Способ получения полиэтилентерефталатного волокна

Способ получения полиэтилентерефталатного волокна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии получения синтетических волокон, в частности к получению полкэтил 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 комнагной температуре. Высокоскоростной прием волокна на паковку осуществляют при той же температуре со скоростью 5000-8000 м/мин. 7 табл.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК

А3

0% И)), (g))g D 01 F в/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д

ГОсуд АРстВекйый Комитет по изоБРетекиям и ОТКРытиям пРи пжт сссР (21) 3302845/23-05 (22) 26.05.81 (31) 86575/80; 86576/80 (32) 27.06.80 (33) JP (46) 15.10.90, Бюл. Р 38 (71) Торэй Индастриз, Инк. (JP) (72) Кен-Итиро-Ока, Масатоси Минео и Терумити Оно (JP) (53) 677.494(088.8) (56) Патент Японии 11 52-88617, кл. 42 D0, опублик. 1977, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЗТИЛЕНТЕРРФТАЛАТНОГО BOJIOKHA (57) Изобретение относится к техноИзобретение относится к технологии получения синтетических волокон, в частности к получению полизтилентерефталатных волоком, обладающих высокими потребительскими свойствами.

Цель изобретения — повышение равномерности окраски и эффективности термической усадки волокна.

Физические свойства волокон определяют следующими методами измере- ний.

Остаточное удлинение.

Кривая напряжение — деформация получена при скорости воздействия рас-. тягивающего усилия 100 M/ìèí и-прй скорости перемещения диаграммы

200 м/мин с использованием образца одинаковой длины, равной 200 мм. Удлинение, при котором происходит разрыв нити, определяется как остаточное удлинение.

2 логии получения синтетических волокон, в частности к получению полиэтилентерефталатных волокон, обладающих высокими потребительскими свойствами. Изобретение обеспечиваег повышение равномерности окраски и эффективности термической усадки волокна за счет того, что сформованное из расплава полиэтилентерефталата и отвержденное волокно подвергают вытяжке со степенью 4-20Х при комнатной температуре. Высокоскоростной прием волокна на паковку осуществляют при той же температуре со скоростью

5000 -8000 м/мин. 7 табл.

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:

А х (г/денье) - д— где А — удлинение в точке, в которой кривая напряжение — деформация начинает закругляться, отклоняясь от прямой линии

 — нагрузка в данной точке, L - скорость перемещения диаграммы, D — весовой номер волокна, денье.

Усадка в кипящей воде (6 ) °

1600634

Образец нити наматывают с образованием десяти витков, на, мотовило, имею..щее периферическую длину 1 м, прикладывают нагрузку 0,1 г/денье, и замеряют первоначальную длину 1 . 3a" тем зту нить обрабатываю-. в кипящей воде в течение 15 мин и подвергают сушке на воздухе. Далее измеряют для= ну образца (14) при воздействии на- 10 грузки 0,1 г/денье. усадку В кипящей воде рассчитывают по следующей формуле:

g S =- 100(%) „

Вl

Термическая усадка при сушке (Яд) .

Образец нити наматывают с образованием десяти витков на мотовило, имеющее периферическую длину 1 м, и измеряют первоначальную длину (1„) при воздействии нагрузки 0>1 г/денье.

Затем образец нити обрабатывают в течение 5 мин в сушильной печи при

200 С. После этого измеряют длину Т при нагрузке 0,1 г/денье. Терьжческую усадку рассчитывают по следую, щей формуле .

> Sg = « I00 (%), 1

Температура максимального напряжения на кривой термическая усадка при сушке — напряжение.

Образец нити подзергают воздействию начальной нагрузки, соответст- 35 вующей 1/15 денье нити в устройстве измерения термического напряжения.

Этот образец нити дпиной 20 см за-.. крепляют петлей так, что длина пет—

40 ли составляет 10 см. Температуру повышают со скоростью 150 С/мин, получая кривую напряжение — термическая усадка при сушке, Температура; при которой достигают максимум этой кри45 вой, определена как температура максимума напряжения.

Полуширина полосы р аманов ского спектра, полученного с помощью лазерного луча.

Измерение осуществляют следуюшим образом. (а) Филамент наполняют парафином и вырезают образец толщиной примерно 10 мкм в направлении, перпендикулярном оси филамента, с образованием разреза образца, (b) определяют некоторые измерительные точки (обычно 7 или 8 точек) 25

Нормальное. испытание

++1 2,5

Ди ап аз о ны щк алы, X в радиальном направлении разреза образца) (с) на одной измерительной точке фиксируют лазерный луч ионизированного аргона, (d) рассеянный рамановский спектр воспроизводят на диаграмме с образованием картины рамановского спектра при 1618 и 1730 см, (е) регистрируют полуширину полосы спектра при !730 см ; (f) указанные операции (с) — (е) повторяют в отношении других измерительных точек (g) разницу между максимальным и минимальным значениями измеренной полуширины полосы спектра выражают как Й )

Неоднородность нити (П%) .

Равномерность окрашивания 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 HPêðècòàëëèçàöíè) вызывает изменение области, в которой краситель диспергирует, что приводит к неравномерному окрашиванию. Аналогично изменение степени молекулярной ориентации вызывает изменение плотности молекул в аморфной области, что вызывает изменение дисперсии крас> òåëÿ. 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 L%), степень дисперсии красителя становится равномерной вдоль длины пряжи, улучшая равномерность окрашивания °

Изменение значения L % проводили с применением имеющегося в продаже сериплана Астера при следующих условиях .

Скорость прялж, м/мин

Крутк а, об /мин

Селекторный переключатель режима

1600634 6 стабилизации крутки, необходимую дпя регулирования момента кручения после стабилизации до такого значения, которое не должно вызывать проблем в последующих этапах обработки .

Полученные результаты представле" ны в табл.3.

Пример 3. Полиэтилентерефталат, имеющий истинную вязкость 0,62, (о подвергают прядению из расплава со скоростью продавливания через фильо еру 33,3 г/мин и при температуре 290 С н- с использованием аппаратуры, в которой фильерное устройство имеет 24 т- фильерных отверстия, каждое из кото" с- рых имеет диаметр 0,3 мм и длину с 0,6 мм. Скорость намотки составляет и 6000 м/мин. Вытягивание осуществляют н 20 между первым и вторым прядительными а- дисками с различными степенями вытяжки, как показано в табл.4. Окружная скорость второго прядильного диска поддерживалась равной 5,977 м/мин, 25 так чтобы натяжение при намотке было постоянным, равным 0,3 г/денье, и, таким образом, степень вытягивания изменялась при изменении окружной и, скорости первого прядильного диска.

ЗС

Времч оценки, мин 3

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

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

Результаты испытаний на ощупь по лученного тканого полотна представлены в табл.2.

Способы приготовления необработа ных .нитей.

Способ А (сравнительный), Осушес вляют прядение нити из расплава с и пользованием полизтилентерефталата истинной вязкостью 0,62 при скорост продавливания через фильеру 23,0 г/ми и при температуре 290 С с использов нием 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 не вытянутую нить подвергают вытяжке, так что стегень вытягивания составляла 3,06, скорость вытяжки - 500 м/ми а температура вытяжного устройства

100 С. Затем нить подвергают термической обработке с использованием горячей плиты. Температура термообработки 150 и 200 С.

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

290 С. 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/24 филамента, по утку — 50 денье/24 филамента, плотность по основе — 103 нити на

1 дюйм (4 нити на 1 мм), плотность по утку — 95 нитей на дюйм (3,7 нити на 1 мм), неотделанная ткань: 96 см (ширина) к 22 ck (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 стабилиза" цией крутки. Измеряют температуру

Pîëó÷åíHûå нити подвергают ткацкому переплетению,при следующих условиях: по основе — 50 денье/324 филамен35 по утку — 50 денье/24 филамента, плотность по основе — 103 нити на

1 дюйм (4 нити на мм), плотность по утку — 95 нитей на

1 дюйм (3,7 нити на мм), неотделанная ткань. 96,0 см (ширина) v. 22 см (длина).

Пример 4. Операции осущест45 вляют по примеру 3, но степень вытягивания составляет 127, натяжение при намотке — 0,3 г/денье, а скорость намотки находится в пределах 20008000 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 (г)и равновесной влажности

«l подаваемой полимерной крошки, как показано в табл.б.

1600634

h 3 каждой получаемой нити, а также состояния при химическом прядении показаны в табл.7. прием на паковку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения рав" номерности окраски и зффективности термической усадки, вытяжку со степенью 4-20Х проводят при комнатной температуре после отверждения волокна, а прием на паковку осуществляют при той же температуре со скоростью

5000-8000 м/мин.

Формула изобретения

Способ получения полиэтилентерефталатного волокна, включающий формовакие из расплава полимера, отверждение, вытяжку и высокоскоростной

Таблица .1

Ис«

Способ

ОстаточСвойства нитей

Степень вытягиваное удлинение, Ж тапоМодуль упругости г/денье лучения, Ж

200

20

Таблица 2

Оценка качества на ощупь

Испытание

Состояние в процессе ткачества

Состояние в процессе получения сырой нити

Ткачество затруднено в виду слишком большой величины 6 S

Стабильное

Очень грубое и жесткое на ощупь

Грубое и жесткое на ощупь

Хорошее

Бурное выделение белого дыма при термической обработке

Нестабильное, разрыв отдельной нити

Отабильное

Хорошее

Неравномерность перекручивания

Мягкое, высокопрочное хорошее на ощупь

То же

Образование ворсистое

Хорошее

6,7

Ткачество затруднено ввиду слишком большой величины 6 S y

1 А

2 А

3 А

4 В

5 В

6 В ,7 В Высо1 котемпературная обработка С

0,83 35

0,90 37

0,98 38

0,63 51

0,44 54

0,59 53

0,53 45

123

121

73

72

13.,0

6,9

4,3

3,6

4,7

8,1

80,0

17,5 105

10,0 152

6,4 .1 98

4,2 89

5,6 87

9,5 89

9,8 88

1600634

Т а блица 3

Испытание . Температура стабилизации кр утки, С

Таблица4 нитв8

Соотоянив при праде>во ив РВОЛЛВВВ

В

OI О ьв,„

ДЛИН В е, 2

Колебание

IfeteaВния

fIpH ac>forte °

Вбанив НВЕНИЯ До ПВРо пряднльо днсяв, 2

5,977

5, 860

0,61 4,1 51

0,48 4,1 52

3,6 !3,5

44 >4

Торп%ее

Иногда npoacaofaft

ИНОтда ие ороисяодрт

Be лроиояолит

То ав

3,8

7,5

23>0

0,48 4,! 53

0,44 4,2 54

0,45 4,! 54

О,SO 4,2 54

0,59 4,2 53

0,54 4,2 48

lO

ll !

13

14

5>747

5,534

5,337

5,152

4,980

4,899

tt

>>

«>!

8

12

16

4>l в

4,7

5,0

6,5

8,!

l0 4

20 ° S

20,8

21,0

16,4

13,0

l3,!

5,6

5,3

5,2

5,0

5,8

5,4

« tt»

ЙВ0евт ayefeaf>o

И ВВИЯ

Двбеят apeffapoa e>faa

То ие

Ииотда лроacaoANt

Прои сиодит

0,55 4;2 47

0,53 4,3 45

13,5

4 ° 7&2

4,598

l3>4

5,3

I3,0!

7.80,0

5,6

Таблица 5!

Испытание

СкоСостояние прн химическом прядении рость

H6lMOT

Неоднородность нити

U 7«

Удлинение, 7.

Прочность > г/денье

КИ I и/мин

Составляющий нить филамент часто имеет разрыв, натяжения при химическом прядении и намотке боль18 2000 2 3 260 65 Еолее 10, очень плохая

1,08

19 . 3000 2,6

180!

ОО 60 1,09

62 5,3 0,67

20 4000 3 3

2I 5000 3,8

60 50 042

22 5500 3,9

54 4,8 0,45

46 4 8, О 40

40 4 7 О 43

23 6000 4,1

24 7000 4 2

25 8000 4,3

2

4

6

94

:Измерение невозможно ввиду слишком большой величины шие

Колебания натяжения при прядении и намотке большие

То же

Химическое прядение довольно стабильное

Химическое прядение стабильное

То же

То же

То же

1600634

Таблица б

Истинная Равновесная вязкость (1 ) влажность

ИспыТемпература химического прядения, ОС тание

Т аблица 7

Испытание

U %

Состояние при химическом прядении

Разрыв нити

Составитель И. Дев нина

Техред Л.Сердюкова

Корр ектор Л. Пат ай

Редактор И. Петрова

Заказ 3153 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул . Гагарина, 101

26

27

28

29

26 .27

28

29

0,62

0,54

0,64

0,66

0,66

0,70

1,4

2,0

2,8

3,0

3,4

3,8,0,015

0,010

0,010

0,010

0,007

0,007

Очень хорошее

Очень хорошее

Очень хорошее

Хорошее

Довольно плохое

Довольно плохое

0,43

0,45

0,40

0,48

0,57

0,83

295

0,3

О,б

0,4

0,8

1,5

2,0