[发明专利]一种吸湿性聚酯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸湿性聚酯纤维及其生产方法。详细地说，通过在聚酯中添加吸湿成分以及磷系热稳定剂得到能应用于内衣、运动衣等衣料用材料的吸湿性聚酯纤维。

背景技术

聚酯纤维是典型的热可塑性合成纤维，自发明以来，由于其机械强度、耐药品性、耐热性等优良，在衣料及产业方面得到广泛的应用。

但是，聚酯纤维的吸放湿性极低，不能及时排出汗水，在直接接触皮肤或贴近皮肤穿着时，会产生发粘的感觉，因此限制了聚酯纤维在内衣类衣料用途上发展。

改善聚酯纤维吸湿性的方法有在聚酯中共聚吸湿成分或添加具有吸湿性的化合物。例如，在聚酯反应过程中与侧链上具有羟基亚烷基二醇的二醇共聚，或者与含有磺酸金属盐的二羧酸共聚等等。但是，共聚合得到的吸湿性聚酯纤维存在强度及耐候性低的问题。

在上述通过赋予纤维原料聚酯吸湿性使纤维具有吸湿性的方法之外，还可以通过化学方法在聚酯纤维上附着吸湿性化合物。例如在聚酯纤维上接枝丙烯酸或甲基丙烯酸，再利用碱金属取代其中的羧基，从而提高聚酯纤维的吸湿性。但是由于吸湿性化合物附着在纤维表面上，在使用过程中存在强度逐渐降低、手感不良、耐光性差等问题。

特开平2-99612公开了一种将吸湿率为10%以上的吸湿性树脂作为芯部，普通聚酯作为鞘部的芯鞘型复合纤维。用这种方法得到的纤维在做精炼、染色等热处理时，由于芯部分的吸湿性树脂易吸水而膨胀，会在纤维表面形成裂纹，由于吸湿性树脂对水的溶解性高而向外流出，吸湿性消失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸湿性聚酯纤维及其制备方法，通过在聚酯中添加吸湿性物质聚乙烯吡咯烷酮，使其在聚酯中微分散，从而提高聚酯纤维的吸湿性，并且为了得到色调优良、耐光坚牢度优异的纤维，在该纤维中还添加了磷系热稳定剂。

本发明的技术解决方案是：

一种吸湿性聚酯纤维，该聚酯纤维中主要含有聚酯、聚乙烯吡咯烷酮吸湿成分和磷系热稳定剂，其中聚乙烯吡咯烷酮占聚酯纤维重量的3～15wt%，其分散径为200nm以下；磷系热稳定剂的含量以P元素计占聚酯纤维重量的50～500ppm。

在本发明所述聚酯纤维中，相对于聚酯纤维的重量，其中聚乙烯吡咯烷酮的含量为3～15wt%。当聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量小于3wt%时，纤维不具有吸湿性，实际应用性差；当聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量超过15wt%时，纤维有粘感，接触很不舒服，而且纤维物性下降。为了使聚酯纤维获得理想的吸湿特性，优选其含量为5～12wt%。

聚乙烯吡咯烷酮在本发明所述聚酯纤维中的平均分散径为200nm以下，优选150nm以下。平均分散径在200nm以下的聚乙烯吡咯烷酮可以与聚酯纤维很好地络合，抑制聚乙烯吡咯烷酮的溶出，防止聚酯纤维的吸湿性下降，调高其吸湿耐久性。优先选用K值为15～90的聚乙烯吡咯烷酮。

本发明所述聚酯纤维中还含有以P元素计相对于聚酯纤维重量为50～500ppm的磷系热稳定剂。该磷系热稳定剂可以抑制共混时聚酯和吸湿成分的热降解以及加水分解，改善所得聚酯纤维的色调，提高其耐光坚牢度。所述磷系热稳定剂优选如式1所示的二磷酸酯系化合物：

       式1

式中R₁、R₂分别为芳香烃基，例如苯基、间位带有碳原子数为1～5的烷基的苯基、对烷基苯基、芳香胺基或芳香磺基等。优选如下所示式2～式4的基团：

           式2，

        式3，

          式4。

本发明还涉及一种上述聚酯纤维的制备方法，将熔点为200℃～240℃的聚酯和K值为15～90的聚乙烯吡咯烷酮和在长径比L/D为45以上的二轴挤出机上进行低温共混，其中聚乙烯吡咯烷酮的添加量占聚酯纤维重量的3～15wt%；将得到的共混物在220～270℃的温度下低温熔融纺丝得到初生纤维，将该初生纤维进一步进行拉伸得到聚酯纤维；在共混阶段或熔融纺丝阶段添加以磷元素计占聚酯纤维重量50ppm～500ppm的磷系热稳定剂。

本发明采用L/D为45以上的二轴挤出机进行混炼，能提高聚乙烯吡咯烷酮在聚酯中的分散性，使其分散径达到200nm以下，进而提高共混物的纺丝性。如果L/D不足45，会使聚乙烯吡咯烷酮的分散径增大，在之后的纺丝过程中，会出现频繁断丝、纤维物性不良等问题。