一种扁平形聚酯纤维FDY丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种扁平形聚酯纤维FDY丝及其制备方法，纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和聚酯，饱和脂肪酸金属盐与聚酯的质量比为0.0005‑0.002:1；纺丝时的滤后压力为84‑126kg/cm

【技术实现步骤摘要】
一种扁平形聚酯纤维FDY丝及其制备方法
本专利技术属于聚酯纤维领域，具体涉及一种扁平形聚酯纤维FDY丝及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET纤维或聚酯纤维)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，且织物具有抗皱免烫、挺括性好等优点，广泛应用于服装、家纺等领域。然而，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维也存在吸湿性差、织物不吸汗、穿着有闷热感、不易着色等缺点，因此大大制约了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的应用和发展。人们一直致力于研究开发异形截面涤纶纤维，提高涤纶纤维织物的外观风格和穿着舒适性，提高涤纶纤维的应用附加值。扁平丝是经特殊技术制成的纱线，色彩丰富，闪光效果好，具有良好的辅助服用性能和特有的装饰效应，它不仅拥有良好的外观表现力，使面料充分体现出流行的特质，而且丰富了纺织品的花色品种，满足了人们对纺织品口益增长的个性化需求。但是扁平丝在织造时会产生自然加捻现象，影响织物的光泽、手感。扁平丝容易拉伸伸长变细，织制的面料经后整理后，能很明显的看出织物光泽不均匀，且被拉伸变细的纱段表面颜色会脱落造成病疵、色差，严重时甚至断头，给织物外观带来严重的影响。纤维截面的异形化可使纺织产品的光泽性、蓬松性、吸湿性、抗起毛、起球性、耐污性、硬挺度、弹性、手感等得到不同程度的改善，异形纤维在服用、家用及产业用纺织品领域内得到十分广泛的应用。常见的异形纤维有三角形、三叶形、多叶形、十字形、中空纤维等等。异形纤维采用经专门设计制造的异形喷丝板,经特殊纺丝工艺制备而成的方法,这是国内外生产异形纤维最普遍使用的方法,通过对喷丝板导孔和微孔加工技术以及纺丝技术的改进和优化,可以生产出任意截面形状的异形纤维，但是异形纤维由于熔体黏度的原因会产生挤出膨大效应，产品会出现异形度不高，导致纤维达不到设计的效果。挤出胀大效应产生的主要原因是纺丝时，由于熔体在喷丝微孔中流出时存在法向应力差，法向应力差引起熔体在口模内流动受到剪切变形，在垂直于剪切方向上存在正应力，增加熔体的挤出胀大比；挤出胀大效应增加会影响到纤维的异形度及保形效果，从而使纤维达不到设计的效果，影响产品品质。因此，如何有效提高扁平形异形纤维的保形效果，提高产品品质是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有聚酯纤维熔体纺丝时挤出膨大比过大，产品保形效果不好的问题，提供一种扁平形聚酯纤维FDY丝及其制备方法，本专利技术在纺丝熔体中加入了饱和脂肪酸金属盐，相当于加入了润滑剂，可有效减小纺丝时的滤后压力，进而有效减少出口膨胀，即减弱挤出胀大比，使产品具有良好的保形效果；同时饱和脂肪酸金属盐也可以作为成核剂，促进聚酯纤维结晶，增加纤维的固化速度，进一步提高纤维的保形效果；另外饱和脂肪酸金属盐对聚酯纤维结构规整性没有大的破坏，保持了聚酯纤维的优良性能，其折光率为1.49小于聚酯的折光率1.52-1.54，对产品最终的透明性不产生影响。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征是：纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和聚酯，饱和脂肪酸金属盐与聚酯的质量比为0.0005-0.002:1；纺丝时的滤后压力为84-126kg/cm2；所述纺丝熔体的挤出胀大比为1.19-1.34；现有技术中纺丝时的常规滤后压力为110-140kg/cm2。所述饱和脂肪酸金属盐是指碳原子数为12-22、熔点为100-180℃以及动力黏度≤1Pa·s的脂肪酸金属盐。由于高聚物熔体通过喷丝板时会产生挤出胀大效应，导致纤维的保形效果差降低，导致纤维达不到设计的效果等问题。纺丝时，由于熔体在喷丝微孔中流出时存在法向应力差，法向应力差引起熔体在口模内流动受到剪切变形，在垂直于剪切方向上存在正应力，增加熔体的挤出胀大比；可见，减弱纺丝熔体的挤出胀大比需要有效减少法向应力差，而法向应力差主要纺丝压力(本专利技术中的纺丝压力均指纺丝时的滤后压力)与喷丝板出口压力的压力降决定的。在聚酯熔体中加入饱和脂肪酸金属盐，由于饱和脂肪酸金属盐指碳原子数为12-22、熔点为100-180℃以及动力黏度≤1Pa·s的饱和脂肪酸金属盐，由于其分子量远小于与聚酯的分子量，且饱和脂肪酸金属盐和聚酯的相容性不好，因此，在纺丝熔体的流动过程中饱和脂肪酸金属盐会迁移到聚酯熔体表面；另外，由于饱和脂肪酸金属盐的动力黏度远小于与聚酯熔体的黏度，当熔体在喷丝微孔中流动时，可以有效改善聚合物熔体与喷丝微孔的热金属表面的摩擦，因此，迁移到聚酯熔体表面饱和脂肪酸金属盐会起到外润滑作用，使熔体在喷丝微孔中会出现壁面滑移的流动方式，所述壁面滑移是指一种完全滑移形式，是指熔体以近似“柱塞流”的形式流动。可见，本专利技术的加入了饱和脂肪酸金属盐的纺丝熔体相对于普通纺丝熔体更容易从喷丝微孔中流出。因此，本专利技术的纺丝熔体在降低纺丝压力的情况下，也可以保持与现有技术相同的挤出速度或者比现有技术还高的挤出速度；而本专利技术的纺丝压力降低后，纺丝压力与喷丝板出口压力的压力降也随之降低，进而对应的法向应力差也会降低，在喷丝微孔内流动受到剪切变形而在垂直于剪切方向存在的正应力也就减小，出口膨胀减小，即减弱挤出胀大比减小，有利于提高纤维的保形效果。同时若本专利技术在纺丝压力不变的情况下，加入饱和脂肪酸金属盐后得使纺丝熔体由于壁面滑移来纺丝速度可进一步的提高，有利于高速及超高速纺丝。本专利技术中的挤出胀大比的测试方法为：根据采集的熔体从喷丝微孔挤出的动态影像，进行三维模拟建立三维图形，计算熔体从喷丝微孔后挤出后对应的最大横截面积和喷丝微孔面积之比，得出一次实验的挤出胀大比B1，连续进行多组测试，取多组测试结果的平均值，得出最终挤出胀大比B(即本专利技术指的挤出胀大比)。作为优选的技术方案：如上所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，采用“卌”字形喷丝微孔的喷丝板；具体为一字形的侧方均匀分布3-6个相同的半圆；一字形纺丝用喷丝板的喷丝微孔主体形状的长宽比为9-18:1；此处长宽比是指喷丝微孔的总长与喷丝微孔的最小宽度之比。如上所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，纺丝熔体经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯纤维FDY丝；聚酯纤维FDY丝的主要纺丝工艺参数为：挤出的温度：285-295℃；冷却的温度：18-22℃；网络压力：0.20-0.30MPa；一辊速度：2200-2600m/min；一辊温度：75-90℃；二辊速度：3600-3900m/min；二辊温度：115-135℃；卷绕的速度：4000-4600m/min。如上所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，所述聚酯的数均分子量为20000-28000。如上所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，纺丝熔体的制备方法为：将对苯二甲酸和乙二醇的单体配成浆料，然后加入催化剂、稳定剂和饱和脂肪酸金属盐混合均匀后，进行酯化反应，酯化反应在氮气氛围中加压反应，加压压力为常压-0.3MPa，酯化反应的温度为250-260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％以上时为酯化反应终点；然后在酯化反应结束后，在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260-270℃，反应时间为30-50m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征是：按照扁平形聚酯纤维FDY丝的纺丝工艺，纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和聚酯，饱和脂肪酸金属盐与聚酯的质量比为0.0005‑0.002:1；纺丝时的滤后压力为84‑126kg/cm

【技术特征摘要】
1.一种扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征是：按照扁平形聚酯纤维FDY丝的纺丝工艺，纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和聚酯，饱和脂肪酸金属盐与聚酯的质量比为0.0005-0.002:1；纺丝时的滤后压力为84-126kg/cm2；所述纺丝熔体的挤出胀大比为1.19-1.34；所述饱和脂肪酸金属盐是指碳原子数为12-22、熔点为100-180℃以及动力黏度≤1Pa·s的脂肪酸金属盐。2.根据权利要求1所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，采用“卌”字形喷丝微孔的喷丝板；具体为一字形的侧方均匀分布3-6个相同的半圆；一字形纺丝用喷丝微孔主体形状的长宽比为9-18:1；喷丝微孔的长宽比是指喷丝微孔的总长与喷丝微孔的最小宽度之比。3.根据权利要求1所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，纺丝熔体经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯纤维FDY丝；聚酯纤维FDY丝的主要纺丝工艺参数为：挤出的温度：285-295℃；冷却的温度：18-22℃；网络压力：0.20-0.30MPa；一辊速度：2200-2600m/min；一辊温度：75-90℃；二辊速度：3600-3900m/min；二辊温度：115-135℃；卷绕的速度：4000-4600m/min。4.根据权利要求1所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，所述聚酯的数均分子量为20000-28000。5.根据权利要求1所述的扁平形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，纺丝熔体的制备方法为：将对苯二甲酸和乙二醇的单体配成浆料，然后加入催化剂、稳定剂和饱和脂肪酸金属盐混合均匀后，进行酯化反应，酯化反应在氮气氛围中加压...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴森光，苏琦，刘彪，
申请(专利权)人：江苏恒科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32