CN101532182B - 一种具有钻石光泽的涤纶fdy丝及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有钻石光泽的涤纶FDY丝及其制备工艺，按照直纺FDY工艺路线，将PET熔体从喷丝板的喷丝孔中挤出喷丝后，依次经过侧吹风冷却、凝固成丝条，再通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼；其中，喷丝板采用长/宽比值的一字型毛细孔的喷丝板进行纺丝，叶宽的尺寸为0.1-0.15mm，长宽比值17-20。采用本发明工艺单机产能相比于日本12头纺的卷绕设备的单机产能提高近一倍，能源消耗降低42％，大大降低投资成本，提高经济效益，得到的织物具有钻石光泽的特殊效果、手感柔软，透气性、吸湿性均优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种差别化高性能的涤纶长丝的生产技术，具体涉及一种具有钻石光泽的涤纶FDY丝及其制备工艺，属化纤技术领域。
背景技术
随着生活水平和生活质量的提高，人们对服装穿着方面的要求也越来越高，棉、麻及普通合成纤维的面料由于其自身特点和固有的局限性如，已经不能满足人们日益增长的需求，特别是在外套服装及玩具毛绒方面，人们提出了更高的要求，如织物的手感要柔软，悬垂性好，有弹性，干爽细腻等，而且对织物的光泽方面也提出了更高的要求。
经我们市场调研和信息查新发现，现阶段国内生产特殊异形丝的品种不多。当前国内一般纺丝技术，产品的内在指标与国外同类产品相比还存在一些差距，如异形度不够，一般纤维断面的长宽比值在5左右，故织物的手感和光泽效果就差，并且透气性、吸湿性效果不好。纤维在后加工过程中由于丝束松散，容易起毛断头。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术的上述缺陷而提供的一种具有钻石光泽的涤纶FDY丝(全拉伸丝)及其制备工艺，用本发明制备工艺得到的涤纶FDY丝在外界光线照射下能呈现出钻石光泽的效果。
本发明的目的可通过以下技术方案来实现：
一种具有钻石光泽的涤纶FDY丝，其特征在于该涤纶FDY丝是由以下方法制备得到的：按直纺FDY工艺路线，将PET熔体从喷丝板的喷丝孔中挤出喷丝后，依次经过侧吹风冷却、凝固成丝条，再通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼；其中，采用长/宽比值的一字型毛细孔的喷丝板进行纺丝，毛细孔尺寸的叶宽为0.1-0.15mm，长宽比值17-20。优选喷丝板毛细孔尺寸为0.13*2.4mm，长宽比值为18.5，一字型面与水平方向成45°角排列。
可将PTA+EG经过聚合反应得到PET熔体或直接使用超有光聚酯熔体(二氧化钛含量为0)为原料，超有光聚酯熔体是指PET聚酯熔体，即为聚对苯二甲酸乙二酯，只是熔体中不含消光剂二氧化钛。
所述的油轮上油过程中使用添加助剂油醇聚氧乙烯(10)醚的KB-88/8油剂，添加助剂的量为KB-88/8油剂重量的5％-10％。
在牵伸定型过程进行了分区控制，即在第一热辊和第二热辊过程中进行分区控制。第一热辊的速度范围为1300-1800m/min；第二热辊速度在4300-4800m/min，无论第一热辊还是第二热辊的温度均分为3区，第二区的温度为关键，温度要比第一、三区温度要高出3-5度，丝束在每个热辊上均绕6.5圈，这样设定温度的目的在于一字型纤维断面叶长且单丝的纤度较大，保证纤维牵伸均匀、分子排列有序，从而保证了纤维的染色均匀性和定型的效果。
现以83DTEX/18F为例，第一热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为90℃，第3-5圈丝束的位置为第二区，温度为93℃，第6圈丝束的位置为第三区，温度为90℃；第二热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为130℃，第3-5圈丝束的位置为第二区，温度为133℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为130℃。
得到的具有钻石光泽的涤纶FDY丝纤维一字型断面的长宽比值不低于7，断裂强度为2.8-3.5cN/dtex，在此断裂强度范围内本发明涤纶FDY丝具有较好的异形度。
上述具有钻石光泽的涤纶FDY丝的制备工艺包括以下步骤：按直纺FDY工艺路线，将PET熔体从喷丝板的喷丝孔中挤出喷丝后，依次经过侧吹风冷却、凝固成丝条，再通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼；其中，采用长/宽比值的一字型毛细孔的喷丝板进行纺丝，叶宽的尺寸为0.1-0.15mm，长宽比值17-20。
具体生产工艺流程为：PET熔体→熔体输送泵→冷却器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→侧吹风冷却→纺丝甬道→油轮上油→预网络→第一热辊→第二热辊→主网络→断丝检测器→卷绕成型→检验分级→包装入库。
与现有技术比较本发明的有益效果是：
①采用毛细孔叶宽尺寸为0.1-0.15mm，长/宽比值为17-20的一字型毛细孔的喷丝板进行纺丝，成功解决了由于一字型毛细孔当量直径过大造成熔体在毛细孔中剪切速率过大而导致出现的毛丝和断头率增加的现象，优选毛细孔尺寸为0.13*2.4mm。而喷丝板一字型面与水平方向成45°角排列，保证了纤维均匀冷却。
②在油轮上油过程中使用的KB-88/8油剂中添加了助剂油醇聚氧乙烯(10)醚，从而增强了纤维的抱合性，确保了纤维在拉伸、卷绕过程中不出现毛丝、减少断头率。
③对24头纺拉伸卷绕机上牵伸定型的热辊，进行了分区控制。常规品种生产只提供一个温度，然而该品种的单丝纤度比较粗，为了确保纤维均匀拉伸，提升产品质量，故对牵伸定型温度进行了分区控制。
普通的涤纶长丝一般为圆孔，一字型纤维为差别化纤维，一般情况下的一字型纤维常规品种的断面长宽比值在5以下，用本发明方法制得的差别化涤纶长丝的横截面一字型长/宽比值高且比表面积大，异形度大，用此纤维织成的织物在外界光线照射下能够呈现出类似钻石光泽，同时一字型截面的上下两侧凹凸不平，因此织物中丝与丝之间，层与层之间相互叠加后形成数百万个的小气室，从而具有了良好的去湿、透气的功能，可用于生产各种服装等。本发明可生产规格有75DT-120DT/10F-72F的异形FDY丝。
通过采用上述工艺，不仅产品的内在品质得到提升，并且单机产能相比于日本12头纺的卷绕设备的单机产能提高近一倍，能源消耗降低42％，大大降低了投资成本，提高了经济效益。
具体实施方式
设备：三釜流程的聚合系统为北京英诺威逊公司生产；纺丝机为大连合成纤维研究所生产的24头纺纺丝设备，拉伸卷绕为德国巴马格公司生产的24头双面拉伸卷绕机，型号为i-Q00N-5B-1380/24。
材料：PTA(精对苯二甲酸)，韩国三星生产；EG(乙二醇)，南京和田化工有限公司生产；油醇聚氧乙烯(10)醚，江苏天音化工股份有限公司生产。KB-88/8油剂，德国司马公司生产。防腐剂(高效复合防腐杀菌剂)，南京乾坤化工厂生产；Botcide防腐剂，生产厂家为德国BOTCHEM有限责任公司。
实施例1生产规格为83dtex/18f的具有钻石光泽的一字型异形FDY丝。
本产品采用熔体直纺一步法生产路线，PTA和EG聚合得到的PET经熔体过滤器后经齿轮泵增压输送，通过冷却器冷却，再分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经毛细孔形状喷丝板(喷丝板在纺丝组件内，一字型面与水平方向成45°角)呈细流喷丝，熔体细流经恒温恒湿的侧吹风冷却后，凝固成丝条，再通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼，成品丝取样织袜、判色检验分级后，包装入库。
具体生产步骤为：PTA+EG→聚合反应→PET熔体(消光剂TiO2含量为0)→熔体输送泵→冷却器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→侧吹风冷却→纺丝甬道→油轮上油→预网络→第一热辊→第二热辊→主网络→断丝检测器→卷绕成型→检验分级→包装入库。
上述步骤中对24头纺拉伸卷绕机第一热辊的速度为1485m/min；第二热辊速度为4700m/min，无论第一热辊还是第二热辊的温度均分为3区，丝束在每个热辊上均绕6.5圈，第一热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为90℃，第3-5圈丝束的位置为第二区温度为93℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为90℃。第二热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为130℃，第3-5圈丝束的位置为第二区温度为133℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为130℃。具体工艺参数见表1。
表1：本实施例纺丝具体工艺参数表
按此工艺生产出规格为83dtex/18f的有光一字型异形FDY丝。生产运行正常、无毛丝，卷绕成型良好，优等品率在95.5％，所得丝的物理指标见表2。
表2：本实施例83dtex/18f产品物性指标表
| 线密度 | dtex | 83 |
| 线密度偏差 | ％ | 0 |
| 线密度变异系数 | ％ | 0.51 |
| 断裂强度 | cN/dtex | 3.1 |
| 断裂强度变异系数 | ％ | 2.5 |
| 断裂伸长 | ％ | 23.2 |
| 断裂伸长变异系数 | ％ | 4.38 |
| 含油 | ％ | 0.95 |
| 沸水收缩率 | ％ | 7.5 |
| 网络度 | 个/米 | 10 |
| 染色 | 级 | ≥4 |
| 一字型断面的长宽比值 | 11 |
上述产品送往客户进行经编机试样，其织造过程中无明显的断头停机现象。生产的织物染色、后整理等工序均正常。由于纤维特殊的横截面，织物具有钻石光泽的特殊效果、手感柔软，透气性、吸湿性均优良。
实施例2生产规格为120dtex/72f的具有钻石光泽的一字型异形FDY丝。
本产品采用熔体直纺一步法路线，聚酯熔体(PET)经熔体过滤器后经齿轮泵增压输送，通过冷却器冷却，再分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经毛细孔形状喷丝板(喷丝板在纺丝组件内，一字型面与水平方向成45°角)呈细流喷丝，熔体细流经恒温恒湿的侧吹风冷却后，凝固成丝条，在通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼，成品丝取样织袜、判色检验分级后，包装入库。
具体生产步骤为：PET熔体(消光剂TiO2含量为0)→熔体输送泵→冷却器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→侧吹风冷却→纺丝甬道→油轮上油→预网络→第一热辊→第二热辊→主网络→断丝检测器→卷绕成型→检验分级→包装入库。
上述步骤中对24头纺拉伸卷绕机的牵伸定型温控系统改进(温度分区控制)，第一热辊的速度为1520m/min；第二热辊速度为4500m/min，无论第一热辊还是第二热辊的温度均分为3区，丝束在每个热辊上均绕6.5圈，第一热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为90℃，第3-5圈丝束的位置为第二区温度为95℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为90℃。第二热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为130℃，第3-5圈丝束的位置为第二区温度为135℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为130℃。具体工艺参数见表3。
表3：本实施例纺丝具体工艺参数表
按此工艺生产出规格为120dtex/72f的有光一字型异形FDY丝。生产运行正常、无毛丝，卷绕成型良好，优等品率在95％，所得丝的物理指标见表4。
表4：本实施例120dtex/18f产品物性指标表
| 线密度 | dtex | 120 |
| 线密度偏差 | ％ | 0 |
| 线密度变异系数 | ％ | 0.51 |
| 断裂强度 | cN/dtex | 3.5 |
| 断裂强度变异系数 | ％ | 2.5 |
| 断裂伸长 | ％ | 25 |
| 断裂伸长变异系数 | ％ | 4.38 |
| 含油 | ％ | 0.95 |
| 沸水收缩率 | ％ | 7.5 |
| 网络度 | 个/米 | 20 |
| 染色 | 级 | ≥4 |
| 一字型断面的长宽比值 | 9 |
上述产品送往客户进行经编机试样，其织造过程中无明显的断头停机现象。生产的织物染色、后整理等工序均正常。由于纤维特殊的横截面，织物具有钻石光泽的特殊效果、手感柔软，透气性、吸湿性均优良。
实施例3生产规格为76dtex/18f的具有钻石光泽的一字型异形FDY丝。
本产品采用熔体直纺一步法生产路线，PTA和EG聚合得到的PET经经过熔体过滤器后经齿轮泵增压输送，通过冷却器冷却，再分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经毛细孔形状喷丝板(喷丝板在纺丝组件内，一字型面与水平方向成45°角)呈细流喷丝，熔体细流经恒温恒湿的侧吹风冷却后，凝固成丝条，在通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼，成品丝取样织袜、判色检验分级后，包装入库。
具体生产步骤为：PTA+EG→聚合反应→PET熔体(消光剂TiO2含量为0)→熔体输送泵→冷却器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→侧吹风冷却→纺丝甬道→油轮上油→预网络→第一热辊→第二热辊→主网络→断丝检测器→卷绕成型→检验分级→包装入库。
上述步骤中对24头纺拉伸卷绕机的牵伸定型温控系统改进(温度分区控制)，第一热辊的速度为1585m/min；第二热辊速度为4700m/min，无论第一热辊还是第二热辊的温度均分为3区，丝束在每个热辊上均绕6.5圈。第一热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为87℃，第3-5圈丝束的位置为第二区温度为90℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为87℃；第二热辊第一区为热辊上丝束第1-2圈位置，温度为130℃，第3-5圈丝束的位置为第二区温度为135℃，第6圈丝束的位置为第三区温度为130℃，具体工艺参数见表5。
表5：本实施例纺丝具体工艺参数表
最后生产出规格为76dtex/18f的有光一字型异形FDY丝。生产运行正常、无毛丝，卷绕成型良好，优等品率在96％，所得丝的物理指标见表6。
表6：本实施例76dtex/18f产品物性指标表
| 线密度 | dtex | 76 |
| 线密度偏差 | ％ | 0 |
| 线密度变异系数 | ％ | 0.51 |
| 断裂强度 | cN/dtex | 3.3 |
| 断裂强度变异系数 | ％ | 2.0 |
| 断裂伸长 | ％ | 25.2 |
| 断裂伸长变异系数 | ％ | 3.87 |
| 含油 | ％ | 1.1 |
| 沸水收缩率 | ％ | 8.0 |
| 网络度 | 个/米 | 15 |
| 染色 | 级 | ≥4 |
| 一字型断面的长宽比值 | 10 |
上述产品送往客户进行经编机试样，其织造过程中无明显的断头停机现象。生产的织物染色、后整理等工序均正常。织物具有钻石光泽的特殊效果、手感柔软，透气性、吸湿性均优良。
Claims (5)
1.一种具有钻石光泽的涤纶FDY丝，其特征在于该涤纶FDY丝是由以下方法制备得到的：按直纺FDY工艺路线，将PET熔体从喷丝板的喷丝孔中挤出喷丝后，依次经过侧吹风冷却、凝固成丝条，再通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼；其中，采用长/宽比值的一字型毛细孔的喷丝板进行纺丝，叶宽的尺寸为0.1-0.15mm，长宽比值17-20；在牵伸定型过程进行了分区控制，第一热辊和第二热辊的温度都均分为3区，其中，第二区的温度比第一、三区温度要高出3-5℃，第一热辊的速度为1300-1800m/min，第二热辊速度4300-4800m/min。
2.根据权利要求1所述的具有钻石光泽的涤纶FDY丝，其特征在于所述的喷丝板毛细孔尺寸为0.13*2.4mm，长宽比值为18.5，一字型面与水平方向成45°角。
3.根据权利要求1所述的具有钻石光泽的涤纶FDY丝，其特征在于所述的油轮上油过程中使用添加助剂为油醇聚氧乙烯(10)醚的KB-88/8油剂，添加助剂的量为KB-88/8油剂重量的5％-10％。
4.根据权利要求1所述的具有钻石光泽的涤纶FDY丝，其特征在于该涤纶FDY丝的一字型断面的长宽比值不低于7。
5.一种权利要求1所述的具有钻石光泽的涤纶FDY丝的制备工艺，其特征在于该涤纶FDY丝的制备包括以下步骤：按直纺FDY工艺路线，将PET熔体从喷丝板的喷丝孔中挤出喷丝后，依次经过侧吹风冷却、凝固成丝条，再通过油轮上油、牵伸定型，加主网络，卷绕成FDY丝饼；其中，采用长/宽比值的一字型毛细孔的喷丝板进行纺丝，叶宽的尺寸为0.1-0.15mm，长宽比值17-20。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |