CN108193309A - 超细旦涤纶长丝及其制备方法 - Google Patents

超细旦涤纶长丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了超细旦涤纶长丝及其制备方法，超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为35‑40%，断裂强度为4.0‑4.3cN/dtex，单丝纤度为0.3‑0.5dpf，超细旦涤纶长丝的制备方法包括：制备聚酯切片、熔融纺丝，将含有4‑苄基‑2‑噁唑酮的乙二醇与对苯二甲酸进行酯化反应，后经缩聚、增黏后制得具有抗紫外老化功能的增黏聚酯切片，将增黏聚酯切片经熔融纺丝制得超细旦涤纶长丝。有益效果为：超细旦涤纶长丝的物理‑机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。

Description

超细旦涤纶长丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维领域，尤其是涉及超细旦涤纶长丝及其制备方法。
技术背景
随着人们生活水平的不断提高，人们对衣着的舒适感、功能性、多样化和品位提出了更高的要求，普通涤纶纤维已不能满足高档面料生产的使用要求，熔体直纺超细旦涤纶长丝具有轻薄、染色性能好、其织物具有丝绸般的柔软等特点，产品附加值较高。超细旦纤维（单丝纤度dpf<0.55 dtex），是近年来发展迅速的一种差别化纤维，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。超细旦纤维具有手感柔软、高柔韧性、光泽柔和、高吸水吸油性、高保温性、高密度、高比表面积等优良特性，是高档服装面料、家纺、汽车内饰等产业领域急需的紧缺性原料。由于超细旦纤维生产工艺复杂、技术难度大，在2005年前，国际上有日本等极少数国家能够生产，且技术保密，我国完全依赖进口。
发明内容
本发明的目的在于提供超细旦涤纶长丝及其制备方法，超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：超细旦涤纶长丝，超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为35-40%，断裂强度为4.0-4.3cN/dtex，单丝纤度为0.3-0.5dpf，超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
超细旦涤纶长丝的制备方法，包括：制备聚酯切片、熔融纺丝，具体包括以下步骤：
制备聚酯切片：在乙二醇中加入0.03-0.05%的4-苄基-2-噁唑酮，然后加入乙二醇0.7-0.9摩尔倍数的对苯二甲酸并充分混合，在220-240℃、0.25-0.30MPa条件下进行酯化反应，酯化反应结束后加入缩聚催化剂开始缓慢抽真空，将温度提升到250-260℃，进行预缩聚，再将温度升至270-280℃，直至真空度达40-50Pa并维持反应至黏度为0.5-0.7dL/g，冷却造粒得到抗紫外老化聚酯切片；进一步采用增黏设备进行增黏处理，结晶器内温度控制在177-180℃，切片结晶度达到35-38%后，温度升至242-245℃进行增黏，黏度达到0.85-1.10dL/g时停止增黏；通过原位聚合，并经固相增黏，聚酯切片的黏度达到了制备超细旦涤纶长丝的工业指数；
熔融纺丝：增黏聚酯切片经过干燥，含水率为0.015-0.018‰，达到纺丝要求；纺丝机螺杆长径比为40∶1，喷丝板36孔，孔径0.3mm，纺丝温度为290-300℃，纺丝过程均采用双层400目过滤网，纺丝组件的压力为40-42MPa，环吹风风速为0.5-0.7m/s、吹风温度为18-20℃、相对湿度为70-80%，第一拉伸辊速度为3500-4000m/min，第二拉伸辊的转速为第一拉伸辊转速的1.6-1.8倍，拉伸辊之后设置有空气网络喷嘴，可以使长丝的网络度介于25-30个/m，卷绕速度为5500-6000m/min，终产品超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为35-40%，断裂强度为4.0-4.3cN/dtex，单丝纤度为0.3-0.5dpf；聚酯切片中较低的含水量有助于降低毛丝与断头率，提高聚酯的可纺性与纤维的强度；高速卷绕过程中无法加捻，通过空气网络喷嘴可以使丝束中各单丝饱和缠结，而且还可以省去织造时的并丝、加捻、上浆等纺织加工工序；超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
作为优选，4-苄基-2-噁唑酮为重量比为20.5-22.6:1的（S）-4-苄基-2-噁唑酮与（R）-4-苄基-2-噁唑酮的混合物；特殊配比的（S）-4-苄基-2-噁唑酮与（R）-4-苄基-2-噁唑酮具有协同增效作用，该作用可以使4-苄基-2-噁唑酮吸收日光中不可见的波长为260-400nm 的紫外光，然后将其转化成420-440nm的可见光反射出来，反射的可见光并不会破坏聚酯的大分子结构，同时4-苄基-2-噁唑酮的加入不会对聚酯的聚合和增黏工艺产生影响，而且4-苄基-2-噁唑酮在吸收紫外线的同时不会发生分解，因此不会对长丝产生影响，其抗紫外老化的性能不会随着时间的推移而降低。
作为优选，缩聚催化剂为乙二醇锑和醋酸钴；缩聚催化剂可以大大提高乙二醇与对苯二甲酸的聚合速度，使缩聚产物快速达到所需黏度要求，降低成本。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1）特殊配比的（S）-4-苄基-2-噁唑酮与（R）-4-苄基-2-噁唑酮具有协同增效作用，该作用可以使4-苄基-2-噁唑酮吸收日光中不可见的波长为260-400nm 的紫外光，然后将其转化成420-440nm 的可见光反射出来，从而起到优良的抵抗紫外线老化的作用；2）超细旦涤纶长丝反射出的可见光并不会破坏聚酯的大分子结构，同时4-苄基-2-噁唑酮的加入不会对聚酯的聚合和增黏工艺产生影响，而且4-苄基-2-噁唑酮在吸收紫外线的同时不会发生分解，因此不会对长丝产生影响，其抗紫外老化的性能不会随着时间的推移而降低；3）超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：
实施例1：
超细旦涤纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
1）在乙二醇中加入0.03%的4-苄基-2-噁唑酮，然后加入乙二醇0.7摩尔倍数的对苯二甲酸并充分混合，在220℃、0.25MPa条件下进行酯化反应，酯化反应结束后加入缩聚催化剂开始缓慢抽真空，缩聚催化剂为乙二醇锑和醋酸钴，将温度提升到250℃，进行预缩聚，再将温度升至270℃，直至真空度达40Pa并维持反应至黏度为0.5dL/g，冷却造粒得到抗紫外老化聚酯切片；进一步采用增黏设备进行增黏处理，结晶器内温度控制在177℃，切片结晶度达到35%后，温度升至242℃进行增黏，黏度达到0.85dL/g时停止增黏；通过原位聚合，并经固相增黏，聚酯切片的黏度达到了制备超细旦涤纶长丝的工业指数；
2）增黏聚酯切片经过干燥，含水率为0.015‰，达到纺丝要求；纺丝机螺杆长径比为40∶1，喷丝板36孔，孔径0.3mm，纺丝温度为290℃，纺丝过程均采用双层400目过滤网，纺丝组件的压力为40MPa，环吹风风速为0.5m/s、吹风温度为18℃、相对湿度为70%，第一拉伸辊速度为3500m/min，第二拉伸辊的转速为第一拉伸辊转速的1.6倍，拉伸辊之后设置有空气网络喷嘴，可以使长丝的网络度介于25个/m，卷绕速度为5500m/min，终产品超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为35%，断裂强度为4.0cN/dtex，单丝纤度为0.3dpf。
实施例2：
超细旦涤纶长丝，超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为40%，断裂强度为4.3cN/dtex，单丝纤度为0.5dpf，超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
超细旦涤纶长丝的制备方法，具体包括以下步骤：
1）制备聚酯切片：在乙二醇中加入0.05%的4-苄基-2-噁唑酮，然后加入乙二醇0.9摩尔倍数的对苯二甲酸并充分混合，在240℃、0.30MPa条件下进行酯化反应，酯化反应结束后加入缩聚催化剂开始缓慢抽真空，缩聚催化剂为乙二醇锑和醋酸钴，将温度提升到260℃，进行预缩聚，再将温度升至280℃，直至真空度达50Pa并维持反应至黏度为0.7dL/g，冷却造粒得到抗紫外老化聚酯切片；进一步采用增黏设备进行增黏处理，结晶器内温度控制在180℃，切片结晶度达到38%后，温度升至245℃进行增黏，黏度达到1.10dL/g时停止增黏；通过原位聚合，并经固相增黏，聚酯切片的黏度达到了制备超细旦涤纶长丝的工业指数；
2）熔融纺丝：增黏聚酯切片经过干燥，含水率为0.018‰，达到纺丝要求；纺丝机螺杆长径比为40∶1，喷丝板36孔，孔径0.3mm，纺丝温度为300℃，纺丝过程均采用双层400目过滤网，纺丝组件的压力为42MPa，环吹风风速为0.7m/s、吹风温度为20℃、相对湿度为80%，第一拉伸辊速度为3500-4000m/min，第二拉伸辊的转速为第一拉伸辊转速的1.8倍，拉伸辊之后设置有空气网络喷嘴，可以使长丝的网络度介于30个/m，卷绕速度为6000m/min，终产品超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为40%，断裂强度为4.3cN/dtex，单丝纤度为0.5dpf；聚酯切片中较低的含水量有助于降低毛丝与断头率，提高聚酯的可纺性与纤维的强度；高速卷绕过程中无法加捻，通过空气网络喷嘴可以使丝束中各单丝饱和缠结，而且还可以省去织造时的并丝、加捻、上浆等纺织加工工序；超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
实施例3：
超细旦涤纶长丝，超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为38%，断裂强度为4.2cN/dtex，单丝纤度为0.4dpf，超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
超细旦涤纶长丝的制备方法，包括：制备聚酯切片、熔融纺丝，具体包括以下步骤：
制备聚酯切片：在乙二醇中加入0.04%的4-苄基-2-噁唑酮，然后加入乙二醇0.8摩尔倍数的对苯二甲酸并充分混合，在230℃、0.28MPa条件下进行酯化反应，酯化反应结束后加入缩聚催化剂开始缓慢抽真空，缩聚催化剂为乙二醇锑和醋酸钴，将温度提升到255℃，进行预缩聚，再将温度升至270℃，直至真空度达45Pa并维持反应至黏度为0.6dL/g，冷却造粒得到抗紫外老化聚酯切片；进一步采用增黏设备进行增黏处理，结晶器内温度控制在178℃，切片结晶度达到36%后，温度升至244℃进行增黏，黏度达到1dL/g时停止增黏；通过原位聚合，并经固相增黏，聚酯切片的黏度达到了制备超细旦涤纶长丝的工业指数；
熔融纺丝：增黏聚酯切片经过干燥，含水率为0.016‰，达到纺丝要求；纺丝机螺杆长径比为40∶1，喷丝板36孔，孔径0.3mm，纺丝温度为290℃，纺丝过程均采用双层400目过滤网，纺丝组件的压力为40MPa，环吹风风速为0.6m/s、吹风温度为18℃、相对湿度为75%，第一拉伸辊速度为3600m/min，第二拉伸辊的转速为第一拉伸辊转速的1.7倍，拉伸辊之后设置有空气网络喷嘴，可以使长丝的网络度介于28个/m，卷绕速度为5800m/min，终产品超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为38%，断裂强度为4.2cN/dtex，单丝纤度为0.4dpf；聚酯切片中较低的含水量有助于降低毛丝与断头率，提高聚酯的可纺性与纤维的强度；高速卷绕过程中无法加捻，通过空气网络喷嘴可以使丝束中各单丝饱和缠结，而且还可以省去织造时的并丝、加捻、上浆等纺织加工工序；超细旦涤纶长丝的物理-机械性能已达到纺织加工的要求，并具有较好的染色性能，同时超细旦涤纶长丝具有较高的抗紫外线老化效果。
4-苄基-2-噁唑酮为重量比为21:1的（S）-4-苄基-2-噁唑酮与（R）-4-苄基-2-噁唑酮的混合物；特殊配比的（S）-4-苄基-2-噁唑酮与（R）-4-苄基-2-噁唑酮具有协同增效作用，该作用可以使4-苄基-2-噁唑酮吸收日光中不可见的波长为260-400nm 的紫外光，然后将其转化成420-440nm的可见光反射出来，反射的可见光并不会破坏聚酯的大分子结构，同时4-苄基-2-噁唑酮的加入不会对聚酯的聚合和增黏工艺产生影响，而且4-苄基-2-噁唑酮在吸收紫外线的同时不会发生分解，因此不会对长丝产生影响，其抗紫外老化的性能不会随着时间的推移而降低。
本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.超细旦涤纶长丝，其特征在于：所述超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为35-40%，断裂强度为4.0-4.3cN/dtex，单丝纤度为0.3-0.5dpf。
2.超细旦涤纶长丝的制备方法，包括：制备聚酯切片、熔融纺丝，其特征在于：所述制备聚酯切片步骤为：在乙二醇中加入0.03-0.05%的4-苄基-2-噁唑酮，然后加入乙二醇0.7-0.9摩尔倍数的对苯二甲酸并充分混合，在220-240℃、0.25-0.30MPa条件下进行酯化反应，酯化反应结束后加入缩聚催化剂开始缓慢抽真空，将温度提升到250-260℃，进行预缩聚，再将温度升至270-280℃，直至真空度达40-50Pa并维持反应至黏度为0.5-0.7dL/g，冷却造粒得到抗紫外老化聚酯切片；增黏处理即得增黏聚酯切片。
3.根据权利要求2所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述制备聚酯切片步骤中，增黏处理为：进一步采用增黏设备进行增黏处理，结晶器内温度控制在177-180℃，切片结晶度达到35-38%后，温度升至242-245℃进行增黏，黏度达到0.85-1.10dL/g时停止增黏。
4.根据权利要求2所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述制备聚酯切片步骤中，缩聚催化剂为乙二醇锑和醋酸钴。
5.根据权利要求2所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述制备聚酯切片步骤中，4-苄基-2-噁唑酮为重量比为20.5-22.6:1的（S）-4-苄基-2-噁唑酮与（R）-4-苄基-2-噁唑酮的混合物。
6.根据权利要求2所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述熔融纺丝步骤为：增黏聚酯切片经过干燥达到纺丝要求后进行纺丝，纺丝机螺杆长径比为40∶1，喷丝板36孔，孔径0.3mm，纺丝温度为290-300℃，纺丝过程均采用双层400目过滤网，纺丝组件的压力为40-42MPa，环吹风干燥，第一拉伸辊速度为3500-4000m/min，第二拉伸辊的转速为第一拉伸辊转速的1.6-1.8倍，拉伸辊之后设置有空气网络喷嘴，可以使长丝的网络度介于25-30个/m，卷绕速度为5500-6000m/min。
7.根据权利要求6所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述熔融纺丝步骤中，环吹风风速为0.5-0.7m/s、吹风温度为18-20℃、相对湿度为70-80%。
8.根据权利要求6所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述熔融纺丝步骤中，干燥后增黏聚酯切片的含水率为0.015-0.018‰。
9.根据权利要求6所述的超细旦涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述熔融纺丝步骤中，终产品超细旦涤纶长丝的断裂伸长率为35-40%，断裂强度为4.0-4.3cN/dtex，单丝纤度为0.3-0.5dpf。
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