CN101942727A - 聚酯薄膜综丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚酯薄膜综丝，包括由共挤的两表层和位于两表层之间的芯层构成三层薄膜并经冲压成形制成，按重量百分比，表层薄膜组分为63-76.5％的半消光聚酯切片，3-9％的抗静电剂、0.5-3％的色母料以及20-25％的抗粘连母料，芯层薄膜组分为97-99.8％的半消光聚酯切片以及0.2-3％的色母料，聚酯薄膜综丝的总厚度在0.30-0.35mm，且等厚的表层厚度在0.010-0.025mm，本发明具有综合机械强度高，耐磨性能好的特点。

Description

聚酯薄膜综丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚酯薄膜综丝及其制备方法，属于纺织机械配件技术领域。

技术背景

综丝是织造机织物的设备——织机的大宗易耗配件。一般综丝呈横截面不变的带状，两端部分别开有综耳，中央开有用于穿过并携带织物的经纱，综丝通过综耳安装在综框上，并随综框上下运动。这种结构的综丝一般采用不锈钢材料制成，其存在以下缺点：材料昂贵、制作复杂、自重大、容易生锈、对机器的损耗大、耗能大等确定。

而随着塑料材料的发展，人们逐步开始使用聚甲醛塑料综丝代替不锈钢综丝。聚甲醛塑料综丝具有重量轻、对机器损耗小、不会生锈、容易清洗、成本低等优点受到纺织企业的青睐。但聚甲醛材料分子结构规整，具有很高的结晶度，不仅会导致相当高的收缩率，同时虽然该材料具有很好的延展強度及抗疲劳强度，也存着在不易于加工的问题，尤其综丝是薄壁长条形的产品，采用普通的注塑机和注塑模具，难以成型，因此，目前的聚甲醛塑料综丝主要采用高速注塑机和热流道模具注塑而成。采用注塑成型的聚甲醛塑料综主要存在以下缺陷，从而制约了聚甲醛塑料综丝的使用。第一，其耐磨性还无法同钢综丝相比。纺丝从综丝的综眼中穿过，在长达一、两年的时间内与综眼直接摩擦，如果综眼的耐磨性稍有不足，则断丝和起毛的频率就会大幅度上升，严重影响布匹的质量和织布的工作效率。而注塑的聚甲醛塑料综丝动摩擦系数一般在0.35左右，实际使用中，聚甲醛塑料综在织一些有弹性、不加捻、中等粗细的丝方面确有优势，然而，一旦应用到重加捻、消光等一些摩擦力比较大的品种时，纺丝可以带动聚甲醛塑料综丝不规则运动，从而使布面不平整。第二，环保性差。聚甲醛易受热解聚，热稳定性差，不耐酸碱，而在聚甲醛塑料综丝在注塑过程中，注塑加工时会热分解释放出甲醛气体，对人体有害。第三、机械综合强度不高。由于聚甲醛塑料综丝的拉伸强度通常在70MPa左右，质地相对较软，为了提高性能，聚甲醛塑料综丝只能提高单根综丝的材料用量，聚甲醛塑料综丝厚度通过在0.40-0.75mm之间，使聚甲醛塑料综丝的厚度便大幅度上升，而钢综丝的厚度只有0.30-0.40mm，这就大大减少了聚甲醛塑料综丝所能装的头份数。在实际中，钢综丝装12000根是司空见惯的，而聚甲醛塑料综丝几乎装不到10000根，聚甲醛塑料综丝的厚度又一次制约了对它的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合机械强度高，耐磨性能好的聚酯薄膜综丝及其制备方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种聚酯薄膜综丝，其特征在于：包括由共挤的两表层和位于两表层之间的芯层构成三层薄膜并经冲压成形制成，按重量百分比，表层薄膜组分为63-76.5％的半消光聚酯切片，3-9％的抗静电剂、0.5-3％的色母料以及20-25％的抗粘连母料，芯层薄膜组分为97-99.8％的半消光聚酯切片以及0.2-3％的色母料，聚酯薄膜综丝的总厚度在0.30-0.35mm，且等厚的表层厚度在0.010-0.025mm，其中：所述的半消光聚酯切片包括二氧化钛和聚酯切片，半消光聚酯切片中含有0.30％～0.35％、粒径在0.5μm～5μm的二氧化钛，所述的色母料包括聚酯切片和颜料，且色母料中含有10％～80％、粒径在10～1000nm的颜料，所述的抗粘连母料包括二氧化硅和聚酯切片，且抗粘连母料含有3-5％粒径小于100nm的纳米级二氧化硅和粒径2-10μm微米级二氧化硅，且纳米级二氧化硅与微米级二氧化硅的重量比为1∶3。

其中：所述的抗静电剂选用聚醚型抗静电剂，或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物，或离子型抗静电剂，或磺酸盐类抗静电剂。

所述的颜料选用机颜料或无机颜料。

本发明制备聚酯薄膜综丝的方法，其特征在于：按重量百分比，

(1)、将干燥后62.81-76.23％的聚酯切片粉碎后与粒径在0.5μm～5μm的0.19-0.27％二氧化钛经高速混合后挤出、造粒制得表层半消光聚酯母料待用，将干燥后0.45-0.60％的聚酯切片粉碎后与粒径在10～1000nm、0.05-0.24％的颜料经高速混合后挤出、造粒制得表层色母料待用，将干燥后19.40-23.75％的聚酯切片粉碎后与粒径小于100nm的0.15-0.31％的纳米级二氧化硅和粒径在2-10μm的0.45-0.94％的微米级二氧化硅经高速混合后挤出、造粒制得抗粘连母料待用，将制得上述的表层半消光聚酯母料、表层色母料以及3-9％的抗静电剂和抗粘连母料再经高速混合后挤出、造粒制得芯层混合料；同样，将干燥后96.71-99.45％的聚酯切片粉碎后与0.29-0.35％、粒径在0.5μm～5μm的二氧化钛经高速混合后挤出、造粒制得芯层半消光聚酯母料待用，将干燥后0.18-0.6％的聚酯切片粉碎后与0.02-2.4％、粒径在10～1000nm的颜料经高速混合后挤出、造粒制得芯层色母料待用，将制得上述的芯层半消光聚酯母料和芯层色母料经高速混合后挤出、造粒制得芯层混合料；

(2)、芯层混合料送入单螺杆挤出机内熔融，同时，将表层混合料送入另一台双螺杆挤出机内熔融，芯层熔体从三层模头的中间层挤出厚片，同时表层熔体从三层模头的上下层同时挤出厚片，或芯层熔体和表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，经铸片、双向拉伸、热定形以及收卷，制得厚度在0.30-0.35mm的三层聚酯薄膜，其中表层厚度在0.010-0.025mm；

(3)、将制得聚酯薄膜分切成冲压模模具适用的料片，将单张料片送入冲压机的下模内，上、下模的温度控制在70-90℃，将单张料片加热10-30秒后，冲压机以2-3MPa压力冲压成型，制得聚酯薄膜综丝。

本发明采用上述技术方案后具有以下优点：1、综合机械性能好。本发明采用聚酯薄膜来制作综丝，而聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原材料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜基材的拉伸强度达140MPa以上，是聚甲醛塑料综丝拉伸强度的2倍以上。因此聚酯薄膜综丝具有机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐酸碱、抗蠕变性，耐疲劳性，其动摩擦系数一般在0.22-0.29，且高、低温时对其机械性能影响很小，能满足纺丝与聚酯薄膜综丝的工作要求，而能提高强布质量和工作效率，尤其适用于重加捻、消光等一些摩擦力比较大的品种。2、重量轻。本发明采用聚酯薄膜制成的综丝仅为不锈钢综丝1/3-1/2的重量，重量轻，可以大大减小织机的负荷，提高机器转速，进而提高产量，同时也能节省约10％的能耗，降低噪声污染。本发明的聚酯薄膜综丝与原聚甲醛塑料综丝相比，由于能减少了综丝的厚度，有效提高了安装综丝的份数，能满足高支高密的品种的要求。3、抗静电。本发明在聚酯薄膜的表层薄膜中含高浓度的抗静电剂，因此可使加入在聚酯薄膜中的抗静电剂可部分地向薄膜表面迁移，而使聚酯薄膜具有长期的抗静电性，故能有效解决棉纺织过程中聚甲醛塑料综丝会吸附大量飞棉的问题，大大提高了布面质量。4、尺寸稳定性都很好。本发明的聚酯薄膜综丝采用双向拉伸和热定型处理，纵横向拉伸强度及延伸率均好于普通注塑产品，同时刚性、硬度及韧性均得到高。5、易回收利用。本发明采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为棕丝材料，无毒、无味，卫生安全性好，是世界上公认的无毒无害的环保材料，聚酯薄膜综丝在生产加工和使用过程中不会对环境造成任何负面影响，此外聚酯薄膜属于热塑性工程材料，可以循环使用，不会造成因无法降解产生的白色污染。

具体实施方式

本发明的聚酯薄膜综丝，包括由共挤的两表层和位于两表层之间的芯层构成三层薄膜并经冲压成形制成，按重量百分比，表层薄膜组分为63-76.5％的半消光聚酯切片，3-9％的抗静电剂、0.5-3％的色母料以及20-25％的抗粘连母料，表层薄膜组分的具体重量百分比见表1所示。芯层薄膜组分为97-99.8％的半消光聚酯切片以及0.2-3％的色母料，本发明的芯层薄膜组分的具体重量百分比见表2所示，聚酯薄膜综丝的总厚度在0.30-0.35mm，表层厚度在0.01-0.025mm，其两表层厚度相等，本发明的半消光聚酯切片包括二氧化钛和聚酯切片，半消光聚酯切片中含有0.30％～0.35％、粒径在0.5μm～5μm的二氧化钛，其色母料包括聚酯切片和颜料，且色母料中含有10％～80％、粒径在10～1000nm的颜料，上述的聚酯切片采用瓶级或膜级聚酯切片，该颜料选用机颜料或无机颜料，如有机颜料选用酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫或偶氮红的其中一种或任意两种或任意三种的混合物，无机颜料选用镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红或氧化铁黄的其中一种或任意两种或任意三种的混合物，根据所需颜色配置。本发明的抗粘连母料包括二氧化硅和聚酯切片，抗粘连母料含有3-5％粒径小于100nm的纳米级二氧化硅和粒径2-10μm微米级二氧化硅，最好纳米级二氧化硅的粒径小于60nm，且纳米级二氧化硅与微米级二氧化硅的重量比为1∶3。本发明的纳米级二氧化硅可通过有机化的表面处理，可在纳米级二氧化硅的表面引入羧基，使二氧化硅与聚酯基体间以化学键结合，从而提高了两者的结合力，由于采用微米级二氧化硅和纳米级二氧化硅，使表层薄膜具有较好的分散性和抗粘边性。本发明的抗静电剂选用聚醚型抗静电剂，或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物，或离子型抗静电剂，或磺酸盐类抗静电剂。聚醚型抗静电剂如包括聚酰胺或聚酯酰胺的聚氧乙烯醚体系，聚醚酯酰胺，聚醚酯酰胺亚胺等；而甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物为聚氧化乙烯、环氧氯丙烷共聚物等；而离子型抗静电剂，如季铵盐型，四烷基铵盐，三烷基烷基苯铵盐等；而磺酸盐类抗静电剂如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯二苯醚二磺酸盐等。

表1

表2

本发明制备聚酯薄膜综丝的方法，按重量百分比，

(1)、将干燥后62.81-76.23％的聚酯切片粉碎后与粒径在0.5μm～5μm的0.19-0.27％二氧化钛经高速混合后挤出、造粒制得表层半消光聚酯母料待用，将干燥后0.45-0.60％的聚酯切片粉碎后与粒径在10～1000nm、0.05-0.24％的颜料经高速混合后挤出、造粒制得表层色母料待用，将干燥后19.40-23.75％的聚酯切片粉碎后与粒径小于100nm的0.15-0.31％的纳米级二氧化硅和粒径在2-10μm的0.45-0.94％的微米级二氧化硅经高速混合后挤出、造粒制得抗粘连母料待用，将制得上述的表层半消光聚酯母料、表层色母料以及3-9％的抗静电剂和抗粘连母料再经高速混合后挤出、造粒制得芯层混合料；同样，将干燥后96.71-99.45％的聚酯切片粉碎后与0.29-0.35％、粒径在0.5μm～5μm的二氧化钛经高速混合后挤出、造粒制得芯层半消光聚酯母料待用，将干燥后0.18-0.6％的聚酯切片粉碎后与0.02-2.4％、粒径在10～1000nm的颜料经高速混合后挤出、造粒制得芯层色母料待用，将制得上述的芯层半消光聚酯母料和芯层色母料经高速混合后挤出、造粒制得芯层混合料，上述的聚酯切片经过干燥后水分控制在小于50ppm，最好小于30ppm。

(2)、芯层混合料送入单螺杆挤出机内熔融，同时，将表层混合料送入另一台双螺杆挤出机内熔融，芯层熔体从三层模头的中间层挤出厚片，同时表层熔体从三层模头的上下层同时挤出厚片，或芯层熔体和表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，经铸片、双向拉伸、热定形，本发明的芯层混合料和表层混合料在两挤出机中熔融挤出到共挤模块后，通过T模头3层口模内芯层熔体表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，模头温度控制在280-295℃，厚片挤出时线速度控制在5-9m/min，用通入低于35℃温度水的铸片辊和冷风对厚片进行冷却铸片，将厚片先进行纵向拉伸，即薄膜运动方向，先通过60-80℃温度的辊筒进行预热，进行110-150℃的红外线加热器加热，并在0.2m/s-1.1m/s的线速度、2.0-3.5∶1的纵拉伸倍率下进行纵向拉伸，拉伸时间小于0.5s。然后在进行横向拉伸，即与薄膜运动垂直的方向，送入加热箱内以100-150℃的温度下进行预热，时间控制在10-60s，再在110-160℃的温度2.0-3.5∶1的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，时间控制在10-60s，然后在190-230℃的条件下进行热定型处理，处理时间为10-60s，收卷制得三层聚聚酯薄膜，聚酯薄膜综丝的总厚度在0.30-0.35mm，表层厚度在0.01-0.025mm。

(3)、将制得聚酯薄膜分切成冲压模模具适用的料片，根据所需的长度而定，综丝长度范围在260-405mm之间，将单张料片送入冲压机的下模内，上、下模的温度控制在70-90℃，将单张料片加热10-30秒后，冲压机以2-3MPa压力冲压成型，成型后的边料和综丝取出，将制得的综丝经筛选去除毛刺，制得聚酯薄膜综丝，能生产任意厚度的聚酯薄膜综丝，满足不同品种织物的需求，具有制作参数及检测数据见表3所示。

表3

Claims (4)

1.一种聚酯薄膜综丝，其特征在于：包括由共挤的两表层和位于两表层之间的芯层构成三层薄膜并经冲压成形制成，按重量百分比，表层薄膜组分为63-76.5％的半消光聚酯切片，3-9％的抗静电剂、0.5-3％的色母料以及20-25％的抗粘连母料，芯层薄膜组分为97-99.8％的半消光聚酯切片以及0.2-3％的色母料，聚酯薄膜综丝的总厚度在0.30-0.35mm，且等厚的表层厚度在0.010-0.025mm，其中：所述的半消光聚酯切片包括二氧化钛和聚酯切片，半消光聚酯切片中含有0.30％～0.35％、粒径在0.5μm～5μm的二氧化钛，所述的色母料包括聚酯切片和颜料，且色母料中含有10％～80％、粒径在10～1000nm的颜料，所述的抗粘连母料包括二氧化硅和聚酯切片，且抗粘连母料含有3-5％粒径小于100nm的纳米级二氧化硅和粒径在2-10μm的微米级二氧化硅，且纳米级二氧化硅与微米级二氧化硅的重量比为1∶3。

2.根据权利要求1所述的聚酯薄膜综丝，其特征在于：所述的抗静电剂选用聚醚型抗静电剂，或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物，或离子型抗静电剂，或磺酸盐类抗静电剂。

3.根据权利要求1所述的聚酯薄膜综丝，其特征在于：所述的颜料选用机颜料或无机颜料。

4.根据权利要求1所述的制备聚酯薄膜综丝的方法，其特征在于：按重量百分比，

(1)、将干燥后62.81-76.23％的聚酯切片粉碎后与粒径在0.5μm～5μm的0.19-0.27％二氧化钛经高速混合后挤出、造粒制得表层半消光聚酯母料待用，将干燥后0.45-0.60％的聚酯切片粉碎后与粒径在10～1000nm、0.05-0.24％的颜料经高速混合后挤出、造粒制得表层色母料待用，将干燥后19.40-23.75％的聚酯切片粉碎后与粒径小于100nm的0.15-0.31％的纳米级二氧化硅和粒径在2-10μm的0.45-0.94％的微米级二氧化硅经高速混合后挤出、造粒制得抗粘连母料待用，将制得上述的表层半消光聚酯母料、表层色母料以及3-9％的抗静电剂和抗粘连母料再经高速混合后挤出、造粒制得芯层混合料；同样，将干燥后96.71-99.45％的聚酯切片粉碎后与0.29-0.35％、粒径在0.5μm～5μm的二氧化钛经高速混合后挤出、造粒制得芯层半消光聚酯母料待用，将干燥后0.18-0.6％的聚酯切片粉碎后与0.02-2.4％、粒径在10～1000nm的颜料经高速混合后挤出、造粒制得芯层色母料待用，将制得上述的芯层半消光聚酯母料和芯层色母料经高速混合后挤出、造粒制得芯层混合料；

(2)、芯层混合料送入单螺杆挤出机内熔融，同时，将表层混合料送入另一台双螺杆挤出机内熔融，芯层熔体从三层模头的中间层挤出厚片，同时表层熔体从三层模头的上下层同时挤出厚片，或芯层熔体和表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，经铸片、双向拉伸、热定形以及收卷，制得厚度在0.30-0.35mm的三层聚酯薄膜，其中表层厚度在0.010-0.025mm；

(3)、将制得聚酯薄膜分切成冲压模模具适用的料片，将单张料片送入冲压机的下模内，上、下模的温度控制在70-90℃，将单张料片加热10-30秒后，冲压机以2-3MPa压力冲压成型，制得聚酯薄膜综丝。