CN110373739A - 一种低温易染涤纶纤维的制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涤纶纺织技术领域,为解决目前涤毛面料在高温高压染色条件对羊毛的损伤问题,同时在不添加载体的低温染色情况下使涤纶获得深色和尽可能减轻羊毛的沾色问题,本发明提出了一种低温易染涤纶纤维的制备方法:在对苯二甲酸和乙二醇酯化过程中添加第三单体,在酯化结束后添加第四单体、抗氧化剂、消光剂,得到改性涤纶切片;将改性涤纶切片经转鼓干燥后通过双螺杆挤出熔融纺丝,得到条干均匀的POY,经加弹,得到低温易染涤纶纤维。具有较高的吸湿回潮率和柔软的手感,染色方面具有深染的效果,常压下分散染料的上染率高于高温高压下的常规涤纶,是一种适合与羊毛交织的改性涤纶纤维,可以采用分散染料与酸性染料常压沸染,解决。
Description
技术领域
本发明涉及涤纶纺织技术领域,尤其涉及一种低温易染涤纶纤维的制备方法与应用。
背景技术
常规的涤纶纤维内分子结构排列紧密,结晶度高,致使纤维模量高,手感较硬,吸湿回潮率低,常规染色工艺是使用分散染料在高温高压条件下进行。涤毛交织面料具有吸湿回潮率高、手感柔软、尺寸稳定、保暖耐磨等的优点,最适合作为版型挺括的高档西装毛呢面料。但是常规涤毛面料的染整却一直存在一些问题,传统涤毛染色方法是先染涤纶经还原清洗后再染羊毛,但是此方法时间长、温度高对羊毛损伤严重,目前已逐渐被一浴法所替代,一浴法又分为低温载体染色法和高温染色法,但载体染色容易增加环境成本和经济成本。因此常规涤纶与羊毛在手感和染色条件方面的差异一直限制了涤毛交织面料的应用。
申请号为201410711142.9的中国专利公开了一种涤毛染整工序,专利中所述涤纶为常规涤纶,所述染色工序采用分散染料载体染色法染涤纶和酸性染料染羊毛两浴两步法染色,该方法获得了良好的染色均匀性,对羊毛损伤较小。但是该专利采用两浴两步法,过程复杂,实际操作起来会耗费大量时间和人力成本。
申请号为201110068310.3的中国专利公开了一种涤毛面料的染整工序,所述的涤纶为阳离子可染改性涤纶,所述染料是分散型阳离子染料和毛用活性染料,采用一浴两次加料的染色方法,最终保温温度在115℃左右,一浴染色法过程简便,分散染料对羊毛沾色情况改善。但是115℃的高温高压依旧对羊毛造成损伤 ,且高温高压条件成本较高。
发明内容
为解决目前涤毛面料在高温高压染色条件对羊毛的损伤问题,同时在不添加载体的低温染色情况下使涤纶获得深色和尽可能减轻羊毛的沾色问题,本发明提出了一种低温易染涤纶纤维的制备方法,得到的改性涤纶纤维具有较高的吸湿回潮率和柔软的手感,染色方面具有深染的效果,常压下分散染料的上染率高于高温高压下的常规涤纶,是一种适合与羊毛交织的改性涤纶纤维,可以采用分散染料与酸性染料常压沸染,解决。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种低温易染涤纶纤维的制备方法为以下步骤:
(1)在对苯二甲酸和乙二醇酯化过程中添加第三单体,在酯化结束后添加第四单体、抗氧化剂、消光剂,得到改性涤纶切片;
所述对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)的摩尔比为1:1.2~1:1.5;
作为优选,所述的第三单体为间苯二甲酸(IPA),使用量为对苯二甲酸摩尔量的3%~3.50%。
作为优选,所述的第四单体为PEG2000(聚乙二醇2000),使用量为对苯二甲酸摩尔量的0.3%~0.35%。
作为优选,所述的消光剂为二氧化钛,使用量为对苯二甲酸摩尔量的0.62%~0.72%。
作为优选,抗氧化剂为市售的抗氧化剂1010,使用量为第四单体质量的0.01%。
本发明中通过加入第三单体和第四单体,第三单体能够降低大分子链段的规整度,降低分子链的紧密排列,第四单体能够增加链段的柔性,使得热运动加剧,总体效果使涤纶纤维的染色温度大大降低,可达到常压易染的效果。添加第三和第四单体的低温易染涤纶具有相当于常规涤纶两倍的吸湿回潮率和柔软的手感,染色方面具有常压深染的效果,常压下分散染料的上染率高于高温高压下的常规涤纶。
具体步骤为:先将对苯二甲酸、乙二醇和第三单体进行酯化反应,反应2.5h~3h后酯化结束,加入第四单体、抗氧化剂、消光剂后升温至250℃~260℃抽真空,升温至265℃~275℃继续抽真空,然后熔体黏度为0.75~0.78 dl/g时出料,得到改性涤纶切片,
作为优选,酯化反应中250℃~260℃抽真空的真空度为250Pa~0.1MPa,265℃~275℃继续抽真空的真空度为90~200Pa。
(2)将改性涤纶切片经转鼓干燥后通过双螺杆挤出熔融纺丝,得到条干均匀的POY,经33H加弹机加弹,得到改性涤纶DTY纤维;
作为优选,螺杆温度设在260℃,纺丝箱体温度控制在275℃~283℃,侧吹风冷却风速0.4~0.7m/s,卷绕速度为3000m/min,加弹机车速550~650m/min,拉伸比为1.75~1.8,第一热箱温度为180~190℃,第二热箱温度为170~180℃。
所述的低温易染涤纶纤维的制备方法得到的低温易染涤纶纤维在涤纶工艺或涤纶羊毛面料上的应用。在针织机进行织造,用红外线染色机进行染色、还原清洗去除浮色,然后热定型消除内应力。
将低温易染涤纶纤维织造成布,用分散染料染色,染色后用碱氢氧化钠2g/L+保险粉2g/L还原清洗,再进行热定型。
或者,将分散染料和酸性染料一起浴染低温易染涤纶和羊毛交织布样,染色后用1g/L碳酸钠和1g/L保险粉还原清洗,再进行热定型。
作为优选,染色温度在95℃~100℃,还原清洗温度为65~80℃,热定型温度为150~160℃。热定型温度比常规涤纶定型温度降低了30℃左右。
所述的的低温易染涤纶与羊毛交织面料,染液中的分散染料和酸性染料可以在染色初始时同时加入,不必分为两步法。羊毛在60℃左右鳞片层慢慢打开,酸性染料分子进入纤维的速率加快,低温易染涤纶组分在70℃左右分散染料开始快速上染,因此为了保证匀染性,染色过程中升温速率改变的转折点为70℃,与常规涤纶不同。染色过程的最终保温温度为100℃,不需要高温高压染色条件。还原清洗温度为65℃,此还原清洗条件对于羊毛来说条件较为温和,不会对羊毛造成较大损伤。
更优选,所述的低温易染涤纶与羊毛交织面料在染整过程温度变化为:先以2℃/min速度从30℃上升到70℃,然后以1℃/min速度从70℃上升到100℃,在100℃保持40min,再以2℃/min速度从100℃下降到到70℃后进行染色后还原清洗、热定型。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明中的一种低温易染涤纶纤维,比常规涤纶染色温度降低了30℃,不需要高温高压设备,采用分散染料染色后染色深度高于高温高压下的常规涤纶,此特性使得低温易染涤纶适合与羊毛进行交织应用作高档面料;
(2)将低温易染涤纶与羊毛交织可采用一浴法常压染色,且因低温易染涤纶是改性的涤纶,不需要加入载体就可以染深色;
(3)本发明中低温易染涤纶和涤毛交织面料染色温度为100℃,避免了高温条件下对交织面料中羊毛不同程度的损伤。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细的说明,实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。
实施例1
在聚合反应釜中加入摩尔比为1:1.2的PTA和EG,第三单体IPA为PTA摩尔量的3 %,进行酯化反应,反应3h后酯化结束,加入第四单体PEG2000,使用量为PTA摩尔量的0.3%,消光剂TiO2,为PTA的摩尔比为0.65%,抗氧化剂1010,使用量为第四单体质量的0.01%,然后升温至250℃抽真空,真空度为50KPa,升温至270℃继续抽真空,真空度为100Pa,在270℃切片特性黏度为0.78 dl/g时出料,得到改性涤纶切片,经测试二甘醇含量为1.64%。
将改性涤纶切片经转鼓干燥后通过双螺杆挤出熔融纺丝,干燥温度为140℃,干燥时间8h,螺杆温度设为270℃,纺丝箱体温度为275℃,侧吹风冷却风速0.5m/s,卷绕速度为3000m/min,得到条干均匀的POY。经33H加弹机加弹,加弹机上控制车速650m/min,拉伸比为1.78,第一热箱温度控制在190℃,第二热箱温度为180℃,得到改性涤纶DTY纤维,即低温易染涤纶纤维。
应用例1
将低温易染涤纶纤维在针织机进行织造,用红外线染色机进行染色和还原清洗去除浮色,然后热定型消除内应力。染液中加入2% o.w.f的分散深蓝染料,浴比1:20,加入1g/L的除油剂,用10%的HAc调节pH值4~5,染色条件为从30℃始染,以2℃/min的升温速率升温至70℃,再以1℃/min的升温速率升温至100℃保温40min,还原清洗加入2g/L的NaOH和2g/L的保险粉,条件为70℃×30min,热定型条件为160℃×1min,定型后的布样平整柔软,染色深。
实施例2
在聚合反应釜中加入摩尔比为1:1.2的PTA和EG,第三单体IPA为PTA摩尔量的3.3%,进行酯化反应,反应3h后酯化结束,加入第四单体PEG2000,使用量为PTA摩尔量的0.35%,消光剂TiO2,为PTA的摩尔比为0.65%,抗氧化剂1010,使用量为第四单体质量的0.01%,然后升温至255℃抽真空,真空度为0.09MPa,升温至275℃抽真空,真空度为150Pa,在275℃切片特性黏度为0.76 dl/g时出料,得到改性涤纶切片,经测试二甘醇含量为2.86%。
将改性涤纶切片经转鼓干燥后通过双螺杆挤出熔融纺丝,干燥温度为140℃,干燥时间8h,螺杆温度设为270℃,纺丝箱体温度为275℃,侧吹风冷却风速0.5m/s,卷绕速度为3000m/min,得到条干均匀的POY。经33H加弹机加弹,加弹机上控制车速600m/min,拉伸比为1.78,第一热箱温度控制在185℃,第二热箱温度为180℃,得到改性涤纶DTY纤维,即低温易染涤纶纤维。
应用例2
将低温易染涤纶纤维在针织机进行织造,用红外线染色机进行染色和还原清洗去除浮色,然后热定型消除内应力。染液中加入2% o.w.f的分散深蓝染料,浴比1:20,加入1g/L的除油剂,用10%的HAc调节pH值4~5,染色条件为从30℃始染,以2℃/min的升温速率升温至70℃,再以1℃/min的升温速率升温至96℃保温40min,还原清洗加入2g/L的NaOH和2g/L的保险粉,条件为65℃×30min,热定型条件为150℃×1min,定型后的布样平整柔软,染色深。
实施例3
在聚合反应釜中加入摩尔比为1.4的EG和PTA,第三单体IPA为PTA摩尔量的3.5%,进行酯化反应,反应2.5h后酯化结束,加入第四单体PEG2000,使用量为PTA摩尔量的0.34%,消光剂TiO2,为PTA的摩尔比为0.72%,抗氧化剂1010,使用量为第四单体质量的0.01%,然后升温至260℃抽真空,真空度为0.01MPa,升温至272℃抽真空,真空度为200pa,在272℃切片特性黏度为0.78 dl/g时出料,得到改性涤纶切片,经测试二甘醇含量为3.96%。
将改性涤纶切片经转鼓干燥后通过双螺杆挤出熔融纺丝,切片干燥温度为130℃,干燥8h,螺杆温度设在270℃,纺丝箱体温度为280℃,侧吹风冷却风速0.5m/s,卷绕速度为3000m/min,得到条干均匀的POY。经33H加弹机加弹,加弹机上控制车速550m/min,拉伸比为1.75,第一热箱温度控制在180℃,第二热箱温度为170℃,得到改性涤纶DTY纤维,即低温易染涤纶纤维。
应用例3
将低温易染涤纶纤维与羊毛在针织机进行交织,用红外线染色机进行染色和还原清洗去除浮色,然后热定型消除内应力。染液中加入1%o.w.f的分散深蓝和1%o.w.f的酸性蓝染料,浴比1:20,加入1g/L的除油剂,加入2g/L的元明粉作为羊毛染色的缓染剂,用10%的HAc调节pH值4~5,染色条件为从30℃始染,以2℃/min的升温速率升温至70℃,再以1℃/min的升温速率升温至100℃保温40min,还原清洗加入1g/L的Na2CO3和1g/L的保险粉,条件为65℃×30min,热定型条件为150℃×1min。
经本发明制作的纤维,吸湿回潮率为0.61%,布面平整手感柔软,染色后的布样,同样的染料浓度下得色量比常规涤纶高温高压下染色布样高出20%~30%。
涤毛交织布样中羊毛组分沾色较少,低温易染涤纶和羊毛交织布样在常压下一浴染色,不需要额外加入助剂,染整前后断裂强度下降幅度较小,下降百分率约为5.4%左右,此染整条件对羊毛的损伤较小,极大程度上保证了涤毛交织布样的优良品质。
本发明具体实施案例中仅介绍了低温易染涤纶较为优良的制作方法,调整第三单体和第四单体的加入量可以获得与本发明中性能相近的纤维,因此相关技术人员根据本发明内容调整添加比例或调整工艺参数获得的产品也应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温易染涤纶纤维的制备方法,其特征在于,所述的制备方法为以下步骤:
(1)在对苯二甲酸和乙二醇酯化过程中添加第三单体,在酯化结束后添加第四单体、抗氧化剂、消光剂,得到改性涤纶切片;
(2)将改性涤纶切片经转鼓干燥后通过双螺杆挤出熔融纺丝,得到条干均匀的POY,经加弹,得到改性涤纶DTY纤维,即低温易染涤纶纤维。
2.根据权利要求1所述的一种低温易染涤纶纤维的制备方法,其特征在于,步骤(1)中先将对苯二甲酸、乙二醇和第三单体进行酯化反应,反应2.5h~3h后酯化结束,加入第四单体、抗氧化剂、消光剂后升温至250℃~260℃抽真空,升温至265℃~275℃继续抽真空,然后熔体黏度为0.75~0.78 dl/g时出料,得到改性涤纶切片。
3.根据权利要求1或2所述的一种低温易染涤纶纤维的制备方法,其特征在于,酯化反应中250℃~260℃抽真空的真空度为250Pa~0.1Mpa,265℃~275℃抽真空的真空度为90~200Pa。
4.根据权利要求1所述的一种低温易染涤纶纤维的制备方法,其特征在于,步骤(2)中螺杆温度设在260℃,纺丝箱体温度控制在275℃~283℃,侧吹风冷却风速0.4~0.7m/s,卷绕速度为3000m/min,加弹机车速550~650m/min,拉伸比为1.75~1.8,第一热箱温度为180~190℃,第二热箱温度为170~180℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种低温易染涤纶纤维的制备方法,其特征在于,所述的第三单体为间苯二甲酸,使用量为对苯二甲酸摩尔量的1%~5%,所述的第四单体为PEG2000,使用量为对苯二甲酸摩尔量的0.1%~0.45%,所述的消光剂为二氧化钛,使用量为对苯二甲酸摩尔量的0.62%~0.72%。
6.根据权利要求1或2所述的一种低温易染涤纶纤维的制备方法,其特征在于,抗氧化剂为抗氧化剂1010,使用量为第四单体质量的0.01%。
7.一种根据权利要求1所述的低温易染涤纶纤维的制备方法得到的低温易染涤纶纤维在涤纶工艺或涤纶羊毛面料上的应用。
8.根据权利要求7所述的一种低温易染涤纶纤维在涤毛面料上的应用,其特征在于,将低温易染涤纶纤维织造成布,用分散染料染色,染色后还原清洗,再进行热定型。
9.根据权利要求7所述的一种低温易染涤纶纤维在涤毛面料上的应用,其特征在于,将分散染料和酸性染料一起浴染低温易染涤纶和羊毛交织布样,染色后还原清洗,再进行热定型。
10.根据权利要求8或9所述的一种低温易染涤纶纤维在涤毛面料上的应用,其特征在于,染色温度在95℃~100℃,还原清洗温度为65~80℃,热定型温度为150~160℃。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191025 |
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