CN101054741A - 全消光聚酯纤维的生产方法 - Google Patents

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马建平
陈策
张玲
曹正秋
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Abstract

本发明涉及合成纤维生产领域的全消光聚酯纤维的生产方法。它以普通半消光或者大有光聚酯切片为主要生产原料，使用皮芯式或海岛型复合纺丝组件进行熔融纺丝，原料切片被分成两种或两种以上组分，加料时仅向其中一种组分当中添加全消光母粒，利用常规的POY和DTY生产工艺即可生产出全消光聚酯纤维。该方法不仅母粒的绝对添加量大幅度减少，大大降低了全消光聚酯纤维的生产成本；而且还能有效克服传统母粒法所遇到的纺丝困难的技术难题，延长预过滤器和纺丝组件的使用寿命，使得现有复合纺丝生产线无须进行大的改造即可开发生产全消光聚酯纤维，满足高档织物对改善表面光泽的更高要求。

Description

全消光聚酯纤维的生产方法
技术领域
本发明涉及聚酯纤维，尤其涉及全消光聚酯纤维的生产方法，属于合成纤维生产技术领域。
背景技术
传统的普通半消光聚酯纤维所加工成的衣服，由于表面光泽比较明显，表面腊质感强，难以应用到休闲服饰以及高档服装上。而全消光聚酯纤维，它在普通聚酯纤维的基础之上通过物理改性，添加高含量的消光剂，使纤维及织物具备光泽柔和、悬垂性高、遮蔽性能强等特点。随着生活潮流向休闲、舒适、随意方向发展，全消光聚酯纤维引起业内人士更多的关注，其生产方法进一步被研究和开发。
据国内外文献报道：绍兴兴虹化纤工业有限公司余泽恩等人采用纺前注射法生产涤纶全消光FDY；Park等人发明了把TPA和EG在Sb2O3催化作用下加入TiO2和碱，先生产低聚体，进而生产全消光聚酯纤维；Ezuka发明了一种含有TiO2的消光聚酯纤维丝，这种消光聚酯纤维丝由熔体纺丝聚酯纤维构成，其中TiO2的含量≥1％；Yamada等人发明了一种TiO2含量为1.5-4.0％的消光可着色纤维，同时发明了一种由热塑性树脂构成的纤维，加入1.0％的TiO2可以减少透光性；厦门翔鹭化纤股份有限公司陈耀南发明了一种以全消光聚酯切片为岛组分、以水溶性聚酯切片为海组分进行全消光海岛纤维FDY/POY的生产方法。
总之，现有技术中生产全消光聚酯纤维可分为两种方法，一种是母粒法，另一种是全消光切片法。前者是通过添加装置，在常规聚酯纤维生产线的基础上采用传统的添加母粒的方法，向纺丝切片中整体添加全消光母料，从而生产出全消光聚酯纤维。由于全消光纤维中TiO2的有效质量添加量需要超过2.5％才能达到全消光效果，因此这种方法母粒使用量较大。由于母粒多为进口产品，生产成本较高；而且，较高的母粒添加量必然会引起纺丝困难，无机粒子团聚几率上升，纺丝预过滤器及纺丝组件的使用寿命降低。第二种方法中切片原料是全消光聚酯切片，经过熔融纺丝获得全消光纤维。目前采用这种方法生产全消光纤维的厂家逐渐增多，然而全消光切片总的市场需求并不大，与大容量聚酯生产装置的常规产能之间存在矛盾，导致全消光切片很难实现长期连续生产，装置需要频繁转产，这不仅增加了全消光切片的各种生产成本，且各个批次的全消光切片必然会存在内在质量上的差异，给纺丝厂造成困难。此外，这种方法还存在一个弊端，即：全消光切片中消光剂TiO2的含量不易根据用户需求进行灵活调整。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种全消光聚酯纤维的生产方法。
实现本发明目的的技术方案是：全消光聚酯纤维的生产方法，以普通半消光聚酯切片为主要生产原料，通过加入全消光母粒进行熔融纺丝，从而生产出全消光聚酯纤维，其中，熔融纺丝过程使用复合纺丝组件，相应地，原料切片被分成两种或两种以上组分，加料过程中仅向其中一种组分当中添加全消光母粒。
进一步实现本发明目的的技术方案是：全消光聚酯纤维的生产方法，以普通半消光聚酯切片为主要生产原料，通过加入全消光母粒进行熔融纺丝，从而生产出全消光聚酯纤维，其中，熔融纺丝过程使用皮芯式复合纺丝组件，相应地，原料切片被分成两种组分，加料过程中仅向皮层组分当中添加全消光母粒。
进一步实现本发明目的的另外一种技术方案是：全消光聚酯纤维的生产方法，以普通半消光聚酯切片为主要生产原料，通过加入全消光母粒进行熔融纺丝，从而生产出全消光聚酯纤维，其中，熔融纺丝过程使用海岛型复合纺丝组件，相应地，原料切片被分成两种组分，加料过程中仅向海组分当中添加全消光母粒。
本发明的技术效果主要体现在：这种生产方法中，全消光母粒的绝对添加量大幅度减少，能够有效克服现有技术中因全消光母粒使用比例高而造成的纺丝困难的技术难题，延长了预过滤器和纺丝组件的使用寿命，使现有纺丝生产线能够开发生产全消光聚酯纤维，满足高档织物对改善表面光泽的更高要求；其次，与常规的母粒法生产全消光纤维技术相比，本发明生产成本大幅度降低，以采用皮芯组件为例，当皮层与芯层组分百分比各占50.0％、所添加的全消光母粒TiO2消光剂占皮层重量比例达5.0％时(即占全消光皮芯复合纤维质量比为2.5％)，所以采用本专利方法生产复合全消光纤维可比常规生产工艺降低成本50％，且制得的织物光泽柔和、悬垂性高、遮蔽性强，消光效果及各项物理指标均达到或优于市场同类产品的水平。
具体实施方式
本发明将复合纺丝技术与母粒法生产全消光聚酯纤维有机结合起来，利用皮芯、海岛等类型的复合纺丝组件，以普通半消光或大有光聚酯(PET)切片为主要生产原料，通过添加全消光母粒，经过熔融纺丝，从而生产出全消光聚酯纤维。
本发明的主要特点是：进入皮芯或者海岛结构的复合纺丝组件的两种成分均以普通半消光聚酯切片为主要原料，只在复合纤维的皮层组分或者海组分当中添加全消光母粒。母粒的添加方法和添加量与现有技术类似，整个纺丝过程以复合纺丝工艺为基础，根据各个组分的原料切片的组成和配比进行针对性的调整，生产出消光剂主要分布在纤维外层的“复合式”全消光聚酯纤维。由于全消光母粒的绝对添加量大幅度减少，所以生产成本大为降低，并且能够有效克服传统母粒法所遇到的纺丝困难的技术难题，增加了预过滤器和纺丝组件的使用寿命，使得现有复合纺丝生产线无须进行大的改造即可开发生产全消光聚酯纤维，满足高档织物对改善表面光泽的更高要求。
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步说明。这些例子仅是一些应用范例，本发明要求保护的权利范围并不受其限制。
实施例1：
利用皮芯式复合纺丝组件进行熔融纺丝，芯组分全部采用TiO2含量为0.2％-0.5％的半消光PET切片，皮层组分中占其97.5％的亦为上述半消光PET切片、余下的2.5％则为含TiO2 50％的日本大油墨公司进口全消光母粒，皮层组分的总量占所有原料切片的30％。纺丝工艺过程是：切片输送→干燥→母粒添加装置计量混合→螺杆挤压机→熔体过滤器→纺丝箱体→计量泵→喷丝板组件→侧吹风→冷却→卷绕。纺丝温度控制在290～295℃，纺丝速度为3000～4000m/min，获得全消光POY卷绕丝。POY卷绕丝进一步经过双区热拉伸，加工成为DTY，拉伸倍数1.58～1.72，变形热箱的温度控制在190～220℃，定型热箱的温度控制在180～220℃，加工速度控制在500～600m/min。制得的全消光DTY丝，其消光效果及各项物理指标均达到市场同类产品的水平(复合全消光POY及DTY物理指标见表1，下同)。
实施例2：
同实施例1，其中皮层组分加入5.0％的全消光母粒。
实施例3：
同实施例1，其中皮层组分的总量占所有原料切片的20％。
实施例4：
同实施例3，其中皮层组分加入5.0％的全消光母粒。
实施例5：
同实施例1，其中皮层组分的总量占所有原料切片的50％。
实施例6：
同实施例5，其中皮层组分加入5.0％的全消光母粒。
实施例7：
同实施例1，其中纺丝组件采用海岛型复合纺丝组件，海组分当中加入2.5％的全消光母粒。
实施例8：
同实施例7，其中海组分加入5.0％的全消光母粒。
表1  复合全消光POY及DTY物理指标
实施例   POY   DTY
  强度(cn/dtex)   伸长(％)   强度(cn/dtex)   伸长(％)
  实施例1   1.77   115.80   3.30   25.51
  实施例2   1.82   132.99   3.49   35.06
  实施例3   1.82   118.20   3.57   31.56
  实施例4   1.80   117.64   3.25   26.71
  实施例5   1.80   128.20   3.46   31.20
  实施例6   1.82   133.64   3.23   26.93
  实施例7   1.82   132.45   3.25   28.24
  实施例8   1.80   129.53   3.21   27.65
结果表明：利用本发明技术方案生产的全消光聚酯纤维，其消光度达到市场上用户要求的消光效果，同样的消光效果下，母粒的使用量大大降低，与常规母粒法生产全消光纤维相比，母粒成本可以减少50％以上。当皮层PET比例为50％、皮层组分中全消光母粒的添加量为5.0％时，母粒的生产成本与市场上常规全消光产品相当，但纤维的消光效果明显优于市场同类产品的水平，且纤维的各项物理指标合格，可以满足后道用户的生产要求。

Claims (7)

1.全消光聚酯纤维的生产方法，以普通半消光聚酯切片为主要生产原料，通过加入全消光母粒进行熔融纺丝，从而生产出全消光聚酯纤维，其特征在于：熔融纺丝过程使用复合纺丝组件，相应地，原料切片被分成两种或两种以上组分，加料过程中仅向其中一种组分当中添加全消光母粒。
2.根据权利要求1所述的全消光聚酯纤维的生产方法，其特征在于：所述复合纺丝组件是皮芯组件，全消光母粒被加入到皮层组分当中。
3.根据权利要求1所述的全消光聚酯纤维的生产方法，其特征在于：所述复合纺丝组件是海岛组件，全消光母粒被加入到海组分当中。
4.根据权利要求2所述的全消光聚酯纤维的生产方法，其特征在于：利用皮芯式复合组件进行熔融纺丝，芯组分全部采用TiO2质量含量为0.2-0.5％的半消光聚酯切片，皮层组分由该半消光聚酯切片以及全消光母粒混合而成，全消光母粒占皮层组分质量的2.5-5.0％，皮层组分的总质量占所有原料切片质量的20-50％，纺丝温度为290～295℃、纺丝速度为3000～4000m/min，制成全消光POY卷绕丝。
5.根据权利要求4所述的全消光聚酯纤维的生产方法，其特征在于：所述POY卷绕丝再经过双区热拉伸加工成为DTY丝，拉伸倍数1.58～1.72，变形热箱的温度为190～220℃，定型热箱的温度为180～220℃，加工速度为500～600m/min。
6.根据权利要求3所述的全消光聚酯纤维的生产方法，其特征在于：利用海岛型复合纺丝组件进行熔融纺丝，岛组分全部采用TiO2质量含量为0.2％-0.5％的半消光聚酯切片，海组分由该半消光聚酯切片以及全消光母粒混合而成，全消光母粒占皮层组分质量的2.5％-5.0％，皮层组分的总质量占所有原料切片质量的20％-50％，纺丝温度为290℃～295℃、纺丝速度为3000m/min～4000m/min，制成全消光POY卷绕丝。
7.根据权利要求6所述的全消光聚酯纤维的生产方法，其特征在于：所述POY卷绕丝再经过双区热拉伸加工成为DTY丝，拉伸倍数1.58～1.72，变形热箱的温度为190～220℃，定型热箱的温度为180～220℃，加工速度为500～600m/min。
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