CN101638815B - 全消光阳离子染料可染聚酯纤维及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全消光阳离子染料可染聚酯纤维及生产方法，二氧化钛粒子含量占纤维全体重量份的1-5wt％；其中作为共聚合成分的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸盐的含量为0.1-6.0mol％，聚乙二醇单体的重量含量为0.1-5.0wt％。本发明使用阳离子可染的聚酯，织物的染色性和发色性大大提高了，另外纤维中二氧化钛含量高，纤维的防透性显著，防透性极好的纤维可用来制造各种发色性、防透性要求的面料。用本发明纤维开发出的面料手感好，织物性能好，易染色，发色效果好，防透性佳，式样华丽，是用来制造发色、防透面料的首选。本发明工艺简便，易操作。
Description
技术领域：本发明涉及聚酯纤维，尤其涉及全消光阳离子染料可染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：传统的大有光阳离子聚酯纤维所加工成的衣服，由于表面光泽比较明显，表面蜡感强，同时不具有防透性，难以应用到休闲服饰、高档服装以及内衣上。而全消光阳离子染料可染聚酯纤维，它在普通阳离子染料可染聚酯纤维的基础上通过物理改性，添加高含量的二氧化钛消光剂，使纤维及织物具备光泽柔和、悬垂性高、遮蔽性能强等特点。因为随着生活潮流向休闲、舒适、随意方向发展，全消光阳离子染料可染聚酯纤维也开始研究开发。
普通的涤纶具有强度高，机械性能优越，易加工等诸特性。但比起天然纤维和其他合成纤维而言，染色性能差，只能用分散染料染色，发色性差是其最大的缺点。一般的涤纶发色性差的原因是：1、纤维基质的屈折率高，表面平滑，光线易在纤维表面产生反射；2、涤纶染色使用的分散染料鲜明度不够。从1980年开始，各国都致力开发阳离子染料可染的聚酯切片。采用了阳离子可染的聚酯切片的话，就可在常温常压下用阳离子染料进行染色。但是，阳离子可染聚酯切片大多为大有光切片，从而在防透性方面存在不足。
现在，为了解决大有光阳离子切片的防透性不足，在现有复合纤维法的技术中生产全消光阳离子聚酯纤维是一种通过复合纺丝设备，制成复合纤维，外层为阳离子聚合物，提供可染色性，内层为全消光，提供防透性，从而生产出全消光阳离子可染聚酯纤维。这种方法采用复合纺丝设备成本较高。此外，这种方法还存在一个弊端，即：聚酯纤维的发色性和防透性不能很好的做到兼顾，防透性比例上升的同时、可染聚酯成分会随之下降。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，在于提供一种加工出的织物比一般涤纶织物易染色，发色效果好，织物手感好，防透性好的全消光阳离子聚酯纤维。
本发明的提供两种技术解决方案：
一种全消光阳离子染料可染聚酯纤维，其特征是：二氧化钛粒子含量占纤维全体重量份的1-5wt％；其中作为共聚合成分的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸盐的含量为0.1-6.0mol％，聚乙二醇单体的重量含量为0.1-5.0wt％。
纤维的单丝纤度为0.5～15dtex。
所含的二氧化钛粒子的粒径范围为0.01μm～1.0μm。
所含的共聚合成分的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸盐为包括钠盐、钾盐在内的一价盐。
聚乙二醇单体的重均分子量范围在200～6000。
一种全消光阳离子染料可染聚酯纤维的生产方法，其特征是：包括下列步骤：
A)采用下列方法之一制备全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片：①由二氧化钛重量含量为5-60％的全消光聚酯母粒与由重均分子量200-6000的聚乙二醇和间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸盐共聚合形成的阳离子染料可染聚酯切片，经过称量后进入混合器均匀混合后，得到全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片；②在生产阳离子染料可染聚合物的重合阶段，添加所需含量的二氧化钛粒子直接制得全消光阳离子染料可染聚酯，经过造粒，得到全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片；
B)制备纤维：将上述制得的阳离子染料可染聚酯切片干燥后，连续喂入螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，进行纺丝制得纤维；也可以使用重合而成的聚合物融体直接纺丝，制得纤维。
所述纺丝温度为275-295℃，进入计量泵、计量后压至组件中、通过喷丝板喷出、冷却后，以2500-4000m/min的纺丝速度进行卷取，从而制成全消光阳离子染料可染聚酯POY卷绕丝；或者，以800-4000m/min的速度经过60-150℃的第一热辊，以3000-6000m/min的速度经过温度为80-170℃的第二热辊后卷取，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维FDY延伸丝。
全消光阳离子染料可染聚酯POY纤维卷绕丝可进一步经假捻热拉伸加工成DTY假捻丝，拉伸倍率为1.2-2.5，变形热箱的温度为150-220℃，定型热箱的温度为130-220℃，加工速度为400m/min以上，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维DTY假捻丝。
本发明的技术效果主要体现在：这种生产方法中，使用单成分的纺丝设备就能够制得全消光阳离子聚酯纤维，与双组分全消光阳离子复合纤维相比，本发明的生产各项成本大幅度降低，减少了复合纺丝设备的使用成本。并且制得的织物同时兼顾了消光性和染色性，使得所得织物同时具有染色性好、防透性好的特点；织物的光泽柔和、悬垂性高、遮蔽性强，可染色性效果、消光防透效果及各项物理物性指标均达到了市场要求的水平。
本发明使用阳离子可染的聚酯，织物的染色性和发色性大大提高了，另外纤维中二氧化钛含量高，纤维的防透性显著，防透性极好的纤维可用来制造各种发色性、防透性要求的面料。用本发明纤维开发出的面料手感好，织物性能好，易染色，发色效果好，防透性佳，式样华丽，是用来制造发色、防透面料的首选。本发明工艺简便，易操作。
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：
①将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为50％的全消光聚酯母粒3％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；②将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片97％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；③两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以2500-4000m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；④POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY加工，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度3.5dtex，二氧化钛含量1.5wt％。(全消光阳离子聚酯纤维的发色性、防透性效果见表1，下同)。
制备DTY假捻丝的方法是：全消光阳离子染料可染聚酯POY纤维卷绕丝经过假捻热拉伸加工成DTY假捻丝，拉伸倍率为1.45，变形热箱的温度为200℃，定型热箱的温度为130-180℃，加工速度为800m/min以上，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维DTY假捻丝。
实施例2：
①将二氧化钛粒径为0.6μm、含量为50％的全消光聚酯母粒5％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；②将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片95％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；③两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以3200m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；④POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY(方法同实施例1)，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度3.0dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
实施例3：
①将二氧化钛粒径为0.3μm、含量为5％的全消光聚酯母粒30％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；②将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钾摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片70％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；③两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以3200m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；④POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY加工(方法同实施例1)，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度2.0dtex，二氧化钛含量1.5wt％。
实施例4：
①将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为5％的全消光聚酯母粒50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；②将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；③两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以3200m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；④POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY加工(方法同实施例1)，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度3.5dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
实施例5：
①将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为5％的全消光聚酯母粒50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；②将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；③两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以1600m/min的速度经过130℃的第一热辊，以4500m/min的速度经过温度为170℃的第二热辊后卷取，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维FDY延伸丝，单丝纤度5.0dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
实施例6：①在生产阳离子染料可染聚合物的重合阶段，添加所需含量的二氧化钛粒子直接制得全消光阳离子染料可染聚酯，经过造粒，得到全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片；
②将上述直接聚合而成的二氧化钛粒径为0.5μm、含量为3％、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以2500-4000m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY加工(方法同实施例1)，制得全消光阳离子聚酯DTY丝或FDY丝，单丝纤度3.0dtex，二氧化钛含量3.0wt％。
实施例7：①在生产阳离子染料可染聚合物的重合阶段，添加所需含量的二氧化钛粒子直接制得全消光阳离子染料可染聚酯，经过造粒，得到全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片；
②将上述直接聚合而成的二氧化钛粒径为0.5μm、含量为3％、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以1600m/min的速度经过130℃的第一热辊，以4500m/min的速度经过温度为170℃的第二热辊后卷取，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维FDY延伸丝，单丝纤度3.0dtex，二氧化钛含量3.0wt％。
比较例1：
①将二氧化钛粒径为0.3μm、含量为50％的全消光聚酯母粒1.5％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；②将间苯二甲酸乙二醇酯5-磺酸钾摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片98.5％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；③两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以3200m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；④POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY(方法同实施例1)，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度2.0dtex，二氧化钛含量0.75wt％。
比较例2：①在生产阳离子染料可染聚合物的重合阶段，添加所需含量的二氧化钛粒子直接制得全消光阳离子染料可染聚酯，经过造粒，得到全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片；
②将上述直接聚合而成的二氧化钛粒径为0.5μm、含量为3％、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为0.08mol％、PEG1000重量含量为1wt％的全消光阳离子染料可染聚酯纤维用切片放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以1600m/min的速度经过130℃的第一热辊，以4500m/min的速度经过温度为170℃的第二热辊后卷取，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维FDY延伸丝，单丝纤度2.5dtex，二氧化钛含量3.0wt％。
表1全消光阳离子聚酯纤维发色性及防透性的比较
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 比较例1 | 比较例2 |
| 发色性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
| 防透性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × | ○ |
Claims (4)
1.一种全消光阳离子染料可染聚酯纤维，其特征是：由下列方法制备：将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为5％的全消光聚酯母粒50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以3200m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY加工，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度3.5dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
2.一种全消光阳离子染料可染聚酯纤维，其特征是：由下列方法制备：将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为5％的全消光聚酯母粒50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以1600m/min的速度经过130℃的第一热辊，以4500m/min的速度经过温度为170℃的第二热辊后卷取，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维FDY延伸丝，单丝纤度5.0dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
3.一种权利要求1所述的全消光阳离子染料可染聚酯纤维的生产方法，其特征是：包括下列步骤：
将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为5％的全消光聚酯母粒50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以3200m/min纺丝速度卷取成型，得到的预牵伸丝POY；POY预牵伸卷绕丝进一步经过DTY加工，制得全消光阳离子聚酯DTY丝，单丝纤度3.5dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
4.一种权利要求2所述的全消光阳离子染料可染聚酯纤维的生产方法，其特征是：包括下列步骤：将二氧化钛粒径为0.5μm、含量为5％的全消光聚酯母粒50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；将间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠摩尔含量为1.7mol％、PEG1000重量含量为1wt％的阳离子可染的聚酯切片50％重量份通过切片计量器称量后加入到螺杆挤出机入口上方的混合器中；两品种聚酯切片在混合器中充分混合后放入到螺杆挤出机，螺杆挤出机各区温度在270-295℃之间，使之融为熔融状态，流到计量泵，准确计量后压至组件中，通过喷丝板压出，风冷后，以1600m/min的速度经过130℃的第一热辊，以4500m/min的速度经过温度为170℃的第二热辊后卷取，从而制得全消光阳离子染料可染聚酯纤维FDY延伸丝，单丝纤度5.0dtex，二氧化钛含量2.5wt％。
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Granted publication date: 20120704 Termination date: 20190731 |