芳香族聚酯纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种纤维及其制造方法，且涉及一种芳香族聚酯纤维及其制造方法。

背景技术

在习知技术中，芳香族聚酯纤维主要是以熔融纺丝以及热处理程序进行生产制作。然而，芳香族聚酯为具方向性分子，纤维于热处理后，容易造成纤维原纤维化以及纤维之间的沾黏现象，进而导致纤维间剥落及毛丝现象。

基于上述，发展出一种芳香族聚酯纤维的制造方法，以改善纤维之间的沾黏现象，并使芳香族聚酯纤维的生产更容易达成，为目前所需研究的重要课题。

发明内容

本发明提供一种芳香族聚酯纤维及其制造方法，可有效地改善纤维之间的沾黏现象，并使芳香族聚酯纤维的生产更容易达成。

本发明的芳香族聚酯纤维的制造方法，包括以下步骤。将芳香族聚酯树脂进行加热熔融制程，于纺丝制程中，使纱线经过设置于纺口端的缓冷区，经上油剂及一对罗拉后，将纱线收卷于纸管上。之后，将纱线复卷于金属管上，复卷时施用上油剂。接下来，以四阶段进行逐步升温，对纱线进行热处理制程。最后，将经热处理制程的纱线复卷于纸管上。

在本发明的一实施例中，加热熔融制程的温度为280℃至320℃。

在本发明的一实施例中，缓冷区的温度为280℃至320℃。

在本发明的一实施例中，缓冷区的长度为10mm至110mm。

在本发明的一实施例中，上油剂包括聚硅氧烷类油剂。

在本发明的一实施例中，将纱线复卷于金属管上的复卷张力为0至10cN。

在本发明的一实施例中，以四阶段进行逐步升温是由220℃升温至320℃。

在本发明的一实施例中，以四阶段进行逐步升温包括：第一阶段，以温度240℃处理3小时；第二阶段，以温度265℃处理14小时；第三阶段，以温度280℃处理7小时；以及第四阶段，以温度300℃处理7小时。

在本发明的一实施例中，热处理制程的时间为0.5小时至50小时。

在本发明的一实施例中，金属管的材料包括铁、铜、铝或不锈钢。

本发明的芳香族聚酯纤维由上述芳香族聚酯纤维的制造方法制成，芳香族聚酯纤维的纤维强度为20g/d至25g/d，伸度为1％至4％。

基于上述，本发明提供一种芳香族聚酯纤维及其制造方法，于纺口端设置缓冷区，使芳香族聚酯纤维的生产更容易达成。此外，复卷采用低张力，并于复卷时施用上油剂，以大幅改善热处理后的沾黏现象。另一方面，透过四阶段进行逐步升温技术，可有效地提升纤维强度及伸度，达到物性优化的效果。

附图说明

无

具体实施方式

以下，将详细描述本发明的实施例。然而，这些实施例为例示性，且本发明揭露不限于此。

在本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中说明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。

本发明提供一种芳香族聚酯纤维的制造方法，包括以下步骤。将芳香族聚酯树脂进行加热熔融制程，于纺丝制程中，使纱线经过设置于纺口端的缓冷区，经上油剂及一对罗拉后，将纱线收卷于纸管上。之后，将纱线复卷于金属管上，复卷时施用上油剂。接下来，以四阶段进行逐步升温，对纱线进行热处理制程。最后，将经热处理制程的纱线复卷于纸管上。

在本实施例中，加热熔融制程的温度例如是280℃至320℃。缓冷区的温度例如是280℃至320℃，缓冷区的长度例如是10mm至110mm，较佳例如是70mm。由于芳香族聚酯分子具有方向性，纺丝过程中，纱线经纺口后，若温差大，则会导致纤维快速冷却。本发明于纺口端设置缓冷区，可使芳香族聚酯纤维生产较易达成，改善纺丝性。

在本实施例中，上油剂可包括聚硅氧烷类油剂。金属管的材料可包括铁、铜、铝或不锈钢。纱线复卷于金属管上的复卷张力例如是0至10cN，较佳例如是0至3cN。透过采用低张力复卷，并于复卷时施加上油剂，可大幅改善纱线因热处理后的沾黏现象。

在本实施例中，不同于习知技术所采取的二阶段升温技术，而是采用四阶段温热处理条件。更详细而言，四阶段进行逐步升温可由220℃升温至320℃，例如可包括：第一阶段，以温度240℃处理3小时；第二阶段，以温度265℃处理14小时；第三阶段，以温度280℃处理7小时；以及第四阶段，以温度300℃处理7小时。热处理制程的时间约为0.5小时至50小时。透过此四阶段升温技术，可有效地提升纤维强度及伸度，达到物性优化的效果。透过本发明的芳香族聚酯纤维的制造方法制成的芳香族聚酯纤维，纤维强度例如是20g/d至25g/d，伸度例如是1％至4％。

以下，藉由实验例来详细说明上述本发明所提出的芳香族聚酯纤维及其制造方法。然而，下述实验例并非用以限制本发明。

实验例

为了证明本发明所提出的芳香族聚酯纤维及其制造方法，可有效地提升纤维强度及伸度，达到物性优化的效果，以下特别作此实验例。

制备芳香族聚酯纤维

纺丝

本发明选用上野化学LCP液晶树脂原料A系列，树脂特色黏度(intrinsicviscosity)为5dL/g至7dL/g，熔点温度280℃至320℃，树脂于120℃下干燥8小时，喷丝板长径比L/D＝2至4，喷丝板下方设置缓冷区，缓冷区的长度为10mm至110mm，缓冷区温度则为280℃至320℃之间，缓冷区后设置侧吹风区域，冷却纱线，纱线经油嘴上油，再经卷取轮(GR1、GR2)卷绕后，以卷机卷绕收卷，卷机卷速2,000m/min至1,500m/min。

复卷

初生纤维经复卷机台，以低张力<10cN复卷于金属制管上，较佳为3cN以下，并于复卷过程中，采用防沾黏油剂进行涂布，此处的防沾黏油剂为含有聚硅氧烷类油剂，避免纱线因长时间高温制程的固态聚合，导致纤维产生熔黏现象产生，影响后续纱线解舒情况。

固态聚合

为提高初生纤维强度，初生纤维复卷于金属制管后，置入氮气烘箱，采用30NL/min通入30min至1h，采阶段性升温，温度较佳为纱线熔点温度Tm-40℃至Tm-60℃，随固态聚合时间增加，逐步提高固态聚合温度，最高温不超过320℃，固态聚合时间，为提高纤维分子量，即强度及伸长率，最高达较佳温度3小时以上，更佳为10小时以上，另外随温度及时间增加，强度及伸长率随固态聚合反应趋缓，而达到一定范围，为顾及生产性，固态聚合较佳时间为50小时以下，固态聚合后，自然降温，取出纱线。

实施例1

为采上述纱线制作方式，纱线未经固态聚合，初生纤维强度为9.6g/d，伸度为1.8％。

实施例2

采用实施例1的纤维，纱线经固态聚合240℃3h→265℃21h，纤维强度为18g/d，伸度为2.99％。

实施例3

采用实施例1的纤维，纱线经固态聚合240℃3h→265℃14h→280℃7h，纤维强度为21g/d，伸度为3.49％。

实施例4

采用实施例1的纤维，纱线经固态聚合240℃3h→265℃14h→280℃7h→300℃7h，纤维强度为25.3g/d，伸度为3.82％。

实施例5

采用实施例1的纤维，纱线经固态聚合240℃3h→265℃14h→280℃7h→310℃12h，纤维强度为22.4g/d，伸度为3.62％。

表1 LCP纱线固态聚合试验结果

由以上表1可得知，初生纤维经二阶段升温(参考实施例2)，强度由9.6提升至18.0g/d，伸度由1.88提升至2.99％。初生纤维经三阶段升温(参考实施例3)，强度由9.6提升至21.0g/d，伸度由1.88提升至3.49％。初生纤维经四阶段升温(参考实施例4)，强度由9.6提升至25.3g/d，伸度由1.88提升至3.82％。初生纤维经四阶段升温(参考实施例5)，强度由9.6提升至22.4g/d，伸度由1.88提升至3.62％。然而，由于第四阶段温度过高，导致固聚效果较实施例4差，即强度及伸度皆略下降。

综上所述，本发明提供一种芳香族聚酯纤维及其制造方法，于纺口端设置缓冷区，使芳香族聚酯纤维的生产更容易达成，改善纺丝性。此外，复卷采用低张力，并于复卷时施用上油剂，以大幅改善热处理后的沾黏现象。另一方面，透过四阶段进行逐步升温技术，可有效地提升纤维强度及伸度，达到物性优化的效果。透过本发明的芳香族聚酯纤维的制造方法制成的芳香族聚酯纤维，纤维强度例如是20g/d至25g/d，伸度例如是1％至4％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。