專利名稱：一種合金聚酯纖維及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金聚酯纖維及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
聚酯纖維具有物理機(jī)械性能好，彈性模量高，耐熱性能好，易洗快干，抗皺性強(qiáng)和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在合成纖維中應(yīng)用最廣。雖然聚酯具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能和綜合服用性能，但是普通聚酯的分子鏈緊密斂集，結(jié)晶度和取向度較高，極性較小，缺乏親水性，在聚酯的曲折長鏈分子間沒有可適當(dāng)容納染料分子的間隙，因此染料粒子不易透入纖維，其染色性差，可使用染料的種類少，聚酯纖維只能采用分散染料高溫染色的方法進(jìn)行染色，一般的染色溫度在130度左右，而且是在較高的壓力下染色。像棉、毛、麻和絹等天然纖維的染色溫度較低，在高溫及高壓的染色處理?xiàng)l件下，會產(chǎn)生嚴(yán)重的黃變及強(qiáng)度的大幅下降，使得聚酯與天然纖維等混紡或混用方面受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合常溫常壓分散可染的合金聚酯纖維及生產(chǎn)該纖維的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種合金聚酯纖維，該合金聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纖維，合金聚酯纖維中聚對苯二甲酸乙二醇酯成分所占的重量比率為 60% 80%，聚對苯二甲酸丁二醇酯成分所占的重量比率為20% 40%。該合金聚酯纖維經(jīng)差示掃描量熱儀測定，只有1個(gè)熔點(diǎn)峰，且熔點(diǎn)范圍是235°C 2500C ；測定條件為升溫速度16°C /min，測試溫度范圍20°C 280°C。該纖維可以是DT延伸纖維，在測定條件為98°C X30min的前提下，纖維的沸收范圍(沸水收縮率)為5% 10%;在測定條件為160°C X15min的前提下，纖維的干收范圍 (干熱收縮率)為5% 12%。該纖維也可以是DTY假捻加彈纖維，在測定條件為98°C X 30min的前提下，纖維的沸收范圍為5% 10% ；在測定條件為160°C X15min的前提下，纖維的干收范圍為8% 15%。所述DT延伸纖維經(jīng)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀DMA測定，其內(nèi)耗角正切值log δ的峰值溫度 Tmax范圍為110°C 147°C ；測試條件為應(yīng)力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為5°C / min。所述DTY假捻加彈纖維經(jīng)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀DMA測定，其內(nèi)耗角正切值log δ的峰值溫度Tmax范圍為110°C 147°C;測試條件為應(yīng)力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為 5°C /min。本發(fā)明的合金聚酯纖維的生產(chǎn)方法，包括如下步驟
(1)使用多段式二軸混煉機(jī)將聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯按60/40 80/20比例進(jìn)行混煉得到合金聚酯切片；混煉條件固體輸送段溫度范圍是 170 230°C，熔融段的溫度范圍是270 ^KTC，熔體輸送段及混煉段的溫度范圍是210 230°C，機(jī)頭溫度范圍是280 290°C，混煉時(shí)通過熔融區(qū)的兩個(gè)排氣孔進(jìn)行抽真空，真空度小于 2000Pa ；(2)將合金聚酯切片干燥后經(jīng)過螺桿熔融擠壓，螺桿有3 5段，各段的溫度為 275°C ^5°C，然后經(jīng)計(jì)量泵精確計(jì)量后送入紡絲組件，通過噴絲板擠出定形、側(cè)吹風(fēng)冷卻固化，再經(jīng)給油處理及羅拉的拉伸、網(wǎng)絡(luò)噴嘴，最后通過卷繞裝置卷繞定形，卷取速度為 2500 7000m/min的中高速卷取后取得合金聚酯的預(yù)取向纖維POY ；( 再將合金聚酯的預(yù)取向纖維POY進(jìn)行延伸加工制成延伸纖維DT或進(jìn)行假捻加工制得高彈纖維或低彈纖維DTY。具體是將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分別進(jìn)行干燥，控制水分率在IOOppm以下；然后將兩種切片按照一定的比率進(jìn)行混煉，其中聚對苯二甲酸乙二醇酯所占的重量比率為60% 80%，聚對苯二甲酸丁二醇酯所占的重量比率為20% 40%。在進(jìn)行混煉時(shí)兩種切片分別經(jīng)過不同的喂料裝置進(jìn)行計(jì)量，精確計(jì)量后的切片進(jìn)入混煉機(jī)進(jìn)行混煉，在混煉機(jī)上有兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行抽真空脫水，真空度小于 2000Pa?；鞜挆l件為固體輸送段溫度范圍是170 230°C ；熔融段的溫度范圍是270 2900C ；熔體輸送段及混煉段的溫度范圍是210 230°C ；機(jī)頭溫度范圍是280 290°C。 吐出的聚合物經(jīng)水槽冷卻后進(jìn)入切粒機(jī)，切粒后就得到了合金聚酯切片。然后將合金聚酯切片干燥后經(jīng)過螺桿熔融擠壓，螺桿有3 5段，各段的溫度為 275°C ^5°C，然后經(jīng)計(jì)量泵精確計(jì)量后送入紡絲組件，通過噴絲板擠出定形、側(cè)吹風(fēng)冷卻固化，再經(jīng)給油處理及羅拉的拉伸、網(wǎng)絡(luò)噴嘴，最后通過卷繞裝置卷繞定形，卷取速度為 2500 7000m/min的中高速卷取后取得合金聚酯的預(yù)取向纖維(POY)，再將預(yù)取向纖維進(jìn)行延伸加工制成延伸纖維(DT)或進(jìn)行假捻加工制得高彈纖維或低彈纖維。所得到的合金聚酯纖維經(jīng)差示掃描量熱儀測定，只有1個(gè)熔點(diǎn)峰，且熔點(diǎn)范圍是 235 250"C。當(dāng)加工后DT延伸纖維或DTY假捻加彈纖維的沸收范圍為5% 10%，干收范圍為 5% 15%。當(dāng)加工后DT延伸纖維或DTY假捻加彈纖維經(jīng)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)測定，其內(nèi)耗角正切值(IogS)的峰值溫度(Tmax)范圍為110°C 147°C。用所得DT延伸纖維或DTY假捻加彈纖維做成編物或織物，該編物或織物在 980C X30min的染色條件下，以對質(zhì)重為2% owf的陽離子染料進(jìn)行染色，染料的上染率為 97%以上，染色堅(jiān)牢度在4級以上；以對質(zhì)重為10% owf的陽離子染料進(jìn)行深色染色時(shí)，染料的上染率也在90%以上，染色堅(jiān)牢度也都在3 4級以上。本發(fā)明的合金聚酯纖維具有常溫常壓分散可染的特性，可以較好的與棉、毛、絲等天然纖維及適合低溫染色的尼龍等化纖混用或混紡加工，也可以進(jìn)行單獨(dú)加工，加工得到編物或織物具有很好的染色效果，而且耐熱性和手感方面也有改善，可以增加聚酯纖維在衣料方面的使用范圍，以獲得風(fēng)格多樣的服用面料。本發(fā)明中的一些測試方法說明如下
上染率測定方法測試儀器分光光度計(jì)。測試方法染色前的染液用分光光度計(jì)測試，染液的吸收率為A，染色結(jié)束后的染液用分光光度計(jì)測試，染液的吸收率為B，則上染率為(A-B)/A X 100%。染色堅(jiān)牢度測定方法A)洗滌堅(jiān)牢度根據(jù)TRS 2006A中A-2的測試標(biāo)準(zhǔn)肥皂5g/L，液量100ml，容量 550士50ml，溫度50士2°C，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為30min。處理后的樣品以不高于60°C的環(huán)境中干燥， 試驗(yàn)片試驗(yàn)前后顏色的變化和添付布的污染與灰色分級卡進(jìn)行比較區(qū)分等級。B)耐光堅(jiān)牢度a)試料的制作①試料布的場合選取IcmX 6cm以上的試驗(yàn)片1塊。②試料紗的場合在長邊方向以均一的厚度平行的卷進(jìn)lcmX6cm以上的厚紙。b)測試條件及判斷根據(jù)TRS 2008A的測試標(biāo)準(zhǔn)試樣在溫度為63士3°C，濕度為 50%以下的條件下，經(jīng)過紫外線的照射，因判斷級別不同，分別照射池 40h，光照射過樣品和未照射樣品的顏色變化與藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)分級卡的光照射部和未照射部色的變化進(jìn)行比較， 對變退色的程度進(jìn)行等級區(qū)分。C)差示掃描量熱儀測定方法(1)測試設(shè)備TA公司的QlOO型(熱流型)(2)測試條件測試溫度曲線如附圖所示D)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)測定方法(1)測試設(shè)備動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(TA公司)型號Q800(2)測試條件溫度室溫 200°C ；升溫速率3°C /min ；振幅10 μ m頻率IlOHz；張力0. 15(gf/d)；纖度:300dtex泊松比0· 35 ；測試時(shí)長度10 20_Mode 應(yīng)力一定(長度變化)


附圖為差示掃描量熱儀測定時(shí)的測試溫度曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分別進(jìn)行干燥，干燥設(shè)備為轉(zhuǎn)鼓型真空干燥機(jī)，干燥條件都為150°C Χ ι，干燥后聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水分為32ppm，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的水分為30ppm，然后將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)重量比為70 30的比率進(jìn)行混煉。 兩種切片分別經(jīng)過不同的喂料裝置進(jìn)行計(jì)量，精確計(jì)量后的切片進(jìn)入混煉機(jī)混煉，總吐出量為15kg/h ；在熔融段有兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行抽真空脫水，真空度分別為11001 和lOOOPa?；鞜挆l件為固體輸送段溫度范圍是200°C ；熔融段的溫度范圍是觀01；熔體輸送段及混煉段
5的溫度范圍是220°C ；機(jī)頭溫度范圍是285°C。吐出的聚合物經(jīng)水槽冷卻后進(jìn)入切粒機(jī)，切粒后就得到了合金聚酯切片。將該合金聚酯切片在150°C的干燥條件下用轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥8h，水分為38ppm，干燥后切片投入螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過螺桿擠出機(jī)的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，通過圓形吐出孔的噴絲板擠出定形、側(cè)吹風(fēng)冷卻固化，再經(jīng)給油處理及1和2兩羅拉間的延伸、網(wǎng)絡(luò)噴嘴，最后通過卷取裝置卷取得成品。螺桿擠出機(jī)的熔融擠壓過程設(shè)有5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)定為270°C、275°C、280°C、285°C、290°C;紡絲箱體溫度設(shè)定為290°C。以3000m/ min的速度卷取，得到預(yù)取向聚酯纖維(POY)。POY經(jīng)過延伸加工，熱羅拉溫度為1HT/2HT :90/160°C，延伸倍率為1. 45倍，卷取速度為 600m/mino成品纖維的物性纖維的熔點(diǎn)為243°C，纖維的纖度為84T，單絲纖度1. 75T，強(qiáng)度為3.65cN/dteX，伸度為39.5%，U% (H)(條干不勻率)為0. 35，沸收為4. 9%，干收為 8. 9%。用該纖維做成織物或編物后，手感柔軟，常溫常壓可染，染色堅(jiān)牢度為4級，耐光堅(jiān)牢度為4級以上。實(shí)施例2 POY生產(chǎn)方法同實(shí)施例1。POY進(jìn)假捻加工，1熱板的溫度155°C，二熱板溫度為常溫，延伸倍率為1. 40倍，假捻盤的轉(zhuǎn)速為735rpm/min，卷取速度為500m/min。成品纖維的物性纖維的熔點(diǎn)為243°C，纖維的纖度為84T，單絲纖度1. 75T，強(qiáng)度為3.75cN/dteX，伸度為25.5%，U% (H)(條干不勻率)為0.4，沸收為6.7%，干收為 10. 5 %。用該纖維做成織物或編物后，手感柔軟，常溫常壓可染，染色堅(jiān)牢度為4級，耐光堅(jiān)牢度為4級以上。實(shí)施例3 將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片分別進(jìn)行干燥，干燥設(shè)備為轉(zhuǎn)鼓型真空干燥機(jī)，干燥條件都為150°C Χ ι，干燥后聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水分為32ppm，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的水分為30ppm，然后將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)重量比為60% 40%的比率進(jìn)行混煉。兩種切片分別經(jīng)過不同的喂料裝置進(jìn)行計(jì)量，精確計(jì)量后的切片進(jìn)入混煉機(jī)混煉，總吐出量為15kg/h ；在熔融段有兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行抽真空脫水，真空度分別為1100 和lOOOPa?；鞜挆l件為固體輸送段溫度范圍是200°C ；熔融段的溫度范圍是觀01；熔體輸送段及混煉段的溫度范圍是220°C;機(jī)頭溫度范圍是285°C。吐出的聚合物經(jīng)水槽冷卻后進(jìn)入切粒機(jī)， 切粒后就得到了合金聚酯切片。將該合金聚酯切片在150°C的干燥條件下用轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥他，水分為38ppm，干燥后切片投入螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過螺桿擠出機(jī)的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，通過圓形吐出孔的噴絲板擠出定形、側(cè)吹風(fēng)冷卻固化，再經(jīng)給油處理及1和2兩羅拉間的延伸、網(wǎng)絡(luò)噴嘴，最后通過卷取裝置卷取得成品。螺桿擠出機(jī)的熔融擠壓過程設(shè)有5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)定為270°C、275°C、280°C、285°C、290°C;紡絲箱體溫度設(shè)定為290°C。以3000m/ min的速度卷取，得到預(yù)取向聚酯纖維(POY)。POY經(jīng)過延伸加工，熱羅拉溫度為1HT/2HT :90/160°C，延伸倍率為1. 45倍，卷取速度為 600m/mino 成品纖維的物性纖維的熔點(diǎn)為235°C，纖維的纖度為56T，單絲纖度2. 3T，強(qiáng)度為 3. 55cN/dtex，伸度為40. 5%，U% (H)(條干不勻率)為0. 32，沸收為9. 5%，干收為12. 0%。 用該纖維做成織物或編物后，手感柔軟，常溫常壓可染，染色堅(jiān)牢度為4級，耐光堅(jiān)牢度為4 級以上。
權(quán)利要求
1.一種合金聚酯纖維，其特征是該合金聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纖維，合金聚酯纖維中聚對苯二甲酸乙二醇酯成分所占的重量比率為60% 80%，聚對苯二甲酸丁二醇酯成分所占的重量比率為20% 40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金聚酯纖維，其特征是該合金聚酯纖維經(jīng)差示掃描量熱儀測定，只有1個(gè)熔點(diǎn)峰，且熔點(diǎn)范圍是235°C 250°C ；測定條件為升溫速度16°C /min, 測試溫度范圍20°C ^0°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金聚酯纖維，其特征是該纖維是DT延伸纖維， 在測定條件為98°C X30min的前提下，纖維的沸收范圍為5 % 10% ；在測定條件為 1600C X15min的前提下，纖維的干收范圍為5% 12%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金聚酯纖維，其特征是該纖維是DTY假捻加彈纖維，在測定條件為98°C X30min的前提下，纖維的沸收范圍為5% 10% ；在測定條件為 1600C X15min的前提下，纖維的干收范圍為8% 15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金聚酯纖維，其特征是所述DT延伸纖維經(jīng)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀DMA測定，其內(nèi)耗角正切值IogS的峰值溫度Tmax范圍為110°C 147°C ；測試條件為 應(yīng)力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為5°C /min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合金聚酯纖維，其特征是所述DTY假捻加彈纖維經(jīng)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀DMA測定，其內(nèi)耗角正切值log δ的峰值溫度Tmax范圍為110°C 147°C;測試條件為應(yīng)力固定模式下頻率為40Hz，升溫速率為5°C /min。
7.—種權(quán)利要求1所述的合金聚酯纖維的生產(chǎn)方法，其特征是包括如下步驟(1)使用多段式二軸混煉機(jī)將聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯按 60/40 80/20比例進(jìn)行混煉得到合金聚酯切片；混煉條件固體輸送段溫度范圍是170 230°C，熔融段的溫度范圍是270 290°C，熔體輸送段及混煉段的溫度范圍是210 230°C，機(jī)頭溫度范圍是280 290°C，混煉時(shí)通過熔融區(qū)的兩個(gè)排氣孔進(jìn)行抽真空，真空度小于 2000Pa ；(2)將合金聚酯切片干燥后經(jīng)過螺桿熔融擠壓，螺桿有3 5段，各段的溫度為 275°C ^5°C，然后經(jīng)計(jì)量泵精確計(jì)量后送入紡絲組件，通過噴絲板擠出定形、側(cè)吹風(fēng)冷卻固化，再經(jīng)給油處理及羅拉的拉伸、網(wǎng)絡(luò)噴嘴，最后通過卷繞裝置卷繞定形，卷取速度為 2500 7000m/min的中高速卷取后取得合金聚酯的預(yù)取向纖維POY ；(3)再將合金聚酯的預(yù)取向纖維POY進(jìn)行延伸加工制成延伸纖維DT或進(jìn)行假捻加工制得高彈纖維或低彈纖維DTY。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合金聚酯纖維及其生產(chǎn)方法；該合金聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的合金聚酯纖維，合金聚酯纖維中聚對苯二甲酸乙二醇酯成分所占的重量比率為60％～80％，聚對苯二甲酸丁二醇酯成分所占的重量比率為20％～40％。該聚酯纖維經(jīng)差示掃描量熱儀測定，只有1個(gè)熔點(diǎn)峰，且熔點(diǎn)范圍是235℃～250℃。本發(fā)明合金聚酯纖維具有常溫常壓分散可染的特點(diǎn)，可以較好的與棉、毛、絲等天然纖維及適合低溫染色的尼龍等纖維混用或混紡，具有很好的染色效果，而手感柔軟，可以獲得風(fēng)格多樣的服用面料。
文檔編號D01D5/08GK102453978SQ20101055066
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者倪春健, 曹健, 望月克彥 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司