CN101302656A - 细旦中空涤纶短纤维的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种细旦中空涤纶短纤维的生产方法，喷丝板的喷丝孔呈单开口“C”形圆环状，纺丝温度为288～292℃，环吹风速为0.8～1.3m/s，风温为17～23℃，采用常规涤纶短纤维的工艺路线加工获得0.8dt～1.5dt细旦中空涤纶短纤维。本发明生产过程稳定，产品闭合成功率高，在保证纤维具有较高中空度、优良的断裂强度和断裂伸长等物理性能的前提下，纤维的纤度和模量进一步降低，有效提高纤维的柔韧性和面料的柔软手感，满足了中空涤纶短纤维进一步细旦化的市场需求。

Description

细旦中空涤纶短纤维的生产方法

技术领域

本发明涉及涤纶短纤维生产加工，尤其是一种细旦中空涤纶短纤维的生产方法，属于合成纤维生产技术领域。

背景技术

目前国内中空纤维多为中空三维立体卷曲短纤维，规格主要在3.33dt以上，其应用领域集中在：喷胶棉、人造毛皮、床上用品、玩具等行业。这些产品很大一部分是采用回收瓶料纺制而成，生产成本较低，但纤维较粗较硬，仅可用于被褥、枕头、玩具等填充材料，不适合服装用织物——尤其是直接与皮肤接触类织物。

一般称1.56dt以下的涤纶中空纤维为细旦涤纶中空纤维。中空纤维细旦化以后，品质有了质的飞跃：一方面，纤维纤度较细，模量较粗旦纤维明显降低，手感柔软，形成的织物轻薄、细腻、弹性好，手感丰满，有身骨；另一方面，纤维截面有空腔，兼有质轻、蓬松、覆盖性好的特点，吸湿性、透气性、保暖性均佳。除此之外，细旦中空纤维保留了普通涤纶的优点，抗变形能力强，悬垂性好，制成的织物挺括、抗皱、保形性好，可应用于保暖内衣、运动服装、衬衣、袜子、帽子、手套、防寒服里料、睡袋里料等。细旦中空涤纶与普通涤纶、粘胶三者混纺后，其仿毛感、手感和风格都优于普通涤粘混纺织物，若再结合织物结构的变化，还具有良好的透气性，比较适合春秋季衣料和冬季保暖用织物，产品应用领域大为扩展，大大提升了涤纶纤维的附加值。

CN200510029778.6“涤纶细旦高中空短纤维及其生产方法”介绍了上海联吉化纤公司采用喷丝孔为三段圆弧狭缝设计的喷丝板，生产纤度为1.56～1.67dtex、中空度为20±3％的涤纶细旦高中空短纤维。CN03109821.5“细旦聚酯中空长丝纺制方法及制得的长丝”介绍了一种细旦中空预延伸丝的纺制方法，纺制的聚酯细旦中空预延伸丝的单丝纤度为0.3～2.5D，成品丝单丝纤度为0.2～1.0D。该方法实质上是一种涤纶中空长丝的生产方法。由于涤纶短纤维和涤纶长丝的生产工艺存在较大差异，一直以来中空涤纶短纤维的规格始终难以突破至1.5D以下。

目前国内外市场上，较细的细旦中空涤纶短纤维产品是上海联吉化纤公司以及日本杜邦生产的规格为1.56dt的产品，未见有进一步细化的产品以及相关生产方法的报道。当今市场上的一大流行主题是既轻薄又保暖的面料，1.56dt的中空纤维在此方面的应用受到不少限制，因此，市场迫切需要推出更加细旦化的中空涤纶短纤维。

发明内容

本发明的目的是提供一种细旦中空涤纶短纤维的生产方法，以满足中空涤纶短纤维进一步细旦化的市场需求。

本发明的技术解决方案是：细旦中空涤纶短纤维的生产方法，采用常规涤纶短纤维的工艺生产路线，其特征在于：纺程上所用喷丝板的喷丝孔呈单开口“C”形圆环状，纺丝温度为288～292℃，环吹风速为0.8～1.3m/s，风温为17～23℃。

进一步地，上述的细旦中空涤纶短纤维的生产方法，其中：所述“C”形喷丝孔的狭缝宽度L为0.05～0.1mm、开口度W为0.07～0.12mm，开口两端为对称圆弧，圆弧的曲率半径R为0.03～0.07mm。

本发明突出的实质性特点和显著进步体现在以下几方面：

(1)在常规涤纶短纤维生产线上，采用新设计的喷丝板，通过生产工艺的优化调整，可稳定生产0.8dt～1.5dt规格的细旦中空涤纶短纤维；

(2)创新设计的喷丝板的喷丝孔为单开口圆环状，圆环狭缝宽度、开口大小以及圆环开口两端的弧形设计等要素相互匹配，提高了熔体挤出喷丝孔时的闭合成功率，有效降低了成品纤维横截面的开口率；

(3)生产获得的中空细旦短纤维，其物理性能稳定，可以保持较高的中空度，原丝的中空度达到17～20％，最终产品的模量比1.56dt的中空短纤维有所降低，与常规的1.33～1.56dt实芯涤纶短纤维柔韧性相当，从而有效提高了织物的柔软手感，更适用于保暖内衣、运动服装、衬衣、袜子、帽子、手套、防寒服里料、睡袋里料等夏季衣料和冬季保暖用织物。

附图说明

图1是本发明采用的喷丝板的“C”形喷丝孔示意图；

图2是本发明1.56dt原丝电镜照片；

图3是本发明1.33dt原丝电镜照片；

图4是本发明产品的电镜横截面照片；

图5是上海联吉公司同类产品的电镜横截面照片；

图6是日本进口2.72dt同类产品的电镜横截面照片。

具体实施方式

本发明采用创新设计的细旦中空专用喷丝板，在常规涤纶短纤维生产线上，通过生产工艺的优化调整，生产出0.8dt～1.5dt规格的细旦中空涤纶短纤维，满足了市场需求，填补了国内外空白。

首先，本发明采用创新设计的喷丝板，喷丝孔为单开口“C”形圆环状，如图1所示，在有效提高纤维横截面的闭合成功率的同时，保证了纤维具有较高的中空度。

具体来说，喷丝孔“C”形圆环的狭缝宽度L、开口度W以及开口两个端点的形状设计，是纺制具有适宜中空度、良好闭合率的圆中空涤纶短纤维的技术关键。在正常纺丝成形条件下，喷丝孔狭缝宽度L大，单孔挤出量大，纤维的截面积大，中空度小；狭缝宽度L小，单孔熔体挤出量小，纤维的中空度大。但是，狭缝宽度L太小，纺制的纤维的壁太薄，中空规整度低，中空变形，影响了纤维的回弹性和蓬松性；尤其是纺制1.33dt以下的纤维时，单孔的熔体挤出量更小，这种现象更为明显。开口度W大，纤维中空度也大；但开口度W太大，熔体粘合不理想，纤维易出现有开口的截面形状。

按照本发明技术方案，为纺制1.33dt以下规格的细旦中空短纤维，保证纤维有较好的物理性能、较高的中空度和良好的中空闭合率，“C”形喷丝孔的狭缝宽度L为0.05～0.1mm、开口度W为0.07～0.12mm，开口两端为对称圆弧，圆弧的曲率半径R为0.03～0.07mm。

其次，本发明在常规涤纶短纤维生产线上，通过调整生产工艺，达到稳定生产0.8dt～1.5dt规格的细旦中空涤纶短纤维的目的。

一方面，细旦中空涤纶短纤维的生产对熔体温度的控制要求非常严格，纺丝温度的高低直接影响熔体的流变性能和相对分子质量，决定了熔体的流动性能和表面张力。纺丝温度高，熔体粘度小，熔体出喷丝孔后膨化现象大大降低，熔体形变阻力下降，表面张力也随之下降，使得熔体细流产生表面萎缩，从而使空腔部分变小，纺制的纤维的中空度降低；纺丝温度低，则熔体粘度大，熔体形变阻力和表面张力大，有利于中空的形成。但熔体温度过低，则粘度增高过大，熔体在喷丝孔开口处的闭合困难，难以形成中空，严重时使熔体在喷丝孔中切应力增大，熔体与毛细孔管壁之间的粘附力减弱，熔体在壁上产生滑移，引起不稳定的流动，造成熔体破裂，纺丝出现流量不足，产生硬头丝、细丝。本发明发明人综合上述因素并经实际试验证实，纺丝温度为288～292℃最为适合。

另一方面，冷却成形的工艺条件对于纺程上熔体细流的流变特性，如拉伸流动粘度、拉伸应力等物理参数有很大影响。由于空气的导热系数低，致使风速对熔体细流与周围空气的换热效果影响较大，随着风速的增加、风温降低等冷却条件加剧，熔体细流的固化速率加快，使得在纺程上形成的空腔部分来不及萎缩而快速固化，有利于中空纤维内空腔的形成，制成的纤维中空度高。但风速过大、风温过低，熔体出喷丝孔口后闭合困难、中空成型恶化，丝条内外冷却不匀，并会造成丝条摇晃湍动，使喷丝板板面的温度下降，出丝不畅，生产难以稳定。本发明选择并控制：环吹风速0.8～1.3m/s、风温17～23℃，可以达到良好的冷却成形效果。

以上述技术关键为基础，结合常规涤纶短纤维生产线的其它工艺条件，即可形成本发明一套完整的细旦中空涤纶短纤维的生产方法。

表1上是发明人在仪征化纤股份有限公司短纤中心的一条生产线上，采用上述自行设计的喷丝板，生产0.89dt×38mm、1.33dt×38mm两种规格的细旦中空涤纶短纤维的主要工艺参数。

表1：生产细旦中空涤纶短纤维的主要工艺参数

表2是应用本发明技术方案获得的产品(C)，与日本进口同类产品(A)、上海联吉公司生产的同类产品(B)以及常规涤纶短纤维(D)的物理性能对比；表3是本发明产品与其它产品的模量性能对比。

表2：本发明产品与常规涤纶短纤维及其它同类产品的性能对比

表3：本发明与其它产品的模量性能对比

样品	模量(cn/dtex)
		常规圆形1.56dt	26.13

本发明0.89dt中空	25.81
		本发明1.33dt中空	28.66
本发明1.56dt中空	29.69
		上海联吉1.67dt中空	31.22

图2是本发明1.56dt原丝电镜照片，图3是本发明1.33dt原丝电镜照片，图4、图5和图6分别是本发明产品、上海联吉公司产品、日本进口2.72dt产品的电镜横截面照片。

上述图表对比表明：①本发明在保证中空度、断裂强度、断裂伸长等优良物理性能和稳定生产的前提下，纤维的线密度达到0.8dt～1.5dt，与其它粗旦中空纤维相比，本发明产品的中空度及其它物理性能比较接近，但强度较高、伸长适中；②本发明大大提高了熔体挤出喷丝孔时的闭合成功率，有效降低了成品纤维横截面的开口率，而其它同类产品均有一定比例的纤维未完全闭合，不能形成良好的中空，对纤维的性能构成影响；③本发明在保持纤维较高中空度的同时，进一步降低了纤维的纤度，从而降低了纤维的模量，有效提高了纤维的柔韧性和面料的柔软手感，更适用于制造暖内衣、运动服装、衬衣、袜子、帽子、手套、防寒服里料、睡袋里料等夏季衣料和冬季保暖用织物。

Claims (4)

1.细旦中空涤纶短纤维的生产方法，采用常规涤纶短纤维的工艺生产路线，其特征在于：纺程上所用喷丝板的喷丝孔呈单开口“C”形圆环状，纺丝温度为288～292℃，环吹风速为0.8～1.3m/s，风温为17～23℃。

2.根据权利要求1所述的细旦中空涤纶短纤维的生产方法，其特征在于：所述“C”形喷丝孔的狭缝宽度L为0.05～0.1mm、开口度W为0.07～0.12mm，开口两端为对称圆弧。

3.根据权利要求2所述的细旦中空涤纶短纤维的生产方法，其特征在于：所述“C”形喷丝孔开口两端对称圆弧的曲率半径R为0.03～0.07mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的细旦中空涤纶短纤维的生产方法，其特征在于：所述细旦中空涤纶短纤维的纤度为0.8dt～1.5dt。

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