一种接触冷感性聚酯纤维的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种接触冷感性聚酯纤维，该聚酯纤维为芯鞘复合纤维，其芯成分为聚酯，鞘成分为含有聚乙烯吡咯烷酮的聚酯组合物；单纤维横截面上芯成分与鞘成分的面积比为90/10～60/40，鞘成分厚度在10μm以下；该聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮占纤维重量的3～12%。该聚酯纤维具有优良耐久的接触冷感性，可应用于内衣、运动衣等衣料用材料。
【专利说明】一种接触冷感性聚酯纤维
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接触冷感性聚酯纤维。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]但是，聚酯纤维作为衣料使用时，由于不能及时排出汗水，在直接接触皮肤或贴近皮肤穿着时人体会产生发粘的感觉。特别是在夏天人体容易出汗，由聚酯纤维面料制成的衣物由于吸湿性差，无法及时吸湿人体排出的湿气及汗水，无法保持皮肤干爽的感觉，穿着时容易产生不适感。
[0004]为了改善聚酯纤维与皮肤直接接触时的触感，能将皮肤表层的湿气及汗水快速吸收并传输扩散至衣料表面，即使在潮湿的环境中亦能保持皮肤干爽，也就是赋予聚酯纤维接触冷感性，目前的主要方法有提高纤维的吸湿性或提高纤维的传热性等。
[0005]赋予聚酯纤维吸湿性的方法有在聚酯链段上共聚亲水基团或者在聚酯中混入吸湿性材料等方法。提高聚酯纤维的传热性可在其中混入传热性高的树脂填料或添加传热性的无机粒子等。这些纤维虽然或多或少会产生一点接触冷感的效果，但是由于其它基团或物质的引入，纤维的物性、手感等都会受到影响，且使用周期不长。
[0006]专利CN200880010957.7中公开了以聚醚嵌段酰胺共聚物作为芯部、聚酰胺或聚酯等纤维形成性树脂作为鞘部的接触冷感性的新型复合纤维，但是由于聚醚酰胺的黄变以及耐光性不良，因此在很多方面的应用受到限制。日本专利特开平02-99612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。虽然利用这种方法能得到吸湿性优良的聚酯纤维，但是由于吸湿速度慢，纤维的接触冷感性就会变差。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种接触冷感性聚酯纤维。该聚酯纤维为以吸湿性聚酯作为鞘成分、普通聚酯作为芯成分的芯鞘复合纤维。通过控制芯鞘复合比例以及单纤维横截面上鞘成分的厚度使聚酯纤维具有优良耐久的接触冷感性，可应用于内衣、运动衣等衣料用材料。
[0008]本发明的技术解决方案是:
一种接触冷感性聚酯纤维，该聚酯纤维为芯鞘复合纤维，其芯成分为聚酯，鞘成分为含有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚酯组合物；单纤维横截面上芯成分与鞘成分的面积比为90/10?60/40，鞘成分厚度在0.5?IOMm ;该聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮占纤维重量的3 ?12%。
[0009]构成接触冷感性聚酯纤维的鞘成分的聚酯组合物中由于聚乙烯吡咯烷酮的存在而具有吸湿性能，聚乙烯吡咯烷酮的含量越高，聚酯纤维的吸湿性越好，但是如果纤维中聚乙烯吡咯烷酮含量过高，会影响聚酯纤维的手感。本发明所述的接触冷感性聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮占3~12wt%。当该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，接触冷感性差，实际应用性不好；当该聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量超过12wt%时，纤维有粘感，接触很不舒服，而且此时纤维物性有所下降。为了使聚酯纤维获得理想的接触冷感性，优选聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮含量为5~10wt%。
[0010]单纤维横截面上芯成分与鞘成分的面积比为90/10~60/40，当芯成分聚酯的比例小于60时，聚酯纤维的物性特别是强伸度积低，不能满足实际应用中对纤维强度的需求；当芯成分聚酯的比例大于90即鞘成分含有聚乙烯吡咯烷酮的聚酯组合物的比例在10以下时，纺丝时成丝比较困难，而且成纤后的芯鞘复合纤维的外围鞘成分容易发生破裂。
[0011]在同等吸湿率下，单纤维横截面上鞘成分越薄的纤维其吸放湿速率越好，接触冷感性也越优良。但是如果单纤维横截面上鞘成分太薄的话，聚合物的纺丝困难，成纤性变差，不利于连续性生产，而且在聚酯纤维的后续加工如延伸加工等的过程中也容易造成鞘成分破裂等不良影响。本发明中单纤维横截面上鞘成分厚度在0.5~IOMm,优选I~8μηι。当单纤维横截面上鞘成分厚度大于IOMffl时，纤维的接触冷感性的改善不明显。
[0012]现有技术中通过复合纺丝的形式赋予纤维接触冷感性的方法通常是将吸湿性聚合物作为芯成分，普通聚酯作为鞘成分。将吸湿性聚合物作为芯成分可以较好的保持纤维的接触冷感性能，但是由于有鞘成分作为保护层，使得纤维的吸湿速度慢，其接触冷感性不可避免地会变差。由于现有的吸湿性聚合物中的吸湿成分吸湿之后容易发生溶胀甚至溶解现象，如果将其作为 鞘成分虽然可提高复合纤维的接触冷感性，但是效果不持久，在后续的织物加工及使用过程中吸湿性物质容易溶出。聚乙烯吡咯烷酮通过络合的方式与聚合物相结合，它们之间的连接相对比较牢固，在纤维中含有聚乙烯吡咯烷酮的聚酯组合物可作为鞘成分，得到接触冷感性更好的聚酯纤维。
[0013]本发明中所述聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径优选200nm以下，更优选150nm以下。平均分散径小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，提高聚酯纤维的接触冷感耐久性。
[0014]在保证聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量在3~12wt%以及可以使用普通方法进行纺丝的条件下，作为鞘成分的聚酯组合物中聚乙烯吡咯烷酮的含量可以为任意的数值，优选8~30wt%，如果聚酯组合物中聚乙烯吡咯烷酮添加量过高，共混后的聚酯组合物体系的粘度不稳定，会产生混炼吐出不良、造粒困难、生产效率低等的问题。
[0015]本发明所述接触冷感性聚酯纤维的吸湿率AMR为0.5~2.5%，接触冷感参数Q-max为0.110 J/ (cm2-sec)以上，强伸度积在18.0以上，具有很好的机械特性。
[0016]本发明所涉及的评价方法有:
(I)纺丝性
纺丝2小时内的纺丝情况通过下列方法进行评价，无断丝记为〇，有少量断丝(I~3回)记为Λ，断丝频繁(4回以上)记为X，其中〇和八判定为合格。
[0017](2)聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径
通过扫描电镜SEM或透射电镜TEM对纤维横截断面进行观察，得到电子图像，再通过winrof软件对电子图像进行处理，得到聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径。
[0018](3)聚乙烯吡咯烷酮含量的测定通过核磁共振仪(NMR)进行测定，得到关于氢原子的特征峰，再通过峰面积进行计算，得出纤维中PVP的含有量。
[0019](4)纤维的强伸度积
强伸度积=强度X (伸度)°_5，
强度为纤维应力-应变拉伸时最大破断点的应力/纤度(cN/dtex)，伸度为纤维最大破断点的应变(%)。
[0020](5)吸湿性参数AMR
将纤维去除油剂，将约Ig的试样装入玻璃重量为W称量瓶内，放入干燥机中，于110°C干燥2小时。将该称量瓶密封，置于干燥器中30分钟冷却。测试装有试样的称量瓶重量Wp接着，以开放的状态装入设定在20°C，65%RH的恒温恒湿机内，放置24小时。随后，再在密封状态下，置于干燥器中30分钟后，再次测试称量瓶重量W2。继续以开放的状态装入设定在30°C，90%RH的恒温恒湿机内，放置24小时，再在密封状态下，置于干燥器中30分钟后，再测试称量瓶重量W3,
MR1 = (W2 — W1) X 100%/ (W1 — W)，
MR2 = (W3 — W1) X 100%/ (W1 — W)，
AMR = MR2 — MR10[0021 ] (6)接触冷感性(Q-max)
将聚酯纤维制成筒编物，使用KATO TECH(株)制造的THERMOLA- B02型测定器，在室温20°C、湿度65%的房间里，将BT-Box的温度调节到30°C，将充分调湿后的样品上载至BT-Box (压力10g/cm2),测定10°C的温度差下单位面积的热流速。在本测定方法中，Q-max为0.110 J/ (cm2 sec)以上为合格。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0023]实施例1
将含有25wt%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚酯组合物作为鞘成分，普通聚酯作为芯成分，控制单纤维横截面上芯鞘面积比为80/20进行复合纺丝，纺丝温度为280°C，纺丝速度为2500m/min，制得未延伸丝，再将该未延伸丝通过延伸加工得到芯鞘复合聚酯纤维。所得聚酯纤维中PVP含量为5wt%，PVP的平均分散径为200nm，单纤维横截面上鞘成分的厚度为
4.5μπι;该聚酯纤维的吸湿性参数AMR为1.1%，强伸度积为20.5。将该聚酯纤维经过编织制成筒编物，测得筒编物的Q-max为0.120 J/ (cm2-sec)0具体结果见表1。
[0024]实施例2
将含有17wt%PVP的聚酯组合物作为鞘成分，普通聚酯作为芯成分，控制单纤维横截面上芯鞘面积比为70/30，其他同实施例1制得芯鞘复合聚酯纤维。所得聚酯纤维中PVP含量为5wt%，PVP的平均分散径为150nm，单纤维横截面上鞘成分的厚度为4.5 μ m ;该聚酯纤维的吸湿性参数AMR为1.1%，强伸度积为19.2。将该聚酯纤维经过编织制成筒编物，测得筒编物的Q-max为0.120 J/ (cm2_sec)。具体结果见表1。
[0025]实施例3
将含有13wt%PVP的聚酯组合物作为鞘成分，普通聚酯作为芯成分，控制单纤维横截面上芯鞘面积比为60/40，其他同实施例1制得芯鞘复合聚酯纤维。所得聚酯纤维中PVP含量为5wt%，PVP的平均分散径为lOOnm，单纤维横截面上鞘成分的厚度为4.5 μ m ;该聚酯纤维的吸湿性参数AMR为1.1%，强伸度积为18.5。将该聚酯纤维经过编织制成筒编物，测得筒编物的Q-max为0.110 J/ (cm2_sec)。具体结果见表1。
[0026]比较例I
将普通聚酯单独纺丝得到单聚酯纤维。将该聚酯纤维经过编织制成筒编物，测得筒编物的Q-max为0.090 J/ (cm2_sec)。具体结果见表1。
[0027]比较例2
将含有10wt%PVP的聚酯组合物作为鞘成分，普通聚酯作为芯成分，控制单纤维横截面上芯鞘面积比为50/50，其他同实施例1制得芯鞘复合聚酯纤维。所得聚酯纤维中PVP含量为5wt%，PVP的平均分散径为80nm，单纤维横截面上鞘成分的厚度为4.5 μ m ;该聚酯纤维的吸湿性参数AMR为1.1%，强伸度积为17.0。将该聚酯纤维经过编织制成筒编物，测得筒编物的Q-max为0.110 J/ (cm2_sec)。具体结果见表1。
[0028]表1
【权利要求】
1.一种接触冷感性聚酯纤维，其特征是:该聚酯纤维为芯鞘复合纤维，其芯成分为聚酯，鞘成分为含有聚乙烯吡咯烷酮的聚酯组合物；单纤维横截面上芯成分与鞘成分的面积比为90/10?60/40，鞘成分厚度为0.5?IOMm ;该聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮占纤维重量的3?12%。
2.根据权利要求项I所述的接触冷感性聚酯纤维，其特征是:所述鞘成分中聚乙烯吡咯烷酮的分散径为200nm以下。
3.根据权利要求项I或2所述的接触冷感性聚酯纤维，其特征是:所述聚乙烯吡咯烷酮占鞘成分含有聚乙烯吡咯烷酮的聚酯组合物重量的8?30wt%。
4.根据权利要求项I所述的接触冷感性聚酯纤维，其特征是:该聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮占纤维重量的5?10%。
5.根据权利要求项I或2所述的接触冷感性聚酯纤维，其特征是:该聚酯纤维的吸湿率 Λ MR 为 0.5 ?2.5%。
6.根据权利要求项I或2所述的接触冷感性聚酯纤维，其特征是:该聚酯纤维的接触冷感参数 Q-max 为 0.1lOJ/ (cm2_sec)以上。
7.根据权利要求项I或2所述的接触冷感性聚酯纤维，其特征是:该聚酯纤维的强伸度积在18.0以上。
【文档编号】D01F8/14GK103924322SQ201310009891
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月11日 优先权日:2013年1月11日
【发明者】范志恒, 望月克彦 申请人:东丽纤维研究所（中国）有限公司