Полиэфирная разноусадочная комбинированная филаментная нить и способ ее изготовления - RU2344213C2
Код документа: RU2344213C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к полиэфирной филаментной нити, содержащей саморастяжимую полиэфирную комплексную нить и термоусадочную полиэфирную комплексную нить. Более конкретно, изобретение относится в основном к полиэфирной комбинированной филаментной нити, которая пригодна, в частности, для получения тканей, сухих на ощупь и обладающих высокой эластичностью, отсутствующей у известных тканей.
Предшествующий уровень техники
Комбинированная филаментная нить, содержащая саморастяжимую полиэфирную комплексную нить, претерпевающую растяжение при термообработке, и термоусадочную эфирную комплексную нить, претерпевающую усадку при термообработке, становится объемной и вызывающей ощущение мягкости и гибкости, когда подвергается термообработке, и поэтому широко применяется для нужд текстильной промышленности.
Изготовление обычной полиэфирной комбинированной филаментной нити этого типа осуществляют с помощью форсунки с воздушной струей для комбинирования раздельно подготовленных саморастяжимой полиэфирной комплексной нити и темоусадочной полиэфирной комплексной нити или путем проведения релаксационной термообработки полиэфирной комплексной нити, которая становится саморастяжимой под воздействием релаксационной термообработки, обеспечивая непрерывный подвод термоусадочной полиэфирной комплексной нити к саморастяжимой полиэфирной комплексной нити после релаксационной термообработки для комбинирования их с помощью форсунки с воздушной струей (см., например, не прошедшую экспертизу заявку Японии №1-250425).
При использовании такой полиэфирной комбинированной филаментной нити, например, в камвольной ткани, которая дает на ощупь ощущение грубой шерсти, используют бесконтактный нагреватель, такой как щелевой нагреватель или трубчатый нагреватель, для высокотемпературной вторичной релаксационной термообработки саморастяжимой полиэфирной комплексной нити после релаксационной термообработки с последующим комбинированием этой нити с термоусадочной полиэфирной комплексной нитью. Поскольку саморастягивающаяся полиэфирная комплексная нить раскачивается внутри бесконтактного нагревателя во время вторичной релаксационной термообработки и поэтому легко может вступить в контакт с этим нагревателем, ее выравнивают, вследствие чего легко может произойти разрыв нити. Способ решения этой проблемы предложен, например, в публикации патента Японии №1-3054059, в соответствии с которым полиэфирную комплексную нить, которая становится саморастяжимой под воздействием релаксационной термообработки, предварительно переплетают с термоусадочной полиэфирной комплексной нитью перед релаксационной термообработкой.
Вместе с тем, хотя полиэфирная комбинированная филаментная нить, полученная этим способом, является мягкой и гибкой на ощупь, она не обеспечивает получение тканей, обладающих превосходными свойствами сухости на ощупь, а также как мягкости, так и эластичности.
Краткое изложение сущности изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить вышеупомянутые проблемы известного уровня техники посредством разработки полиэфирной комбинированной филаментной нити, содержащей саморастяжимую полиэфирную комплексную нить и термоусадочную полиэфирную комплексную нить и пригодной, в частности, для получения тканей, являющихся сухими на ощупь и обладающих высокой эластичностью, отсутствующей у известных тканей.
В результате весьма тщательных исследований, направленных на достижение вышеуказанной цели, авторы настоящего изобретения создали изобретение, обнаружив, что если полиэфирную комплексную нить, содержащую сердцевинную часть и множество реберных частей, выступающих в радиальном направлении из сердцевинной части вдоль продольного направления сердцевинной части, используют в качестве полиэфирной комплексной нити, становящейся саморастяжимой при нагревании, то можно получить полиэфирную комбинированную филаментную нить, пригодную для получения тканей, обладающих сухостью на ощупь и высокой эластичностью, отсутствующей у известных тканей, а также добиться того, что если релаксационная термообработка проводится после переплетения полиэфирной комплексной нити, становящейся саморастяжимой, и термоусадочной полиэфирной комплексной нити, то качество получаемой комбинированной филаментной нити оказывается удовлетворительным.
Иными словами, в настоящем изобретении предложена полиэфирная комбинированная филаментная нить, состоящая из саморастяжимой полиэфирной комплексной нити А и термоусадочной полиэфирной комплексной нити В, отличающаяся тем, что полиэфирная комплексная нить А содержит сердцевинную часть и множество реберных частей, выступающих в радиальном направлении от сердцевинной части вдоль продольного направления сердцевинной части, и одновременно удовлетворяет нижеследующим условиям (а)-(в):
(а) 1/20≤SB/SA≤1/3;
(б) 0,6≤LB/DA≤3,0;
(b) WB//DA≤1/4;
где SA - площадь поперечного сечения сердцевинной части, DA - диаметр сердцевинной части, когда ее поперечное сечение является кругом, и диаметр описанной окружности, когда оно не является кругом, a SB, LB и WB - соответственно площадь сечения, максимальная длина и максимальная ширина реберных частей.
В соответствии с изобретением предложен также способ изготовления вышеупомянутой полиэфирной комбинированной филаментной нити, отличающийся тем, что пропускают термоусадочную полиэфирную комплексную нить В′ параллельно комплексной нити А′, становящейся саморастяжимой полиэфирной комплексной нитью А, когда ее подвергают релаксационной термообработке, а после их избыточной подачи в переплетающую фильеру для переплетения проводят релаксационную термообработку, придавая свойство саморастяжимости полиэфирной комплексной нити А′, перед второй релаксационной термообработкой с помощью бесконтактного нагревателя.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлено сечение, иллюстрирующее пример поперечного сечения полиэфирной комплексной нити А в соответствии с изобретением.
На фиг.2 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример способа изготовления полиэфирной комбинированной филаментной нити в соответствии с изобретением.
Подробное описание изобретения
Полиэфир, используемый для данного изобретения, - это полиэфир, содержащий этилентерефталат в качестве основного повторяющегося звена, а для достижения улучшенных свойств окрашивания, стойкости к образованию пиллинга и термоусадки упомянутый полиэфир также может включать сополимеризацию малого количества (обычно не более 15 молярных процентов, а предпочтительно не более 10 молярных процентов) третьего компонента. С ним также можно сочетать другой полимер в малом количестве (обычно не превышающем 10 мас.% по отношению к полиэфиру). Кроме того, возможно включение добавок, таких как электростатические вещества, матирующие вещества, поглотители ультрафиолетового излучения, добавки, улучшающие окрашивание, и т.п.
Полиэфирная комбинированная филаментная нить согласно изобретению состоит из саморастяжимой полиэфирной комплексной нити А и термоусадочной полиэфирной комплексной нити В, и саморастяжимая полиэфирная комплексная нить А и термоусадочная полиэфирная комплексная нить В могут быть выполнены из одного и того же полиэфира или одних и тех же полиэфиров, состоящих из сополимеризуемых компонентов, комбинированных полимеров, добавок и т.п. разных типов и в разных количествах. Предпочтительной является комбинированная филаментная нить, в которой саморастяжимая полиэфирная комплексная нить выполнена из полиэтилентерефталата, а термоусадочная полиэфирная комплексная нить выполнена из полиэтилентерефталата, сополимеризованного с примерно 5-15 молярными процентами (от суммарного содержания кислотного компонента), например, изофталевой кислоты в качестве третьего компонента.
Саморастяжимую полиэфирную комплексную нить А, используемую для изобретения, можно получать посредством релаксационной термообработки невытянутого полиэфирного волокна, сформированного с относительно высокой скоростью формования около 2000-5000 м/мин (так называемая частично ориентированная нить, POY), либо низкоориентированной невытянутой полиэфирной нити или частично ориентированной нити, вытянутой с малым коэффициентом, которую формуют со скоростью формования примерно 1000 м/мин. Например, можно упомянуть способ вытяжки низкоориентированной невытянутой полиэфирной нити с малым коэффициентом, с последующей усадочной обработкой до 20% или более при температуре 90°С или менее, способ вытяжки частично ориентированной нити с двойным лучепреломлением 0,02-0,08 при температуре не более чем температура стеклования (+20°С), с последующей релаксационной термообработкой, способ низкотемпературной вытяжки полиэфирной частично ориентированной нити (POY) с двойным лучепреломлением (Δn 0,03 или более), которая сформована со скоростью формования 1500-4500 м/мин, с последующей релаксационной термообработкой, или способ вытяжки частично ориентированной нити в диапазоне от температуры (Tg) второго фазового перехода до +20°С с последующей релаксационной термообработкой до степени усадки, составляющей 20% или более.
Таким образом, полиэфирная комплексная нить А′, используемая для изготовления полиэфирной комбинированной филаментной нити согласно изобретению, представляет собой полиэфирную комплексную нить перед релаксационной термообработкой для придания свойства саморастяжимости, а в частности, она представляет собой частично ориентированную нить (POY) или нить, вытянутую с малым коэффициентом.
В соответствии с изобретением вышеописанная саморастяжимая полиэфирная комплексная нить А представляет собой полиэфирную комплексную нить, содержащую сердцевинную часть и множество реберных частей, выступающих в радиальном направлении сердцевинной части вдоль продольного направления сердцевинной части, и для этой нити необходимо одновременное удовлетворение нижеследующим условиям (а)-(в):
(а) 1/20≤SB/SA≤1/3;
(б) 0,6≤LB/DA≤3,0;
(b) WB//DA≤1/4;
где SA и DA представляют собой соответственно площадь поперечного сечения сердцевинной части и диаметр сердцевинной части (диаметр описанной окружности, когда сечение сердцевинной части не является кругом), a SB, LB и WB представляют собой соответственно площадь сечения, максимальную длину и максимальную ширину реберных частей, как показано на фиг.1.
Если 1/20>SB/SA или 1/3
Если 0,6>LB/DA, т.е. если реберные части выполнены так, что имеют максимальную длину, которая составляет менее 0,6 диаметра сердцевинной части, ощущение сухости на ощупь, создаваемое получаемой комбинированной филаментной нитью, будет недостаточным, а если 3,0
Если WB//DA>1/4, т.е. если реберные части выполнены так, что имеют максимальную ширину, которая превышает 1/4 диаметра сердцевинной части, то получаемая комбинированная филаментная нить не будет создавать ощущение мягкости.
Меньшая максимальная ширина реберных частей приведет к ощущению большей мягкости, но если она слишком мала, то могут возникнуть проблемы, например, изгиба реберных частей или ухудшения свойства выравнивания, вследствие чего минимальное значение параметра WB/DA предпочтительно составляет 1/8.
С другой стороны, термоусадочная полиэфирная комплексная нить В предпочтительно представляет собой полиэфирную комплексную вытянутую нить, имеющую усадку в кипящей воде 8% или более, а в более предпочтительном варианте представляет собой полиэфирную комплексную вытянутую нить, имеющую усадку в кипящей воде 10-16%. В качестве примера такой термоусадочной полиэфирной комплексной нити можно привести не подвергнутую термической стабилизации полиэфирную вытянутую нить и комплексную вытянутую нить, содержащую полиэфир, сополимеризованный с примерно 5-15 молярными процентами третьего компонента, такого как изофталевая кислота.
В полиэфирной комбинированной филаментной нити согласно изобретению саморастяжимая полиэфирная комплексная нить А располагается на наружной стороне упомянутой комбинированной филаментной нити, тогда как термоусадочная полиэфирная комплексная нить В расположена на внутренней стороне упомянутой комбинированной филаментной нити, и поэтому для достижения более сильного ощущения от комбинированной филаментной нити размер одного волокна полиэфирной комплексной нити А соответствует 9 децитекс, а размер одного волокна термоусадочной полиэфирной комплексной нити В соответствует 11 децитекс, причем первый размер предпочтительно меньше второго. С точки зрения глубины окрашивания и разбухания массовое соотношение саморастяжимой полиэфирной комплексной нити А к термоусадочной полиэфирной нити В при комбинировании предпочтительно находится в диапазоне от 8:2 до 5:5.
Вышеописанную комбинированную филаментную нить согласно изобретению можно стабильно изготавливать с незначительным количеством разрывов нити и удовлетворительным качеством, например, с помощью нижеследующего способа. В частности, устройство, показанное на фиг.2, можно использовать для параллельного пропускания полиэфирной комплексной нити А′, которая проявляет свойство саморастяжения после релаксационной термообработки, и термоусадочной полиэфирной комплексной нити В′, при этом их переплетают при избыточной подаче с помощью переплетающей фильеры 3, предусмотренной между подающим валиком 1 и первым приемным валиком (нагретым валиком) 2.
На фиг.2 показано, что, поскольку первый приемный валик 2 нагрет, а подача полиэфирных комплексных нитей А′, В′ между подающим валиком 1 и первым приемным валиком 2 является избыточной, полиэфирная комплексная нить А′, обвивающаяся вокруг первого приемного валика 2, подвергается релаксационной термообработке на этом валике, приобретая за счет этого свойство саморастяжения. Затем бесконтактный нагреватель 5, предусмотренный между первым приемным валиком 2 и вторым приемным валиком 4, используется для термостабилизации посредством второй релаксационной термообработки перед намоткой на бобину 6.
Предпочтительное количество переплетений во время переплетения полиэфирной комплексной нити А′ и термоусадочной полиэфирной комплексной нити В′ составляет 50-90 на метр, и поэтому подходящей величиной избытка при подаче в большинстве случаев будет 1,0-1,5%.
Как и в вышеописанном случае, предпочтителен нагрев первого приемного валика 2 для осуществления релаксационной термообработки, придающей свойство саморастяжения, чтобы сделать устройство более компактным; вместе с тем, когда величина избытка при подаче (коэффициент релаксации), необходимая для придания свойства саморастяжения посредством релаксационной термообработки, больше, чем величина избытка при подаче, подходящая для переплетения с помощью переплетающей фильеры 3, можно предусмотреть еще один приемный валик, расположенный после первого приемного валика 2, для проведения предписанной релаксационной термообработки между этими приемными валиками. Когда первый приемный валик 2 является горячим валиком, термообработку можно проводить с предписанной величиной избытка при подаче (коэффициентом релаксации) на валике, делая валик 2 таким, что диаметр на выходящем конце волокна меньше, чем диаметр на входящем на валик 2 конце волокна.
Температура и величина избытка при подаче (коэффициент релаксации) во время релаксационной термообработки для придания свойства саморастяжения полиэфирной комплексной нити А′ будут разными в зависимости от типа нити, используемой в качестве полиэфирной комплексной нити А′, но когда частично ориентированную нить (POY), сформованную при скорости формования, например, 2000-3500 м/мин, а предпочтительно составляющей 2500-3500 м/мин, используют для релаксационной термообработки на первом направляющем валике 2 (горячем валике), то температура поверхности валика предпочтительно составляет 100-130°С, а избыток при подаче (коэффициент релаксации) предпочтительно составляет 1,0-1,5%.
Вторая релаксационная термообработка с помощью бесконтактного нагревателя 5 - это термостабилизирующая термообработка с целью придания полиэфирной комбинированной филаментной нити свойств, которые пригодны для камвольных тканей, на ощупь очень упругих шерстеподобных, и предпочтительно обработка представляет собой обработку при 210-240°С при величине избытка при подаче, составляющей 1,5-2,5%, а время этой обработки обычно будет составлять 0,01-0,3 секунды. Усадка в кипящей воде получаемой полиэфирной комбинированной филаментной нити обычно будет составлять примерно 5-13%. Используемый бесконтактный нагреватель 5 может быть щелевым нагревателем, трубчатым нагревателем или подобным им средством.
В вышеописанном способе за переплетением полиэфирной комплексной нити А′, которая проявляет свойство саморастяжения после релаксационной термообработки, и термоусадочной полиэфирной комплексной нити В′ должна следовать релаксационная термообработка, придающая свойство саморастяжения полиэфирной комплексной нити А′, а это исключает возможность контакта волокон с бесконтактным нагревателем 5 во время второй релаксационной термообработки, так что можно стабильно изготавливать полиэфирную комбинированную филаментную нить при незначительном количестве разрывов нити. Нежелательно применять способ, в котором полиэфирную комплексную нить А′ отдельно подвергают релаксационной термообработке для получения саморастяжимой полиэфирной комплексной нити, которую затем подвергают термостабилизации при второй релаксационной термообработке с последующим переплетением с термоусадочной полиэфирной комплексной нитью В′ для получения полиэфирной комбинированной филаментной нити, потому что волокна при этом могут контактировать с бесконтактным нагревателем во время второй релаксационной термообработки с помощью бесконтактного нагревателя, что приводит к пятнам окрашивания и более частым разрывам нити.
Примеры
Ниже будут приведены примеры с целью более подробного пояснения конструкции и результата согласно изобретению.
Пример 1
Получали полиэтилентерефталат с собственной вязкостью 0,62, расплавляли обычным способом и проводили формование со скоростью формования, составлявшей 3000 м/мин, получая 84 децитекс/24 нити полиэфирную частично ориентированную нить (POY) с размером единичного волокна 3,3 децитекс (полиэфирную комплексную нить А′). Соотношения SB/SA, LB/DA и WB/DA этой полиэфирной комплексной нити показаны в таблице.
Отдельно получали сложный эфир сополимера полиэтилентерефталата и изофталата с собственной вязкостью 0,64 (сополимеризация с 10,0 молярными процентами изофталевой кислоты) из расплава при температуре 280°С и проводили формование со скоростью формования, составлявшей 1450 м/мин, получая невытянутую нить, которую затем вытягивали до коэффициента 2,9 при температуре 87°С, получая 56 децитекс/12 нити термоусадочную полиэфирную нить с размером единичного волокна 4,7 децитекс с усадкой в кипящей воде 15% (термоусадочную полиэфирную комплексную нить В′).
Полиэфирную комплексную нить А′ и термоусадочную полиэфирную комплексную нить В′ использовали для изготовления полиэфирной комбинированной филаментной нити с помощью устройства, показанного на фиг.2. В частности, обе полиэфирные комплексные нити А′ и В′ пропускали параллельно и подавали в переплетающую фильеру 3, расположенную между подающим валиком 1 и первым приемным валиком 2 (горячим валиком с температурой поверхности 120°С), со скоростью 600 м/мин при величине избытка 1% для переплетения под воздействием давления 196 кПа (2,0 кг/см2), получая переплетение с параметром 65 переплетений на метр.
Затем нить наматывали 8 раз вокруг горячего валика 2 с температурой поверхности 120°С, поддерживая величину избытка при подаче 1,2%, и подвергали релаксационной термообработке для придания свойства саморастяжения полиэфирной комплексной нити А′. Затем использовали щелевой нагреватель 5, предусмотренный между горячим валиком 2 и вторым приемным валиком 4, для проведения второй релаксационной термообработки при 230°С при величине избытка при подаче 2,0% в течение периода 0,05 секунды для осуществления термостабилизации, а затем после двукратной намотки на второй приемный валик 4 (холодный валик) наматывали на бобину 6. Во время изготовления полиэфирной комбинированной филаментной нити контакт этой нити со щелевым нагревателем 5 не наблюдался, а разрыв нити происходил один раз на шпиндель в сутки. Полученную комбинированную филаментную нить пряли с получением полотняного переплетения, имевшего 60 одиночных нитей на сантиметр в основе и 35 одиночных нитей на сантиметр в утоке, а затем окрашивали в черный цвет обычным способом окрашивания при температуре 135°С в течение 60 минут. Полученная окрашенная ткань давала ощущение объемности, а также была сухой на ощупь и обладала высокой эластичностью, которой нет у известных тканей.
Ощущение от ткани оценивали органолептическим методом на основании сухости на ощупь, ощущения мягкости и свойства высокой эластичности по шкале, имевшей в общей сложности четыре уровня - от А (очень хорошо) до D (плохо).
Примеры 2 и 3
Получали полиэфирную комбинированную филаментную нить таким же образом, как в Примере 1, за исключением того, что полиэфирную комплексную нить А′, использовавшуюся в Примере 1, заменяли каждой из тех, которые указаны в таблице. Ощущение, вызываемое тканью, свойство выравнивания и свойство растяжения - все они оказались удовлетворительными, как показано в таблице.
Пример 4
Полиэфирную комплексную нить А′ согласно Примеру 1 подвергали релаксационной термообработке отдельно на горячем валике с температурой поверхности 120°С при величине избытка при подаче 1,2% для придания свойства саморастяжения, а затем использовали щелевой нагреватель, обеспечивавший температуру 230°С для проведения второй релаксационной термообработки в течение 0,05 секунды при величине избытка при подаче 2,0% с целью термостабилизации. После этого полученную саморастяжимую полиэфирную комплексную нить А пропускали параллельно термоусадочной полиэфирной комплексной нити В′ и использовали переплетающую фильеру для переплетения в тех же условиях, что и в Примере 1. Во время второй релаксационной термообработки полиэфирной комплексной нити А′ в этом случае нить часто раскачивалась и контактировала со щелевым нагревателем, а количество разрывов нити достигало 20 в сутки на шпиндель. Когда полученную комбинированную филаментную нить наматывали и высушивали тем же образом, что и в Примере 1, ткань давала удовлетворительное ощущение, но появлялись пятна окрашивания.
Сравнительный пример 1
Получали полиэфирную комбинированную филаментную нить таким же образом, как в Примере 1, за исключением того, что полиэфирная комплексная нить А′, использовавшаяся в Примере 1, была нитью круглого поперечного сечения. Свойство выравнивания и свойство растяжения были удовлетворительными, но ткань совершенно не была сухой на ощупь, и поэтому не было получено желательное ощущение от ткани.
Полиэфирная комбинированная филаментная нить согласно изобретению пригодна для получения тканей сухих на ощупь и обладающих высокой упругостью, которой нет у известных тканей, оставаясь при этом стойкой к разрыву нити и обладая превосходным свойством выравнивания, вследствие чего ее можно применять в целях производства широкой номенклатуры тканей.
Реферат
Группа изобретений относится к изготовлению комбинированной полиэфирной нити. Полиэфирная комбинированная филаментная нить состоит из саморастяжимой полиэфирной комплексной нити А и термоусадочной полиэфирной комплексной нити В. Полиэфирная комплексная нить А содержит сердцевинную часть и множество реберных частей, выступающих в радиальном направлении от сердцевинной части вдоль продольного направления сердцевинной части, и одновременно удовлетворяет нижеследующим условиям (а)-(в):
(а) 1/20≤SB/SA≤1/3;
(б) 0,6≤LB/DA≤3,0;
(в) WB//DA≤1/4;
где SA - площадь поперечного сечения сердцевинной части, DA - диаметр сердцевинной части, когда ее поперечное сечение является кругом, и диаметр описанной окружности, когда оно не является кругом, a SB, LB и WB - соответственно площадь сечения, максимальная длина и максимальная ширина реберных частей. Изобретение позволяет получать на основе данной нити ткани, обладающие высокой эластичностью и мягкостью и свойствами сухости на ощупь. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
