CN103255498A

CN103255498A - 一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法

Info

Publication number: CN103255498A
Application number: CN201310147346XA
Authority: CN
Inventors: 张学斌; 崔桂新; 郑小佳; 甘胜华
Original assignee: SHANGHAI JUYOU CHEMICAL CO Ltd; China Textile Academy Shaoxing Jiangnan Branch China Textile Academy Co Ltd
Current assignee: China Textile Academy (Zhejiang) Technology Research Institute Co. Ltd.; Shanghai Juyou Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: CN103255498B

Abstract

本发明公开了一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，属于聚酯纤维制备技术领域。其特征在于，包括以下步骤：经酯化、预缩聚、终缩聚后得到的聚酯熔体，在进入纺丝箱体之前，注入液态色浆，将聚酯熔体与液态色浆混合均匀后，进行熔体直接纺丝，制备有色聚酯纤维。本发明不影响熔体性能和可纺性，制备的有色纤维色差小。

Description

一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法

技术领域：

本发明涉及一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，属于聚酯纤维制备技术领域。

背景技术：

对于聚酯纤维纺织品，目前采用的着色方法主要有两大类：

一是采用传统的纺织工艺将聚酯纤维(纺纱)织布，采用高温、高压或加载体的染色方法，其染色过程中产生的有色污水处理难度大，成本高，若直接排放会造成严重的环境污染。

二是采用聚酯纤维纺前（原液）着色，有聚合过程着色法、切片干法着色法、染料与原料切片共混纺丝法、色母粒与原料切片共混纺丝法等，通常用的是聚合过程着色法和色母粒与原料切片共混纺丝法。聚合过程着色是先把颜料分散在乙二醇中做成浆液，然后在酯化反应时或酯化反应后添加进去，经缩聚反应和熔融纺丝后得到有色纤维，专利CN1486388A、CN101338067A、CN101023121A等对此进行了详细报道，但是此法由于只能生产单色系，且污染设备面大、不易清洗等困难，而受到较大的局限性，未能实现真正的工业化。

目前常用的着色方法是色母粒与原料切片共混纺丝法，此方法需要事先将色母粒干燥再注入螺杆挤压机与熔体共混后才能进入纺丝箱体，这样会导致熔体降解、粘度下降、杂质增加、可纺性变差，过滤器和组件周期使用时间缩短，致使更换频率加大，更换时一会造成物料浪费，二会造成更换前后有色差，只适宜小批量、多色种生产。

发明内容：

为解决上述问题，本发明提供一种不影响熔体性能和可纺性、以及纤维色差小的原液着色制备有色聚酯纤维的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：经酯化、预缩聚、终缩聚后得到的聚酯熔体，在进入纺丝箱体之前，注入液态色浆，将聚酯熔体与液态色浆混合均匀后，进行熔体直接纺丝，制备有色聚酯纤维。

进一步的设置在于：

所述注入液态色浆，聚酯熔体的特性粘度为0.53～0.94dL/g；注入的液态色浆特性粘度为0.40～0.95dL/g；熔体温度控制在275～290℃之间；注入压力控制在180～230Kpa。

聚酯熔体与液态色浆混合均匀，经熔体管道输送至纺丝箱体进行纺丝，物料的混合时间为10～15分钟。

所述的液态色浆包括按重量百分比的下述组成：染料18～22，聚酯载体55～73，增塑剂4～12，分散剂4～14。

所述的液态色浆的制备方法如下：按照配方组成将染料与聚酯载体充分混合研磨，再将分散剂和增塑剂分别加入，再充分研磨成浆状，待其分散均匀后即得到液态色浆。

所述的聚酯载体采用下述方法制备而得：将己二酸和1,3-丁二醇混合后，在氮气流下缓缓升温到240℃，保温反应至酸价为10，在6.67～8.00kPa下减压蒸馏1小时，去除低分子物和未反应物，得到液状聚酯载体。

所述的己二酸可选择其他脂肪族饱和或不饱和二元酸代替，所述1,3-丁二醇可选择其他多元醇代替。

所述染料为酯溶性染料。

所述的酯溶性染料优选为：C.I.溶剂黄16、56、93、130、160、163；C.I.溶剂紫8、9、13、36；C.I.溶剂红45、52、111、135、179、230；C.I.溶剂蓝4、5、6、35、36、38、59、78、97、104；C.I.溶剂绿3、5、28；C.I.溶剂橙60、63；C.I.溶剂黑3；C.I.分散黄201、64、54；C.I.分散橙47、32；C.I.分散紫31、26； 60；C.I.分散红60、86、45的任意一种。

所述增塑剂为烷基磺酸苯酯。

所述分散剂为十二烷基硫酸钠。

本发明的聚酯熔体与液态色浆混合后，采用现有的常规熔体直纺工艺进行纺丝即可获得有色聚酯纤维。

本发明的原理及有益效果如下：

（1）、关于染料的选择：由于考虑需要与高温聚酯熔体混合，因此，温度、粘度、压力等因素均会影响到制备的有色聚酯纤维的性能，通过对染料的耐高温性能、色牢度、与聚酯熔体的相溶性，以及染料的分解性和升华等因素，最终确定采用本发明所述的染料，经实验验证，应用于聚酯熔体直纺工艺中，具有耐300℃高温、色牢度优良、不分解不升华、能与聚酯熔体相溶成一体等优点。

（2）、载体的选择：载体的选择，要考虑具有较高的染料吸收能力，同时使载体与染料及熔体相融性好，有利于染料的均匀分散，保证着色性好；使载体粘度与熔体粘度适当，保证产品良好的物理力学性能，本发明最终确定采用己二酸和1,3-丁二醇制备的液状聚酯载体，有效的兼顾了上述要求。

（3）、液态色浆的制备：将筛选的染料和合成好的载体调制混合，再添加增塑剂和分散剂调制成液态色浆。常温下保证液态色浆不分层、不沉淀，具有良好的储存性，同时具备与高温聚酯熔体良好的相溶性。

（4）、加入方式：本发明采用在线添加液态色浆与聚酯熔体直纺工艺相结合，在聚酯熔体输送至纺丝箱体的过程中，通过对温度、压力的合理控制，从而获得具有优秀性能的有色聚酯纤维。

（5）、本发明的一种采用原液着色体系制备有色聚酯纤维的方法，采用在线添加液态色浆与聚酯熔体直纺工艺相结合，不仅解决了采用高温、高压或加载体的染色方法导致的有色污水处理难度大，成本高，直接排放会造成严重的环境污染的问题，同时也解决了切片干法着色法、染料与原料切片共混纺丝法、色母粒与原料切片共混纺丝法等间歇方法导致的能耗高，单耗高，产品批差大等难题，实现了连续工业化生产有色聚酯产品，满足市场需求，同时产品稳定，能耗和单耗较低，有利环境保护，促进行业的可持续发展。

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1为本发明原液着色制备有色聚酯方法的工艺流程图。

具体实施方式：

实施例1：液态色浆的制备。

（1）聚酯载体的合成：将己二酸和1,3-丁二醇混合后（己二酸质量452；1,3-丁二醇质量348）在氮气流下缓缓升温到240℃，保温反应至酸价为10，在6.67～8.00kPa下减压蒸馏1小时去除低分子物和未反应物，得到液状聚酯载体。

（2）按以下配方称取材料：

名称重量百分比

染料（C.I.分散红60） 20

聚酯载体 65

增塑剂（烷基磺酸苯酯） 9

分散剂（十二烷基硫酸钠） 6

将上述份量的染料与聚酯载体充分混合研磨，再将上述份量的分散剂和增塑剂分别加入，再充分研磨成浆状，待其分散均匀后即得到液态色浆，特性粘度：0.6885dL/g。

为了制备不同颜色的聚酯纤维，可选择采用本发明说明书所述的染料进行替换，在此不一一描述。

实施例2：采用液态色浆进行有色纤维纺丝。

本发明的工艺流程如图1所示，采用熔体直纺工艺流程，原料经过酯化、预缩聚、终缩聚后得到的特性粘度为0.6489dL/g的聚酯熔体，在熔体进入纺丝箱体之前，在熔体管道内注入实施例1制备的特性粘度为0.6885dL/g的红色液态色浆，聚酯熔体与红色液态色浆混合均匀后，输送至纺丝箱体进行纺丝。物料混合的时间为12min；温度控制在280℃；压力表压200Kpa左右。

纺丝工艺参数如下：挤压机螺杆1～5区温度：285～290℃；计量头熔体温度：285～290℃；箱体温度：282～290℃，联苯炉温度：282～290℃；计量头熔体压力：11.0～16.0 MPa；泵板间熔体压力：14.0～17.0MPa；过滤器压力：7.5MPa；螺杆转速：75r／min；计量泵：容量2×2.4cm／r，转速298r／min。纺丝窗：风温200℃±1℃，相对湿度65％±5%风速0.5～0.7m/min，卷绕速度3200m／min，油剂浓度13％。

产品检测：

经检验：制成的红色聚酯纤维，纤维强度为3.2cN/dtex；耐洗色牢度（变色、沾色）4-5级；纤维耐光色牢度6级。

经济效益计算：

采用本发明的原液着色技术生产有色聚酯纤维，以每年生产10万吨的纤维纺前色浆着色计算，将会省去每年8.33亿米的染色，每年节省1666万吨的新鲜水和减少1666多万吨的染色污水排放，同时节约标煤291550吨，减少二氧化硫排放4664.8吨；对于节能减排、环境保护等方面具有显著的效益。

Claims

1.一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：经酯化、预缩聚、终缩聚后得到的聚酯熔体，在进入纺丝箱体之前，注入液态色浆，将聚酯熔体与液态色浆混合均匀后，进行熔体直接纺丝，制备有色聚酯纤维。

2.如权利要求1所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述注入液态色浆，聚酯熔体的特性粘度为0.53～0.94dL/g；注入的液态色浆特性粘度为0.40～0.95dL/g；熔体温度控制在275～290℃之间；注入压力控制在180～230Kpa。

3.如权利要求1或2所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：聚酯熔体与液态色浆混合均匀，经熔体管道输送至纺丝箱体进行纺丝，物料混合的时间为10～15分钟。

4.如权利要求1所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述的液态色浆包括按重量百分比的下述组成：染料18～22，聚酯载体55～73，增塑剂4～12，分散剂4～14。

5.如权利要求4所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述的液态色浆的制备方法如下：按照配方组成将染料与聚酯载体充分混合研磨，再将分散剂和增塑剂分别加入，再充分研磨成浆状，待其分散均匀后即得到液态色浆。

6.如权利要求4所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述的聚酯载体采用下述方法制备而得：将己二酸和1,3-丁二醇混合后，在氮气流下缓缓升温到240℃，保温反应至酸价为10，在6.67～8.OOkPa下减压蒸馏1小时，去除低分子物和未反应物，得到液状聚酯载体。

7.如权利要求4所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述染料为酯溶性染料。

8.如权利要求7所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述的酯溶性染料为：C.I.溶剂黄16、56、93、130、160、163；C.I.溶剂紫8、9、13、36；C.I.溶剂红45、52、111、135、179、230；C.I.溶剂蓝4、5、6、35、36、38、59、78、97、104；C.I.溶剂绿3、5、28；C.I.溶剂橙60、63；C.I.溶剂黑3；C.I.分散黄201、64、54；C.I.分散橙47、32；C.I.分散紫31、26； 60；C.I.分散红60、86、45的任意一种。

9.如权利要求4所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述增塑剂为烷基磺酸苯酯。

10.如权利要求4所述的一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于：所述分散剂为十二烷基硫酸钠。