CN102493051A - 一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝。其中聚酯单丝由皮芯型复合丝相互粘连而成；皮芯型复合丝的皮层为低熔点聚酯，芯层为普通聚酯，其中，低熔点聚酯的重量百分比为30%-50%，普通聚酯的重量百分比为70%-50%；皮芯型复合丝线密度范围为33dtex—167dtex，成品热熔新型聚酯单丝线密度范围为35dtex—180dtex，具有岛屿型截面。上述技术方案，攻克了低熔点聚酯不能纺粗旦单丝的难题，达到了降低纤维成本，提高纤维使用性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯纤维技术领域，特别是涉及一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝。
背景技术
自60年代热粘性粉末用于热粘合纺材制作以来，热粘合聚合物在纺织工业中的应用已有30年的历史。热熔新型聚酯纤维起步较晚。于70年代中末期才问世。自80年代起，热熔新型聚酯纤维的产量在不断的增长，其中大多数是用于热粘合法生产非织造布。
在粘合领域，聚烯烃、聚酰胺和共聚酯都可作为粘合剂。聚烯烃纤维作为涤纶的粘合剂，存在熔点低、受热收缩不均、手感硬板等缺点；聚酰胺和共聚酯热熔胶是两大类性能优良的热熔胶，共聚酰胺分子中含有酰胺键，分子链间又存在着大量的氢键，有较强极性，因此，共聚酰胺具有较强的粘结性和耐溶剂性，其纤维是理想的粘结材料，但是制造成本高，大多用于高档纺织品。随着聚酯生产的迅速发展，为了降价热熔新型聚酯纤维成本，热熔新型聚酯已成为热熔胶的主要原料。
热熔新型聚酯类热熔胶在手感、价格以及耐水洗、砂洗和蒸汽压烫等方面优于共聚酰胺热熔胶，具有粘结简便、强度高、无污染、能耗低等特点，从而可全面替代化学粘合剂，因此被誉为“绿色胶粘剂”， 热熔新型聚酯它保留了聚酯的特性，具有熔点低，流动性好的特点，此外还与普通聚酯有很好的相容性，被广泛应用于高档花色纱线的芯丝；柔软环保型无纺布；免烫环保型面料；医用纺织品（高档内邦邦迪线，防股线散开和增加强度）；汽车内饰布；单向布、织带的定位；多股绳散股的防止；空调过滤网的定格；电缆芯线的固定；高档印花网布；新型高强度环保型窗纱；建筑隔热隔音材等众多用途，因此热熔新型聚酯有着更为广阔的发展前景。特别是随着各国环保法规、法令的正式出台，用该类环保型热熔新型聚酯纤维替代化学粘合剂，已成为唯一的选择，国内外市场对热熔新型聚酯纤维需求量急剧上升，是国内外同行重点研究的方向。
然而，由于热熔聚酯往往采用对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、丁二醇(BDO)共缩聚制备而得，随着间苯二甲酸、丁二醇组分的加入，大分子结构发生根本的变化，热熔新型聚酯在实现低熔点的同时，其结晶性能、热稳定性、熔体流动性等发生明显的改变，从而增加了纺丝的难度，尤其是纺制较粗纤密度单丝根本无法结晶冷却成型。
对上述问题，瑞士、日本等发达国家进行研究及开发较早。近年来，国外一些著名企业推出不同熔点范围的热熔新型聚酯纤维。主要有美国Eastman公司的Kodel410；DuPont公司的Dacron 927、923、920；埃姆斯格里伦公司的K-150(熔点145-155℃)、K-170(熔点165-175℃)、K-190(熔点：185-190℃)；日本尤尼奇卡公司的“Melty”、巴西Rhodia公司的Bidim；瑞士Ems-Grihech公司具有新特性的Grilon粘合用纤维等。
但是，目前国内市场，在热熔新型聚酯纤维领域存在如下缺陷：第一，进口的热粘合性纤维价格昂贵。在前几年，软化点在100℃，熔点为127℃的热熔粘合性共聚酯切片的价格是2.21—2.76美元／公斤，熔点为121℃的共聚酯切片的价格是4.64美元／公斤。国内市场需求的产品低熔点聚酯一般在1l0℃—160℃，有的甚至要求在100℃以下，这一类纤维目前主要是韩国、日本产品充斥着我国市场，其价格昂贵，达到20-40万元/吨。第二，虽然目前国内热熔新型聚酯的研究开发，势头良好，如上海金山石化、仪征化纤股份公司等对热熔新型聚酯进行了研究开发，也有自己的批量产品推出，并纺制出了相应的复合短纤。但由于热熔聚酯熔点很低，冷却固化速度慢，纤维强度低，在与常规聚酯复合纺丝时工业化生产难度大，试生产出的这些热熔聚酯产品的使用性能都不如国外产品，不能适应特种环境下的使用，且对于纤度在30D以上的单丝未见有相关的报道和市场上该类产品的销售。第三，该项生产技术国内尚处于起步阶段，对该领域的研究将有助于填补国内的技术空白。
熔点是固体将其物态由固态转变（熔化）为液态的温度。常规聚酯的熔点通常是260度左右，低熔点聚酯就是在低于260度的温度时即可将聚酯由固态转变（熔化）为液态。低熔点聚酯在聚合过程中要添加赋予热熔性能的组分，因而使大分子结构发生根本的变化，在实现热熔性的同时，热稳定性、熔体流动性等发生明显的改变，纺丝性能也发生很大变化。熔点越低的聚酯其纺丝难度越大，尤其是纺制较粗纤密度单丝根本无法结晶冷却成型。
有鉴于此，本发明人结合从事研究聚酯纤维领域的多年经验，对上述技术领域的缺陷进行长期研究，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，攻克低熔点聚酯不能纺粗旦单丝的难题，达到了降低纤维成本，提高纤维使用性能的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，由皮芯型复合丝相互粘连而成，具有岛屿型截面；所述皮芯型复合丝的皮层为低熔点聚酯，芯层为普通聚酯，其中，低熔点聚酯的重量百分比为30%-50%，普通聚酯的重量百分比为70%-50%；皮芯型复合丝线密度范围为33dtex—167dtex，成品热熔新型聚酯单丝线密度范围为35dtex—180dtex；
所述皮芯型复合丝具有以下的物理指标：
纤密度（dtex） 33—167
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.8
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M1±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M1为复合丝伸长率中心值；
所述热熔新型聚酯单丝具有以下的物理指标：
单丝纤密度（dtex） 33—180
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.5
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M2±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M2为聚酯单丝伸长率中心值。
采用本技术方案，本发明取得以下有益技术效果：
首先，本发明所公开的具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，采用皮芯型复合纺丝，皮层为低熔点聚酯，芯层为普通聚酯，先制得单丝纤密度较细的复丝，然后通过特殊的后处理工艺技术，使得皮芯型复丝相互粘连成一根单丝，从而制得具有岛屿型圆形截面的热熔新型聚酯单丝，攻克了低熔点聚酯不能纺粗旦单丝的难题，达到了降低纤维成本，提高纤维使用性能的目的。
其次，本发明所公开的热熔新型聚酯单丝，成本远低于进口类似产品，而在性能上完全可以在多个应用方面替代进口产品，真正实现国产化。根据纤维的用途，我们开发出了不同规格的具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，可以广泛应用在新型高强度环保型窗纱、高档印花网布、单向布、织带的定位、多股绳散股的防止、空调过滤网的定格、电缆芯线的固定等方面。
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明中皮芯型复合丝的横截面图；
图2是本发明的一种岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝的横截面图。
具体实施方式
实施例一
将低熔点聚酯切片50公斤采用转鼓干燥机干燥后，得到低熔点聚酯干切片A，所述的低熔点聚酯切片购自晶华高新彩色纤维有限公司，熔点为130—180℃，干燥温度为60-100℃，干燥时间为30～48小时，真空度在-0.093MPa以下，使干切片A含水率≤0.0045%。将常规聚酯切片50公斤经预结晶，干燥，得到聚酯干切片B，所述聚酯切片的预结晶温度为160～170℃，干燥温度为150-170℃，干燥时间为6-8 h，使干切片B含水率≤0.003%；
采用复合纺丝设备，将A、B两种切片分别进入各自的螺杆挤压机，切片在螺杆挤压机中经熔融、挤压、混炼、均化后自机头挤出，经各自的过滤器、熔体管道进入复合箱体进行纺丝。所述的复合纺丝设备，其低熔点聚酯经过的箱体其加热介质采用低温联苯LD-181，沸点为181℃。
不同的熔体经纺丝计量泵准确计量后，通过复合纺丝组件自喷丝板喷出，经过侧吹风装置冷却固化后，经上油、预网络喷嘴、网络喷嘴后卷绕成形，制得皮芯型MOY复合纤维。所述复合纺丝组件采用皮芯型复合纺丝组件，该组件为常州纺兴精密机械有限公司制作，喷丝板孔数24，A组份螺杆挤压机的温度为180-260℃、箱体温度为160-245℃，B组份螺杆挤压机的温度为280-290℃，箱体温度为270-285℃，侧吹风的温度在10-20℃、风速0.5-0.7m/s；卷绕间环境温度≤23℃，纺丝速度2000-2500m/min，制得的MOY复合纤维必须放置在温度≤23℃、湿度65%的环境下且最好不超过24小时；
将上一步骤制得的MOY复合纤维在平牵机上进行牵伸制得皮芯型DT复合纤维。其中牵伸温度70-90℃，牵伸倍数1.5-2.0，牵伸速度450-600m/min，环境温度25℃、湿度65-70%。上述皮芯型复合丝具有以下的物理指标：
纤密度（dtex） 33—167
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.8
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M1±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M1为复合丝伸长率中心值。
DT复合纤维相互粘连而成一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，具体可以是DT复合纤维在加装了热定型装置的倍捻机上进行加捻、热定型、退捻、卷绕，制得一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝；其中加工速度20-60m/min，捻度3-8个/cm；热定型装置的温度为150-205℃，热定型装置可从市场上购买，虽然将其引入倍捻机用于本单丝的生产属本发明独创，但其在倍捻机上如何加装的接线安排等处理则属于现有技术，此处不再赘述（下同）。
经上述工艺制得的热熔新型聚酯单丝，具有良好的圆整度，物理机械性能良好。所述热熔新型聚酯单丝，具有岛屿型截面并具有以下的物理指标：
单丝纤密度（dtex） 33—180
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.5
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M2±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M2为聚酯单丝伸长率中心值。
实施例二
将低熔点聚酯切片30公斤采用转鼓干燥机干燥后，得到低熔点聚酯干切片A，所述的低熔点聚酯切片购自晶华高新彩色纤维有限公司，熔点为130—180℃，干燥温度为60-100℃，干燥时间为30～48小时，真空度在-0.093MPa以下，使干切片A含水率≤0.0045%。将常规聚酯切片70公斤经预结晶，干燥，得到聚酯干切片B，所述聚酯切片的预结晶温度为160～170℃，干燥温度为150-170℃，干燥时间为6-8 h，使干切片B含水率≤0.003%；
采用复合纺丝设备，将A、B两种切片分别进入各自的螺杆挤压机，切片在螺杆挤压机中经熔融、挤压、混炼、均化后自机头挤出，经各自的过滤器、熔体管道进入复合箱体进行纺丝。所述的复合纺丝设备，其低熔点聚酯经过的箱体其加热介质采用低温联苯LD-181，沸点为181℃。
不同的熔体经纺丝计量泵准确计量后，通过复合纺丝组件自喷丝板喷出，经过侧吹风装置冷却固化后，经上油、预网络喷嘴、网络喷嘴后卷绕成形，制得皮芯型MOY复合纤维。所述复合纺丝组件采用皮芯型复合纺丝组件，该组件为常州纺兴精密机械有限公司制作，喷丝板孔数24，A组份螺杆挤压机的温度为180-260℃、箱体温度为160-245℃，B组份螺杆挤压机的温度为280-290℃，箱体温度为270-285℃，侧吹风的温度在10-20℃、风速0.5-0.7m/s；卷绕间环境温度≤23℃，纺丝速度2000-2500m/min，制得的MOY复合纤维必须放置在温度≤23℃、湿度65%的环境下且最好不超过24小时；
将上一步骤制得的MOY复合纤维在平牵机上进行牵伸制得皮芯型DT复合纤维。其中牵伸温度70-90℃，牵伸倍数1.5-2.0，牵伸速度450-600m/min，环境温度25℃、湿度65-70%。上述皮芯型复合丝具有以下的物理指标：
纤密度（dtex） 33—167
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.8
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M1±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M1为复合丝伸长率中心值。
DT复合纤维相互粘连而成一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，具体为DT复合纤维在加装了热定型装置的倍捻机上进行加捻、热定型、退捻、卷绕，制得一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝；其中加工速度20-60m/min，捻度3-8个/cm；热定型装置的温度为150-205℃。
经上述工艺制得的热熔新型聚酯单丝，具有良好的圆整度，物理机械性能良好。所述热熔新型聚酯单丝，具有岛屿型截面并具有以下的物理指标：
单丝纤密度（dtex） 33—180
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.5
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M2±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M2为聚酯单丝伸长率中心值。
实施例三
将低熔点聚酯切片40公斤采用转鼓干燥机干燥后，得到低熔点聚酯干切片A，所述的低熔点聚酯切片购自晶华高新彩色纤维有限公司，熔点为130—180℃，干燥温度为60-100℃，干燥时间为30～48小时，真空度在-0.093MPa以下，使干切片A含水率≤0.0045%。将常规聚酯切片60公斤经预结晶，干燥，得到聚酯干切片B，所述聚酯切片的预结晶温度为160～170℃，干燥温度为150-170℃，干燥时间为6-8 h，使干切片B含水率≤0.003%；
采用复合纺丝设备，将A、B两种切片分别进入各自的螺杆挤压机，切片在螺杆挤压机中经熔融、挤压、混炼、均化后自机头挤出，经各自的过滤器、熔体管道进入复合箱体进行纺丝。所述的复合纺丝设备，其低熔点聚酯经过的箱体其加热介质采用低温联苯LD-181，沸点为181℃。
不同的熔体经纺丝计量泵准确计量后，通过复合纺丝组件自喷丝板喷出，经过侧吹风装置冷却固化后，经上油、预网络喷嘴、网络喷嘴后卷绕成形，制得皮芯型MOY复合纤维。所述复合纺丝组件采用皮芯型复合纺丝组件，该组件为常州纺兴精密机械有限公司制作，喷丝板孔数24，A组份螺杆挤压机的温度为180-260℃、箱体温度为160-245℃，B组份螺杆挤压机的温度为280-290℃，箱体温度为270-285℃，侧吹风的温度在10-20℃、风速0.5-0.7m/s；卷绕间环境温度≤23℃，纺丝速度2000-2500m/min，制得的MOY复合纤维必须放置在温度≤23℃、湿度65%的环境下且最好不超过24小时；
将上一步骤制得的MOY复合纤维在平牵机上进行牵伸制得皮芯型DT复合纤维。其中牵伸温度70-90℃，牵伸倍数1.5-2.0，牵伸速度450-600m/min，环境温度25℃、湿度65-70%。上述皮芯型复合丝具有以下的物理指标：
纤密度（dtex） 33—167
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.8
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M1±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M1为复合丝伸长率中心值。
DT复合纤维相互粘连而成一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，具体为DT复合纤维在加装了热定型装置的倍捻机上进行加捻、热定型、退捻、卷绕，制得一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝；其中加工速度20-60m/min，捻度3-8个/cm；热定型装置的温度为150-205℃。
经上述工艺制得的热熔新型聚酯单丝，具有良好的圆整度，物理机械性能良好。所述热熔新型聚酯单丝，具有岛屿型截面并具有以下的物理指标：
单丝纤密度（dtex） 33—180
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.5
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M2±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M2为聚酯单丝伸长率中心值。
在本发明中使用的所有原材料等除特殊说明外，均是常规使用的，可以从市场购得；所使用的设备除特殊说明外，均是常规设备，可以从市场购得；所使用的工艺方法，如未做特别说明，均是指常规工艺方法，此处不再赘述。在本发明中，如非特指，所有的量、百分比均为重量单位。
以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，并非对本案技术方案的限制，凡依本案的技术关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (3)
1.一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，其特征在于：所述聚酯单丝由皮芯型复合丝相互粘连而成，具有岛屿型截面；所述皮芯型复合丝的皮层为低熔点聚酯，芯层为普通聚酯，其中，低熔点聚酯的重量百分比为30%-50%，普通聚酯的重量百分比为70%-50%；皮芯型复合丝线密度范围为33dtex—167dtex，成品热熔新型聚酯单丝线密度范围为35dtex—180dtex；
所述皮芯型复合丝具有以下的物理指标：
纤密度（dtex） 33—167
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.8
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M1±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M1为复合丝伸长率中心值；
所述热熔新型聚酯单丝具有以下的物理指标：
单丝纤密度（dtex） 33—180
纤密度偏差率（%） ±2.00
纤密度变异系数CV值（%） ≤1.2
断裂强度（cN／dtex） ≥2.5
断裂强度变异系数CV值（%） ≤8.00
伸长率（%） M2±10
伸长率变异系数CV值（%） ≤12
M2为聚酯单丝伸长率中心值。
2.如权利要求1所述的一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，其特征在于：所述低熔点聚酯切片熔点为130—180℃。
3.如权利要求2所述的一种具有岛屿型截面的热熔新型聚酯单丝，其特征在于：所述皮芯型复合丝相互粘连是通过热定型装置完成，热定型装置加装在倍捻机上。
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