CN111886369B - 吸湿性优异的海岛型复合纤维、纤维结构体及聚酯组合物 - Google Patents
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Abstract
吸湿性优异的海岛型复合纤维,其具有下述(1)~(4)的特征。(1)岛成分为具有吸湿性的聚合物;(2)在纤维横截面中,最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)为0.05~0.25;(3)热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为2.0~10.0%;(4)酚基含有率为16~160mmol/kg。其中,最外层厚度为纤维的半径与将配置于最外周的岛成分的顶点连结的外接圆的半径之差,且最外层厚度表示存在于最外层的海成分的厚度。提供吸湿性优异且耐氧化发热性良好的海岛型复合纤维及聚酯组合物。
Description
技术领域
本发明涉及吸湿性优异且耐氧化分解性良好的海岛型复合纤维及聚酯组合物。更详细而言,本发明涉及即使在染色等热水处理中也具有高品质且吸湿性优异、而且耐氧化分解性良好、能够抑制干洗处理后的氧化发热从而能够适合使用于衣料用途的海岛型复合纤维、以及具有高吸湿性、能够实现优异的纤维特性及水洗涤处理后的黄变抑制和氧化发热抑制的聚酯组合物。
背景技术
聚酯纤维由于价格便宜且机械特性、干爽感优异,因此被用于广泛的用途。但是,由于缺乏吸湿性,因此在夏季的高湿天气时产生闷热感,在冬季的低湿天气时产生静电等,从穿着舒适性的观点具有要解决的课题。
为了改善上述缺点,关于对聚酯纤维赋予吸湿性的方法,迄今为止已经提出了各种提案。作为用于赋予吸湿性的通常方法,可列举向聚酯中共聚亲水性化合物或添加亲水性化合物等,作为亲水性化合物的一例,可列举聚乙二醇。
另外,关于以包含聚乙二醇的聚亚烷基二醇作为构成成分、并且含有其他添加剂等的聚酯组合物,迄今为止也提出了各种方法。
例如,在专利文献1中,将共聚有低分子量的聚乙二醇的聚酯单独纤维化,并对聚酯纤维赋予吸湿性。
在专利文献2中,将含有抗氧化剂的高分子量的聚乙二醇共聚聚酯单独纤维化,并对聚酯纤维赋予吸湿性。
在专利文献3中,提出了针对芯配置共聚了聚乙二醇的聚酯、针对鞘配置聚对苯二甲酸乙二醇酯的芯鞘型复合纤维。在该提案中,通过在芯配置吸湿性聚合物,从而对聚酯纤维赋予吸湿性。另外,还提出通过共聚50~95重量%的聚氧亚烷基化合物而赋予了吸湿性的共聚聚酯。
在专利文献4中,提出了在岛配置共聚了聚乙二醇的聚酯、在海配置聚对苯二甲酸乙二醇酯的海岛型复合纤维。在该提案中,通过在岛配置吸湿性聚合物,从而对聚酯纤维赋予吸湿性。
在专利文献5中,提出了在以聚酯链段作为硬链段、以聚亚烷基二醇单元作为软链段的嵌段共聚物中配合酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂作为自由基捕捉剂而成的氧吸收性树脂组合物。
在专利文献6中,提出了以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为硬链段、以聚氧乙二醇作为软链段的聚醚酯聚合物。在该提案中,通过进一步共聚有机磺酸金属盐,从而赋予水溶胀性。
在专利文献7中,提出了使酯化生成物转移至预先投入了分子量为400~6000的聚亚烷基二醇的聚合槽的直接聚合法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-104379号公报
专利文献2:国际公开第2015/146790号
专利文献3:日本特开2001-172374号公报
专利文献4:日本特开平8-198954号公报
专利文献5:日本特开2003-113311号公报
专利文献6:日本特开2005-200786号公报
专利文献7:日本特开昭58-198527号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述专利文献1记载的方法中,吸湿性聚合物在整个纤维表面露出,在染色等热水处理时作为吸湿性聚合物的共聚成分的聚乙二醇被氧化分解而向处理液中溶出,存在在热水处理后吸湿性下降的课题。另外,在干洗处理后的转鼓干燥时存在因聚乙二醇的氧化分解而纤维发热的课题。
在专利文献2记载的方法中,为了抑制聚乙二醇的氧化分解而在纤维中含有大量的抗氧化剂,因此存在因丝强度下降而在针织、机织工序中频繁发生断丝、因使用时发生起毛而使品质下降的课题。
在专利文献3记载的方法中,存在下述课题:在染色等热水处理时随着芯成分的吸湿性聚合物发生体积溶胀,应力集中于芯成分与鞘成分的界面,结果发生鞘成分破裂,并因该鞘成分破裂而发生染色不均、起毛,从而造成品质下降。进而存在芯成分的吸湿性聚合物以鞘成分破裂的部分作为起点而溶出、在热水处理后吸湿性下降这样的的课题。另外,虽然公开了添加0.2份受阻酚系抗氧化剂的技术,但是添加量少,也没有进行磷系抗氧化剂的添加,因此存在水洗涤处理后发生黄变、耐氧化发热性差这样的课题。
在专利文献4记载的方法中,存在下述课题:纤维横截面中相对于纤维直径而言的最外层的海成分的厚度小,因此在染色等热水处理时随着岛成分的吸湿性聚合物发生体积溶胀,海成分发生破裂,因该海成分破裂而发生染色不均、起毛,从而造成品质下降。进而存在岛成分的吸湿性聚合物以海成分发生破裂的部分作为起点而溶出、吸湿性下降这样的课题。
在专利文献5记载的方法中,在软链段使用聚四亚甲基二醇,并且配合了作为自由基捕捉剂的受阻酚系抗氧化剂IRGANOX1010、作为磷系抗氧化剂的IRGAFOS168,但是存在吸湿性差这样的课题。
在专利文献6记载的方法中,没有进行酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂的添加,因此存在耐氧化发热性差这样的课题。
在专利文献7记载的方法中,公开了预先将分子量为1,000的聚亚烷基二醇投入聚合槽、并使酯化生成物转移至其中而得到高聚合度聚酯-聚醚共聚物的制造方法,但是由于聚亚烷基二醇的分子量小,因此存在所得到的聚酯-聚醚共聚物的吸湿性低这样的课题。
本发明的目的是解决上述现有技术的问题并提供:制成机织物、针织物等纤维结构体时较少发生染色不均、起毛,品质优异,即使在染色等热水处理后吸湿性也优异,进而能够实现水洗涤处理后(JIS L0217)后的黄变抑制,耐氧化分解性良好且能够实现干洗处理后(JIS L1096)或水洗涤处理后的氧化发热抑制,从而能够适合用于衣料用途的海岛型复合纤维;以及具有高吸湿性,能够实现优异的纤维特性及水洗涤处理后的黄变抑制和氧化发热的聚酯组合物。
用于解决课题的手段
本发明为了解决上述课题而采用以下手段。
作为第1发明,如下所述:
吸湿性优异的海岛型复合纤维,其具有下述(1)~(4)的特征。
(1)岛成分为具有吸湿性的聚合物
(2)在纤维横截面中,最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)为0.05~0.25
(3)热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为2.0~10.0%
(4)酚基含有率为16~160mmol/kg
其中,最外层厚度T为纤维的半径与将配置于最外周的岛成分的顶点连结的外接圆的半径之差,且最外层厚度T表示存在于最外层的海成分的厚度。
作为第2发明,如下所述:
聚酯组合物,在使10~50重量%的数均分子量为5,000~20,000的聚乙二醇与由芳香族二羧酸及/或其酯形成性衍生物和二醇及/或其酯形成性衍生物形成的聚酯共聚而成的聚酯中,含有10.0~200.0mmol/kg的化学式(1)所示结构的酚系抗氧化剂并且含有以磷量计为15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化剂;
以及聚酯组合物的制造方法,其是前述聚酯组合物的制造方法,使用芳香族二羧酸和包含50摩尔%以上的1,4-丁二醇的二醇进行酯交换反应,另一方面,预先向缩聚槽中投入聚乙二醇,在聚合槽的温度为210℃以下时,将由该酯交换反应得到的酯化生成物转移至该缩聚槽中,开始缩聚反应。
作为第2发明的聚酯组合物的利用方法,有以该聚酯组合物作为海成分或芯成分的复合纤维,能够适合作为第1发明中的吸湿性聚合物进行利用。
发明效果
由第1发明得到的海岛型复合纤维即使在染色等热水处理中也具有高品质且吸湿性优异,进而能够实现水洗涤处理(JIS L0217)后的黄变抑制,耐氧化分解性良好且能够实现干洗处理后(JIS L1096)或水洗涤处理后的氧化发热抑制,从而能够特别适合使用于衣料用途中。另外,根据第2发明,可得到具有高吸湿性、能够实现优异的纤维特性及水洗涤处理后的黄变抑制和氧化发热抑制的聚酯组合物。
附图说明
图1的(a)~(n)是表示本发明的海岛型复合纤维的截面形状的一例的图。
图2是在本发明的海岛型复合纤维的制造方法中使用的海岛复合喷丝头的一例,图2(a)是构成海岛复合喷丝头的主要部分的正截面图,图2(b)是分配板的局部横截面图,图2(c)是排出板的横截面图。
图3是分配板的一例的局部。
图4是分配板中的分配槽及分配孔配置的一例。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细地说明。
首先,对第1发明涉及的吸湿性优异的海岛型复合纤维及在局部使用该海岛型复合纤维的纤维结构体进行说明。
本发明中的吸湿率差(△MR)是指在设想为轻轻运动后的衣服内温湿度即温度30℃、湿度90%RH下的吸湿率与在作为外界空气温湿度的温度20℃、湿度65%RH下的吸湿率之差,只要没有特别说明,则表示用实施例记载的方法测定的值。具有吸湿性是指△MR为2.0%以上,△MR的值越大,吸湿性越高,穿着舒适性越提高。
只要没有特别说明,第1发明中的最外层厚度是指纤维的半径与将配置于最外周的岛成分的顶点连结的外接圆的半径之差,所述最外层厚度表示存在于最外层的海成分的厚度。
第1发明的海岛型复合纤维的岛成分是具有吸湿性的聚合物(吸湿性聚合物)。具有吸湿性的聚合物只要是吸湿率差(ΔMR)为2.0%以上的聚合物,则并无特别限制。具体而言,可列举聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚酯酰胺、聚酰胺、热塑性纤维素衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮等,但是并不限定于此。这些吸湿性聚合物可以仅使用1种,也可以并用2种以上。另外,也可以使用将这些吸湿性聚合物与聚酯、聚酰胺、聚烯烃等混合而成的混合物作为吸湿性聚合物。
第1发明的海岛型复合纤维的岛成分的具有吸湿性的聚合物优选为聚乙二醇共聚聚合物。当为聚乙二醇共聚聚合物时,吸湿性优异,且耐热性也良好,因此所得到的海岛型复合纤维的机械特性、色调良好。
第1发明的海岛型复合纤维在纤维横截面中最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)为0.05~0.25。如果T/R为0.05以上,则可充分确保相对于纤维直径而言的最外层的厚度,因此能够抑制因染色等热水处理而随着配置于岛的吸湿性聚合物的体积溶胀发生的海成分破裂,较少发生因海成分破裂所致的染色不均、起毛,品质优异。进而可抑制吸湿性聚合物的溶出,即使在热水处理后也表现高吸湿性。海岛型复合纤维的T/R更优选为0.07以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的T/R为0.25以下,则不会因相对于纤维直径而言的最外层的厚度而损害配置于岛的吸湿性聚合物的体积溶胀,能够得到吸湿性高的纤维以及纤维结构体。海岛型复合纤维的T/R更优选为0.22以下。
第1发明的海岛型复合纤维的热水处理后的吸湿率差(△MR)为2.0~10.0%。如果热水处理后的吸湿率差(△MR)为2.0~10.0%,则衣服内的闷热感小,表现出穿着舒适性。若热水处理后的吸湿率差(△MR)小于2.0%,则吸湿性低,衣服内的闷热感变大。若热水处理后的吸湿率差(△MR)大于10.0%,则发生起毛,品质下降。从高吸湿性和品质的观点考虑,热水处理后的吸湿率差(△MR)优选为3.0%~8.0%。
第1发明的海岛型复合纤维含有酚基(酚骨架)。由于利用酚基来阻止自由基连锁反应,因此能够抑制氧化分解,在干洗处理后的转鼓干燥时抑制氧化发热。
第1发明的海岛型复合纤维含有16~160mmol/kg的酚基。如果酚基含有率为16~160mmol/kg,则能够兼备耐氧化分解性和纤维强度。若酚基含有率小于16mmol/kg,则不能捕捉所产生的自由基,耐氧化分解性不良,在干洗处理后的转鼓干燥时引起氧化发热。若酚基含有率大于160mmol/kg,则可抑制纤维的取向,因此纤维强度下降,在针织、机织工序中频繁发生断丝,因使用时的起毛而引起品质下降。从耐氧化分解性和纤维强度的观点考虑,酚基含有率优选为20~150mmol/kg。酚基(酚骨架)优选以酚系化合物的形式包含于海岛型复合纤维中。
第1发明的海岛型复合纤维优选具有下述化学式(1)所示结构的酚系化合物。如果含有下述化学式(1)所示结构的酚系化合物,则在水洗涤处理时所生成的黄色醌系化合物的量减少,可抑制黄变。
[化学式1]
[上述式中,R1、R2、R3表示烃基、羟基、氢原子中的任一种。]
第1发明的海岛型复合纤维优选含有磷元素。如果含有磷元素,则可抑制因水洗涤处理中所使用的次氯酸系漂白剂所致的酚失活,即使在水洗涤处理后也可抑制转鼓干燥时的氧化发热。
第1发明的海岛型复合纤维优选含有3~30mmol/kg的磷元素。如果磷元素含有率为3~30mmol/kg,则水洗涤处理后的耐氧化分解性良好,且纤维的色调也良好。从水洗涤处理后的耐氧化分解性和纤维色调的观点考虑,磷元素含有率更优选为6~25mmol/kg。
第1发明的海岛型复合纤维的海成分/岛成分的复合比率(重量比)优选为50/50~90/10。如果海岛型复合纤维的海成分的复合比率为50重量%以上,则可得到由海成分带来的弹性、硬挺感、干爽感,故优选。另外,可抑制因拉伸时、假捻时的外力所致的海成分破裂和随着吸湿时、吸水时的吸湿性聚合物的体积溶胀而发生的海成分破裂,因此可抑制由发生染色不均、起毛所致的品质下降和因在染色等热水处理时吸湿性聚合物向热水中溶出所致的吸湿性下降,故优选。另一方面,如果海岛型复合纤维的海成分的复合比率为90重量%以下、即岛成分的复合比率为10重量%以上,则可得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,故优选。
第1发明的海岛型复合纤维的作为复丝的纤度并无特别限制,能够根据用途、要求特性来适当选择,但优选为10~500dtex。如果海岛型复合纤维的纤度为10dtex以上,则不仅断丝少、工序通过性良好,而且在使用时较少发生起毛,耐久性优异,故优选。另一方面,如果海岛型复合纤维的纤度为500dtex以下,则不会损害纤维以及纤维结构体的柔软性,故优选。
第1发明的海岛型复合纤维的单纤维纤度并无特别限制,能够根据用途、要求特性来适当选择,但优选为0.5~4.0dtex。如果海岛型复合纤维的单纤维纤度为0.5dtex以上,则不仅断丝少、工序通过性良好,而且在使用时较少发生起毛,耐久性优异,故优选。另一方面,如果海岛型复合纤维的单纤维纤度为4.0dtex以下,则不会损害纤维以及纤维结构体的柔软性,故优选。
第1发明的海岛型复合纤维的强度并无特别限制,能够根据用途、要求特性进行适当选择,但是,从机械特性的观点考虑,优选为2.0~5.0cN/dtex。如果海岛型复合纤维的强度为2.0cN/dtex以上,则在使用时较少发生起毛,耐久性优异。更优选为2.3cN/dtex以上。另一方面,如果海岛型复合纤维的强度为5.0cN/dtex以下,则不会损害纤维以及纤维结构体的柔软性,故优选。
第1发明的海岛型复合纤维的伸长率并无特别限制,能够根据用途、要求特性进行适当选择,但是,从耐久性的观点考虑,优选为10~60%。如果海岛型复合纤维的伸长率为10%以上,则纤维以及纤维结构体的耐磨损性良好,在使用时较少发生起毛,耐久性良好,故优选。另一方面,如果海岛型复合纤维的伸长率为60%以下,则纤维以及纤维结构体的尺寸稳定性良好,故优选。
关于第1发明的海岛型复合纤维的纤维横截面中的岛成分的形状,并无特别限制,可以为正圆状的圆形截面,也可以为非圆形截面。作为非圆形截面的具体例,可列举多叶形、多角形、扁平形、椭圆形等,但并不限定于此。
关于第1发明的海岛型复合纤维的纤维截面形状,并无特别限制,能够根据用途、要求特性进行适当选择,可以为正圆状的圆形截面,也可以为非圆形截面。作为非圆形截面的具体例,可列举多叶形、多角形、扁平形、椭圆形等,但并不限定于此。
接下来,对第1发明的海岛型复合纤维的制造方法进行叙述。
第1发明的海岛型复合纤维能够以具有吸湿性的聚合物作为岛成分并且以热塑性聚合物作为海成分而使用已知的熔融纺丝方法、拉伸方法、假捻等卷缩加工方法来得到。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的海成分为热塑性聚合物。具体而言,可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇烯酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等芳香族聚、聚乳酸、聚乙醇酸等脂肪族聚酯、尼龙6、尼龙66等聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃等,但并不限定于此。其中,聚酯的机械特性、耐久性优异,故优选,聚对苯二甲酸乙二醇酯可得到聚酯纤维特有的弹性、硬挺感,故更优选,阳离子可染性聚对苯二甲酸乙二醇酯的鞘破裂抑制效果大,且显示鲜明的显色性,并且在与聚氨酯纤维的混用中能够防止染料污染,故特别优选。阳离子可染性聚对苯二甲酸乙二醇酯是将能够与阳离子染料相互作用的成分共聚而成的聚对苯二甲酸乙二醇酯。作为能够与阳离子染料相互作用的共聚成分的具体例,有间苯二甲酸-5-磺酸金属盐,可列举锂盐、钠盐、钾盐、铷盐、铯盐等,但并不限定于此。其中,能够适合采用锂盐、钠盐。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的岛成分为具有吸湿性的聚合物。具体而言,可列举聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚酯酰胺、聚酰胺、热塑性纤维素衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮等聚合物,但并不限定于此。这些吸湿性聚合物可以仅使用1种,也可以并用2种以上。另外,也可以使用将这些吸湿性聚合物与聚酯、聚酰胺、聚烯烃等混合而成的混合物作为吸湿性聚合物。其中,包含聚醚作为共聚成分的聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚酯酰胺的吸湿性优异,故优选,从耐热性的观点考虑,更优选聚乙二醇共聚聚合物,从机械特性的观点考虑,特别优选聚乙二醇共聚聚酯。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的岛成分优选为具有结晶性的聚合物。如果岛成分具有结晶性,则在染色等热水处理时可抑制吸湿性聚合物向热水中溶出,因此即使在热水处理后也能维持吸湿性,故优选。
从吸湿性、耐热性及机械特性的观点考虑,第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的岛成分优选以芳香族二羧酸和脂肪族二醇作为主要构成成分、并且以聚乙二醇作为共聚成分的聚醚酯。作为芳香族二羧酸的具体例,可列举对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸锂、间苯二甲酸5-磺酸(四烷基)磷鎓、4,4’-二苯基二甲酸、2,6-萘二甲酸等,但并不限定于此。另外,作为脂肪族二醇的具体例,可列举乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇、环己二醇、二乙二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇等,但并不限定于此。其中,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇的制造时以及使用时的操作性良好,故优选,从结晶性的观点考虑能够适合采用1,4-丁二醇。
从耐热性及机械特性的观点考虑,第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的岛成分优选以芳香族二羧酸和脂肪族二醇作为主要构成成分、以聚乙二醇作为共聚成分的聚醚酯。作为共聚成分的聚乙二醇的数均分子量优选为2000~30000g/mol。如果聚乙二醇的数均分子量为2000g/mol以上,则吸湿性高,在作为岛成分使用的情况下可得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,故优选。另一方面,如果聚乙二醇的数均分子量为30000g/mol以下,则缩聚反应性高,能够减少未反应的聚乙二醇,在染色等热水处理时可抑制吸湿性聚合物向热水中溶出,即使在热水处理后也能维持吸湿性,故优选。
从耐热性及机械特性的观点考虑,第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的岛成分优选以芳香族二羧酸和脂肪族二醇作为主要构成成分、以聚乙二醇作为共聚成分的聚醚酯。作为共聚成分的聚乙二醇的共聚率优选为10~60重量%。如果聚乙二醇的共聚率为10重量%以上,则吸湿性高,在作为岛成分使用的情况下可得到吸湿性优异的海岛型复合纤维,故优选。另一方面,如果聚乙二醇的共聚率为60重量%以下,则能够减少未反应的聚乙二醇,在染色等热水处理时可抑制吸湿性聚合物向热水中溶出,即使在热水处理后也能维持吸湿性,故优选。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的海成分及/或岛成分的聚合物可以是添加副添加物进行各种改性的组合物。作为副添加剂的具体例,可列举相容剂、增塑剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、荧光增白剂、脱模剂、抗菌剂、成核剂、热稳定剂、抗静电剂、防着色剂、调节剂、消光剂、消泡剂、防腐剂、胶凝剂、胶乳、填料、油墨、着色料、染料、颜料、香料等,但并不限定于此。这些副添加物可以单独使用,也可以并用多种。
为了使第1发明的海岛型复合纤维中含有酚基(酚骨架),可列举在其制造工序中以酚系化合物这一形式添加于海成分及/或岛成分的聚合物中的方法作为一例。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的酚系化合物只要是具有酚基的化合物,则并无特别限制。具体而言,可列举2,6-二叔丁基对甲酚、丁基羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、硬脂基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双{1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基}2,4,8,10-四氧杂螺{5,5}十一烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、双{3,3’-双-(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸}乙二醇酯、生育酚、季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)、双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧基亚乙基)]酯、1,3,5-三[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羟基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)三酮等,但并不限定于此。这些酚系化合物可以仅使用1种,也可以并用2种以上。其中,双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧基亚乙基)]酯(BASF制,IRGANOX(注册商标,以下同样)245)、3,9-双{1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基}2,4,8,10-四氧杂螺{5,5}十一烷(ADEKA制,ADK STAB(注册商标,以下同样)AO-80)、1,3,5-三[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羟基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)三酮(RIANINLON CORPORATION制,THANOX(注册商标,以下同样)1790)由于氧化分解抑制效果高且水洗涤处理后的黄变抑制效果高,因此能够适合采用。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的磷系抗氧化剂只要是具有磷元素的化合物,则并无特别限制。具体而言,可列举亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2,4-叔丁基苯基)酯、双[2,4双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯亚磷酸、双(2,4-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4’-二基双亚膦酸酯、四(C12~C15烷基)-4,4’-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯、3,9-双(2,6-叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5,5十一烷]、1,1’-联苯-4,4’-二基双[亚膦酸双(2,4-二叔丁基苯基)酯]等。这些磷系抗氧化剂可以仅使用1种,也可以并用2种以上。其中,亚磷酸三(2,4-叔丁基苯基)酯(BASF制、IRGAFOS(注册商标,以下同样)168)、3,9-双(2,6-叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5,5十一烷](ADEKA制,ADK STAB PEP-36)、四(C12~C15烷基)-4,4’-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯(城北化学制、JA-805)、1,1’-联苯-4,4’-二基双[亚膦酸双(2,4-二叔丁基苯基)酯](Clariant Chemicals制,HOSTANOX(注册商标,以下同样)P-EPQ)由于水洗涤处理后的耐氧化分解性良好,因此能够适合采用。
关于第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的酚系抗氧化剂及磷系抗氧化剂的添加时机、添加法,并无特别限制。可以在将海成分及/或岛成分暂时冷却固化后再熔融的状态下进行混炼,另外,也可以与海成分及/或岛成分直接混合。从强制地与吸湿性聚合物混合的观点考虑,优选在将岛成分暂时冷却固化后再熔融的状态下用双螺杆混炼机进行混炼。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,关于硫代丙酸酯化合物等硫系抗氧化剂的添加,并无特别限制,但是,从所得到的纤维的亮度的观点考虑,优选不添加硫系抗氧化剂。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,优选在进行熔融纺丝之前使海成分、岛成分干燥而预先使含水率为300ppm以下。如果含水率为300ppm以下,则在熔融纺丝时抑制因水解所致的分子量下降、抑制因水分所致的发泡,能够稳定地进行纺丝,故优选。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,将事前已干燥的片料(日文:チップ)供给至挤出型、压熔型(pressure melter type)等熔融纺丝机,将海成分和岛成分分开熔融,用计量泵进行计量。然后导入至在纺丝块中经加热的纺丝组件中,在纺丝组件内将熔融聚合物过滤,然后用后述的海岛复合喷丝头使海成分和岛成分合流而形成海岛结构,从纺丝喷丝头排出而制成纤维纱条。
作为第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的海岛复合喷丝头,例如可以使用配置了日本特开2007-100243号公报中所公开的管组的以往已知的管型海岛复合喷丝头来制造。但是,以往的管型海岛复合喷丝头中,最外层的海成分的厚度为150nm左右,这是技术的极限,难以满足本发明的必要条件即纤维横截面中的最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)。因此,在本发明中可适合使用日本特开2011-174215号公报中记载的使用海岛复合喷丝头的方法。
作为本发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的海岛复合喷丝头的一例,对由图2~4所示的部件构成的海岛复合喷丝头进行说明。图2的(a)~(c)是示意性说明本发明中使用的海岛复合喷丝头的一例的说明图,图2的(a)是构成海岛复合喷丝头的主要部分的正截面图,图2的(b)是分配板的局部横截面图,图2的(c)是排出板的局部横截面图。图2的(b)和图2的(c)是构成图2的(a)的分配板及排出板,图3是分配板的俯视图,图4是本发明中分配板的局部放大图,各自记载了有关一个排出孔的槽及孔。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,复合聚合物流经由计量板、分配板而形成,并从排出板的排出孔排出。具体而言,聚合物A(岛成分)和聚合物B(海成分)从纺丝组件上游流入图2的计量板的聚合物A用计量孔(10-(a))和聚合物B用计量孔(10-(b)),通过穿设于下端的节流孔进行计量后,流入分配板。在分配板中穿设有用于将从计量孔10流入的聚合物合流的分配槽11(图3:11-(a)、11-(b)),并在该分配槽的下表面穿设有用于使聚合物流向下游的分配孔12(图4:12-(a)、12-(b))。另外,为了在复合聚合物流的最外层形成由作为海成分的聚合物B构成的层,设置了如图3所示的在底面穿设有分配孔的环状槽16。从该分配板排出的由聚合物A和聚合物B构成的复合聚合物流从排出导入孔13流入排出板9。接下来,复合聚合物流在导入具有所期望孔径的排出孔的期间通过缩小孔14顺着聚合物流在截面方向被缩小,维持由分配板形成的截面形态而由排出孔15排出。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,从海岛复合喷丝头排出的纤维纱条通过冷却装置冷却固化,用第1导丝辊牵引,介由第2导丝辊卷取在络筒机上,制成卷取丝。需要说明的是,为了提高纺丝操作性、生产率、纤维的机械特性,也可以根据需要在纺丝喷丝头下部设置2~20cm长度的加热筒、保温筒。另外,也可以使用供油装置对纤维纱条供油,还可以使用交织装置对纤维纱条赋予交织。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中的熔融纺丝的纺丝温度能够根据海成分、岛成分的熔点、耐热性等进行适当选择,但优选为240~320℃。如果纺丝温度为240℃以上,则从纺丝喷丝头排出的纤维纱条的伸长粘度充分下降,因此排出稳定,进而,纺丝张力不会过高,能够抑制断丝,故优选。另一方面,如果纺丝温度为320℃以下,则能够抑制纺丝时的热分解,能够抑制纤维的机械特性的下降、着色,故优选。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中的熔融纺丝的纺丝速度能够根据海成分、岛成分的组成、纺丝温度等进行适当选择。在暂时进行熔融纺丝并卷取后另外进行拉伸或假捻的二工序法时的纺丝速度优选为500~6000m/分钟。如果纺丝速度为500m/分钟以上,则行进纱条稳定,能够抑制断丝,故优选。另一方面,如果纺丝速度为6000m/分钟以下,则能够通过抑制纺丝张力而在没有断丝的情况下进行稳定的纺丝,故优选。二工序法时的纺丝速度更优选为4500m/分钟以下,进一步优选为4000m/分钟以下。另外,不进行暂时卷取就同时进行纺丝和拉伸的一工序法时的纺丝速度优选的是低速辊为500~5000m/分钟、高速辊为2500~6000m/分钟。如果低速辊及高速辊为上述的范围内,则行进纱条稳定,并且能够抑制断丝,能够进行稳定的纺丝,故优选。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,在通过一工序法或二工序法进行拉伸的情况,可以采用一段拉伸法或二段以上的多段拉伸法中的任一种方法。作为拉伸中的加热方法,只要是能够将行进纱条直接或间接加热的装置,则并无特别限定。作为加热方法的具体例,可列举加热辊、热针、热板、温水、热水等的液体浴、热空气、蒸气等的气体浴、激光等,但并不限定于此。这些加热方法可以单独使用,也可以并用多种。作为加热方法,从加热温度的控制、对行进纱条的均匀加热、装置不复杂的观点考虑,能够适合采用与加热辊的接触、与热针的接触、与热板的接触、在液体浴中的浸渍。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,进行拉伸时的拉伸温度能够根据拉伸后的纤维强度、伸长率等进行适当选择,但优选为50~150℃。如果拉伸温度为50℃以上,则供给于拉伸的纱条的预热充分地进行,拉伸时的热变形变得均匀,能够抑制纤度不均的发生,故优选。另一方面,如果拉伸温度为150℃以下,则能够抑制随着与加热辊的接触而产生的纤维彼此的熔接、热分解,工序通过性、品质良好,故优选。另外,也可以根据需要进行60~150℃的热定型。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,进行拉伸时的拉伸倍率能够根据拉伸前的纤维的伸长率、拉伸后的纤维的强度、伸长率等进行适当选择,但优选为1.02~7.0倍。如果拉伸倍率为1.02倍以上,则能够通过拉伸提高纤维的强度、伸长率等机械特性,故优选。另一方面,如果拉伸倍率为7.0倍以下,则可抑制拉伸时的断丝,能够进行稳定的拉伸,故优选。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,进行拉伸时的拉伸速度能够根据拉伸方法是一工序法和二工序法中的哪一种等进行适当选择。在一工序法的情况下,上述纺丝速度的高速辊的速度相当于拉伸速度。在通过二工序法进行拉伸时的拉伸速度优选为30~1000m/分钟。如果拉伸速度为30m/分钟以上,则行进纱条稳定,能够抑制断丝,故优选。另一方面,如果拉伸速度为1000m/分钟以下,则可抑制拉伸时的断丝,能够进行稳定的拉伸,故优选。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,在进行假捻加工的情况下,除了能够使用仅采用1段加热器的所谓仿毛加工以外,还能够适当选择使用1段加热器和2段加热器这两者的所谓高松弛热处理加工。加热器的加热方法可以是接触式、非接触式中的任一种。作为假捻加工机的具体例,可列举摩擦圆盘(Friction disc)式、皮带夹(belt nip)式、针销式等,但并不限定于此。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,进行假捻加工时的加热器温度优选为120~210℃。如果加热器温度为120℃以上,则供给于假捻加工的纱条的预热充分地进行,随着拉伸进行的热变形变得均匀,能够抑制纤度不均的发生,染色不均和起毛少,品质良好,故优选。另一方面,如果加热器温度为210℃以下,则可抑制随着与加热加热器的接触而发生的纤维彼此的熔接、热分解,断丝、加热加热器等的污染少,工序通过性、品质良好,故优选。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,进行假捻加工时的拉伸倍率能够根据假捻加工前的纤维的伸长率、假捻加工后的纤维的强度、伸长率等进行适当选择,但优选为1.01~2.5倍。如果拉伸倍率为1.01倍以上,则能够通过拉伸提高纤维的强度、伸长率等机械特性,故优选。另一方面,如果拉伸倍率为2.5倍以下,则可抑制假捻加工时的断丝,能够进行稳定的假捻加工,故优选。
在第1发明的海岛型复合纤维的制造中,进行假捻加工时的加工速度能够进行适当选择,但优选为200~1000m/分钟。如果加工速度为200m/分钟以上,则行进纱条稳定,能够抑制断丝,故优选。另一方面,如果加工速度为1000m/分钟以下,则可抑制假捻加工时的断丝,能够进行稳定的假捻加工,故优选。
关于在第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的纤维的形态,并无特别限制,可以为单丝、复丝、短纤维等中的任一形态。另外,能够与通常的纤维同样地进行假捻、捻丝等加工,对于机织、针织也能与通常的纤维同样地操作。
第1发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的纤维结构体的形态并无特别限制,能够按照已知的方法制成机织物、针织物、毛圈布帛、无纺布、细纱、填充棉等。另外,本发明的海岛型复合纤维的制造中所使用的纤维结构体可以是任意的机织组织或针织组织,能够适合采用平纹机织、斜纹机织、缎纹机织或它们的变化机织、经编针织、纬编针织、圆形针织、蕾丝针织或它们的变化针织等。
第1发明的海岛型复合纤维在制成纤维结构体时可以通过交织、交编等与其他纤维进行组合,也可以在与其他纤维形成混纤丝后制成纤维结构体。
第1发明的海岛型复合纤维可以在纤维或纤维结构体的任一状态下进行染色。另外,染色方法并无特别限制,能够按照已知的方法而适合采用子纱(cheese)染色机、液流染色机、转筒染色机、经轴染色机、卷染机(Jigger)、高压卷染机等。关于染料浓度、染色温度,并无特别限制,能够适合采用已知的方法。另外,可以根据需要在染色加工前进行精炼,也可以在染色加工后进行还原清洗。
接下来,对第2发明涉及的聚酯组合物进行说明。
如上所述,本发明中的吸湿性能够用在设想为轻轻运动后的衣服内温湿度即温度30℃、湿度90%RH下的吸湿率与在作为外界空气温湿度的温度20℃、湿度65%RH下的吸湿率之差△MR来表示。△MR的值越大,则吸湿性越高,在制成纤维、布帛时穿着舒适性越提高。
从穿着舒适性的观点考虑,第2发明的聚酯组合物的△MR优选为2.0~25.0%,更优选为4.0~25.0%以下,进一步优选为8.0~25.0%以下,特别优选为15.0~25.0%以下,最优选为20.0~25.0%以下。在△MR小于2.0%时,吸湿性低,衣服内的闷热感变大。在△MR大于25.0%时,熔融成型性变差,有时成型品的机械强度下降或发生起毛。
第2发明的聚酯组合物是在使10~50重量%的数均分子量为5,000~20,000的聚乙二醇与由芳香族二羧酸及/或其酯形成性衍生物和二醇及/或其酯形成性衍生物形成的聚酯共聚而成的共聚聚酯中含有10.0~200.0mmol/kg的下述化学式(1)所示的酚系抗氧化剂、并且含有以磷量计为15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化剂的聚酯组合物。
[化学式2]
上述式中,R1、R2、R3表示烃基、羟基、氢原子中的任一种。
在第2发明中,聚酯是由二羧酸及它们的酯形成性衍生物和二醇及它们的酯形成性衍生物形成的聚酯。
作为这样的聚酯,具体而言,可列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚1,2-双(2-氯苯氧基)乙烷-4,4’-二甲酸乙二醇酯等。从结晶性优异、聚合结束排出时的切割性优异这样的观点考虑,本发明优选为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
在这些聚酯中可以共聚有间苯二甲酸、萘二甲酸、4,4’-二苯基二甲酸、环己烷二甲酸、5-磺基间苯二甲酸等二羧酸及其酯形成性衍生物作为共聚二羧酸成分。在全部二羧酸成分中所占的共聚二羧酸成分的量优选为20摩尔%以下,进一步优选为10摩尔%以下。
另外,在这些聚酯中可以共聚有乙二醇、丙二醇、丁二醇、四亚甲基二醇、六亚甲基二醇、二乙二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、聚丙二醇等二醇化合物及其酯形成性衍生物等作为二醇成分。在全部二醇成分中所占的丁二醇优选为80摩尔%以上。作为除丁二醇以外的二醇成分,也能在不损害发明效果的范围内进行共聚。
第2发明的聚酯组合物的特征在于其是共聚有聚乙二醇的聚酯。与将聚乙二醇混炼的情况相比,在高次加工工序中的清洗工序中无聚乙二醇溶出,能够维持高吸湿性,因此可适合用作纤维等的加工品。
在第2发明中,其特征在于,聚酯中所共聚的聚乙二醇的数均分子量为5000~20000,共聚量相对于所得到的共聚聚酯而言为10~50重量%。在此,共聚聚酯中的聚乙二醇的数均分子量及共聚量的具体的测定方法将在后文叙述,能够用碱水溶液水解共聚聚酯后利用凝胶渗透色谱(GPC)进行测定。
在第2发明中,通过将聚酯中所共聚的聚乙二醇设为特定的数均分子量,从而吸湿特性变得极大,加工性变得良好。具体而言,通过使共聚聚酯中所共聚的聚乙二醇的数均分子量为5000以上,从而吸湿性能变得极大。其理由并不明确,但是认为是:若数均分子量为5000以上,则第2发明的聚酯组合物聚酯中的聚乙二醇和聚酯形成特异的结构,因此吸湿性变得极高。聚乙二醇的数均分子量更优选为5500以上,进一步优选为6000以上。
在第2发明中,若聚酯中所共聚的聚乙二醇的数均分子量大于20000,则有时产生与聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应性下降、聚合时的排出性差、并且聚乙二醇在热水中溶出这样的问题。从成型性、尤其是制纱性的观点考虑,聚酯中所共聚的聚乙二醇的数均分子量更优选为10000以下。
在第2发明中,聚酯中所共聚的聚乙二醇的数均分子量能够按照以下的步骤来计算。采集约0.05g共聚聚酯并将其置于能够密闭的小瓶中,添加28重量%的氨水1mL,在120℃下加热5小时,将试样溶解。自然冷却后,添加纯化水1ml、6M盐酸1.5ml,用纯化水定容至5ml。离心分离后,用0.45μm过滤器进行过滤,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定滤液中所包含的单末端封端聚环氧烷化合物的数均分子量。需要说明的是,第2发明中的作为共聚成分的聚乙二醇的数均分子量是指利用GPC求得的标准聚乙二醇换算的值。
在第2发明中,其特征在于,聚酯中所共聚的聚乙二醇的共聚量为10~50重量%。若聚乙二醇的共聚量少于10重量%,则所得到的共聚聚酯的吸湿性小,成为与未共聚聚乙二醇的聚酯同等程度的吸湿性,衣服内的闷热感变大。从能够得到高吸湿性这样的观点考虑,聚乙二醇的共聚量优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上,进一步优选为30重量%以上,特别优选为40重量%以上。另外,从耐热性、熔融成型性例如纺丝性的观点考虑,聚乙二醇的添加量需要为50重量%以下。若大于50重量%,则有时所得到的共聚聚酯不能耐受在高温度区域中的使用、或者成型品的机械强度下降。
在第2发明中,聚酯中所共聚的聚乙二醇的共聚量能够按照以下的步骤来计算。采集约0.05g共聚聚酯置于核磁共振装置(NMR)的测定管中,添加氘代1,1,1,3,3,3-六氟-2-异丙醇(HFIP)1g,使其溶解。通过对该溶液进行1H-NMR测定,从而能够计算聚酯组合物中所共聚的聚乙二醇的共聚量。
第2发明中的共聚聚酯的制造方法并无特别限定,能够利用已知的缩聚法、开环聚合法等来制造,可以为间歇聚合及连续聚合中的任一种,另外,能够应用酯交换反应及基于直接聚合的反应中的任一种,但是,从能够减少羧基末端基量的方面考虑,优选连续聚合,在成本的方面,优选直接聚合。
在第2发明中的聚酯为通过以二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物为主成分的缩合反应而得到的聚合物或共聚物的情况下,能够通过将二羧酸或其酯形成衍生物和二醇或其酯形成性衍生物进行酯化反应或酯交换反应、接着进行缩聚反应来制造。需要说明的是,为了有效地促进酯化反应或酯交换反应及缩聚反应,优选在这些反应时添加聚合反应催化剂,作为聚合反应催化剂的具体例,可列举:钛酸的甲酯、四正丙酯、四正丁酯、四异丙酯、四异丁酯、四叔丁酯、环己酯、苯酯、苄酯、甲苯酯、或它们的混合酯等有机钛化合物;二丁基氧化锡、甲基苯基氧化锡、四乙基锡、六乙基氧化二锡、环六己基氧化二锡、双十二烷基氧化锡、三乙基氢氧化锡、三苯基氢氧化锡、乙酸三异丁基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二苯基锡、单丁基三氯化锡、二丁基二氯化锡、三丁基氯化锡、二丁基硫化锡及丁基羟基氧化锡、甲基锡酸、乙基锡酸、丁基锡酸等烷基锡酸等锡化合物;四正丁氧基锆等氧化锆化合物;三氧化二锑、乙酸锑等锑化合物等,其中,优选有机钛化合物及锡化合物,进一步优选钛酸的四正丙酯、四正丁酯及四异丙酯,特别优选钛酸的四正丁酯。这些聚合反应催化剂能够仅使用1种,也能够并用2种以上。在机械特性、成型性及色调的方面考虑,聚合反应催化剂的添加量相对于聚酯树脂100重量份而言优选为0.005~0.5重量份的范围,更优选为0.01~0.2重量份的范围。
关于共聚成分的聚乙二醇的添加时机,例如可在酯化反应或酯交换反应前、从酯化反应或酯交换反应实质上结束的时刻到开始缩聚反应为止、缩聚反应实质上结束后等任意阶段进行添加。
在本发明的聚酯组合物的制造方法中,优选使用芳香族二羧酸和包含50摩尔%以上的1,4-丁二醇的二醇进行酯化反应。
作为芳香族二羧酸,可列举例如间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、双(对羧基苯基)甲烷、蒽二甲酸、4,4’-二苯基醚二甲酸及间苯二甲酸-5-磺酸钠等。
从能够高效地制造耐热性、机械特性及染色性优异的聚酯组合物的方面考虑,在全部二羧酸成分中,对苯二甲酸优选为50摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上,100摩尔%是最优选的形态。作为除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分,并用间苯二甲酸及2,6-萘二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠也是优选的形态。
作为二醇,可列举芳香族二醇、脂肪族二醇、脂环式二醇、杂环式二醇等。它们也可以使用2种以上。
作为上述的芳香族二醇,可列举例如:聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯-(2.3)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯-(2.8)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷及聚氧乙烯-(3.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等加成有环氧乙烷的双酚A衍生物;和聚氧丙烯-(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯-(2.3)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯-(2.8)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷及聚氧基丙烯-(3.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等加成有环氧丙烷的双酚A衍生物等。它们也可以使用2种以上。
作为上述其他脂肪族二醇,可列举例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇、二乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等。它们也可以使用2种以上。
作为上述的脂环式二醇,可列举例如环戊二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己烷二甲醇及1,4-环己烷二甲醇等。它们也可以使用2种以上。
作为上述的杂环式二醇,可列举例如异山梨醇、异甘露糖醇及异艾杜糖醇等。它们也可以使用2种以上。
从能够高效地制造结晶化特性、成型性、耐热性及机械特性优异的聚对苯二甲酸丁二醇酯的方面考虑,在全部二醇成分中,1,4-丁二醇优选为50摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上,100摩尔%是最优选的形态。作为除1,4-丁二醇以外的二醇成分,并用乙二醇、1,3-丙二醇及1,4-环己烷二甲醇也是优选的形态。
在本发明的实施方式中,优选在反应压力为30kPa以上且95kPa以下的减压下实施酯化反应。在酯化反应的反应压力为30kPa以上的情况下,能够进一步提高使用了所得到的聚酯的丝的强度。从能够进一步提高使用了所得到的聚酯的丝的强度的方面考虑,酯化反应的反应压力优选为60kPa以上,更优选为80kPa以上,更优选为85kPa以上。另一方面,若酯化反应或酯交换反应的压力为95kPa以下,则能够进一步缩短酯化反应的反应时间。
在本发明的实施方式中,从能够缩短反应时间的方面考虑,在酯化反应或酯交换反应中能够使用反应催化剂。作为反应催化剂,可列举钛化合物及/或锡化合物等。在本发明中,从能够进一步缩短反应时间的方面考虑,优选使用钛化合物。
在本发明的实施方式中,作为在酯化反应时被用作反应催化剂的钛化合物,优选通式(R1O)nTi(OR2)(4-n)(其中,式中,R1及R2分别独立地表示碳原子数1~l0的脂肪族、脂环族或芳香族的烃基,n表示0~4的数字(包括小数)。)所示的钛酸酯或其缩合物。
作为上述通式所示的钛化合物的具体例,可列举钛酸的甲酯、四正丙酯、四正丁酯、四异丙酯、四异丁酯、四叔丁酯、环己酯、苯酯、苄酯及甲苯酯或它们的混合酯等。它们也可以使用2种以上。其中,从能够更高效地制造聚酯的方面考虑,优选钛酸的四正丙酯、四正丁酯及四异丙酯,特别优选使用钛酸的四正丁酯。
从能够更高效地制造聚酯的方面考虑,这些钛化合物的添加量相对于所生成的聚酯100重量份而言优选为0.02~0.2重量份的范围。
作为锡化合物的具体例,可列举:二丁基氧化锡、甲基苯基氧化锡、四乙基氧化锡、六乙基氧化二锡、环六己基氧化二锡、双十二烷基氧化锡、三乙基氢氧化锡、三苯基氢氧化锡、乙酸三异丁基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二苯基锡、单丁基三氯化锡、二丁基二氯化锡、三丁基氯化锡、二丁基硫化锡及丁基羟基氧化锡等。它们也可以使用2种以上。其中,从能够更高效地制造聚对苯二甲酸丁二醇酯的方面考虑,可优选使用单烷基锡化合物。
另外,作为其他锡化合物,也能使用锡酸。可优选使用例如甲基锡酸、乙基锡酸及丁基锡酸等烷基锡酸。它们也可以使用2种以上。
从能够更高效地制造聚酯的方面考虑,这些锡化合物的添加量相对于所生成的聚酯100重量份而言优选为0.03~0.2重量份的范围。
这些反应催化剂的添加时机只要是酯化反应结束前,则任何时机均可,但从能够进一步缩短反应时间的方面考虑,优选在酯化反应开始前进行添加。
在本发明的实施方式中,酯化反应优选在包含50摩尔%以上的1,4-丁二醇的二醇成分与对苯二甲酸的摩尔比大于1.2且为2.5以下的条件下进行。从抑制由1,4-丁二醇的环化所致的副产THF产生量、能够高效地制造、缩短缩聚反应的反应时间的效果的方面以及能够在纺丝时减少更换纺丝组件的频率的方面考虑,摩尔比的上限值更优选为1.8以下。
在本发明的实施方式的酯化反应中,从高效地进行反应的方面考虑,可以进行二醇成分的追加添加。二醇成分的追加添加可以在酯化反应或酯交换反应的结束后且缩聚反应的开始前进行,但是,从缩短聚合时间的方面考虑,更优选在酯化反应的开始后直至开始缩聚反应为止的任一阶段进行。二醇成分的追加添加也可以多次进行,但是,从操作性的方面考虑,优选在酯化反应的开始后直至开始缩聚反应为止的任一阶段进行1次。
在本发明的实施方式中,酯化反应或酯交换反应的反应温度优选为140℃以上,更优选为150℃以上,进一步优选为160℃以上。另外,酯化反应的反应温度优选为290℃以下,更优选为280℃以下,进一步优选为240℃以下。
接下来,对本发明中的缩聚反应进行说明。
在本发明的实施方式中,在有效地促进缩聚反应的方面,缩聚反应能够根据需要另行添加反应催化剂。例如,优选以相对于所生成的共聚聚酯100重量份而言为0.01~0.15重量份的范围添加三氧化二锑、乙酸锑等锑化合物、四正丁氧基锆等氧化锆化合物、前述的钛化合物及前述的锡化合物等,特别优选使用钛化合物。
这些反应催化剂的添加时机只要是缩聚反应结束前,则任意时机均可,但是,从能够缩短反应时间的方面考虑,优选在酯化反应结束后且缩聚反应开始前进行添加。
在本发明中,优选的是:预先向缩聚槽中投入聚乙二醇,在聚合槽的温度为210℃以下时,转移酯化生成物。从能够抑制聚乙二醇的分解、使缩聚反应性不下降的方面考虑,优选为210℃以下,更优选为200℃以下。
需要说明的是,在本发明中,转移酯化生成物时的聚合槽的温度与预先投入聚合槽的聚乙二醇的温度同义。
在本发明中,优选的是:预先向聚合槽中投入聚乙二醇,在调湿成水分率为0.01%以下的空气或氮气下将聚乙二醇熔融。从能够抑制聚乙二醇的分解、不使缩聚反应性下降的方面考虑,优选在水分率为0.01%以下的空气或氮气下将聚乙二醇熔融。
在本发明的实施方式中,从能够减少在纺丝时更换纺丝组件的频率的方面考虑,优选在聚合时添加季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、Irganox1010(IR1010))作为抗氧化剂。IR1010的添加量优选以0.15~0.50重量份的范围进行添加,更优选为0.25~0.50重量份,最优选为0.35~0.50重量份。在添加量小于0.15重量份时,存在不会表呈现出减少在纺丝时更换纺丝组件的频率的效果的倾向。若添加量多于0.50重量份,则存在在氮氧化物存在下所得到的丝发生黄变的倾向。
在本发明的实施方式中,从能够缩短缩聚反应时间的方面考虑,缩聚反应优选在反应压力133Pa以下的减压条件下进行。
在缩聚反应中,能够直接应用间歇法或连续法等通常的聚酯的制造中所使用的缩聚条件。例如,缩聚反应的反应温度优选为230℃以上,进一步优选为240℃以上。另外,缩聚反应的反应温度优选为260℃以下,进一步优选为255℃以下。
在本发明的实施方式中,为了得到分子量大、特性粘度高的聚酯原料,可以进一步进行固相聚合。固相聚合通常在减压下或氮气气氛下进行,但是,在本发明中并无特别限定。从反应速度及生产率的方面考虑,固相聚合温度优选为180℃以上,更优选为185℃以上。另一方面,从抑制聚酯片料彼此熔接的方面考虑,优选为240℃以下,更优选为230℃以下。固相聚合温度能够在上述范围内任意地设定。作为通常的倾向,在低温下进行聚合的情况下,反应速度下降,上升至所期待的特性粘度的时间变长,最高到达特性粘度变高。相反,在提高聚合温度的情况下,反应速度上升,但是同时劣化反应也进行,因此最高到达特性粘度变低。
在本发明中,通过配合例如磷酸、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、磷酸三酰胺、磷酸单铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸二苯酯、磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯及膦酸二甲基苯酯等磷化合物,从而可得到显著改善所得到的共聚聚酯的色调这样的理想效果。这些磷化合物例如优选在共聚聚酯的制造方法中在缩聚反应时进行添加。
在第2发明的聚酯组合物中,可以出于降低在成型加工工序中与各种导丝器(guide)、辊等接触物的摩擦、提高工序通过性、调整制品的色调的目的而添加粒子。该粒子的种类能够使用以往已知的粒子中的任一种。具体而言,能够使用例如二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化锆等无机粒子、交联聚苯乙烯等有机高分子粒子。在这些粒子中,从在聚合物中的分散性良好、为较低成本的方面考虑,优选二氧化钛粒子。二氧化钛粒子用湿式、干式的各种方法来制造,可根据需要在实施粉碎、分级等前处理后添加到共聚聚酯的反应体系中。粒子向共聚聚酯反应体系中的添加可以在任意阶段进行,若在实质上完成酯化反应或酯交换反应后进行添加,则聚合物中的分散性变得良好,故优选。粒子相对于聚合物而言的添加量、粒径根据所应用的用途而发生变化,并无特别限定,相对于共聚聚酯而言,添加量为0.01~10重量%,平均粒径为0.05~5μm,若粒径为4μm以上的粗大粒子在1000个/0.4mg以下的范围,则工序通过性、色调变得特别良好,故优选。
另外,第2发明的聚酯组合物可以添加蓝色系调节剂、红色系调节剂、紫色系调节剂作为色调调节剂。本发明的色调调节剂是在树脂等中所使用的染料,若按照COLOR INDEXGENERIC NAME来具体列举,则可列举:SOLVENT BLUE 104、SOLVENT BLUE 122、SOLVENTBLUE 45等蓝色系色调调节剂;SOLVENT RED 111、SOLVENT RED 179、SOLVENT RED 195、SOLVENT RED 135、PIGMENT RED 263、VAT RED 41等红色系色调调节剂;DESPERSE VIOLET26、SOLVENT VIOLET 13、SOLVENT VIOLET 37、SOLVENT VIOLET 49等紫色系色调调节剂。其中,优选使用不含有容易成为装置腐蚀的主要原因的卤素、在高温下的耐热性较良好且显色性优异的、SOLVENT BLUE 104、SOLVENT BLUE 45、SOLVENT RED 179、SOLVENT RED 195、SOLVENT RED 135、SOLVENT VIOLET 49。另外,能够根据目的而使用1种或多种上述的色调调节剂。尤其,若分别使用1种以上的蓝色系调节剂和红色系调节剂,则能够细微地控制色调,故优选。进而,在该情况下,若相对于所添加的色调调节剂的总量而言蓝色系调节剂的比率为50重量%以上,则所得到的共聚聚酯的色调变得特别良好,故优选。最终相对于共聚聚酯而言的色调调节剂的含量以总量计优选为30ppm以下。若大于30ppm,则有时共聚聚酯的透明性下降、成为暗淡的显色。含量能够利用核磁共振装置(NMR)来鉴定色调调节剂的结构、并由色调调节剂的构成部分的比例来计算。
第2发明的聚酯组合物的特征在于,还包含下述化学式(1)所示的酚系抗氧化剂。
[化学式3]
上述式中,R1、R2、R3表示烃基、羟基、氢原子中的任一者。
作为第2发明的聚酯组合物中所含有的酚系抗氧化剂,具体而言,可列举2,6-二叔丁基对甲酚、丁基羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双{1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基}2,4,8,10-四氧杂螺{5,5}十一烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、双{3,3’-双-(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸}乙二醇酯、生育酚、季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)、双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧基亚乙基)]酯、1,3,5-三[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羟基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮等,但是并不限定于此。这些酚系化合物可以仅使用1种,也可以并用2种以上。从氧化分解抑制效果高且在水洗涤处理时所生成的黄色醌系化合物的量减少、黄变抑制效果高这样的观点考虑,能够适合采用双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧基亚乙基)]酯(BASF制、IRGANOX245)、3,9-双{1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基}2,4,8,10-四氧杂螺{5,5}十一烷(ADEKA制、ADKSTAB AO-80)、1,3,5-三[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羟基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(RIANINLON CORPORATION制,THANOX1790)。
第2发明的聚酯组合物中所含有的酚系抗氧化剂的种类能够利用以下的步骤进行鉴定。将约1g聚酯组合物溶解于20mL HFIP后,添加40mL甲苯。然后,添加甲醇60mL,使其析出。将所制备的溶液用0.45μm过滤器进行过滤,使用蒸发器从滤液中除去溶剂,从而能够得到抗氧化剂。将所得到的抗氧化剂加入NMR测定管中,添加1g氘代HFIP,使其溶解。通过对该溶液进行1H-NMR测定,从而能够判明聚酯组合物中所含有的酚系抗氧化剂的结构、并对种类进行鉴定。
第2发明的聚酯组合物的特征在于,还含有10.0~200.0mmol/kg的上述酚系抗氧化剂。若酚系抗氧化剂的含量少于10mmol/kg,则对使用第2发明的聚酯组合物而成的复合纤维实施干洗处理(JIS L1096)或水洗涤处理(JIS L0217)后的耐氧化发热性下降,在小于90小时内发生氧化发热。若酚系抗氧化剂的含量多于200.0mmol/kg,则抑制使用聚酯组合物而成的纤维的取向,因此纤维强度下降,在针织、机织工序中频繁发生断丝,在使用时因发生起毛而引起品质下降。从耐氧化发热性和纤维强度的观点考虑,酚系抗氧化剂的含量更优选为70.0~200.0mmol/kg,特别优选为120.0~200.0mmol/kg。
第2发明的聚酯组合物的特征在于,其含有0.5~8.0重量%的上述酚系抗氧化剂。若酚系抗氧化剂的含量少于0.5重量%,则使用第2发明的聚酯组合物而成的复合纤维实施干洗处理(JIS L1096)或水洗涤处理(JIS L0217)后的耐氧化发热性下降,有时在小于90小时内发生氧化发热。若酚系抗氧化剂的含量多于8.0重量%,则可抑制使用聚酯组合物而成的纤维的取向,因此有时纤维强度下降、在针织、机织工序中频繁发生断丝、在使用时因发生起毛而引起品质下降。从耐氧化发热性和纤维强度的观点考虑,酚系抗氧化剂的含量更优选为3.0~8.0重量%,特别优选为5.0~8.0重量%。
使用第2发明的聚酯组合物而成的复合纤维的耐氧化发热试验利用以下的步骤来实施。将实施干洗处理(JIS L1096)或水洗涤处理(JIS L0217)后的试样堆叠到圆筒形容器的深度25mm为止,在其中心部设置热电偶。进而,堆叠试样而无缝隙地填充于圆筒形容器。将填充有试样的圆筒形容器放入设定为150℃的恒温干燥机中,测定氧化发热开始的时间。如果氧化发热开始时间为100小时以上,则设为合格,如果为90小时以上,则设为良好,如果小于90小时,则设为不合格。
第2发明的聚酯组合物中所含有的酚系抗氧化剂的含量能够按照以下的步骤来计算。将约1g共聚聚酯溶解于HFIP20mL后,添加40mL甲苯。然后,添加60mL甲醇,使其析出。将所制备的溶液用0.45μm过滤器进行过滤,以所得到的滤液作为测定用试样,进行HPLC测定,由此能够计算聚酯组合物中所含有的酚系抗氧化剂的含量。
第2发明的聚酯组合物的特征在于,包含磷系抗氧化剂。通过包含磷系抗氧化剂,从而可抑制由水洗涤处理(JIS L0217)中所使用的次氯酸系漂白剂所致的酚失活,在水洗涤处理后也表现高耐氧化发热性。第2发明的聚酯组合物中所包含的磷系抗氧化剂只要是具有磷元素的化合物,则并无特别限制。具体而言,可列举亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2,4-叔丁基苯基)酯、双[2,4双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯亚磷酸、双(2,4-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4’-二基双亚膦酸酯、四(C12~C15烷基)-4,4’-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯、3,9-双(2,6-叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5,5十一烷]、1,1’-联苯-4,4’-二基双[亚膦酸双(2,4-二叔丁基苯基)酯]等。这些磷系抗氧化剂可以仅使用1种,也可以并用2种以上。其中,亚磷酸三(2,4-叔丁基苯基)酯(BASF制、IRGAFOS168)、3,9-双(2,6-叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5,5十一烷](ADEKA制、ADK STAB PEP-36)、四(C12~C15烷基)-4,4’-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯(城北化学制,JA-805)、1,1’-联苯-4,4’-二基双[亚膦酸双(2,4-二叔丁基苯基)酯](Clariant Chemicals制,HOSTANOX P-EPQ)由于水洗涤处理后的耐氧化分解性良好,因此能够适合采用,从抑制水洗涤处理后的黄变的观点考虑,进一步优选P-EPQ或PEP-36。从在纺丝前的片料干燥时能够抑制渗出这样的观点考虑,特别优选PEP-36。
第2发明的聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的种类能够利用以下的步骤进行鉴定。能够将约1g共聚聚酯溶解于20mL HFIP后,添加40mL甲苯。然后,添加60mL甲醇,使其析出。将所制备的溶液用0.45μm过滤器进行过滤,使用蒸发器从滤液中除去溶剂,得到抗氧化剂。将所得到的抗氧化剂加入NMR测定管中,添加氘代HFIP1g,使其溶解。通过对该溶液进行1H-NMR测定,从而能够判明聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的结构、并对种类进行鉴定。
第2发明的聚酯组合物的特征在于,其含有以磷量计为15.0~75.0mmol/kg的磷系抗氧化剂。若磷系抗氧化剂的磷量含量少于15.0mmol/kg,则在实施水洗涤处理(JISL0217)后发生黄变,耐氧化发热性下降,有时在小于90小时内发生氧化发热。另外,若磷系抗氧化剂的磷量含量多于75.0mmol/kg,则可抑制使用聚酯组合物而成的纤维的取向,因此有时纤维强度下降、在针织、机织工序中频繁发生断丝、在使用时因发生起毛而引起品质下降。从水洗涤处理后的黄变抑制和耐氧化发热性、纤维强度的观点考虑,磷系抗氧化剂的磷量含量更优选为35.0~65.0mmol/kg,特别优选为35.0~50.0mmol/kg。
第2发明的聚酯组合物的特征在于,其含有以磷量计为0.10~0.25重量%的磷系抗氧化剂。若磷系抗氧化剂的磷量含量少于0.10重量%,则在实施水洗涤处理(JIS L0217)后发生黄变,耐氧化发热性下降,有时在小于90小时内发生氧化发热。另外,若磷系抗氧化剂的磷量含量多于0.25重量%,则可抑制使用聚酯组合物而成的纤维的取向,因此有时纤维强度下降、在针织、机织工序中频繁发生断丝、在使用时因发生起毛而引起品质下降。从水洗涤处理后的黄变抑制和耐氧化发热性、纤维强度的观点考虑,磷系抗氧化剂的磷量含量更优选为0.15~0.25重量%,特别优选为0.15~0.20重量%。
第2发明的聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的磷量含量能够利用以下的步骤来计算。向约1g共聚聚酯中添加硫酸10mL,在砂浴上以250℃使其分解。添加高氯酸1.0mL,再在300℃下使其分解。试样变成无色透明后,在350℃下分解,进行硫酸回流。冷却后,用20%氢氧化钠水溶液进行中和。将所得到的溶液作为试样溶液,用分光光度计测定720nm时的吸光度,从而能够算出磷量。
第2发明的聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的特征在于,在氮气气氛下以10℃/分钟的升温速度用热重量差示热分析装置(TG-DTA)进行加热减量评价时,5%重量减少温度为170℃以上。在5%重量减少温度小于170℃时,在混炼时、纺丝时导致分解及/或挥发,存在所得到的纤维的耐氧化发热性、黄变抑制效果下降的倾向。从表现耐氧化发热性、黄变抑制效果这样的观点考虑,5%重量减少温度优选为170℃以上,更优选为180℃以上,进一步优选为200℃以上,特别优选为220℃以上。
第2发明的聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的特征在于,其结构为在1分子中包含2个以上磷原子的分子结构。若使用1分子中的磷原子为1个的分子结构的磷系抗氧化剂,则导致在混炼时、纺丝时发生挥发,所得到的纤维的耐氧化发热性、黄变抑制效果下降。从表现耐氧化发热性、黄变抑制效果这样的观点考虑,磷系抗氧化剂优选为在1分子中包含2个以上磷原子的分子结构。
第2发明的聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的特征在于,其熔点为80℃以上。在磷系抗氧化剂的熔点小于80℃时,导致在混炼时、纺丝时发生分解及/或挥发,存在所得到的纤维的耐氧化发热性、黄变抑制效果下降的倾向。从表现耐氧化发热性、黄变抑制效果这样的观点考虑,熔点优选为80℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为150℃以上,特别优选为180℃以上,最优选为200℃以上。
第2发明的聚酯组合物中所含有的磷系抗氧化剂的特征在于,其具有下述化学式(2)或化学式(3)所示的分子结构。
[化学式4]
上述式(2)中,R表示烃基。
[化学式5]
上述式(3)中,R表示烃基。
作为具有化学式(2)所示分子结构的磷系抗氧化剂,可列举Clariant Chemicals制的HOSTANOX P-EPQ。
作为具有化学造式(3)所示分子结构的磷系抗氧化剂,可列举ADEKA制的ADK STABPEP-36。
第2发明的聚酯组合物的制造方法只要满足第2发明中规定的要件,则并无特别限定,可列举:将作为第2发明的聚酯组合物的主成分的共聚聚酯、和酚系抗氧化剂及磷系抗氧化剂、根据需要的其他成分在熔点以上用单螺杆或双螺杆挤出机均匀地熔融混炼的方法;在溶液中混合后除去溶剂的方法;在生成主成分共聚聚酯时进行添加的方法;在纺丝时进行添加的方法等。其中,从生产率的方面考虑,优选用单螺杆或双螺杆挤出机均匀地混炼的方法,从得到机械特性优异的纤维的方面考虑,特别优选用双螺杆挤出机均匀地混炼的方法。
在第2发明的实施方式中,在进行熔融混炼的情况下,投入各成分的方法可列举例如使用具有2处投入口的挤出机,从设置于螺杆根部侧的主投入口供给聚酯组合物的主成分共聚聚酯、酚系抗氧化剂及磷系抗氧化剂及根据需要的其他成分的方法;从主投入口供给聚酯组合物的主成分共聚聚酯及其他成分,从设置于主投入口与挤出机前端之间的副投入口供给酚系抗氧化剂及磷系抗氧化剂物,进行熔融混合的方法等,从机械物性及生产稳定性优异的方面考虑,优选从主投入口供给作为聚酯组合物的主成分的共聚聚酯、酚系抗氧化剂及磷系抗氧化剂及根据需要的其他成分的方法。
只要不损害发明效果,第2发明的聚酯组合物可以添加其他添加剂进行各种改性。作为其他添加剂的具体例,除了前述的粒子、色调调节剂以外,还可列举炭黑等颜料、烷基苯磺酸等表面活性剂、以往已知的抗氧化剂、防着色剂、耐光剂、抗静电剂、相容剂、增塑剂、荧光增白剂、脱模剂、抗菌剂、成核剂、调节剂、消光剂、消泡剂、防腐剂、胶凝剂、胶乳、填料、油墨、着色料、香料等。这些其他添加物可以单独使用,也可以混合使用2种以上。
在第2发明的实施方式中,在机械物性优异的方面考虑,制造聚酯组合物时的熔融混炼温度优选为110~360℃,进一步优选为210℃~320℃,特别优选为240~280℃。
第2发明的聚酯组合物以邻氯苯酚作为溶剂而在25℃下进行测定时的特性粘度(IV)优选为1.50dL/g以上,更优选为1.55dL/g以上,进一步优选为1.60dL/g以上,特别优选为1.63dL/g以上。另外,上限值优选为2.20dL/g以下,更优选为2.15dL/g以下,进一步优选为2.10dL/g以下。通过使其为该范围,从而得到基于共聚聚酯的高聚合度而得到高强度纤维。
通过使用第2发明的聚酯组合物作为复合纤维的构成成分,从而能够得到表现出迄今为止没有的吸湿性、且不损害纤维物性的复合纤维。
具体而言,能够适合作为第1发明中的具有吸湿性的聚合物来使用,但是,作为其他的形态,记载如下。
作为纤维的形态,可列举芯鞘型复合纤维、芯鞘型复合中空纤维、海岛型复合纤维等,能够以任意的比例使用第2发明的聚酯组合物作为构成成分。例如在芯鞘型复合纤维及芯鞘型复合中空纤维的情况下,芯部的聚酯组合物的复合比率(重量%)优选为芯/鞘=10/90~90/10。进一步优选为15/85~50/50,特别优选为20/80~40/60。芯部的复合比率的下限出于赋予充分的吸湿性的目的来设定,复合纤维比率的上限从防止纺丝性的下降、纤维物性的下降的观点考虑来设定。在海岛型复合纤维的情况下,岛部的聚酯组合物的复合比率(重量%)优选为岛/海=10/90~90/10。进一步优选为15/85~50/50,特别优选为20/80~40/60。岛部的复合比率的下限出于赋予充分的吸湿性的目的来设定,复合纤维比率的上限从防止纺丝性的下降、纤维物性的下降的观点考虑来设定。
作为使用第2发明的聚酯组合物和其他聚酯的复合纤维的制法,能够利用以往已知的方法来制造,以下示出具代表性的海岛型复合纤维的制造方法。在海岛型复合纤维的情况下,将第2发明的聚酯组合物(岛部)和聚酯(海部)分别分开熔融,导入纺丝组件,在喷丝头装置内形成海岛复合流,从排出孔纺出。将所纺出的长丝以规定的速度牵引后,暂时卷绕于卷装,将所得到的未拉伸丝利用通常的拉伸机进行拉伸。另外,可以在将纺出丝牵引后不卷绕而连续地进行拉伸、再将其卷绕,也可以采用以4000m/分钟以上的高速进行牵引、实质上不拉伸而一举获得所期望的纤维性能的方法。作为直接纺丝拉伸法,可列举例如将纺出丝以1000~5000m/分钟进行牵引,接着以3000~6000m/分钟进行拉伸、热固定的方法。该纤维的丝状形态可以为长丝、短纤维中的任一种,可根据用途来适当选定。作为布帛形态,能够根据目的来适当选择机织物、针织物、无纺布等。
实施例
以下,利用实施例对本发明进行更详细地说明。需要说明的是,实施例中的各特性值利用以下的方法来求出。
A.聚乙二醇的数均分子量
对上述提取得到的滤液用凝胶渗透色谱法(GPC)进行共聚聚酯中的聚乙二醇的分子量分析。
检测器:Waters制2410差示折射率检测器,灵敏度 128x
色谱柱:东曹制TSKgelG3000PWXLI
溶剂:0.1M 氯化钠水溶液
流速:0.8mL/min
注入量:200μL
柱温:40℃
标准物质:聚乙二醇(AMR株式会社制 Mw106~10100)。
B.共聚聚酯中的聚乙二醇的提取
按照以下的步骤进行共聚聚酯中的聚乙二醇的提取,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定聚乙二醇的分子量。
示出共聚聚酯中的聚乙二醇的提取步骤。
采集0.05g所得到的共聚聚酯,在1mL的28%氨水中在120℃加热溶解5小时,自然冷却后,添加纯化水1mL、6M盐酸1.5mL,用纯化水定容至5mL,离心分离后,用0.45μm过滤器进行过滤,将滤液用于GPC测定。
C.聚乙二醇的共聚量
共聚聚酯中的聚乙二醇的共聚量的分析使用核磁共振装置(NMR)来实施。
装置:日本电子株式会社制 AL-400
氘代溶剂:氘代1,1,1,3,3,3-六氟-2-异丙醇(HFIP)
积分次数:128次
样品浓度:测定样品0.05g/氘代溶剂1mL。
D.海/岛复合比率
由作为海岛型复合纤维的原料使用的海成分的重量和岛成分的重量算出海/岛复合比率(重量比)。
E.共聚聚酯中的酚系抗氧化剂的提取
按照以下的步骤进行共聚聚酯中所包含的酚系抗氧化剂的提取,酚系抗氧化剂的结构分析使用核磁共振装置(NMR)来实施。
示出共聚聚酯中的酚系抗氧化剂的提取步骤。
将约1g所得到的共聚聚酯溶解于20mL的HFIP后,添加40mL甲苯。然后,添加60mL甲醇,使其析出。用0.45μm过滤器除去析出物,使用蒸发器将滤液浓缩,能够得到干固物。将该干固物用于1H-NMR测定或高效液相色谱(HPLC)测定。
F.酚基结构式及共聚聚酯中所包含的酚系抗氧化剂的结构分析
酚基结构式及共聚聚酯中所包含的酚系抗氧化剂的结构分析使用核磁共振装置(NMR)来实施。
装置:日本电子株式会社制AL-400
氘代溶剂:氘代HFIP
积分次数:128次
样品浓度:测定样品0.05g/氘代溶剂1mL。
G.酚基含有率的分析
(1)将由实施例得到的纤维作为试样,将试样1g溶解于20mL的HFIP后,添加40mL的甲苯。然后,添加60mL的甲醇,使其析出。用0.45μm过滤器除去析出物,将所得到的滤液作为HPLC测定试样。使用该试样,在以下的条件下用HPLC装置(岛津制作所制SCL-10AVP)进行HPLC测定,根据预先制作的标准物质(1,4-二苯基苯)的校准曲线,对HPLC测定用试样中所包含的酚基量进行定量,算出由实施例得到的纤维中所包含的酚基含有率(mmol/kg)。需要说明的是,测定对每1个试样进行5次,将其平均值作为酚基含有率。
色谱柱:YMC制YMC-Pack ODS-A(内径4.6mm,长度150mm,粒径5nm)
检测器:岛津制作所制SPD-10AVVP
流动相:甲醇(溶剂A),水(溶剂B),溶剂A:溶剂B=88:12
流速:1.3mL/分钟
注入量:1μL
柱温:40℃
标准物质:1,4-二苯基苯。
(2)将由实施例得到的纤维作为试样,在4mL的10%盐酸甲醇中,在80℃下分解0.01g的试样。冷却后,添加1mL的盐酸甲醇,将析出物进行过滤。使用滤液,实施HPLC测定。标准溶液通过将IRGANOX1010、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯及3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸分别溶解于氯仿/乙腈溶剂来制备,制作校准曲线,算出由实施例得到的纤维中所包含的酚基含有率(mmol/kg)。
色谱柱:Inertsil制ODS-3(3×150mm、5μm)
检测器:岛津制作所制LC-20A
流动相:A.0.1vol%甲酸水溶液、B.乙腈
程序:0.0min→10.0min B25%→100%
10.0min→20min B100%
流速:0.8mL/分钟
注入量:20μL
柱温:50℃
检测波长:PDA 260~280nm。
H.共聚聚酯中所包含的酚系抗氧化剂的含量分析
关于共聚聚酯中所包含的酚系抗氧化剂的含量的分析,使用E项记载的析出物实施了HPLC测定。根据预先制作的标准物质(1,4-二苯基苯)的校准曲线,对HPLC测定用试样中所包含的酚系抗氧化剂的含量进行定量。需要说明的是,测定对每1个试样进行5次,使用其平均值。
色谱柱:YMC制YMC-Pack ODS-A(内径4.6mm,长度150mm,粒径5nm)
检测器:岛津制作所制SPD-10AVVP
流动相:甲醇(溶剂A)、水(溶剂B)、溶剂A:溶剂B=88:12
流速:1.3mL/分钟
注入量:1μL
柱温:40℃
标准物质:1,4-二苯基苯。
I.磷元素含有率
取试样1g置于100mL的三角烧瓶中,添加硫酸10mL,在砂浴上以250℃使其分解。添加高氯酸1.0mL,再在300℃下使其分解。试样变成无色透明后,在350℃下分解,持续进行直至硫酸充分回流为止。冷却后,将溶液转移至50mL的量瓶中,用20%氢氧化钠水溶液滴定中和后,向中和液中添加2mL钼蓝显色液。放置15分钟后,用分光光度计(Hitachi High-TechScience制U-3310)测定720nm时的吸光度,对磷元素量进行定量,算出由实施例得到的纤维中所包含的磷元素含有率(mmol/kg)。
J.磷系抗氧化剂的结构分析
使用利用E项记载的方法得到的析出物,使用核磁共振装置(NMR)实施了共聚聚酯中所包含的磷系抗氧化剂的结构分析。
装置:日本电子株式会社制AL-400
氘代溶剂:氘代HFIP
积分次数:128次
样品浓度:测定样品0.05g/氘代溶剂1mL。
K.磷系抗氧化剂的加热减量评价
使用利用E项记载的方法得到的析出物,使用热重差示热分析装置(TG-DTA)实施了共聚聚酯中所包含的磷系抗氧化剂的加热减量分析。
装置:SEIKO Instruments公司制TG/DTA6200
样品:在90℃且0.1KPa以下的条件下真空干燥24小时
测定气氛:氮气下
升温速度:在100℃下保持5分钟,10℃/分钟,100℃→300℃。
L.磷系抗氧化剂的熔点
使用利用E项记载的方法得到的析出物,使用差示扫描量热计(DSC)实施了共聚聚酯中所包含的磷系抗氧化剂的熔点分析。
装置:TA Instruments公司制Q-2000
样品:在90℃且0.1KPa以下的条件下真空干燥24小时
升温速度:16℃/分钟,20℃→150℃。
M.纤度
在温度20℃、湿度65%RH的环境下,使用INTEC制电动测长机,绞取由实施例得到的纤维100m。测定所得到的绞丝的重量,使用下述式算出纤度(dtex)。需要说明的是,测定对每1个试样进行5次,将其平均值作为纤度。
纤度(dtex)=纤维100m的重量(g)×100。
N.强度、伸长率
强度及伸长率是以由实施例得到的纤维作为试样、依据JIS L1013:2010(化学纤维长丝试验方法)8.5.1来计算。在温度20℃、湿度65%RH的环境下,使用Orientec公司制Tensilon UTM-III-100型,在初始试样长20cm、拉伸速度20cm/分钟的条件下进行拉伸试验。显示最大负荷的点的应力(cN)除以纤度(dtex),算出强度(cN/dtex),使用显示最大负荷的点的伸长率(L1)和初始试样长(L0),利用下述式算出伸长率(%)。需要说明的是,测定对每1个试样进行10次,将其平均值作为强度及伸长率。如果强度为2.0cN/dtex以上,则判断为良好,如果是2.3cN/dtex以上,则更为良好。
伸长率(%)={(L1-L0)/L0}×100。
O.纤维直径R
将由实施例得到的纤维用环氧树脂包埋,用Reichert制FC·4E型低温切割***进行冻结,用具备金刚石刀的Reichert-Nissei ultracut N(超微切片机)进行切削。然后,使用日立制作所制透射型电子显微镜(TEM)H-7100FA型以1000倍观察切削面即纤维横截面,拍摄纤维横截面的显微镜照片。从所得到的照片中任意抽选10根单丝,使用图像处理软件(三谷商事制WINROOF),测定所抽选的全部单丝的纤维直径,将其平均值作为纤维直径R(nm)。纤维横截面并非必须为正圆,因此在不是正圆的情况下,采用纤维横截面的外接圆的直径作为纤维直径。
P.最外层厚度T
用与上述O记载的纤维直径同样的方法观察纤维横截面,用能够观察单纤维的整体图像的最高倍率拍摄显微镜照片。在所得到的照片中,使用图像处理软件(三谷商事制WINROOF),求出与纤维横截面的轮廓上2点以上相接的正圆的半径作为纤维的半径,进而,求出如图1中的4那样以与配置于海岛结构的外周的2个以上岛成分相接的方式外接的正圆(外接圆)的半径。从所得到的照片中任意抽选1根单纤维,同样地求出纤维的半径及海岛结构部分的外接圆的半径,算出在各个单丝中纤维的半径与海岛结构部分的外接圆的半径之差,将其平均值作为最外层厚度T(nm)。
Q.最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)
T/R是上述I中算出的最外层厚度T(nm)除以上述H中算出的纤维直径R(nm)来计算。
R.试样的吸湿率差(△MR)
(1)布帛的ΔMR
以由实施例得到的纤维作为试样,使用英光产业制圆型针织机NCR-BL(釜径为3英寸半(8.9cm)、机号(gauge)27)制作圆筒针织物约2g,然后投入至包含碳酸钠1g/L、明成化学工业制表面活性剂Granup US-20的水溶液中,在80℃精炼20分钟后,在60℃的热风干燥机内干燥60分钟,制成精炼后的圆筒针织物。另外,将精炼后的圆筒针织物在浴比1:100、处理温度130℃、处理时间60分钟的条件下进行热水处理后,在60℃的热风干燥机内干燥60分钟,制成热水处理后的圆筒针织物。
以精炼后及热水处理后的圆筒针织物作为试样,依据JIS L1096:2010(机织物及针织物的坯布试验方法)8.10的水分率算出吸湿率(%)。首先,将圆筒针织物在60℃下热风干燥30分钟后,将圆筒针织物在温度20℃、调湿到湿度65%RH的ESPEC制恒温恒湿机LHU-123内静置24小时,测定圆筒针织物的重量(W1)后,将圆筒针织物在温度30℃、调湿至湿度90%RH的恒温恒湿机内静置24小时,测定圆筒针织物的重量(W2)。然后,将圆筒针织物在105℃下热风干燥2小时,测定完全干燥后的圆筒针织物的重量(W3)。使用圆筒针织物的重量W1、W3,利用下述式算出从完全干燥状态开始在温度20℃、湿度65%RH气氛下静置24小时时的吸湿率MR1(%),使用圆筒针织物的重量W2、W3,利用下述式算出从完全干燥状态开始在温度30℃、湿度90%RH气氛下静置24小时时的吸湿率MR2(%),然后,利用下述式算出吸湿率差(△MR)。需要说明的是,测定对每1个试样进行5次,将其平均值作为吸湿率差(△MR)。如果△MR为2.0%以上,则判断为具有吸湿性,如果为3.0%以上,则更为良好。
MR1(%)={(W1-W3)/W3}×100
MR2(%)={(W2-W3)/W3}×100
吸湿率差(△MR)(%)=MR2-MR1。
(2)片料的ΔMR
将由实施例得到的片料3g进行冻结粉碎,作为测定试样。在60℃下热风干燥30分钟后,将样品在温度20℃、调湿为湿度65%RH的ESPEC制恒温恒湿机LHU-123内静置24小时,测定样品的重量(W1)后,将样品在温度30℃、调湿为湿度90%RH的恒温恒湿机内静置24小时,测定圆筒针织物的重量(W2)。然后,将样品在105℃下热风干燥2小时,测定完全干燥后的样品的重量(W3)。使用样品的重量W1、W3,利用上述式算出从完全干燥状态开始在温度20℃、湿度65%RH气氛下静置24小时时的吸湿率MR1(%),使用样品的重量W2、W3,利用上述式算出从完全干燥状态开始在温度30℃、湿度90%RH气氛下静置24小时时的吸湿率MR2(%),然后,利用上述式算出吸湿率差(ΔMR)。
S.海成分的破裂
用铂-钯合金对上述R中制作的热水处理后的圆筒针织物进行蒸镀,使用日立制扫描型电子显微镜(SEM)S-4000型,用1000倍进行观察,任意拍摄10个视野的显微镜照片。在所得到的10张照片中,将海成分发生破裂的部位的合计量作为海成分的破裂(部位),如果是5个以下,则判断为可抑制海成分的破裂,如果是3个以下,则更为良好。
T.均染性
针对上述R中制作的热水处理后的圆筒针织物,由5位具有5年以上品质判定经验的检查员进行合议,将“非常均匀地染色、完全未确认到染色不均”记作S,将“大致均匀地染色、几乎未确认到染色不均”记作A,将“几乎不能均匀地染色、确认到轻轻地染色不均”记作B,将“没有均匀地染色、确认到明显的染色不均”记作C,将A、S设为合格。
U.品质
针对上述R中制作的热水处理后的圆筒针织物,由5位具有5年以上品质判定经验的检查员进行合议,将“完全没有起毛、品质极其优异”记作S,将“几乎无起毛、品质优异”记作A,将“有起毛、品质差”记作B,将“有大量起毛、品质极差”记作C,将A、S设为合格。
V.闷热感改善
针对上述R中制作的热水处理后的圆筒针织物,由5位具有5年以上品质判定经验的检查员进行合议,将“完全无闷热感”记作S,将“几乎无闷热感”记作A,将“感觉到闷热感”记作B,将“闷热感极强”记作C,将A、S设为合格。
W.干洗处理
依据JIS L1096(机织物及针织物的坯布试验方法)的8.39尺寸变化·8.39.5试验方法·d)干洗处理方法中规定的J-1法(全氯乙烯法)来实施。将在20℃下进行12分钟的全氯乙烯处理后、用转鼓干燥机在60℃下进行20分钟干燥处理的循环设为1组,将该循环重复10组。
X.水洗涤处理
依据JIS L0217:1995(关于纤维制品的操作的表示符号及其表示方法)的103法来实施。将添加花王制洗涤剂“Attack”和2.3ml/L的花王制漂白剂“Haiter”并重复10次洗涤处理后、用转鼓干燥机在60℃下进行30分钟干燥处理的循环设为1组,将该循环重复10组。在后述的色调测定中,作为水洗涤处理后的黄变抑制评价,将“b*值小于10”记作A,将“b*值为10以上且15以下”记作B,将“b*值大于15”记作C。
Y.氧化发热开始时间
将上述R中制作并且实施了干洗或水洗涤处理的试样堆叠至圆筒形容器的深度25mm为止,在其中心部设置热电偶。进一步堆叠试样而无缝隙地填充于圆筒形容器。将填充有试样的圆筒形容器在设定为150℃的恒温干燥机中放置200小时,测定氧化发热开始的时间。将“即使经过150小时也未引起氧化发热”记作S,将“即使经过100小时也未引起氧化发热”记作A,将“在经过90小时后氧化发热开始”记作B,将“在小于90小时内氧化发热开始”记作C,将S及A设为合格。
Z.氮氧化物坚牢度
依据JIS L0855:2005(对于氮氧化物的染色坚牢度试验方法)弱试验(1个循环试验)来进行。以R项(1)中制作的精炼后的圆筒针织物作为试样,暴露于氮氧化物中,用缓冲尿素溶液进行后处理后,使用JIS L0804:2004中规定的变褪色用灰色标度,对于试样的变褪色程度进行等级判定,由此评价了氮氧化物坚牢度。
AA.色调
用MINOLTA制分光测色计CM-3700d型,以黑色校正板作为背板而设置试样,测定了L*值及b*值。如果L*值为80以上,则亮度良好,如果b*值为15以下,则判断为色调良好,如果为10以下,则判断为更良好。
AB.纺丝性评价
作为纺丝性,评价了使用开口为5μm的过滤器时的组件更换频率。将“更换期间为3天以上”记作S,将“更换期间为1天以上且小于3天”记作A,将“更换期间为12小时以上且小于24小时”记作B,将“更换期间小于12小时”记作C。
(实施例A-1)
以向共聚有50重量%的数均分子量8300g/mol的聚乙二醇(三洋化成工业制PEG6000S)的聚对苯二甲酸丁二醇酯中混炼2,2’-二甲基-2,2’-(2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷-3,9-二基)二丙烷-1,1’-二基=双[3-(3-叔丁基-4-羟基5-甲基苯基)丙酸酯](ADEKA制、ADK STAB AO-80)8.8重量%和亚磷酸三(2,4-叔丁基苯基)酯(BASF制,IRGAFOS168)2.9重量%而成的聚合物作为岛成分,将共聚有1.5mol%的间苯二甲酸5-磺酸钠盐及2.0重量%的数均分子量1000g/mol的聚乙二醇(三洋化成工业制PEG1000)的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为海成分。将各自在150℃下真空干燥12小时后,向挤出机型复合纺丝机中以20重量%的配合比供给岛成分、以80重量%的配合比供给海成分并使它们分别熔融,在纺丝温度285℃下,使其流入组装有图2(a)所示的海岛复合喷丝头的纺丝组件,使复合聚合物流以49g/分钟的排出量从排出孔排出,得到纺出纱条。需要说明的是,在排出板正上方的分配板上穿设有作为岛成分用的、每1个排出孔对应的6个分配孔,图3的16所示的海成分用的环状槽使用在每1°圆周方向上穿设有分配孔的环状槽。另外,排出导入孔长为3.7mm、缩小孔的角度为60°、排出孔径为0.18mm、排出孔长/排出孔径为2.2、排出孔数为144。将该纺出纱条用风温20℃、风速20m/分钟的冷却风进行冷却,用供油装置赋予油剂而使其集束,用以2700m/分钟旋转的第1导丝辊进行牵引,介由以与第1导丝辊相同的速度旋转的第2导丝辊,卷取在络筒机上,得到92dtex-72f的未拉伸丝。然后,使用拉伸假捻机(加捻部:摩擦圆盘式、加热器部:接触式),将所得到的未拉伸丝在加热器温度140℃、倍率1.4倍的条件下进行拉伸假捻,得到66dtex-72f的假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表2中。T/R为0.112,热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.1%,酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度为2.5cN/dtex。另外,海成分的破裂为2个部位,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(实施例A-2)
除了以未混炼IRGAFOS168的聚合物作为岛成分以外,与实施例A-1同样地得到假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表2中。T/R为0.112,热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.1%,酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度为2.6cN/dtex。另外,海成分的破裂为2个部位,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(实施例A-3、4)
在实施例A-3中以代替ADK STAB AO-80而混炼了7.0重量%的季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、IRGANOX1010)的聚合物作为岛成分,在实施例A-4中以代替ADK STAB AO-80而混炼了4.8重量%双[3,3-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丁酸]乙烯(Clariant Chemicals制,HOSTANOX O3)的聚合物作为岛成分,除此以外,与实施例2同样地得到假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表2中。均是T/R为0.113、热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.1%、酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度均为2.5cN/dtex。另外,海成分的破裂为2个部位,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善均为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“B”以上。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”。
(实施例A-5~8)
除了如表1所示那样变更最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表2中。均是T/R为0.05~0.25、热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为2.0~10.0%、酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度均为2.0cN/dtex以上。另外,海成分的破裂为5个部位以下,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
[表1]
[表2]
(实施例A-9~12)
通过如表3所示那样变更岛成分的聚乙二醇的数均分子量、共聚率、及海岛复合比率,从而变更热水处理后的吸湿率差(ΔMR),除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表4中。均是T/R为0.05~0.25、热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为2.0~10.0%、酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度均为2.0cN/dtex以上。另外,海成分的破裂为5个部位以下,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(实施例A-13~16)
通过变更岛成分的ADK STAB AO-80的混炼率,从而变更酚基含有率,除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表4中。均是T/R为0.112、热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.1%、酚基含有率为16~160mmol/kg。纤维强度均为2.0cN/dtex以上。另外,海成分的破裂为5部位以下,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热开始时间为“B”以上。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
[表3]
[表4]
(实施例A-17~20)
通过如表5所示那样变更岛成分的IRGAFOS168的混炼率,从而变更磷元素含有率,除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表6中。均是T/R为0.112、热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.1%、酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度均为2.5cN/dtex。另外,海成分的破裂为2部位,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(实施例A-21)
以除ADK STAB AO-80、IRGAFOS168外还混炼了8.8重量%的四[亚甲基-3-(十二烷基硫代)丙酸酯]甲烷(ADEKA制、ADK STAB AO-412S)的聚合物作为岛成分,除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表6中。T/R为0.112、热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.1%、酚基含有率为48mmol/kg。纤维强度为2.5cN/dtex。另外,海成分的破裂为2个部位,抑制了破裂。几乎没有因热水处理所致的吸湿性下降,均染性、品质、闷热感改善为合格。进而,干洗处理后的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
[表5]
[表6]
(比较例A-1)
除了如表7所示那样以未混炼ADK STAB AO-80及IRGAFOS168的聚合物作为岛成分以外,与实施例A-1同样地得到假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。干洗处理后的试样的氧化发热为“C”。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”。
(比较例A-2)
除了以未混炼ADK STAB AO-80的聚合物作为岛成分以外,与实施例A-1同样地得到假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。干洗处理后的试样的氧化发热为“C”。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”。
(比较例A-3)
使用日本特开2007-100243号公报中记载的以往已知的管型海岛复合喷丝头(每1个排出对应的岛数为6个),将最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)设为0.017,除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。由于使用以往已知的管型海岛复合喷丝头,因此在所得到的纤维中最外层的厚度薄,随着热水处理中的岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀而发生的海成分破裂极多,在热水处理后吸湿性大幅下降,吸湿性低,感觉到闷热感。另外,观察到大量因海成分的破裂引起的染色不均、起毛,均染性、品质极差。干洗处理后的试样的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(比较例A-4)
除了将最外层厚度T与纤维直径R之比(T/R)变更为0.251以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。由于T/R大,因此抑制了岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀,结果在精炼后和热水处理后吸湿性均低,感觉到闷热感。干洗处理后的试样的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(比较例A-5)
通过将岛成分的聚乙二醇共聚率变更为5重量%,从而变更热水处理后的吸湿率差(ΔMR),除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。在精炼后和热水处理后吸湿性均低,感觉到闷热感。干洗处理后的试样的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(比较例A-6)
通过变更岛成分的聚乙二醇的数均分子量、共聚率、及海岛复合比率,从而变更热水处理后的吸湿率差(ΔMR),除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。随着岛成分的吸湿性聚合物的体积溶胀而发生的海成分破裂极多,在热水处理后吸湿性大幅下降,吸湿性低,感觉到闷热感。另外,观察到大量因海成分的破裂引起的染色不均(均染性)、起毛,均染性、品质极差。干洗处理后的试样的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”。
(比较例A-7、8)
通过变更岛成分的ADK STAB AO-80的混炼率,从而变更酚基含有率,除此以外,与实施例A-1同样地制作假捻丝。
将所得到的纤维的纤维特性及布帛特性的评价结果示于表8中。在比较例A-7中,酚基含有率为14mmol/kg,干洗处理后的试样的氧化发热为“C”。水洗涤后的b*值为“B”。在比较例A-8中,酚基含有率为167mmol/kg,纤维强度低而为1.4cN/dtex,存在大量起毛,品质差。干洗处理后的试样的氧化发热为“A”。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”。
[表7]
[表8]
[参考例1]
预先投入对苯二甲酸双(羟基乙基)酯100kg,向保持于温度250℃的酯化反应槽中用4小时依次供给高纯度对苯二甲酸(三井化学公司制)82.5kg和乙二醇(日本触媒公司制)35.4kg的浆料,供给结束后再用1小时进行酯化反应,将所得到的酯化反应生成物101.5kg移送至缩聚槽中。
向该酯化反应生成物中添加磷酸三甲酯25.3g,在10分钟后添加乙酸钴四水合物20.3g、三氧化二锑25.3g。再在5分钟后添加相对于聚合物而言以氧化钛粒子换算为0.3质量%的、氧化钛粒子的乙二醇浆料。再在5分钟后,将反应体系减压,开始反应。将反应器内从250℃缓缓升温至290℃,同时将压力下降至40Pa。到达最终温度及最终压力为止的时间设为60分钟。在成为规定的搅拌扭矩的时刻,对反应体系进行氮气吹扫,恢复至常压,使缩聚反应停止,从喷丝头以线料状挤出,进行水槽冷却、切割,得到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的粒料。所得到的PET的特性粘度为0.65。
(实施例B-1)
将BDO1.0kg加热到100℃后,混合钛催化剂:钛酸四丁酯(TBT)(东京化成)250g,得到催化剂溶液。
将作为二羧酸成分的对苯二甲酸(TPA)(东京化成)45.3kg、作为二醇成分的丁二醇(BDO)(东京化成)44.2kg、作为酯化反应催化剂的利用上述方法得到的催化剂溶液135g投入带精馏塔的ES反应槽中。在温度160℃、压力93kPa的减压下开始酯化反应后,缓缓地升温,最终在温度235℃的条件下进行270分钟酯化反应。
将数均分子量8300g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工业制PEG6000S)60.0kg、抗氧化剂:季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、IRGANOX1010)180g投入聚合槽中,在聚合槽温度变为180℃以上时,转移在ES反应槽中所得到的反应物。聚合槽温度到达250℃后,添加作为缩聚反应催化剂的利用上述方法得到的催化剂溶液300g,在温度250℃、压力100Pa的条件下进行缩聚反应,在变为规定的搅拌扭矩的时刻,对反应体系进行氮气吹扫,恢复至常压,使缩聚反应停止,从喷丝头以线料状挤出,进行水槽冷却、切割,得到聚乙二醇共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯的粒料。对于聚合排出,并无问题。所得到的共聚聚酯的特性粘度为2.00。
相对于所得到的聚乙二醇共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯而言,配合作为酚系抗氧化剂的2,2’-二甲基-2,2’-(2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷-3,9-二基)二丙烷-1,1’-二基=双[3-(3-叔丁基-4-羟基5-甲基苯基)丙酸酯](ADEKA制、ADK STAB AO-80)8.0重量%、1,1’-联苯-4,4’-二基双[亚膦酸双(2,4-二叔丁基苯基)酯](Clariant Chemicals制,HOSTANOX P-EPQ)2.9重量%,使用L/D=45(L表示螺杆长,D表示螺杆直径)的一个部位具有排出部的排出式双螺杆挤出机,在料筒温度250℃、转速200rpm、压力10kPa的条件下实施3分钟熔融混炼,得到聚酯组合物。需要说明的是,聚乙二醇共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯从双螺杆挤出机的进料部投入。
以所得到的共聚聚酯作为海成分,以参考例1中所得到的聚酯作为岛成分,将各自干燥至水分率达到300ppm以下为止后,向挤出机型复合纺丝机中以80质量%的配合比供给岛成分、以20质量%的配合比供给海成分并使它们分别熔融,在纺丝温度285℃下,使其流入组装有海岛复合喷丝头的纺丝组件(过滤器开口:5μm),得到92dtex-72f的未拉伸丝。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。之后,使用拉伸假捻机(加捻部:摩擦圆盘式、加热器部:接触式),将所得到的未拉伸丝在加热器温度140℃、倍率1.4倍的条件下进行拉伸假捻,得到66dtex-72f的海岛型复合假捻丝。在纺丝前的干燥准备中,无渗出等问题。
将所得到的共聚聚酯的聚合物特性、纤维的纤维特性及布帛特性示于表9、表12中。纤维强度为2.5cN/dtex。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“S”而为良好。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-2)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为7.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“S”而为良好。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-3)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为6.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.4cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“S”而为良好。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-4)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为5.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.4cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”而为良好。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-5)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为4.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“B”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-6)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为3.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.9%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“B”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-7)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为2.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-8)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为1.0重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.2%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-9)
除了将实施例B-1中的混炼时的AO-80添加量设为0.5重量%以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.2%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-10)
除了将实施例B-3中的混炼时的P-EPQ添加量设为3.6重量%以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.3cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“S”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-11)
除了将实施例B-3中的混炼时的P-EPQ添加量设为2.2重量%以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.9%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-12)
除了将实施例B-3中的混炼时的P-EPQ添加量设为1.4重量%以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”,水洗涤处理后的氧化发热为“B”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-13)
将实施例B-12中的TPA变更为54.3kg、将BDO变更为53.0kg并且变更为ES催化剂溶液162g而实施了酯化反应,以及将PEG变更为48.0kg而实施了缩聚反应,除此以外,与实施例B-12同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-14)
除了将实施例B-3中在混炼时添加的磷系抗氧化剂变更为亚磷酸三(2,4-叔丁基苯基)酯(BASF制,IRGAFOS168)以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,在纺丝前的片料干燥时发生来自磷系抗氧化剂的渗出,所得到的纤维强度为2.4cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“B”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-15)
将实施例B-3中在混炼时添加的磷系抗氧化剂变更为四(C12~C15烷基)-4,4’-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯(城北化学工业制、JA-805),将添加量变更为2.6重量%,除此以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-16)
将实施例B-3中在混炼时添加的磷系抗氧化剂变更为亚磷酸三苯基酯(城北化学工业制、JP-360),将添加量变更为1.4重量%,除此以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,在纺丝前的片料干燥时发生来自磷系抗氧化剂的渗出,所得到的纤维强度为2.4cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“B”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-17)
将实施例B-3中在混炼时添加的磷系抗氧化剂变更为3,9-双(2,6-叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5,5十一烷](ADEKA制,ADK STAB PEP-36),将添加量变更为1.4重量%,除此以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,在纺丝前的片料干燥时发生来自磷系抗氧化剂的渗出,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-18)
将实施例B-3中在混炼时添加的酚系抗氧化剂变更为双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧基亚乙基)]酯(BASF制、IRGANOX245),将添加量变更为4.8重量%,将磷系抗氧化剂的添加量变更为2.2重量%,除此以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-19)
将实施例B-3中在混炼时添加的酚系抗氧化剂变更为1,3,5-三[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羟基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(RIANINLONCORPORATION制、THANOX1790),将添加量变更为3.8重量%,将磷系抗氧化剂的添加量变更为2.2重量份,除此以外,与实施例B-3同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“B”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-20)
预先投入对苯二甲酸双(羟基乙基)酯100kg,向保持于温度250℃的酯化反应槽中用4小时依次供给高纯度对苯二甲酸(三井化学公司制)51.9kg和乙二醇(日本触媒公司制)23.3kg的浆料,供给结束后再用1小时进行酯化反应。
将数均分子量8300g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工业制PEG6000S)60.0kg、抗氧化剂:季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、IRGANOX1010)180g投入聚合槽中,在聚合槽温度变为180℃以上时,将在ES反应槽中所得到的反应物63.9kg移送至缩聚槽。聚合槽温度到达250℃后,添加作为缩聚反应催化剂的磷酸三甲酯30.0g,在10分钟后添加乙酸钴四水合物24.0g、三氧化二锑30.0g。再在5分钟后添加相对于聚合物而言以氧化钛粒子换算为0.3质量%的、氧化钛粒子的乙二醇浆料。再在5分钟后,将反应体系减压,开始反应。将反应器内从250℃缓缓升温至290℃,同时将压力下降至40Pa。到达最终温度及最终压力为止的时间设为60分钟。在成为规定的搅拌扭矩的时刻,对反应体系进行氮气吹扫,恢复至常压,使缩聚反应停止,从喷丝头以线料状挤出,进行水槽冷却、切割,得到聚乙二醇共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的粒料。聚合排出时,漏切(miss cut)多。所得到的共聚聚酯的特性粘度为1.15。
除了将实施例B-11中的混炼时的料筒温度设为280℃以外,与实施例B-11同样地实施混炼及纺丝。
所得到的纤维强度为3.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”而为良好。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-21)
将实施例B-12中的TPA变为76.9kg、将BDO变更为75.1kg并且变更为ES催化剂溶液230g而实施了酯化反应,以及将PEG变更为数均分子量10000g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工业制PEG10000)18.0kg而实施了缩聚反应,除此以外,与实施例B-12同样地实施。
在聚合排出时发生排出线料的极细化,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为0.7%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-22)
除了将实施例B-21中的PEG变更为数均分子量20000g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工业制PEG20000)而实施了缩聚反应以外,与实施例B-21同样地实施。
在聚合排出时发生排出线料的极细化,所得到的纤维强度为2.3cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为0.8%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-23)
除了实施例B-11中在聚合槽温度为210℃时转移所得到的酯化物以外,与实施例B-11同样地实施。
聚合时间为185分钟,存在聚合时间延迟的倾向。片料的吸湿率差(ΔMR)为20.0%,片料熔融粘度为950poise(泊)。所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为3.7%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-24)
除了实施例B-11中在聚合槽温度为200℃时转移所得到的酯化物以外,与实施例B-11同样地实施。
聚合时间为180分钟,存在聚合时间延迟的倾向。片料的吸湿率差(ΔMR)为20.5%,片料熔融粘度为950poise。所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为3.8%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-25)
除了实施例B-24中在水分率0.01%的空气下将PEG熔融以外,与实施例B-24同样地实施。
聚合时间为170分钟。片料的吸湿率差(ΔMR)为22.0%,片料熔融粘度为1000poise。所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(实施例B-26)
除了实施例B-24中在水分率0.01%的氮气下将PEG熔融以外,与实施例B-24同样地实施。
聚合时间为170分钟。片料的吸湿率差(ΔMR)为22.5%,片料熔融粘度为1000poise。所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(ΔMR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(B-27)
除了将实施例26中向聚合槽中添加的抗氧化剂:季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制,IRGANOX1010)的添加量设为300g以外,与实施例B-26同样地实施。
聚合排出性无问题,纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.9%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(B-28)
除了将实施例26中向聚合槽添加的抗氧化剂:季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、IRGANOX1010)的添加量设为420g以外,与实施例B-26同样地实施。
聚合排出性无问题,纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“S”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(B-29)
除了将实施例26中向聚合槽中添加的抗氧化剂:季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、IRGANOX1010)的添加量设为600g以外,与实施例B-26同样地实施。
聚合排出性无问题,纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“S”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4级。
(B-30)
除了将实施例26中向聚合槽添加的抗氧化剂:季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)(BASF制、IRGANOX1010)的添加量设为960g以外,与实施例B-26同样地实施。
聚合排出性无问题,纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“S”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为3级。
(B-31)
除了将实施例26中作为二醇成分的丁二醇(BDO)(东京化成)的添加量设为62.0kg以外,与实施例B-26同样地实施。
聚合排出性无问题,纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“B”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(B-32)
除了将实施例26中作为二醇成分的丁二醇(BDO)(东京化成)的添加量设为40.0kg以外,与实施例B-26同样地实施。
聚合排出性无问题,纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“S”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-1)
除了实施例B-1中在混炼时不添加酚系抗氧化剂及磷系抗氧化剂以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.0cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.1%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-2)
在实施例B-12中,将TPA变更为63.4kg、将BDO变更为61.9kg并且变更为ES催化剂溶液189g而实施了酯化反应,以及将PEG变更为36.0kg而实施了缩聚反应,将混炼时的P-EPQ添加量设为0.7重量%,除此以外,与实施例B-12同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为1.5%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-3)
将实施例B-12中的TPA变更为72.4kg、将BDO变更为70.7kg并且变更为ES催化剂溶液216g而实施了酯化反应,以及将PEG变更为24.0kg而实施了缩聚反应,将混炼时的P-EPQ添加量设为0.7重量%,除此以外,与实施例B-12同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为0.9%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-4)
将实施例B-12中的TPA变更为81.5kg、将BDO变更为79.5kg并且变更为ES催化剂溶液243g而实施了酯化反应,以及将PEG变更为12.0kg而实施了缩聚反应,将混炼时的P-EPQ添加量设为0.7重量%,除此以外,与实施例B-12同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为0.5%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-5)
将实施例B-1中在混炼时酚系抗氧化剂的添加量变更为10.0重量%以及将磷系抗氧化剂的添加量变更为0.7重量%,除此以外,与实施例B-1同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.1cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“B”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-6)
除了将比较例B-5中在混炼时酚系抗氧化剂的添加量变更为6.0重量%以外,与比较例B-5同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-7)
除了将实施例B-13中在混炼时磷系抗氧化剂的添加量变更为0.7重量%以外,与实施例B-13同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.5cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-8)
除了将实施例B-8中在混炼时磷系抗氧化剂的添加量变更为4.2重量%以外,与实施例B-8同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.2cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.9%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-9)
将实施例B-12中的PEG变更为数均分子量3400g/mol的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工业制PEG4000)而实施了缩聚反应,将混炼时的P-EPQ添加量设为0.7重量%,除此以外,与实施例B-12同样地实施。
在聚合排出时的切割中漏切多,所得到的纤维强度为2.0cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“A”,水洗涤处理后的氧化发热为“A”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-10)
将实施例B-11中在混炼时添加的酚系抗氧化剂变更为季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](BASF制、IRGANOX1010),将添加量变更为4.8重量%,除此以外,与实施例B-11同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.6cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为4.0%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-11)
将比较例B-10中在混炼时添加的酚系抗氧化剂变更为双[3,3-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丁酸]乙二醇酯(Clariant Chemicals制、HOSTANOX O3),将添加量变更为3.2重量份,除此以外,与比较例B-10同样地实施。
聚合排出无问题,所得到的纤维强度为2.1cN/dtex。此时的组件更换频率的评价结果为“A”。热水处理后的吸湿率差(△MR)为3.9%。水洗涤处理后的黄变抑制为“C”,水洗涤处理后的氧化发热为“C”。另外,氮氧化物坚牢度试验结果为4-5级。
(比较例B-12)
除了实施例B-11中在聚合槽温度为240℃时转移所得到的酯化物以外,与实施例B-11同样地实施。
在缩聚反应时发生到顶,不能得到设定粘度的聚合物。
[表9]
实施例及比较例中使用的酚系化合物(酚系抗氧化剂)及磷系抗氧化剂的化学结构式如表10及表11所示。本发明中使用的磷系抗氧化剂的各种物性示于表13中。
[表10]
【表10】
[表11]
【表11】
[表12]
[表13]
【表13】
5%重量减少温度(℃) | 1分子中的磷原子数 | 熔点(℃) | |
P-EPQ | 170 | 2 | 85~103 |
IR168 | 280 | 1 | 183~186 |
JA-805 | 220 | 2 | - |
PEP-36 | 300以上 | 2 | 234~240 |
JP-360 | 80 | 1 | 20.0 |
产业上的可利用性
本发明中所得到的海岛型复合纤维即使在染色等热水处理中也有高品质且吸湿性优异、而且耐氧化分解性良好、能够抑制干洗处理后的氧化发热。另外,本发明中所得到的聚酯组合物具有高吸湿性,能够实现优异的纤维特性及水洗涤处理后的黄变抑制和氧化发热抑制。从这些特征考虑,能够适合使用于要求舒适性、品质的用途中。具体而言,可列举一般衣料用途、运动用品衣料用途、寝具用途、室内装饰用途、资材用途等。
附图标记说明
1.海成分
2.岛成分
3.纤维直径
4.将配置于最外周的岛成分的顶点连结而成的外接圆
5.最外层厚度
6.岛成分的直径
7.计量板
8.分配板
9.排出板
10-(a).计量孔1
10-(b).计量孔2
11-(a).分配槽1
11-(b).分配槽2
12-(a).分配孔1
12-(b).分配孔2
13.排出导入孔
14.缩小孔
15.排出孔
16.环状槽
Claims (8)
2.根据权利要求1所述的聚酯组合物,其特征在于,芳香族二羧酸及/或其酯形成性衍生物的50摩尔%以上为对苯二甲酸及/或其酯形成性衍生物,二醇及/或其酯形成性衍生物的50摩尔%以上为1,4-丁二醇及/或其酯形成性衍生物。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯组合物,其特征在于,在氮气氛下以10℃/分钟的升温速度用TG-DTA进行升温减量评价时,磷系抗氧化剂的5%重量减少温度为170℃以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚酯组合物,其特征在于,磷系抗氧化剂为在1分子中包含2个以上磷原子的结构。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚酯组合物,其特征在于,磷系抗氧化剂的熔点为80℃以上。
7.海岛型或芯鞘型的复合纤维,其是将权利要求1~6中任一项所述的聚酯组合物用于岛成分或芯成分而得到的。
8.聚酯组合物的制造方法,其是权利要求1~6中任一项所述的聚酯组合物的制造方法,使用芳香族二羧酸和包含50摩尔%以上的1,4-丁二醇的二醇进行酯化反应,在聚合槽的温度为210℃以下时,将由该酯化反应得到的酯化生成物转移至预先投入了聚乙二醇的缩聚槽中,开始缩聚反应。
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