CN101377025A - 常温常压阳离子可染改性聚酯长丝及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种常温常压阳离子可染改性聚酯长丝及生产该长丝的方法，该长丝是常温常压阳离子可染的聚酯长丝，该聚酯长丝的横截面为圆形或异型，单丝纤度为1.5～5.0旦。生产方法主要包括：将改性聚酯切片干燥、熔融挤压，通过异形喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及网络喷嘴，最后通过卷绕装置卷绕定形得到成品或半成品，半成品再经过延伸加工。本发明产品具有常温常压阳离子可染的特点，可以较好的与棉、毛、丝等天然纤维及适合低温染色的尼龙等纤维混用或混纺，具有很好的染色效果，而手感柔软，可以获得风格多样的服用面料。

Description

常温常压阳离子可染改性聚酯长丝及生产方法

技术领域：

本发明涉及一种常温常压阳离子可染的改性聚酯长丝及其生产该长丝的方法。

背景技术：

聚酯纤维具有物理机械性能好，弹性模量高，耐热性能好，易洗快干，抗皱性强和成本较低等优点，在合成纤维中应用最广。

虽然聚酯具有优良的物理力学性能和综合服用性能，但是普通聚酯的分子链紧密敛集，结晶度和取向度较高，极性较小，缺乏亲水性，在聚酯的曲折长链分子间没有可适当容纳染料分子的间隙，因此染料粒子不易透入纤维，其染色性差，可使用染料的种类少，聚酷纤维只能采用分散染料载体染色、高温染色及热熔染色等方法。为了改善普通聚酯的染色问题，近几年国内外出现了阳离子可染的改性聚酯及用其生产的聚酯长丝或短丝，但是该改性纤维的染色条件与普通聚酯的染色条件基本相同，属于高温加压染色，一般的染色温度在130度左右，而且是在较高的压力下染色。像棉、毛、麻和绢等天然纤维的染色温度较低，在高温及高压的染色处理条件下，会产生严重的黄变及强度的大幅下降，使得聚酯与天然纤维等混纺或混用方面受到很大的限制。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种适合常温常压染色的改性聚酯长丝及其生产该长丝的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种常温常压阳离子可染改性聚酯长丝，其特征是：该长丝是常温常压可染的聚酯长丝，该聚酯长丝的横截面为圆形或异型，单丝纤度为1.5～5.0旦。

当横截面为异型时，异型度为1.5～4。

聚酯成分为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中改性基团有聚乙二醇和间苯二甲酸磺酸盐，其中聚乙二醇的聚合度为600～40000，重量比率为3％～15％，间苯二甲酸磺酸盐的比率为1％摩尔～6％摩尔。

本发明产品生产时，将上述改性聚酯切片在110℃～150℃的干燥温度下，干燥5h～20h，使得聚酯切片的水分小于80mmp。

将上述干燥切片进行熔融纺丝，可得到所述的常温常压可染的改性聚酯长丝。主要的加工条件如下：将干燥后的改性聚酯切片经过螺杆熔融挤压，螺杆有3～5段，各段的温度为270℃～300℃，然后经计量泵精确计量后送入纺丝组件，通过圆形或异型喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及罗拉的拉伸、网络喷嘴，最后通过卷绕装置卷绕定形，可以通过高速卷取直接得到成品高取向聚酯长丝(FDY)，卷取速度为3800～5500m/min；或者通过中高速卷取得预取向聚酯长丝(POY)，卷取速度为2000～3800m/min，再将预取向长丝进行假捻加工制得高弹丝或低弹丝，加工条件：第一热箱温度为140℃～180℃，第二热箱的温度为常温～160℃，延伸倍率为1.4～2.5。喷丝板吐出孔的形状为圆形、扁平或三叶～八叶形。

由于改性聚酯中加入了聚乙二醇(PEG)和间苯二甲酸磺酸盐(SSIA)成分，使聚酯长丝的染色性能得到了大幅的提升，同时使聚酯长丝的柔软性也得到提升。引入的间苯二甲酸磺酸盐基团上的金属离子易于阳离子染料中的阳离子交换，使得染料分子以离子键的形式牢牢地结合在聚酯分子上，染色性能得以提高；同时引入的聚乙二醇(PEG)成分，能破坏PET分子链的规整性，降低PET的结晶速度和结晶度，柔软性能提升，同时聚酯长丝的光泽也变得柔和。

发明的聚酯长丝具有阳离子常温常压可染的特性，可以较好的与棉、毛、丝等天然纤维及适合低温染色的尼龙等化纤混用或混纺加工，也可以进行单独加工，加工得到编物或织物具有很好的染色效果，而且光泽和手感方面也有改善，可以增加聚酯纤维在衣料方面的使用范围，以获得风格多样的服用面料。

用所得聚酯长丝的编物或织物在98℃×30min的染色条件下，以对质中为2％owf的阳离子染料进行染色，染料的上染率为97％以上，染色坚牢度在4级以上；以对质中为10％owf的阳离子染料进行深色染色时，染料的上染率也在90％以上，染色坚牢度也都在3～4级以上。

上染率测定方法：测试仪器：分光光度计。测试方法：染色前的染液用分光光度计测试，染液的吸收率为A，染色结束后的染液用分光光度计测试，染液的吸收率为B，则上染率为(A-B)/A×100％。

染色坚牢度测定方法：

A)洗涤坚牢度：根据TRS2006A中A-2的测试标准：肥皂5g/L，液量100ml，容量550±50ml，温度50±2℃，旋转时间为30min。处理后的样品以不高于60℃的环境中干燥，试验片试验前后颜色的变化和添付布的污染与灰色分级卡进行比较区分等级。

B)耐光坚牢度：

a)试料的制作：①试料布的埸合选取1cm×6cm以上的试验片1块。

              ②试料纱的埸合在长边方向以均一的厚度平行的卷进1cm×6cm以上的厚纸。

b)测试条件及判断：根据TRS2008A的测试标准：试样在温度为63±3℃，湿度为50％以下的条件下，经过紫外线的照射，因判断级别不同，分别照射3h～40h，光照射过样品和未照射样品的颜色变化与蓝色标准分级卡的光照射部和未照射部色的变化进行比较，对变退色的程度进行等级区分。

异型度的测定方法：纤维截面在显微镜下放大到合适倍率，拍下照片后打印，测定截面的外接圆的半径R和内切圆的半径r，异形度就是R/r，一般测定5组后取平均。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例1：

将改性聚酯切片在120℃的干燥条件下用转鼓干燥机干燥11h，水分为52ppm，干燥后切片投入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的聚酯熔体，通过圆形吐出孔的喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及1和2两罗拉间的延伸、网络喷嘴，最后通过卷取装置卷取得成品。螺杆挤出机的熔融挤压过程设有5段加热区，各区的加热温度设定为270℃、275℃、280℃、285℃、290℃；纺丝箱体温度设定为290℃。1罗拉的速度为1700m/min，热辊的温度为100℃，罗拉与热辊上绕7.5圈，2罗拉的速度为4500m/min，热辊的温度为125℃，罗拉与热辊上绕6.5圈。最后以4500m/min的速度高速卷取，得到成品高取向聚酯长丝(FDY)。

所采用的改性聚酯成分为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中改性基团主要有聚乙二醇和间苯二甲酸磺酸盐，其中聚乙二醇的聚合度为800，重量比率为6％，间苯二甲酸磺酸盐的比率为3％摩尔。

成品物性：聚酯长丝的横截面为圆形，纤度为84T，单丝纤度1.5T，强度为2.75cN/dtex，伸度为29.5％，U％(H)(条干不匀率)为0.55，沸收为8.5。用该纤维做成织物或编物后，手感柔软，常温常压可染，染色坚牢度为3～4级，耐光坚牢度为4级。

实施例2：

将改性聚酯切片在130℃的干燥条件下用转鼓干燥机干燥8h，水分为43ppm，干燥后切片投入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的聚酯熔体，通过圆形吐出孔的喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及1和2两罗拉间的延伸、网络喷嘴，最后通过卷取装置卷取得成品。螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3段加热区，各区的加热温度设定为270℃、280℃、285℃；纺丝箱体温度设定为287℃。1罗拉的速度为1800m/min，热辊的温度为100℃，罗拉与热辊上绕7.5圈，2罗拉的速度为4500m/min，热辊的温度为125℃，罗拉与热辊上绕6.5圈。最后以4500m/min的速度高速卷取，得到成品高取向聚酯长丝(FDY)。

所采用的改性聚酯成分为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中改性基团主要有聚乙二醇和间苯二甲酸磺酸盐，其中聚乙二醇的聚合度为8000，重量比率为7％，间苯二甲酸磺酸盐的比率为5％摩尔。

成品物性：聚酯长丝的横截面为圆形，纤度为84T，单丝纤度1.5T，强度为2.95cN/dtex，伸度为25.5％，U％(H)(条干不匀率)为0.50，沸收为7.5。用该纤维做成织物或编物后，手感柔软，常温常压可染，染色坚牢度为3～4级，耐光坚牢度为4级。

实施例3：

将改性聚酯切片在130℃的干燥条件下用预结晶干燥机干燥15h，水分为45ppm，干燥后切片投入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的聚酯熔体，通过三角吐出孔的喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及网络喷嘴，最后通过卷取装置卷取得成品。螺杆挤出机的熔融挤压过程设有5段加热区，各区的加热温度设定为270℃、285℃、280℃、285℃、290℃；纺丝箱体温度设定为285℃。以2800m/min的速度中速卷取，得到预取向聚酯长丝(POY)；再经过假捻低弹加工，1热箱温度为160℃，2热箱的温度为140℃，延伸倍率为1.65。

所采用的改性聚酯成分为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中改性基团主要有聚乙二醇和间苯二甲酸磺酸盐，其中聚乙二醇的聚合度为4000，重量比率为10％，间苯二甲酸磺酸盐的比率为2％摩尔。

成品物性：聚酯长丝的横截面为三叶，异型度为2.0，纤度为84T，单丝数为36，强度为3.12cN/dtex，伸度为25.5％，U％(H)(条干不匀率)为0.60，沸收为9.1。用该纤维做成织物或编物后，手感柔软且常温常压可染，染色坚牢度和耐光坚牢度都为4级。

实施例4：

将改性聚酯切片在130℃的干燥条件下用预结晶干燥机干燥15h，水分为45ppm，干燥后切片投入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的聚酯熔体，通过六角吐出孔的喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及网络喷嘴，最后通过卷取装置卷取得成品。螺杆挤出机的熔融挤压过程设有5段加热区，各区的加热温度设定为270℃、285℃、280℃、285℃、290℃；纺丝箱体温度设定为290℃。以3000m/min的速度中速卷取，得到预取向聚酯长丝(POY)；再经过假捻高弹加工，1热箱温度为160℃，2热箱的温度为常温，延伸倍率为1.60。

所采用的改性聚酯成分为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中改性基团主要有聚乙二醇和间苯二甲酸磺酸盐，其中聚乙二醇的聚合度为20000，重量比率为14％，间苯二甲酸磺酸盐的比率为5％摩尔。

成品物性：聚酯长丝的横截面为六叶，异型度为1.7，纤度为84T，单丝数为24，强度为3.53cN/dtex，伸度为23.8％，U％(H)(条干不匀率)为0.43，沸收为14.3。用该纤维做成织物或编物后，手感柔软且常温常压可染，染色坚牢度和耐光坚牢度都为4级。

Claims (6)

1、一种常温常压阳离子可染改性聚酯长丝，其特征是：该长丝是常温常压可染的聚酯长丝，该聚酯长丝的横截面为圆形或异型，单丝纤度为1.5～5.0旦。

2、根据权利要求1所述的常温常压阳离子可染改性聚酯长丝，其特征是：当横截面为异型时，异型度为1.5～4。

3、根据权利要求1或2所述的常温常压阳离子可染改性聚酯长丝，其特征是：聚酯成分为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中改性基团有聚乙二醇和间苯二甲酸磺酸盐，其中聚乙二醇的聚合度为600～40000，重量比率为3％～15％，间苯二甲酸磺酸盐的比率为1％摩尔～6％摩尔。

4、一种权利要求1所述的常温常压阳离子可染改性聚酯长丝的生产方法，其特征是：将改性聚酯切片经过干燥、熔融挤压，通过喷丝板挤出定形、侧吹风冷却固化，再经给油处理及罗拉的拉伸、网络喷嘴，最后通过卷绕装置卷绕定形，得预取向聚酯长丝或高取向聚酯长丝。

5、根据权利要求4所述的常温常压阳离子可染改性聚酯长丝的生产方法，其特征是：喷丝板吐出孔的形状为圆形、扁平或三叶～八叶形。

6、根据权利要求4所述的常温常压阳离子可染改性聚酯长丝的生产方法，其特征是：得到的预取向长丝再经过假捻加工得高弹丝或低弹丝；加工条件：第一热箱温度为140℃～180℃，第二热箱的温度为常温～160℃，延伸倍率为1.4～2.5。