低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，按FDY工艺对改性聚酯进行加工，在紧张热定型工序与卷绕工序之间增设松弛热处理工序，即得低沸水的蓬松雪尼尔用丝；改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和带叔丁基侧基的二元酸链段，松弛热处理是指将聚酯丝束在适当的松弛状态经过一定温度的空间，适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0～5.0％，一定温度是指200～240℃。本发明专利技术通过带叔丁基侧基的二元酸对聚酯进行改性，提高了纤维的染色性能，又将热处理温度与较高的超喂率的相互配合，提高了纤维结晶的完整性，减少了其应用过程中的热收缩，制备方法工艺简单，成本低廉，应用前景好。

Preparation method of low boiling water puffy chenille silk

The present invention relates to a preparation method of fluffy chenille silk with low boiling water. The modified polyester is processed according to FDY process, and a relaxation heat treatment process is added between the tension heat setting process and winding process to obtain fluffy chenille silk with low boiling water. The molecular chain of modified polyester includes terephthalic acid chain, ethylene glycol chain and dibasic acid chain with tert-butyl side group. Heat treatment refers to the space where the polyester tow passes through a certain temperature in an appropriate relaxation state. The appropriate relaxation state refers to the overfeeding rate of winding 3.0-5.0%, and a certain temperature refers to 200-240 C. The invention modifies polyester by dibasic acid with tert-butyl side group, improves dyeing performance of the fiber, and combines heat treatment temperature with higher overfeeding rate, improves the crystallization integrity of the fiber, reduces heat shrinkage in its application process, and has simple preparation process, low cost and good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法
本专利技术属于聚酯纤维
，涉及一种低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法。
技术介绍
聚酯纤维生产规模的不断扩大与发展，使得聚酯纤维及其产品在很多领域中得到了广泛的应用，尤其是服装、箱包和产业用等领域。随着经济的不断发展和人民生活的提高，人们对箱包和服装面料的要求越来越高，这就对聚酯纤维的性能提出了更高的要求。加之，原料的价格、市场的供需、设备的更新和技术的发展等因素使得国内各化纤企业的竞争日益激烈，企业不得不以更新先进设备、引进技术与人才、降低产品价格、优化工艺设计和研发特色产品等途径提高产品竞争力。涤纶沸水收缩率，是指定长的涤纶丝在经沸水处理一定时间后，其收缩长度与原长度的比值，是反映涤纶长丝热定型程度和尺寸稳定性的重要指标，与后加工、整理和织物的染色性有着密切关系，直接影响织物的外观，尤其是成品织物的蓬松性。纤维沸水收缩率的高低与原料品种、加工设备及加工工艺等因素有极大关系，改变原料的品种，变换加工的工艺都能影响纤维沸水收缩率的大小，但其本质上是从纤维的取向度和结晶度两个角度来改变纤维沸水收缩率。雪尼尔纱由芯纱和饰纱构成，芯纱由两根纱线相互交织，在空隙处横向插入切断的饰纱。雪尼尔纱的纤度、捻度及厚度等影响其结构、性能和外观，而其独特的长长的“绒毛”纱织成的织物具有丰富的“丝绒”决定了适合作毛型织物，用绒毛较短的雪尼尔效果。雪尼尔纱作为花饰纱的一种形式，具有独特的效果：绒毛长，手感好，丰满度好，蓬松性、伸展性、弹性好，产品在市场上有较强的生命力。蓬松雪尼尔用丝为涤纶纤维，但由于涤纶属于疏水性纤维，其分子上不含有亲水性基团，其分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样的能和染料发生结合的活性基团，涤纶纤维的染色性能不佳。此外，涤纶纤维成品为部分结晶的超分子结构，其结晶部分分子链相互平行，大多呈反式构象，而无定形区则多呈顺式构象，其分子排列相当紧密，这进一步增大了涤纶纤维的上染难度。目前常规涤纶(PET)纤维一般选用分散染料在高温(130℃)高压下进行染色，只有在高温高压下进行染色才能保证纤维的上染率，而高温高压对设备的要求较高，能耗较大，同时由于上染难度大，其染色所需时间较长，导致该工艺的成本较高，一定程度上限制了多彩涤纶纤维的应用。另外，随着基础工业发展、高新技术应用和消费水平的提高，行业对涤纶工业丝的质量和性能提出了更高的要求。此外，随着市场的逐渐饱和，开发性能更为优异的产品也是发展的必然要求。收缩率是工业丝的一项重要性能指标，与一般固体物质可逆的热胀冷缩现象不同，化学纤维受热后，往往发生不可逆热收缩，在热水洗涤和熨烫时，收缩表现得更为明显。工业丝(如帘子线、运输带和传送带等)更在长时间的高温下进行使用，其收缩率的表现就更加成为一项重要的评价指标。低收缩型涤纶工业丝具有受热后收缩小的特点，其织物或由其制成的橡胶制品具有良好的尺寸稳定性和耐热稳定性，能吸收冲击负荷。主要用于涂层织物、输送带纬线等。其产量约占涤纶工业丝产量的20％。虽然现有技术通过控制超喂率并进行紧张热定型也能制得低收缩型涤纶工业丝，但由于紧张热定型过程中纤维的长度被固定不可改变，会抑制大分子链的折叠，限制晶粒的生长，导致结晶存在缺陷，这会影响工业丝热收缩率较高。因此，开发一种染色性能好且热收缩率低的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法极具现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技的不足，提供一种染色性能好且热收缩率低的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，按FDY工艺对改性聚酯进行加工，在紧张热定型工序与卷绕工序之间增设松弛热处理工序，即得低沸水的蓬松雪尼尔用丝；所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸；本专利技术使用5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸对聚酯进行改性，容易引起主链活动性的变化，从而改变了链单元间的相互作用力，分子链单元间的距离亦会发生相应的改变，增大改性聚酯空洞自由体积。分散染料是一类分子比较小且结构上不带水溶性基团的染料，其大多以颗粒形式存在，粒径在几百纳米到一微米之间，本专利技术改性聚酯开始染色时，聚酯大分子链中的侧基先于分子链开始运动，当染浴温度需提高到120℃时，侧基运动的剧烈程度大于分子链的，同时由于侧基叔丁基形成的空洞自由体积比分子链形成的狭缝自由体积更大，因此颗粒状染料向纤维内部的扩散速率提升显著，从而显著降低了染料分子渗透进入改性聚酯内部的难度，提高改性聚酯的染色性能，降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，提高改性聚酯的上染率；所述松弛热处理是指将改性聚酯丝束在适当的松弛状态经过一定温度的空间；所述适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0～5.0％；所述一定温度是指180～200℃。本专利技术通过热处理温度与超喂率的相互配合以降低聚酯工业丝的收缩率，纤维在热处理时，其非晶区内的大分子链容易形成折叠链，有利于晶粒的进一步生长，此时结晶度升高，伴随着结晶度的升高，纤维会产生一定量的收缩，本专利技术通过提高超喂率，一方面消除了高弹形变对卷绕的影响，另一方面消除了结晶度提高过程中纤维的收缩的影响。作为优选的技术方案：如上所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，低沸水的蓬松雪尼尔用丝的单丝纤度为0.5～1.0dtex，断裂强度≥3.3cN/dtex，断裂伸长率为25.0±5.0％，线密度偏差率≤1.2％，断裂强度CV值≤3.0％，断裂伸长CV值≤6.0％，沸水收缩率为4.0±0.5％，在130℃的温度条件下的上染率为88.3～93.7％，K/S值为22.37～24.72。本专利技术低沸水的蓬松雪尼尔用丝的加工及力学性能与现有技术的纤维性能相当，沸水收缩率明显优于现有技术的纤维(现有技术的纤维在130℃的温度条件下的上染率为86.7％，K/S值为21.38)。如上所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，所述一定温度的空间是指一对平行排列且非共面的热板之间的空间，热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间；沿改性聚酯丝束的运行方向，两热板的长度为3.0～4.0m，两热板的两端齐平；改性聚酯丝束从两热板中间穿过时，其与两热板之间的距离为5～10mm；本专利技术通过控制热板温度(即所述一定温度)保证大分子重排能够获得能量，控制热板的长度以保证足够结晶时间，控制丝束与热板的距离以保证热处理的效率，三者相互协同配合，提高纤维结晶的完整性，进而减少纤维应用过程中的热收缩，其中，热板温度过低，难以保证大分子重排能够获得足够的能量；热板温度过高会破坏原已形成的结构；热板长度过短，结晶时间过短，影响纤维结晶的完整性，影响纤维热收缩率；热板长度过长效率下降造设备浪费；丝束与热板的距离过小容易造成与丝束的直接接触；丝束与热板的距离过大热效率降低。如上所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300～400mm；两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，其特征是：按FDY工艺对改性聚酯进行加工，在紧张热定型工序与卷绕工序之间增设松弛热处理工序，即得低沸水的蓬松雪尼尔用丝；所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；带叔丁基侧基的二元酸为5‑叔丁基‑1,3‑苯二甲酸、2‑叔丁基‑1,6‑己二甲酸、3‑叔丁基‑1,6‑己二甲酸或2,5‑二叔丁基‑1,6‑己二甲酸；所述松弛热处理是指将改性聚酯丝束在适当的松弛状态经过一定温度的空间；所述适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0～5.0％；所述一定温度是指180～200℃。

【技术特征摘要】
1.低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，其特征是：按FDY工艺对改性聚酯进行加工，在紧张热定型工序与卷绕工序之间增设松弛热处理工序，即得低沸水的蓬松雪尼尔用丝；所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸；所述松弛热处理是指将改性聚酯丝束在适当的松弛状态经过一定温度的空间；所述适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0～5.0％；所述一定温度是指180～200℃。2.根据权利要求1所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，其特征在于，低沸水的蓬松雪尼尔用丝的单丝纤度为0.5～1.0dtex，断裂强度≥3.3cN/dtex，断裂伸长率为25.0±5.0％，线密度偏差率≤1.2％，断裂强度CV值≤3.0％，断裂伸长CV值≤6.0％，沸水收缩率为4.0±0.5％，在130℃的温度条件下的上染率为88.3～93.7％，K/S值为22.37～24.72。3.根据权利要求1所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，其特征在于，所述一定温度的空间是指一对平行排列且非共面的热板之间的空间，热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间；沿改性聚酯丝束的运行方向，两热板的长度为3.0～4.0m，两热板的两端齐平；改性聚酯丝束从两热板中间穿过时，其与两热板之间的距离为5～10mm。4.根据权利要求3所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，其特征在于，最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300～400mm；两热板与最后一组热定型辊之间的间距为200～300mm。5.根据权利要求1所述的低沸水的蓬松雪尼尔用丝的制备方法，其特征在于，所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为：首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌10～15min，然后加入原料醇先在80～85℃的温度条件下反应1～2h，再升温至90～95℃反应2～3h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制；反应开始时，钨酸、原料醇和过氧化氢的摩尔比为1:30～40:120～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：范红卫，王山水，汤方明，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32