專利名稱：一種具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維及其生產(chǎn)方法，更特 別的涉及一種具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維及其生產(chǎn)方 法。
二背景技術(shù)：
PTT全稱是聚對苯二曱酸丙二醇酯，作為一種全新的聚酯材料，是 國際上最新的化纖新材料之一。
由于聚對苯二曱酸丙二醇酯(PTT)的特殊分子結(jié)構(gòu)造就了其低模 量和優(yōu)良的彈性回復(fù)率，使得PTT面料具有獨(dú)特的柔軟手感，蓬杠、及富 有彈性的性能。PTT大分子鏈具有螺旋狀結(jié)構(gòu)，從而使得PTT具有良好 的回彈性。由于分子鏈得特殊結(jié)構(gòu)形態(tài)，其通過分子鏈自身和分子鏈之 間得共同作用，從而賦予了 PTT優(yōu)異的回彈性能。
PTT的體積比電阻、感應(yīng)電壓和放電半衰期均j氐于PET和PA6，在 抗靜電要求不是很高的用途中，可以完全替代滌綸和錦綸。并且在感應(yīng) 電壓和放電半衰期和棉接近，表明PTT有較好的抗靜電新性能。
PTT抗污性能與纖維的拒油性和易去污性有關(guān)。大分子鏈的化學(xué)結(jié) 構(gòu)對其表面張力影響很大，亞曱基為奇數(shù)的聚合物比偶數(shù)的臨界表面張 力低，所以PTT纖維具有較好的抗污性。
PTT織物有著良好的抗起毛起球性能，這由于PTT纖維優(yōu)良的彈性 減緩了纖維受沖擊的作用力，減少了在外力作用下纖維的斷裂次數(shù)，加
上優(yōu)異的拉伸回復(fù)性，使得PTT纖維有良好的私疲勞損傷，另外PTT抗 靜電性能好，這一切使得PTT抗起毛起球性能非常好。
PTT纖維有一系列長足優(yōu)點(diǎn)，已成為下一代主導(dǎo)合成纖維發(fā)展重點(diǎn)。 但是每一種纖維都有其缺陷，PTT纖維也不例外。其平衡回潮率雖然比 滌綸要高，但是仍然擺脫不了合成纖維吸濕性差的特點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種以常規(guī)PTT切片和改性PTT切片為原料 生產(chǎn)的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維。
本發(fā)明的目的之二是提供一種具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯 短纖維的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的這些以及其他目的將通過下列詳細(xì)描述和說明來進(jìn)一步體 現(xiàn)和闡述。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維，除含有常規(guī) PTT外，還含有改性PTT，所述的改性PTT為帶有親水性基團(tuán)的PTT基 聚合物，其熔點(diǎn)是210 - 230°C,改性PTT組分的重量占復(fù)合纖維總重 量的10-30%。
進(jìn)一步的，本發(fā)明的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維，
具有以下物理性能
單絲纖度 dtex 1.44-12.5
斷裂強(qiáng)度 g/d >3. 5
斷裂伸長率 ％ 55-100 %
定伸長強(qiáng)度(10%) g/d 0.8-1.5超長纖維率 <1
倍長纖維含量 mg/100g <6
瘋點(diǎn)含量 mg/100g <10
巻曲數(shù) EA/inch 10-20
巻曲率％ 16-30
干熱(17(TC x 15min) % <10
上油率 ％ 0.15-0.40
本發(fā)明的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維的生產(chǎn)方法， 包括干燥、熔融過濾、紡絲、牽伸和切斷步驟，其中所述的干燥步驟為 先將兩種不同PTT切片進(jìn)行干燥去除水分，PTT切片采用普通脈動床預(yù) 結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為140-18(TC、風(fēng)壓為0. 05 - 0. 2MPa、 露點(diǎn)溫度《-70°C,干燥時間為6-10小時，干燥后切片含水率控制在 20ppm以下；改性PTT切片采用沐騰床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，千燥熱空氣溫 度為130 - 150°C、風(fēng)壓為0. 05-0. 2MPa、露點(diǎn)溫度<-70°C,干燥時 間為8-12小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。所述的熔融過 濾步驟為將干燥好的PTT切片和改性PTT切片以上述重量比進(jìn)入混料 倉，在混料倉充分混合攪拌進(jìn)入同一螺桿擠壓機(jī)加熱，螺桿擠出機(jī)分五 個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度為235 - 240。C' 二區(qū)溫度為240 - 255°C,三區(qū)溫 度為245 - 260°C,四區(qū)溫度為255 - 265°C,五區(qū)溫度為258 - 265°C。 所述的紡絲步驟為將加熱熔融后的熔體均勻混合后經(jīng)過噴絲板噴絲得到 UDY未牽伸絲，前紡采用下抽風(fēng)式環(huán)吹風(fēng)，其中風(fēng)速為0. 2 - 1. Om/s, 風(fēng)壓為10-50Pa,風(fēng)濕為55-70%,風(fēng)溫為15-25°C,集束速度為85 0 -1200m/min。得到的UDY絲束在溫度不高于25°C的環(huán)境溫度下平衡放
置12小時以上再進(jìn)行兩步式后紡牽伸。所述的牽伸步驟為將平衡后的 UDY絲束進(jìn)行牽伸，牽伸后的緊張熱定型溫度不高于12(TC，再進(jìn)行松 弛烘千，烘干溫度不高于100°C，時間不少于30min，進(jìn)行充分松弛烘 干，得到指標(biāo)一致的親水性PTT短纖維。
在本發(fā)明中，將PTT聚合物在聚合過程中引入強(qiáng)吸水性基團(tuán)，再將 具有吸水性基團(tuán)的改性PTT聚合物與常規(guī)PTT聚合物進(jìn)行共混紡絲，得 到的共混纖維改善了普通PTT纖維的親水性能，彌補(bǔ)了 PTT纖維親水性 不強(qiáng)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的纖維手感柔軟，可在低溫下染得鮮艷的顏色，而 且克服了合成纖維吸濕性差的特點(diǎn)。
在本發(fā)明中，使用的具有吸水性基團(tuán)的改性PTT聚合物為在聚合過 程中加入第三單體后制得的(常規(guī)方法)，其中的第三單體為間苯二曱酸 二曱酯-5-磺酸納，分子式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>
間苯二曱酸二曱酯-5 -磺酸納的加入破壞了大分子鏈的規(guī)整性， 改變了苯環(huán)的平面結(jié)構(gòu)，同時-S03Na是極性親水基團(tuán)，可以增加PTT 纖維的吸水性。
此類改性PTT聚合物由福建泉州海天化工廠生產(chǎn)。
在本發(fā)明中使用的所有原材料等均是常規(guī)使用的，可以從市場購 得。在本發(fā)明中，如非特指，所有的量、百分比均為重量單位。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述。由技術(shù)常識可知，本發(fā) 明可以通過其他的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因
—此，下列實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。 所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: 1. 4D x 38mm親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1800公斤，改性PTT聚酯切片200公斤進(jìn)行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為160
°C、風(fēng)壓O.lMPa、露點(diǎn)溫度《-7(TC,干燥時間為6-10小時，干燥
后切片含水率控制在20ppm以下；改性PTT切片采用沸騰床預(yù)結(jié)晶連續(xù)
干燥，干燥熱空氣溫度為140°C、風(fēng)壓O. lMPa、露點(diǎn)溫度《-7(TC,干
燥時間為8 - 12小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。其后經(jīng)干
燥好的PTT切片和改性PTT切片按上述重量比進(jìn)入混料倉，在混料倉充
分混合攪拌進(jìn)入同一螺桿擠壓機(jī)加熱，螺桿擠出機(jī)分五個區(qū)控溫， 一區(qū)
溫度235 - 240°C， 二區(qū)溫度240 - 255°C，三區(qū)溫度245 - 260°C ，四區(qū)
溫度255 - 265°C，五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經(jīng)過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風(fēng)式環(huán)吹風(fēng)，其中風(fēng)速O. 2-1.0m/s，風(fēng)壓10-50Pa， 風(fēng)濕65°/。，風(fēng)溫18。C,集束速度為850 - 1200m/min。 UDY絲束要在溫度 不高于25。C的環(huán)境溫度下平衡放置12小時以上再進(jìn)行兩步式后紡牽 伸。絲束牽伸后的緊張熱定型溫度不高于12(TC,然后進(jìn)行松弛烘干， 烘干溫度不高于100°C,時間不少于30min進(jìn)行充分松弛烘干。
按本實(shí)施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度 dtex 1.44 ±3%
斷裂強(qiáng)度 g/d >3. 5
斷裂伸長率 ％ 75 ±5%
;t伸長強(qiáng)度(lOW 名/4 1.0
超長纖維率 ％ <1
倍長纖維含量 mg/100g <6
-匕點(diǎn)含量 mg/100g <10
巻曲數(shù) EA/inch 15 ±3. 5%
巻曲率 ％ 20 ±3. 5%
干熱(170°C x 15min) % 9
上油率 ％ 0.25 ±5%
實(shí)施例2: 2. 5D x 56mm親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1600公斤，改性PTT聚酯切片400公斤進(jìn)行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為160
。C、風(fēng)壓0. lMPa、露點(diǎn)溫度《-7(TC，干燥時間為8小時，干燥后切
片含水率控制在20ppm以下；改性PTT切片采用沸騰床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，
干燥熱空氣溫度為140°C、風(fēng)壓0. lMPa、露點(diǎn)溫度< -7(TC,干燥時間
為10小時，干燥后切片含水率控制在30ppm以下。其后經(jīng)干燥好的PTT
切片和改性PTT切片上述重量比進(jìn)入混料倉，在混料倉充分混合攪拌進(jìn)
入同一螺桿擠壓機(jī)加熱，螺桿擠出機(jī)分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度235 - 240
。C, 二區(qū)溫度240 - 255°C,三區(qū)溫度245 - 260°C,四區(qū)溫度255 - 265
°C,五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經(jīng)過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風(fēng)式環(huán)吹風(fēng)，其中風(fēng)速為0. 2-1.0m/s，風(fēng)壓為10-50Pa，風(fēng)濕度為65%，風(fēng)溫為18。C,集束速度為850 - 1200m/min。 UDY 絲束在溫度不高于25。C的環(huán)境溫度下平衡放置12小時以上再進(jìn)行兩步 式后紡牽伸。絲束牽伸后的緊張熱定型溫度不高于12(TC，然后進(jìn)行松弛烘于，烘于溫度不高于100°C，時間不少于30min進(jìn)行充分松弛烘千。 按本實(shí)施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度dtex2. 75 ±3%
斷裂強(qiáng)度g/d>3. 7
斷裂伸長率%90 ±5%
定伸長強(qiáng)度(10%)g/d1. 0
超長纖維率%<1
倍長纖維含量mg/100g<6
疵點(diǎn)含量mg/100g<10
巻曲數(shù)EA/inch17 ±3. 5%
巻曲率%22 ± 3. 5 %
干熱(170°C x 15min)%8
上油率%0, 30 ±5%
實(shí)施例3: 3. OD x 30 - 70mm親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1500公斤，改性PTT聚酯切片300公斤進(jìn)行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為140
。C、風(fēng)壓0.15MPa、露點(diǎn)溫度《-70。C,干燥時間為10小時，干燥后
切片含水率控制在20卯m以下；改性PTT切片釆用沸騰床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干 燥，干燥熱空氣溫度為13(TC、風(fēng)壓0. 15MPa、露點(diǎn)溫度《-70°C，干 燥時間為12小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。其后經(jīng)干燥 好的PTT切片和改性PTT切片上述重量比進(jìn)入混料倉，在混料倉充分混 合攪拌進(jìn)入同一螺桿擠壓機(jī)加熱，螺桿擠出機(jī)分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度 235 - 240°C, 二區(qū)溫度240 - 255°C,三區(qū)溫度245 - 260°C ,四區(qū)溫度25.5 - 265°C,五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經(jīng)過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風(fēng)式環(huán)吹風(fēng)，其中風(fēng)速為0.4m/s,風(fēng)壓為15Pa,風(fēng) 濕度為65%,風(fēng)溫為25°C,集束速度為1100m/min。 UDY絲束在溫度為 22土2。C的環(huán)境溫度下平衡放置20小時再進(jìn)行兩步式后紡牽伸。絲束牽 伸后的緊張熱定型溫度為115±5°C,然后進(jìn)行松弛烘干，烘干溫度為94 士5。C，時間為40min進(jìn)行充分松弛烘干。
按本實(shí)施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度dtex1. 42 ± 0, 50/
斷裂強(qiáng)度g/d>4. 0
斷裂伸長率%85 ±5%
定伸長強(qiáng)度aowg/d1. 1
超長纖維率%<1
倍長纖維含量mg/100g<6
瘋點(diǎn)含量mg/100g<10
巻曲數(shù)EA/inch15 ± 3. 50/
巻曲率%20± 3. 50/
干熱(170°C x 15min)%7
上油率%0. 30±50/
實(shí)施例4: 2. 5D x 50 - 75隱親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1500公斤，改性PTT聚酯切片400公斤進(jìn)行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為175
°C、風(fēng)壓O.lMPa、露點(diǎn)溫度《-70°C,干燥時間為6.5小時，干燥后 切片含水率控制在20ppm以下；改性PTT切片采用沸騰床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干
200710187658.8
說明書第9/9頁
燥，干燥熱空氣溫度為150°C、風(fēng)壓Q. lMPa.、露點(diǎn)溫度《-70°C，干燥 時間為8小時，干燥后切片含水率控制在30ppm以下。其后經(jīng)干燥好的 PTT切片和改性PTT切片上述重量比進(jìn)入混料倉，在混料倉充分混合攪 拌進(jìn)入同一螺桿擠壓機(jī)加熱，螺桿擠出機(jī)分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度235 -240°C, 二區(qū)溫度240 - 255°C，三區(qū)溫度245 - 260°C ,四區(qū)溫度255 -265°C，五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經(jīng)過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風(fēng)式環(huán)吹風(fēng)，其中風(fēng)速為0. 80m/s,風(fēng)壓為45Pa，風(fēng) 濕度為60%,風(fēng)溫為18°C,集束速度為900m/min。 UDY絲束在溫度為 20。C的環(huán)境溫度下平衡放置24小時，再進(jìn)行兩步式后紡牽伸。絲束牽 伸后的緊張熱定型溫度為ll(TC,然后進(jìn)行松弛烘干，烘干溫度為98°C, 時間為55min進(jìn)行充分松弛烘干。
按本實(shí)施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度dtex10. 5 ± 3%
斷裂強(qiáng)度g/d>3. 8
斷裂伸長率%93±5%
定伸長強(qiáng)度(10%)g/d1. 2
超長纖維率%<1
倍長纖維含量mg/100g<6
疵點(diǎn)含量mg/100g<10
巻曲數(shù)EA/inch15 ± 3, 5%
巻曲率%25 ±3. 5%
干熱(170°C x 15min)%7. 5
上油率%0. 20 ± 5%
權(quán)利要求
1、一種具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維，其特征在于除含有常規(guī)PTT外，還含有改性PTT，所述的改性PTT為帶有親水性基團(tuán)的PTT基聚合物，其熔點(diǎn)是210-230℃，改性PTT組分的重量占復(fù)合纖維總重量的10-30％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖 維，其特征在于具有以下物理性能單絲纖度 dtex斷裂強(qiáng)度 g/d斷裂伸長率 °/。定伸長強(qiáng)度(10%) g/d超長纖維率 ％倍長纖維含量 mg/100g疵點(diǎn)含量 mg/100g巻曲數(shù) EA/inch巻曲率 ％干熱(170°C x 15min) %上油率 ％1. 44-12. 5 〉3. 555-100 % 0.8-1.5<1 <6 <10 10-20 16 _ 30 <100. 15 — 0. 40
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短 纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于包括干燥、熔融過濾、紡絲、牽伸和 切斷步驟，其中所述的干燥步驟為先將兩種不同PTT切片進(jìn)行干燥 去除水分，PTT切片采用普通脈動床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣 溫度為140 - 180°C、風(fēng)壓為0. 05-0. 2MPa、露點(diǎn)溫度《-70°C,干燥時間為6-10小時，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；改性 PTT切片采用沸騰床預(yù)結(jié)晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為130-150 °C 、風(fēng)壓為0. 05 - 0. 2MPa、露點(diǎn)溫度< -70°C ，干燥時間為8 - 12 小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維 的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的熔融過濾步驟為將干燥好的PTT切 片和改性PTT切片以上述重量比進(jìn)入混料倉，在混料倉充分混合攪 拌進(jìn)入同一螺桿擠壓機(jī)加熱，螺桿擠出機(jī)分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度 為235 - 240°C, 二區(qū)溫度為240 - 255°C,三區(qū)溫度為245 - 260°C, 四區(qū)溫度為255 - 265°C，五區(qū)溫度為258 - 265°C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維 的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的紡絲步驟為將加熱熔融后的熔體均 勻混合后經(jīng)過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲，前紡采用下抽風(fēng)式環(huán) 吹風(fēng)，其中風(fēng)速為0. 2-1.0m/s，風(fēng)壓為10-50Pa,風(fēng)濕為55-70 %,風(fēng)溫為15-25。C，集束速度為850 - 1200m/min。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維 的生產(chǎn)方法，其特征在于得到的UDY絲束在溫度不高于25。C的環(huán)境 溫度下平衡放置12小時以上再進(jìn)行兩步式后紡牽伸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維 的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的牽伸步驟為將平衡后的UDY絲束進(jìn) 行牽伸，牽伸后的緊張熱定型溫度不高于120°C,再進(jìn)行松弛烘干， 烘干溫度不高于IO(TC,時間不少于30min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維及其生產(chǎn)方法，除含有常規(guī)PTT外，還含有改性PTT，所述的改性PTT為帶有親水性基團(tuán)的PTT基聚合物，其熔點(diǎn)是210-230℃，改性PTT組分的重量占復(fù)合纖維總重量的10-30％。在本發(fā)明中，將PTT聚合物在聚合過程中引入強(qiáng)吸水性基團(tuán)，再將具有吸水性基團(tuán)的改性PTT聚合物與常規(guī)PTT聚合物進(jìn)行共混紡絲，得到的共混纖維改善了普通PTT纖維的親水性能，彌補(bǔ)了PTT纖維親水性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的纖維手感柔軟，可在低溫下染得鮮艷的顏色，而且克服了合成纖維吸濕性差的特點(diǎn)。
文檔編號D01F8/14GK101187090SQ200710187658
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者張連京, 王啟明 申請人:王啟明