[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制备方法。

背景技术

聚酯是典型的热可塑性合成纤维，自发明以来，由于其优良的机械强度、耐药品性、耐热性等，在衣料及产业用途等领域得到广泛的应用。

但是，聚酯纤维的吸湿性极低，当用于直接接触皮肤或贴近皮肤穿着的内衣、运动衣料等时，由于皮肤出汗不能及时排出，会产生发粘的感觉，在穿着舒适性上比天然纤维差，因此限制了聚酯纤维在衣料用途方面的发展。

为了改善聚酯的吸湿性，最常用的方法是在聚酯中共聚吸湿成分或添加具有吸湿性的化合物。公知的共聚吸湿成分有侧链上含有羟基亚烷基的二醇、含有磺酸金属盐的二羧酸等。但是，在聚酯主链上引入上述吸湿成分，会导致聚酯的强度及耐候性下降。

另外还可以通过化学方法使吸湿性化合物附着在聚酯纤维上以提高纤维的吸湿性。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以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，所以存在强度随时间变化而低下，手感、耐光性不良等问题。

特开平2-99612号公报公开了将吸湿率为10％以上的吸湿性树脂作为芯部，鞘部用聚酯被覆的芯鞘型复合纤维。可是这个方法在精炼或染色等热处理时，由于芯部分的吸湿性树脂易吸水而膨胀，从而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。

日本专利特开2000-8226公开了一种吸湿聚酯系复合纤维，该纤维是以聚乙二醇共聚酯与聚乙烯吡咯烷酮的组成物作为芯成分，普通聚酯作为鞘成分，通过复合纺丝法制得。这个方法虽然解决了芯部吸湿膨胀导致鞘部开裂的问题，但其存在吸湿性不足以及吸湿耐久性差的缺点。

以上所述的方法，在一定程度上能提高聚酯纤维的吸湿性，但是在应用上还存在着各种各样的问题。

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，使用所述方法制备得到的聚酯纤维在获得优良的吸湿性的同时依然能够维持聚酯纤维本身的优良特性。

本发明的技术解决方案是：

一种吸湿性聚酯纤维，主要由聚酯构成，并含有相对于聚酯重量为2～20％的吸湿成分聚乙烯吡咯烷酮，且所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径为200nm以下。

上述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或其他含有共聚成分的聚酯。

本发明所述聚酯纤维中的吸湿成分为聚乙烯吡咯烷酮，为了获得所希望的吸湿特性，纤维中含有相对于聚酯重量为2～20％的聚乙烯吡咯烷酮。相对于聚酯重量，聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量小于2wt％时，所得到的聚酯纤维不具有吸湿性；大于20wt％时，所得到的聚酯可纺性变差，纤维物性下降、接触有粘感，无法达到穿着舒适性的要求。该含量优选5～15wt％，更优选8～12wt％。

所述的聚乙烯吡咯烷酮在该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以下可以使得聚乙烯吡咯烷酮与聚酯很好的络合，从而抑制混合后聚乙烯吡咯烷酮的溶出，防止纤维在使用过程中吸湿性变差。

上述聚乙烯吡咯烷酮的K值优选15～90，更优选20～70。如果聚乙烯吡咯烷酮的K值过低，则聚乙烯吡咯烷酮即使与聚酯的络合能力不强，在挤出后水冷过程中容易溶出，致使纤维得不到很好的吸湿性。而如果其K值过高，则聚酯体系的粘度大大增加，混炼吐出不良，很难造粒，导致生产效率低下。

所述纤维的吸湿率差ΔMR为0.5～4％，该聚酯纤维经过130℃热水30分钟处理后，其中聚乙烯吡咯烷酮的溶出率为3％以下，更优选2％以下。聚乙烯吡咯烷酮的水溶性极好，因此本发明通过在长径比L/D为40以上的二轴挤出机上，在真空条件下进行低温共混，使得聚乙烯吡咯烷酮的分散径在200nm以下，从而提高其与聚酯的络合能力，从而降低纤维中聚乙烯吡咯烷酮的溶出率，提高纤维的吸湿性耐久性。

本发明的吸湿性聚酯纤维具有一般聚酯纤维同等水平的机械特性，纤维的强伸度积优选18.0以上，更优选20.0以上。由于聚乙烯吡咯烷酮与聚酯不相容，其作为吸湿成分加入聚酯中对聚酯的可纺性以及纤维的物性影响很大。本发明通过纺丝时提高口金部加热筒的环境温度来改善丝条的冷却条件，从而使纤维的强伸度积得到大幅度提高，达到一般衣料用途的使用要求。

聚乙烯吡咯烷酮在高温下的耐热性较差，与聚酯共混后由于聚乙烯吡咯烷酮的受热分解使所得到的组合物色调变黄。因此，本发明通过在低温混炼及低温纺丝，得到的吸湿性聚酯纤维的色调b值为5.0以下。

所述吸湿性聚酯纤维的具体生产方法如下：