一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法与流程

本发明涉及改性聚酯纺丝技术领域，具体地说涉及一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法。

背景技术：

异收缩纤维是一种由于收缩率不同而产生异收缩性能的纤维。目前市场上比较多见的异收缩纤维，多系采用两股或三股不同收缩率的长丝进行网络合股的方法制得；还有采用并列双组份纺丝的方法制得。

中国专利103484967A公开了一种共聚酯熔体超高速直纺可控多异收缩复合纤维的制备方法，中国专利102140700A公开了一种两重异收缩混纤丝的制备方法，中国专利101962838A公开了一种涤纶超细异收缩复合长丝的制备方法，但是这些纤维属于网络合股异收缩纤维，网络合股的纤维由于丝束之间抱合力弱，收缩后外观形态往往很不理想。另外，由于合股过程中机械的原因，易造成丝束的不均匀，从而影响后道的使用，甚至最终影响到织物的外观质量。

中国专利CN1403639公开了一种异形自卷曲聚酯纤维，异收缩T400纤维等，但是这些纤维属于并列双组份纤维，存在制造工艺复杂等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供能够制造出纤维是单组份异收缩纤维，具有异结晶、异取向、异收缩，纤维异收缩后外观形态良好，具有仿毛效果的一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法。

本发明提供的一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，它采用如下步骤：

A)按质量份数，将1-2份表征参数直径为0.2-5um、长度10-25um的有机化氢氧化镁晶须，1-2份有机化纳米蒙脱土，1-2份有机化硫酸钡纳米粉体，65-75份乙二醇EG，5-8份1,3-丙二醇PDO，10-15份1,4-丁二醇BDO，4-6份对羟基苯甲酸，0.1-0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2-4小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将1-2份长径比为14-16:0.5-1.5的有机化硅灰石纳米针状纤维，1-2份800目云母粉，8-10份分子量为15000的聚乙二醇PEG，8-10份1,3-丙二醇PDO，10-15份1,4-丁二醇BDO，0.2-0.4份高温抗氧剂1098，0.2-0.4份乙二醇锑，0.1-0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1-2小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的2-4份异收缩复合醇溶液与6-8份乙二醇混合，再与15-18份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1-2份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝。

作为一种改进：步骤D)中的喷丝板包括板体和一个以上的喷丝孔，所述喷丝孔贯穿设置在板体上，各个喷丝孔之间呈一个以上的同心圆排布，所述喷丝孔呈凸字形。

作为一种改进：同一同心圆上的喷丝孔间均匀间隔设置，各个相邻的同心圆上的喷丝孔交错设置。

作为一种改进：所述凸字形的喷丝孔为轴对称结构，对称轴指向同心圆的圆心。

作为一种改进：所述凸字形的喷丝孔包括一个短边矩形孔和一个长边矩形孔，所述短边矩形孔包括横向短边和纵向短边，所述长边矩形孔包括横向长边和纵向长边，所述横向短边和横向长边贴合设置，所述纵向短边垂直横向长边设置，纵向短边和纵向长边长度相同且范围均为0.125～0.6mm，所述横向长边长于横向短边，所述横向短边的长度范围为0.04～0.1mm，所述横向长边的长度范围为0.06～0.3mm。

本发明提供的一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，它采用如下步骤：

A)按质量份数，将1.5份表征参数直径为2.6um、长度13um的有机化氢氧化镁晶须，1.5份有机化纳米蒙脱土，1.5份有机化硫酸钡纳米粉体，70份乙二醇EG，6份1,3-丙二醇PDO，10份1,4-丁二醇BDO，5份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应3小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将1.5份长径比为15:1的有机化硅灰石纳米针状纤维，1.5份800目云母粉，8份分子量为15000的聚乙二醇PEG，8份1,3-丙二醇PDO，15份1,4-丁二醇BDO，0.3份高温抗氧剂1098，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的3份异收缩复合醇溶液与7份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1.5份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：1、3-丙二醇、1、4-丁二醇的加入，增加聚酯分子链中亚甲基螺旋式排列方式，降低晶格堆积密度，使材料具备更好透明度、耐热性和加工性，1、4-丁二醇(BDO)可提升结晶速率，改善结晶性能，使最终产品产生更好的异收缩外观效果，即蓬松效果；对羟基苯甲酸(PHB)可以与PET共聚形成一种热致液晶共聚酯，这种材料不仅具有高强度，高模量，而且具有卓越的熔体加工流动性；晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1～10um)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值、有一定长径比(5-1000)的纤维状态，具有强度高、耐热、阻燃、抗菌、导电、吸波等功能。因其长度为高分子材料大分子链长度的几倍到几十倍，在聚酯中加入少量晶须，起到了增强、增韧的效果，提高了聚酯纤维制品的耐热性，也提高了聚酯纤维的强度。晶须是一种理想的高分子材料改性剂，具有广泛的应用领域；纳米有机级蒙脱土，具有较高的表面能和良好的分散性，与高聚物有很强亲和力，能促进聚酯结晶，改善聚酯纤维的强伸度。云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2和Al2O3，含量一般在49％左右，Al2O3含量在30％左右。含有超细云母粉的PET强度高，形变小，使PET熔体的加工流动性好；锗酸钠是主反应的有效催化剂，而对生成副产物的反应则具有隋性；乙二醇锑是应用于聚酯缩聚反应最为新颖的一种催化剂。所述的异收缩改性聚酯，比普通聚酯的优点在于，在纺丝过程中比普通聚酯能快速结晶，纳米级蒙脱土和云母粉的加入，提高材料的硬度和抗变形能力，从而使得纤维的模量提高，通过加入晶须，纤维的取向度、强度和硬度都得到明显的提高。共聚组分丙二醇、丁二醇的加入，改善了聚酯分子链的柔顺性，使得所纺制的纤维具有更优良的异收缩性能。异收缩改性聚酯与本发明所述的喷丝孔、纺丝工艺相结合，使所制备的纤维具有更加优异的异收缩能力。

本发明方法制造出的纤维是单组份异收缩纤维，具有异结晶、异取向、异收缩，纤维异收缩后外观形态良好，具有独特的仿毛效果。

附图说明

图1为本发明使用的喷丝板的结构示意图；

图2为本发明的凸字形喷丝孔截面结构示意图；

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，采用如下步骤：

A)按质量份数，将1-2份表征参数直径为0.2-5um、长度10-25um的有机化氢氧化镁晶须，1-2份有机化纳米蒙脱土，1-2份有机化硫酸钡纳米粉体，65-75份乙二醇EG，5-8份1,3-丙二醇PDO，10-15份1,4-丁二醇BDO，4-6份对羟基苯甲酸，0.1-0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2-4小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将1-2份长径比为14-16:0.5-1.5的有机化硅灰石纳米针状纤维，1-2份800目云母粉，8-10份分子量为15000的聚乙二醇PEG，8-10份1,3-丙二醇PDO，10-15份1,4-丁二醇BDO，0.2-0.4份高温抗氧剂1098，0.2-0.4份乙二醇锑，0.1-0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1-2小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的2-4份异收缩复合醇溶液与6-8份乙二醇混合，再与15-18份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1-2份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝。

如图1、2所示，本发明步骤D)中的喷丝板包括板体和一个以上的喷丝孔，所述喷丝孔贯穿设置在板体上，各个喷丝孔之间呈一个以上的同心圆排布，所述喷丝孔呈凸字形；同一同心圆上的喷丝孔间均匀间隔设置，各个相邻的同心圆上的喷丝孔交错设置；所述凸字形的喷丝孔为轴对称结构，对称轴指向同心圆的圆心；所述凸字形的喷丝孔包括一个短边矩形孔和一个长边矩形孔，所述短边矩形孔包括横向短边和纵向短边，所述长边矩形孔包括横向长边和纵向长边，所述横向短边和横向长边贴合设置，所述纵向短边垂直横向长边设置，纵向短边和纵向长边长度相同且范围均为0.125～0.6mm，所述横向长边长于横向短边，所述横向短边的长度范围为0.04～0.1mm，所述横向长边的长度范围为0.06～0.3mm。

实施例1：一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，采用如下步骤：

A)按质量份数，将1份表征参数直径为0.2um、长度10um的有机化氢氧化镁晶须，1份有机化纳米蒙脱土，1份有机化硫酸钡纳米粉体，65份乙二醇EG，8份1,3-丙二醇PDO，10份1,4-丁二醇BDO，4份对羟基苯甲酸，0.1份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将1份长径比为14:0.5的有机化硅灰石纳米针状纤维，1份800目云母粉，8份分子量为15000的聚乙二醇PEG，8份1,3-丙二醇PDO，15份1,4-丁二醇BDO，0.2份高温抗氧剂1098，0.2份乙二醇锑，0.1份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的4份异收缩复合醇溶液与6份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成)的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝；

本实施例中所述凸字形丝孔截面尺寸a为0.06mm，h为0.6mm，b为0.12mm；凸字形喷丝孔在喷丝板上呈同心圆分布，凸字形喷丝孔中心线指向喷丝板中心，不同同心圆上的凸字形丝孔交错排列；采用此板纺制的纤维冷却固化方式是外环吹，a端朝外，从而获得每根丝横截面上呈梯度分布的不均匀冷却固化效果。

实施例2：一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，采用如下步骤：

A)按质量份数，将1.5份表征参数直径为2.6um、长度13um的有机化氢氧化镁晶须，1.5份有机化纳米蒙脱土，1.5份有机化硫酸钡纳米粉体，70份乙二醇EG，6份1,3-丙二醇PDO，10份1,4-丁二醇BDO，5份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应3小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将1.5份长径比为15:1的有机化硅灰石纳米针状纤维，1.5份800目云母粉，8份分子量为15000的聚乙二醇PEG，8份1,3-丙二醇PDO，15份1,4-丁二醇BDO，0.3份高温抗氧剂1098，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的3份异收缩复合醇溶液与7份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1.5份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成)的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝；

本实施例中所述凸字形丝孔截面尺寸a为0.06mm，h为0.48mm，b为0.12mm；凸字形喷丝孔在喷丝板上呈同心圆分布，凸字形喷丝孔中心线指向喷丝板中心，不同同心圆上的凸字形丝孔交错排列；采用此板纺制的纤维冷却固化方式是外环吹，a端朝外，从而获得每根丝横截面上呈梯度分布的不均匀冷却固化效果。

实施例3：一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，采用如下步骤：

A)按质量份数，将1份表征参数直径为0.2um、长度25um的有机化氢氧化镁晶须，2份有机化纳米蒙脱土，2份有机化硫酸钡纳米粉体，70份乙二醇EG，5份1,3-丙二醇PDO，15份1,4-丁二醇BDO，5份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2.5小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将1.5份长径比为15:1的有机化硅灰石纳米针状纤维，1.5份800目云母粉，9份分子量为15000的聚乙二醇PEG，9份1,3-丙二醇PDO，12份1,4-丁二醇BDO，0.3份高温抗氧剂1098，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的2.5份异收缩复合醇溶液与7.5份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成)的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝；

本实施例中所述凸字形丝孔截面尺寸a为0.06mm，h为0.6mm，b为0.18mm；所述的凸字形喷丝孔在喷丝板上呈同心圆分布，凸字形喷丝孔中心线指向喷丝板中心，不同同心圆上的凸字形丝孔交错排列；采用此板纺制的纤维冷却固化方式是外环吹，a端朝外，从而获得每根丝横截面上呈梯度分布的不均匀冷却固化效果。

实施例4：一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法，采用如下步骤：

A)按质量份数，将2份表征参数直径为5um、长度25um的有机化氢氧化镁晶须，2份有机化纳米蒙脱土，2份有机化硫酸钡纳米粉体，75份乙二醇EG，8份1,3-丙二醇PDO，15份1,4-丁二醇BDO，6份对羟基苯甲酸，0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应4小时，得到一种异收缩复合醇溶液，70℃保温待用；

B)按质量份数，将2份长径比为16:1.5的有机化硅灰石纳米针状纤维，1.5份800目云母粉，10份分子量为15000的聚乙二醇PEG，10份1,3-丙二醇PDO，15份1,4-丁二醇BDO，0.4份高温抗氧剂1098，0.4份乙二醇锑，0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应2小时，得到一种异收缩复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；

C)按质量份数，将步骤A制备)的2份异收缩复合醇溶液与8份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入2份由步骤B制备)的异收缩复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种异收缩改性聚酯；

D)采用步骤C制成)的异收缩改性聚酯为原料，其熔体由凸字形喷丝孔喷出，经过喷丝板下方的超短无风区，然后由呈梯度分布的不均匀冷却固化方式，制得预取向丝，再经过低温加弹工艺制得一种异收缩涤纶低弹丝；

本实施例中所述凸字形丝孔截面尺寸a为0.06mm，h为0.48mm，b为0.18mm；所述的凸字形喷丝孔在喷丝板上呈同心圆分布，凸字形喷丝孔中心线指向喷丝板中心，不同同心圆上的凸字形丝孔交错排列；采用此板纺制的纤维冷却固化方式是外环吹，a端朝外，从而获得每根丝横截面上呈梯度分布的不均匀冷却固化效果。

本发明所述的实施例并不限于以上所述实施例，通过前述公开的数值范围，在就具体实施例中进行任意替换，从而可以得到无数个实施例，对此不一一例举。