一种8字中空形聚酯纤维FDY丝及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚酯纺丝领域，涉及一种8字中空形聚酯纤维FDY丝及其制备方法，纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和改性聚酯，饱和脂肪酸金属盐与改性聚酯的质量比为0.0005‑0.002:1，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，改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和刚性结构链段，刚性结构链段与对苯二甲酸链段的摩尔比为0.02‑0.05:1，所述纺丝熔体的挤出胀大比为1.23‑1.33，纺丝时的滤后压力为85‑125kg/cm2。本发明专利技术制得的8字中空形聚酯纤维FDY丝具有较高的中空度和较好的保形效果。

8 character hollow polyester fiber FDY yarn and preparation method thereof

The invention belongs to the field of polyester spinning, relates to a 8 word hollow polyester fiber FDY yarn and its preparation method, melt spinning including saturated fatty acid metal salt and modified polyester, unsaturated fatty acid metal salt and the ratio of 0.0005 0.002:1 quality modified polyester, unsaturated fatty acid metal salt refers to carbon atoms. Fatty acid metal salt 12 22, the melting point of 100 DEG C and 180 dynamic viscosity is less than or equal to 1Pa - s, modified polyester molecular chain of terephthalic acid and ethylene glycol including chain segments and rigid chain segment structure, the molar ratio of the rigid structure segments and segments of 0.02 terephthalic acid 0.05:1, the melt spinning the die swell ratio was 1.23 1.33, spinning filter after the pressure is 85 125kg/cm2. The 8 character hollow polyester fiber FDY wire prepared by the invention has higher hollowness and better shape preserving effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚酯纺丝领域，涉及一种8字中空形聚酯纤维FDY丝及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET纤维或聚酯纤维)纤维自问世以来，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，涤纶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，因此大大制约了涤纶纤维的应用和发展。随着人民生活水平的提高和生活质量的改善，对服饰的面料、款式和风格到纤维材料穿着的舒适性能，都有了越来越高的要求。而且随着技术的不断进步，越来越多的化学纤维通过特殊处理，逐渐替代天然材料，且服用性能更佳。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。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。中空纤维的出现是仿生学应用的结果，空腔提供静止空气从而提高了纤维的保暖性，增加了单位体积内的表面积，从而提高了纤维的蓬松性，使纤维具有保暖性。中空型中空纤维的品种及其丰富，发展迅速，其原料从设计涤纶、锦纶等；纤维孔数从单孔发展到四孔、十二孔、二十四孔等；截面也从圆形发展到三角形、四边形、梅花形等。但是一般中空短纤维的中空度低于20％，中空长丝的中空度低于10％，使纤维质量、保暖和透湿性能还不甚理想，难以满足功能性服装面料开发及批量生产的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术制备异形纤维的保形效果较差的问题，提供一种8字中空形聚酯纤维FDY丝及其制备方法，本专利技术在聚酯分子中引入少量的刚性结构链段增加聚酯分子链的刚性，一方面由于刚性结构链段的含量较少，能够保持聚酯本体的优良特性，另一方面聚酯分子链的刚性增加能够减弱挤出胀大效应，进而制备保形效果较好的异形纤维。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8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，按照8字中空形聚酯纤维FDY纺丝工艺，其中纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和改性聚酯，饱和脂肪酸金属盐与改性聚酯的质量比为0.0005-0.002:1；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，所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和刚性结构链段；所述刚性结构链段为2,6-萘二甲酸链段、双酚A链段、1,4-环己烷二甲醇链段、2,2-联苯二甲酸链段、4,4-二苯醚二甲酸链段、2,4-联苯二甲酸链段、3,4-联苯二甲酸链段、4,4-联苯二甲酸链段或对羟基苯甲酸链段；所述刚性结构链段与对苯二甲酸链段的摩尔比为0.02-0.05:1，所述纺丝熔体的挤出胀大比为1.23-1.33，纺丝时的滤后压力为85-125kg/cm2，现有技术中纺丝时的常规滤后压力为110-140kg/cm2。本专利技术的挤出胀大比测试方法为：利用高速摄影机围绕喷丝板做圆周运动，拍出熔体从喷丝板的喷丝微孔挤出时的动态影像，通过三维模拟建立三维图形，计算从喷丝微孔挤出的熔体的最大横截面积和喷丝微孔的横截面积之比定为挤出胀大比B，得出一次实验的挤出胀大值B1，连续取50组数据取平均值，得出最终B值。作为优选的技术方案：如上所述的一种8字中空形聚酯纤维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8字中空形聚酯纤维FDY丝，所述8字中空形聚酯纤维FDY丝的主要纺丝工艺参数为：挤出温度：285-300℃；冷却温度：20-25℃；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℃；卷绕速度：4000-4600m/min。如上所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，喷丝板采用8字中空形纤维纺丝用喷丝板。如上所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，所述改性聚酯的数均分子量为20000-28000。如上所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，所述纺丝熔体的制备步骤如下：(1)酯化反应制得二元酸二元醇酯；将对苯二甲酸、乙二醇和含刚性结构的单体配成浆料，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；所述含刚性结构的单体为2,6-萘二甲酸、双酚A的二对苯二甲酸酯、1,4-环己烷二甲醇、2,2-联苯二甲酸、4,4-二苯醚二甲酸、2,4-联苯二甲酸、3,4-联苯二甲酸、4,4-联苯二甲酸或对苯二甲酸对羟基苯甲酸酯；所述对苯二甲酸、乙二醇和含刚性结构的单体的摩尔比为1:1.2-2.0:0.02-0.05；(2)缩聚反应制得纺丝熔体；在步骤(1)中的酯化反应结束后，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30-50min；然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力降至绝对压力小于100Pa，反应温度控制在275-285℃，反应时间50-90min，制得纺丝熔体。如上所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，催化剂加入量为对苯二甲酸重量的0.01-0.05％，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯，稳定剂加入量为对苯二甲酸重量的0.01-0.05％，所述饱和脂肪酸金属盐为硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、月桂酸锌或山嵛酸钙。本专利技术还提供了一种8字中空形聚酯纤维FDY丝，所述8字中空形聚酯纤维FDY丝的中空度为17-20％，保形效果良好。如上所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝，所述8字中空形聚酯纤维FDY丝的单丝纤度为3.0-5.0dtex，断裂强度≥3.5cN/dtex，断裂伸长率为33.0±3.0％；所述8字中空形聚酯纤维FDY丝的线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％。采用熔融纺丝方法制备异形纤维时一般无法达到理想的设计效果，主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征是：按照8字中空形聚酯纤维FDY纺丝工艺，其中纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和改性聚酯，饱和脂肪酸金属盐与改性聚酯的质量比为0.0005‑0.002:1；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，所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和刚性结构链段；所述刚性结构链段为2,6‑萘二甲酸链段、双酚A链段、1,4‑环己烷二甲醇链段、2,2‑联苯二甲酸链段、4,4‑二苯醚二甲酸链段、2,4‑联苯二甲酸链段、3,4‑联苯二甲酸链段、4,4‑联苯二甲酸链段或对羟基苯甲酸链段；所述刚性结构链段与对苯二甲酸链段的摩尔比为0.02‑0.05:1，所述纺丝熔体的挤出胀大比为1.23‑1.33，纺丝时的滤后压力为85‑125kg/cm2。

【技术特征摘要】
1.一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征是：按照8字中空形聚酯纤维FDY纺丝工艺，其中纺丝熔体包括饱和脂肪酸金属盐和改性聚酯，饱和脂肪酸金属盐与改性聚酯的质量比为0.0005-0.002:1；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，所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和刚性结构链段；所述刚性结构链段为2,6-萘二甲酸链段、双酚A链段、1,4-环己烷二甲醇链段、2,2-联苯二甲酸链段、4,4-二苯醚二甲酸链段、2,4-联苯二甲酸链段、3,4-联苯二甲酸链段、4,4-联苯二甲酸链段或对羟基苯甲酸链段；所述刚性结构链段与对苯二甲酸链段的摩尔比为0.02-0.05:1，所述纺丝熔体的挤出胀大比为1.23-1.33，纺丝时的滤后压力为85-125kg/cm2。2.根据权利要求1所述的一种8字中空形聚酯纤维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8字中空形聚酯纤维FDY丝，所述8字中空形聚酯纤维FDY丝的主要纺丝工艺参数为：挤出温度：285-300℃；冷却温度：20-25℃；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℃；卷绕速度：4000-4600m/min。3.根据权利要求1所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，喷丝板采用8字中空形纤维纺丝用喷丝板。4.根据权利要求1所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，所述改性聚酯的数均分子量为20000-28000。5.根据权利要求1所述的一种8字中空形聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，所述纺丝熔体的制备步骤如下：(1)酯化反应制得二元酸二元醇酯；将对苯二甲酸、乙二醇和含刚性结构的单体配成浆料，加入催化剂、稳定剂和饱和脂肪酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：印成，朱冬妹，张正勇，陆军，
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