專利名稱：一種具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維及其生產方法，更特 別的涉及一種具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維及其生產方 法。
二背景技術：
PTT全稱是聚對苯二曱酸丙二醇酯，作為一種全新的聚酯材料，是 國際上最新的化纖新材料之一。
由于聚對苯二曱酸丙二醇酯(PTT)的特殊分子結構造就了其低模 量和優(yōu)良的彈性回復率，使得PTT面料具有獨特的柔軟手感，蓬杠、及富 有彈性的性能。PTT大分子鏈具有螺旋狀結構，從而使得PTT具有良好 的回彈性。由于分子鏈得特殊結構形態(tài)，其通過分子鏈自身和分子鏈之 間得共同作用，從而賦予了 PTT優(yōu)異的回彈性能。
PTT的體積比電阻、感應電壓和放電半衰期均j氐于PET和PA6，在 抗靜電要求不是很高的用途中，可以完全替代滌綸和錦綸。并且在感應 電壓和放電半衰期和棉接近，表明PTT有較好的抗靜電新性能。
PTT抗污性能與纖維的拒油性和易去污性有關。大分子鏈的化學結 構對其表面張力影響很大，亞曱基為奇數的聚合物比偶數的臨界表面張 力低，所以PTT纖維具有較好的抗污性。
PTT織物有著良好的抗起毛起球性能，這由于PTT纖維優(yōu)良的彈性 減緩了纖維受沖擊的作用力，減少了在外力作用下纖維的斷裂次數，加
上優(yōu)異的拉伸回復性，使得PTT纖維有良好的私疲勞損傷，另外PTT抗 靜電性能好，這一切使得PTT抗起毛起球性能非常好。
PTT纖維有一系列長足優(yōu)點，已成為下一代主導合成纖維發(fā)展重點。 但是每一種纖維都有其缺陷，PTT纖維也不例外。其平衡回潮率雖然比 滌綸要高，但是仍然擺脫不了合成纖維吸濕性差的特點。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的之一是提供一種以常規(guī)PTT切片和改性PTT切片為原料 生產的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維。
本發(fā)明的目的之二是提供一種具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯 短纖維的生產方法。
本發(fā)明的這些以及其他目的將通過下列詳細描述和說明來進一步體 現和闡述。
本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現的
本發(fā)明的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維，除含有常規(guī) PTT外，還含有改性PTT，所述的改性PTT為帶有親水性基團的PTT基 聚合物，其熔點是210 - 230°C,改性PTT組分的重量占復合纖維總重 量的10-30%。
進一步的，本發(fā)明的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維，
具有以下物理性能
單絲纖度 dtex 1.44-12.5
斷裂強度 g/d >3. 5
斷裂伸長率 ％ 55-100 %
定伸長強度(10%) g/d 0.8-1.5超長纖維率 <1
倍長纖維含量 mg/100g <6
瘋點含量 mg/100g <10
巻曲數 EA/inch 10-20
巻曲率％ 16-30
干熱(17(TC x 15min) % <10
上油率 ％ 0.15-0.40
本發(fā)明的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維的生產方法， 包括干燥、熔融過濾、紡絲、牽伸和切斷步驟，其中所述的干燥步驟為 先將兩種不同PTT切片進行干燥去除水分，PTT切片采用普通脈動床預 結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為140-18(TC、風壓為0. 05 - 0. 2MPa、 露點溫度《-70°C,干燥時間為6-10小時，干燥后切片含水率控制在 20ppm以下；改性PTT切片采用沐騰床預結晶連續(xù)干燥，千燥熱空氣溫 度為130 - 150°C、風壓為0. 05-0. 2MPa、露點溫度<-70°C,干燥時 間為8-12小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。所述的熔融過 濾步驟為將干燥好的PTT切片和改性PTT切片以上述重量比進入混料 倉，在混料倉充分混合攪拌進入同一螺桿擠壓機加熱，螺桿擠出機分五 個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度為235 - 240。C' 二區(qū)溫度為240 - 255°C,三區(qū)溫 度為245 - 260°C,四區(qū)溫度為255 - 265°C,五區(qū)溫度為258 - 265°C。 所述的紡絲步驟為將加熱熔融后的熔體均勻混合后經過噴絲板噴絲得到 UDY未牽伸絲，前紡采用下抽風式環(huán)吹風，其中風速為0. 2 - 1. Om/s, 風壓為10-50Pa,風濕為55-70%,風溫為15-25°C,集束速度為85 0 -1200m/min。得到的UDY絲束在溫度不高于25°C的環(huán)境溫度下平衡放
置12小時以上再進行兩步式后紡牽伸。所述的牽伸步驟為將平衡后的 UDY絲束進行牽伸，牽伸后的緊張熱定型溫度不高于12(TC，再進行松 弛烘千，烘干溫度不高于100°C，時間不少于30min，進行充分松弛烘 干，得到指標一致的親水性PTT短纖維。
在本發(fā)明中，將PTT聚合物在聚合過程中引入強吸水性基團，再將 具有吸水性基團的改性PTT聚合物與常規(guī)PTT聚合物進行共混紡絲，得 到的共混纖維改善了普通PTT纖維的親水性能，彌補了 PTT纖維親水性 不強的缺點。本發(fā)明的纖維手感柔軟，可在低溫下染得鮮艷的顏色，而 且克服了合成纖維吸濕性差的特點。
在本發(fā)明中，使用的具有吸水性基團的改性PTT聚合物為在聚合過 程中加入第三單體后制得的(常規(guī)方法)，其中的第三單體為間苯二曱酸 二曱酯-5-磺酸納，分子式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>
間苯二曱酸二曱酯-5 -磺酸納的加入破壞了大分子鏈的規(guī)整性， 改變了苯環(huán)的平面結構，同時-S03Na是極性親水基團，可以增加PTT 纖維的吸水性。
此類改性PTT聚合物由福建泉州海天化工廠生產。
在本發(fā)明中使用的所有原材料等均是常規(guī)使用的，可以從市場購 得。在本發(fā)明中，如非特指，所有的量、百分比均為重量單位。
下面結合實施例對本發(fā)明進行具體的描述。由技術常識可知，本發(fā) 明可以通過其他的不脫離其精神實質或必要特征的實施方案來實現。因
—此，下列實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。 所有在本發(fā)明范圍內或等同本發(fā)明的范圍內的改變均被本發(fā)明包含。具體實施例方式
實施例1: 1. 4D x 38mm親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1800公斤，改性PTT聚酯切片200公斤進行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為160
°C、風壓O.lMPa、露點溫度《-7(TC,干燥時間為6-10小時，干燥
后切片含水率控制在20ppm以下；改性PTT切片采用沸騰床預結晶連續(xù)
干燥，干燥熱空氣溫度為140°C、風壓O. lMPa、露點溫度《-7(TC,干
燥時間為8 - 12小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。其后經干
燥好的PTT切片和改性PTT切片按上述重量比進入混料倉，在混料倉充
分混合攪拌進入同一螺桿擠壓機加熱，螺桿擠出機分五個區(qū)控溫， 一區(qū)
溫度235 - 240°C， 二區(qū)溫度240 - 255°C，三區(qū)溫度245 - 260°C ，四區(qū)
溫度255 - 265°C，五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風式環(huán)吹風，其中風速O. 2-1.0m/s，風壓10-50Pa， 風濕65°/。，風溫18。C,集束速度為850 - 1200m/min。 UDY絲束要在溫度 不高于25。C的環(huán)境溫度下平衡放置12小時以上再進行兩步式后紡牽 伸。絲束牽伸后的緊張熱定型溫度不高于12(TC,然后進行松弛烘干， 烘干溫度不高于100°C,時間不少于30min進行充分松弛烘干。
按本實施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度 dtex 1.44 ±3%
斷裂強度 g/d >3. 5
斷裂伸長率 ％ 75 ±5%
;t伸長強度(lOW 名/4 1.0
超長纖維率 ％ <1
倍長纖維含量 mg/100g <6
-匕點含量 mg/100g <10
巻曲數 EA/inch 15 ±3. 5%
巻曲率 ％ 20 ±3. 5%
干熱(170°C x 15min) % 9
上油率 ％ 0.25 ±5%
實施例2: 2. 5D x 56mm親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1600公斤，改性PTT聚酯切片400公斤進行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為160
。C、風壓0. lMPa、露點溫度《-7(TC，干燥時間為8小時，干燥后切
片含水率控制在20ppm以下；改性PTT切片采用沸騰床預結晶連續(xù)干燥，
干燥熱空氣溫度為140°C、風壓0. lMPa、露點溫度< -7(TC,干燥時間
為10小時，干燥后切片含水率控制在30ppm以下。其后經干燥好的PTT
切片和改性PTT切片上述重量比進入混料倉，在混料倉充分混合攪拌進
入同一螺桿擠壓機加熱，螺桿擠出機分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度235 - 240
。C, 二區(qū)溫度240 - 255°C,三區(qū)溫度245 - 260°C,四區(qū)溫度255 - 265
°C,五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風式環(huán)吹風，其中風速為0. 2-1.0m/s，風壓為10-50Pa，風濕度為65%，風溫為18。C,集束速度為850 - 1200m/min。 UDY 絲束在溫度不高于25。C的環(huán)境溫度下平衡放置12小時以上再進行兩步 式后紡牽伸。絲束牽伸后的緊張熱定型溫度不高于12(TC，然后進行松弛烘于，烘于溫度不高于100°C，時間不少于30min進行充分松弛烘千。 按本實施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度dtex2. 75 ±3%
斷裂強度g/d>3. 7
斷裂伸長率%90 ±5%
定伸長強度(10%)g/d1. 0
超長纖維率%<1
倍長纖維含量mg/100g<6
疵點含量mg/100g<10
巻曲數EA/inch17 ±3. 5%
巻曲率%22 ± 3. 5 %
干熱(170°C x 15min)%8
上油率%0, 30 ±5%
實施例3: 3. OD x 30 - 70mm親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1500公斤，改性PTT聚酯切片300公斤進行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為140
。C、風壓0.15MPa、露點溫度《-70。C,干燥時間為10小時，干燥后
切片含水率控制在20卯m以下；改性PTT切片釆用沸騰床預結晶連續(xù)干 燥，干燥熱空氣溫度為13(TC、風壓0. 15MPa、露點溫度《-70°C，干 燥時間為12小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。其后經干燥 好的PTT切片和改性PTT切片上述重量比進入混料倉，在混料倉充分混 合攪拌進入同一螺桿擠壓機加熱，螺桿擠出機分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度 235 - 240°C, 二區(qū)溫度240 - 255°C,三區(qū)溫度245 - 260°C ,四區(qū)溫度25.5 - 265°C,五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風式環(huán)吹風，其中風速為0.4m/s,風壓為15Pa,風 濕度為65%,風溫為25°C,集束速度為1100m/min。 UDY絲束在溫度為 22土2。C的環(huán)境溫度下平衡放置20小時再進行兩步式后紡牽伸。絲束牽 伸后的緊張熱定型溫度為115±5°C,然后進行松弛烘干，烘干溫度為94 士5。C，時間為40min進行充分松弛烘干。
按本實施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度dtex1. 42 ± 0, 50/
斷裂強度g/d>4. 0
斷裂伸長率%85 ±5%
定伸長強度aowg/d1. 1
超長纖維率%<1
倍長纖維含量mg/100g<6
瘋點含量mg/100g<10
巻曲數EA/inch15 ± 3. 50/
巻曲率%20± 3. 50/
干熱(170°C x 15min)%7
上油率%0. 30±50/
實施例4: 2. 5D x 50 - 75隱親水性PTT短纖維
將常規(guī)PTT切片1500公斤，改性PTT聚酯切片400公斤進行干燥
去除水分，PTT切片采用脈動床預結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為175
°C、風壓O.lMPa、露點溫度《-70°C,干燥時間為6.5小時，干燥后 切片含水率控制在20ppm以下；改性PTT切片采用沸騰床預結晶連續(xù)干
200710187658.8
說明書第9/9頁
燥，干燥熱空氣溫度為150°C、風壓Q. lMPa.、露點溫度《-70°C，干燥 時間為8小時，干燥后切片含水率控制在30ppm以下。其后經干燥好的 PTT切片和改性PTT切片上述重量比進入混料倉，在混料倉充分混合攪 拌進入同一螺桿擠壓機加熱，螺桿擠出機分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度235 -240°C, 二區(qū)溫度240 - 255°C，三區(qū)溫度245 - 260°C ,四區(qū)溫度255 -265°C，五區(qū)溫度258 - 265°C。
加熱熔融后的熔體均勻混合后經過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲， 其中前紡采用下抽風式環(huán)吹風，其中風速為0. 80m/s,風壓為45Pa，風 濕度為60%,風溫為18°C,集束速度為900m/min。 UDY絲束在溫度為 20。C的環(huán)境溫度下平衡放置24小時，再進行兩步式后紡牽伸。絲束牽 伸后的緊張熱定型溫度為ll(TC,然后進行松弛烘干，烘干溫度為98°C, 時間為55min進行充分松弛烘干。
按本實施例制備的親水性PTT短纖維，具有如下物理性能
單絲纖度dtex10. 5 ± 3%
斷裂強度g/d>3. 8
斷裂伸長率%93±5%
定伸長強度(10%)g/d1. 2
超長纖維率%<1
倍長纖維含量mg/100g<6
疵點含量mg/100g<10
巻曲數EA/inch15 ± 3, 5%
巻曲率%25 ±3. 5%
干熱(170°C x 15min)%7. 5
上油率%0. 20 ± 5%
權利要求
1、一種具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維，其特征在于除含有常規(guī)PTT外，還含有改性PTT，所述的改性PTT為帶有親水性基團的PTT基聚合物，其熔點是210-230℃，改性PTT組分的重量占復合纖維總重量的10-30％。
2、 根據權利要求1所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖 維，其特征在于具有以下物理性能單絲纖度 dtex斷裂強度 g/d斷裂伸長率 °/。定伸長強度(10%) g/d超長纖維率 ％倍長纖維含量 mg/100g疵點含量 mg/100g巻曲數 EA/inch巻曲率 ％干熱(170°C x 15min) %上油率 ％1. 44-12. 5 〉3. 555-100 % 0.8-1.5<1 <6 <10 10-20 16 _ 30 <100. 15 — 0. 40
3、根據權利要求1或2所述的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短 纖維的生產方法，其特征在于包括干燥、熔融過濾、紡絲、牽伸和 切斷步驟，其中所述的干燥步驟為先將兩種不同PTT切片進行干燥 去除水分，PTT切片采用普通脈動床預結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣 溫度為140 - 180°C、風壓為0. 05-0. 2MPa、露點溫度《-70°C,干燥時間為6-10小時，干燥后切片含水率控制在20ppm以下；改性 PTT切片采用沸騰床預結晶連續(xù)干燥，干燥熱空氣溫度為130-150 °C 、風壓為0. 05 - 0. 2MPa、露點溫度< -70°C ，干燥時間為8 - 12 小時，干燥后切片含水率控制在30卯m以下。
4、 根據權利要求3所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維 的生產方法，其特征在于所述的熔融過濾步驟為將干燥好的PTT切 片和改性PTT切片以上述重量比進入混料倉，在混料倉充分混合攪 拌進入同一螺桿擠壓機加熱，螺桿擠出機分五個區(qū)控溫， 一區(qū)溫度 為235 - 240°C, 二區(qū)溫度為240 - 255°C,三區(qū)溫度為245 - 260°C, 四區(qū)溫度為255 - 265°C，五區(qū)溫度為258 - 265°C。
5、 根據權利要求3所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維 的生產方法，其特征在于所述的紡絲步驟為將加熱熔融后的熔體均 勻混合后經過噴絲板噴絲得到UDY未牽伸絲，前紡采用下抽風式環(huán) 吹風，其中風速為0. 2-1.0m/s，風壓為10-50Pa,風濕為55-70 %,風溫為15-25。C，集束速度為850 - 1200m/min。
6、 根據權利要求5所述的具有親水性的聚對苯二曱酸丙二醇酯短纖維 的生產方法，其特征在于得到的UDY絲束在溫度不高于25。C的環(huán)境 溫度下平衡放置12小時以上再進行兩步式后紡牽伸。
7、 根據權利要求3所述的具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維 的生產方法，其特征在于所述的牽伸步驟為將平衡后的UDY絲束進 行牽伸，牽伸后的緊張熱定型溫度不高于120°C,再進行松弛烘干， 烘干溫度不高于IO(TC,時間不少于30min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有親水性的聚對苯二甲酸丙二醇酯短纖維及其生產方法，除含有常規(guī)PTT外，還含有改性PTT，所述的改性PTT為帶有親水性基團的PTT基聚合物，其熔點是210-230℃，改性PTT組分的重量占復合纖維總重量的10-30％。在本發(fā)明中，將PTT聚合物在聚合過程中引入強吸水性基團，再將具有吸水性基團的改性PTT聚合物與常規(guī)PTT聚合物進行共混紡絲，得到的共混纖維改善了普通PTT纖維的親水性能，彌補了PTT纖維親水性不強的缺點。本發(fā)明的纖維手感柔軟，可在低溫下染得鮮艷的顏色，而且克服了合成纖維吸濕性差的特點。
文檔編號D01F8/14GK101187090SQ200710187658
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權日2007年11月21日
發(fā)明者張連京, 王啟明 申請人:王啟明