一種有色異型尺寸穩(wěn)定型滌綸單絲及其制備方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及纖維技術領域，具體地說，是一種有色異型尺寸穩(wěn)定型滌綸單絲及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]低收縮型滌綸工業(yè)絲已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)用布如過濾布，遮陽布，蓬蓋布等窄幅織物領域。傳統(tǒng)的低收縮型滌綸工業(yè)絲織成的布，經(jīng)涂層熱處理后，布面收縮率大，收縮不均勻，易造成布面不平整，因此只能用于窄幅織物的織造。近年來，由于膜結構等材料的迅速發(fā)展，對于織物的尺寸穩(wěn)定性提出了更高的要求，而普通低收縮滌綸工業(yè)絲無法滿足幅寬5米以上寬幅織物的要求；同時窗紗、絲網(wǎng)等對纖維強度、耐熱性、耐沖擊性能、光澤、顏色等提出了更高的要求，因此研制一種尺寸穩(wěn)定性更好、強度高、韌性好、耐熱好、具有較好光澤度和顏色鮮艷度的滌綸工業(yè)絲，以滿足工業(yè)需求，顯得極為迫切。中國專利CN1904153A公開了一種低收縮滌綸纖維的制備方法，其采用紡絲和拉伸一步法工藝，包括:固相增粘，熔融紡絲，高溫拉伸，熱定型，卷繞成型。采用5對熱輥拉伸熱定型工藝而非傳統(tǒng)的4輥工藝。制備的超低收縮滌綸工業(yè)長絲具有強度高，模量大，伸長小，耐熱性能好，耐沖擊耐疲勞性能好的優(yōu)點但切片需固相增粘，同時改進設備需要一定投入而且當熱定型溫度超過245°C會出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象。中國專利CN1654718A和中國專利CN1220801C涉及的一種滌綸印刷絲網(wǎng)單絲及其制備方法，使用了高粘度聚酯同樣需要進行固相縮聚。而中國專利CN100368470C公開了一種連續(xù)高強滌綸纖維增強熱塑性樹脂復合材料，但是并未涉及纖維制備方法和收縮率。
[0003]聚2，6_萘二甲酸乙二(醇)酯(PEN)是一種性能更優(yōu)于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的一種高性能新型聚酯。PEN具有優(yōu)良的氣體阻隔性，防水性，抗紫外線，耐熱性，耐化學藥品性和耐輻射性，可作為PET，PC等高聚物的增強增韌劑，用途十分廣泛。中國專利CN102660018A和中國專利CN202968797U都公布了這種材料在纖維中的應用以提高纖維的耐熱性能或阻隔性能，但并未涉及其與PET共混制備有色異型纖維。中國專利CN1211204C公開了一種PET/PEN共混或共聚薄膜的生產(chǎn)方法，但是并未涉及纖維的制備。
[0004]硫酸鋇混入高聚物中能使基體具有更好的層間附著力、強度和光澤。硫酸鋇能在大多數(shù)樹脂體系中，提高涂層光澤和降低霧影。硫酸鋇的折光指數(shù)很低，只有1.64 ;粒徑均小于0.1nm的硫酸鋇幾乎沒有散色能力，因此，硫酸鋇的加入并不影響聚酯的光澤，且硫酸鋇還能夠減少顏色差。中國專利CN101177801A公開了一種大有光聚酯纖維及其制備方法，該纖維是由硫酸鋇、分散劑、聚酯PET切片組成；制備過程包括:預先表面處理的硫酸鋇、分散劑及PET切片共混，制得含有硫酸鋇的PET母料；然后再與大有光PET切片通過螺桿擠出熔融紡絲，該方法工藝更簡單，制得的纖維光澤好，強于傳統(tǒng)的滌綸有光絲。中國專利CN1164679C公開了由納米氧化鋅，納米硫酸鋇和對苯二甲酸聚乙二醇組成的復合聚酯用于制備抗輻射抗紫外纖維。中國專利CN1137924C公開了一種用于聚酯改性的硫酸鋇溶膠，其制取溶膠濃度最高可達30%，膠體粒徑在10?10nm之間；制成的纖維韌性好，且可以常溫常壓染色，織物可防X和α射線穿透。中國專利但其都未涉及硫酸鋇對于ΡΕΤ/ΡΕΝ纖維性能的作用。
[0005]異形纖維與圓形纖維相此，在風格特性，光澤，染色性，抗起球性及防污性方面均有明顯的改善?？椢锏挠|感與摩擦系數(shù)有關，增大摩擦系數(shù)，這種蠟狀感就消失，使手感接近于真絲。中國專利CN2736376Y公開了差別化異型纖維及其生產(chǎn)專用噴絲板，差別化異型纖維的織物和后加工產(chǎn)品，具有手感更柔軟，光澤更亮麗，排汗性能、懸垂性能和蓬松性能更好的特點。目前雖有大量關于纖維異型化的報道但是單絲異型化的報道尚未查到。而業(yè)界共識，異型纖維可以賦予織物光澤度的變化和手感的變化從而產(chǎn)生不同的風格滿足纖維的特殊需要。而且使用色母粒法上色，染成同樣深度顏色化纖纖維，圓形截面纖維一般都要使用更多質量比的顏料。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種有色異型尺寸穩(wěn)定型滌綸單絲及其制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0008]一種有色異型尺寸穩(wěn)定型滌綸單絲，其原料組份重量為，聚對苯二甲酸二乙酯PET84.5?99.75份，色母粒0.2?5份，聚2，6-萘二甲酸二乙酯ΡΕΝ0.1?10份，硫酸鋇粉體0.05?I份；
[0009]一種有色異型尺寸穩(wěn)定型滌綸單絲的制備方法，其具體步驟為:
[0010](I)將PET，PEN，硫酸鋇粉體經(jīng)螺桿共混造粒，將共混制備的切片在8?12小時加溫至120?160°C進行脫水干燥，保溫8?10小時含水量在35PPM以下；
[0011](2)色母粒在8?12小時加溫至120?160°C進行干燥脫水，保溫8?10小時，含水量在35PPM以下；
[0012](3)聚酯切片與色母粒，硫酸鋇粉體經(jīng)螺桿機擠壓共混和熔融，制成熔體，經(jīng)噴絲板進行紡絲，其中經(jīng)螺桿機擠壓的溫度為::一區(qū)270?280°C，二區(qū)275?285°C，三區(qū)280?290°C，四區(qū)280?295°C，五區(qū)275?290°C，六區(qū)275?290°C，螺桿壓力為95?105kg/Cm2 ；
[0013]所述的噴絲板的形狀選自一字形，三葉形，三角形，十字形或者五葉型中的一種；
[0014](3)將步驟(2)得到的絲條經(jīng)側吹風冷卻凝固成初生絲纖維，側吹風溫度為16?25 °C，相對濕度為80?90% ;
[0015](4)在凝固的初生絲纖維上上油，油劑重量濃度為10?18%，油輪轉速為4?6轉/分鐘；
[0016](5)初生絲經(jīng)過上油后，通過卷繞機卷取成形，溫度為24?28°C，相對濕度為45 ?65% ；
[0017](6)卷取成形的原絲筒子采用拉伸機進行加熱二級拉伸，第一步拉伸溫度為125?135°C，拉伸比為3.5?4.5，第二步拉伸溫度為235?255°C，拉伸比為1.2?1.5，總拉伸倍率為4.2?6.75，熱定型溫度為140?255°C，松弛比為10%?15%，拉伸間溫度控制為22?28°C，相對濕度為55?75% ;經(jīng)過加熱拉伸后的纖維檢驗分級為成品絲；
[0018]每一束單絲為I?5根，優(yōu)選為I?3根；
[0019]單絲纖度為5?150旦，優(yōu)選為5?120旦；
[0020]單根該纖維在30 °C，單根纖維在30 °C時，伸長率15%?35%，斷裂強度為2?ScN/dtex，沸水收縮率為I?5% ;有色異型尺寸穩(wěn)定聚酯纖維，與相同纖度圓形纖維相比，所述異型纖維達到相同顏色可少添加質量比為10?55%的色母粒。該纖維可用于織造的紗窗和制備絲網(wǎng)的領域。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的積極效果是:
[0022](I)PEN的加入，提高了纖維的耐熱性，使得熱定型溫度在245度以上時不出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象，用于制備纖維的切片無需固相增粘，也無需改變設備可以使用常規(guī)方法紡絲；同時更高的熱定型溫度使無定形區(qū)的取向結構解取向加速，纖維的內(nèi)應力得到松弛，進而提高了纖維的尺寸穩(wěn)定性；定型溫度的增大，纖維結構中的大分子鏈活動能力增強，結晶度增加，非晶區(qū)含量下降，沸水收縮率降低。
[0023](2)納米硫酸鋇起到了增塑劑的作用，增加高聚物間滑移，提高拉伸倍數(shù)降低纖維收縮率，同時可以使有色纖維色澤更加均勻亮澤；在實驗中我們發(fā)現(xiàn)當硫酸鋇含量少于0.05%纖維出現(xiàn)斷絲熔滴現(xiàn)象，其可能是由于硫酸鋇在PET/PEN體系中起到了相容劑的作用；而硫酸鋇含量高于1%以上出現(xiàn)團聚堵塞噴絲板現(xiàn)象，硫酸鋇含量高于0.5%以上纖維力學性能改變不明顯，但達到同樣顏色可以大大減少色母粒添加量，這是因為硫酸鋇對無機和有機顏料具有穩(wěn)定作用，硫酸鋇粒子能夠吸附在顏料粒子周圍，增加空間位阻或是電荷斥力穩(wěn)定顏料，防止絮凝或者浮色。
[0024](3)纖維拉伸過程中具有較高的拉伸倍數(shù)，使得纖維拉伸過程中產(chǎn)生的誘導結晶提高，從而沸水收縮率降低；且纖維制備工藝簡單，絲條干均勻，纖維粗細均勻，織造的織物平整，網(wǎng)格精