。

实施例3

除碳酸钙粒子的添加量为3wt％以外，其他同实施例1。最终制得的拉伸丝的强度为3.93cN/dtex，伸度为31％，沸水收缩率为3.9％，干热收缩率为5.9％。

织成编织物后，其对比光泽度为1.3，反射强度为32％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.033。

具体数据见表1。

实施例4

除碳酸钙粒子的添加量为5wt％以外，其他同实施例1。最终制得的拉伸丝的强度为3.35cN/dtex，伸度为33％，沸水收缩率为3.4％，干热收缩率为5.5％。

织成编织物后，其对比光泽度为1.1，反射强度为21％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.018。

具体数据见表1。

实施例5

除添加的无机粒子变更为硫酸钡(平均粒径：0.7μm、添加量：3wt％)以外，其他同实施例1。最终制得的延伸丝强度为4.05cN/dtex，伸度为32.5％，沸水收缩率为5.1％，干热收缩率为9.5％。

织成编织物后，其对比光泽度为1.6，反射强度为27％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.030。

具体数据见表1。

实施例6

除添加的无机粒子变更为三氧化二铝(平均粒径：0.8μm、添加量：3wt％)以外，其他同实施例1。最终制得的延伸丝强度为4.03cN/dtex，伸度为31.5％，沸水收缩率为3.8％，干热收缩率为5.7％。

织成编织物后，其对比光泽度为1.4，反射强度为28％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.032。

具体数据见表1。

比较例1

将含有碳酸钙无机粒子(平均粒径：0.6μm、添加量：0.2wt％)的聚对苯二甲酸乙二醇酯通过纺丝机螺杆和箱体熔融，经计量泵、纺丝组件进行纺丝得到予取向丝，再通过延伸得到全拉伸丝，其全拉伸丝的强度为4.52cN/dtex，伸度为29.2％，其沸水收缩率为5.6％，干热收缩率为9.6％。

织成编织物后，其对比光泽度为3.4，反射强度为62％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.052。

具体数据见表2。

比较例2

将含有碳酸钙无机粒子(平均粒径：0.6μm、添加量：6wt％)的聚对苯二甲酸乙二醇酯通过纺丝机螺杆和箱体熔融，经计量泵、纺丝组件进行纺丝得到予取向丝，再通过延伸得到全拉伸丝，其全拉伸丝的强度为3.15cN/dtex，伸度为33.2％，其沸水收缩率为3.2％，干热收缩率为5.2％。

织成编织物后，其对比光泽度为1.1，反射强度为20％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.025。

具体数据见表2。

比较例3

由超长棉织成的织物，其对比光泽度为1.2，反射强度为35％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.035。

具体数据见表2。

表1

表2

Claims

1.一种聚酯纤维，其特征在于，该纤维的成纤聚合物为聚酯，成纤聚合物中还含有粒径为0.01～1μm的无机粒子，无机粒子相对于聚酯的重量比为0.5～5.0％，并且该无机粒子与聚酯的光折射率差为0～0.2。

2.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征在于，所述无机粒子是碳酸钙、硫酸钡或三氧化二铝。

3.根据权利要求2所述的聚酯纤维，其特征在于，所述无机粒子是碳酸钙。

4.根据权利要求2所述的聚酯纤维，其特征在于，所述无机粒子是硫酸钡。

5.一种编织物，其特征在于，该编织物中含有权利要求1所述的聚酯纤维。

6.根据权利要求5所述的编织物，其特征在于，该编织物的对比光泽度为1.0～3.0。

7.根据权利要求5或6所述的编织物，其特征在于，该编织物的光照反射强度为30～60％，反射峰幅度与峰高度的比值为0.02～0.05。