一种低缩抗芯吸聚酯工业丝及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纤维改性的生产方法，尤其是涉及一种抗芯吸并具有抗紫外功能 的低缩抗芯吸聚酯工业丝的制造方法，属于高分子纤维生产技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着高档灯箱广告布、泳池布和遮阳布等领域的发展，抗芯吸型涤纶工业 丝的市场需求和应用前景越来越广阔。抗芯吸型涤纶工业丝是指在纤维表面引入-CF 2S 团，降低纤维的表面张力，使纤维表面难以浸润，从而赋予涤纶优越的防水性和防油性，使 纤维表面具有良好的低吸湿性能。
[0003] 抗芯吸剂的有效成分是碳氟化合物。碳氟化合物是一种具有两亲基团的表面活性 剂，分别含有疏水的含氟基团和亲水的非氟基团。纤维经热处理后，随着抗芯吸剂中水分的 蒸发和高温作用，原本伸向外部的亲水集团逐渐缩回到分子内部，在纤维表面形成膜，疏水 性的氟烷基分布在纤维表面，使织物具有优良的拒水和拒油性。
[0004] 但是，PET是部分结晶聚合物，分子中不含活性基团，纤维表面分子很难与碳氟化 合物发生有效的化学反应，因此碳氟化合物只是形成膜结构包覆在纤维表面，碳氟化合物 和纤维表面之间无法形成牢固的化学键结合。在使用过程中，碳氟化合物容易从纤维表面 流失而降低抗芯吸能力，抗芯吸工业丝的耐洗性和耐久性差。
[0005] 在很多领域内，抗芯吸涤纶工业丝的织物产品必须在室外使用。例如，灯箱广告布 和遮阳布，使用过程中需要经受长时间的日光照射。日光中的紫外和近紫外光容易使聚酯 的分子链断裂，引起光降解和光氧化降解，降低纤维的强度，影响涤纶工业丝的使用寿命。
[0006] 目前，申请号为20121054270. X的中国专利，公开了一种抗芯吸型低收缩涤纶工 业丝及其制造方法。该抗芯吸型低收缩涤纶工业丝以高粘PET切片为原料，经熔融纺丝，添 加适量的纺丝油剂后进行牵伸热定型，加入适量抗芯吸剂后卷绕制成，产品的抗芯吸高度 < 2mm。该发明中上抗芯吸剂的位置位于牵伸定型和卷绕之间，丝束上抗芯吸剂后直接卷绕 成型，没有经过牵伸热辊的热处理，抗芯吸剂在丝束表面的均匀性和附着性不好，产品的抗 芯吸效果不好，而且丝束卷绕成型后没有经过暖房热处理过程，抗芯吸效果无法得到进一 步改善和巩固。
[0007][0008] 2007年沈伟发表了题为《抗芯吸涤纶工业长丝的研制》的论文。该文介绍了一种 在牵伸定型前添加抗芯吸剂来生产抗芯吸涤纶工业长丝的方法。该方法将抗芯吸剂乳液和 纺丝油剂混合作为油剂进行上油，在改善热处理条件的情况下生产得到的工业丝的抗芯吸 高度仍然大于2mm。其缺点是将抗芯吸剂和纺丝油剂混合成复配油剂进行一次上油，抗芯吸 剂的有效成分减少，无法得到最佳的抗芯吸效果。而且，采用该种方法生产的工业丝，纤维 表面和抗芯吸剂成分之间仍然无法进行有效的化学反应，抗芯吸效果无法长久保持。
[0009] 申请号为201210321149. 0的中国专利，公开了一种超低收缩型涤纶工业丝的制 造方法。该超低收缩型涤纶工业丝生产过程中采用普通油剂上油，没有添加抗芯吸剂，得到 的产品不具有抗芯吸效果，无法用于高档灯箱广告布和泳池面料等领域。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低缩抗芯吸聚酯工业丝的 制造方法。生产抗芯吸型涤纶工业丝的关键是在纤维表面能够形成一层碳氟化合物薄膜， 并且碳氟化合物和纤维表面之间形成牢固的化学键结合，而不是简单的物理结合。PET是部 分结晶聚合物，分子链中不含活性基团，纤维表面不能与碳氟化合物之间很难发生有效的 化学反应而形成稳定的化学结合，使用过程中，碳氟化合物在纤维表面容易脱落流失，所以 一般企业生产的抗芯吸型涤纶工业丝的抗芯吸效果不理想，耐久性和耐洗性较差。
[0011] 本发明在上纺丝油剂之前，增加一道低温空气等离子体处理工序。所使用射流型 大气低温等离子处理机主要由等离子发生器、气体输送系统及等离子喷头等部分组成。等 离子发生器产生高压高频能量在喷嘴钢管中被激活和被控制的辉光放电中产生了低温等 离子体，借助压缩空气将等离子体喷向纤维表面。当这种不带电荷的中性等离子体与纤 维表面相遇时，产生了化学作用和物理变化，可以在纤维表面形成一些活性的反应基团， 如-C-0-，-C = N-
【主权项】
1. 一种低缩抗芯吸聚酯工业丝，其特征是：所述低缩抗芯吸聚酯工业丝由改性聚酯的 增粘切片纺丝及抗芯吸处理制得，其表面吸附有全氟烷基（甲基）丙烯酸酯、非氟化烷基 (甲基）丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物；所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸 乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸 乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分 子链的相对位置固定；所述改性聚酯在温度为70?80°C条件下，聚酯内部分子链间的自由 体积空间增大10?15v/v% ; 所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构式为： H2N(CH2)nCOOCH2CH2OOC(CH2)nNH2 ； 其中，n= 10?50 ; 所述全氟烷基（甲基）丙烯酸酯、非氟化烷基（甲基）丙烯酸酯和含抗紫外基团的三 元嵌段共聚物的结构式为：
其中，2<m<8，k^8，p多 16，x= 10 ?20，y= 5?10，z= 3?10，R' 为邻轻基 二苯甲酮、水杨酸酯和邻羟基苯并三唑的抗紫外基团。 所述低缩抗芯吸聚酯工业丝在177°C、0.05cN/dteX的测试条件下干热收缩率为 2. 5±0. 5%，芯吸高度彡0? 6mm。
2. 根据权利要求1所述的一种低缩抗芯吸聚酯工业丝，其特征在于，所述低缩抗芯吸 聚酯工业丝的物性指标：线密度偏差率±1.5%，断裂强度彡7. 5cN/dteX，断裂强度CV值 彡2. 5%，断裂伸长率为20. 0± 1.5%，断裂伸长CV值彡7.0%。
3. 根据权利要求1所述的一种低缩抗芯吸聚酯工业丝，其特征在于，所述氨基脂肪酸 乙二醇酯占所述改性聚酯的重量百分比为〇. 5?2. 5%，所述全氟烷基（甲基）丙烯酸酯、 非氟化烷基（甲基）丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物的吸附量占所述低缩抗芯 吸聚酯工业丝的0. 3?2wt%。
4. 如权利要求1?3中任一项所述的一种低缩抗芯吸聚酯工业丝的制备方法，其特征 是：由改性聚酯的高粘切片经计量、挤出、冷却、低温空气等离子体处理、上油、上抗芯吸剂、 拉伸、热定型、卷绕和暖房处理步骤，制得低缩抗芯吸聚酯工业丝； 所述挤出的温度为290?320°C; 所述冷却的风温为20?23°C; 所述低温空气等离子体处理：喷嘴与纤维束之间的距离为5?8mm;工作压力为0. 5? 0. 7bar； 所述上油的上油率为0. 4?0. 6wt% ; 所述抗芯剂上油的上油率为〇. 4?0. 5wt% ; 热定型温度100?150°C; 所述卷绕的速度为3200?3600m/min; 所述暖房处理是指在温度70?80°C的条件下放置20?30h; 所述抗芯吸剂的有效成分为平滑剂、乳化剂、抗静电剂和交联剂，以及全氟烷基（甲 基）丙烯酸酯、非氟化烷基（甲基）丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物，所述抗芯 吸剂质量份数分别为：
所述抗芯吸剂的效成分用水稀释至10?15wt%，用于抗芯吸剂上油； 全氟烷基（甲基）丙烯酸酯、非氟化烷基（甲基）丙烯酸酯和含抗紫外基团