CN102453978A

CN102453978A - 一种合金聚酯纤维及其生产方法

Info

Publication number: CN102453978A
Application number: CN2010105506651A
Authority: CN
Inventors: 倪春健; 曹健; 望月克彦
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-05-16

Abstract

本发明公开了一种合金聚酯纤维及其生产方法；该合金聚酯纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纤维，合金聚酯纤维中聚对苯二甲酸乙二醇酯成分所占的重量比率为60％～80％，聚对苯二甲酸丁二醇酯成分所占的重量比率为20％～40％。该聚酯纤维经差示扫描量热仪测定，只有1个熔点峰，且熔点范围是235℃～250℃。本发明合金聚酯纤维具有常温常压分散可染的特点，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

一种合金聚酯纤维及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种合金聚酯纤维及其生产方法。

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，聚酯纤维只能采用分散染料高温染色的方法进行染色，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分散可染的合金聚酯纤维及生产该纤维的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种合金聚酯纤维，该合金聚酯纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纤维，合金聚酯纤维中聚对苯二甲酸乙二醇酯成分所占的重量比率为60％～80％，聚对苯二甲酸丁二醇酯成分所占的重量比率为20％～40％。

该合金聚酯纤维经差示扫描量热仪测定，只有1个熔点峰，且熔点范围是235℃～250℃；测定条件为：升温速度16℃/min，测试温度范围20℃～280℃。

该纤维可以是DT延伸纤维，在测定条件为98℃×30min的前提下，纤维的沸收范围(沸水收缩率)为5％～10％；在测定条件为160℃×15min的前提下，纤维的干收范围(干热收缩率)为5％～12％。

该纤维也可以是DTY假捻加弹纤维，在测定条件为98℃×30min的前提下，纤维的沸收范围为5％～10％；在测定条件为160℃×15min的前提下，纤维的干收范围为8％～15％。

所述DT延伸纤维经动态机械分析仪DMA测定，其内耗角正切值logδ的峰值温度Tmax范围为110℃～147℃；测试条件为：应力固定模式下频率为40Hz，升温速率为5℃/min。

所述DTY假捻加弹纤维经动态机械分析仪DMA测定，其内耗角正切值logδ的峰值温度Tmax范围为110℃～147℃；测试条件为：应力固定模式下频率为40Hz，升温速率为5℃/min。

本发明的合金聚酯纤维的生产方法，包括如下步骤：

(1)使用多段式二轴混炼机将聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯按60/40～80/20比例进行混炼得到合金聚酯切片；混炼条件：固体输送段温度范围是170～230℃，熔融段的温度范围是270～290℃，熔体输送段及混炼段的温度范围是210～230℃，机头温度范围是280～290℃，混炼时通过熔融区的两个排气孔进行抽真空，真空度小于2000Pa；

(2)将合金聚酯切片干燥后经过螺杆熔融挤压，螺杆有3～5段，各段的温度为275℃～295℃，然后经计量泵精确计量后送入纺丝组件，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，卷取速度为2500～7000m/min的中高速卷取后取得合金聚酯的预取向纤维POY；

(3)再将合金聚酯的预取向纤维POY进行延伸加工制成延伸纤维DT或进行假捻加工制得高弹纤维或低弹纤维DTY。

具体是将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分别进行干燥，控制水分率在100ppm以下；然后将两种切片按照一定的比率进行混炼，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯所占的重量比率为60％～80％，聚对苯二甲酸丁二醇酯所占的重量比率为20％～40％。在进行混炼时两种切片分别经过不同的喂料装置进行计量，精确计量后的切片进入混炼机进行混炼，在混炼机上有两个区域进行抽真空脱水，真空度小于2000Pa。混炼条件为：固体输送段温度范围是170～230℃；熔融段的温度范围是270～290℃；熔体输送段及混炼段的温度范围是210～230℃；机头温度范围是：280～290℃。吐出的聚合物经水槽冷却后进入切粒机，切粒后就得到了合金聚酯切片。

然后将合金聚酯切片干燥后经过螺杆熔融挤压，螺杆有3～5段，各段的温度为275℃～295℃，然后经计量泵精确计量后送入纺丝组件，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，卷取速度为2500～7000m/min的中高速卷取后取得合金聚酯的预取向纤维(POY)，再将预取向纤维进行延伸加工制成延伸纤维(DT)或进行假捻加工制得高弹纤维或低弹纤维。

所得到的合金聚酯纤维经差示扫描量热仪测定，只有1个熔点峰，且熔点范围是235℃～250℃。

当加工后DT延伸纤维或DTY假捻加弹纤维的沸收范围为5％～10％，干收范围为5％～15％。

当加工后DT延伸纤维或DTY假捻加弹纤维经动态机械分析仪(DMA)测定，其内耗角正切值(logδ)的峰值温度(Tmax)范围为110℃～147℃。

用所得DT延伸纤维或DTY假捻加弹纤维做成编物或织物，该编物或织物在98℃×30min的染色条件下，以对质重为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；以对质重为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。本发明的合金聚酯纤维具有常温常压分散可染的特性，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，而且耐热性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。

本发明中的一些测试方法说明如下：

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TRS 2006A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试料布的场合选取1cm×6cm以上的试验片1块。

②试料纱的场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TRS 2008A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。

C)差示扫描量热仪测定方法：

(1)测试设备：TA公司的Q100型(热流型)

(2)测试条件：测试温度曲线如附图所示

D)动态机械分析仪(DMA)测定方法

(1)测试设备：动态机械分析仪(TA公司)型号：Q800

(2)测试条件：

温度：室温～200℃；升温速率：3℃/min；振幅：10μm

频率：110Hz；张力：0.15(gf/d)；纤度：300dtex

泊松比：0.35；测试时长度：10～20mm

Mode：应力一定(长度变化)

附图说明

附图为差示扫描量热仪测定时的测试温度曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分别进行干燥，干燥设备为转鼓型真空干燥机，干燥条件都为150℃×8h，干燥后聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水分为32ppm，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的水分为30ppm，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)重量比为70∶30的比率进行混炼。两种切片分别经过不同的喂料装置进行计量，精确计量后的切片进入混炼机混炼，总吐出量为15kg/h；在熔融段有两个区域进行抽真空脱水，真空度分别为1100Pa和1000Pa。混炼条件为：固体输送段温度范围是200℃；熔融段的温度范围是280℃；熔体输送段及混炼段的温度范围是220℃；机头温度范围是：285℃。吐出的聚合物经水槽冷却后进入切粒机，切粒后就得到了合金聚酯切片。

将该合金聚酯切片在150℃的干燥条件下用转鼓干燥机干燥8h，水分为38ppm，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℃。以3000m/min的速度卷取，得到预取向聚酯纤维(POY)。

POY经过延伸加工，热罗拉温度为1HT/2HT：90/160℃，延伸倍率为1.45倍，卷取速度为600m/min。

成品纤维的物性：纤维的熔点为243℃，纤维的纤度为84T，单丝纤度1.75T，强度为3.65cN/dtex，伸度为39.5％，U％(H)(条干不匀率)为0.35，沸收为4.9％，干收为8.9％。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4级，耐光坚牢度为4级以上。

实施例2：

POY生产方法同实施例1。

POY进假捻加工，1热板的温度155℃，二热板温度为常温，延伸倍率为1.40倍，假捻盘的转速为735rpm/min，卷取速度为500m/min。

成品纤维的物性：纤维的熔点为243℃，纤维的纤度为84T，单丝纤度1.75T，强度为3.75cN/dtex，伸度为25.5％，U％(H)(条干不匀率)为0.4，沸收为6.7％，干收为10.5％。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4级，耐光坚牢度为4级以上。

实施例3：

将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分别进行干燥，干燥设备为转鼓型真空干燥机，干燥条件都为150℃×8h，干燥后聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水分为32ppm，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的水分为30ppm，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)重量比为60％∶40％的比率进行混炼。两种切片分别经过不同的喂料装置进行计量，精确计量后的切片进入混炼机混炼，总吐出量为15kg/h；在熔融段有两个区域进行抽真空脱水，真空度分别为1100Pa和1000Pa。混炼条件为：固体输送段温度范围是200℃；熔融段的温度范围是280℃；熔体输送段及混炼段的温度范围是220℃；机头温度范围是：285℃。吐出的聚合物经水槽冷却后进入切粒机，切粒后就得到了合金聚酯切片。

成品纤维的物性：纤维的熔点为235℃，纤维的纤度为56T，单丝纤度2.3T，强度为3.55cN/dtex，伸度为40.5％，U％(H)(条干不匀率)为0.32，沸收为9.5％，干收为12.0％。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4级，耐光坚牢度为4级以上。

Claims

1.一种合金聚酯纤维，其特征是：该合金聚酯纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纤维，合金聚酯纤维中聚对苯二甲酸乙二醇酯成分所占的重量比率为60％～80％，聚对苯二甲酸丁二醇酯成分所占的重量比率为20％～40％。

2.根据权利要求1所述的合金聚酯纤维，其特征是：该合金聚酯纤维经差示扫描量热仪测定，只有1个熔点峰，且熔点范围是235℃～250℃；测定条件为：升温速度16℃/min，测试温度范围20℃～280℃。

3.根据权利要求1或2所述的合金聚酯纤维，其特征是：该纤维是DT延伸纤维，在测定条件为98℃×30min的前提下，纤维的沸收范围为5％～10％；在测定条件为160℃×15min的前提下，纤维的干收范围为5％～12％。

4.根据权利要求1或2所述的合金聚酯纤维，其特征是：该纤维是DTY假捻加弹纤维，在测定条件为98℃×30min的前提下，纤维的沸收范围为5％～10％；在测定条件为160℃×15min的前提下，纤维的干收范围为8％～15％。

5.根据权利要求3所述的合金聚酯纤维，其特征是：所述DT延伸纤维经动态机械分析仪DMA测定，其内耗角正切值logδ的峰值温度Tmax范围为110℃～147℃；测试条件为：应力固定模式下频率为40Hz，升温速率为5℃/min。

6.根据权利要求4所述的合金聚酯纤维，其特征是：所述DTY假捻加弹纤维经动态机械分析仪DMA测定，其内耗角正切值logδ的峰值温度Tmax范围为110℃～147℃；测试条件为：应力固定模式下频率为40Hz，升温速率为5℃/min。

7.一种权利要求1所述的合金聚酯纤维的生产方法，其特征是：包括如下步骤：