一种三叶异形fdy纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种三叶异形FDY纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)纤维自问世以来，因其优异的性能而得到了迅猛地 发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚酯纤维具有断裂强度和弹性模量高，回弹性 适中，热定型优异，耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能，且织物具有抗 皱、挺括性好等优点，所以，聚酯纤维广泛应用于服装、家纺等领域。
[0003] 三叶异形FDY纤维主要是通过熔融纺丝、截面异形化，赋予聚酯纤维具有真丝般 的光泽和手感、织物明亮感和柔和高雅的丝绸光感，不仅具有优良的光学特性外，由于异形 截面的纤维外形不规则，纤维之间的排列无法紧密，空隙相应增大，从而织物手感更厚实， 蓬松性、透气性好，具有超亮闪光效果。可以明显改善大有光涤纶产品的手感、光泽、透气性 等，可加工织造尚档的仿真丝广品，广品附加值尚。
[0004] 三叶异形FDY纤维，特别是多孔低dpf的三叶异形，对喷丝板设计加工、上油等关 键工艺点要求极高，由于单丝线密度低，截面结构复杂，表面积大，对油品及上油条件要求 极高，上油均匀性直接影响到纤维的条干值及染色均匀性。选择渗透扩散性好、润湿性好的 油品，整体提高上油均匀性，对改善后续牵伸稳定性，减少毛丝以及产品染色均匀性极为重 要。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种三叶异形FDY纤维及其制备方法，本发明通过利用聚 酯熔体、特殊的喷丝孔的设计以及含氟油剂的使用和高速纺丝制备一种三叶异形FDY纤 维。本发明的油剂由矿物油、含氟聚醚、磷酸酯钾盐和烷基磺酸钠组成，所述油剂的使用浓 度为10~20wt%。本发明中使用的含氟聚醚中环氧乙烷基单体的成分适中，同时引入了 [(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]环氧乙烧，增加了体系内的氢键，氢键的增加有利于浊点的 提高，因些在在增加油剂的使用浓度的同时仍能保持油剂的品质。油剂使用浓度的增加可 以大大减少油剂干燥过程中能量的消耗，节约能量。
[0006] -种三叶异形FDY纤维，主要是聚酯通过三叶异形喷丝孔熔融纺丝、上油剂和高 速卷绕制备而得；所述上油剂的油剂至少包括含氟聚醚，含氟聚醚的质量多所述油剂的质 量的45% ;所述含氟聚醚为环氧乙烷、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]环氧乙烷和环氧丙 烷的无规共聚物，其结构式为：
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[0008] 其中，m = 10 ~20, η = 20 ~30, k = 1 ~3;
[0009] 所述三叶异形FDY纤维的断裂强度彡3. 8cN/dtex，断裂伸长率为33. 0±3. 0%;纤 维的上染百分率高于常规聚酯纤维5%以上；染色均匀性4. 5级以上。
[0010] 聚酯有光三叶异形牵伸丝，特别是多孔低dpf的三叶异形，对喷丝板设计加工、冷 却成型、上油等各关键工艺点要求极高，由于单丝线密度低，截面结构复杂，表面积大，选择 渗透扩散性好、润湿性好的油品，整体提高上油均匀性，对改善后续牵伸稳定性，减少毛丝 以及产品染色均匀性极为重要。
[0011] 所述含氟聚醚不仅能够提供良好的平滑、乳化和润湿功能，还能够为油剂体系提 供大量的氛键，提尚池点，有利于油剂使用尚浓度的提尚，节约能量。环氧乙烧（EO)/环氧 丙烷（PO)比例是聚醚最重要的指标之一，对聚醚性能的影响也很大。聚醚分子链由多个EO 和PO链节排列而成，与EO相比，PO链节上有一个侧基，空间位阻较大。Ε0/Ρ0比增大，即 PO链节减少，侧甲基数量下降，分子间空间位阻减少，与水分子之间形成的氢链数目多，所 以浊点也升高。同时聚醚分子链中支链结构的存在会降低表面张力，提高润湿速度，随EO/ PO增大，含支链甲基的PO链节减少，因而表面张力升高，润湿速度减慢，因此聚醚大分子链 中必须含有一定量的P0。但聚醚与水分子所形成的氢键主要依靠醚中的氧原子，所以浊点 升高有限，[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]环氧乙烷的引入，由于氟元素的存在，与水分子 之间形成的氢键数目多将增加，能进一步提高聚醚水溶液的浊点；同时氟元素都处于支链 位置，将进一步降低聚醚的表面张力。在油剂形成油膜时，氟元素会在表面富集，由于氟元 素的特性，使油剂的平滑性得到进一步提高。
[0012] 作为优选的技术方案：
[0013] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述含氟聚醚的相对分子量为1000~4000 ; 所述含氟聚醚的浊点为50~100°C ;所述含氟聚醚的表面张力25~40dyn/cm。
[0014] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述油剂中还包括矿物油、磷酸酯钾盐和烷 基磺酸钠；矿物油有着良好的耐热性，与其它组分有不错的相容性，其具有上油均匀，油膜 强度高的特点，还能有效的减少纤维与金属的摩擦系数，增加纤维的抱合力，有利于集束。 采用阴离子型抗静电剂，能够实现表面亲水化，磷酸酯钾盐的耐热性比较好，良好的抗静电 性，能够增强纤维的抗静电效果，有利于纤维的集束。烷基磺酸钠的加入能够提高油剂的渗 透能力，使得油剂可以在较短的时间内均匀的附着在丝束上，能有效的减少毛丝、断头的出 现。
[0015] 按重量份计：矿物油为25~35份；含氟聚醚为50~70份；磷酸酯钾盐为8~15 份；烷基磺酸钠为2~7份；
[0016] 所述的矿物油为9#~17#的矿物油中的一种；所述的磷酸酯钾盐为十二烷基磷酸 酯钾盐、异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和十二十四醇磷酸酯钾盐中的一种；所述的烷 基磺酸钠为十二烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠和十六烷基磺酸钠中的一种；
[0017] 所述油剂在使用时，用水配置成油剂浓度为10~20wt%的乳化液。高速纺丝对上 油条件要求极高，上油均匀性直接影响到纤维的条干值及染色均匀性，选择渗透扩散性好 的含氟油品。
[0018] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述三叶异形FDY纤维线密度偏差率 彡0. 5 %，断裂强度CV值彡5. 0 %，断裂伸长CV值彡10. 0 %，条干不匀率CV值彡2. 00 %， 沸水收缩率7. 5±0. 5%，含油率0. 90±0. 20% ;纺丝过程喷丝板的三叶三叶异形喷丝孔的 三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为2~6:1 ;单丝纤度为0. 5~1.0 dtex。
[0019] 本发明还提供了所述的一种三叶异形FDY纤维的制备方法，将聚酯经计量、挤出、 冷却、上油、拉伸、热定型和高速卷绕，制得三叶异形FDY纤维；
[0020] 所述挤出的温度为285~295 °C ;
[0021] 所述冷却的风温为20~25 °C ;
[0022] HTl :75 ~95 °C ;
[0023] HT2 :120 ~130°C ;
[0024] 所述高速卷绕速度为4000~5000m/min ;
[0025] 所述上油的油剂制备方法：
[0026] 将起始剂和强碱共混，然后升温至105~125°C，再加入混合均匀的环氧乙烷、 [(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]环氧乙烷和环氧丙烷，在保护气氛下进行聚合反应，反应压 力小于0. 4MPa，达到预定分子量后即得到含氟聚醚；
[0027] 接着，将含氟聚醚、磷酸酯钾盐和烷基磺酸钠常温混合均匀，然后再将混合物加入 到矿物油中，温度控制为40-55Γ，搅拌1~3h，即得到所述油剂；
[0028] 按重量份计：
[0030] 所述油剂在使用时，用水配置成油剂浓度为10~20wt%的乳化液。
[0031] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述起始剂为丁醇，所述丁醇的量为环氧乙 烷、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]环氧乙烷和环氧丙烷总质量的1-5%。;所述强碱为氢氧 化钾或氢氧化钠；所述强碱的量为环氧乙烷、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]环氧乙烷和 环氧丙烷总质量的1-5%。。
[0032] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述环氧乙烷、[(1，1，2,2_四氟乙氧基）甲 基]环氧乙烧和环氧丙烷的用量按摩尔比为10~20:1~3:20~30。
[0033] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述保护气氛为氮气气氛或惰性气体气氛； 所述预定分子量是指产物的相对分子量为1000~4000。
[0034] 如上所述的一种三叶异形FDY纤维，所述达到预