CN102517661A - 一种三角中空涤纶短纤维的制备方法及用于制备三角中空涤纶短纤维的喷丝板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三角中空涤纶短纤维的制备方法及用于制备三角中空涤纶短纤维的喷丝板，纺丝原料混合干燥后，进行熔融纺丝，通过异形孔喷丝板挤出制备三角中空涤纶的初生纤维，再依次进行卷绕、落丝、集束，经油浴牵伸、蒸汽牵伸和卷曲，最后进行松弛热定型。该制备方法中喷丝板采用弧形开孔，凹面向外，纺丝过程挤出胀大，凹面基本成平面，纤维截面能很好的保持正三角形状。与现有异形截面中空技术相比，本发明方法生产的三角中空纤维平面反光效果好，光泽性好，改善了织物的光泽及应用效果，提高柔软效果，且保温性优良，具有稳定高效的低频音隔音功能，纤维中空率可达30％-40％，异形度可达50％--60％，中空率、异形度稳定，且体积密度低，具有很好的优势。
Description
【技术领域】
本发明涉及差别化纤维领域，具体涉及一种三角中空涤纶短纤维的制备方法。
【背景技术】
纤维的截面形状与纤维的特性密切相关，异形截面纤维外观轮廓呈不规则状，使涤纶织物有蓬松感，改善了光泽效应和手感，提高了织物透气性、抗起毛起球性。中空纤维因内部有连续的空腔，降低了纤维的体积质量，提高了织物的隔热保暖性。兼具异形、中空于一身的异形中空涤纶纤维与圆形中空纤维、异形纤维相比具有更多的优势。目前行业中的技术与研究开发大多是以切片为原料制备异形中空涤纶短纤维。专利CN200510029778.6公开了一种涤纶细旦高中空短纤维及其生产。利用回收瓶片纺不仅可以解决聚酯的环境污染问题，实现资源的循环利用，保护环境；还可以减少我国对国际原油的依赖，最根本的优点是回收料成本相对较低，产品价格优势明显，市场空间巨大。专利CN200810024810.5公开了一种回收瓶片纺中空纤维的生产工艺，专利CN201010296924.2公开了一种高蓬松性再生三维中空涤纶短纤维生产工艺。
上述各种中空纤维的生产方法中，所用的熔融纺丝设备的纺丝箱体的喷丝板多采用C形孔，C形孔很难让纤维保持正三角形状，纤维的平面反光效果较差，光泽性不是太理想；而且，所用的熔融纺丝设备的螺杆挤压机的螺杆温度较高(在275℃以上)，环吹风温在18℃以上，不利于纺丝环吹的骤冷成型，挤出胀大比较高，导致纤维的中空率较低、中空度不稳定。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其 可很好的改善纤维的反光效果，提高纤维的光泽性，且提高能提高纤维的中空率，并稳定中空度，从而提高纤维的柔软度，降低纤维的体积密度。
本发明的另一目的是提供一种用于制备三角中空涤纶短纤维的喷丝板，其能使中空纤维更好的保持正三角形状，使纤维的平面反光效果好，光泽性更好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，将纺丝原料经真空转鼓干燥器进行干燥后，再喂入熔融纺丝设备进行熔融纺丝，熔融的纺丝原料经熔融纺丝设备的纺丝箱体的喷丝板挤出，得到初生纤维，通过环吹风装置对初生纤维进行冷却，环吹风温为14-18℃，风压2000-2500Pa，风湿70-75％，再将此初生纤维依次进行卷绕、落丝、集束，再经油浴牵伸、蒸汽牵伸和卷取，最后进行松弛热定型，制得三角中空涤纶短纤维；
其中，所用的纺丝原料主要由90wt％-99.98wt％瓶片、0wt％-5wt％化纤摩擦料、0wt％-5wt％泡泡料和200PPM荧光增白剂混合而成；上述喷丝板的每个喷丝孔由三个细长弧形孔构成，此三个细长弧形孔排列成一个类三角形且各细长弧形孔的凹面向外；所述纺丝箱体的螺杆挤压机的螺杆温度在255-272℃，出料头温度设为260-270℃；所述纺丝箱体的温度设定为265-272℃。
所述的瓶片为废旧塑料回收料，其特性黏度为0.60-0.80dl/g，熔点为255-260℃，PVC含量＜0.04wt％。
所述的化纤摩擦料和泡泡料来自各种PET废料，其特性黏度为0.50-0.65dl/g，熔点为250-265℃，PVC含量＜0.04wt％。
所述真空转鼓干燥器的干燥温度约为150℃，蒸汽压力约为5.0kg，真空度约为-0.098Mpa，干燥时间为9-11h左右，干燥后纺丝原料水分含量＜100PPM。
所述纺丝箱体的纺丝速度为1300-1350m/min，计量泵转速在27-28r/min。
所述的卷绕，所用的油剂配方为丝束平滑剂3-5公斤、柔软剂3-5公斤和水2000公斤，然后进行落丝、集束。
所述的油浴牵伸的牵伸倍数为3.3-3.5，温度为70-75℃，所用的油剂配方为15-20kg丝束平滑剂、50-80kg柔软剂、15-20kg抗静电剂、5-10kg亲水剂和2000公斤水；所述的蒸汽牵伸的牵伸倍数为1.12-1.14，温度为100-110℃。
所述的松弛热定型通过松弛热定型烘箱进行，松弛热定型烘箱分5个加热区，温度控制为105-150℃，干燥时间约为40-50min。
用于制备三角中空涤纶短纤维的喷丝板，包括板本体和呈环形分布于板本体上的复数个喷丝孔，每个喷丝孔由三个细长弧形孔构成，此三个细长弧形孔排列成一个类三角形且各细长弧形孔的凹面向外。
采用上述方案后，本发明的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其优点在于：
1、采用低温纺丝技术，能降低熔体带出的热量，有利于纺丝环吹骤冷成型，降低挤出胀大比，提高中空率，保证异型度；
2、采用低温高风速环吹风冷却，提高纺丝环吹骤冷成型，降低挤出胀大比，提高中空率，保证异型度；
3、采用低喷丝头拉伸比工艺设计，降低组件内压，降低熔体挤出胀大现象，提高中空率，保证异型度；
4、采用弧形开孔的喷丝板，且弧形孔的凹面向外，经过纺丝过程中的挤出胀大，凹面基本成平面，纤维截面能很好的保持正三角形状。生产出来的三角中空纤维平面反光效果好，光泽性好，很好的弥补粗旦圆形纤维光泽性差的缺点，改善了织物的光泽及应用效果。
【附图说明】
图1是本发明中喷丝板的结构示意；
图2是图1中A部位的局部放大图。
【具体实施方式】
以下结合实施例对本发明的一种三角中空涤纶纤维的制备方法进行详细说明：
实施例一：
本发明的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，通过如下步骤实 现：
1、纺丝原料选用1499.68公斤废旧PET瓶片、50公斤摩擦料、50公斤泡泡料和0.32公斤荧光增白剂；其中废旧PET瓶片熔点为258℃，粘度为0.69dl/g，PVC含量为0.034％；摩擦料熔点为254℃，粘度为0.62dl/g，PVC含量为0.04％；泡泡料熔点为255℃，粘度为0.58dl/g，PVC含量为0.035％；
其中，化纤摩擦料和泡泡料来自各种PET废料(包括涤纶长丝废料、短纤废料、吸塑片、涤纶生产中熔体过滤器所排的浆块等)。
2、将上述纺丝原料共混均匀后加入到转鼓真空机中进行干燥，将转鼓真空机的真空度设为-0.098Mpa，蒸汽压力设为5.0kg，干燥温度设为150℃，干燥10h，使纺丝原料共混物的水分为102PPM。
3、将上述干燥后的纺丝原料，喂入熔融纺丝设备，通过熔融纺丝设备的纺丝箱体进行熔融纺丝，高温使得固态混合在一起的纺丝原料成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件进行纺丝，熔体由纺丝组件的喷丝板挤出，纺成初生纤维，通过环吹风装置对初生纤维进行冷却，环吹风温15℃，风压2300Pa，风湿75％。本实施例中，采用两个纺丝箱体进行纺丝，两个纺丝箱体的喷丝板规格均为φ328mm，960孔；两个纺丝箱体的螺杆挤压机七区温度均分别设为255℃、261℃、269℃、267℃、267℃、264℃、260℃，出料温度均设为262℃；两个纺丝箱体的计量泵转速均设为28r/min，纺丝速度设为1300m/min。
4、将步骤3所得的初生纤维进行卷绕，所用的油剂配方为丝束平滑剂5公斤、柔软剂5公斤和水2000公斤，然后进行落丝、集束。
5、将经步骤4处理过的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设为3.32，温度设为73℃，所用的油剂配方为20kg丝束平滑剂、60kg柔软剂、20kg抗静电剂、10kg亲水剂和2000公斤水；二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设为1.14，温度设为108℃。
6、将经过步骤5牵伸处理后的纤维进行卷取和烘干定型，5个加热区，温度依次控制为105℃、115℃、145℃、145℃、120℃，干燥时间约为45min。干燥后的纤维再经切断、打包加工。
通过上述工艺，生产的7D*64mm三角中空涤纶短纤维产品检测的各项参数指标为：
中空率：34％
异形度：55％
断裂强度：3.40cn/dtex
断裂伸长：37％
纤度CV％：2.9％
长度CV％：2.8％
倍长纤维：10.0mg/100g
实施例二：
本发明的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，通过如下步骤实现：
1、纺丝原料选用1599.68公斤废旧PET瓶片和0.32公斤荧光增白剂；其中废旧PET瓶片熔点为258℃，粘度为0.69dl/g，PVC含量为0.034％。
2、将上述纺丝原料共混均匀后加入到转鼓真空机中进行干燥，将转鼓真空机的真空度设为-0.098Mpa，蒸汽压力设为5.0kg，干燥温度设为150℃，干燥10h，使纺丝原料共混物的水分为85PPM。
3、将上述干燥后的纺丝原料，喂入熔融纺丝设备，通过熔融纺丝设备的纺丝箱体进行熔融纺丝，高温使得固态混合在一起的纺丝原料成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件进行纺丝，熔体由纺丝组件的喷丝板挤出，纺成初生纤维，通过环吹风装置对初生纤维进行冷却，环吹风温14℃，风压2500Pa，风湿75％。本实施例中，采用两个纺丝箱体进行纺丝，两个纺丝箱体的喷丝板规格均为φ328mm，960孔；两个纺丝箱体的螺杆挤压机七区温度均分别设为258℃、264℃、272℃、270℃、270℃、267℃、263℃，出料温度设为265℃；两个纺丝箱体的计量泵转速均设为28r/min，纺丝速度设为1320m/min。
4、将步骤3所得的初生纤维进行卷绕，所用的油剂配方为丝束平滑剂4公斤、柔软剂4公斤和水2000公斤，然后进行落丝、集束。
5、将经步骤4处理过的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设为3.32，温度设为73℃，所用的油剂配方为20kg丝束平滑剂、60kg柔软剂、20kg抗静电剂、10kg亲水剂和2000公斤水； 二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设为1.13，温度设为108℃。
6、将经过步骤5牵伸处理后的纤维进行卷取和烘干定型，5个加热区，温度依次控制为105℃、115℃、145℃、145℃、120℃，干燥时间约为45min。干燥后的纤维再经切断、打包加工。
通过上述工艺，生产的7D*64mm三角中空涤纶短纤维检测的产品各项参数指标为：
中空率：38％
异形度：58％
断裂强度：3.5cn/dtex
断裂伸长：35％
纤度CV％：2.0％
长度CV％：2.4％
倍长纤维：5.0mg/100g
实施例三：
本发明的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，通过如下步骤实现：
1、纺丝原料选用1549.68公斤废旧PET瓶片、50公斤摩擦料和0.32公斤荧光增白剂；其中废旧PET瓶片熔点为258℃，粘度为0.69dl/g，PVC含量为0.034％；摩擦料熔点为254℃，粘度为0.62dl/g，PVC含量为0.04％。
2、将上述纺丝原料共混均匀后加入到转鼓真空机中进行干燥，将转鼓真空机的真空度设为-0.098Mpa，蒸汽压力设为5.0kg，干燥温度设为150℃，干燥10h，使纺丝原料共混物的水分为95PPM。
3、将上述干燥后的纺丝原料，喂入熔融纺丝设备，通过纺丝箱体进行熔融纺丝，高温使得固态混合在一起的纺丝原料成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件进行纺丝，熔体由纺丝组件的喷丝板挤出，纺成初生纤维，通过环吹风装置对初生纤维进行冷却，环吹风温14℃，风压2400Pa，风湿75％；本实施例中，采用两个纺丝箱体进行纺丝，两个纺丝箱体的喷丝板规格均为φ328mm，960孔；两个纺丝箱体的螺杆挤压机七区温度均分别设为255℃、264℃、272℃、270℃、270℃、267℃、 263℃，出料温度设为265℃。两个纺丝箱体的计量泵转速均设为28r/min，纺丝速度设为1350m/min。
4、将步骤3所得的初生纤维进行卷绕，所用的油剂配方为丝束平滑剂5公斤、柔软剂5公斤和水2000公斤，然后进行落丝、集束。
5、将经步骤4处理过的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设为3.32，温度设为73℃，所用的油剂配方为20kg丝束平滑剂、60kg柔软剂、20kg抗静电剂、10kg亲水剂和2000公斤水；二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设为1.14，温度设为108℃。
6、将经过步骤5牵伸处理后的纤维进行卷取和烘干定型，5个加热区，温度依次控制为105℃、115℃、145℃、145℃、120℃，干燥时间约为45min。干燥后的纤维再经切断、打包加工。
通过上述工艺，生产的7D*64mm三角中空涤纶短纤维检测的产品各项参数指标为：
中空率：36％
异形度：56％
断裂强度：3.45cn/dtex
断裂伸长：38％
纤度CV％：2.1％
长度CV％：2.5％
倍长纤维：8.0mg/100g
本发明中，用于制备三角中空涤纶短纤维的喷丝板的规格为φ328mm，960孔。喷丝板的具体结构如图1、2所示，包括板本体1和呈环形分布于板本体1上的960个喷丝孔2，各个喷丝孔2均匀排布，每个喷丝孔2由三个细长弧形孔21、22、23构成，此三个细长弧形孔21、22、23排列成一个类三角形且各细长弧形孔的凹面向外。
Claims (9)
1.一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：将纺丝原料经真空转鼓干燥器进行干燥后，再喂入熔融纺丝设备进行熔融纺丝，熔融的纺丝原料经熔融纺丝设备的纺丝箱体的喷丝板挤出，得到初生纤维，通过环吹风装置对初生纤维进行冷却，环吹风温为14-18℃，风压2000-2500Pa，风湿70-75％，再将此初生纤维依次进行卷绕、落丝、集束，再经油浴牵伸、蒸汽牵伸和卷取，最后进行松弛热定型，制得三角中空涤纶短纤维；
其中，所用的纺丝原料主要由90wt％-99.98wt％瓶片、0wt％-5wt％化纤摩擦料、0wt％-5wt％泡泡料和200PPM荧光增白剂混合而成；上述喷丝板的每个喷丝孔由三个细长弧形孔构成，此三个细长弧形孔排列成一个类三角形且各细长弧形孔的凹面向外；所述纺丝箱体的螺杆挤压机的螺杆温度在255-272℃，出料头温度设为260-270℃；所述纺丝箱体的温度设定为265-272℃。
2.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述的瓶片为废旧塑料回收料，其特性黏度为0.60-0.80dl/g，熔点为255-260℃，PVC含量＜0.04wt％。
3.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述的化纤摩擦料和泡泡料来自各种PET废料，其特性黏度为0.50-0.65dl/g，熔点为250-265℃，PVC含量＜0.04wt％。
4.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述真空转鼓干燥器的干燥温度约为150℃，蒸汽压力约为5.0kg，真空度约为-0.098Mpa，干燥时间为9-11h左右，干燥后纺丝原料水分含量＜100PPM。
5.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝箱体的纺丝速度为1300-1350m/min，计量泵转速在27-28r/min。
6.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述的卷绕，所用的油剂配方为丝束平滑剂3-5公斤、柔软剂3-5公斤和水2000公斤，然后进行落丝、集束。
7.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述的油浴牵伸的牵伸倍数为3.3-3.5，温度为70-75℃，所用的油剂配方为15-20kg丝束平滑剂、50-80kg柔软剂、15-20kg抗静电剂、5-10kg亲水剂和2000公斤水；所述的蒸汽牵伸的牵伸倍数为1.12-1.14，温度为100-110℃。
8.根据权利要求1所述的一种三角中空涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：所述的松弛热定型通过松弛热定型烘箱进行，松弛热定型烘箱分5个加热区，温度控制为105-150℃，干燥时间约为40-50min。
9.用于制备三角中空涤纶短纤维的喷丝板，包括板本体和呈环形分布于板本体上的复数个喷丝孔，其特征在于：每个喷丝孔由三个细长弧形孔构成，此三个细长弧形孔排列成一个类三角形且各细长弧形孔的凹面向外。
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Denomination of invention: Preparation method of triangular hollow dacron short fiber and spinneret plate for preparing triangular hollow dacron short fiber Effective date of registration: 20151118 Granted publication date: 20141001 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Jinjiang branch Pledgor: XINHUA SHARE Co.,Ltd. FUJIAN Registration number: 2015350000087 |
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Effective date of registration: 20170712 Granted publication date: 20141001 |
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Date of cancellation: 20210509 Granted publication date: 20141001 |
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