TW200407472A - Entangled bicomponent yarn and process to make the same - Google Patents

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200407472 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關聚酯雙組份連續纖絲，更特定言之，係有關 具有高卷曲度、高結點頻率及結點間隔恆定性之此種纖絲之 紗線，及有關一種製造此種紗線之方法。 【先前技術】 聚（對苯二酸乙二醇酯）及聚（對苯二酸丙二醇酯）之連續雙 組份纖絲及紗線己揭示於美國專利案US3617379及公告案 US2002/0025433、US2001/0055683 及 W002/063080 中 〇 然 而，此種紗線可能太不均勻或捻轉太厲害而無法在下游加工 處理時表現應有的性能。 美國專利案US2985995及US3115695描述可用於纏結“平 面（flat)”纖維之喷嘴，及美國專利案US4100725揭示具有長 纏結結點之緊密纏結紗線，但此種紗線的拉伸性質會有所不 足。 仍然需要具有高卷曲度、幾無捻轉、及間隔非常恆定之櫛 比纏結結點之聚酯雙組份紗線，及其製造方法。 【發明内容】 本發明提供一種纏結連續纖絲紗線，其包含至少2支雙組 份纖絲，其各包含聚（對苯二酸丙二醇酯）及聚（對苯二酸乙二 醇酯）；其中纏結紗線具有結點頻率為約40至50結點/公尺、 卷曲潛能為至少約40%、實質上無捻轉、及結點間之間隔標 準差為不超過約1.1厘米。 本發明，在第一方法方面，提供一種製造此種纏結紗線之 86755 -6- 200407472 方法，其包含下列步驟： 提供至少2支雙組份連續纖絲，其各包含聚（對苯二酸丙二 醇醋）及聚（對苯二酸乙二醇酯）且具有卷曲潛能為至少約 40%，其中纖絲係自完全拉伸及完全定向所組成之族群中所 選出； 使該等纖絲以約2至6 %之過進料與一流體逆向接觸以纏 結成紗線。 本發明，在第二方法方面，也提供一種製造此種紗線之方 法，其包含以下步驟：提供至少2支雙組份連續纖絲其各 包含聚（對苯二酸丙二醇酯）及聚（對苯二酸乙二醇酯）且具有 卷曲潛能為至少約4G%’其中纖絲係自完全拉伸及完全定向 所組成之族群中所選出；提供至少二個噴嘴，每―噴嘴各包 含一紗線槽π、二個用於引導空氣對向纖絲之溝槽、溝槽所 界，的第:想像平面及垂直於紗線槽口的第二想像平面，其 中第與第—想像平面間之角度丫為約_5至_3『及使纖絲以 、、’勺2至6/。之過進料通過串聯之噴嘴以纏結成紗線。 【實施方式】 >現已^現’包含聚（對苯二酸乙二醇醋）及聚（對苯二酸丙二 ，西曰）之又、、且伤連績纖絲，可製成具有高纏結度而同時保持 咼卷曲度’這是—種令人想像不到的組合。再者，此種纏結

紗線之結點間的問隐北^ m A 1 Ik非承固疋，且紗線實質上也無捻轉。此 種纏結紗線可用於制、4t 用於衣k系要拉伸特徵之編織及針織織物，例 如服衣附件、室内裝飾及類似物。 如此處所用’ Iv”意指特性黏度。“完全拉伸（fully drawn)，， 86755 200407472 纖絲意指一種雙組份纖絲，其己拉伸並經熱處理，以致具有 有用卷曲值且不必進一步拉伸即適用於編織、針織，及非織 物之製備。“完全定向（fully oriented)”纖絲意指一種纖絲， 其已在充分高的旋纺速度及張力下旋紡，以致不必拉伸或熱 處理即可使用或具有有用卷曲值。“退繞速度（withdrawal speed)”意指纖維旋紡時所用進料輥之速度，該進料輥係位於 驟冷區與拉伸輥之間。“逆向的，，或“逆向地，，意指不垂直於紗 線荊進之方向’也不與紗線前進之方向同向；換言之：與紗 線前進之方向相向。 0 “雙組份纖絲（bicomponent filament)，，意指一種纖絲，其包 含沿纖絲之長度相互密切黏附之聚（對苯二酸乙二醇酯）及 · 聚（對苯二酸丙二醇酯），以致纖絲之剖面為例如並排、偏心 皮-芯或其他適當剖面，由此可產生有用卷曲。此種纖絲係 非彈性體，因彼等在無任何卷曲時斷裂伸長率不會超過 100%。反而是，彼等係依靠螺旋卷曲而有彈性，該螺旋卷曲 係由纖絲經熱處理而自然產生。經本發明處理過之並排纖絲 可具有“雪人（獅wman)”、橢圓或實質上圓形剖面形狀。偏-_ 心皮-芯纖維可具有橢圓或實質上圓形剖面形狀。所謂“實質 上圓形，係意指在纖維剖面中心以90 不一:i。所謂“擴圓形，，，係意指在纖維剖面；：：： 相又之一軸長度之比大於約i 2 : i。“雪人，，剖面形狀可描 迷為具有-長軸之並排剖面，其兩短轴實質上垂直於該長 軸，而在對長轴作圖時短軸之長度至少有二個最大值。 本發明之纏結連續纖絲紗線包含至少2且一般約20至550 86755 -8 - 200407472 支雙組份纖絲。此紗線具結點頻率為約4〇至5〇結點/公尺及 卷曲潛能為至少約40% (—般為約55至160°/。）。一般而言，纏 結紗線之卷曲潛能與對應未纏結紗線之卷曲潛能比較，降低 不超過約25%相對。再者，結點間之間隔非常固定，而標準 差不超過約1·1厘米。纖維實質上無捻轉，意思是少於約1轉 /公尺。當卷曲潛能少於約40%或結點頻率不超過50結點/公 尺日π ’以此種紗線製成之織物之拉伸及回復性質會有所不 足。當結點頻率少於約40結點/公尺時或當結點間之間隔之 標準差太大時，編織及針織會變得很困難；例如頻繁的織機 停止會降低織機效率及織造速度。 構成本發明紗線之纖絲之聚（對苯二酸乙二醇醋）(“2g_t”) 及聚（對苯二酸丙二醇酯）（“3G-T”）具有不同特性黏度。例 如’ 2G-T可具IV為約0.45-0.80 dl/g，而3G-T可具IV為約 0.85-1 ·5 0 dl/g。2G-T 與 3G-T 之比可為約 7〇: 30 至 30: 70。 本發明紗線之纖絲之聚酯可為共聚酯，而此等共聚醋包括 在聚（對苯二酸乙二醇酯）及聚（對苯二酸丙二醇酯）之意義 内’ a又右此專變化對纏結紗線之卷曲之量或纖絲之加工特性 並無不利影響。例如，可使用共聚（對苯二酸乙二醇醋），其 中用以製造共聚酯之共聚用單體係自以下所組成之族群中 所選出：具4-12個碳原子之直鏈、環狀及支鏈脂族二羧酸（例 如，丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烧二酸及丨，4_環己二魏 I)，除對苯二酸外具8-12個碳原子之芳族二羧酸（例如，異 苯二酸及2,6-萘二羧酸）；具3-8個碳原子之直鏈、環狀及支 鍵脂族二醇（例如，1，3 -丙二醇、1，2 -丙二醇、1，4_丁 —醇、 86755 200407472 ，5_戊二醇、2,2·二甲基-1，3-丙二醇、甲基-u-丙 =及！，4·環己二醇）’·及具㈣個碳原子之脂族及芳腊制 (例如，虱醌(2-羥基乙基)醚或具分子量低於約46〇之聚 由— # d伸乙基趟二醇）。絲用單體在聚酿 中之存在量可為約〇·5-15莫耳0/〇。 異苯二酸、戊二酸、己—赌 巳一敲込3 一丙二醇及1，4-丙二醇為 义佳，因彼等在市面上可輕易購得且價廉。

抑2酯也可含有小量之其他共聚用單體。此等其他共聚用 早匕括5-納-硫異苯二酸酯，用量為約〇2_5莫耳。/。。為了押 制：度’可加入極小量之三官能共聚用單體，例如苯偏三酸： ，本發明之方法可用於製造結點頻率為約4〇5〇結點/公尺及 卷曲潛能為至少約4G%(—般為約乂至⑽^)之纏結連續纖緣 、、人線。此纏結紗線之卷曲潛能與初提供纖絲(亦即，未纏： 之卷曲潛能比較，較佳降低不超過約25%相對。再者，方I 之操作可製造具有結點間之間隔標準差不超過 ^ 紗線。 ·理木之 在本方法中’需提供至少2，一般約⑼至別支連續雙組份 、、、絲’彼等或為完全拉伸或為完全定向且包含聚（對苯二酸 乙二醇酉旨）及聚（對苯二醇丙二醇酉旨）。聚酉旨可為共聚酉旨，:此 處所述。初提供之纖絲具有卷曲潛能為至少約40%。 姓本方法使用至少二支串聯之喷嘴，每一個均供以加壓之纏 結用流體。空氣係較佳之流體。雖然可使用高流體及喷嘴溫 X來減v噴嘴之整理劑沉積物，但操作本方法時空氣或噴嘴 不加熱-般較為理想。當衹使用—支喷嘴時，結點頻率會不 86755 200407472 當地降低。 先請翻閱圖卜其顯示可用於本方法之喷嘴之剖面概略 圖，可看出連續纖絲3a飼入噴嘴本體i與板5之間的紗線槽口 ¥ W體"胃’-般為空氣，對向紗線。每—溝槽對於

圖1中只顯示一個。每-流體溝槽可具有内徑為約！.4至U Μ。噴嘴本體卜般僅有—溝槽對；對〜錢分別表示嘴 嘴^向^刖仃或反仃，方向之另類配置。當喷嘴使用於圖1 斤之月(J行方向％，溝槽對2&即以略與紗線相同之前進方向 引導空氣對向紗線。當使用於‘反行，方㈣，溝槽料即以 略與紗線相反之前進方㈣導空氣對向紗線。每-溝槽對2a 及2b分別界定想像平面m。角度γ係在想像平面〜或几 與垂直於紗線槽口 4之想像平面6之間。正值之角度丫表示前 打，定向，而負值則表示‘反行，定向。本方法使用γ值自_5。至 0之喷嘴則更獲得較兩結點頻率及怪定性。丫值自_ 1 〇。 至-25。之喷嘴為較佳。 圖2顯示與，成直角，噴嘴本體卜連續纖絲紗線3(剖面）、 溝槽對2 (可為圖丨之溝槽對仏或溝槽對邱、紗線槽口 4及板$ 的關係。紗線槽口 4之寬度“w”可為約。至以毫米。角度丫 可為約80。至1〇〇。。 圖3顯示溝槽對2之構件之出口小孔，在自喷嘴本⑴出現 時，係分開一距離‘X’，其可為約25至35毫米。 每一喷嘴之紗線槽口（請閱圖丨及])—般2與移動紗線之軸 對齊始能獲得較高結點頻率，m兄可與軸㈣成傾斜。 86755 -11 - 200407472 噴嘴組件可為上釉陶瓷，例如氧化鋁，以降低紗線之磨損及 延長噴嘴之有用壽命。 連續纖絲係以約2至6%，一般3%至5%之過進料供應至喷 嘴，且可以約KOO至3000公尺/分之速度通過喷嘴。纏結用 流體可為空氣，其可以約45至125 psig (31〇至86〇 kpa)之壓 力供應。經由本發明方法處理之紗線之總分德士並無特別限 制，其可為約150至1350分德士。當高分德士紗線經本發明 之方法處理時及當使用較高纖絲速度時，角度丫可作成更 負，且供應至喷嘴之空氣壓力、紗線槽口寬度及空氣溝槽寬 度可增加，以獲得所欲結點頻率及恆定性。 本卷月之方法不茜要掄轉步驟，且不特意加以检轉為較 佳’以便不增加無謂的費用及改進下游加工性。 、本方法了和纖維疑紡結合操作或和纖維旋紡分開操作。在 纖絲進入喷嘴前可在彼等施加整理劑，其量為〇·2至1〇重量 % ’以纖絲重量為準。 捲繞時，由本方法製成之雙組份纖維即會呈現一些卷曲。 在實質上鬆弛狀態下，施加乾熱或濕熱條件，即可達成卷曲 =全產生。例如，在拉幅機中乾或濕（蒸汽）加熱及在染浴或 簸動精煉中濕加熱會很有效。 貝例中所製造樣本之纏結結點頻率及結點間之間隔標準 ^係根據ASTM試驗方法D4724，使用Lenzing 丁^邊公司製 apid (决速）400”儀器測定。在此試驗中，多纖絲紗之 纏結㈣係藉—種將裝在輪上之針插人移動紗線之樣本中 之儀杰測定。》吉點係記錄為預選程度以上之張力增加，如張 86755 -12- 200407472 力計所檢測。由於紗線為300旦（333分德士），故自停力量（trip force)設定於建議的25 g。除非另有註明，否則使用以下設 定··配合步驟（Match Steps) 50、張力掃描間隔（Tension Scan Interval) 1及張力回應間隔（Tension Response Interval) 5。數 據係自2000個結點間隔或100公尺獲得，以何點較早到達為 準。 卷曲潛能（“CP”）及卷曲收縮率（“CS”）係藉測量乾熱處理前 後絞紗在標準負荷下的長度而測定。自欲測試之紗線製備 7000旦（7778分德士）（雙倍測量）、1/2吋寬絞紗樣本。將絞紗 樣本安裝在變形紗測試機（Texturmat-ME，Lawson Hemphill

Sales公司）之紗架（magazine)上，並施加700 g (100 mg/d)負 荷至少10秒鐘。測定絞紗之長度並記錄為L!。自測試機取出 樣本，置於熱空氣烘箱（Lawson Hemphill Sales公司）中保持 於121.0±0.2°C下5分鐘，自烘箱取出並令其冷卻20分鐘。將 樣本放回變形紗測試機中，施加10.5 g (1.5 mg/d)負荷，並 記錄絞紗之長度為L2。最後，再施加700 g負荷，並測定及記 錄絞紗之長度為L3。自以下公式計算％0?及％08: L3-L2 (1) %CP=~~U-- X 100 L1-L3 (2) %CS-Π — X 100 實例中全部樣本都具卷曲收縮率為7-9%。由於卷曲縮小 (crimp contraction) %係以 100 X (L3-L2)/L3計算，故卷曲潛能 與卷曲縮小之關係如以下公式： (3) CP=CC X L3/L2 及實驗上如以下公式： 86755 -13- 200407472 (4) cp= 2.8 X CC -43.9 卷曲潛能值39%係相當於卷曲縮小值3〇0/〇。 實例』 自聚（對苯二酸乙二醇酯）（〇·54 dl/g IV，CryStar®4415，杜 邦公司註冊商標）及聚（對苯二酸丙二醇酯）（1〇2 dl/g ιν， Sorcma⑧，杜邦公司註冊商標）熔紡連續纖絲雙組份紗線，使 其經歷橫流驟冷，以353 ypm (322 m/min)退繞，拉伸5·ιχ， 在170 C下熱處理及以1720 yards/min (1575 m/min)捲繞，捲 繞張力為約 0.1 至 〇·2 gpd (0.09至 0.18 dN/tex)。2G-T與 3G-T 之重量比為60 : 40。紗線有68支纖絲，總分德士為333，及 具’雪人’剖面。 使樣本2至6通過二支串聯之喷嘴。纏結用流體為空氣，其 係溫度約20°C及壓力54 psig (372 kilopascal)供應。噴嘴也在 室溫’亦即約20。(：下操作。喷嘴處之紗線速度為約丨74〇 yards/min(1590 m/min)，此代表 3.2% 之過進料。 請參閱表1及諸圖式所示噴嘴元件，全部噴嘴之角度以皆為 90。。喷嘴“X”與“Y”在溝槽出口之間的距離，χ，為315毫米， 紗線槽口寬度“w”為1·02毫米寬，空氣溝槽直徑為157毫米。 喷嘴“X”之角度γ為-15。（反行），而喷嘴“γ”之角度γ為+15。（前 行）。喷嘴“Ζ”在溝槽出口之間的距離，χ，為2·〇3毫来， 叫、沙綠槽 口寬度“w”為1.02毫米寬，空氣溝槽直徑為丨.27毫 一 毛木，及角度 γ為0°。“Comp.”表示比較樣本，及“std· dev”意指標準差 86755 -14- 200407472 表1 樣本 第一 噴嘴 第二 噴嘴 結點/ m 結點 間隔’ std. dev， cm CP，〇/〇 1 (Comp.) 無 1.7 35.3 ----- 75 2(Comp.) Y ζ 34.2 1.5 80 3(C0mp.) ζ Υ 35.6 1.5 80 4(C0mp.) ζ ζ 36.9 1.4 71 5(C0mp.) Υ Υ 38.2 1.2 73 6 X X 42.5 1.0 70 表1數據顯示，與比較樣本松反，本發明方法所製得之樣 本6，具有較尚結點頻率及較高恒定性，如低間隔標準差所 示。樣本ό也保持非常高的卷曲度，僅較未纏結紗線少約7% (相對）。 實例2 自聚（對苯二酸乙二醇酯）（〇·54 dl/g IV，Crystar®4415，杜 邦公司註冊商標）及聚（對苯二酸丙二醇酯）（1·02 dl/g Iv， Sorona® ’杜邦公司註冊商標）熔紡連續纖絲雙組份紗線，使 其經歷檢流驟冷，以360 ypm (329 m/min)退繞，及同時在1 7〇 °C下拉伸及熱處理。2(3-Τ與3G-T之重量比為60 : 4〇。紗線有 68支纖絲，總分德士為333，及具，雪人，剖面。 使用以下額外條件製備樣本7A(比較）。拉伸比為4·4χ，及 86755 -15- 200407472 整理劑係以1.2重量％施加，以紗線重量為準。使 拉伸輥與置於捲繞機前之放鬆輥〇et_d〇wn之間通過二 支串聯之圖1、2及3所示類型之噴嘴。紗線在喷嘴處之速度 為約243〇ypm(222〇m/min)，嘴嘴處之過進料為22%，及餵 入噴嘴之空氣之壓力為60 Psig(415 kil〇pascal)。請參閱諸 圖，噴嘴之紗線槽口寬度“w”為〇.〇4〇吋〇 〇2毫米），空氣溝 槽直徑為0.050忖（1.27毫米），角度7為〇。，角度4 9〇。，及溝

槽出口間之距離，X，為〇.〇8〇叶（2·〇3毫米）。捲繞速度為WO ypm(2185m/min)。紗線有17結點/公尺，結點間之標準差為 4.4厘米，及卷曲潛能為68%。 為製造實例7B，使用以下條件。拉伸比為5〇χ，及整理劑 係以0‘山重量％施加，以紗線重量為準。在纏結前，紗線 之卷曲潛能為65。/。，及卷曲收縮率為7%。使紗線通過二支串 聯之圖卜2及3所示類型之喷嘴。紗線在喷嘴處之速度為約 1740 ypm(1590 m/min)，喷嘴處之過進料為m，及银入喷 =之空氣之壓力為54 psig (372 kilQpaseal)。噴嘴之紗線槽口 ^度“W，，為G._Bf(2.G3毫米），空氣溝槽直徑為0.062忖（1.57 笔米）’角度γ為-15。，角度_90。，及溝槽出口間之距離，χ， 為〇.124对（3.15毫米）。捲繞速度為1720 ypm (1575 m/m⑷。 办線有40結點/公尺’結點間隔之標準差為^厘来，及卷曲 潛能為72%。 ^測定此-實例之結點頻率及間隔^性，使用下列儀器 :::配合步驟0、張力掃描間隔7、張力回應間隔35。每一 樣本都測試_得織結點為止。這些設定有使樣本2A之結 86755 -16 - 200407472 ㈣率降低—估計1單位及樣本2B之結點頻率降低一估計5 早位之效果’此係、與實例1利儀ϋ所得頻率比較。 藉由在噴氣_製造緯線拉伸2χ1斜紋布（ 與實例7A及7B實質上相n々締，； 、、相冋之纏結紗線之編織適用性。經 為棉，而纏結紗線則盥梡個& /、棉順序投梭編織。典型編織性結果呈 現於表11，織機效率經測定氣 j疋為525次投梭/分，並計算為操作 時數除以總時I。 乍

All 上匕較 每100,000次投梭停止數 >5 效率，％ (1) 72 速度，投梭數/分 525 (1)以525次投梭/分測定 表II顯示以本發明之纏結紗線編~~ 本發明 <1 92 高達780 ^ 織4月”、員車父以比較紗線偏織 為仫，結果是織機停止數較少、 、' 古 纖機效率較高、及速度也較 高 圖式簡單說明】 圖1顯示可用於本發明方法之嘴嘴之剖面圖。 圖2概略顯示可用於本發明方法之 1嘴之剖面之細節 圖3顯示可用於本發明方法 、 又嘴嘴之流體小孔。 【圖式代表符號說明 γ ’ a 角度 w 寬度 X 距離 86755 -17- 200407472 2 喷嘴本體 2 ， 2a ， 2b 流體溝槽 3 連續纖絲紗線（剖面） 3a 連續纖絲 3b 纏結纖絲 4 紗線槽口 5 板 6 ， 7a ， 7b 想像平面 18- 86755

Claims (1)

1. 200407472 拾、申請專利範圍： 1 ·—種纏結連續纖絲紗線，其包含至少二支雙組份纖絲， 其各包含聚（對苯二酸丙二醇酯）及聚（對苯二酸乙二醇 §旨）；其中纏結紗線具有結點頻率為40至50結點/公尺、 卷曲潛能（Crime Potential)為至少40%、實質上無掩轉、 及結點間之間隔標準差不超過1 · 1厘米。 2·如申請專利範圍第1項之紗線，其中卷曲潛能為55至 160% 〇 3 ·如申請專利範圍第1項之紗線，其中卷曲潛能與對應未缠 結紗線中之纖絲比較，降低不超過25%相對。 4· 一種製造纏結紗線之方法，其包括下列步驟： 提供至少二支雙組份連續纖 a曼 八士 u 3來（對笨一四交 丙二醇酯）及聚（對苯二酸乙二醇酯）且具卷曲潛能為至小 40。/。；其中纖絲係自完全拉伸及完全定向所組成之族群 中所選出； ' 使該等纖絲以2至6%之過進料與一流體逆向接觸。 5. 一種製造纏結紗線之方法，其包括下列步驟： 提供至少二支雙組份連續纖絲，其各包含聚（對笨二> 丙二醇酯）及聚（對苯二酸乙二醇酯）且具卷曲潛能為至^ 40%;其中纖絲係自完全拉伸及完全定向= "’、、、至少 中所選出； 、''成之族群 W 綠僧口及二 引導空氣對向纖絲之溝槽，其中該等溝槽之縱長軸_ 第-想像平面，其中第-想像平面與垂直於紗線^ 86755 200407472 第二想像平面之間的角度γ為-5。至_30。，·及 使纖絲以2至6%之過進料通過串聯之喷嘴。 6·如申請專利範圍第5項之方 、 力凌’其中該纖絲係以1200至 3000公尺/分之速度通過噴 、嘴 及母一噴嘴均供以壓力 310至860 kPa之空氣。 7·如申請專利範圍第5項之方法，i ^ ^ $其中该纖絲之卷曲潛能與 對應未纏結紗線之纖絲相 b 降低不超過25%相對。 8·如申請專利範圍第5項之方 去，其中該喷嘴之紗線槽口寬 度為1.2至2.5毫米。 9. 10. 如申請專利範圍第8項之方法 度α為80。至1 〇〇。，該溝槽小孔 該溝槽直徑為1·4至1.7毫米。 一種織物，其包含如申請專利 如申請專利範圍第1項之紗線 ’其中該喷嘴之溝槽間之角 間之距離為2.5至3·5毫米及 範圍第4項之方法所製得之 86755