一種合金聚酯纖維及其生產方法
2023-05-06 22:10:16 2
專利名稱：一種合金聚酯纖維及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種合金聚酯纖維及其生產方法。
背景技術：
聚酯纖維具有物理機械性能好，彈性模量高，耐熱性能好，易洗快幹，抗皺性強和成本較低等優點，在合成纖維中應用最廣。雖然聚酯具有優良的物理力學性能和綜合服用性能，但是普通聚酯的分子鏈緊密斂集，結晶度和取向度較高，極性較小，缺乏親水性，在聚酯的曲折長鏈分子間沒有可適當容納染料分子的間隙，因此染料粒子不易透入纖維，其染色性差，可使用染料的種類少，聚酯纖維只能採用分散染料高溫染色的方法進行染色，一般的染色溫度在130度左右，而且是在較高的壓力下染色。像棉、毛、麻和絹等天然纖維的染色溫度較低，在高溫及高壓的染色處理條件下，會產生嚴重的黃變及強度的大幅下降，使得聚酯與天然纖維等混紡或混用方面受到很大的限制。
發明內容
本發明的目的在於提供一種適合常溫常壓分散可染的合金聚酯纖維及生產該纖維的方法。本發明的技術解決方案是一種合金聚酯纖維，該合金聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纖維，合金聚酯纖維中聚對苯二甲酸乙二醇酯成分所佔的重量比率為 60% 80%，聚對苯二甲酸丁二醇酯成分所佔的重量比率為20% 40%。該合金聚酯纖維經差示掃描量熱儀測定，只有1個熔點峰，且熔點範圍是235°C 2500C ；測定條件為升溫速度16°C /min，測試溫度範圍20°C 280°C。該纖維可以是DT延伸纖維，在測定條件為98°C X30min的前提下，纖維的沸收範圍(沸水收縮率)為5% 10%;在測定條件為160°C X15min的前提下，纖維的幹收範圍 (乾熱收縮率)為5% 12%。該纖維也可以是DTY假捻加彈纖維，在測定條件為98°C X 30min的前提下，纖維的沸收範圍為5% 10% ；在測定條件為160°C X15min的前提下，纖維的幹收範圍為8% 15%。所述DT延伸纖維經動態機械分析儀DMA測定，其內耗角正切值log δ的峰值溫度 Tmax範圍為110°C 147°C ；測試條件為應力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為5°C / min。所述DTY假捻加彈纖維經動態機械分析儀DMA測定，其內耗角正切值log δ的峰值溫度Tmax範圍為110°C 147°C;測試條件為應力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為 5°C /min。本發明的合金聚酯纖維的生產方法，包括如下步驟
(1)使用多段式二軸混煉機將聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯按60/40 80/20比例進行混煉得到合金聚酯切片；混煉條件固體輸送段溫度範圍是 170 230°C，熔融段的溫度範圍是270 ^KTC，熔體輸送段及混煉段的溫度範圍是210 230°C，機頭溫度範圍是280 290°C，混煉時通過熔融區的兩個排氣孔進行抽真空，真空度小於 2000Pa ；(2)將合金聚酯切片乾燥後經過螺杆熔融擠壓，螺杆有3 5段，各段的溫度為 275°C ^5°C，然後經計量泵精確計量後送入紡絲組件，通過噴絲板擠出定形、側吹風冷卻固化，再經給油處理及羅拉的拉伸、網絡噴嘴，最後通過卷繞裝置卷繞定形，卷取速度為 2500 7000m/min的中高速卷取後取得合金聚酯的預取向纖維POY ；( 再將合金聚酯的預取向纖維POY進行延伸加工製成延伸纖維DT或進行假捻加工製得高彈纖維或低彈纖維DTY。具體是將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分別進行乾燥，控制水分率在IOOppm以下；然後將兩種切片按照一定的比率進行混煉，其中聚對苯二甲酸乙二醇酯所佔的重量比率為60% 80%，聚對苯二甲酸丁二醇酯所佔的重量比率為20% 40%。在進行混煉時兩種切片分別經過不同的餵料裝置進行計量，精確計量後的切片進入混煉機進行混煉，在混煉機上有兩個區域進行抽真空脫水，真空度小於 2000Pa。混煉條件為固體輸送段溫度範圍是170 230°C ；熔融段的溫度範圍是270 2900C ；熔體輸送段及混煉段的溫度範圍是210 230°C ；機頭溫度範圍是280 290°C。 吐出的聚合物經水槽冷卻後進入切粒機，切粒後就得到了合金聚酯切片。然後將合金聚酯切片乾燥後經過螺杆熔融擠壓，螺杆有3 5段，各段的溫度為 275°C ^5°C，然後經計量泵精確計量後送入紡絲組件，通過噴絲板擠出定形、側吹風冷卻固化，再經給油處理及羅拉的拉伸、網絡噴嘴，最後通過卷繞裝置卷繞定形，卷取速度為 2500 7000m/min的中高速卷取後取得合金聚酯的預取向纖維(POY)，再將預取向纖維進行延伸加工製成延伸纖維(DT)或進行假捻加工製得高彈纖維或低彈纖維。所得到的合金聚酯纖維經差示掃描量熱儀測定，只有1個熔點峰，且熔點範圍是 235 250"C。當加工後DT延伸纖維或DTY假捻加彈纖維的沸收範圍為5% 10%，幹收範圍為 5% 15%。當加工後DT延伸纖維或DTY假捻加彈纖維經動態機械分析儀(DMA)測定，其內耗角正切值(IogS)的峰值溫度(Tmax)範圍為110°C 147°C。用所得DT延伸纖維或DTY假捻加彈纖維做成編物或織物，該編物或織物在 980C X30min的染色條件下，以對質重為2% owf的陽離子染料進行染色，染料的上染率為 97%以上，染色堅牢度在4級以上；以對質重為10% owf的陽離子染料進行深色染色時，染料的上染率也在90%以上，染色堅牢度也都在3 4級以上。本發明的合金聚酯纖維具有常溫常壓分散可染的特性，可以較好的與棉、毛、絲等天然纖維及適合低溫染色的尼龍等化纖混用或混紡加工，也可以進行單獨加工，加工得到編物或織物具有很好的染色效果，而且耐熱性和手感方面也有改善，可以增加聚酯纖維在衣料方面的使用範圍，以獲得風格多樣的服用面料。本發明中的一些測試方法說明如下
上染率測定方法測試儀器分光光度計。測試方法染色前的染液用分光光度計測試，染液的吸收率為A，染色結束後的染液用分光光度計測試，染液的吸收率為B，則上染率為(A-B)/A X 100%。染色堅牢度測定方法A)洗滌堅牢度根據TRS 2006A中A-2的測試標準肥皂5g/L，液量100ml，容量 550士50ml，溫度50士2°C，旋轉時間為30min。處理後的樣品以不高於60°C的環境中乾燥， 試驗片試驗前後顏色的變化和添付布的汙染與灰色分級卡進行比較區分等級。B)耐光堅牢度a)試料的製作①試料布的場合選取IcmX 6cm以上的試驗片1塊。②試料紗的場合在長邊方向以均一的厚度平行的卷進lcmX6cm以上的厚紙。b)測試條件及判斷根據TRS 2008A的測試標準試樣在溫度為63士3°C，溼度為 50%以下的條件下，經過紫外線的照射，因判斷級別不同，分別照射池 40h，光照射過樣品和未照射樣品的顏色變化與藍色標準分級卡的光照射部和未照射部色的變化進行比較， 對變退色的程度進行等級區分。C)差示掃描量熱儀測定方法(1)測試設備TA公司的QlOO型(熱流型)(2)測試條件測試溫度曲線如附圖所示D)動態機械分析儀(DMA)測定方法(1)測試設備動態機械分析儀(TA公司)型號Q800(2)測試條件溫度室溫 200°C ；升溫速率3°C /min ；振幅10 μ m頻率IlOHz；張力0. 15(gf/d)；纖度:300dtex泊松比0· 35 ；測試時長度10 20_Mode 應力一定(長度變化)
附圖為差示掃描量熱儀測定時的測試溫度曲線。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1 將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分別進行乾燥，乾燥設備為轉鼓型真空乾燥機，乾燥條件都為150°C Χ ι，乾燥後聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水分為32ppm，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的水分為30ppm，然後將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)重量比為70 30的比率進行混煉。 兩種切片分別經過不同的餵料裝置進行計量，精確計量後的切片進入混煉機混煉，總吐出量為15kg/h ；在熔融段有兩個區域進行抽真空脫水，真空度分別為11001 和lOOOPa。混煉條件為固體輸送段溫度範圍是200°C ；熔融段的溫度範圍是觀01；熔體輸送段及混煉段
5的溫度範圍是220°C ；機頭溫度範圍是285°C。吐出的聚合物經水槽冷卻後進入切粒機，切粒後就得到了合金聚酯切片。將該合金聚酯切片在150°C的乾燥條件下用轉鼓乾燥機乾燥8h，水分為38ppm，乾燥後切片投入螺杆擠出機，經過螺杆擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，通過圓形吐出孔的噴絲板擠出定形、側吹風冷卻固化，再經給油處理及1和2兩羅拉間的延伸、網絡噴嘴，最後通過卷取裝置卷取得成品。螺杆擠出機的熔融擠壓過程設有5段加熱區，各區的加熱溫度設定為270°C、275°C、280°C、285°C、290°C;紡絲箱體溫度設定為290°C。以3000m/ min的速度卷取，得到預取向聚酯纖維(POY)。POY經過延伸加工，熱羅拉溫度為1HT/2HT :90/160°C，延伸倍率為1. 45倍，卷取速度為 600m/mino成品纖維的物性纖維的熔點為243°C，纖維的纖度為84T，單絲纖度1. 75T，強度為3.65cN/dteX，伸度為39.5%，U% (H)(條幹不勻率)為0. 35，沸收為4. 9%，幹收為 8. 9%。用該纖維做成織物或編物後，手感柔軟，常溫常壓可染，染色堅牢度為4級，耐光堅牢度為4級以上。實施例2 POY生產方法同實施例1。POY進假捻加工，1熱板的溫度155°C，二熱板溫度為常溫，延伸倍率為1. 40倍，假捻盤的轉速為735rpm/min，卷取速度為500m/min。成品纖維的物性纖維的熔點為243°C，纖維的纖度為84T，單絲纖度1. 75T，強度為3.75cN/dteX，伸度為25.5%，U% (H)(條幹不勻率)為0.4，沸收為6.7%，幹收為 10. 5 %。用該纖維做成織物或編物後，手感柔軟，常溫常壓可染，染色堅牢度為4級，耐光堅牢度為4級以上。實施例3 將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分別進行乾燥，乾燥設備為轉鼓型真空乾燥機，乾燥條件都為150°C Χ ι，乾燥後聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水分為32ppm，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的水分為30ppm，然後將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)重量比為60% 40%的比率進行混煉。兩種切片分別經過不同的餵料裝置進行計量，精確計量後的切片進入混煉機混煉，總吐出量為15kg/h ；在熔融段有兩個區域進行抽真空脫水，真空度分別為1100 和lOOOPa。混煉條件為固體輸送段溫度範圍是200°C ；熔融段的溫度範圍是觀01；熔體輸送段及混煉段的溫度範圍是220°C;機頭溫度範圍是285°C。吐出的聚合物經水槽冷卻後進入切粒機， 切粒後就得到了合金聚酯切片。將該合金聚酯切片在150°C的乾燥條件下用轉鼓乾燥機乾燥他，水分為38ppm，乾燥後切片投入螺杆擠出機，經過螺杆擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，通過圓形吐出孔的噴絲板擠出定形、側吹風冷卻固化，再經給油處理及1和2兩羅拉間的延伸、網絡噴嘴，最後通過卷取裝置卷取得成品。螺杆擠出機的熔融擠壓過程設有5段加熱區，各區的加熱溫度設定為270°C、275°C、280°C、285°C、290°C;紡絲箱體溫度設定為290°C。以3000m/ min的速度卷取，得到預取向聚酯纖維(POY)。POY經過延伸加工，熱羅拉溫度為1HT/2HT :90/160°C，延伸倍率為1. 45倍，卷取速度為 600m/mino 成品纖維的物性纖維的熔點為235°C，纖維的纖度為56T，單絲纖度2. 3T，強度為 3. 55cN/dtex，伸度為40. 5%，U% (H)(條幹不勻率)為0. 32，沸收為9. 5%，幹收為12. 0%。 用該纖維做成織物或編物後，手感柔軟，常溫常壓可染，染色堅牢度為4級，耐光堅牢度為4 級以上。
權利要求
1.一種合金聚酯纖維，其特徵是該合金聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纖維，合金聚酯纖維中聚對苯二甲酸乙二醇酯成分所佔的重量比率為60% 80%，聚對苯二甲酸丁二醇酯成分所佔的重量比率為20% 40%。
2.根據權利要求1所述的合金聚酯纖維，其特徵是該合金聚酯纖維經差示掃描量熱儀測定，只有1個熔點峰，且熔點範圍是235°C 250°C ；測定條件為升溫速度16°C /min, 測試溫度範圍20°C ^0°C。
3.根據權利要求1或2所述的合金聚酯纖維，其特徵是該纖維是DT延伸纖維， 在測定條件為98°C X30min的前提下，纖維的沸收範圍為5 % 10% ；在測定條件為 1600C X15min的前提下，纖維的幹收範圍為5% 12%。
4.根據權利要求1或2所述的合金聚酯纖維，其特徵是該纖維是DTY假捻加彈纖維，在測定條件為98°C X30min的前提下，纖維的沸收範圍為5% 10% ；在測定條件為 1600C X15min的前提下，纖維的幹收範圍為8% 15%。
5.根據權利要求3所述的合金聚酯纖維，其特徵是所述DT延伸纖維經動態機械分析儀DMA測定，其內耗角正切值IogS的峰值溫度Tmax範圍為110°C 147°C ；測試條件為 應力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為5°C /min。
6.根據權利要求4所述的合金聚酯纖維，其特徵是所述DTY假捻加彈纖維經動態機械分析儀DMA測定，其內耗角正切值log δ的峰值溫度Tmax範圍為110°C 147°C;測試條件為應力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為5°C /min。
7.—種權利要求1所述的合金聚酯纖維的生產方法，其特徵是包括如下步驟(1)使用多段式二軸混煉機將聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯按 60/40 80/20比例進行混煉得到合金聚酯切片；混煉條件固體輸送段溫度範圍是170 230°C，熔融段的溫度範圍是270 290°C，熔體輸送段及混煉段的溫度範圍是210 230°C，機頭溫度範圍是280 290°C，混煉時通過熔融區的兩個排氣孔進行抽真空，真空度小於 2000Pa ；(2)將合金聚酯切片乾燥後經過螺杆熔融擠壓，螺杆有3 5段，各段的溫度為 275°C ^5°C，然後經計量泵精確計量後送入紡絲組件，通過噴絲板擠出定形、側吹風冷卻固化，再經給油處理及羅拉的拉伸、網絡噴嘴，最後通過卷繞裝置卷繞定形，卷取速度為 2500 7000m/min的中高速卷取後取得合金聚酯的預取向纖維POY ；(3)再將合金聚酯的預取向纖維POY進行延伸加工製成延伸纖維DT或進行假捻加工製得高彈纖維或低彈纖維DTY。
全文摘要
本發明公開了一種合金聚酯纖維及其生產方法；該合金聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纖維，合金聚酯纖維中聚對苯二甲酸乙二醇酯成分所佔的重量比率為60％～80％，聚對苯二甲酸丁二醇酯成分所佔的重量比率為20％～40％。該聚酯纖維經差示掃描量熱儀測定，只有1個熔點峰，且熔點範圍是235℃～250℃。本發明合金聚酯纖維具有常溫常壓分散可染的特點，可以較好的與棉、毛、絲等天然纖維及適合低溫染色的尼龍等纖維混用或混紡，具有很好的染色效果，而手感柔軟，可以獲得風格多樣的服用面料。
文檔編號D01D5/08GK102453978SQ20101055066
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者倪春健, 曹健, 望月克彥 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司