專利名稱：聚酯纖維結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酯纖維結(jié)構(gòu)。更具體而言，本發(fā)明涉及使用具有令人滿意的色調(diào)和優(yōu)越的模塑性的聚酯樹脂生產(chǎn)的聚酯纖維結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
聚酯樹脂，特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂，具有優(yōu)越的機(jī)械、物理和化學(xué)性能，因此廣泛用于纖維、薄膜和其他模制產(chǎn)品中。尤其是當(dāng)它們用于纖維結(jié)構(gòu)時，已知它們能顯示出優(yōu)越的機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。
用于纖維結(jié)構(gòu)的這種聚合物，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯，通常是這樣生產(chǎn)的首先制備對苯二甲酸乙二醇酯和/或其低聚物，然后在減壓條件和在聚合催化劑存在下將其加熱反應(yīng)至需要的聚合程度。其他聚酯可通過類似的方法生產(chǎn)。
已知所用的縮聚催化劑的類型對所生成的聚酯的質(zhì)量具有主要的影響，銻化合物最普遍用作聚對苯二甲酸乙二醇酯的縮聚催化劑。
但是，使用銻化合物會伴隨出現(xiàn)問題，因?yàn)榫埘サ拈L時間連續(xù)熔紡會導(dǎo)致噴絲孔周圍累積粘附異物(在下文中簡單稱為“噴絲板粘附物”)。導(dǎo)致熔融聚合物流動方向改變(彎曲)，這最終導(dǎo)致在紡絲和拉伸步驟中出現(xiàn)起毛和斷紗現(xiàn)象或纖維物性不均。此外，使用包含這樣的聚酯的聚酯纖維來生產(chǎn)聚酯纖維結(jié)構(gòu)，已導(dǎo)致出現(xiàn)諸如加工穩(wěn)定性不佳及獲得的聚酯纖維結(jié)構(gòu)的質(zhì)量低下等問題。
已公開了使用鈦化合物和偏苯三酸的反應(yīng)產(chǎn)物作為聚酯生產(chǎn)的催化劑(例如參看專利文獻(xiàn)1)及使用鈦化合物和亞磷酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物作為聚酯生產(chǎn)的催化劑(例如參看專利文獻(xiàn)2)，作為解決這些問題的方法。雖然這些方法的確在某種程度上提高了聚酯的熔融熱穩(wěn)定性，但是提高的效果并不充分，獲得的聚酯樹脂在色調(diào)方面還需要加以改進(jìn)。
還建議了使用鈦化合物/磷化合物絡(luò)合物作為聚酯生產(chǎn)的催化劑(例如參看專利文獻(xiàn)3)。但是，雖然這種方法在某種程度上提高了熔融熱穩(wěn)定性，但是提高的效果還不充分，獲得的聚酯在色調(diào)方面還需要加以改進(jìn)。
日本特公昭59-46258號公報[專利文獻(xiàn)2]日本特開昭58-38722號公報[專利文獻(xiàn)3]日本特開平7-138354號公報發(fā)明公開本發(fā)明的目的是通過提供產(chǎn)自高質(zhì)量聚酯纖維、具有令人滿意的色調(diào)(高L*值和低b*值)的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，來解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
本發(fā)明的聚酯纖維結(jié)構(gòu)是包含作為主要組分的含有聚酯聚合物的聚酯纖維的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其特征在于所述纖維結(jié)構(gòu)為至少一類選自以下的纖維結(jié)構(gòu)包含所述聚酯纖維的無紡織物、包含所述聚酯纖維的填絮以及厚度為5-100mm且包含由聚酯短纖維構(gòu)成的主纖維和熱粘合復(fù)合短纖維的各種纖維結(jié)構(gòu)，其中所述聚酯聚合物包含在所述主纖維和所述熱粘合復(fù)合短纖維之一中或兩者中，所述聚酯聚合物在催化劑存在下通過芳族二羧酸酯縮聚得到，所述催化劑包含至少一種選自以下混合物(1)和反應(yīng)產(chǎn)物(2)的組分，混合物(1)為以下組分(A)和(B)的混合物(A)由至少一種選自(a)和(b)的化合物組成的鈦化合物組分(a)以下通式(I)表示的烷氧基鈦 其中R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立代表選自C1-20烷基和苯基的基團(tuán)，m代表1-4的整數(shù)，且當(dāng)m為整數(shù)2、3或4時，兩個、三個或四個R2和R3基團(tuán)可相同或不同，和(b)以上通式(I)的烷氧基鈦與以下通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物 其中n代表2-4的整數(shù)，(B)由至少一種以下通式(III)表示的化合物組成的磷化合物組分 其中R5、R6和R7各自獨(dú)立代表C1-4烷基，X代表至少一種選自-CH2-和-CH2(Y)的基團(tuán)，其中Y代表苯基，混合物(1)以一定的混合比使用，所述混合比使得所述鈦化合物組分(A)中的元素鈦的毫摩爾數(shù)相對于所述芳族二羧酸酯的摩爾數(shù)之比MTi(％)與所述磷化合物組分(B)中的元素磷的毫摩爾數(shù)相對于所述芳族二羧酸酯的摩爾數(shù)之比MP(％)滿足以下關(guān)系式(i)和(ii)1≤MP/MTi≤15(i)10≤MP+MTi≤100 (ii)，
反應(yīng)產(chǎn)物(2)為以下組分(C)和(D)的反應(yīng)產(chǎn)物(C)由至少一種選自(c)和(d)的化合物組成的鈦化合物組分(c)以下通式(IV)表示的烷氧基鈦 其中R8、R9、R10和R11各自獨(dú)立代表C1-20烷基，p代表1-3的整數(shù)，且當(dāng)p為2或3時，兩個或三個R9和R10基團(tuán)可相同或不同，(d)以上通式(IV)的烷氧基鈦與以上通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物，(D)由至少一種以下通式(V)表示的磷化合物組成的磷化合物組分 其中R12代表C1-20烷基或C6-20芳基，q代表整數(shù)1或2。
用作本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)催化劑的催化劑混合物(1)的組分(A)和反應(yīng)產(chǎn)物(2)的組分(C)，其各自含有的烷氧基鈦(a)和烷氧基鈦(c)分別相對于芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)摩爾比率優(yōu)選在2∶1至2∶5的范圍內(nèi)。
在用作本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)的催化劑的反應(yīng)產(chǎn)物(2)中，以組分(D)中磷原子的摩爾數(shù)與組分(C)中鈦原子的摩爾數(shù)之比(P/Ti)計(jì)，組分(D)相對于組分(C)的反應(yīng)比率優(yōu)選在1∶1至3∶1的范圍內(nèi)。
用于本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)產(chǎn)物(2)的通式(V)的磷化合物優(yōu)選選自磷酸單烷酯。
本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)中的芳族二羧酸酯優(yōu)選通過芳族二羧酸二烷基酯和亞烷基二醇酯的酯交換反應(yīng)來生成。
本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)中的芳族二羧酸優(yōu)選從對苯二甲酸、1，2-萘二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、聯(lián)苯二羧酸和二苯氧基乙烷二羧酸當(dāng)中進(jìn)行選擇，亞烷基二醇優(yōu)選從乙二醇、丁二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇和1，12十二烷二醇當(dāng)中進(jìn)行選擇。
根據(jù)L*a*b*顏色系統(tǒng)(JIS Z8729)，優(yōu)選本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)的聚酯聚合物的L*值為77-85，b*值為2-5。
本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)的熱粘合復(fù)合短纖維可具有并列結(jié)構(gòu)，或所述熱粘合復(fù)合短纖維可具有同心或偏心皮芯型結(jié)構(gòu)，其中同心或偏心的芯部可由成纖熱塑性聚合物形成，同心或偏心的皮部可由熱封聚合物形成。
在本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)中，熱粘合復(fù)合短纖維的成纖熱塑性聚合物優(yōu)選為聚酯聚合物。熱粘合復(fù)合短纖維的熱封聚合物優(yōu)選從聚氨酯彈性體、聚酯彈性體、非彈性聚酯均聚物和共聚物、聚烯烴均聚物和共聚物及聚乙烯醇聚合物當(dāng)中進(jìn)行選擇。
本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)中厚度為5-100mm的纖維結(jié)構(gòu)優(yōu)選至少在熱粘合復(fù)合短纖維和主纖維之間的一些接觸點(diǎn)和/或熱粘合復(fù)合短纖維本身之間的一些接觸點(diǎn)進(jìn)行熱固定。
本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)還可用于涉及與食品接觸的用途。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)通過使用作為主要成分的包含聚酯聚合物的聚酯纖維形成。
所述聚酯聚合物是通過在催化劑存在下芳族二羧酸酯縮聚來生產(chǎn)的?？s聚催化劑包含至少一種選自以下的物質(zhì)(1)下述鈦化合物組分(A)和磷化合物組分(B)的混合物及(2)下述鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)的反應(yīng)產(chǎn)物。
縮聚催化劑混合物(1)的鈦化合物(A)由至少一種選自以下的化合物組成(a)以下通式(I)表示的烷氧基鈦
其中R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立代表選自C1-20烷基(優(yōu)選C1-6烷基)和苯基的基團(tuán)，m代表1-4(優(yōu)選2-4)的整數(shù)，且當(dāng)m為整數(shù)2、3或4時，兩個、三個或四個R2和R3基團(tuán)可相同或不同，(b)以上通式(I)的烷氧基鈦與以下通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物 其中n代表2-4(優(yōu)選3-4)的整數(shù)。
縮聚催化劑混合物(1)的磷化合物(B)由至少一種以下通式(III)表示的化合物組成 其中R5、R6和R7各自獨(dú)立代表C1-4烷基，X代表至少一種選自-CH2-和-CH2(Y)(其中Y代表苯基)的基團(tuán)。
用于縮聚催化劑的反應(yīng)產(chǎn)物(2)的鈦化合物組分(C)由至少一種選自以下的化合物組成(c)以下通式(IV)表示的烷氧基鈦 其中R8、R9、R10和R11各自獨(dú)立代表C1-20烷基(優(yōu)選C1-6烷基)，p代表1-3(優(yōu)選1-2)的整數(shù)，且當(dāng)p為2或3時，兩個或三個R9和R10基團(tuán)可相同或不同，
(d)以上通式(IV)的烷氧基鈦與通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。
用于縮聚催化劑的反應(yīng)產(chǎn)物(2)的磷化合物組分(D)由至少一種以下通式(V)表示的磷化合物組成 其中R12代表C1-20烷基或C6-20芳基，q代表整數(shù)1或2。
當(dāng)鈦化合物組分(A)和磷化合物組分(B)的混合物(1)用作縮聚催化劑時，用作鈦化合物組分(A)的通式(I)表示的烷氧基鈦(a)或烷氧基鈦(a)與通式(II)表示的芳族羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物(b)具有高溶解度和與聚酯聚合物的高兼容性，因此，即使鈦化合物組分(A)殘留在通過縮聚獲得的聚酯聚合物中，在熔紡過程中也不會有異物積累在噴絲板周圍，從而可以高紡絲效率生產(chǎn)質(zhì)量令人滿意的聚酯纖絲。
優(yōu)選的用作本發(fā)明縮聚催化劑鈦化合物組分(A)的通式(I)表示的烷氧基鈦(a)為四異丙氧基鈦、四丙氧基鈦、四正丁氧基鈦、四乙氧基鈦、四苯氧基鈦、三鈦酸八烷基酯和二鈦酸六烷基酯。
值得一提的用作本發(fā)明縮合催化劑鈦化合物組分(C)的通式(IV)表示的烷氧基鈦(c)為四烷氧基鈦如四丁氧基鈦、四異丙氧基鈦、四丙氧基鈦和四乙氧基鈦及鈦酸烷基酯如三鈦酸八烷基酯和二鈦酸六烷基酯，但優(yōu)選使用四烷氧基鈦，因?yàn)樗鼈兣c用于本發(fā)明的磷化合物組分的反應(yīng)性令人滿意，特別優(yōu)選使用四丁氧基鈦。
與烷氧基鈦(a)或(c)反應(yīng)的通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐優(yōu)選從鄰苯二甲酸、偏苯三酸、連苯三酸、1，2，4，5-苯四酸及它們的酸酐當(dāng)中進(jìn)行選擇。特別是，使用偏苯三酸酐會產(chǎn)生對聚酯聚合物有高親合力的反應(yīng)產(chǎn)物，可有效防止異物的積累。
當(dāng)烷氧基鈦(a)或(c)與通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐反應(yīng)時，優(yōu)選例如將芳族多元羧酸或其酸酐溶于溶劑中，將烷氧基鈦(a)或(c)滴加到所得溶液中，在0-200℃的溫度下加熱所得混合物至少30分鐘。在這種情況下使用的溶劑優(yōu)選按需從乙醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、苯和二甲苯當(dāng)中進(jìn)行選擇。
對烷氧基鈦(a)或(c)與通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐反應(yīng)的摩爾比率沒有特別的限制，但如果烷氧基鈦的比例過高，所得聚酯的色調(diào)會變差，或軟化點(diǎn)降低，而如果烷氧基鈦的比例過低，則縮聚反應(yīng)難以進(jìn)行。因此，烷氧基鈦(a)或(c)與通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐反應(yīng)的摩爾比率優(yōu)選在2∶1至2∶5的范圍內(nèi)。
通過反應(yīng)獲得的反應(yīng)產(chǎn)物(b)或(d)可直接加以使用，或可用丙酮、甲醇和/或乙酸乙酯重結(jié)晶純化后再加以使用。
用作本發(fā)明縮聚催化劑混合物(1)的磷化合物組分(B)的通式(III)磷化合物(膦酸酯化合物)優(yōu)選從膦酸衍生物如甲氧羰基甲膦酸、乙氧羰基甲膦酸、丙氧羰基甲膦酸、丁氧羰基甲膦酸、甲氧羰基苯基甲膦酸、乙氧羰基苯基甲膦酸、丙氧羰基苯基甲膦酸、丁氧羰基苯基甲膦酸等的二甲酯、二乙酯、二丙酯和二丁酯當(dāng)中進(jìn)行選擇。
當(dāng)由通式(III)表示的磷化合物(膦酸酯化合物)組成的磷化合物組分(B)用于芳族二羧酸酯的縮聚反應(yīng)時，與通常用作反應(yīng)穩(wěn)定劑的磷化合物相比，和鈦化合物組分(A)的反應(yīng)進(jìn)行得更溫和，因此，鈦化合物組分(A)在縮聚反應(yīng)過程中的催化活性壽命更長，因而相對于縮聚反應(yīng)體系中芳族二羧酸酯的量，可只用更小比例的鈦化合物組分(A)。還有，即使將大量的穩(wěn)定劑加入到含有由通式(III)表示的磷化合物組成的磷化合物組分(B)的縮聚反應(yīng)體系中，所得聚酯聚合物的熱穩(wěn)定性也不會降低，其色調(diào)也同樣令人滿意。
當(dāng)混合物(1)用作本發(fā)明縮聚催化劑時，混合物(1)以一定的混合比加以使用，所述混合比使得鈦化合物組分(A)中的元素鈦的毫摩爾數(shù)相對于芳族二羧酸酯的摩爾數(shù)之比MTi(％)與磷化合物組分(B)中的元素磷的毫摩爾數(shù)相對于芳族二羧酸酯的摩爾數(shù)之比MP(％)滿足以下關(guān)系式(i)和(ii)1≤MP/MTi≤15 (i)
10≤MP+MTi≤100 (ii)MP/MTi比在1-15之間，優(yōu)選在2-10之間。如果MP/MTi比小于1，所得聚酯聚合物的色調(diào)可能是微黃色的，而如果該比大于15，則這樣組成的縮聚催化劑的縮聚反應(yīng)性將不足，使得難以獲得想要的聚酯聚合物。與常規(guī)Ti-P催化劑相比，本發(fā)明MP/MTi比的范圍相對較窄，但確定這樣的范圍能產(chǎn)生常規(guī)Ti-P催化劑所未能獲得優(yōu)越效果。
MP+MTi之和值在10-100之間，優(yōu)選在20-70之間。如果MP+MTi之和值小于10，所得聚酯聚合物的成纖性、熔紡過程中的生產(chǎn)效率以及所得纖維的性能將不夠格。如果MP+MTi之和值大于100，則當(dāng)將所得聚酯聚合物用于熔紡時，異物在噴絲板周圍的積累程度雖小但卻明顯。MTi值通常優(yōu)選為2-15％，更優(yōu)選為3-10％。
當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物(2)用作本發(fā)明縮聚催化劑時，用作磷化合物(D)的通式(V)表示的磷化合物可為例如磷酸單烷基酯，如磷酸單正丁酯、磷酸單己酯、磷酸單(十二烷基)酯、磷酸單月桂酯或磷酸單油酯；磷酸單芳基酯，如磷酸單苯酯、磷酸單芐酯、磷酸單(4-乙基苯基)酯、磷酸單聯(lián)苯酯、磷酸單萘酯或磷酸單蒽酯；磷酸二烷基酯，如磷酸二乙酯、磷酸二丙酯、磷酸二丁酯、磷酸二月桂酯或磷酸二油酯或磷酸二芳基酯如磷酸二苯酯。以上酯當(dāng)中優(yōu)選其中通式(V)中q為1的磷酸單烷基酯或磷酸單芳基酯。
用于本發(fā)明的磷化合物組分(D)可以為兩種或多種通式(V)表示的磷化合物的混合物，值得一提的優(yōu)選組合的實(shí)例為磷酸單烷基酯和磷酸二烷基酯的混合物或磷酸單苯酯和磷酸二苯酯的混合物。特別優(yōu)選為這樣的組合物，以混合物的總重量計(jì)，其中磷酸單烷基酯至少占混合物的50％，尤其是至少占混合物的90％。
制備鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)的反應(yīng)產(chǎn)物的方法可包括例如將組分(C)和(D)混合和將它們在二醇中加熱。具體而言，加熱含有鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)的二醇溶液，則使二醇溶液變得混濁，同時組分(C)和(D)沉淀出來，成為反應(yīng)產(chǎn)物。可收集所述沉淀物，用作聚酯聚合物生產(chǎn)的催化劑。
在這種情況下使用的二醇優(yōu)選為用于待使用所得催化劑來生產(chǎn)的聚酯的相同二醇組分。例如，當(dāng)聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯時，優(yōu)選乙二醇，當(dāng)聚酯為聚對苯二甲酸丙二醇酯時，優(yōu)選1，3-丙二醇，當(dāng)聚酯為聚對苯二甲酸丁二醇酯時，優(yōu)選1，4-丁二醇。
本發(fā)明縮聚反應(yīng)產(chǎn)物(2)可用如下方法制備將鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)及二醇同時混合，且將它們加熱。但是，由于加熱會造成鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)反應(yīng)生成不溶于二醇的沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選沉淀出現(xiàn)前反應(yīng)都以均一的方式進(jìn)行。因此，為了有效地獲得反應(yīng)沉淀物，優(yōu)選這樣一個生產(chǎn)過程，在該過程中預(yù)先配制鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)各自的二醇溶液，然后將溶液混合和加熱。
組分(C)和(D)之間的反應(yīng)溫度優(yōu)選在50℃至200℃之間，反應(yīng)時間優(yōu)選在1分鐘至4小時之間。如果反應(yīng)溫度過低，反應(yīng)會進(jìn)行得不夠充分，或者需要額外的反應(yīng)時間，使得不可能有效地通過均一的反應(yīng)獲得反應(yīng)沉淀物。
在二醇中加熱反應(yīng)的鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)的混合比例，以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，優(yōu)選在1.0-3.0的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1.5-2.5的范圍內(nèi)。在此范圍內(nèi)，磷化合物組分(D)和鈦化合物組分(C)將幾乎完全地反應(yīng)，避免出現(xiàn)不完全的反應(yīng)產(chǎn)物，從而可直接使用反應(yīng)產(chǎn)物以得到色調(diào)令人滿意的聚酯聚合物。此外，真正不存在過量的未反應(yīng)磷化合物(V)會導(dǎo)致獲得高生產(chǎn)率，又不妨礙聚酯的聚合反應(yīng)性。
作為用于本發(fā)明的縮聚催化劑的反應(yīng)產(chǎn)物(2)優(yōu)選包含以下通式(VI)表示的化合物
其中R13和R14各自獨(dú)立代表至少一種選自以下基團(tuán)的基團(tuán)衍生自表示作為鈦化合物組分(C)的烷氧基鈦的通式(IV)中的R8、R9、R10和R11及衍生自表示作為磷化合物組分(D)的磷化合物的通式(V)中的R12的C1-10烷基，以及衍生自磷化合物(V)中的R12的C6-12芳基。
由于式(VI)表示的鈦化合物與磷化合物(V)的反應(yīng)產(chǎn)物具有高的催化活性，用其獲得的聚酯聚合物具有令人滿意的色調(diào)(低b值)，且表現(xiàn)出滿意的實(shí)用聚合物性能，其乙醛、殘留金屬和環(huán)狀三聚體的含量足夠低，適合實(shí)際應(yīng)用。式(VI)表示的反應(yīng)產(chǎn)物的量優(yōu)選為50％重量或更高，更優(yōu)選為70％重量或更高。
如果芳族二羧酸酯在反應(yīng)產(chǎn)物(2)的存在下進(jìn)行縮聚，它可直接用作聚酯生產(chǎn)的催化劑，不用對二醇和按上述方式獲得的沉淀反應(yīng)產(chǎn)物(2)進(jìn)行分離。還有，通過例如離心沉淀或過濾法從含有沉淀反應(yīng)產(chǎn)物(2)的二醇溶液中分離出沉淀物以后，沉淀反應(yīng)產(chǎn)物(2)可例如用丙酮、甲醇和/或水重結(jié)晶進(jìn)行純化，純化產(chǎn)物用作催化劑。催化劑的結(jié)構(gòu)可通過固體NMR和XMA金屬定量分析法加以確定。
用于本發(fā)明的聚酯聚合物是通過在催化劑存在下進(jìn)行芳族二羧酸酯的縮聚得到的，所述催化劑包含上述鈦化合物組分(A)和磷化合物(膦酸酯化合物)組分(B)的混合物(1)和/或鈦化合物組分(C)和磷化合物組分(D)的反應(yīng)產(chǎn)物(2)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選芳族二羧酸酯為包含芳族二羧酸組分和脂族二元醇組分的二酯。
芳族二羧酸優(yōu)選主要由對苯二甲酸組成。更具體而言，以芳族二羧酸組分含量計(jì)算，對苯二甲酸優(yōu)選占至少70摩爾百分比。值得一提的對苯二甲酸之外的優(yōu)選芳族二羧酸的實(shí)例有鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸、聯(lián)苯二羧酸和二苯氧基乙烷二羧酸。
脂族二元醇組分優(yōu)選為亞烷基二醇，其中例如可使用乙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇和1，12-十二烷二醇，特別優(yōu)選乙二醇。
根據(jù)本發(fā)明，聚酯聚合物優(yōu)選為這樣的聚酯，其包含由對苯二甲酸和乙二醇組成的對苯二甲酸乙二醇酯作為其主要重復(fù)單元?！爸饕币馕吨鴮Ρ蕉姿嵋叶贾貜?fù)單元占聚酯中總重復(fù)單元的至少70摩爾百分比。
用于本發(fā)明的聚酯聚合物也可為通過作為酸組分或二醇組分的聚酯組分的共聚合獲得的混合聚酯。
作為混合羧酸組分，除可使用上述芳族二羧酸外，當(dāng)然還可以使用雙官能羧酸組分，包括脂族二羧酸如己二酸、癸二酸、壬二酸和癸烷二羧酸，及脂環(huán)二羧酸如環(huán)己烷二羧酸，或者它們的成酯衍生物作為原料。作為混合二醇組分，除可使用上述脂族二醇外，當(dāng)然還可以使用脂環(huán)二元醇如環(huán)己烷二甲醇，及芳族二醇如聯(lián)苯酚、對苯二酚和2，2-雙(4-β-羥基乙氧基苯基)丙烷作為原料。
此外，還可使用通過多官能化合物如均苯三酸、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基甲烷和季戊四醇的共聚合獲得的混合聚酯聚合物作為混合組分。
這樣的聚酯聚合物和混合聚酯聚合物可單獨(dú)使用，或者兩種或多種組合使用。
根據(jù)本發(fā)明，使用的聚酯聚合物優(yōu)選為上述由芳族二羧酸和脂族二元醇組成的芳族二羧酸酯的縮聚產(chǎn)物。芳族二羧酸酯也可通過芳族二羧酸和脂族二元醇的二酯化反應(yīng)生產(chǎn)，或通過芳族二羧酸二烷基酯和脂族二元醇的酯交換反應(yīng)生產(chǎn)。但是，涉及使用芳族二羧酸的二烷基酯作為原料的酯交換反應(yīng)的方法比使用芳族二羧酸作為原料的二酯化反應(yīng)方法更加有利，因?yàn)榍罢叻椒ㄔ诳s聚反應(yīng)過程中產(chǎn)生更少的作為含磷穩(wěn)定劑添加的磷化合物的碎片。
還有，優(yōu)選在酯交換反應(yīng)引發(fā)前加入，鈦化合物組分(A)或(C)的全部或部分以用作雙重反應(yīng)催化劑，即酯交換反應(yīng)催化劑和縮聚反應(yīng)催化劑。這有助于減少最終聚酯的鈦化合物含量。更具體而言，例如在聚對苯二甲酸乙二醇酯的情況中，芳族二羧酸二烷基酯(主要由對苯二甲酸組成)和乙二醇之間的酯交換反應(yīng)優(yōu)選在鈦化合物組分(A)的存在下進(jìn)行，所述鈦化合物組分(A)包含(a)至少一種選自以上通式(I)表示的烷氧基鈦和(b)通式(I)表示的烷氧基鈦與以上通式(II)表示的芳族多元羧酸或它們的酸酐之間的反應(yīng)產(chǎn)物。優(yōu)選進(jìn)一步將以上通式(III)表示的磷化合物(膦酸酯化合物)，或鈦化合物組分(C)和上述磷化合物組分(D)的反應(yīng)產(chǎn)物加入到包含通過酯交換反應(yīng)獲得的芳族二羧酸和乙二醇的二酯的反應(yīng)混合物中，縮聚反應(yīng)在它們的存在下進(jìn)行。
酯交換反應(yīng)通常在常壓下進(jìn)行，但在0.05-0.20Mpa下加壓進(jìn)行會進(jìn)一步促進(jìn)由鈦化合物組分(A)催化的反應(yīng)，同時又避免大量產(chǎn)生二甘醇副產(chǎn)物，這樣就可獲得更有利的熱穩(wěn)定性和其他性質(zhì)。反應(yīng)溫度優(yōu)選在160-260℃。
當(dāng)用于本發(fā)明的芳族二羧酸為對苯二甲酸時，用對苯二甲酸和對苯二甲酸二甲酯作為聚酯的原料。在這種情況下，可使用通過聚對苯二甲酸亞烷基二醇酯的解聚獲得的回收對苯二甲酸二甲酯，或通過聚對苯二甲酸亞烷基二醇酯的水解獲得的回收對苯二甲酸。從資源的有效利用的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用得自回收的PET瓶、纖維產(chǎn)品、聚酯薄膜產(chǎn)品等的再加工聚酯。
縮合反應(yīng)可在單釜中進(jìn)行，或在多個單獨(dú)的釜中進(jìn)行。所得產(chǎn)物為本發(fā)明的聚酯，通過縮聚過程獲得的聚酯通常在熔融狀態(tài)下擠出，冷卻形成顆粒(切片)。
如上所述通過縮聚過程獲得的用于本發(fā)明的聚酯，如需要，可進(jìn)一步進(jìn)行固相縮合。所述固相縮合由一個或多個步驟構(gòu)成，在惰性氣體氣氛如氮?dú)?、氬氣或二氧化碳?xì)怏w中、在1kPa-200kPa的壓力下和在190-230℃的溫度下進(jìn)行。
從固相縮聚過程中獲得的顆粒狀聚酯隨后根據(jù)需要與水、水蒸汽、含水蒸汽的惰性氣體和含水蒸汽的空氣接觸進(jìn)行水處理，以使殘留在小片中的催化劑失活。
上述包括酯化和縮聚步驟的聚酯生產(chǎn)過程可在間歇式系統(tǒng)、半連續(xù)式系統(tǒng)或連續(xù)式系統(tǒng)中進(jìn)行。
用于本發(fā)明的聚酯聚合物優(yōu)選從聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯當(dāng)中進(jìn)行選擇。
根據(jù)L*a*b*顏色系統(tǒng)(JIS Z8729)，用于本發(fā)明的聚酯聚合物還優(yōu)選其L*值為77-85，b*值為2-5。
按上述方式獲得的用于本發(fā)明的聚酯的特性粘度優(yōu)選在0.40-0.80的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.45-0.75的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0.50-0.70的范圍內(nèi)。特性粘度優(yōu)選不低于0.40，因?yàn)榉駝t纖維的強(qiáng)度將不足。另一方面，大于0.80的特性粘度是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)檫@需要過多地提高原料聚合物(starting polymer)的特性粘度。
用于本發(fā)明的聚酯如需要可含有少量添加劑，如抗氧化劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、熒光增白劑、消光劑、顏色校正劑、消泡劑、抗靜電劑、抗微生物劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、遮光劑等，優(yōu)選添加二氧化鈦?zhàn)鳛橄鈩寡趸瘎┳鳛榉€(wěn)定劑。
所用的二氧化鈦優(yōu)選其平均顆粒大小為0.01-2μm，且優(yōu)選以0.01-10％重量的比例包含在聚酯聚合物中。
順便說明一下，聚酯聚合物中催化劑衍生的鈦的含量不包括衍生自任何作為消光劑添加的二氧化鈦中的鈦。
當(dāng)聚酯聚合物包含作為消光劑的二氧化鈦時，為便于測量，消光劑的二氧化鈦可如下從聚酯聚合物樣品中除去將聚酯聚合物溶解于六氟異丙醇中，離心所得溶液，以從溶液中分離和沉淀出二氧化鈦顆粒，通過潷析法分離和收集上清液，蒸發(fā)除去所收集部分的溶劑，從而制備出試樣。
抗氧化劑優(yōu)選使用受阻酚類抗氧化劑。抗氧化劑的添加量優(yōu)選不大于1％重量，更優(yōu)選為0.005-0.5％重量。添加量超過1％重量將導(dǎo)致出現(xiàn)飽和效應(yīng)，在熔紡過程中會造成浮渣產(chǎn)生。受阻酚類抗氧化劑也可與硫醚基類輔助抗氧化劑組合使用。
對將這樣的抗氧化劑添加到聚酯中的方法沒有特別的限制，抗氧化劑可在從酯交換反應(yīng)的引發(fā)到縮聚反應(yīng)的完成之間任何需要的階段添加。
根據(jù)本發(fā)明，對從聚酯聚合物生產(chǎn)纖維的方法沒有特別的限制，可采用任何常規(guī)公知的聚酯熔紡過程。例如，聚酯聚合物可在270-300℃的溫度范圍內(nèi)熔化、紡絲，其中熔紡速度優(yōu)選為400-5000m/分鐘。此范圍內(nèi)的紡絲速度生產(chǎn)出具有足夠強(qiáng)度的纖維，從而使卷繞穩(wěn)定。拉伸可在卷繞未拉伸聚酯纖維后進(jìn)行，或不經(jīng)卷繞而連續(xù)進(jìn)行。
對用以生產(chǎn)聚酯纖維的噴絲板的形狀也沒有限制，其可為圓形或不規(guī)則形狀(三角形或其他多邊形、扁平形等)，且可為實(shí)心或中空。
對用于本發(fā)明的聚酯纖維的形式?jīng)]有限制，可以為長纖維或短纖維。用于本發(fā)明的聚酯纖維也可已加捻或未加捻。此外，用于本發(fā)明的聚酯纖維可進(jìn)行假捻/卷曲、塔斯綸卷曲變形法加工、交纏等。
本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)為包含作為主要組分的含有上述聚酯聚合物的聚酯纖維的纖維結(jié)構(gòu)，其模式選自以下一種或多種纖維結(jié)構(gòu)(1)包含所述聚酯纖維的無紡織物，(2)包含所述聚酯纖維的填絮，(3)厚度為5-100mm、包含由聚酯短纖維構(gòu)成的主纖維和熱粘合復(fù)合短纖維的纖維結(jié)構(gòu)，其中上述聚酯聚合物存在于所述主纖維和所述熱粘合復(fù)合短纖維之一中或兩者中。
首先對作為本發(fā)明第一種模式的無紡織物進(jìn)行解釋。這樣的無紡織物首先用通過使用至少一種上述催化劑獲得的聚酯纖維，通過干法(梳理法，其中較長的短纖維用裝有針的輥筒開松混合)、濕法(壓(sheeting)法，其中較短的短纖維分散于水中并被刮至金屬網(wǎng)上)或氣流成網(wǎng)法(也稱為干紙漿法，其中較短的短纖維被輸送到多孔轉(zhuǎn)筒并與空氣一起分散，以形成網(wǎng))形成，然后所得結(jié)構(gòu)通過纏結(jié)/熱處理步驟加以鞏固。
雖然取決于生產(chǎn)無紡織物的方法，最佳條件會有所不同，以下分別進(jìn)行解釋。
<干法>
干法生產(chǎn)的無紡織物的特征為，其生產(chǎn)可在從低織物單位重量到高織物單位重量的寬廣范圍內(nèi)進(jìn)行。
當(dāng)用干法生產(chǎn)無紡織物時，織物單位重量優(yōu)選為15-2000g/m2，更優(yōu)選為20-1200g/m2。織物單位重量小于15g/m2時，要連續(xù)生產(chǎn)均勻的纖維網(wǎng)將十分困難，而織物單位重量大于2000g/m2時，生產(chǎn)率低得不合需要。
對用在無紡織物中的聚酯纖維的比例沒有特別的限制，但從要對加工性質(zhì)產(chǎn)生影響的觀點(diǎn)出發(fā)，所述比例優(yōu)選為50％重量或更高。在大多數(shù)情況下，還可使用適合于干無紡織物的纖維(例如，天然纖維如棉，半合成纖維如人造絲和醋酸酯，合成纖維如PVA纖維、聚烯烴纖維、尼龍纖維、芳族聚酰胺纖維、丙烯酸類纖維和碳纖維，或由熔點(diǎn)各不相同的多種聚合物組成的復(fù)合纖維)作為另外的混合材料。
可使用合適的纖維鞏固方法，如用針纏結(jié)纖維(針刺法)、用高壓水流纏結(jié)纖維(射流噴網(wǎng)法)、用纖維狀粘合接合(通氣(air-through法))、通過收縮或用熱輥壓制進(jìn)行纏結(jié)。
當(dāng)用干法生產(chǎn)無紡織物時，纖維長度優(yōu)選為30-150mm，更優(yōu)選為5-100mm。長度小于30mm時，升纖過程中纖維網(wǎng)連接更弱，纖維損失出現(xiàn)得更多，而長度大于150mm時，趨于出現(xiàn)更多的纏結(jié)，導(dǎo)致棉結(jié)等現(xiàn)象。
當(dāng)用干法生產(chǎn)無紡織物時，所用聚酯纖維的尺寸優(yōu)選為0.5dtex至120dtex。更優(yōu)選為1dtex至50dtex。尺寸小于0.5dtex時，開纖性質(zhì)差，以至于線速度必須降低，生產(chǎn)率大為降低，而尺寸大于120dteX時，難以獲得均勻的纖維網(wǎng)。
為將干法應(yīng)用于無紡織物，聚酯纖維優(yōu)選進(jìn)行卷曲。所用卷曲方法可以為強(qiáng)制卷曲、齒輪卷曲或利用紡絲過程中的各向異性實(shí)現(xiàn)的三維卷曲。
<濕法>
濕法生產(chǎn)的無紡織物的特征為，其具有優(yōu)越的質(zhì)地，使得可以生產(chǎn)幾克重的低織物單位重量的織物，同時其具有高生產(chǎn)率。
當(dāng)用濕法生產(chǎn)無紡織物時，織物單位重量優(yōu)選為5-200g/m2，更優(yōu)選為20-100g/m2?？椢飭挝恢亓啃∮?g/m2時，生產(chǎn)變得十分困難，而織物單位重量大于100g/m2時，無紡織物的生產(chǎn)率低得不合需要。
對用在無紡織物中的聚酯纖維的比例沒有特別的限制，但從要對加工性質(zhì)產(chǎn)生影響的觀點(diǎn)出發(fā)，所述比例優(yōu)選為50％重量或更高。在大多數(shù)情況下，還可使用適合于濕無紡織物的纖維(例如，天然纖維如木漿和非木漿，半合成纖維如人造絲和醋酸酯，合成纖維如PVA纖維、聚烯烴纖維、尼龍纖維、芳族聚酰胺纖維、丙烯酸類纖維和碳纖維，或由熔點(diǎn)各不相同的多種聚合物組成的復(fù)合纖維)作為另外的混合材料。
濕法生產(chǎn)的無紡織物中的粘合劑的比例優(yōu)選在5-60％重量的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在10-50％重量的范圍內(nèi)。比例低于5％時，粘合點(diǎn)的缺乏會導(dǎo)致強(qiáng)度不足，而比例大于60％會導(dǎo)致很強(qiáng)的粘合，但從加工性質(zhì)如熱處理過程中的收縮和粘結(jié)的觀點(diǎn)來看，這并不合需要。
對粘合劑的狀態(tài)沒有特別的限制，只要其為通常所用的狀態(tài)即可。甚至可通過內(nèi)部加成賦予液態(tài)，但考慮到可操作性，優(yōu)選纖維狀粘合劑。這樣的粘合劑的實(shí)例為未拉伸聚酯纖維。
當(dāng)用濕法生產(chǎn)無紡織物時，纖維長度優(yōu)選為0.1-25mm，更優(yōu)選為3-20mm。長度小于0.1mm時，纖維之間不夠纏結(jié)，使得難以獲得較高強(qiáng)度的無紡織物，而長度大于25mm時，要獲得均勻的分散體將十分困難。
當(dāng)用濕法生產(chǎn)無紡織物時，所用聚酯纖維的尺寸優(yōu)選為0.05dtex至10dtex。更優(yōu)選為0.1dtex至7dtex。尺寸小于0.05dtex時，難以獲得一定強(qiáng)度，而尺寸大于10dtex時，難以獲得均勻的分散體。
當(dāng)用濕法生產(chǎn)無紡織物時，對所用聚酯纖維的卷曲沒有特別的限制，但為了獲得膨松性，優(yōu)選鋸齒形機(jī)械卷曲或螺旋形三維卷曲，或者在不需要膨松性的情況下，所述聚酯纖維可以為不帶卷曲的直纖維。
當(dāng)用濕法生產(chǎn)無紡織物時，生產(chǎn)過程主要由(1)壓片步驟和(2)熱處理步驟組成。壓片步驟可采用短長網(wǎng)造紙機(jī)、圓網(wǎng)造紙機(jī)等，或者所述壓片步驟可以為采用類似系統(tǒng)的組合或不同系統(tǒng)的組合的多層壓片步驟。熱處理步驟可取決于使用的條件通過使用旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)、多筒干燥機(jī)、軋光干燥機(jī)等單獨(dú)或組合完成。也可進(jìn)行后處理，如樹脂加工或用高壓水流進(jìn)行纖維纏結(jié)。
<氣流成網(wǎng)無紡織物>
氣流成網(wǎng)法生產(chǎn)的無紡織物其質(zhì)地與濕法生產(chǎn)的無紡織物相似，具有低密度(疏松)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)用氣流成網(wǎng)法生產(chǎn)無紡織物時，織物單位重量優(yōu)選為10-400g/m2，更優(yōu)選為20-300g/m2?？椢飭挝恢亓啃∮?0g/m2會使得生產(chǎn)十分困難，而織物單位重量大于300g/m2會削弱無紡織物的生產(chǎn)率。
對用在無紡織物中的聚酯纖維的比例沒有特別的限制，但從要對加工性質(zhì)產(chǎn)生影響的觀點(diǎn)出發(fā)，所述比例優(yōu)選為50％重量或更高。在大多數(shù)情況下，還可使用適合于氣流成網(wǎng)無紡織物的纖維(例如，天然纖維如木漿和非木漿，半合成纖維如人造絲和醋酸酯，合成纖維如PVA纖維、聚烯烴纖維、尼龍纖維、芳族聚酰胺纖維、丙烯酸類纖維和碳纖維，或由熔點(diǎn)各不相同的多種聚合物組成的復(fù)合纖維)作為另外的混合材料。
氣流成網(wǎng)法生產(chǎn)的無紡織物中的粘合劑的比例優(yōu)選在5-60％重量的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在10-55％重量的范圍內(nèi)。比例低于5％時，粘合點(diǎn)的缺乏會導(dǎo)致強(qiáng)度不足，而比例大于60％會導(dǎo)致很強(qiáng)的粘合，但從加工性質(zhì)如熱處理過程中的收縮和粘結(jié)的觀點(diǎn)來看，這并不合需要。優(yōu)選的粘合劑的實(shí)例為下文描述的熱粘合復(fù)合短纖維。
當(dāng)用氣流成網(wǎng)法生產(chǎn)無紡織物時，所用聚酯纖維的纖維長度優(yōu)選為1-15mm，更優(yōu)選為3-7mm。長度小于1mm時，纖維之間不夠纏結(jié)，使得難以獲得較高強(qiáng)度的無紡織物，而長度大于15mm時，要獲得均勻的分散體將十分困難。
當(dāng)用濕氣流成網(wǎng)法生產(chǎn)無紡織物時，所用聚酯纖維的尺寸優(yōu)選為0.3dtex至100dtex。更優(yōu)選為1dtex至20dtex。尺寸小于0.3dtex時，難以獲得一定強(qiáng)度，而尺寸大于100dtex時，難以獲得均勻的分散體。
當(dāng)用氣流成網(wǎng)法生產(chǎn)無紡織物時，對所用聚酯纖維的卷曲沒有特別的限制，但為了獲得膨松性，優(yōu)選鋸齒形機(jī)械卷曲或螺旋形三維卷曲，或者在不需要膨松性的情況下，所述聚酯纖維可以為不帶卷曲的直纖維。
本發(fā)明氣流成網(wǎng)無紡織物的生產(chǎn)過程主要由(1)成網(wǎng)步驟和(2)熱處理步驟組成。成網(wǎng)步驟可以為熟知的通過兩個多孔轉(zhuǎn)鼓(稱為成型頭)的旋轉(zhuǎn)造成的離心力和抽吸作用來實(shí)現(xiàn)的成形過程(Dan-Web氣流成網(wǎng))。通過將多個成型頭放置成列，有可能直接生產(chǎn)具有含不同棉成分的堆積層的無紡織物。熱處理步驟可取決于使用的條件通過熱風(fēng)抽吸處理、軋光、壓花等方法單獨(dú)或組合完成。也可進(jìn)行后處理，如樹脂加工或用高壓水流進(jìn)行纖維纏結(jié)。
不管是使用干法、濕法或者氣流成網(wǎng)法，生產(chǎn)出的無紡織物的厚度優(yōu)選在0.05mm至5mm之間。
現(xiàn)說明作為本發(fā)明第二個實(shí)施方案的填絮。從對加工性質(zhì)產(chǎn)生影響的觀點(diǎn)來看，填絮優(yōu)選僅由通過使用上述催化劑獲得的聚酯纖維組成。但是，如需要，通常也可組合使用其他混合材料，只要所用纖維適合于填絮的生產(chǎn)，如不含縮聚催化劑的天然纖維或不含銻基催化劑的各種合成纖維。不過，在這樣的情況下，供組合使用的纖維的比例優(yōu)選不大于50％，以便充分地對加工性質(zhì)產(chǎn)生影響。
用于填絮的聚酯纖維的最佳纖維長度會有所不同，這取決于纖維的的用途，例如，對于吹入(blowing in)的填充物，長度優(yōu)選為20-60mm，而對需要用普通的開纖機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的用途(如對于被褥(futon)和樹脂棉)，長度優(yōu)選為30-120mm。在吹入的情況下，纖維長度在20mm或更短時，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的疏松性，疏松性的耐久性差，而且充氣過程中開纖性質(zhì)也差，纖維長度在60mm或更長時疏松性也難以實(shí)現(xiàn)。對于其中纖維需要通過開纖機(jī)的用途，纖維長度在30mm或更短會導(dǎo)致纖維的纏結(jié)更少，從而在例如填絮損失(loss of wadding)或梳理機(jī)纖維網(wǎng)切割(cuts in the card web)的步驟中會有更多的不便，而纖維長度在120mm或更長則趨于產(chǎn)生例如開纖差和噴網(wǎng)差的問題。
用于填絮的聚酯纖維的尺寸優(yōu)選為1.0dtex至40dtex。更優(yōu)選為3.3dtex至20dtex。尺寸小于1.0dtex時，難以獲得具有疏松性的產(chǎn)品，且使梳理通道(card passage)變窄，而尺寸大于40dtex時，產(chǎn)品質(zhì)地差且梳理通道變窄。
對用作填絮的聚酯纖維的卷曲形式?jīng)]有特別的限制，但為了獲得更大的疏松性，盤旋三維卷曲比鋸齒形強(qiáng)制卷曲更優(yōu)選。可使用普通的方法作為生產(chǎn)填絮的方法。
本發(fā)明的術(shù)語“填絮”指通過將開纖的短纖維物料直接填塞到織物套(如用于被褥或充填產(chǎn)品)中加以使用的填料，或用作家具襯墊材料、服裝保溫填料等的樹脂棉，其并不包括通過混合和熱處理熱粘合復(fù)合纖維獲得的熱粘合無紡織物，也不包括粗硬棉。
現(xiàn)說明本發(fā)明的第三種模式，即厚度為5-100mm、包含由聚酯短纖維組成的主纖維和熱粘合復(fù)合短纖維的纖維結(jié)構(gòu)，其中聚酯聚合物是通過在主纖維和熱粘合復(fù)合短纖維之一者或兩者中使用上述催化劑獲得的。
這樣的纖維結(jié)構(gòu)由熱粘合復(fù)合短纖維和聚酯短纖維(主纖維)組成，且優(yōu)選至少在兩種纖維之間的一些接觸點(diǎn)和/或熱粘合復(fù)合短纖維本身之間的一些接觸點(diǎn)具有通過熱處理造出的熱固定點(diǎn)。
在此步驟中，聚酯聚合物必須包含在聚酯短纖維(主纖維)和熱粘合復(fù)合短纖維之一者或兩者中。
上述熱粘合復(fù)合短纖維由包含熱封聚合物和成纖熱塑性聚合物的短纖維組成，且至少所述熱封聚合物暴露在纖維的表面。
值得一提的熱封聚合物為聚氨酯彈性體、聚酯彈性體、非彈性聚酯聚合物和共聚物、聚烯烴聚合物和共聚物以及聚乙烯醇聚合物。優(yōu)選通過使用上述催化劑獲得的聚酯聚合物及其共聚物和聚酯彈性體。
值得一提的共聚聚酯聚合物為包含規(guī)定數(shù)目的脂族二羧酸(如己二酸和癸二酸)、芳族二羧酸(如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和萘二甲酸)和/或脂環(huán)二羧酸(如六氫對苯二甲酸、六氫間苯二甲酸)與脂族或脂環(huán)二醇(如二甘醇、聚乙二醇、丙二醇和對苯二甲醇)的共聚酯，如需要，還可添加含氧酸(如對羥基苯甲酸)，優(yōu)選的實(shí)例為通過間苯二甲酸和1，6-己二醇與對苯二甲酸和1，2-乙二醇的加成共聚獲得的聚酯。
值得一提的聚烯烴聚合物的實(shí)例為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯等。
與熱封聚合物組合使用的成纖熱塑性聚合物的實(shí)例包括聚酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯以及聚烯烴聚合物。特別優(yōu)選使用上述催化劑獲得的上述聚酯聚合物。
熱封聚合物和成纖熱塑性聚合物的組合最優(yōu)選采用熔點(diǎn)在70-210℃范圍內(nèi)(更優(yōu)選100-180℃)的聚酯基彈性體作為熱封聚合物和其熔點(diǎn)比聚酯基彈性體的熔點(diǎn)高10℃的聚酯聚合物作為成纖熱塑性聚合物。
熱粘合復(fù)合短纖維優(yōu)選這樣復(fù)合，使得熱封聚合物(E)和成纖熱塑性聚合物(P)的纖維橫截面的面積比為E∶P＝20∶80-80∶20。組分(E)和(P)的復(fù)合形式可以為任何公知的復(fù)合形式，如同心皮芯型、偏心皮芯型、并列型、海-島型(sea-island)復(fù)合纖維或海-島型混紡纖維、桔瓣型截面定向(orange section-oriented)(裂膜)纖維等，但應(yīng)該有這樣的分布，使得組分(E)的一部分暴露于纖維表面上，優(yōu)選組分(E)構(gòu)成至少30％的纖維截面周長。特別優(yōu)選并列型或偏心皮芯型纖維，因?yàn)檫@可容易地賦予潛在的卷曲功能，以供在構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)時的熱處理過程中形成細(xì)小的卷曲，從而可增加纖維之間的纏結(jié)，提高粘合性。
熱粘合復(fù)合短纖維的單纖維尺寸優(yōu)選在0.5-200dtex的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為2-100dtex。優(yōu)選這樣的范圍，目的為使最佳數(shù)目的熱粘合點(diǎn)通過用以生產(chǎn)纖維結(jié)構(gòu)的熱粘合處理得以在纖維結(jié)構(gòu)中形成，從而產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度和使熱粘合復(fù)合短纖維的制造過程中的凝集減至最少。
雖然從形成短纖維和通過梳理步驟的觀點(diǎn)來看，纖維側(cè)截面形狀優(yōu)選圓形，但不必非得圓形，還可以為多邊形、鰭形、球形等。纖維還可具有一個或多個中空部分。
熱粘合復(fù)合短纖維可通過常規(guī)的公知過程生產(chǎn)。
當(dāng)將熱粘合復(fù)合纖維切斷為短纖維時，切斷長度優(yōu)選在5-100mm的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在15-95mm的范圍內(nèi)。這個范圍能產(chǎn)生特別有利的梳理性質(zhì)和纖維結(jié)構(gòu)粘合性質(zhì)。
熱粘合復(fù)合短纖維還可進(jìn)行卷曲，只要在卷曲過程中不產(chǎn)生任何問題即可，在這種情況下，卷曲的數(shù)目優(yōu)選在每25mm 8-20個的范圍內(nèi)，卷曲比在6-18％的范圍內(nèi)。
用作主纖維的聚酯短纖維可由公知的聚酯組成，但優(yōu)選由通過使用上述催化劑獲得的上述聚酯纖維組成。聚酯短纖維的單纖維尺寸優(yōu)選在0.5-150dtex的范圍內(nèi)，從纖維結(jié)構(gòu)疏松性、緩沖性和彈性以及質(zhì)地的觀點(diǎn)來看，更優(yōu)選為2-50dtex。從纖維結(jié)構(gòu)疏松性和緩沖性的觀點(diǎn)來看，聚酯短纖維中卷曲的數(shù)目優(yōu)選在每25mm 3-30個的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在每25mm 5-20個的范圍內(nèi)，卷曲比優(yōu)選在6-50％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在12-40％的范圍內(nèi)。切斷長度優(yōu)選在5-100mm的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在15-90mm的范圍內(nèi)。
聚酯短纖維的截面形狀優(yōu)選為圓形、扁平形、三角形、六角形或中空，可根據(jù)預(yù)定的用途進(jìn)行合適的選擇。
聚酯短纖維可通過采用常規(guī)公知的卷繞或牽伸由單組分組成的纖維或由兩種或多種組分的復(fù)合獲得的復(fù)合纖維的方法來生產(chǎn)。
本發(fā)明第三種模式的上述纖維結(jié)構(gòu)的兩種短纖維的摻合重量比優(yōu)選在熱粘合復(fù)合短纖維∶聚酯短纖維＝5∶95-70∶30的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在10∶90-60∶40的范圍內(nèi)。如果熱粘合復(fù)合短纖維的摻合比例過高，在纖維結(jié)構(gòu)中形成過多的熱固定點(diǎn)，會導(dǎo)致纖維結(jié)構(gòu)過硬，而如果摻合比例過低，熱固定點(diǎn)太少，則會導(dǎo)致纖維結(jié)構(gòu)彈性和耐久性低劣。
纖維結(jié)構(gòu)的厚度必須在5-100mm的范圍內(nèi)。密度適合在0.01-0.10g/cm3的范圍內(nèi)。
制造纖維結(jié)構(gòu)的方法可為任何公知的方法，只要其能至少在熱粘合復(fù)合短纖維和聚酯短纖維之間的一些接觸點(diǎn)和/或熱粘合復(fù)合短纖維本身之間的一些接觸點(diǎn)形成熱固定點(diǎn)。
熱處理溫度優(yōu)選約為100-215℃，熱處理時間優(yōu)選約為10-30分鐘。
實(shí)施例現(xiàn)通過以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，實(shí)施例并不限制本發(fā)明的范圍。
對于實(shí)施例1-21和比較實(shí)施例1-12，每種聚酯聚合物的特性粘度、色調(diào)、金屬含量、無紡織物強(qiáng)度/伸長率、無紡織物質(zhì)量差異、開纖過程中廢棉的產(chǎn)生、填絮質(zhì)量差異、纖維結(jié)構(gòu)硬度(彈性)、反復(fù)壓縮時纖維結(jié)構(gòu)的殘余變形(耐久性)、纖維結(jié)構(gòu)中的硬塊、纖維結(jié)構(gòu)厚度、纖維結(jié)構(gòu)密度和噴絲板粘附物通過下述方法測量。
(1)特性粘度將0.6g聚酯加熱溶解于50毫升鄰氯酚中，冷卻所得溶液，按常規(guī)方法在35℃的溫度下用Ostwald粘度管測量溶液的粘度，然后計(jì)算得出特性粘度。
(2)色調(diào)(色L值/色b值)在干燥器中對顆粒狀聚酯樣品進(jìn)行160℃×90分鐘熱處理和重結(jié)晶后，用Color Machines Co.的CM-7500色差計(jì)測量。
(3)金屬含量為測量作為催化劑溶液的催化劑系統(tǒng)的鈦原子含量和磷原子含量，將催化劑溶液注入液體測定池中，而為測量聚酯聚合物的鈦原子含量和磷原子含量，在鋁盤中將聚酯聚合物樣品加熱至熔化，然后送進(jìn)壓片機(jī)中，形成平坦的模制件。用熒光x射線分析儀(3270型，Rigaku Corp.)。定量分析各樣品的金屬含量。
(4)無紡織物強(qiáng)度/伸長率按JIS P8113的方法，用恒速伸長拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測量。
(5)無紡織物質(zhì)量差異質(zhì)量差異以每n＝30次的無紡織物拉伸強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為基礎(chǔ)。(偏差值較小表明差異較低，從而質(zhì)量穩(wěn)定性較高。)
(6)開纖過程中廢棉的產(chǎn)生在梳理機(jī)周圍的1m2區(qū)域，測量褥被填絮生產(chǎn)的普通羅拉機(jī)梳理?xiàng)l件下每小時產(chǎn)生的廢棉的重量。
(7)填絮質(zhì)量差異質(zhì)量差異以每n＝10次每小時產(chǎn)生的廢棉重量的測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為基礎(chǔ)。(偏差值較小表明差異較低，從而質(zhì)量穩(wěn)定性較高。)(8)纖維結(jié)構(gòu)硬度(彈性)按JIS-K6401以25％壓縮硬度(compression hardness)為基礎(chǔ)進(jìn)行測量。
(9)反復(fù)壓縮時纖維結(jié)構(gòu)的殘余變形(耐久性)按JIS-K6401的方法進(jìn)行測量。
(10)纖維結(jié)構(gòu)中的硬塊隨機(jī)挑選十位專家，讓他們手觸纖維結(jié)構(gòu)的表面，并按以下等級對硬塊的狀況進(jìn)行感觀評價。
5非常滿意(非常均勻，無硬塊觸及)4比較滿意(大部分均勻，基本無硬塊觸及)3滿意(有部分硬塊觸及，但不明顯)2比較差(有硬塊觸及)1非常差(明確存在大量的硬塊)(11)纖維結(jié)構(gòu)厚度厚度(mm)根據(jù)JISL1096進(jìn)行測量。
(12)纖維結(jié)構(gòu)密度
密度(g/cm3)根據(jù)JISL1097進(jìn)行測量。
(13)二甘醇(DEG)含量用水合肼使聚合物分解，用氣相色譜法(263-70型，HitachiLaboratories)按通用方法進(jìn)行測量。
(14)噴絲板粘附層將聚酯切片，在290℃下熔化，然后以600m/分鐘的速度從12孔噴絲板(孔徑為0.15mm)紡絲2天，之后測量接口管排出口的外緣上產(chǎn)生的粘附層的高度。較高的粘附層易于導(dǎo)致排出的聚酯熔化物的絲流出現(xiàn)更多的彎曲，從而降低聚酯的模塑性。也就是說，噴絲板上產(chǎn)生的粘附層的高度為聚酯模塑性的指標(biāo)。
實(shí)施例1將0.009份鈦酸四正丁酯加到能進(jìn)行加壓反應(yīng)的不銹鋼反應(yīng)器中的100份對苯二甲酸二甲酯和70份乙二醇的混合物中后，在0.07MPa加壓進(jìn)行酯交換反應(yīng)，同時使溫度從140℃增加到240℃，然后加入0.04份膦酰乙酸三乙酯終止酯交換反應(yīng)。
然后將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器中，將溫度提高到290℃，在不高于26.67Pa的高真空中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，獲得特性粘度為0.60、二甘醇含量為1.5％重量和熔點(diǎn)為254℃的(不含消光劑)聚酯。
將所得聚酯切片，用常規(guī)程序干燥。干燥的切片用以按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得聚酯拉伸紗(尺寸1.7dtex，纖維長度5mm，卷曲0)和作為粘合劑的聚酯未拉伸紗(尺寸1.2dtex，纖維長度5mm，卷曲0)。聚酯拉伸紗和聚酯未拉伸紗以60/40的比例混合，用普通圓網(wǎng)造紙機(jī)壓成50g/m2的織物單位重量，然后用Yankee干燥機(jī)干燥，接著再用軋光機(jī)進(jìn)行處理。所得濕法無紡織物的性質(zhì)見表1。
參考實(shí)施例偏苯三酸鈦合成方法將四丁氧基鈦加入到偏苯三酸酐在乙二醇(0.2％)中的溶液，添加量為偏苯三酸酐摩爾數(shù)的1/2，于常壓下在空氣中進(jìn)行反應(yīng)60分鐘，同時將溫度保持在80℃，隨后將反應(yīng)系統(tǒng)冷卻到常溫，用10倍量的丙酮將產(chǎn)生的催化劑重結(jié)晶，然后用濾紙濾出沉淀物，在100℃下干燥2小時，獲得目標(biāo)化合物。
實(shí)施例2進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，不同之處在于0.016份的通過參考實(shí)施例中描述的方法合成的偏苯三酸鈦用作鈦化合物。結(jié)果見表1。
實(shí)施例3-5、比較實(shí)施例1-3進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，不同之處在于加入表1列出的所示量的鈦化合物和磷化合物。結(jié)果見表1。
實(shí)施例6在實(shí)施例1中獲得的聚酯切片按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，以獲得聚酯拉伸紗(尺寸1.7dtex，纖維長度51mm，卷曲12/英寸)。聚酯拉伸紗用普通羅拉梳理機(jī)形成織物單位重量為100g/m2的網(wǎng)，然后用針刺機(jī)使纖維纏結(jié)，獲得干法無紡織物。干法無紡織物的性質(zhì)見表1。
實(shí)施例7用實(shí)施例1獲得的聚酯切片作為內(nèi)芯組分，用使用相同催化劑制備的切片(特性粘度0.36，軟化點(diǎn)70℃)作為外皮組分，按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得皮芯型復(fù)合聚酯纖維(芯部/皮部比50/50，尺寸2.2dtex，纖維長度5mm)，適才所述作為外皮組分的切片由共聚物聚酯組成，所述共聚物聚酯包含通過以60/40(摩爾百分比)將對苯二甲酸和間苯二甲酸混合獲得的酸組分和通過以85/15(摩爾百分比)將乙二醇和1，6-己二醇摻合獲得的二醇組分。皮芯型復(fù)合聚酯纖維以60/40的比例與已打漿木漿摻合，用于在氣流成網(wǎng)機(jī)中形成50g/m2網(wǎng)，然后用通氣干燥器進(jìn)行熱處理。所得氣流成網(wǎng)無紡織物的性質(zhì)見表1。
比較實(shí)施例4將0.064重量份的乙酸鈣一水合物加到能進(jìn)行加壓反應(yīng)的不銹鋼反應(yīng)器中的100份對苯二甲酸二甲酯和70份乙二醇的混合物中后，在0.07MPa加壓進(jìn)行酯交換反應(yīng)，同時使溫度從140℃增加到240℃，然后加入0.044份56％重量磷酸水溶液終止酯交換反應(yīng)。
然后將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器中，按表中所示量加入三氧化二銻，將溫度提高到290℃，在不高于26.67Pa的高真空中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，獲得聚酯。按與實(shí)施例1相同的方法將所得聚酯制成纖維，然后用以獲得無紡織物。結(jié)果見表1。
表1

TBT四正丁氧基鈦TMT偏苯三酸鈦TEPA膦酰乙酸三乙酯PEE乙氧羰基甲膦酸二乙酯實(shí)施例8將與實(shí)施例1相同的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片干燥。干燥的切片用以按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得聚酯拉伸紗(尺寸6.6dtex，纖維長度51mm，盤旋三維卷曲9.0/25mm)。聚酯拉伸紗用普通羅拉梳理機(jī)開松，形成褥被梳理網(wǎng)。產(chǎn)生的廢棉見表2。
實(shí)施例9進(jìn)行與實(shí)施例8相同的步驟，不同之處在于0.016份的通過參考實(shí)施例中描述的方法合成的偏苯三酸鈦用作鈦化合物。結(jié)果見表2。
實(shí)施例10-14、比較實(shí)施例5-7進(jìn)行與實(shí)施例8相同的步驟，不同之處在于加入表2列出的所示量的鈦化合物和磷化合物。結(jié)果見表2。
比較實(shí)施例8將0.064重量份的乙酸鈣一水合物加到能進(jìn)行加壓反應(yīng)的不銹鋼反應(yīng)器中的100份對苯二甲酸二甲酯和70份乙二醇的混合物中后，在0.07MPa加壓進(jìn)行酯交換反應(yīng)，同時使溫度從140℃增加到240℃，然后加入0.044份56％重量磷酸水溶液終止酯交換反應(yīng)。
然后將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器中，按表中所示量加入三氧化二銻，將溫度提高到290℃，在不高于26.67Pa的高真空中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，獲得聚酯。按與實(shí)施例8相同的方法將所得聚酯制成纖維，然后用以獲得填絮。結(jié)果見表2。
表2

TBT四正丁氧基鈦TMT偏苯三酸鈦TEPA膦酰乙酸三乙酯PEE乙氧羰基甲膦酸二乙酯TMP磷酸三甲酯實(shí)施例15將與實(shí)施例1相同的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片干燥，并通過既定方法獲得單纖維尺寸為12dtex、8卷曲/25mm和卷曲比為30％的聚酯短纖維。還用相同的切片作為內(nèi)芯組分，同時用相同的催化劑使包含80/20(摩爾百分比)的對苯二甲酸和間苯二甲酸的混合酸組分與丁二醇聚合，所得的基于聚丁烯的對苯二甲酸以38％重量的量與62％重量的聚1，4-丁二醇(分子量2000)進(jìn)一步進(jìn)行加熱反應(yīng)，獲得特性粘度為1.0和熔點(diǎn)為155℃的嵌段共聚物聚醚-酯彈性體(熱塑性彈性體)。所得熱塑性彈性體用作外皮組分，進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，纖維截面面積芯部/皮部比為60/40，獲得熱粘合復(fù)合短纖維(芯部/皮部比60/40，纖維尺寸6dtex，11卷曲/25mm，卷曲比8％)。
將聚酯短纖維和熱粘合復(fù)合短纖維以70∶30的重量比混合，通過羅拉梳理機(jī)兩次，獲得摻合的網(wǎng)。將所述網(wǎng)以固定的密度置于成型模框中，用循環(huán)熱風(fēng)干燥器進(jìn)行180℃×15分鐘的熱處理，獲得密度為0.04g/m2和厚度為5cm的纖維結(jié)構(gòu)。對所得纖維結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行評價，結(jié)果見表3。
實(shí)施例16進(jìn)行與實(shí)施例15相同的程序以獲得纖維結(jié)構(gòu)，不同之處在于0.016份的通過參考實(shí)施例中描述的方法合成的偏苯三酸鈦用作鈦化合物。結(jié)果見表3。
實(shí)施例17-21、比較實(shí)施例9-11進(jìn)行與實(shí)施例15相同的程序以獲得纖維結(jié)構(gòu)，不同之處在于加入表3列出的所示量的鈦化合物和磷化合物。結(jié)果見表3。
比較實(shí)施例12將0.064重量份的乙酸鈣一水合物加到能進(jìn)行加壓反應(yīng)的不銹鋼反應(yīng)器中的100份對苯二甲酸二甲酯和70份乙二醇的混合物中后，在0.07MPa加壓進(jìn)行酯交換反應(yīng)，同時使溫度從140℃增加到240℃，然后加入0.044份56％重量磷酸水溶液終止酯交換反應(yīng)。
然后將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器中，按表中所示量加入三氧化二銻，將溫度提高到290℃，在不高于26.67Pa的高真空中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，獲得聚酯。按與實(shí)施例15相同的方法將所得聚酯制成纖維，然后用以獲得纖維結(jié)構(gòu)。結(jié)果見表3。
表3

TBT四正丁氧基鈦，TMT偏苯三酸鈦，TEPA膦酰乙酸三乙酯，PEE乙氧羰基甲膦酸二乙酯，TMP磷酸三甲酯*實(shí)施例，#比較實(shí)施例對于實(shí)施例22-36和比較實(shí)施例13-23，每種聚酯聚合物的特性粘度、色調(diào)、金屬含量、無紡織物強(qiáng)度/伸長率、無紡織物質(zhì)量差異、開纖過程中廢棉的產(chǎn)生、填絮質(zhì)量差異、纖維結(jié)構(gòu)硬度(彈性)、反復(fù)壓縮時纖維結(jié)構(gòu)的殘余變形(耐久性)、纖維結(jié)構(gòu)中的硬塊、纖維結(jié)構(gòu)厚度、纖維結(jié)構(gòu)密度和噴絲板粘附物通過下述方法測量。
(1)特性粘度將0.6g聚酯加熱溶解于50毫升鄰氯酚中，冷卻所得溶液，按常規(guī)方法在35℃的溫度下用Ostwald粘度管測量溶液的粘度，然后計(jì)算得出特性粘度。
(2)色調(diào)(色L值/色b值)在干燥器中對顆粒狀聚酯樣品進(jìn)行160℃×90分鐘熱處理和重結(jié)晶后，用Color Machines Co.的CM-7500色差計(jì)測量。
(3)金屬含量分析反應(yīng)沉淀催化劑的鈦原子和磷原子濃度通過將干燥樣品置于掃描電子顯微鏡(SEM，S570，Hitachi Instruments Service)和使用與其連接的能量色散X射線微量分析儀(XMA，EMAX-7000，Horiba Co.Ltd.)進(jìn)行定量分析。
在鋁盤中將顆粒狀聚酯樣品加熱至熔化，然后用壓片機(jī)形成平坦的模制件，用熒光X射線分析儀(3270型，Rigaku Corp.)定量分析聚酯中的催化劑金屬濃度。
(4)無紡織物強(qiáng)度/伸長率按JIS P8113的方法，用恒速伸長拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測量。
(5)無紡織物質(zhì)量差異質(zhì)量差異以每n＝30次的無紡織物拉伸強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為基礎(chǔ)。(偏差值較小表明差異較低，從而質(zhì)量穩(wěn)定性較高。)(6)開纖過程中廢棉的產(chǎn)生在梳理機(jī)周圍的1m2區(qū)域，測量褥被填絮生產(chǎn)的普通羅拉梳理?xiàng)l件下每小時產(chǎn)生的廢棉的重量。
(7)填絮質(zhì)量差異質(zhì)量差異以每n＝10每小時產(chǎn)生的廢棉重量的測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為基礎(chǔ)。(偏差值較小表明變異較低，從而質(zhì)量穩(wěn)定性較高。)(8)纖維結(jié)構(gòu)硬度(彈性)按JIS-K6401以25％壓縮硬度為基礎(chǔ)進(jìn)行測量。
(9)反復(fù)壓縮時纖維結(jié)構(gòu)的殘余變形(耐久性)按JIS-K6401的方法進(jìn)行測量。
(10)纖維結(jié)構(gòu)中的硬塊隨機(jī)挑選十位專家，讓他們手觸纖維結(jié)構(gòu)的表面，并按以下等級對硬塊的狀況進(jìn)行感觀評價。
5非常滿意(非常均勻，無硬塊觸及)4比較滿意(大部分均勻，基本無硬塊觸及)3滿意(有部分硬塊觸及，但不明顯)2比較差(有硬塊觸及)1非常差(明確存在大量的硬塊)(11)纖維結(jié)構(gòu)厚度厚度(mm)根據(jù)JISL1096進(jìn)行測量。
(12)纖維結(jié)構(gòu)密度密度(g/cm3)根據(jù)JISL1097進(jìn)行測量。
(13)噴絲板粘附將聚酯切片，在290℃下熔化，然后以600m/分鐘的速度從12孔噴絲板(孔經(jīng)為0.15mm)紡絲2天，之后測量接口管排出口的外緣上產(chǎn)生的粘附層的高度。較高的粘附層易于導(dǎo)致排出的聚酯熔化物的絲流出現(xiàn)更多的彎曲，從而降低聚酯的模塑性。也就是說，噴絲板上產(chǎn)生的粘附層的高度為聚酯模塑性的指標(biāo)。
實(shí)施例22鈦化合物的制備準(zhǔn)備具有混合和攪拌其內(nèi)容物的功能的2L三頸燒瓶，將919g乙二醇和10g乙酸加入其中，攪拌和混合后，緩慢加入71g四丁氧基鈦，獲得鈦化合物在乙二醇中的(透明)溶液。此溶液在下文中簡稱“TB溶液”。溶液中鈦原子的濃度為1.02％。
磷化合物的制備準(zhǔn)備具有加熱、混合和攪拌其內(nèi)容物的功能的2L三頸燒瓶，將656g乙二醇加入其中，在攪拌下加熱至100℃。溫度達(dá)到100℃時，加入34.5g磷酸單月桂酯，將所得混合物加熱、混合和攪拌至溶解，獲得透明溶液。此溶液在下文中簡稱“P1溶液”。
催化劑的制備接著，在控溫到100℃和攪拌下，將310g制得的TB溶液緩慢加入到P1溶液(約690g)中，全部加入完畢后，在100℃下繼續(xù)攪拌1小時，以使鈦化合物和磷化合物的反應(yīng)完成。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P1溶液的混合比為2.0。反應(yīng)獲得的產(chǎn)物不溶于乙二醇，因此以混濁細(xì)小沉淀的形式存在。此溶液在下文中簡稱“TP1-2.0催化劑”。
為分析所得的反應(yīng)沉淀物，用5μ微孔過濾器過濾一部分反應(yīng)溶液，獲得固體形式的沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，然后將其用水洗滌，干燥。所得沉淀反應(yīng)產(chǎn)物的元素濃度經(jīng)XMA分析，結(jié)果為鈦占12.0％，磷占16.4％，磷原子相對于鈦原子的摩爾比率為2.1。固體NMR分析得出以下結(jié)果。C-13CP/MAS(頻率75.5Hz)測量揭示四丁氧基鈦在14ppm、20ppm和36ppm處的丁氧化物(butoxide)衍生的化學(xué)位移峰消失，而P-31DD/MAS(頻率121.5Hz)測量確認(rèn)在22ppm處有于常規(guī)的磷酸單月桂酯中未發(fā)現(xiàn)的新化學(xué)位移峰。這些數(shù)據(jù)清楚表明，在這些條件下獲得的沉淀物是鈦化合物和磷化合物反應(yīng)產(chǎn)生的新化合物。
另外，將通過混合179份高純度對苯二甲酸和95份乙二醇制得的漿液恒速送進(jìn)已裝有225份低聚物(對苯二甲酸乙二醇酯的低聚物)的反應(yīng)器中，同時在氮?dú)夥障录氨３衷?55℃和常壓的條件下攪拌，進(jìn)行酯化反應(yīng)4小時，直至反應(yīng)完成，同時從反應(yīng)系統(tǒng)中排除反應(yīng)產(chǎn)生的水和乙二醇。酯化率為＞98％，產(chǎn)生的低聚物的聚合度約為5-7。
將225份通過酯化反應(yīng)獲得的低聚物轉(zhuǎn)移到縮聚反應(yīng)器后，加入3.34份先前生產(chǎn)的“TP1-2.0催化劑”作為縮聚催化劑。分階段將系統(tǒng)的反應(yīng)溫度從255℃提高到280℃，反應(yīng)壓力從大氣壓降到60Pa，以進(jìn)行縮聚反應(yīng)，同時從反應(yīng)系統(tǒng)中排除反應(yīng)產(chǎn)生的水和乙二醇。
縮聚反應(yīng)的程度通過監(jiān)控反應(yīng)系統(tǒng)的攪拌葉片上的載荷來確定，當(dāng)達(dá)到所需的聚合度時暫停反應(yīng)。然后將反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)產(chǎn)物不斷從排出口擠出成為線材，然后冷卻并切斷，獲得約3mm的顆粒狀物。所得聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量見表4。
將所得的切片干燥，用以按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得聚酯拉伸紗(尺寸1.7dtex，纖維長度5mm，卷曲0)和作為粘合劑的聚酯未拉伸紗(尺寸1.2dtex，纖維長度5mm，卷曲0)。聚酯拉伸紗和聚酯未拉伸紗以60/40的比例混合，用普通圓網(wǎng)造紙機(jī)壓成織物單位重量為50g/m2的無紡織物，然后用Yankee干燥機(jī)干燥，接著再用軋光機(jī)進(jìn)行處理。所得濕法無紡織物的性質(zhì)見表4。
實(shí)施例23進(jìn)行與實(shí)施例22相同的步驟，不同之處在于用磷酸單丁酯取代磷酸單月桂酯。添加量和條件也按如下方式進(jìn)行改變。
將28.3g磷酸單丁酯加熱溶解于537g乙二醇后(下文簡稱P2溶液)，加入435g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P2溶液的混合比為2.0。此溶液在下文中簡稱“TP2-2.0催化劑”。加熱溫度為70℃，反應(yīng)時間為1小時。
為分析所得的反應(yīng)沉淀物，用5μ微孔過濾器過濾一部分反應(yīng)溶液，獲得固體形式的沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，然后將其用水洗滌，干燥。所得沉淀反應(yīng)產(chǎn)物的元素濃度按與上述相同的方式進(jìn)行分析，結(jié)果為鈦占17.0％，磷占21.2％磷原子相對于鈦原子的摩爾比率為1.9。所述催化劑按與實(shí)施例1相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后進(jìn)行壓片和干燥，獲得濕法無紡織物。結(jié)果見表4。
實(shí)施例24進(jìn)行與實(shí)施例22相同的步驟，不同之處在于改變TP1溶液的制備量和TB溶液的添加量。制備量和添加量如下。
將31.3g磷酸單月桂酯加熱溶解于594g乙二醇后(下文簡稱“P3溶液”)，加入375g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P3溶液的混合比為1.5。此溶液在下文中簡稱“TP3-1.5催化劑”。所述催化劑按與實(shí)施例22相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后進(jìn)行壓片和干燥，獲得濕法無紡織物。結(jié)果見表4。
實(shí)施例25進(jìn)行與實(shí)施例23相同的步驟，不同之處在于改變TP2溶液的制備量和TB溶液的添加量。制備量和添加量如下。
將33.0g磷酸單丁酯加熱溶解于627g乙二醇后(下文簡稱“P4溶液”)，加入340g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P4溶液的混合比為3.0。此溶液在下文中簡稱“TP4-3.0催化劑”。所述催化劑按與實(shí)施例22相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后進(jìn)行壓片和干燥，獲得濕法無紡織物。結(jié)果見表4。
實(shí)施例26在實(shí)施例22中獲得的聚酯切片按常規(guī)方法用以進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，以獲得聚酯拉伸紗(尺寸1.7dtex，纖維長度51mm，卷曲12/英寸)。聚酯拉伸紗用普通羅拉梳理機(jī)形成織物單位重量為100g/m2的網(wǎng)，然后用針刺機(jī)使纖維纏結(jié)，獲得干法無紡織物。干法無紡織物的性質(zhì)見表4。
實(shí)施例27用實(shí)施例22獲得的聚酯切片作為內(nèi)芯組分和用使用相同催化劑制備的切片(特性粘度0.36，軟化點(diǎn)70℃)作為外皮組分，按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得皮芯型復(fù)合聚酯纖維(芯部/皮部比50/50，尺寸2.2dtex，纖維長度5mm)，適才所述作為外皮組分的切片由共聚物聚酯組成，所述共聚物聚酯包含通過以60/40(摩爾百分比)將對苯二甲酸和間苯二甲酸混合獲得的酸組分和通過以85/15(摩爾百分比)將乙二醇和1，6-己二醇摻合獲得的二醇組分。皮芯型復(fù)合聚酯纖維以60/40的比例與已打漿木漿摻合，用于在氣流成網(wǎng)機(jī)中形成50g/m2網(wǎng)，然后用通氣干燥器進(jìn)行熱處理。所得氣流成網(wǎng)無紡織物的性質(zhì)見表4。
比較實(shí)施例13進(jìn)行與實(shí)施例22相同的步驟，不同之處在于將縮聚催化劑改為三氧化二銻在乙二醇中的1.3％溶液，加入量為4.83份，還加入0.121份磷酸三甲酯在乙二醇中的25％溶液作為穩(wěn)定劑。結(jié)果見表4。
比例實(shí)施例14進(jìn)行與實(shí)施例22相同的步驟，不同之處在于只用實(shí)施例1制備的TB溶液作為縮聚催化劑，加入量為1.03份?？s聚反應(yīng)時間為95分鐘。結(jié)果見表4。
比例實(shí)施例15進(jìn)行與實(shí)施例22相同的步驟，不同之處在于對縮合催化劑來說，在聚酯的生產(chǎn)過程中將1.03份TB溶液和2.30份P1溶液各自分別加入縮聚反應(yīng)系統(tǒng)中，而不使TB溶液和P1溶液反應(yīng)。結(jié)果見表4。
比例實(shí)施例16進(jìn)行與實(shí)施例23相同的步驟，不同之處在于對縮合催化劑來說，在聚酯的生產(chǎn)過程中將1.03份TB溶液和2.3份P2溶液各自分別加入縮聚反應(yīng)系統(tǒng)中，而不使TB溶液和P2溶液反應(yīng)。結(jié)果見表4。
表4

實(shí)施例28將與實(shí)施例22相同的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片干燥，用以按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得聚酯拉伸紗(尺寸6.6dtex，纖維長度51mm，盤旋三維卷曲9.0/25mm)。聚酯拉伸紗用普通羅拉梳理機(jī)開松，形成褥被梳理網(wǎng)。產(chǎn)生的廢棉在表5中顯示。
實(shí)施例29進(jìn)行與實(shí)施例28相同的步驟，不同之處在于用磷酸單丁酯取代磷酸單月桂酯。添加量和條件也按如下方式進(jìn)行改變。
將28.3g磷酸單丁酯加熱溶解于537g乙二醇后(下文簡稱“P2溶液”)，加入435g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P2溶液的混合比為2.0。此溶液在下文中簡稱“TP2-2.0催化劑”。加熱溫度為70℃，反應(yīng)時間為1小時。
為分析所得的反應(yīng)沉淀物，用5μ微孔過濾器過濾一部分反應(yīng)溶液，獲得固體形式的沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，然后將其用水洗滌，干燥。所得沉淀反應(yīng)產(chǎn)物的元素濃度按與上述相同的方式進(jìn)行分析，結(jié)果為鈦占17.0％磷占21.2％磷原子相對于鈦原子的摩爾比率為1.9。所述催化劑按與實(shí)施例7相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后纖維用普通羅拉梳理機(jī)開松，形成褥被梳理網(wǎng)。結(jié)果在表5中顯示。
實(shí)施例30進(jìn)行與實(shí)施例28相同的步驟，不同之處在于改變TP1溶液的制備量和TB溶液的添加量。制備量和添加量如下。
將31.3g磷酸單月桂酯加熱溶解于594g乙二醇后(下文簡稱“P3溶液”)，加入375g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P3溶液的混合比為1.5。此溶液在下文中簡稱“TP3-1.5催化劑”。所述催化劑按與實(shí)施例1相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后纖維用普通羅拉梳理機(jī)開松，形成褥被梳理網(wǎng)。結(jié)果在表5中顯示。
實(shí)施例31進(jìn)行與實(shí)施例29相同的步驟，不同之處在于改變TP2溶液的制備量和TB溶液的添加量。制備量和添加量如下。
將33.0g磷酸單丁酯加熱溶解于627g乙二醇后(下文簡稱“P4溶液”)，加入340g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P4溶液的混合比為3.0。此溶液在下文中簡稱“TP4-3.0催化劑”。所述催化劑按與實(shí)施例1相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后纖維用普通羅拉梳理機(jī)開松，形成褥被梳理網(wǎng)。結(jié)果在表5中顯示。
比較實(shí)施例17進(jìn)行與實(shí)施例28相同的步驟，不同之處在于將縮聚催化劑改為三氧化二銻在乙二醇中的1.3％溶液，加入量為4.83份，還加入0.121份磷酸三甲酯在乙二醇中的25％溶液作為穩(wěn)定劑。結(jié)果在表5中顯示。
比例實(shí)施例18進(jìn)行與實(shí)施例28相同的步驟，不同之處在于只用實(shí)施例7制備的TB溶液作為縮聚催化劑，加入量為1.03份?？s聚反應(yīng)時間為95分鐘。結(jié)果在表5中顯示。
比例實(shí)施例19進(jìn)行與實(shí)施例28相同的步驟，不同之處在于對縮聚催化劑來說，在聚酯的生產(chǎn)過程中將1.03份TB溶液和2.30份P1溶液各自分別加入縮聚反應(yīng)系統(tǒng)中，而不使TB溶液和P1溶液反應(yīng)。結(jié)果在表5中顯示。
比例實(shí)施例20進(jìn)行與實(shí)施例29相同的步驟，不同之處在于對縮聚催化劑來說，在聚酯的生產(chǎn)過程中將1.03份TB溶液和2.3份p2溶液各自分別加入縮聚反應(yīng)系統(tǒng)中，而不使TB溶液和P2溶液反應(yīng)。結(jié)果在表5中顯示。
表5

實(shí)施例32將與實(shí)施例22相同的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片干燥，并通過常規(guī)方法獲得單纖維尺寸為12dtex、8卷曲/25mm和卷曲比為30％的聚酯短纖維。還用相同的切片作為內(nèi)芯組分，同時用相同的催化劑使包含80/20(摩爾百分比)的對苯二甲酸和間苯二甲酸的混合酸組分與丁二醇聚合，所得的基于聚丁烯的對苯二甲酸以38％重量的量與62％重量的聚1，4-丁二醇(分子量2000)進(jìn)一步進(jìn)行加熱反應(yīng)，獲得特性粘度為1.0和熔點(diǎn)為155℃的嵌段共聚物聚醚-酯彈性體(熱塑性彈性體)，用作外皮組分。進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，纖維截面面積芯部/皮部比為60/40，獲得皮芯型復(fù)合聚酯纖維(芯部/皮部比60/40，纖維尺寸6dtex，11卷曲/25mm，卷曲比8％)。
將聚酯短纖維和熱粘合復(fù)合聚酯短纖維以70∶30的重量比混合，通過羅拉梳理機(jī)兩次，獲得摻合的網(wǎng)。將所述網(wǎng)以固定的密度置于成型?？蛑校醚h(huán)熱風(fēng)干燥器進(jìn)行180℃×15分鐘的熱處理，獲得密度為0.04g/m2和厚度為5cm的纖維結(jié)構(gòu)。對所得纖維結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行評價，結(jié)果在表6中顯示。
實(shí)施例33進(jìn)行與實(shí)施例32相同的步驟，不同之處在于用磷酸單丁酯取代磷酸單月桂酯。添加量和條件也按如下方式進(jìn)行改變。
將28.3g磷酸單丁酯加熱溶解于537g乙二醇后(下文簡稱“P2溶液”)，加入435g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P2溶液的混合比為2.0。此溶液在下文中簡稱“TP2-2.0催化劑”。加熱溫度為70℃，反應(yīng)時間為1小時。
為分析所得的反應(yīng)沉淀物，用5μ微孔過濾器過濾一部分反應(yīng)溶液，獲得固體形式的沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，然后將其用水洗滌，干燥。所得沉淀反應(yīng)產(chǎn)物的元素濃度按與上述相同的方式進(jìn)行分析，結(jié)果為鈦占17.0％，磷占21.2％磷原子相對于鈦原子的摩爾比率為1.9。所述催化劑按與實(shí)施例11相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后進(jìn)行成網(wǎng)和熱處理等，獲得纖維結(jié)構(gòu)。結(jié)果在表6中顯示。
實(shí)施例34進(jìn)行與實(shí)施例32相同的步驟，不同之處在于改變TP1溶液的制備量和TB溶液的添加量。制備量和添加量如下。
將31.3g磷酸單月桂酯加熱溶解于594g乙二醇后(下文簡稱“P3溶液”)，加入375g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P3溶液的混合比為1.5。此溶液在下文中簡稱“TP3-1.5催化劑”。所述催化劑按與實(shí)施例1相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后進(jìn)行成網(wǎng)和熱處理等，獲得纖維結(jié)構(gòu)。結(jié)果在表6中顯示。
實(shí)施例35進(jìn)行與實(shí)施例33相同的步驟，不同之處在于改變TP2溶液的制備量和TB溶液的添加量。制備量和添加量如下。
將33.0g磷酸單丁酯加熱溶解于627g乙二醇后(下文簡稱“P4溶液”)，加入340g TB溶液，獲得反應(yīng)產(chǎn)物。以磷原子相對于鈦原子的摩爾比率計(jì)，TB溶液和P4溶液的混合比為3.0。此溶液在下文中簡稱“TP4-3.0催化劑”。所述催化劑按與實(shí)施例11相同的方式用以生產(chǎn)聚酯纖維，然后進(jìn)行成網(wǎng)和熱處理等，獲得纖維結(jié)構(gòu)。結(jié)果在表6中顯示。
實(shí)施例36用通過間苯二甲酸和1，6-己二醇在與用于獲得實(shí)施例32的聚酯切片的相同催化劑下進(jìn)行加成共聚獲得的切片，按常規(guī)方法進(jìn)行紡絲、拉伸、切斷等，獲得皮芯型復(fù)合聚酯纖維(芯部/皮部比50/50，尺寸4.4dtex，纖維長度51mm)。另外進(jìn)行實(shí)施例11的程序以生產(chǎn)聚酯短纖，然后進(jìn)行成網(wǎng)和熱處理等，獲得纖維結(jié)構(gòu)。但是熱處理溫度為150℃。結(jié)果在表6中顯示。
比較實(shí)施例21進(jìn)行與實(shí)施例32相同的步驟，不同之處在于將縮聚催化劑改為三氧化二銻在乙二醇中的1.3％溶液，加入量為4.83份，還加入0.121份磷酸三甲酯在乙二醇中的25％溶液作為穩(wěn)定劑。結(jié)果在表6中顯示。
比例實(shí)施例22進(jìn)行與實(shí)施例32相同的步驟，不同之處在于只用實(shí)施例1制備的TB溶液作為縮聚催化劑，加入量為1.03份?？s聚反應(yīng)時間為95分鐘。結(jié)果在表6中顯示。
比例實(shí)施例23進(jìn)行與實(shí)施例32相同的步驟，不同之處在于對縮聚催化劑來說，在聚酯的生產(chǎn)過程中將1.03份TB溶液和2.30份P1溶液各自分別加入縮聚反應(yīng)系統(tǒng)中，而不使TB溶液和P1溶液反應(yīng)。結(jié)果在表6中顯示。
表6

工業(yè)適用性本發(fā)明聚酯纖維結(jié)構(gòu)具有令人滿意的色調(diào)(顏色b*值)和優(yōu)越的質(zhì)量，因此當(dāng)所述聚酯纖維結(jié)構(gòu)為無紡織物時，其對于涉及與食品接觸的用途具有特別高的實(shí)際效用，所述用途例如食品包裝材料、食品過濾器如紅茶袋、綠茶袋和咖啡過濾器、除糙薄片、油濾器薄片、廚房抹布、反滲透膜底板、衛(wèi)生材料和飲料過濾材料。其還可應(yīng)用到例如各種類型的過濾器、墻紙、窗框紙、名片、文件、家用/辦公用抹布、印刷原紙、電氣材料基材、地毯、工程片材、隔音/絕緣材料、農(nóng)業(yè)/園藝片材等用途。
當(dāng)所述聚酯纖維結(jié)構(gòu)為填絮時，其適合用作各種類型的填絮，包括用于被褥纖維產(chǎn)品如被面、被單、被墊、枕頭和墊子或用于充填產(chǎn)品等的通用填料；用于沙發(fā)背和椅背的家用填料；以及服裝或打算用于保溫、吸音或隔音的工業(yè)樹脂棉。
當(dāng)聚酯纖維結(jié)構(gòu)為包含由聚酯短纖維制成的主纖維和熱粘合復(fù)合短纖維的纖維結(jié)構(gòu)時，其適合用于例如被褥支架(bedding fixture)、家具、汽車材料(緩沖墊層材料、車頂材料、保護(hù)性材料等)、服裝、過濾材料、建筑/工程材料(隔音或絕緣材料)、農(nóng)用材料、衛(wèi)生材料(泥罨劑、尿布、餐巾等)等用途。
權(quán)利要求
1.一種聚酯纖維結(jié)構(gòu)，所述聚酯纖維結(jié)構(gòu)包含作為主要成分的含有聚酯聚合物的聚酯纖維，其特征在于所述纖維結(jié)構(gòu)為至少一類選自以下的纖維結(jié)構(gòu)包含所述聚酯纖維的無紡織物、包含所述聚酯纖維的填絮以及厚度為5-100mm且包含由聚酯短纖維構(gòu)成的主纖維和熱粘合復(fù)合短纖維的各種纖維結(jié)構(gòu)，其中所述聚酯聚合物包含在所述主纖維和所述熱粘合復(fù)合短纖維之一中或兩者中，所述聚酯聚合物通過在催化劑存在下芳族二羧酸酯縮聚得到，所述催化劑包含至少一種選自以下混合物(1)和反應(yīng)產(chǎn)物(2)的組分，混合物(1)為以下組分(A)和(B)的混合物(A)由至少一種選自(a)和(b)的化合物組成的鈦化合物組分(a)以下通式(I)表示的烷氧基鈦 其中R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立代表選自C1-20烷基和苯基的基團(tuán)，m代表1-4的整數(shù)，且當(dāng)m為整數(shù)2、3或4時，兩個、三個或四個R2和R3基團(tuán)可相同或不同，和(b)以上通式(I)的烷氧基鈦與以下通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物 其中n代表2-4的整數(shù)，(B)由至少一種以下通式(III)表示的化合物組成的磷化合物組分 其中R5、R6和R7各自獨(dú)立代表C1-4烷基，X代表至少一種選自-CH2-和-CH2(Y)的基團(tuán)，其中Y代表苯基，混合物(1)以一定的混合比加以使用，所述混合比使得所述鈦化合物組分(A)中的元素鈦的毫摩爾數(shù)相對于所述芳族二羧酸酯的摩爾數(shù)之比MTi(％)與所述磷化合物組分(B)中的元素磷的毫摩爾數(shù)相對于所述芳族二羧酸酯的摩爾數(shù)之比MP(％)滿足以下關(guān)系式(i)和(ii)1≤MP/MTi≤15 (i)10≤MP+MTi≤100 (ii)，反應(yīng)產(chǎn)物(2)為以下組分(C)和(D)的反應(yīng)產(chǎn)物(C)由至少一種選自(c)和(d)的化合物組成的鈦化合物組分(c)以下通式(IV)表示的烷氧基鈦 其中R8、R9、R10和R11各自獨(dú)立代表C1-20烷基，p代表1-3的整數(shù)，且當(dāng)p為2或3時，兩個或三個R9和R10基團(tuán)可相同或不同，(d)以上通式(IV)的烷氧基鈦與以上通式(II)表示的芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物，(D)由至少一種以下通式(V)表示的磷化合物組成的磷化合物組分 其中R12代表C1-20烷基或C6-20芳基，q代表整數(shù)1或2。
2.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中用作催化劑的所述催化劑混合物(1)的組分(A)和所述反應(yīng)產(chǎn)物(2)的組分(C)分別含有的烷氧基鈦(a)和烷氧基鈦(c)與芳族多元羧酸或其酸酐的反應(yīng)摩爾比率在2∶1至2∶5的范圍內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中在用作催化劑的所述反應(yīng)產(chǎn)物(2)中，以組分(D)中磷原子的摩爾數(shù)與組分(C)中鈦原子的摩爾數(shù)之比(P/Ti)計(jì)，組分(D)相對于(C)的反應(yīng)比率在1∶1至3∶1的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述反應(yīng)產(chǎn)物(2)的通式(V)的磷化合物選自磷酸單烷基酯。
5.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述芳族二羧酸酯通過芳族二羧酸二烷基酯和亞烷基二醇酯的酯交換反應(yīng)制備。
6.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述芳族二羧酸選自對苯二甲酸、1，2-萘二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、聯(lián)苯二羧酸和二苯氧基乙烷二羧酸或它們的成酯衍生物，所述亞烷基二醇選自乙二醇、丁二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇和1，12-十二烷二醇。
7.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中根據(jù)L*a*b*顏色系統(tǒng)(JISZ8729)，所述聚酯聚合物的L*值為77-85，b*值為2-5。
8.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述熱粘合復(fù)合短纖維包含熱封聚合物和成纖熱塑性聚合物，所述熱封聚合物暴露在所述纖維的表面。
9.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述熱粘合復(fù)合短纖維具有并列結(jié)構(gòu)。
10.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述熱粘合復(fù)合短纖維具有同心或偏心的皮芯型結(jié)構(gòu)，其中所述同心或偏心的芯部由所述成纖熱塑性聚合物形成，所述同心或偏心的皮部由熱封聚合物形成。
11.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述成纖熱塑性聚合物為所述聚酯聚合物。
12.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述熱封聚合物選自聚氨酯彈性體、聚酯彈性體、非彈性聚酯均聚物和共聚物、聚烯烴均聚物和共聚物及聚乙烯醇聚合物。
13.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述主纖維包含所述聚酯聚合物。
14.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，其中所述厚度為5-100mm的纖維結(jié)構(gòu)至少在所述纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)的熱粘合復(fù)合短纖維與主纖維之間的一些接觸點(diǎn)和/或所述熱粘合復(fù)合短纖維本身之間的一些接觸點(diǎn)進(jìn)行熱固定。
15.權(quán)利要求1的聚酯纖維結(jié)構(gòu)，所述聚酯纖維結(jié)構(gòu)用于涉及與食品接觸的用途。
全文摘要
具有良好的色調(diào)(低b
文檔編號D04H1/435GK1756866SQ20038011009
公開日2006年4月5日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者稻垣健治, 馬場健二, 鈴木篤 申請人:帝人纖維株式會社