Способ получения полиэтилентерефталатного волокна Советский патент 1990 года по МПК D01F6/62 

Изобретение относится к технологии получения синтетических волокон, в частности к получению поли- зтилентерефталатных волокон,обладающих высокими потребительскими свойствами.

Цель изобретения - повьшение равномерности окраски и эффективности терг ческсй усадки волокна.

Физические свойства волокон определяют следующими методами измере-

НИИ.

Остаточное удлинение.

Кривая напряжение - деформация получена при скорости воздействия рас-. тягивадощего усилия 100 м/мин и при скорости перемещения диаграммы 200 M/J MH с использованием образца одинаковой длины, равной 200 мм. Удлинение, при котором происходит разрыв нити, определяется как остаточное удлинение.

Модуль упругости.

Кривая напряжение - деформация получена при скорости воздействия растягивающего усилия 200 м/мин и при скорости перемещения диаграммы 1000 м/мин с использованием образца одинаковой длины, равной 200 мм, и модуль упругости рассчитывают по следующей формуле:

М (г/денье; (g Д , D

где А - удлинение в точке, в которой кривая напряжение - деформация начинает закругляться, отклоняясь от прямой линии;

Б - нагрузка в данной точке; L - скорость перемещения диаграммы)

D - весовой номер волокна,денье. Усадка в гапящей воде ( Д ).

:

см

31600634

Образец нити не$.атывают с образсва-- нием десята витков, на, мотовило имшо- .щее периферическую длину 1 м, при- кладьаваьзт нагрузку Ojl г/денье и за- меряют первоначальную д,тш5-ту 1р. Sa .тем эту нить обрабатывает в кипящей ;воде в течение 15 мин и подвергают сушке на воздухе. Далее измеряют дпк- :ну образца (1) при воздействии на- ig Сгрузки О, г/денье. Усадку в килящей

воде рассчитывают по следующей форкуле:

(%)

- и

15

30

Термическая усадка при сушке () Образец нити наматывают с образоанием десяти витков на мотовило, меющее периферическую дзшну 1 MJ и змеряют первоначальную ,цлину (До) при воздействии нагрузки 0,1 г/денье, Затем образец нити обрабатывают в течение 5 мин в сушильной печи при . После этрго измеряют длину 1л j при нагрузке 0,1 г/денье Термическую усадку рассчитывают по следую- щей формуле:

дЗ AliL.10Q (%), .

Температура максимального напряжения на кривой тep fflчecкaя усадка при сушке - напряжение.

Образец нити подвергают воздействию начальной нагрузки,, соответствующей 1/15 денье нити,в устройстве измерения термического напряжеьшя, Этот образец нити длиной 20 см закрепляют петлей, так, что длина петли составляет 10 см. Температуру по- вышают со скоростью 150° С/мин, получая кривую напряжение - термическая усадка при сушке. Температура,- при которой достигают максимум этой кри вой, определена как температура максимума напряжения.

Полуширина полосы рамановского спектра, полученного с помошью лазерного луча. I

Измерение осуществляют спедуюш,им

образом.

(a)Филамент наполняют парафином и вырезают образец толщиной примерно 10 мкм в направлении, перпендикулярном оси филамента, с образованием разреза образца,

(b)определяют некоторые измерн тельные точки (обычно 7 или 8 точек)

35

40

g

5

30

j

35

40

45

50

55

в радиальном направлении разреза образца,

(c)на одной измерительной точке 4иксируют лазерньй луч ионизированного аргона

(d)рассеянный рамановский спектр воспроизводят на диаграмме с образованием картины рамановского спектра при 1618 и

(e)регистрируют полуширину полосы спектра при 1730 ,

(f)указанные операции (с) - (е) повторяют в отношении других измерительных точек

(g)разницу между максимальным и минимальным значениями измеренной полушнри1-1ы полосы спектра выражают как Д

Неоднородность нити (U%). Равномерность окрапивания связана . с равномерностью нити, %, поскольку неравномерность степени молекулярной ориентации и степени кристалличности вызывается в направлении волоконной оси, где плохая равномерность пряжи. Поскольку краситель распределяется в аморфной области для окрашивания пряжи, изменение степени кристалличности (т.е. степень некристалличности или объем некристаллизации) вызывает изменение области, в которой кр,аситель диспергирует, что приводит к неравномерному окрашиванию. Аналогично изменение степени молекулярной ориентации вызывает изменение плотности молекул в аморфной области, что вызывает изменение дисперсии красителя. Поскольку внутренняя конфигурация (такая как молекулярная ориентация и кристалличность) пряжи является устойчивой в направлении оси волокна, где исходная пряжа имеет высокую равномерность (т.е. низкое значение U%), степень дисперсии красителя становится равномерной вдоль длины пряжи, улучшая равномерность окращивания.

Изменение значения U% проводили С применением имеющегося в продаже сериплана Астера при следующих условиях:

Скорость пряха, м/мин25

Крутка, об/мин3000

Селекторный переклю- Нормаль- чатель режиманое, испытаниеДиапазо№1 шкалы, % ii2,5

Время оценки, мин3

Пример 1. Необработанные нити, полученные согласно различным способам, подвергают испытанию в описанных ниже условиях процесса ства.

Способы получения и физические свойства необработанных нитей представлены в табл.1.

Результаты испытаний на ощупь полученного тканого полотна представлены в табл.2.

Способы приготовления необработанных -нитей.

Способ А (сравнительньлй) . Осуществляют прядение нити из расплава с использованием полиэтилентерефталата с истинной вязкостью 0,62 при скорости продавливания через фильеру 23,0 г/мин и при температуре с использованием фильерного устройства, включающего 24 прядильных фильеры, каждая из которых имеет диаметр 0,3 мм и длину 0,6 мм, и с приемкой нитей со скоростью 1350 м/мин. Получаемую невытянутую нить подвергают вытяжке, так что степень вытягива1гия составляла 3,06 , скорость вытяжки - 500 м/мин, а температура вытяжного устройства - 100°С. Затем нить подвергают термической обработке с использованием горячей плиты. Температура термообработки 150 и .

Способ В. Полиэтилентерефталат с истинной вязкостью 0,62 подвергают химическому прядению из расплава со скоростью продавливания через фильеру 33,3 г/мин и при температуре . Скорость намотки 6000 м/мин. Между первым и вторым прядильными дисками осуществляют вытягивание, степень вытягивания указана в табл.1.

Условия процесса ткачества:

по основе - 50 денье/2А филамента

по утку - 50 денье/24 филамента.

плотность по основе - 103 нити на 1 дюйм (4 нити на 1 мм)J

плотность по утку - 95 нитей на дюйм (3,7 нити на 1 мм);

неотделанная ткань: 96 см (ширина) 22 с1 (длина).

Пример 2. Необработанные нити, полученные в испытаниях 1-7 примера 1, подвергают сильной крутке, так что число круток составляет 3000 на 1 м, далее они подвергаются обработке, связанной со стабилизацией крутки. Измеряют температуру

1600634

стабилизации крутки, необходимую для регулирования момента кручения после стабилизации до такого значения, которое не должно вызывать проблем в последующих этапах обработки.

Полученные результаты представлены в табл.З;

Пример 3. Полиэтилентерефтад лат, имеющий истинную в язкость 0,62, подвергают прядению из расплава со ° скоростью продавливания через 4иль- еру 33,3 г/мин и при температуре 290 С с использованием аппаратуры, в кото5 рой фильерное устройство имеет 24 фильерных отверстия, каждое из которых имеет диаметр 0,3 мм и длину 0,6 мм. Скорость намотки составляет 6000 м/мин. Вытягивание осуществляют

0 между первым и вторым прядительными дисками с различными степенями вытяжки, как показано в табл.4. Окружная скорость второго прядильного диска поддерживалась равной 5 ,977 м/мин, ,

5 так чтобы натяжение при намотке было постоянным, равным 0,3 г/денье, и, таким образом, степень вытягивания изменялась при изменении окружной скорости первого прядильного диска.

0 i

Полученные нити подвергают ткацкому переплетению .при следующих условиях:

по основе - 50 денье/324 филамен- та;

по утку- 50денье/24 филамента

плотность по основе - 103 нити на 1 дюйм (4 нити на мм);

плотность по утку - 95 нитей на Q 1 дюйм (3,7 нити на мм),

неотд шанная ткань: 96,0 см (ширина) 22 см (Д1шна) .

Пример 4. Операции осущест- 5 вляют по примеру 3, но степень вытягивания составляет 12%, натяжение при намотке - 0,3 г/денье, а скорость намотки находится в пределах 2000- 8000 м/мин.

В табл.5 представлены состояния при химическом прядении и свойства нитей.

Пример 5. Осуществляют операции аналогично испытанию 5 примера 1, но изменены значения температуры химического прядения, истинной вязкости (f7)H равновесней влаяскости подаваемой полимерной крошки, как показано в табл.6.

,-;

0

5

71600634

u каждой получаемой нити, а также состояния при химическом прядении показаны в табл.7.

Фор мул а и 3 о брет е ни я

Способ получения полиэтилентере- фталатиого волокна, включающий фор- MOBaime из расплава полимера, отверждение, вытяжку и высокоскоростной

8

прием на паковку, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения равномерности окраски и эффективности термической усадки, вытяжку со степенью А-20% проводят при комнатной температуре после отверждения волокна, а прием на паковку осуществляют при той же температуре со скоростью 5000-8000 м/мин.

Изобретение относится к технологии получения синтетических воло- кон, в частности к получению полк- этил ей тер ефт ал атных волокон, обладающих высокими потребительскими свойствами. Изобретение обеспечивает повышение равномерности окраски и эффективности термической усадки волокна за счет того, что сформосанное из расплава полиэтилентерефталата и отвержденное волокно подвергают вытяжке со степенью 4-20% при комнаг- ной температуре. Высокоскоростной прием волокна на паковку осуществляют при той же температуре со скоростью 5000-8000 м/мин. 7 табл.

Стабильное

11

Бурное выделение белого дыма при термической обработке Нестабильное, разрыв отдельной нити

Стабильное

Ткачество затруднено в виду слишком большой величины Ci

Хорошее Хорошее

Образование ворсистое Хорошее

Ткачество затруднено ззвиду слишком большой величины AS

Очень грубое и жесткое

на ошупь

Грубое и жесткое на

OUIi IIb

Неравномерность перекручиванияЬ ягкое, высокопрочное, хорошее на ощупь

То же.

П160063412

Таблица 6

ic ГТсш н1 1 ра вновёс7а; I Температура химического вязкость (П)| влаж,.ость,%1..:-..:-

к I состояние при хими- U. % Разрыв нити тание j .0,43 0,3

25 1 ,,4 Очень хорошее..

-7 Очень хорошее0,45и.о ,;° Оче.хоро.ее

303,4 довольно плохое0,57 .

313,8 Довольно плохое0,.

Таблица 7

0,43 0,3

..