专利名称：一种聚酯全拉伸竹节丝及其方法制备的制作方法
技术领域：
本发明属于功能差别化纤维技术领域，特别是涉及ー种聚酯全拉伸(FDY)竹节丝及其制备方法。
背景技术：
聚酯全拉伸粗细竹节丝是ー种沿纤维轴方向具有线密度粗细比差异以及其它潜在特性的新型功能差别化纤維，其中，纤维中最高线密度与最低线密度之比称为粗细比，且粗细比大小适中，粗细节呈均匀分布或者随机分布；竹节丝的特征是同一根纤维具有在纤维轴向有不同取向度和结晶度的超分子结构，通常粗节取向度及结晶度低，细节取向度及结晶度高。因而在相同染色条件下，同一根纤维吸色率随粗细竹节及其位置而异，产生顔色深浅相间的效果，是碎花或雪花色调织物、特别是仿麻仿毛仿短纤纱风格织物的原料。 目前，竹节丝制备可以通过机械地改变拉伸比或者采用吐出速度差纺丝的方法制造，但较多通过采用降低纺丝速度和降低牵伸比的不均匀拉伸或者采用POYエ艺到DTYエ艺ニ步法的变形加工，或采用复合竹节丝、包覆性竹节丝的制备方法来获得粗细竹节丝。用这种方法制备得到竹节丝的粗细比的大小及分布变化波动大，难以控制，导致染色深浅反差太大；其粗节取向度过低，在假捻、染整或碱减量后加工处理时易脆化，产生毛丝和断头；粗细节不匀，易造成粗节分布过度集中，凹凸感不强，透气性差，有闷热感；其次，エ艺复杂，流程长，产品质量不稳定，影响织物风格及其品质，难以制得超仿麻、仿毛风格和功效，最終影响产品品质和织物风格以及市场发展前景。因此，要获得较好的粗细节比大小及其分布，必须在极窄范围的拉伸条件下进行拉伸，但エ艺上较难掌握；同时，粗细比随卷绕速度増大而减小，但由于目前上述制备方法的卷绕速度太低，造成产量低、成本高、产品质量不稳定。中国发明专利CN101328620公开了ー种闪光竹节涤纶长丝的制备方法，由纺丝通过喷丝板改造生产三角形预取向丝(POY)，使丝具有闪光的特点，在POY的后加工过程中采用I. 4 I. 46较小的拉伸倍数及相对较高的定型温度，加工得到DTY闪光竹节涤纶长丝。该产品竹节由后续DTYエ艺所得，为具有弹性的弹カ丝，会导致光泽性变差，丝的风格发生变化，竹节效果不够明显，且采用ニ步法生产，エ艺复杂，成本高昂。中国发明专利CN101748502 B.公开的FDY涤纶竹节长丝及制备方法，采用FDYエ艺，拉伸速度2800 3200m/min，拉伸预网络压力O. 22MPa,拉伸倍数L 9 2. 22，热辊速度GR1/GR2分别为1400 1600m/min和2800 3200m/min,热辊温度GR1/GR2分别为65 75°C和108 118°C。该エ艺虽为ー步法生产，有利于降低生产成本，但其纺丝速度仅为3000m/min左右，速度低，产量低，成本高，因此，生产エ艺亟需改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，利用现有FDY设备资源，熔融纺丝拉伸采用一歩法エ艺，提供一种纺丝速度快，生产成本低，产量高，纤维的粗细比大且均匀，具有易上染，色泽鲜艳，高附加值以及高品质的聚酯全拉伸竹节丝及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是提供一种聚酯全拉伸竹节丝，规格为76dtex/24f 110dtex/72f，粗节在纤维长度方向呈相间随机分布；它包括质量分数为O. 5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加剂，其断裂强度为2. 70 cN/dtex 3. 40cN/dtex,断裂伸长率为40% 80%。竹节丝的粗细比为I. 20 I. 60 :1，竹节丝的粗节长度为15 40mm，竹节密度为5 15个/m。ー种如上所述的聚酯全拉伸竹节丝的制备方法，采用一歩法生产エ艺，其条件如下
1、在聚酯切片中加入质量分数为O.5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加剂；
2、切片与添加剂在螺杆中充分混合后，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ；
3、熔体经喷丝板挤出成为熔体细流后，采用环吹风冷却エ艺凝固成为丝条；环吹风的エ艺条件为风温21 ±2°C，风压40 50Pa，湿度70土5% ；
4、喷嘴上油集束后的丝束在压カ为O.7±0. 05 bar的条件下进行预网络，再经第一热辊，速度1750 1850m/min，温度80 90°C ;第ニ热辊，温度120 130°C ；
5、以4600m/min 5000m/min的拉伸速度进行卷绕成型，制成规格为76dtex/24f 110dtex/72f的聚酯全拉伸竹节丝丝饼。所述聚酯切片的特性粘度为O. 648dl/g。与现有技术相比，本发明的有益效果是
I、本发明选择了ー种高效、低价的聚合物添加剤，采用合理的添加速率和最佳添加量
O.5% 3. 0%，通过调整添加剂加入量及其相关的生产エ艺条件，来调整和有效地控制聚酯全拉伸粗细竹节丝中，粗细比大，竹节明显，竹节粗细均匀及相间随机分布，以及粗节所保持较高的取向度等潜在特性，确保正常生产和产品质量。由于添加剂的添加主要是在纺丝阶段完成，没有废料排出，可达到清洁生产的目的。2、在不改动原有设备的情况下，利用在现有FDY设备资源，通过在熔融纺丝拉伸一步法过程中添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剂和合理选择纺丝温度、冷却吹风固化条件、上油集束位置和卷绕速度，制备聚酯全拉伸(FDY)粗细竹节丝产品的方法，使产品品质和附加值得到了提高。3、通过在熔融纺丝拉伸一步法过程中添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剤，确保以4600 5000m/min拉伸速度纺制聚酯全拉伸粗细竹节丝，比目前采用现有技术制备方法的拉伸速度(2800 3200m/min)提高50 60%，并提高产量和质量，生产成本大幅降低，产品利润率提尚更大。4、同样产量的产品消耗的水电大幅減少，节能同时减排，对环境保护意义重大；本发明具有纺丝速度高、エ艺简单、生产易于控制，且成本低、质量好、附加值高等特点，成本比目前采用现有技术ー步法的70%左右或者POY-DTY ニ步法的50%左右。5、本发明制备得到的聚酯全拉伸(FDY)粗细竹节丝具有易上染，色泽鲜艳，染料消耗减少，高显色性能等潜在特性功能，其织物制成品具有吸湿透气、手感干爽、触感丰满、悬垂性佳、穿着舒适性好等超仿麻、仿毛风格效果。
图I是采用本发明实施例提供的一步法聚酯全拉伸竹节丝织布、染色后的产品效果图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进ー步的阐述。实施例I
本实施例的纺制エ艺流程为聚酯切片干燥一将干切片与添加剂加入螺杆熔融一纺丝箱体一计量泵一纺丝组件一熔体挤出一冷却成形一上油一牵伸一热定型一卷绕成型一制得聚酯全拉伸粗细竹节丝。纺丝设备中，采用聚酯切片熔融纺丝方式，它基于生产常规品种的FDY设备，包括干燥、螺杆熔融挤压装置，在螺杆熔融挤压装置的进料口上安装添加剂注入器，纺丝箱体、计量泵、纺丝组件、喷丝板纺丝装置，在喷丝板的下方安装环吹风冷却装 置；卷绕成形装置包括第一、第二牵伸辊，预网络器和卷绕机，所述的二道预网络器置于第一牵伸棍与第二牵伸棍的中间，以及4600m/min 5000m/min卷绕装置。本实施例提供ー种76dteX/24f聚酯全拉伸竹节丝制备方法。生产エ艺中FDY纺丝成形加工エ艺參数及性能指标为聚酯切片特性粘度为O. 648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的O. 5%，切片与添加剂在螺杆中充分混合后，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和291±2°C ;纺丝温度290°C，环吹风风压为40Pa，环吹风温度21°C，湿度70±5%，喷嘴上油集束后的丝束经压カ为O. 7±0. 05 bar的预网络器进行预网络后，第一热辊速度为1750m/min，第一热辊温度80°C，第二热辊温度120°C，拉伸速度4600m/min,制成规格为76dtex/24f的聚酯全拉伸粗细竹节丝丝饼。所纺制获得聚酯全拉伸粗细竹节丝在纤维轴长度方向呈粗细竹节均匀及相间无规分布，径向粗细比为
I.20/1 I. 60/1,竹节丝的粗节长度15 40mm,竹节密度5 15个/m ;粗细竹节丝的断裂强度为3. 10cN/dtex，断裂伸长率为41%。參见附图1，它是采用本实施例提供的一歩法制备聚酯全拉伸竹节丝エ艺得到的纤维经织造、染色后的产品效果图。由图I可以看出，织物中，纤维线密度粗细比差异大，竹节明显，竹节粗细均匀，呈相间随机分布。采用添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剤，合理调整和控制纺丝成形过程中未牵伸丝的结晶和取向程度以及纤维的自然拉伸倍数，具备粗节仍可保持较高的取向度而避免后加工时发生脆化，生产聚酯全拉伸粗细竹节丝的制备方法。本发明解决了现有技术纺制聚酯全拉伸粗细竹节丝粗细比或大或大，丝强度偏低，纺丝速度低、产量低，成本高，エ艺复杂，流程长，难以控制，质量不稳定，产品凹凸感不强，透气性差，有闷热感，产品质量不稳定，难以制得仿麻、仿毛风格等缺陷。由于纤维粗细节之间的差Λ η相差较大，染色时深浅反差大，有利于形成染色差异，竹节效果明显，具备易上染，色泽鲜艳，染料消耗減少，高显色性能等潜在特性。其制得的超仿麻、仿毛织物制成品具有干爽手感型、触感丰满柔软、着色强、吸湿保湿、透气性好、悬垂性佳、穿着舒适性好等超高仿真天然纤维风格和效果，因此能广泛应用于服装面料、床上用品、装饰用品等中高端市场消费领域。本实施例所述的聚酯全拉伸竹节丝，其截面可包括圆形和异形。实施例2
本实施例提供ー种110dteX/36f —步法聚酯全拉伸粗细竹节丝制备方法。生产エ艺參数及性能指标为聚酯切片特性粘度为O. 648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的I. 1%，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ;纺丝温度290°C，环吹风风压为40Pa，环吹风温度21°C，第一热辊速度为1750m/min，第一热辊温度82°C，第二热辊温度123°C，拉伸速度4700m/min，所纺制获得聚酯全拉伸粗细竹节丝在纤维轴长度方向呈粗细竹节均匀及相间无规分布，径向粗细比为I. 20/1 I. 60/1，竹节丝的粗节长度15 40mm，竹节密度5 15个/m ;粗细竹节丝的断裂强度为3. 05cN/dtex,断裂伸长率为43%。
实施例3
本实施例提供ー种110dtex/36f —步法聚酯全拉伸粗细竹节丝制备方法。生产エ艺參数及性能指标为聚酯切片特性粘度为O. 648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸甲酷添加剂/添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的I. 5%，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281 ± 2°C、287 ± 2°C、290 ± 2°C、292 ± 2°C、291 ± 2°C和 291 ± 2°C;纺丝温度290°C，环吹风风压为50Pa，环吹风温度21°C，第一热辊速度为1800m/min，第一热辊温度84°C，第二热辊温度129°C，拉伸速度4800m/min，所纺制获得聚酯全拉伸粗细竹节丝在纤维轴长度方向呈粗细竹节均匀及相间无规分布，径向粗细比为I. 20/1 I. 60/1，竹节丝的粗节长度15 40mm，竹节密度5 15个/m ;粗细竹节丝的断裂强度为3. 05cN/dtex,断裂伸长率为45%。实施例4
本实施例提供ー种110dt/72f —步法聚酯全拉伸粗细竹节丝制备方法。生产エ艺參数及性能指标为聚酯切片特性粘度为O. 648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸甲酷添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的2. 0%，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ;纺丝温度290°C，环吹风风压为50Pa，环吹风温度21°C，第一热辊速度为1850m/min，第一热辊温度840C，第二热辊温度129°C，拉伸速度4850m/min，所纺制获得聚酯全拉伸粗细竹节丝在纤维轴长度方向呈粗细竹节均匀及相间无规分布，径向粗细比为I. 20/1 I. 60/1，竹节丝的粗节长度15 40mm，竹节密度5 15个/m ;聚酯全拉伸粗细竹节的断裂强度为2. 98cN/dtex，断裂伸长率为43%。实施例5
本实施例提供ー种110dtex/36f —步法聚酯全拉伸粗细竹节丝制备方法。生产エ艺參数及性能指标为聚酯切片特性粘度为O. 648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸甲酷添加剂/添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的2. 5%，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281 ± 2°C、287 ± 2°C、290 ± 2°C、292 ± 2°C、291 ± 2°C和 291 ± 2°C;纺丝温度290°C，环吹风风压为50Pa，环吹风温度21°C，第一热辊速度为1850m/min，第一热辊温度86°C，第二热辊温度129°C，拉伸速度5000m/min，所纺制获得聚酯全拉伸粗细竹节丝在纤维轴长度方向呈粗细竹节均匀及相间无规分布，径向粗细比为I. 20/1 I. 60/1，竹节丝的粗节长度15 40mm，竹节密度5 15个/m ;粗细竹节丝的断裂强度为2. 95cN/dtex,断裂伸长率为46%。实施例6
本实施例提供ー种110dtex/36f —步法聚酯全拉伸粗细竹节丝制备方法。生产エ艺參数及性能指标为聚酯切片特性粘度为O. 648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸甲酷添加剂/添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的3. 0%，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281 ± 2°C、287 ± 2°C、290 ± 2°C、292 ± 2°C、291 ± 2°C和 291 ± 2°C;纺丝温度290°C，环吹风风压为50Pa，环吹风温度21°C，第一热辊速度为1850m/min，第一热辊温度86°C，第二热辊温度129°C，拉伸速度5000m/min，所纺制获得聚酯全拉伸粗细竹节丝在纤维轴长度方向呈粗细竹节均匀及相间无规分布，径向粗细比为I. 20/1 I. 60/1，竹节丝的粗节长度15 40mm，竹节密度5 15个/m ;粗细竹节丝的断裂强度为2. 75cN/dtex,断 裂伸长率为56%。
权利要求
1.一种聚酯全拉伸竹节丝，规格为76dtex/24f 110dtex/72f,粗节在纤维长度方向呈相间随机分布，其特征在于它包括质量分数为O. 5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加剤，其断裂强度为2. 70 cN/dtex 3. 40cN/dtex,断裂伸长率为40% 80%。
2.根据权利要求I所述的ー种聚酯全拉伸竹节丝，其特征在于竹节丝的粗细比为I.20 I. 60 :1，竹节丝的粗节长度为15 40mm，竹节密度为5 15个/m。
3.权利要求I所述聚酯全拉伸竹节丝的制备方法，其特征在于采用一歩法生产エ艺，其条件如下(1)在聚酯切片中加入质量分数为O.5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加剂；(2)切片与添加剂在螺杆中充分混合后，采用6级螺杆熔融挤压エ艺，6级螺杆的温度分别为 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ；(3)熔体经喷丝板挤出成为熔体细流后，采用环吹风冷却エ艺凝固成为丝条；环吹风的エ艺条件为风温21 ±2°C，风压40 50Pa，湿度70土5% ；(4)喷嘴上油集束后的丝束在压カ为O.7±0. 05 bar的条件下进行预网络，再经第一热辊，速度1750 1850m/min，温度80 90°C ;第ニ热辊，温度120 130°C ；(5)以4600m/min 5000m/min的拉伸速度进行卷绕成型，制成规格为76dtex/24f 110dtex/72f的聚酯全拉伸竹节丝丝饼。
4.根据权利要求3所述的聚酯全拉伸竹节丝的制备方法，其特征在于所述聚酯切片的特性粘度为O. 648dl/g。
全文摘要
本发明公开了一种聚酯全拉伸竹节丝及其制备方法。在不改动现有FDY生产装置的基础上，采用在聚酯切片中加入质量分数为0.5～3.0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加剂，以4600m/min～5000m/min的拉伸速度一步法生产聚酯全拉伸竹节丝。得到的竹节丝其径向粗细比为1.20～1.60/1，竹节丝的粗节长度15～40mm，竹节密度5～15个/m；断裂强度2.70cN/dtex～3.40cN/dtex，断裂伸长率40%～80%。采用本发明技术方案获得的聚酯全拉伸竹节丝具有产量高、成本低、质量好及性能稳定，产品附加值高和性价比优势明显的特点，达到了节能减排、保护环境、清洁生产和增加效益的目的。
文档编号D01F1/10GK102828278SQ20121035140
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者管新海 申请人:苏州大学