[发明专利]聚酯短纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及聚酯短纤维和制备这些短纤维的方法。

由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的短纤维及其制备方法有时是公知的(F.Fourne，Synthetische Fasern，Hanser Verlag，Munich[1995]91-94和462-486)。

除了短纤维的质量，在此纺丝系数SF即单位纺丝板现场面积(cm²)的通过量(g/min)是重要的，其中

SF＝HD·d·DR·v·10^-4·K

HD表示孔密度(n/cm²)，等于单位纺丝板现场面积上的喷丝孔个数，

d表示短纤维的纤度(dtex)，

d₀表示纺制长丝的纤度(dtex)，

DR表示整个拉伸比，等于1：……，

v表示纺丝引出速度(m/min)，

K表示与聚酯有关的常数，在此例如，对于PET大约为0.92，对于PTT大约为0.73。

目标是最高可能的纺丝系数，优选为2.9-10.0。

孔密度HD是根据可得到的纺丝机确定的，即使是几何学原因也不能按照需要而增加。纺丝引出速度(take-off speed)由于纺制长丝的丝束打包系统和它们进一步变成短纤维而限定为低于2500m/min。对于第一个近似值，拉伸比与纺制长丝的断裂伸长成比例，具体聚合物的纺丝引出速度越高，断裂伸长越低。低纤度特别是小于1dpf的微纤或充分冷却也会降低断裂伸长，以及拉伸比和纺丝系数：结果是降低了其生产能力。因此对于具体的纺丝引出速度，纺丝系数能够通过选择更高断裂伸长的聚合物而增加。另一方面，聚合物决定了短纤维的质量，因此仅仅能够极小地改变或者根本就不能改变。

WO99/07927A1公开了在至少2500m/min、优选3000-6000m/min的引出速度下纺制的预取向聚酯纱线(POY)的断裂伸长，其与相同条件下不添加下述共聚物而纺制的聚酯长丝的断裂伸长相比，能够通过添加基于苯乙烯、丙烯酸和/或马来酸或它们的衍生物的无定形、热塑性共聚物而增加。然而，该方法不能应用于引出速度低于2500m/min制成的纺制长丝，这是由于，与POY纤维相比，这些长丝结晶度低(＜12％)，且沸水中收缩高(＞40％)，断裂伸长高(＞225％)。

在EP0080274B和EP0154425B中，通过向聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入聚烯烃或PA-66得到了同样的效果。根据EP0080274B，该效果随着纺丝引出速度的增加而增加，其中卷绕速度必须至少为2000m/min。根据EP0154425B，如果聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度大于0.70dl/g，该效果也可以在更低的卷绕速度下达到(虽然程度较小)。

EP0631638B描述了由含有亚胺化的聚甲基丙烯酸烷基酯的聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的长丝，其中该长丝随后进行了最后拉伸。尽管于510m/min纺制的工业纱的断裂伸长增加，但是拉伸没有改进，换句话说，纱线比没有添加剂的长丝性能更差。

此外，可以纺制聚对苯二甲酸丙二醇酯(EP745711A，WO96/00808A)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(US4,877,572)得到连续的长丝，这也是公知的。然而，没有提及它们制备短纤维的适用性。

本发明的目的是在制备聚酯短纤维中最大化纺丝系数，其中的短纤维必须比公知方法制备的短纤维具有相同或更好的性能值。

根据本发明，该目的是通过专利权利要求书中描述的聚酯短纤维及其制备方法实现的。

本文中术语“聚酯”是指聚对苯二甲酸(C_2-4-亚烷基)酯，其可含有高达15mol％的其它二羧酸和/或二醇，举例说明例如间苯二酸、己二酸、二甘醇、聚乙二醇、1，4-环己烷-二甲醇，或其它C_2-4-亚烷基二醇。优选的是特性粘度(I.V.)为0.5-0.7dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯，IV为0.6-1.2dl/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯和IV为0.6-1.2dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯。可以向聚酯或聚酯/添加剂混合物中加入0-5.0wt％的常规添加剂，例如染料、消光剂、稳定剂、抗静电剂、润滑剂和支化剂，而不会产生任何缺陷。

根据本发明，向聚酯中加入0.1-2.0wt％的共聚物，其中该共聚物必须是无定形的并且基本上不溶于聚酯基体中。这两种聚合物基本上彼此不相容，且形成可微观分辨的两相。此外，该共聚物的玻璃化转变温度(用DSC在10℃/min加热速率下测定)为90-170℃，并且必须是热塑性的。