[发明专利]纺液染色的阻燃聚酯纤维、由其得到的纺织品及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺液染色的阻燃聚酯纤维、由其制得的纺织品及其制造方法。

背景技术

赋予纺液染色的纤维阻燃性的常规方法可主要分为涉及通过后处理赋予阻燃性的方法和涉及使纤维材料变得阻燃，从而赋予材料永久阻燃性的方法。

使用阻燃性后处理以赋予阻燃性的常规方法通常用于天然纤维例如棉，并且还用于阻燃合成纤维的生产。但是，通过后处理赋予阻燃性的方法存在耐久性方面的问题，并且由于在处理过程中所产生的废水，会产生环境问题。因此，该方法现在被广泛使用，但由于日益增长的对环境的注意，该方法将被逐步淘汰。

另外，至于涉及赋予纤维材料永久阻燃性的方法，主要采用通过共聚反应赋予阻燃性的方法。为此目的，反应性可共聚阻燃剂也以各种名称被商品化。

通过共聚反应形成阻燃聚酯的方法很大程度上依赖于溴(Br)系阻燃剂和磷(P)系阻燃剂。至于使用溴系阻燃剂的已授权发明，可参考日本专利申请公开昭62-6912、53-46398和51-28894号公报。关于此点，溴系化合物在高温下易于受热降解，因此必须添加大量的阻燃剂以获得有效的阻燃效果。结果，所得聚合材料的色牢度和耐光性变差了。另外，由于最近的报告称溴系阻燃剂可能释放出致癌物质如二氧芑和苯并呋喃，有限制溴系阻燃剂的趋势，从而有利地促进了使用磷系阻燃剂作为替代。

至于使用磷系阻燃剂的已授权发明，可参考美国第3941752号、第5899428号和第5180793号专利，以及日本专利申请公开昭50-56488号公报。在这些专利中公开的反应性阻燃剂由于在后处理时，特别是在对聚酯纤维染色时水解(原因是磷原子连接在聚合物的主链或骨架上)，从而具有例如物理性质变差的缺点。这是由于P-O键比共聚多酯聚合物中其他任意键的键能都略低。

另外，使用上述专利方法制备的阻燃聚酯纤维缺少UV稳定性，因此在长时间曝光于阳光时，纤维的阻燃耐久性和物理性质会变差。

同时，聚酯纤维的固有性质使得通过染色赋予它们深颜色变得困难。另外，由于纤维和染料不通过化学成键而键合，聚酯纤维显示出低的牢度。换句话说，由它们的聚合结构可知，聚酯纤维不具有能经受化学反应的反应性基团，例如羟基或酰胺基。

因此，聚酯纤维的缺点在于它们仅能用分散染料染色。由于所吸附的染料不能化学键合到纤维上，在曝露于高温或有机溶剂如N，N-二甲基甲酰胺时，染料会与纤维分离。

为解决该问题，已提出了大量的方法以在形成纤维的过程中在纤维中混合颜料或染料。但是，具有各种颜色的纤维的生产不适于工业化和大规模生产，因此在各种颜色中，仅有深黑色纱被工业化和大规模生产出。此外，由于难以用常规染色方法实现深黑色的染色，已生产出显示深黑色的纺液染色纱并用于解决牢度问题。可参考下述的生产纺液染色纱的方法。

首先是涉及在聚合工序中引入染料或颜料的方法。该方法用于在聚合过程中通过引入染料或颜料来制备特殊聚合物。染料或颜料通常以细粉形式提供。因此，使用乙二醇(以下称为“EG”)来使染料或颜料溶解或分散便于引入。另外，液体染料或颜料单独引入或在引入前稀释于EG中。该方法有利于制备均匀分散的聚合物产品，但是有聚合装置被染料或颜料污染的问题。特别是，当采用分批法制备聚合物产品时，各批之间会出现色差，并且聚合装置的污染使得在同一装置中生产不同的聚合物产品变得困难。

其次是涉及将浓色体混合并喷丝的方法。该方法包括将含有高浓度颜料或染料的浓色体与常规聚酯聚合物混合，然后喷丝，并且该方法很简单。特别是，可以通过将含有大量炭黑的浓色体与常规聚酯聚合物混合来制备黑色产品。在该方法中，由于所得纤维的喷丝可加工性和特性根据浓色体中基料树脂(在浓色体中使用的聚合物)的种类而变化，浓色体和最优含量的选择是重要的。

第三是涉及纤维染色和后处理的方法。该方法通过以下步骤实施：在高温下在所制备的聚酯纤维的表面上吸附过量的黑色颜料或染料，然后干燥，或通过交联将颜料或染料固定在纤维表面以提高牢度。该方法由于其非常高的生产成本、低生产率和难以获得均匀产品而未被广泛采用。

同时，日本专利申请公开平3-137227、3-137228、10-77523和3-131051号公报提出了在纤维中使用颜料例如炭黑来生产纺液染色纤维的方法。这些方法主要涉及渔网用尼龙或高强力纱线如安全带的生产，因此不适用于作为本发明目的的纺液染色的阻燃聚酯纤维。