TW201823538A - 聚合物摻合物纖維及包含其之纖維構造體 - Google Patents
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Abstract
一種聚合物摻合物纖維,其係包含聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之聚合物摻合物纖維,其特徵為:纖維徑CV%為0.1~2.5%,纖維橫截面之島成分的分散徑為1~1000nm。
本發明提供一種聚合物摻合物纖維,其兼具聚烯烴與聚酯之特性,且抑制單絲間之纖維徑不均勻,力學特性和耐磨損性優異,同時也抑制染色不均,並可理想地採用作為纖維構造體。
Description
本發明係關於一種聚合物摻合物纖維。更詳細而言,關於一種聚合物摻合物纖維,其兼具聚烯烴與聚酯之特性,且抑制單絲間之纖維徑不均勻,力學特性和耐磨損性優異,同時也抑制染色不均,並可理想地採用作為纖維構造體。
聚烯烴之輕量性、耐磨損性、保溫性、撥水性等均優異,且聚酯之耐熱性、力學特性、染色性、耐化學性等均優異,因此聚烯烴、聚酯均可作為纖維、薄膜等成形品之原料廣泛利用。
利用異種聚合物之複合的聚合物摻合物,可發揮各自的聚合物之長處,且補足短處,因此以開發新穎的材料為前提為有效的手法。然而,複合的聚合物彼此的相溶性低時,不僅無法得到利用聚合物摻合物之改善效果,且會引起力學特性或耐磨損性降低等問題。因此,在彼此相溶性低的聚合物之聚合物摻合物中,需要提高相溶性。
例如,專利文獻1係提出包含聚對苯二甲酸乙二酯與聚丙烯之聚合物摻合物的不織布。
又,專利文獻2係提出在脂肪族聚酯與聚烯烴之聚合物摻合物中,為了提高相溶性而添加酸或含環氧基的聚烯烴作為增容劑(compatibilizer),且耐衝擊性或彎曲彈性係數等物性平衡優異之成形體。
專利文獻1:日本特開平5-51852號公報
專利文獻2:日本特開2006-77063號公報
然而,上述專利文獻1記載之方法,雖可得到利用熔融吹襲之不織布,但聚對苯二甲酸乙二酯與聚丙烯之相溶性低,因此在形成為長纖維時,單絲間之纖維徑偏差大,力學特性或耐磨損性低,且看到顯著的染色不均,品質也差。
又,專利文獻2記載之方法,雖容易得到利用射出成形之成形體,但脂肪族聚酯與聚烯烴之相溶性不足,因此利用熔融紡絲得到的纖維,單絲間之纖維徑偏差大,需要針對力學特性或耐磨損性、染色不均進一步改善。
本發明的課題在於解決上述以往技術的問題點,並提供一種聚合物摻合物纖維,其兼具聚烯烴與聚酯之特性,且抑制單絲間之纖維徑不均勻,力學特性和耐磨損性優異,同時也抑制染色不均,並可理想地採用 作為纖維構造體。
上述本發明的課題,可藉由一種聚合物摻合物纖維解決,其係包含聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之聚合物摻合物纖維,其特徵為:纖維徑CV%為0.1~2.5%,纖維橫截面之島成分的分散徑為1~1000nm。
又,較佳為相對於聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之合計100重量份,含有0.1~30.0重量份的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)。
再者,可理想地採用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)含有15.0~45.0重量份的苯乙烯嵌段(C1)、乙烯嵌段(C2)與丁烯嵌段(C3)之重量比率(C2/C3)為0.1~1.0、具有選自於酸酐基、胺基及亞胺基之至少1種的官能基。
前述聚酯(B)之主要的構成成分,較佳為二羧酸成分(B1)與二醇成分(B2),且為選自於脂肪族二羧酸(B1-1)、脂環族二羧酸(B1-2)、芳香族二羧酸(B1-3)之至少1個二羧酸成分(B1)與選自於脂肪族二醇(B2-1)、脂環族二醇(B2-2)、芳香族二醇(B2-3)之至少1個二醇成分(B2)。又,也可理想地採用前述聚酯(B)之主要的構成成分為選自於脂肪族羥基羧酸(oxycarboxylic acid)、脂環族羥基羧酸、芳香族羥基羧酸之任1種。
前述聚合物摻合物纖維,較佳為包含聚烯烴 (A)為海成分、聚酯(B)為島成分的海島構造。
又,可理想地採用於一種纖維構造體,其特徵為至少一部分使用上述聚合物摻合物纖維。
根據本發明,可提供一種聚合物摻合物纖維,其兼具聚烯烴與聚酯之特性,且抑制單絲間之纖維徑不均勻,力學特性和耐磨損性優異,同時也抑制染色不均。利用本發明得到的聚合物摻合物纖維,藉由形成為纖維構造體,在使用以往之聚烯烴系纖維或聚酯系纖維的用途中,特別是在需要品質的用途,可理想地使用。
本發明的聚合物摻合物纖維係包含聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之聚合物摻合物纖維,纖維徑CV%為0.1~2.5%,纖維橫截面之島成分的分散徑為1~1000nm。
如先前技術所記載,聚烯烴之輕量性、耐磨損性、保溫性、撥水性等均優異,且聚酯之耐熱性、力學特性、染色性、耐化學性等均優異。因此,利用聚烯烴(A)與聚酯(B)之複合得到的本發明之聚合物摻合物纖維係兼具聚烯烴、聚酯各自之長處。本案發明人等針對以往的課題之聚烯烴(A)與聚酯(B)的相溶性提升仔細探討的結果發現:在將苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C) 作為增容劑使用時,相溶性顯著提升。其結果,可得到複絲之單絲間的纖維徑之不均小,且纖維橫截面之島成分的分散徑小之聚合物摻合物纖維,成功提升力學特性及耐磨損性、以及抑制染色不均。
本發明之聚合物摻合物纖維係為島成分不連續地分散而存在的纖維。在此,島成分不連續係為島成分在纖維長邊方向具有適當的長度而存在,其長度為數十nm~數十萬nm,在同一單絲內之任意間隔中,相對於纖維軸垂直的剖面,亦即,纖維橫截面的海島構造之形狀不同的狀態。本發明之島成分的不連續性,能以實施例記載的方法進行確認。島成分不連續地分散而存在時,可使海島界面之比界面面積變得非常大,因此可抑制界面剝離,且可得到力學特性以及耐磨損性均優異的聚合物摻合物纖維。又,因抑制界面剝離,故於染色時,可抑制伴隨起因於界面剝離之散射光的增加之發色性下降,且得到鮮明且有深度的發色。根據以上,本發明的聚合物摻合物纖維與1個島在纖維軸方向連續且形成為同一形狀的芯鞘複合纖維、或多個島在纖維軸方向連續且形成為同一形狀地海島複合纖維,在本質上為不同。該聚合物摻合物纖維,例如,可在熔融紡絲完結以前之任意階段中,藉由自混練聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)形成的聚合物摻合物組成物進行成形而得到。
作為本發明的聚烯烴(A),可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚甲基戊烯等,但並沒有限定於該等 。其中,聚丙烯之成形加工性為良好,且力學特性優異,因此較佳,聚甲基戊烯之熔點高,且耐熱性優異,同時在聚烯烴之中為最低比重,輕量性優異,因此較佳。在衣料用途中,尤其可理想地採用聚丙烯。
在本發明中,聚烯烴(A)可為均聚物,亦可為與其它的α-烯烴之共聚物。其它的α-烯烴(以下有時也簡稱為α-烯烴),亦可共聚合1種或2種以上。
α-烯烴的碳數較佳為2~20。α-烯烴的分子鏈可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。作為α-烯烴的具體例,可舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、1-二十烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、3-乙基-1-己烯等,但並沒有限定於該等。
α-烯烴之共聚合率較佳為20mol%以下。若α-烯烴之共聚合率為20mol%以下,則得到力學特性和耐熱性為良好的聚合物摻合物纖維,因而較佳。α-烯烴之共聚合率,更佳為15mol%以下,進一步更佳為10mol%以下。
在本發明中,聚酯(B)之主要的構成成分,較佳為二羧酸成分(B1)與二醇成分(B2),且為選自於脂肪族二羧酸(B1-1)、脂環族二羧酸(B1-2)、芳香族二羧酸(B1-3)之至少1個二羧酸成分(B1)與選自於脂肪族二醇(B2-1)、脂環族二醇(B2-2)、芳香族二醇(B2-3)之至少1個二醇成分(B2)。或者,本發明的聚酯(B)之主要的構成成分,較佳為選自於脂肪族羥基羧酸、脂環族羥基羧酸、芳香族羥基羧酸之任1種。其中,芳香族二羧酸(B1-3) 、芳香族二醇(B2-3)、芳香族羥基羧酸,藉由與苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之苯乙烯嵌段(C1)的芳香環之相互作用,提升聚烯烴(A)與聚酯(B)之相溶性,且得到的聚合物摻合物纖維之力學特性和耐磨損性變良好,因而可理想地採用。
作為本發明的脂肪族二羧酸(B1-1)之具體例,可舉出丙二酸、富馬酸、馬來酸、琥珀酸、衣康酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸、二聚酸等,作為脂環族二羧酸(B1-2)之具體例,可舉出1,2-環己烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸、十氫萘-2,6-二羧酸等,作為芳香族二羧酸(B1-3)之具體例,可舉出對苯二甲酸、二甲酸、間苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,2’-聯苯二羧酸、3,3’-聯苯二羧酸、4,4’-聯苯二羧酸、蒽二羧酸等,但並沒有限定於該等。又,作為脂肪族二醇(B2-1)之具體例,可舉出乙二醇、三亞甲二醇、四亞甲二醇、六亞甲二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、新戊二醇等,作為脂環族二醇(B2-2)之具體例,可舉出1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、螺二醇、異山梨糖醇等,作為芳香族二醇(B2-3)之具體例,可舉出兒茶酚、萘二醇、雙酚等,但並沒有限定於該等。再者,作為脂肪族羥基羧酸之具體例,可舉出乳酸、乙醇酸、α-氧代異丁酸(α-oxyisobutyric acid)、β-氧代異丁酸、羥基三甲基乙酸(oxypivalic acid)等, 作為芳香族羥基羧酸之具體例,可舉出水楊酸、m-羥基苯甲酸、p-羥基苯甲酸、苦杏仁酸、2-苯乳酸(atrolactic acid)等,但並沒有限定於該等。
作為本發明的聚酯(B)之具體例,可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸己二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚己二酸乙二酯、聚己二酸丙二酯、聚己二酸丁二酯、聚丁二酸乙二酯、聚丁二酸丙二酯、聚丁二酸丁二酯、聚癸二酸乙二酯、聚癸二酸丙二酯、聚癸二酸丁二酯、聚己內酯、聚乳酸、聚乙醇酸等,但並沒有限定於該等。
本發明的聚酯(B),亦可與其它的共聚合成分進行共聚合,作為具體例,可舉出上述所示的脂肪族二羧酸(B1-1)、脂環族二羧酸(B1-2)、芳香族二羧酸(B1-3)、脂肪族二醇(B2-1)、脂環族二醇(B2-2)、芳香族二醇(B2-3)、脂肪族羥基羧酸、脂環族羥基羧酸、芳香族羥基羧酸等,但並沒有限定於該等。其中,芳香族二羧酸(B1-3)、芳香族二醇(B2-3)、芳香族羥基羧酸,藉由與苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之苯乙烯嵌段(C1)的芳香環之相互作用,提升聚烯烴(A)與聚酯(B)之相溶性,且得到的聚合物摻合物纖維之力學特性和耐磨損性變良好,因而可理想地採用。該等之共聚合成分,可僅使用1種,亦可併用2種以上。
本發明的聚合物摻合物纖維,在聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之合計100重量份中,可適當選擇聚烯烴(A)及聚酯(B)的含量。 相較於聚酯(B),聚烯烴(A)的含量更多時,形成聚烯烴(A)為海成分、聚酯(B)為島成分之海島構造;相較於聚烯烴(A),聚酯(B)的含量更多時,形成聚酯(B)為海成分、聚烯烴(A)為島成分之海島構造。聚烯烴(A)之耐磨損性較聚酯(B)優異,因此從耐磨損性之觀點而言,較佳為聚烯烴(A)為海成分、聚酯(B)為島成分的海島構造。
本發明的聚合物摻合物纖維含有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)與聚烯烴(A)及聚酯(B)之雙方的親和性高,因此係作為增容劑發揮功能。因此,可提升聚烯烴(A)與聚酯(B)之相溶性,且控制分散狀態或提升分散性,甚至提升聚烯烴(A)與聚酯(B)之界面接著性。又,在藉由熔融紡絲形成海島構造之際,於噴嘴正下方產生稱為壓載(ballast)之***,且纖維之細化變形變不安定,但藉由含有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C),可縮小壓載所致之***,且可抑制伴隨其之斷絲等改善製絲操作性。又,可得到纖維長邊方向的纖維徑或纖度之不均小,且複絲的單絲間之均一性及纖維長邊方向之均一性優異之高品質的纖維以及纖維構造體。再者,在本發明的聚合物摻合物纖維中,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)各自存在於聚烯烴(A)與聚酯(B)之界面、以及僅包含聚烯烴(A)的區域、僅包含聚酯(B)的區域,但藉由大量存在於2成分間之界面,可發揮前述的效果。
在本發明中,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C),較佳含有15.0~45.0重量份的苯乙烯嵌段(C1)。 若苯乙烯嵌段(C1)的含量為15.0重量份以上,則因為苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)的強度和伸度等力學特性高,所以在對纖維施加拉伸等外力之際,存在於海島界面之苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)影響強度和伸度等力學特性,得到的聚合物摻合物纖維之力學特性變良好,因而較佳。苯乙烯嵌段(C1)的含量,更佳為20.0重量份以上,進一步更佳為25.0重量份以上。另一方面,若苯乙烯嵌段(C1)的含量為45.0重量份以下,則因為苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)為柔軟,所以對纖維施加磨損等外力,於海島界面產生應變之際,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之變形會追隨應變,界面剝離不易產生,且得到的聚合物摻合物纖維之耐磨損性變良好,因而較佳。苯乙烯嵌段(C1)的含量,更佳為40.0重量份以下,進一步更佳為35.0重量份以下。
在本發明的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)中,乙烯嵌段(C2)與丁烯嵌段(C3)之重量比率(C2/C3)較佳為0.1~1.0。若重量比率(C2/C3)為0.1以上,則因為苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)為柔軟,所以對纖維施加磨損等外力,於海島界面產生應變之際,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之變形會追隨應變,界面剝離不易產生,且得到的聚合物摻合物纖維之耐磨損性變良好,因而較佳。重量比率(C2/C3)更佳為0.15以上,進一步更佳為0.25以上。另一方面,若重量比率(C2/C3)為1.0以下,則可得到與聚烯烴(A)之親和性高,聚烯烴(A)與聚酯(B)之相溶性變良好,纖維徑或纖度之 不均小,且複絲的單絲間之均一性及纖維長邊方向之均一性優異之高品質的纖維以及纖維構造體,因而較佳。重量比率(C2/C3)更佳為0.7以下,進一步更佳為0.5以下。
本發明的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)較佳為具有選自於酸酐基、羧基、羥基、環氧基、胺基及亞胺基之至少1種的官能基。該等之官能基與聚酯(B)之親和性高,且可與聚酯(B)反應,因此聚烯烴(A)與聚酯(B)之界面接著性變得更強固,力學特性和耐磨損性變得更良好,因而較佳,甚至可得到聚烯烴(A)與聚酯(B)之相溶性亦提升,纖維徑或纖度之不均小,且複絲的單絲間之均一性及纖維長邊方向之均一性優異之高品質的纖維以及纖維構造體,因而較佳。其中,胺基、亞胺基與聚酯(B)之反應性高,因而較佳,特佳為胺基。
本發明的聚合物摻合物纖維,較佳為相對於聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之合計100重量份,含有0.1~30.0重量份的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)。若苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)的含量為0.1重量份以上,則得到聚烯烴(A)與聚酯(B)之相溶化效果,因此可得到島成分之分散徑變小,改善抑制斷絲等製絲操作性,同時纖度不均小,纖維長邊方向之均一性優異,力學特性和耐磨損性均優異,同時也抑制染色不均之高品質的纖維以及纖維構造體,因而較佳。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)的含量更佳為0.3重量份以上,進一步更佳為0.5重量份以上。另一方面,若苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)的含量為 30.0重量份以下,則可維持來自構成聚合物摻合物纖維之聚烯烴(A)或聚酯(B)的纖維特性或外觀、質地,因而較佳。又,可抑制過度的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)所致之製絲操作性的不安定化,因而較佳。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)的含量,更佳為20.0重量份以下,進一步更佳為10.0重量份以下,特佳為5.0重量份以下。
本發明的聚合物摻合物纖維,亦可加入次要的添加物,進行種種的改質。作為次要的添加劑之具體例,可舉出塑化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、螢光增白劑、脫模劑、抗菌劑、成核劑、熱安定劑、抗靜電劑、抗著色劑、調整劑、消光劑、消泡劑、防腐劑、膠化劑、乳膠、填料、油墨、著色料、染料、顏料、香料等,但並沒有限定於該等。該等之次要的添加物,可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為本發明的聚合物摻合物纖維之複絲的纖度,沒有特別限制,可因應用途或需求特性而適當選擇,較佳為10~3000dtex。本發明的纖度係指以實施例記載的方法進行測定的數值。若聚合物摻合物纖維的纖度為10dtex以上,則斷絲少,且加工性為良好,此外在使用時,絨毛(fuzz)之產生少,耐久性優異,因而較佳。聚合物摻合物纖維的纖度,更佳為30dtex以上,進一步更佳為50dtex以上。另一方面,若聚合物摻合物纖維的纖度為3000dtex以下,則不會損及纖維以及纖維構造體之柔軟性,因而較佳。聚合物摻合物纖維的纖度,更佳為 2500dtex以下,進一步更佳為2000dtex以下。
本發明的聚合物摻合物纖維之單絲纖度沒有特別限制,可因應用途或需求特性而適當選擇,較佳為0.5~20dtex。本發明的單絲纖度係指將以實施例記載的方法進行測定之纖度除以單絲數的數值。若聚合物摻合物纖維的單絲纖度為0.5dtex以上,則斷絲少,且加工性為良好,此外在使用時,絨毛之產生少,且耐久性優異,因而較佳。聚合物摻合物纖維的單絲纖度,更佳為0.6dtex以上,進一步更佳為0.8dtex以上。另一方面,若聚合物摻合物纖維的單絲纖度為20dtex以下,則不會損及纖維以及纖維構造體之柔軟性,因而較佳。聚合物摻合物纖維的單絲纖度,更佳為15dtex以下,進一步更佳為12dtex以下。
本發明的聚合物摻合物纖維之強度沒有特別限制,可因應用途或需求特性而適當選擇,從力學特性之觀點而言,較佳為1.0~6.0cN/dtex。本發明的強度係指以實施例記載的方法進行測定的數值。若聚合物摻合物纖維的強度為1.0cN/dtex以上,則在使用時,絨毛之產生少,且耐久性優異,因而較佳。聚合物摻合物纖維的強度更佳為1.5cN/dtex以上,進一步更佳為2.0cN/dtex以上。另一方面,若聚合物摻合物纖維的強度為6.0cN/dtex以下,則不會損及纖維以及纖維構造體之柔軟性,因而較佳。
本發明的聚合物摻合物纖維之伸度,沒有特別限制,可因應用途或需求特性而適當選擇,從耐久性 之觀點而言,較佳為10~60%。本發明的伸度係指以實施例記載的方法進行測定的數值。若聚合物摻合物纖維的伸度為10%以上,則纖維以及纖維構造體的耐磨損性變良好,在使用時,絨毛之產生少,且耐久性變良好,因而較佳。聚合物摻合物纖維的伸度,更佳為15%以上,進一步更佳為20%以上。另一方面,若聚合物摻合物纖維的伸度為60%以下,則纖維以及纖維構造體之尺寸安定性變良好,因而較佳。聚合物摻合物纖維的伸度,更佳為55%以下,進一步更佳為50%以下。
本發明的聚合物摻合物纖維之纖度變動值U%(hi),較佳為0.1~1.5%。本發明的纖度變動值U%(hi)係指以實施例記載的方法進行測定的數值。纖度變動值U%(hi)為複絲之纖維長邊方向的厚度不均之指標,纖度變動值U%(hi)越小,表示纖維之長邊方向的厚度不均越小。從加工性或品質之觀點而言,纖度變動值U%(hi)越小越好,但以可製造的範圍而言0.1%為下限。另一方面,若聚合物摻合物纖維的纖度變動值U%(hi)為1.5%以下,則可得到纖維長邊方向之均一性優異,不易產生絨毛或斷絲,而且,在染色之際不易產生染色不均或染疵等缺點,高品質之纖維以及纖維構造體,因而較佳。聚合物摻合物纖維的纖度變動值U%(hi),更佳為1.2%以下,進一步更佳為1.0%以下,特佳為0.8%以下。
本發明的聚合物摻合物纖維之纖維徑CV%為0.1~2.5%。在本發明中,纖維徑CV%係指以實施例記載的方法進行測定的數值。纖維徑CV%為複絲之單絲間的 纖維徑之不均的指標,且纖維徑CV%越小,表示單絲間的纖維徑之不均越小。從加工性或品質之觀點而言,纖維徑CV%越小越好,但以可製造的範圍而言0.1%為下限。另一方面,若聚合物摻合物纖維的纖維徑CV%為2.5%以下,則可得到單絲間的纖維徑之均一性優異,不易產生絨毛或斷絲,而且,在染色之際不易產生染色不均或染疵等缺點,高品質之纖維以及纖維構造體。聚合物摻合物纖維的纖維徑CV%更佳為2.0%以下,進一步更佳為1.5%以下,特佳為1.0%以下。
本發明的聚合物摻合物纖維之纖維橫截面的島成分之分散徑為1~1000nm。在本發明中,纖維橫截面的島成分之分散徑係指以實施例記載的方法進行測定的數值。從製絲性或加工性、力學特性、耐磨損性等之觀點而言,纖維橫截面的島成分之分散徑越小越好,但在相溶性低的聚烯烴(A)與聚酯(B)之聚合物摻合物纖維中,以可製造的範圍而言1nm為下限。另一方面,若聚合物摻合物纖維的纖維橫截面之島成分的分散徑為1000nm以下,則可增加海島界面之比界面面積,因此可抑制界面剝離或起因於其之磨損,且力學特性和耐磨損性均優異,同時在染色時可抑制伴隨起因於界面剝離之散射光的增加之發色性下降。聚合物摻合物纖維的纖維橫截面之島成分的分散徑較佳為700nm以下,更佳為500nm以下,進一步更佳為300nm以下。
本發明的聚合物摻合物纖維之纖維橫截面的島成分之分散徑CV%較佳為1~50%。在本發明中,纖維 橫截面的島成分之分散徑CV%係指以實施例記載的方法進行測定的數值。分散徑CV%為纖維橫截面之島成分的分散徑之不均的指標,分散徑CV%越小,表示島成分的分散徑之不均越小。從製絲性或加工性、力學特性、耐磨損性等之觀點而言,分散徑CV%越小越好,但以可製造的範圍而言1%為下限。另一方面,若聚合物摻合物纖維的分散徑CV%為50%以下,則抑制在對纖維施加外力之際的局部之應力集中,因此可得到界面剝離不易產生,耐磨損性變良好,且高品質之纖維以及纖維構造體,因而較佳。聚合物摻合物纖維的分散徑CV%更佳為40%以下,進一步更佳為30%以下,特佳為20%以下。
本發明的聚合物摻合物纖維,關於纖維之剖面形狀,並沒有特別限制,可因應用途或需求特性而適當選擇,可為真圓狀的圓形剖面,亦可為非圓形剖面。作為非圓形剖面之具體例,可舉出多葉形、多角形、扁平形、橢圓形、C字形、H字形、S字形、T字形、W字形、X字形、Y字形、田字形、井字形、中空形等,但並沒有限定於該等。
本發明的聚合物摻合物纖維,關於纖維之形態,並沒有特別限制,亦可為單絲、複絲、短纖維(staple)等之任何形態。
本發明的聚合物摻合物纖維,可與一般的纖維同樣地進行假撚或撚紗等加工,且關於織製或編製也可與一般的纖維同樣地處理。
包含本發明的聚合物摻合物纖維之纖維構造 體的形態,沒有特別限制,可依據周知的方法,形成為織物、編物、絨毛(pile)布帛、不織布或機紡紗、絮棉等。又,包含本發明的聚合物摻合物纖維之纖維構造體,可為任何織組織或編組織,且可理想地採用平織、斜紋織、緞紋織或該等之變化織、或經編、緯編、圓編、花編或該等之變化編等。
本發明的聚合物摻合物纖維,在形成為纖維構造體之際,可藉由交織或交編等與其它的纖維組合,亦可在形成與其它的纖維之混纖紗後,形成為纖維構造體。
接著,以下表示本發明的聚合物摻合物纖維之製造方法。
作為本發明的聚合物摻合物纖維之製造方法,可採用周知的熔融紡絲方法、延伸方法、假撚加工方法。
本發明中,較佳為在進行熔融紡絲之前,預先將聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)進行乾燥,使含水率成為0.3重量%以下。若含水率為0.3重量%以下,則在熔融紡絲之際不會因水分而發泡,且可安定地進行紡絲,因而較佳。又,可抑制紡絲時之水解,且抑制得到的聚合物摻合物纖維之力學特性下降或色調之惡化,因而較佳。含水率較佳為0.2重量%以下,更佳為0.1重量%以下。
在進行聚合物摻合物型紡絲時,作為自紡嘴吐出成為纖維絲線的方法,可舉出以下所示之例,但並 沒有限定於該等。作為第一例,可舉出將於事前以擠製機等進行熔融混練而複合化聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)的料片,視需要進行乾燥後,將乾燥的料片供給至熔融紡絲機進行熔融,且以計量泵進行計量。之後,在紡絲組件中,導入至加溫的紡絲盒,在紡絲盒內過濾熔融聚合物後,自紡嘴吐出成為纖維絲線的方法。作為第二例,可舉出視需要乾燥料片,以料片的狀態混合聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)後,將混合的料片供給至熔融紡絲機進行熔融,且以計量泵進行計量。之後,在紡絲組件中,導入至加溫的紡絲盒,在紡絲盒內過濾熔融聚合物後,自紡嘴吐出成為纖維絲線的方法。
自紡嘴吐出的纖維絲線係藉由冷卻裝置進行冷卻固化,以第1導引滾筒(godet roller)抽出,並經由第2導引滾筒,以絡紗機捲取,成為捲取紗。再者,為了提升製絲操作性、生產性、纖維之力學特性,視需要亦可在紡嘴下部設置2~50cm的長度之加熱筒或保溫筒。又,可使用加油裝置,對纖維絲線加油,亦可使用交絡裝置,對纖維絲線賦予交絡。
熔融紡絲之紡絲溫度,可因應聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之熔點或耐熱性等適當選擇,較佳為220~320℃。若紡絲溫度為220℃以上,則利用紡嘴吐出的纖維絲線之伸長黏度充分降低,因此吐出為安定,甚至紡絲張力不會變得過高,且可抑制斷絲,因而較佳。紡絲溫度,更佳為230℃以上,進 一步更佳為240℃以上。另一方面,若紡絲溫度為320℃以下,則可抑制紡絲時之熱分解,且可抑制得到的聚合物摻合物纖維之力學特性下降或著色,因而較佳。紡絲溫度,更佳為300℃以下,進一步更佳為280℃以下。
熔融紡絲之紡絲速度,可因應聚烯烴(A)與聚酯(B)之複合比率、紡絲溫度等適當選擇,較佳為500~6000m/分鐘。若紡絲速度為500m/分鐘以上,則移行絲線安定,且可抑制斷絲,因而較佳。二步驟法的情況之紡絲速度,更佳為1000m/分鐘以上,進一步更佳為1500m/分鐘以上。另一方面,若紡絲速度為6000m/分鐘以下,則不會因紡絲張力之抑制而斷絲,且可進行安定的紡絲,因而較佳。二步驟法的情況之紡絲速度,更佳為4500m/分鐘以下,進一步更佳為4000m/分鐘以下。又,暫時不捲取而同時進行紡絲與延伸之一步驟法的情況之紡絲速度,較佳為將低速滾筒設為500~5000m/分鐘,將高速滾筒設為2500~6000m/分鐘。若低速滾筒及高速滾筒為上述的範圍內,則移行絲線安定,同時可抑制斷絲,且可進行安定的紡絲,因而較佳。一步驟法的情況之紡絲速度,更佳為將低速滾筒設為1000~4500m/分鐘,將高速滾筒設為3500~5500m/分鐘,進一步更佳為將低速滾筒設為1500~4000m/分鐘,將高速滾筒設為4000~5000m/分鐘。
在利用一步驟法或二步驟法進行延伸時,亦可為一層延伸法或二層以上的多層延伸法之任何方法。作為延伸之加熱方法,只要為可將移行絲線直接或間接 地加熱之裝置,則沒有特別限定。作為加熱方法之具體例,可舉出加熱滾筒、加熱銷、加熱板、溫水、熱水等之液體浴、熱空氣、蒸汽等之氣體浴、雷射等,但並沒有限定於該等。該等之加熱方法,可單獨使用,亦可併用多個。作為加熱方法,從加熱溫度之控制、對移行絲線之均勻的加熱、裝置不變複雜之觀點而言,可理想地採用與加熱滾筒之接觸、與加熱銷之接觸、與加熱板之接觸、對液體浴之浸漬。
進行延伸時的延伸溫度,可因應聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之熔點、或延伸後之纖維的強度、伸度等適當選擇,較佳為20~150℃。若延伸溫度為20℃以上,則可得到充分地進行供給於延伸之絲線的預熱,且延伸時之熱變形變均勻,可抑制絨毛或纖度不均之產生,纖維長邊方向之均一性優異,均染性優異之高品質的纖維以及纖維構造體,因而較佳。延伸溫度較佳為50℃以上,更佳為70℃以上。另一方面,若延伸溫度為150℃以下,則可抑制伴隨與加熱滾筒之接觸的纖維之間的融接或熱分解,且加工性或品質為良好,因而較佳。又,對於延伸滾筒之纖維的滑動性變良好,因此可抑制斷絲,且進行安定的延伸,因而較佳。延伸溫度較佳為145℃以下,更佳為140℃以下。又,視需要亦可進行60~150℃之熱處理。
進行延伸時的延伸倍率,可因應延伸前之纖維的伸度、或延伸後之纖維的強度或伸度等適當選擇,較佳為1.02~7.0倍。若延伸倍率為1.02倍以上,則可藉 由延伸提升纖維之強度或伸度等力學特性,因而較佳。延伸倍率較佳為1.2倍以上,更佳為1.5倍以上。另一方面,若延伸倍率為7.0倍以下,則可抑制延伸時之斷絲,且進行安定的延伸,因而較佳。延伸倍率更佳為6.0倍以下,進一步更佳為5.0倍以下。
進行延伸時的延伸速度,可因應延伸方法為一步驟法或二步驟法任一者等適當選擇。在一步驟法的情況,上述紡絲速度之高速滾筒的速度相當於延伸速度。利用二步驟法進行延伸時的延伸速度,較佳為30~1000m/分鐘。若延伸速度為30m/分鐘以上,則移行絲線安定,且可抑制斷絲,因而較佳。利用二步驟法進行延伸時的延伸速度,更佳為50m/分鐘以上,進一步更佳為100m/分鐘以上。另一方面,若延伸速度為1000m/分鐘以下,可抑制延伸時之斷絲,且進行安定的延伸,因而較佳。利用二步驟法進行延伸時的延伸速度,更佳為900m/分鐘以下,進一步更佳為800m/分鐘以下。
在進行假撚加工時,除了僅使用1層加熱器之所謂的Woolly加工以外,可適當選擇使用1層加熱器與2層加熱器之雙方的所謂之Buleria加工。
作為在假撚加工使用的裝置,在此例示一種假撚加工裝置,其係具備FR(進料滾筒)、1DR(1拉伸滾筒)加熱器、冷卻板、假撚裝置、2DR(2拉伸滾筒)、3DR(3拉伸滾筒)、交絡噴嘴、4DR(4拉伸滾筒)、絡紗機。
FR-1DR間之加工倍率,可因應在假撚加工使用之纖維的伸度、或假撚加工後之纖維的伸度適當選擇 ,較佳為1.0~2.0倍。
加熱器之加熱方法,亦可為接觸式、非接觸式之任一者。加熱器溫度可因應聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之熔點、或假撚加工後之纖維的強度、伸度等適當選擇,接觸式的情況之加熱器溫度,較佳為90℃以上,非接觸式的情況之加熱器溫度,較佳為150℃以上。若接觸式的情況之加熱器溫度為90℃以上、或非接觸式的情況之加熱器溫度為150℃以上,則可得到充分地進行供給於假撚加工之絲線的預熱,且伴隨延伸之熱變形變均勻,可抑制絨毛或纖度不均之產生,纖維長邊方向之均一性優異,均染性優異之高品質的纖維以及纖維構造體,因而較佳。接觸式的情況之加熱器溫度,更佳為100℃以上,進一步更佳為110℃以上。非接觸式的情況之加熱器溫度,更佳為200℃以上,進一步更佳為250℃以上。加熱器溫度之上限,只要為在假撚加工使用的未延伸紗或延伸紗不會在加熱器內融接的溫度即可。
假撚裝置較佳為摩擦假撚型,且可舉出摩擦盤(friction disk)型、帶夾(belt nip)型等,但並沒有限定於該等。其中,較佳為摩擦盤型,藉由將盤的材質全部以陶瓷構成,在長時間操作的情況中,也可安定地進行假撚加工,因而較佳。2DR-3DR間及3DR-4DR間之倍率,可因應假撚加工後之纖維的強度或伸度等適當選擇,較佳為0.9~1.0倍。3DR-4DR間,為了提升假撚加工後之纖維的加工性,亦可進行利用交絡噴嘴之交絡賦予、或 利用加油導件之追油。
進行假撚加工時的加工速度,可適當選擇,較佳為200~1000m/分鐘。若加工速度為200m/分鐘以上,則移行絲線安定,且可抑制斷絲,因而較佳。加工速度更佳為300m/分鐘以上,進一步更佳為400m/分鐘以上。另一方面,若加工速度為1000m/分鐘以下,則可抑制假撚加工時之斷絲,且進行安定的假撚加工,因而較佳。加工速度更佳為900m/分鐘以下,進一步更佳為800m/分鐘以下。
本發明中,視需要亦可在纖維或纖維構造體之任一者的狀態中進行染色。本發明中,可理想地採用分散染料或陽離子染料作為染料。構成本發明的聚合物摻合物纖維之聚烯烴(A),幾乎不會被染料染色,但聚酯(B)可染色,因此本發明的聚合物摻合物纖維及包含其之纖維構造體,可進行染色。
本發明的染色方法,沒有特別限制,依據周知的方法,可理想地採用筒紗染色機、噴射染色機、滾筒染色機、經軸染色機、交捲染色機(jigger)、高壓交捲染色機等。
本發明中,關於染料濃度或染色溫度,沒有特別限制,可理想地採用周知的方法。又,視需要可在染色加工前進行精練,亦可在染色加工後進行還原清洗。
本發明的聚合物摻合物纖維、及包含其之纖維構造體,兼具聚烯烴與聚酯之特性,力學特性和耐磨損性均優異,同時可抑制染色不均。因此,可適用於以 往使用聚烯烴系纖維或聚酯系纖維的用途,特別是需要品質的用途。可舉出例如,女裝、男裝、襯裏、內衣、羽絨、背心、貼身衣物、外套等一般衣物用途、擋風夾克、戶外裝、滑雪裝、高爾夫球裝、泳衣等運動衣物用途、棉被用墊、棉被套、棉被用絮棉、毛毯、毛毯用墊、毛毯套、枕頭套、枕頭之填充材、床單等寢具用途、桌布、窗簾、磁磚地毯、家庭用地墊、汽車用墊等室內用途、皮帶、手提包、縫線、睡袋、帳篷、繩索、防護網、過濾布、窄膠帶、編結、椅布等資材用途等,但並沒有限定於該等。
以下根據實施例更詳細地說明本發明。再者,實施例中之各特性值係以下述的方法求出。
A.複合比率
將作為聚合物摻合物纖維之原料使用的聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之合計定為100重量份,算出A/B/C[重量份]作為複合比率。
B.纖度
在溫度20℃、濕度65%RH之環境下,使用INTEC製電動檢布機,將藉由實施例得到的纖維100m進行絞紗。測定得到的絞紗之重量,使用下述式算出纖度(dtex)。再者,測定係對於1試料進行5次,並將其平均值作為纖度。
纖度(dtex)=纖維100m的重量(g)×100。
C.強度、伸度
強度及伸度係將藉由實施例得到的纖維作為試料, 並依據JIS L1013:2010(化學纖維紗絲試驗方法)8.5.1算出。在溫度20℃、濕度65%RH之環境下,使用Orientec公司製Tensilon UTM-III-100型,以初期試料長20cm、拉伸速度20cm/分鐘之條件進行拉伸試驗。將表示最大荷重之點的應力(cN)除以纖度(dtex),算出強度(cN/dtex),並使用表示最大荷重之點的伸長量(L1)與初期試料長(L0),藉由下述式算出伸度(%)。再者,測定係對於1試料進行10次,並將其平均值作為強度及伸度。
伸度(%)={(L1-L0)/L0}×100。
D.纖度變動值U%(hi)
纖度變動值U%(hi)係將藉由實施例得到的纖維作為試料,並使用Zellweger Uster製USTER TESTER 4-CX,以測定速度200m/分鐘、測定時間2.5分鐘、測定纖維長500m、撚數12000/m(S撚)的條件,測定U%(half inert)。再者,測定係對於1試料進行5次,並將其平均值作為纖度變動值U%(hi)。
E.纖維徑CV%
將藉由實施例得到的纖維以鉑-鈀合金進行蒸鍍後,使用日立製掃描型電子顯微鏡(SEM)S-4000型,觀察相對於纖維軸垂直的剖面,亦即,觀察纖維橫截面,並拍攝纖維橫截面的顯微鏡照片。觀察係以100倍、300倍、500倍、1000倍、3000倍、5000倍、10000倍的各倍率進行,且在拍攝顯微鏡照片之際,選擇可觀察試料中之全部的單絲之最高的倍率。針對拍攝的照片,使用圖像解析軟體(三谷商事製WinROOF),測定單絲直徑。在試料 中之單絲數為50根以上時,測定隨機抽出之50根的單絲之單絲直徑,在試料中之單絲數小於50根時,使用以相同條件製造之多個試料,測定合計50根的單絲之單絲直徑。纖維橫截面未必限定於真圓,因此在非真圓的情況,採用外接圓之直徑作為單絲直徑。算出單絲直徑的標準偏差(σ)、單絲直徑的平均值(X)後,藉由下述式算出纖維徑CV%(%)。
纖維徑CV%(%)=(σ/X)×100。
F.島成分之分散徑、島成分之分散徑CV%、島成分之不連續性
將藉由實施例得到的纖維以環氧樹脂包埋後,使用LKB製超薄切片機LKB-2088,對於整個環氧樹脂,沿著垂直於纖維軸之方向切割纖維,得到厚度約100nm的超薄切片。將得到的超薄切片,於固體之四氧化釕的氣相中以常溫保持約4小時並進行染色後,將染色的面以超薄切片機切割,製作以四氧化釕染色的超薄切片。針對染色的超薄切片,使用日立製透射型電子顯微鏡(TEM)H-7100FA型,以加速電壓100kV的條件,觀察相對於纖維軸垂直的剖面,亦即,觀察纖維橫截面,並拍攝纖維橫截面的顯微鏡照片。觀察係以300倍、500倍、1000倍、3000倍、5000倍、10000倍、30000倍、50000倍的各倍率進行,且在拍攝顯微鏡照片之際,選擇可觀察100個以上的島成分之最低的倍率。針對拍攝的照片,將自同一照片隨機抽出的100個島成分之直徑以圖像處理軟體(三谷商事製WinROOF)進行測定,並將其平均值作為 島成分的分散徑(nm)。存在於纖維橫截面之島成分未必限定於真圓,因此在非真圓的情況,採用外接圓之直徑作為島成分的分散徑。
在存在於單絲之纖維橫截面的島成分小於100個時,將以同條件製造之多個單絲作為試料,觀察纖維橫截面,並在拍攝顯微鏡照片之際,選擇可觀察單絲的全體像之最高的倍率。針對拍攝的照片,測定存在於各單絲之纖維橫截面的島成分之分散徑,並將合計100個之島成分的分散徑之平均值作為島成分的分散徑。
基於上述所測定之100個島成分的分散徑,算出島成分之分散徑的標準偏差(σALL)、島成分之分散徑的平均值(DALL)後,藉由下述式算出島成分之分散徑CV%(%)。
島成分之分散徑CV%(%)=(σALL/DALL)×100。
關於島成分之不連續性,在同一單絲內,以單絲直徑之至少10000倍以上的任意間隔,拍攝5張纖維橫截面之顯微鏡照片,各自的纖維橫截面之島成分的數量及海島構造的形狀不同時,定為島成分為不連續,且將島成分為不連續的情況定為「A」,將島成分非不連續的情況定為「C」。
G.耐磨損性
將藉由實施例得到的纖維作為試料,並使用英光產業製圓編機NCR-BL(釜徑3吋半(8.9cm)、27針數),製作筒編約2g後,在包含碳酸鈉1.5g/L、明成化學工業製界面活性劑Gran-up US-20 0.5g/L的水溶液中,於80℃精練 20分鐘後,以流水水洗30分鐘,並於60℃的熱風乾燥機內乾燥60分鐘。將精練後之筒編於135℃乾熱處理1分鐘,對於乾熱處理後之筒編,加入1.3重量%之日本化藥製Kayalon Polyester Blue UT-YA作為分散染料,在將pH調整為5.0的染色液中,於浴比1:100、130℃染色45分鐘後,以流水水洗30分鐘,並於60℃的熱風乾燥機內乾燥60分鐘。將染色後之筒編於135℃乾熱處理1分鐘,進行最後加工。再者,在使用陽離子可染性聚酯作為聚酯(B)時,加入1.0重量%之日本化藥製Kayacryl Blue 2RL-ED作為陽離子染料,在將pH調整為4.0的染色液中,以浴比1:100、染色溫度120℃、染色時間40分鐘的條件進行染色。
耐磨損性之評價係依據JIS L1076:2012(織物及編物之起毬試驗方法)7.3外觀保持性試驗機法進行。將上述最後加工後之筒編作為試料,以推壓荷重3.92N、摩擦次數20次進行磨損試驗,將試料之變色/褪色的程度,使用JIS L0804:2004所界定之變色/褪色用灰階,分級判定變色/褪色。再者,針對磨損試驗後之試料,將磨損部分的纖維之原纖維的狀態,以30倍的放大鏡觀察,根據具有5年以上的品質判定之經驗的5名檢查員之協議,採用S、A、B、C之4階段進行評價。評價係S表示最良好,依A、B之順序表示變差,C表示最差。
原纖維:以下述的基準進行評價。
S:完全沒有原纖維,相較於磨損前之狀態沒有變化
A:有極微少的原纖維,但相較於磨損前之狀態幾乎沒有變化
B:有原纖維,且看到磨損所致之損傷
C:有很多原纖維,且明顯看到磨損所致之損傷。
H.均染性、品質
針對上述G所製作之最後加工後之筒編,根據具有5年以上的品質判定之經驗的5名檢查員之協議,採用S、A、B、C之4階段進行評價。評價係S表示最良好,依A、B之順序表示變差,C表示最差。
均染性:以下述的基準進行評價。
S:非常均勻地被染色,且確認完全沒有染色不均
A:幾乎均勻地被染色,且確認幾乎沒有染色不均
B:幾乎沒有均勻地被染色,且確認稍微染色不均
C:沒有均勻地被染色,且確認明顯染色不均。
品質:以下述的基準進行評價。
S:完全沒有絨毛,且品質極優異
A:幾乎沒有絨毛,且品質優異
B:有絨毛,且品質差
C:有很多絨毛,品質極差。
(實施例1)
添加聚丙烯(PP)(日本聚丙烯製「NOVATEC」(註冊商標)MA2)70重量份、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)(Toray製T701T)28重量份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)(苯乙烯嵌段25重量份、乙烯嵌段/丁烯嵌段=0.25)2 重量份,使用雙軸擠製機,以混練溫度280℃進行混練。將由雙軸擠製機吐出的股線進行水冷後,以造粒機切成5mm長左右,得到丸粒。將得到的丸粒於150℃真空乾燥12小時後,供給至擠製機型熔融紡絲機而進行熔融,以紡絲溫度285℃、吐出量31.5g/分鐘,自紡嘴(吐出孔徑0.18mm、吐出孔長0.23mm、孔數36、圓孔)吐出,得到紡成絲線。將該紡成絲線以風溫20℃、風速25m/分鐘的冷卻風冷卻,以加油裝置賦予油劑而收斂,採用以3000m/分鐘進行旋轉之第1導引滾筒抽出,並經由以與第1導引滾筒相同速度進行旋轉之第2導引滾筒,以絡紗機捲取,得到105dtex-36f之未延伸紗。將得到的未延伸紗以第1加熱滾筒溫度90℃、第2加熱滾筒溫度130℃、延伸倍率2.1倍之條件延伸,得到50dtex-36f之延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表1。
(實施例2~6)
將苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之官能基,如表1所示進行變更,除此以外係與實施例1同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表1。
(實施例7~11)
將苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之苯乙烯嵌段(C1)的含量,如表2所示進行變更,除此以外係與實施例5同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表2。
(實施例12~16)
將苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之乙烯嵌段(C2)與丁烯嵌段(C3)的重量比率(C2/C3),如表2所示進行變更,除此以外係與實施例5同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表2。
(比較例1)、(實施例17~23)
將聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之複合比率,如表3所示進行變更,除此以外係與實施例5同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表3。
比較例1中,未含有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C),且聚丙烯與聚對苯二甲酸乙二酯之相溶性低,因此島成分之分散徑大,且島成分之分散徑CV%變高,其結果,纖度變動值U%(hi)、纖維徑CV%均高,缺乏纖維長邊方向之均一性以及單絲間的纖維徑之均一性,且看到顯著的染色不均,均染性極差。甚至聚丙烯與聚對苯二甲酸乙二酯之界面接著性低,因此耐磨損性低,在最後加工後之筒編看到很多絨毛,且品質也極差。
(實施例24~30)
作為聚酯(B),實施例24使用聚對苯二甲酸丙二酯(PPT)(Shell製「CORTERRA」(註冊商標)CP513000);實施例25使用聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)(Toray製「TORAYCON」(註冊商標)1100S);實施例26使用聚萘二甲酸乙二酯(PEN)(東洋紡製PN640);實施例27使用聚丁二酸丁二酯(PBS)(昭和電工製「Bionolle」(註冊商標)1010);實施例28使用聚乳酸(PLA)(NatureWorks製 6201D);實施例29使用聚乙醇酸(PGA)(KUREHA製「Kuredux」(註冊商標)100R60);實施例30使用聚己內酯(PCL)(大賽璐製「Placcel」(註冊商標)H1P),除此以外係與實施例5同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表4。
(實施例31~35)
作為聚酯(B),實施例31使用將10mol%之間苯二甲酸(IPA)作為二羧酸成分進行共聚合的聚對苯二甲酸乙二酯;實施例32使用將1.5mol%之間苯二甲酸-5-磺酸鈉(SSIA)作為二羧酸成分進行共聚合的聚對苯二甲酸乙二酯;實施例33使用將30mol%之1,4-環己烷二羧酸(CHDC)作為二羧酸成分進行共聚合的聚對苯二甲酸乙二酯;實施例34使用將30mol%之1,4-環己烷二甲醇(CHDM)作為二醇成分進行共聚合的聚對苯二甲酸乙二酯;實施例35使用將5.0重量%之聚乙二醇(PEG)(三洋化成工業製PEG1000、數量平均分子量1000g/mol)作為二醇成分進行共聚合的聚對苯二甲酸乙二酯,除此以外係與實施例5同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表5。
(實施例36~39)
在實施例5、28、32、34中,將聚烯烴(A)由聚丙烯變更為聚甲基戊烯(PMP)(三井化學製DX820),且將混練溫度變更為260℃,除此以外係與實施例5、28、32、34同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表5。
(比較例2~8)
作為增容劑(C),比較例2使用馬來酸酐改性聚乙烯(三井化學製「ADMER」(註冊商標)LF128);比較例3使用馬來酸酐改性聚丙烯(三洋化成工業製「UMEX」(註冊商標)1010);比較例4使用馬來酸酐改性乙烯-丁烯共聚物(三井化學製「TAFMER」(註冊商標)MH7020);比較例5使用苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(Kuraray製「SEPTON」(註冊商標)2004);比較例6使用羥基改性苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(Kuraray製「SEPTON」HG-252);比較例7使用苯乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(旭化成製「TUFPRENE」(註冊商標)A);比較例8使用乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物(住友化學製「BONDFAST」(註冊商標)E),除此以外係與實施例5同樣地製作延伸紗。將得到的纖維之纖維特性及布帛特性的評價結果示於表6。
在任何使用增容劑的情況,聚丙烯與聚對苯二甲酸乙二酯之相溶性以及界面接著性均不足夠,且無法兼具力學特性、耐磨損性、均染性、品質。
本發明的聚合物摻合物纖維,係兼具聚烯烴與聚酯之特性,且抑制單絲間之纖維徑不均勻,力學特性和耐磨損性均優異,同時也抑制染色不均,並可作為纖維構造體適當使用。
Claims (9)
- 一種聚合物摻合物纖維,其係包含聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之聚合物摻合物纖維,其特徵為:纖維徑CV%為0.1~2.5%,纖維橫截面之島成分的分散徑為1~1000nm。
- 如請求項1之聚合物摻合物纖維,其中相對於聚烯烴(A)、聚酯(B)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)之合計100重量份,含有0.1~30.0重量份的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)。
- 如請求項1或2之聚合物摻合物纖維,其中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)含有15.0~45.0重量份的苯乙烯嵌段(C1)。
- 如請求項1至3中任一項之聚合物摻合物纖維,其中在苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)中,乙烯嵌段(C2)與丁烯嵌段(C3)之重量比率(C2/C3)為0.1~1.0。
- 如請求項1至4中任一項之聚合物摻合物纖維,其中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(C)具有選自於酸酐基、胺基及亞胺基之至少1種的官能基。
- 如請求項1至5中任一項之聚合物摻合物纖維,其中聚酯(B)之主要的構成成分為二羧酸成分(B1)與二醇成分(B2),且為選自於脂肪族二羧酸(B1-1)、脂環族二羧酸(B1-2)、芳香族二羧酸(B1-3)之至少1個二羧酸成分(B1)與選自於脂肪族二醇(B2-1)、脂環族二醇(B2-2)、芳香族二醇(B2-3)之至少1個二醇成分(B2)。
- 如請求項1至5中任一項之聚合物摻合物纖維,其中聚 酯(B)之主要的構成成分為選自於脂肪族羥基羧酸、脂環族羥基羧酸、芳香族羥基羧酸之任1種。
- 如請求項1至7中任一項之聚合物摻合物纖維,其係包含聚烯烴(A)為海成分、聚酯(B)為島成分的海島構造。
- 一種纖維構造體,其特徵為至少一部分使用如請求項1至8中任一項之聚合物摻合物纖維。
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