CN106592039A - 一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物及制备方法,所述织物含有改性聚酯纤维和再生纤维素纤维,所述改性聚酯纤维由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%结晶促进剂共混纺丝而成,所述共聚酯中含有带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇。该织物具有可以常压且100℃及以下染色,手感柔软、穿着舒适的特点。织物中的改性聚酯纤维可以在常压下染色,染色温度在100℃及以下,而且模量低,手感好。同时织物中将改性聚酯纤维和再生纤维素纤维混用,可以克服传统聚酯与再生纤维素纤维混用过程中高温染色对再生纤维素纤维造成损害的缺陷,从而生产出更加低碳环保、健康舒适的面料产品。
Description
技术领域
本发明属于织物制造领域,具体地说,涉及一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物及制备方法。
背景技术
通常所说的聚酯纤维是指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维,即由对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成的聚酯切片经过熔融纺丝,最后得到的纤维;它是一种比较理想的纺织原材料。聚酯纤维又称涤纶,是目前产量最大的合成纤维,具有价格便宜、结实耐用、易洗快干等优良的性能,但同时也有亲水性差、贴身穿着舒适性差、染色温度高、上染速度慢等缺陷,通常需要在高温高压条件下用分散染料进行染色,设备要求高,能耗大,影响了它在衣料用途方面的应用。
聚酯纤维是当前合成纤维的第一大品种,它具有高度立体规整的大分子链结构以及高结晶度和取向度的凝聚态结构,这些结构特点赋予了聚酯纤维良好的物理和机械性能、耐化学腐烛、抗微生物侵蚀等性能优点,但也带来了聚酯纤维不易染色等性能缺陷。尽管聚酯纤维中含有能与分散染料分子形成氢键的酯基,由于其结构特点,染料分子只有在高温、高压条件下才能进入纤维内部上染。目前大部分厂家采用高温高压染色方法对聚酯纤维织物进行染色,此方法不但条件苛刻、污染设备及工作环境、能耗高。
为改善聚酯纤维织物的缺点,纤维研究机构和生产企业对聚酯的大分子结构进行改性,引入第三或第四单体,降低纤维的结晶度、取向度、模量等,以便使聚酯纤维容易染色,同时提高其穿着舒适性。而在聚酯面料开发方面,目前最广泛使用的方法是将聚酯纤维和其他纤维混纺或交织,充分发挥各类纤维的优势,避免其缺陷,涤棉混纺、涤粘混纺织物就是其典型的产品。
再生纤维素纤维是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树、灌木)为原料,不改变它的化学结构,仅仅改变天然纤维素的物理结构,从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。自然生物降解、无添加、无重金属、无有害化学物,对皮肤亲和无刺激,是一种性能优良的环保型“绿色”纤维。纤维素分子上存在活泼的羟基,使得再生纤维素纤维生产中的各个环节可与许多其他分子接枝共聚,进行结合改性,为各种高新技术在再生纤维素纤维上的发展提供广阔空间。
传统的涤棉、涤粘混纺织物虽然在穿着舒适性方面较纯涤沦织物有很大改善,但涤纶仍需在弱酸性条件下高温高压染色,通常浸染温度要120-135℃,轧染温度要190-210℃,这种染色温度不但对设备要求高、能耗大,而且会影响织物手感。传统聚酯纤维的分散染料需要通过热熔法固色,即在温度210~220℃条件下固色。在这种条件下会对与聚酯纤维混用或混纺的不耐高温的棉、羊毛、真丝等天然纤维以及氨纶等弹性纤维造成较大的损伤,使纤维素纤维有变色的倾向。因此,为了进一步扩大聚酯纤维的应用领域,需开发分散染料常压可染聚酯纤维以满足市场的需求。
申请号为201110385779.4的中国专利公开了一种常温常压分散可染改性聚酯纤维,该聚酯纤维中含有占总二元酸结构单元5~10mol%的带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元,占聚酯纤维1~5wt%的聚乙二醇结构单元,占聚酯纤维0.01~0.50wt%的受阻酚类抗氧剂。所述聚酯纤维不仅具有常温常压下分散可染的特点,还具有较高的耐热性及抗黄变特性能。但是该专利的技术方案使用聚乙二醇与含侧基二元醇改性聚酯共聚后产生的纤维破坏了聚酯链段的规整性,影响了所得产品的尺寸稳定性。
申请号为201010257409.3的中国专利公开了一种改性聚酯和羊毛混纺织物及其制备方法,混纺织物中改性聚酯的含量为5~80%,使用一种或多种不同混纺比的改性聚酯和羊毛混纺纱线进行织造。织造过程中预先进行织物结构设计,使用酸性染料、分散染料在100℃以下、pH值2-6的环境中对混纺织物进行一浴染色。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物及制备方法,该织物具有可以常压且100℃及以下染色,手感柔软、穿着舒适的特点。织物中的改性聚酯纤维可以在常压下染色,染色温度在100℃及以下,而且模量低,手感好。同时织物中将改性聚酯纤维和再生纤维素纤维混用,可以克服传统聚酯与再生纤维素纤维混用过程中高温染色对再生纤维素纤维造成损害的缺陷,从而生产出更加低碳环保、健康舒适的面料产品。
为解决上述技术问题,本发明采用技术方案的基本构思是:
本发明的第一目的是提供一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,所述织物含有改性聚酯纤维和再生纤维素纤维,所述改性聚酯纤维由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%结晶促进剂共混纺丝而成,所述共聚酯中含有带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇。
本发明的共聚酯是由对苯二甲酸和带侧链的碳原子数不大于8的脂肪族二元醇聚合而成。带侧链的脂肪族二元醇的侧链取代基的位阻效应,可调节共聚酯的结晶区和非晶区的形态,使结晶区部分微晶化、使得共聚酯的结构更加疏松,染料分子能够更容易的渗透进纤维中,从而赋予了改性聚酯纤维分散染料常压可染的性能。
本发明所用改性聚酯纤维的形态可以是短纤维或长丝(包括全拉伸丝FDY、假捻变形丝DTY)。
此外,本发明的共聚酯与结晶促进剂共混熔融的过程时间短,因此期间酯交换反应影响甚微,不会对纤维的结晶性能产生影响。
进一步的方案,所述织物中改性聚酯纤维的质量百分含量为50~90%,优选70~90%。
改性聚酯纤维和再生纤维素纤维可以通过交织、混纺或者混并纺织的方式制成织物,织物中改性聚酯纤维的质量百分含量为50~90%时,织物的手感柔软、穿着舒适,并且结实耐用、织物的尺寸稳定性良好。
进一步的方案,所述结晶促进剂为由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成的聚醚酯,所述聚醚嵌段占聚醚酯总量的20~90wt%,优选为40~70wt%,更优选40wt%。。
进一步的方案,所述聚醚嵌段选自数均分子量在1000~10000范围的聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中至少一种;优选聚醚嵌段为聚乙二醇或聚丁二醇,聚醚嵌段的优选数均分子量范围为4000~8000,更优选的数均分子量为4000;
所述聚酯嵌段选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种,优选聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
聚醚酯的柔性聚醚链段可以起到内增塑的作用,降低共聚酯大分子链形成折迭链时所需克服的能垒,有利于微晶的生长,提高共聚酯在纤维加工成型过程中的结晶能力,从而改善纤维的尺寸稳定性。此外,聚醚酯相比于聚醚作为结晶促进剂,由于聚醚酯分子链中聚酯嵌段的存在,消除了聚醚链段在纺丝组件内产生滑移的诱引因素,从而使纺丝过程具有良好的稳定性。
进一步的方案,所述带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇与共聚酯所含二元酸的摩尔比为0.15~1:5,优选的摩尔比为0.15~0.5:5,更优选的摩尔比为0.15:5。
该碳原子数为8以下的带侧链的脂肪族二元醇占共聚酯总二元酸总量的3~20mol%,带侧链的脂肪族二元醇含量低于3mol%时,改性聚酯纤维的染色性能达不到分散染料常压可染的效果;带侧链的脂肪族二元醇含量高于20mol%时,改性聚酯纤维易因上染速率过快而产生染斑且染色牢度较低达不到后道应用的要求。
进一步的方案,所述带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇选自1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、三甲基戊二醇中的至少一种。
进一步的方案,所述改性聚酯纤维常压下分散染料上染率为85~99%;
沸水收缩率为1~8%。
进一步的方案,所述再生纤维素纤维选自天丝、莫代尔纤维、粘胶纤维中的一种或几种;
所述天丝、莫代尔纤维、粘胶纤维为本白纤维或者有色纤维。
本发明所用的再生纤维素纤维为以纤维素为主要原料纺制的纤维,可以是粘胶纤维、莫代尔、天丝中的一种或几种混用,其形态可以是短纤或长丝,可以是本白纤维或原液着色的有色纤维。
其中,本白纤维是指纤维在染色过程中只做过深度漂白,成品呈现淡淡的米白色,这是纤维原有的色泽。原液染色是指在聚合加工过程中或过程后,在纺丝前加入着色剂制得有色纤维的生产方法。
本发明还提供了一种改性聚酯纤维的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以一定比例均匀混合,形成共混物;
(2)将步骤(1)中的共混物在230~290℃温度下熔融,优选温度为260~280℃;;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件经加工工艺制得成品。
在上述纺丝温度和结晶促进剂添加比例下,改性聚酯熔体具有良好的纺丝性能。改性聚酯熔体进行纺丝后,通过对牵伸、卷绕工艺进行调整,能够制备出不同类型的纤维,比如短纤维、全拉伸丝FDY或假捻变形丝DTY。
进一步方案是:当所述制得的成品为改性聚酯全拉伸丝FDY时,步骤(3)所述加工工艺如下所示:纺丝速度为3500~5200m/min,热辊GR1的速度为600~1800m/min,温度为60~120℃,热辊GR2的速度为3550~5250m/min,温度为110~200℃。
进一步方案是:当所述制得的成品为改性聚酯假捻变形丝DTY时,步骤(3)所述加工工艺如下所示:纺丝速度为2000~4000m/min,制得预取向丝POY,预取向丝POY经过加弹工艺制得假捻变形丝DTY,所述加弹工艺为:加工速度300~1200m/min,拉伸倍数1.3~3倍,变形温度120~210℃,定型温度100~200℃,D/Y为1.2~2.5。
进一步方案是:当所述制得的成品为改性聚酯短纤维时,步骤(3)所述加工工艺如下所示:纺丝速度为600~1800m/min,拉伸温度为50~130℃,一级牵伸倍率为2~4倍,二级牵伸倍率为1.05~2倍,卷曲温度为60~130℃,定型温度为80~200℃。
本发明的第二目的是提供一种所述的改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物的制备方法,所述织物为交织物、混纺织物或者混并织物,制备过程中加入了由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%结晶促进剂共混纺丝而成的改性聚酯纤维;
所述共聚酯中含有带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇。
进一步的方案,所述制备方法还包括染色,所述染色的温度≤100℃。
采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、本发明的改性聚酯纤维改善了常规聚酯纤维的缺点,从大分子结构设计方面进行优化,通过带侧链的脂肪族二元醇共聚酯和结晶促进剂-聚醚酯共混熔融纺丝,得到了一种改性聚酯纤维,改性聚酯纤维由于采用了共聚酯作为主要成分,具有良好的分散染料常压可染性,上染率高达85~99%;由于结晶促进剂的存在,改性聚酯纤维具有优良的尺寸稳定性,成品的沸水收缩率仅为1~8%。
2、织物中将改性聚酯纤维和再生纤维素纤维混用,可以克服传统聚酯与再生纤维素纤维混用过程中高温染色对再生纤维素纤维造成损害的缺陷。织物染色可采用常压沸染工艺,所以大大降低了染整时的能耗;另外由于上染率高,减少了污染因子的排放,而且成品的模量低,手感好,因此本发明的改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物具有优异的低碳环保性能,可节约生产成本,提高生产效率,健康舒适。
具体实施方式
以下用实施例对本发明的技术方案作进一步的说明,将有助于对本发明的技术方案的优点、效果有更进一步的了解。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与甲基丙二醇聚合而成,甲基丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的40wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度4200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1200m/min、温度为80℃,热辊GR2的速度为4250m/min、温度为130℃。
该纤维的线密度为1.0dtex,断裂强度4.2cN/dtex,断裂伸长38%,常压下分散染料上染率为95%,沸水收缩率为3.5%。
实施例2
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量6000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的50wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在280℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃,热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为3.0dtex,断裂强度4.8cN/dtex,断裂伸长10%,常压下分散染料上染率为85%,沸水收缩率为1%。
实施例3
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与1,2-丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.75:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量6000的聚丙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的60wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在260℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃,热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为2.0dtex,断裂强度3.4cN/dtex,断裂伸长40%,常压下分散染料上染率为97%,沸水收缩率为6.3%。
实施例4
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与3-甲基-1,5-戊二醇聚合而成,3-甲基-1,5-戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.25:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量10000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的90wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比99:1均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在290℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度3500m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度600m/min、温度为120℃,热辊GR2的速度为3550m/min、温度为200℃。
该纤维的线密度为0.5dtex,断裂强度4.8cN/dtex,断裂伸长10%,常压下分散染料上染率为89%,沸水收缩率为3.2%。
实施例5
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸,1,2-丙二醇和甲基丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇,甲基丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:0.35:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量1000的聚丙二醇和分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯,其中聚丙二醇嵌段占聚醚酯总量的10wt%,聚乙二醇嵌段占聚醚酯总量的30wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度4200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1200m/min、温度为80℃,热辊GR2的速度为4250m/min、温度为130℃。
该纤维的线密度为1.0dtex,断裂强度4.0cN/dtex,断裂伸长42%,常压下分散染料上染率为94%,沸水收缩率为4.3%。
实施例6
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与新戊二醇聚合而成,新戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量8000的聚丁二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的70wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比97:3均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在275℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度3000m/min,得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工,其加工速度为600m/min、牵伸倍率为1.6倍、变形温度为180℃、D/Y为1.8;进一步在定型箱中定型,其中定型箱温度为160℃;最后以卷绕速度960m/min卷装,得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为1.5dtex,断裂强度3.4cN/dtex,断裂伸长35%,常压下分散染料上染率为98%,沸水收缩率为5.1%。
实施例7
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与2-甲基-1,3-丙二醇聚合而成,2-甲基-1,3-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量2000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的60wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比92:8均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在230℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度2000m/min,得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工,其加工速度为300m/min、牵伸倍率为3倍、变形温度为120℃、D/Y为2.5;进一步在定型箱中定型,其中定型箱温度为100℃;最后以卷绕速度900m/min卷装,得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为3.0dtex,断裂强度3.0cN/dtex,断裂伸长45%,常压下分散染料上染率为99%,沸水收缩率为7.9%。
实施例8
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与2-甲基-2,4-戊二醇聚合而成,2-甲基-2,4-戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.3:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量6000的聚丁二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的20wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比94:6均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在265℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度2800m/min,得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工,其加工速度为800m/min、牵伸倍率为2.0倍、变形温度为210℃、D/Y为2.5;进一步在定型箱中定型,其中定型箱温度为200℃;最后以卷绕速度1600m/min卷装,得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为0.8dtex,断裂强度3.2cN/dtex,断裂伸长30%,常压下分散染料上染率为93%,沸水收缩率为4.3%。
实施例9
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与1,2-丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的40wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比96:4均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在275℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度4000m/min,得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工,其加工速度为1200m/min、牵伸倍率为1.3倍、变形温度为160℃、D/Y为1.2;进一步在定型箱中定型,其中定型箱温度为140℃;最后以卷绕速度1560m/min卷装,得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为2.0dtex,断裂强度3.6cN/dtex,断裂伸长40%,常压下分散染料上染率为95%,沸水收缩率为5.5%。
实施例10
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与3-甲基-1,5-戊二醇聚合而成,3-甲基-1,5-戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.75:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量6000的聚丁二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的20wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在245℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度2600m/min,得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工,其加工速度为800m/min、牵伸倍率为1.8倍、变形温度为140℃、D/Y为1.6;进一步在定型箱中定型,其中定型箱温度为120℃;最后以卷绕速度1440m/min卷装,得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为3.0dtex,断裂强度2.8cN/dtex,断裂伸长50%,常压下分散染料上染率为98%,沸水收缩率为7.6%。
实施例11
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸,1,2-丙二醇和新戊二醇聚合而成,1,2-丙二醇,新戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.2:0.3:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量4000的聚乙二醇和分子量8000的聚丁二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯,其中聚乙二醇嵌段占聚醚酯总量的20wt%,聚丁二醇嵌段占聚醚酯总量的50wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比97:3均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在275℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度3000m/min,得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工,其加工速度为600m/min、牵伸倍率为1.6倍、变形温度为180℃、D/Y为1.8;进一步在定型箱中定型,其中定型箱温度为160℃;最后以卷绕速度960m/min卷装,得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为1.5dtex,断裂强度3.3cN/dtex,断裂伸长37%,常压下分散染料上染率为98%,沸水收缩率为6.7%。
实施例12
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与1,3-丁二醇聚合而成,1,3-丁二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量4000的聚丁二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的40wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在250℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度600m/min,得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在50℃进行一级牵伸,牵伸倍数4倍;在70℃进行二级牵伸,牵伸倍数1.1倍,之后将纤维在60℃进行卷曲。然后在80℃进行定型,定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯棉型短纤维。
该纤维的线密度为1.5dtex,断裂强度3.0cN/dtex,断裂伸长28%,常压下分散染料上染率为99%,沸水收缩率为8.0%。
实施例13
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与新戊二醇聚合而成,新戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.25:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量2000的聚乙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的20wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在285℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度1800m/min,得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在75℃进行一级牵伸,牵伸倍数3倍;在130℃进行二级牵伸,牵伸倍数1.2倍,之后将纤维在130℃进行卷曲。然后在200℃进行定型,定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯毛型短纤维。
该纤维的线密度为4.0dtex,断裂强度4.4cN/dtex,断裂伸长50%,常压下分散染料上染率为88%,沸水收缩率为5.4%。
实施例14
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与2-甲基-1,3-丙二醇聚合而成,2-甲基-1,3-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.4:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量1000的聚丙二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的30wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在285℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度1200m/min,得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在65℃进行一级牵伸,牵伸倍数2.8倍;在85℃进行二级牵伸,牵伸倍数1.4倍,之后将纤维在100℃进行卷曲。然后在130℃进行定型,定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯毛型短纤维。
该纤维的线密度为3.0dtex,断裂强度4.0cN/dtex,断裂伸长38%,常压下分散染料上染率为92%,沸水收缩率为6.1%。
实施例15
改性聚酯纤维的制备
本实施例中,共聚酯由对苯二甲酸与1,3-丁二醇聚合而成,1,3-丁二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:5;结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为分子量2000的聚丙二醇和分子量4000的聚丁二醇,聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯,其中聚丙二醇嵌段占聚醚酯总量的20wt%,聚丁二醇嵌段占聚醚酯总量的20wt%,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在250℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度600m/min,得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在50℃进行一级牵伸,牵伸倍数4倍;在70℃进行二级牵伸,牵伸倍数1.1倍,之后将纤维在60℃进行卷曲。然后在80℃进行定型,定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯棉型短纤维。
该纤维的线密度为1.5dtex,断裂强度3.0cN/dtex,断裂伸长29%,常压下分散染料上染率为98%,沸水收缩率为8.3%。
实施例16织物产品一
机织物,且为混纺织物
织物原料:经纱:32S改性聚酯短纤维/粘胶短纤维70/30混纺纱
纬纱:32S改性聚酯短纤维/粘胶短纤维70/30混纺纱
采用改性聚酯短纤维与普通粘胶短纤混纺纱,纱线支数为32s,改性聚酯短纤维与粘胶纤维比例为70/30,采用机织工艺加工成坯布。浆料选用PVA/CMC混合浆料,上浆率10%~14%,组织设计为平纹或斜纹。优选地,所述织物的经密度为58~64根/cm,纬密度为26~32根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为155~178g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯短纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例17织物产品二
针织物,且为混纺织物
织物原料:经纱:20S改性聚酯短纤维/莫代尔短纤维80/20混纺纱
纬纱:20S改性聚酯短纤维/莫代尔短纤维80/20混纺纱
采用改性聚酯短纤维与莫代尔短纤混纺纱,纱线支数为20s,改性聚酯短纤维与莫代尔短纤维比例为80/20,采用针织工艺在圆机上编织成生坯布。优选地,所述织物的纵横密度分别为62~68目/5cm,82~90目/5cm,组织设计采用单面平针组织,在18G单面圆机上进行编织。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例18织物产品三
机织物,且为混纺织物
织物原料:经纱:40S/2改性聚酯短纤维/天丝短纤维90/10混纺纱
纬纱:40S/2改性聚酯短纤维/天丝短纤维90/10混纺纱
采用改性聚酯短纤维与天丝短纤混纺纱,纱线支数为40s/2,改性聚酯短纤维与天丝短纤维比例为90/10,采用机织工艺加工成坯布。浆料选用PVA/CMC混合浆料,可加入少量酸解淀粉,上浆率10%~13%,组织设计为平纹或斜纹。优选地,所述织物的经密度为46~52根/cm,纬密度为18~24根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为188~225g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例19织物产品四
机织物,且为混并织物
织物原料:经纱:150D改性聚酯DTY+150D粘胶长丝
纬纱:150D改性聚酯DTY+150D粘胶长丝
将150D改性聚酯DTY与150D粘胶长丝并和加捻成混纤丝,采用机织工艺加工成坯布。组织设计选用三原组织中的一种。浆料选用聚丙烯酸酯/CMC混合浆料,上浆率10%~13%,优选地,所述织物的经密度为30~40根/cm,纬密度为20~30根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为166~234g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例20织物产品五
机织物,且为交织物
织物原料:经纱:32S改性聚酯短纤纱
纬纱:32S粘胶短纤维
经向采用改性聚酯短纤纱,纱线支数为32s,纬向采用粘胶短纤,纱线支数为32S,采用机织工艺加工成坯布。经纱上浆选用PVA/聚丙烯酸混合浆料,可适当加入抗静电剂,上浆率10%~13%,组织设计为平纹或斜纹。优选地,所述织物的经密度为60~66根/cm,纬密度为24~30根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为155~178g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例21织物产品六
机织物,且为混纺织物
织物原料:经纱:32S改性聚酯短纤维/天丝短纤维/粘胶短纤维80/10/10混纺纱
纬纱:32S改性聚酯短纤维/天丝短纤维/粘胶短纤维80/10/10混纺纱
采用改性聚酯短纤维与天丝短纤维、普通粘胶短纤维混纺纱,纱线支数为32s,改性聚酯短纤维与天丝短纤维、粘胶短纤维比例为80/10/10,采用机织工艺加工成坯布。浆料选用PVA/CMC混合浆料,可加入少量酸解淀粉,上浆率10%~14%,组织设计为平纹或斜纹。优选地,所述织物的经密度为60~66根/cm,纬密度为28~34根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为162~185g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例22织物产品七
机织物,且为混并织物
织物原料:经纱:200D改性聚酯FDY+150D粘胶长丝
纬纱:200D改性聚酯FDY+150D粘胶长丝
将200D改性聚酯FDY与150D粘胶长丝并和加捻成混纤丝,采用机织工艺加工成坯布。组织设计选用三原组织中的一种。浆料选用聚丙烯酸酯/CMC混合浆料,上浆率10%~13%,优选地,所述织物的经密度为26~36根/cm,纬密度为16~26根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为163~242g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例23织物产品八
机织物,且为交织物
织物原料:经纱:32S改性聚酯短纤纱
纬纱:150D有色粘胶长丝
经向采用改性聚酯短纤纱,纱线支数为32s,纬向采用150D原液着色粘胶长丝,采用机织工艺加工成坯布。经纱上浆选用PVA/聚丙烯酸混合浆料,可适当加入抗静电剂,上浆率10%~13%,组织设计为平纹或斜纹。优选地,所述织物的经密度为60~66根/cm,纬密度为30~40根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为160~190g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例24织物产品九
机织物,且为交织物
织物原料:经纱:150D改性聚酯DTY
纬纱:150D天丝长丝
经向采用150D改性聚酯DTY,纬向采用150D天丝长丝,采用机织工艺加工成坯布。经纱上浆选用PVA/聚丙烯酸混合浆料,可适当加入抗静电剂,上浆率10%~13%,组织设计为平纹或斜纹。优选地,所述织物的经密度为36~42根/cm,纬密度为18~24根/cm,以获得舒适的手感。所述织物的净坯重为146~220g/m2。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
实施例25织物产品十
针织物,且为混纺织物
织物原料:经纱:40S/2改性聚酯短纤维/莫代尔短纤维/粘胶短纤维80/10/10混纺纱
纬纱:40S/2改性聚酯短纤维/莫代尔短纤维/粘胶短纤维80/10/10混纺纱
采用改性聚酯短纤维与莫代尔短纤维、普通粘胶短纤维混纺纱,纱线支数为40S/2,改性聚酯短纤维与莫代尔短纤维、粘胶短纤维比例为80/10/10,采用针织工艺在圆机上编织成生坯布。优选地,所述织物的纵横密度分别为60~68目/5cm,80~90目/5cm,组织设计采用单面平针组织,在18G单面圆机上进行编织。若需染色,染色温度在100℃及以下,改性聚酯纤维在常压条件下用分散染料进行染色。
对比例1
本对比例中,共聚酯由对苯二甲酸与甲基丙二醇聚合而成,甲基丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5;未添加结晶促进剂,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(2)将步骤(1)中熔融后的共聚酯送入纺丝组件,卷绕速度4200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1200m/min、温度为80℃,热辊GR2的速度为4250m/min、温度为130℃。
该纤维的线密度为1.0dtex,断裂强度4.1cN/dtex,断裂伸长36%,常压下分散染料上染率为89%,沸水收缩率为11.3%。
对比例2
本对比例中,共聚酯由对苯二甲酸与三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:5;未添加结晶促进剂,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(2)将步骤(1)中熔融后的共聚酯送入纺丝组件,卷绕速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃,热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为3.0dtex,断裂强度4.6cN/dtex,断裂伸长10%,常压下分散染料上染率为70%,沸水收缩率为9.4%。
对比例3
本对比例中,共聚酯由对苯二甲酸与三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:5;添加聚乙二醇(聚醚)作为结晶促进剂,使用以上材料按如下步骤进行制备:
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合,形成共混切片;
(2)将步骤(1)中的共混切片在280℃温度下经螺杆挤出机熔融;
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件,卷绕速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中,热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃,热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为3.0dtex,断裂强度4.5cN/dtex,断裂伸长12%,常压下分散染料上染率为76%,沸水收缩率为8.9%。
为了进一步说明本发明的有益效果以下将对实施例1~15和对比例1~3所制备纤维的性能进行测试,测试项目如下:
线密度(dtex),测试方法:短纤维参照GB/T 14335-2008,长丝参照GB/T 14343-2008;
断裂强度(cN/dtex)和断裂伸长(%),测试方法:短纤维参照GB/T 14337-2008,长丝参照GB/T14344-2008;
沸水收缩率(%):参照GB/T 6505-2008;
上染率(%),测试方法:参照GB/T 23976.1-2009。
测试结果见表1。
表1改性聚酯纤维性能测试结果
由表1可知,实施例1~15所制备的纤维均具有良好分散染料常压染色性能和尺寸稳定性能。对比例1~2所制备的纤维的分散染料常压染色性能和尺寸稳定性能均明显差于实施例1~2所制备的纤维,而在实施例2的基础上仅添加了聚乙二醇作为结晶促进剂的对比例3与实施例2相比,在分散染料常压染色性能和尺寸稳定性上均不如使用了聚醚酯作为结晶促进剂的实施例2,究其原因,是由于结晶促进剂聚醚酯的柔性聚醚链段起到了内增塑的作用,降低共聚酯大分子链形成折迭链时所需克服的能垒,利于微晶的生长,提高了共聚酯在纤维加工成型过程中的结晶能力,从而改善纤维的尺寸稳定性。此外,结晶促进剂聚醚酯的内增塑作用,可有效促进分散染料向纤维内部扩散,提高改性聚酯纤维的分散染料常压染色性能。
如此,利用改性聚酯纤维和再生纤维素纤维制成织物,可以避免两者混用时高温染色对再生纤维素纤维造成损害,可以在常压下染色,染色温度在100℃及以下,而且模量低,手感好,健康舒适。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述织物含有改性聚酯纤维和再生纤维素纤维,所述改性聚酯纤维由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%结晶促进剂共混纺丝而成,所述共聚酯中含有带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述织物中改性聚酯纤维的质量百分含量为50~90%,优选70~90%。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述结晶促进剂为由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成的聚醚酯,所述聚醚嵌段占聚醚酯总量的20~90wt%,优选为40~70wt%,更优选40wt%。
4.根据权利要求3所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述聚醚嵌段选自数均分子量在1000~10000范围的聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中的至少一种,优选聚醚嵌段为聚乙二醇或聚丁二醇;
聚醚嵌段的优选数均分子量范围为4000~8000,更优选的数均分子量为4000;
所述聚酯嵌段选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种,优选聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇与共聚酯所含二元酸的摩尔比为0.15~1:5,优选的摩尔比为0.15~0.5:5,更优选的摩尔比为0.15:5。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇选自1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇或三甲基戊二醇中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述改性聚酯纤维常压下分散染料上染率为85~99%;
沸水收缩率为1~8%。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物,其特征在于,所述再生纤维素纤维选自天丝、莫代尔纤维或粘胶纤维中的一种或几种;
所述的天丝、莫代尔纤维或粘胶纤维为本白纤维或者有色纤维。
9.一种权利要求1-8所述的改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物的制备方法,所述织物为交织物、混纺织物或者混并织物,其特征在于,制备过程中加入了由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%结晶促进剂共混纺丝而成的改性聚酯纤维;
所述共聚酯中含有带侧链且碳原子数不大于8的脂肪族二元醇。
10.根据权利要求9所述的改性聚酯纤维和再生纤维素纤维织物的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括染色,所述染色的温度≤100℃。
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