芯鞘復合纖維及其制造方法
【專利摘要】本發明提供在將聚酯和聚酰胺芯鞘復合纖維進行制絲時、能夠抑制復合界面剝離而大幅改善絨毛的產生、斷線并使聚酯的堿溶出性大幅提高的芯鞘型復合纖維、編織物、及將芯鞘型復合纖維中所含的聚酯溶解除去而得的極細聚酰胺纖維、編織物、纖維制品。所述芯鞘型復合纖維的特征在于，以堿易溶出性聚酯作為芯成分，以聚酰胺作為鞘成分，所述聚酯中，主要的重復單元由對苯二甲酸乙二醇酯構成，相對于全部酸成分，含有2.0～5.5摩爾%的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，相對于全部酸成分，含有3.0～6.0摩爾%的己二酸成分。
【專利說明】芯鞘復合纖維及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及由聚酯和聚酰胺形成的芯鞘復合纖維，更詳細而言，涉及用于獲得極細聚酰胺纖維的良好的芯鞘復合纖維、編織物、纖維制品。
【背景技術】
[0002]以聚己酰胺、聚己二酰己二胺為代表的聚酰胺纖維、以聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯為代表的聚酯纖維由于力學特性、尺寸穩定性優異，因而不僅用于衣服用途，而且還廣泛地用于室內裝飾、車輛內部裝飾、產業用途等。
[0003]在熔融紡絲以對纖維賦予柔軟性為目的的極細纖維時，對于單絲直徑為微米尺寸的纖維，也能夠通過利用均聚物的熔融紡絲得到，但對于利用均聚物熔融紡絲而無法獲得的極細的纖維，主流是:進行與溶解性不同的聚合物的復合紡絲獲得復合截面纖維，實施分割割纖處理或者將溶解性高的聚合物溶解除去而得到。
[0004]例如在專利文獻1、2中對聚酰胺成分和聚酯成分的分割型復合纖維進行了示例。該纖維的要點在于，利用溶脹劑實施化學割纖處理而使聚酯成分與聚酰胺成分均勻地分害I]。另外，由于該分割型復合纖維是以分割聚酯成分與聚酰胺成分為目的，要點不是在于使聚酯成分溶解，因此，想要溶解除去聚酯成分來獲得極細聚酰胺纖維時，為了將聚酯成分全部溶解除去，堿處理需要相當多的時間，從而成為成本升高的主要原因。為了縮短堿處理時間，可以高濃度地使用堿溶液，但現實中堿溶液處理存在藥物安全上的問題，必須充分采取針對操作環境污染、環境污染的對策，另外，堿溶液處理的操作成本高，從操作安全、環境安全、成本升高方面考慮，不能說高濃度化是工業生產上優選的方法。另外，由于聚酯成分缺乏堿溶出性，因而產生不能全部溶解而易于溶解殘留的問題。
[0005]另外，在專利文獻3中，在聚酰胺成分和聚酯成分的分割型復合纖維中，作為堿易溶出聚酯成分，示例了將在二羧酸成分中具有磺酸鹽基的芳香族二羧酸成分與平均分子量為1000?10000的聚亞烷基二醇共聚而得到的聚酯。然而，所述纖維雖然具有堿溶出性，但缺乏與聚酰胺的相容性，因此，將芯鞘復合纖維制絲時，復合界面易于剝離，從而發生絨毛不時產生的問題。
[0006]專利文獻1:日本特開2003-336128號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2006-322131號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2005-194681號公報
【發明內容】
[0009]本發明的目的是解決如上所述的以往的問題，課題在于提供一種在將聚酯和聚酰胺芯鞘復合纖維進行制絲時、能夠抑制復合界面剝離而大幅改善絨毛的產生、斷線并使聚酯的堿溶出性大幅提高的芯鞘型復合纖維、編織物、及將該芯鞘型復合纖維中所含的聚酯溶解除去而得的極細聚酰胺纖維、編織物、纖維制品。
[0010]為了解決上述問題，本發明采用以下構成。[0011](I) 一種芯鞘型復合纖維，其特征在于，以堿易溶出性聚酯作為芯成分，以聚酰胺作為鞘成分，所述聚酯中，主要的重復單元由對苯二甲酸乙二醇酯構成，相對于全部酸成分，含有2.0~5.5摩爾％的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，相對于全部酸成分，含有3.0~6.0摩爾％的己二酸成分。
[0012](2)根據(I)所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，纖維截面形狀為，由聚酰胺形成的鞘部被由上述堿易溶出性聚酯分割成3個以上，堿易溶出性聚酯在纖維表面至少露出一部分。
[0013](3)根據(I)或(2)所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，堿易溶出性聚酯中，以鈦元素換算含有3~IOppm的在聚酯中可溶的鈦化合物，以磷元素換算含有5~40ppm的磷化合物。
[0014](4)根據(I)~(3)中任一項所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，堿易溶出性聚酯與聚酰胺的質量比在5:95~40:60的范圍。
[0015](5)根據(I)~(4)中任一項所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，引發酯.酰胺交換反應的對苯二甲酸的單位反應率為0.0005~0.0025%.mm。
[0016](6) 一種芯鞘型復合纖維的制造方法，其特征在于，以堿易溶出性聚酯作為芯成分、以聚酰胺作為鞘成分進行熔融紡絲，所述聚酯中，主要的重復單元由對苯二甲酸乙二醇酯構成，相對于全部酸成分，含有2.0~5.5摩爾％的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，相對于全部酸成分，含有3.0~6.0摩爾％的己二酸成分。
[0017](7)根據(6)所述的芯鞘型復合纖維的制造方法，其特征在于，聚酰胺的氨基末端基團量為 5Χ10-5 ~5.5Xl(T5mol/g。
[0018](8)根據(6)或(7)所述的芯鞘型復合纖維的制造方法，其特征在于，聚酯的羧基末端基團量為35~55eq/t。
`[0019](9) 一種編織物，其是至少一部分使用(I)~(5)中任一項所述的芯鞘型復合纖維、或者采用(6)~(8)中任一項所述的芯鞘型復合纖維的制造方法而得到的芯鞘型復合纖維而形成的。
[0020](10)—種極細聚酰胺纖維，其特征在于，是對(I)~(5)中任一項所述的芯鞘型復合纖維、或者采用(6)~(8)中任一項所述的芯鞘型復合纖維的制造方法而得到的芯鞘型復合纖維進行堿處理，由此將聚酯溶解除去而形成的。
[0021]( 11) 一種編織物，至少一部分具有(10)所述的極細聚酰胺纖維。
[0022](12) 一種纖維制品，至少一部分具有(10)所述的極細聚酰胺纖維。
[0023]根據本發明，芯鞘型復合纖維中所含的聚酯中，通過共聚含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分、進一步共聚己二酸成分，由此能夠抑制制絲時復合界面的剝離而大幅改善絨毛的產生、斷線等，進而堿溶出性提高，因此能夠獲得堿溶出速度快、能夠縮短溶出處理時間、工業上也有利的芯鞘型復合纖維。
[0024]并且，通過將本發明的芯鞘型復合纖維中所含的聚酯溶解除去制成極細聚酰胺纖維，能夠獲得以往的聚酰胺纖維所沒有的優異的特性。特別是能夠獲得柔軟感極其優異、肌膚觸感良好的編織物、纖維制品。
【專利附圖】
【附圖說明】[0025][圖1](a)?(C)是示意性地示例本發明的芯鞘型復合纖維的纖維截面形狀的纖維截面圖，(a)?(C)表示各自的優選例。
【具體實施方式】
[0026]下面，進一步詳細地說明本發明。
[0027]本發明的芯鞘型復合纖維是堿易溶出性聚酯為芯成分、聚酰胺為鞘成分的芯鞘型復合纖維。
[0028]構成本發明的芯鞘型復合纖維的聚酰胺是由所謂的烴基在主鏈上介由酰胺鍵連接而得到的高分子量體形成的樹脂，作為所述聚酰胺，主要由染色性、機械特性優異、且與堿易溶出性聚酯的復合熔融紡絲理想的聚己酰胺(尼龍6)形成。在此所謂的“主要”，是指作為構成聚己酰胺的ε -己內酰胺單元，為全部單體單元中的80摩爾％以上，進一步優選為90摩爾％以上。作為其它成分，沒有特別限定，例如可以舉出作為構成聚十二酰胺、聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚亞己基癸二酰胺、聚十二烷二酰己二胺、聚己二酰間苯二甲胺、聚亞己基對苯二甲酰胺、聚亞己基間苯二甲酰胺等的單體的氨基羧酸、二羧酸、二胺等單元。
[0029]另外，只要是不損害本發明的目的的范圍的量、種類，則可以配合用于提高耐熱性等生產率的添加劑，也可以配合具有消光、吸濕、抗菌、屏蔽紫外線、保溫等功能的添加劑。然而，由于降低制絲性、耐久性，因而添加超過I μ m的無機粒子是不理想的，對也包含白色顏料的無機粒子的添加沒有限定，但優選相對于聚酰胺為2.0質量％以下，更優選為低于
1.0質量％。
[0030]另外，為了穩定地獲得將芯鞘型復合纖維中所含的堿易溶出性聚酯溶解除去而得的極細聚酰胺纖維、或其編織物、纖維制品的要求特性、或者穩定地得到它們，聚酰胺的聚合度可以由適當的范圍適當選擇，但優選以25°C下的98%硫酸相對粘度計為2.0?3.6的范圍，進一步優選為2.4?3.3的范圍。
[0031]構成本發明的芯鞘型復合纖維的聚酯以使二羧酸或其酯形成性衍生物與二醇或其酯形成性衍生物進行酯化或者酯交換反應后而得的聚對苯二甲酸乙二醇酯為基本骨架。
[0032]該聚對苯二甲酸乙二醇酯是如下的堿易溶出性聚酯:相對于全部酸成分，含有
2.0?5.5摩爾％的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，相對于全部酸成分，含有3.0?
6.0摩爾％的己二酸成分。
[0033]堿易溶出性聚酯為了具有堿溶出性、與聚酰胺的親和性而必須共聚有相對于全部酸成分為3.0?6.0摩爾％的己二酸成分。己二酸成分相對于全部酸成分進一步優選為
3.5?5.5摩爾％，最優選為4.0?5.5摩爾％。如果少于3.0摩爾％，則雖然所得聚酯的色調、耐熱性良好，但會發生復合界面處的剝離，對堿的溶出性也降低。如果多于6.0摩爾％，則所得聚酯的耐熱性較差，因此制絲性變差。
[0034]構成堿易溶出性聚酯中的己二酸成分的單體采用己二酸或己二酸的酯形成衍生物。例如，作為己二酸形成衍生物，可以使用甲酯、乙酯、異丙酯、乙二醇酯等己二酸形成衍生物。關于該己二酸成分，從易于置辦原料的方面考慮，優選為己二酸、己二酸二甲酯。
[0035]堿易溶出性聚酯為了具有良好的堿溶出性而必須含有相對于全部酸成分為2.0?5.5摩爾％的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分。該含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分進一步優選為2.0摩爾％~4.0摩爾％，最優選為2.0摩爾％~3.0摩爾％。如果少于2.0摩爾％，則雖然所得聚酯的色調、耐熱性良好，但對堿的溶出性降低。如果多于5.5摩爾％，則所得聚酯的耐熱性較差，因此制絲性變差。
[0036]生成堿易溶出性聚酯的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分的單體可以使用公知的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，但優選為間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉。
[0037]堿易溶出性聚酯中，優選以鈦元素換算含有3~IOppm的在聚酯中可溶的鈦化合物。進一步優選為4~8ppm。如果以鈦元素換算少于3ppm,則聚合反應活性不足而使反應延遲，所得聚酯著色成黃色。如果以鈦元素換算多于lOppm，則雖然聚合反應的活性良好，但由于高活性，因而所得聚酯的色調、耐熱性惡化。
[0038]作為在堿易溶出性聚酯中可溶的鈦化合物，優選為鈦絡合物，作為形成絡合物的螯合劑，可以優選舉出多元醇、多元羧酸、羥基羧酸、含氮羧酸等，從所得聚酯的色調、耐熱性的觀點考慮，優選使用I種以上上述物質。
[0039]對于在堿易溶出性聚酯中可溶的鈦化合物的螯合劑的具體例，作為多元醇，可以舉出乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、甘露醇等，作為多元羧酸，可以舉出鄰苯二甲酸、偏苯三酸、均苯三酸、連苯三酸(日語:~S ') y卜酸)、均苯四酸等，作為羥基羧酸，可以舉出乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸等，作為含氮羧酸，可以舉出乙二胺四乙酸、次氮基三丙酸、羧基亞氨基二乙酸、羧基甲基亞氨基二丙酸、二亞乙基三氨基酸、三亞乙基四亞氨基六乙酸、亞氨基二乙酸、亞氨基二丙酸、羥基乙基亞氨基二乙酸、羥基乙基亞氨基二丙酸、甲氧基乙基亞氨基二乙酸等。這些鈦化合物可以單獨使用，也可以并用。需要說明的是，在纖維等中通常使用的氧化鈦由于在聚酯中不可溶，因此不包含在本發明的鈦化合物中。
[0040]堿易溶出性聚酯中，以磷元素換算，優選含有5~40ppm的磷化合物。進一步優選為9~35ppm。如果以磷元素換算少于5ppm,則己二酸成分與含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分共聚，因此易于促進聚酯的分`解反應，所得聚酯的色調、耐熱性惡化。如果以磷元素換算多于40ppm，則聚合反應催化劑失活，因此聚合反應活性降低，從而聚合反應延遲，所得聚酯著色成黃色。
[0041]作為磷化合物，可以使用以下述通式(式I)~(式5)表示的磷化合物。如果使用以該(式I)或(式2)表示的亞膦酸酯化合物以及以(式3)表示的磷酸酯化合物，則盡管己二酸成分與含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分共聚，但在堿易溶出性聚酯進行熔融紡絲時的色調進一步改善、耐熱性優異，從這方面考慮是優選的。
[0042]
\ _
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/飛、\~L \ c式1》
R2—O / % //
\ /_/J
[0043](上述(式I)中，Rl~R2分別獨立地表示羥基或者碳原子數為I~20的烴基。)
[0044]
R1—OO—R3
'/
R2—O \ /\ / O—R4
[0045](上述(式2)中，Rl~R4分別獨立地表示羥基或者碳原子數為I~20的烴基。)[0046]
【權利要求】
1.一種芯鞘型復合纖維，其特征在于，以堿易溶出性聚酯作為芯成分，以聚酰胺作為鞘成分，所述聚酯中，主要的重復單元由對苯二甲酸乙二醇酯構成，相對于全部酸成分，含有2.0~5.5摩爾％的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，相對于全部酸成分，含有3.0~6.0摩爾％的己二酸成分。
2.根據權利要求1所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，纖維截面形狀為，由聚酰胺形成的鞘部被所述堿易溶出性聚酯分割成3個以上，堿易溶出性聚酯在纖維表面至少露出一部分。
3.根據權利要求1或2所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，堿易溶出性聚酯中，以鈦元素換算含有3~IOppm的在聚酯中可溶的鈦化合物，以磷元素換算含有5~40ppm的磷化合物。
4.根據權利要求1~3中任一項所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，堿易溶出性聚酯與聚酰胺的質量比在5:95~40:60的范圍。
5.根據權利要求1~4中任一項所述的芯鞘型復合纖維，其特征在于，引發酯?酰胺交換反應的對苯二甲酸的單位反應率為0.0005~0.0025%.mm。
6.一種芯鞘型復合纖維的制造方法，其特征在于，以堿易溶出性聚酯作為芯成分、以聚酰胺作為鞘成分進行熔融紡絲，所述聚酯的特征在于，主要的重復單元由對苯二甲酸乙二醇酯構成，相對于全部酸成分，含有2.0~5.5摩爾％的含有金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，相對于全部酸成分，含有3.0~6.0摩爾％的己二酸成分。
7.根據權利要求6所述的芯鞘型復合纖維的制造方法，其特征在于，聚酰胺的氨基末端基團量為 5Χ10-5 ~5.5Xl(T5mol/g。
8.根據權利要求6或7所述的芯鞘型復合纖維的制造方法，其特征在于，聚酯的羧基末端基團量為35~55eq/t。
9.一種編織物，其是至少一部分使用權利要求1~5中任一項所述的芯鞘型復合纖維、或采用權利要求6~8中任一項所述的芯鞘型復合纖維的制造方法而得到的芯鞘型復合纖維而形成的。
10.一種極細聚酰胺纖維，其特征在于，是對權利要求1~5中任一項所述的芯鞘型復合纖維、或采用權利要求6~8中任一項所述的芯鞘型復合纖維的制造方法而得到的芯鞘型復合纖維進行堿處理，由此將聚酯溶解除去而形成的。
11.一種編織物，至少一部分具有權利要求10所述的極細聚酰胺纖維。
12.—種纖維制品，至少一部分具有權利要求10所述的極細聚酰胺纖維。
【文檔編號】D01F8/14GK103827363SQ201280046777
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月27日 優先權日:2011年9月30日
【發明者】溝田順一, 井田隆史, 高永秀敏 申請人:東麗株式會社