CN102691117A

CN102691117A - 一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺

Info

Publication number: CN102691117A
Application number: CN2012101750650A
Authority: CN
Inventors: 赵秀芝
Original assignee: FUJIAN JUNLUN FIBER SHAREHOLDING CO LTD
Current assignee: FUJIAN JUNLUN FIBER SHAREHOLDING CO LTD
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: CN102691117B

Abstract

本发明涉及一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：按如下工艺步骤进行，a)纺丝；b)卷绕；c落桶；d)牵伸；e)卷曲；f)切断；g)打包；在纺丝工序，采用260-280度的低温纺丝、丝条骤冷的生产工艺，及环吹风滤芯，采用环吹风滤芯吹出的工艺用风冷却熔体，冷却吹风风速一般控制在3.0-4.5m/s、喷丝板吹风高度在40-80mm；在牵伸工序，采取冷拉伸的生产工艺和在第三牵伸机的末辊内通入冷冻水，使拉伸后的纤维温度低于70度，冷冻水的流量控制在35立方米/小时，末辊的温度控制在70度以下，所述牵伸工序的冷冻水，水温必须低于7度。本发明生产的产品品质高、质量好、经久耐用，而且附加值高，市场需求量大，具有很好的市场前景。

Description

一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，属于纺织领域，可提高三维卷曲立体中空涤纶短纤维实用性能的新型制备工艺。

背景技术

我们知道天然纤维羊毛的保暖性、弹性和手感均令人所喜爱，因为它是立体卷曲中空纤维。人们为使化学纤维呈现天然纤维的立体卷曲功能，开发出了和天然纤维相类似的三维卷曲中空纤维，这种纤维具有和天然纤维一样的保暖性和手感。近年来，随着人们生活水平的提高，对织物的性能要求越来越高。特别是对纺织品的耐用性能的要求也逐渐提高。表现在纺织品销售市场上，人们对于普通的三维立体卷曲中空纤维的品质有了新的要求。对膨松效果持久，洗涤不变形的三维卷曲立体中空涤纶短纤维纺织品的需求量越来越大，开发出了蓬松性、耐洗性可以和天然纤维性能相比美的中空产品。

目前市场上销售的普通三维卷曲立体中空涤纶短纤维：一种生产工艺是采用熔体挤出喷丝板孔的一刹那作不对称冷却处理，使纤维受冷的一侧具有较大的收缩性，致使普通的涤纶短纤维具有天然纤维的所具有的立体卷曲状，弹性和手感类似于天然纤维。然而这种方法生产的中空纤维，其纺织品在使用一段时间后，膨松效果变差，弹性变差，手感变差，整体效果下降。尤其是用三维卷曲立体中空纤维作为填充物，制做的羽绒服，羽绒棉被，玩具宠物等在使用一段时间后，经过洗涤后，弹性和膨松变小，柔软度变差；因此人们为了提高三维卷曲立体中空涤纶短纤维的膨松度，想到了开发多孔三维卷曲立体中空涤纶短纤维的生产工艺。目前有专利报道的中空纤维除单孔外，还有四孔、七孔等。主要都是通过改变三维卷曲立体中空涤纶短纤维制造过程中纺丝工序中空喷丝板孔的中空形状、孔数，从而改变中空纤维的壁厚，即增加中空纤维喷丝板的中空孔数，使纤维在形成中空过程中，降低中空纤维的壁厚，使生产出的中空纤维三维效果好，纤维手感好，柔软，膨松度高。但是这种方法有局限性，当中空板孔数增加后，生产加工的难度加大，生产过程中对聚合物熔体的品质有相当高的要求，对纺丝过程中的环境要求也非常高。而且由于孔数增加，纺丝生产过程中断丝增加，消耗高，成本上升，可纺性下降，力学性能受损等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，解决上述两种方法给生产带来的一系列问题，该生产工艺同时具有普通三维卷曲立体中空纤维的生产工艺特点。

本发明的特征在于：一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：按如下工艺步骤进行，

a)纺丝；b)卷绕；c落桶；d)牵伸；e)卷曲；f)切断；g)打包；

其中，在纺丝工序，即在熔体经过中空型喷丝板喷出后，在熔体冷却成型过程中，采用260-280度的低温纺丝、丝条骤冷的生产工艺进行中空丝的生产，及特制的环吹风滤芯，采用环吹风滤芯吹出的工艺用风冷却熔体，冷却吹风风速一般控制在3.0-4.5m/s、喷丝板吹风高度在40-80mm为理想值，变成上大，下小的风速梯度，使从喷丝板喷出的熔体，被瞬间冷却，通过纤维截面冷却差异，在纤维纵向上，形成三维卷曲立体中空纤维；

再者，在牵伸工序，采取冷拉伸的生产工艺和在第三牵伸机的末辊内通入冷冻水，使拉伸后的纤维温度低于70度，冷冻水的流量控制在35立方米/小时，末辊的温度控制在70度以下，所述牵伸工序的冷冻水，水温必须低于7度，而且经过过滤后才可循环使用。

本发明的优点：本发明对三维卷曲立体中空内部结构影响大的关键工序纺丝，采用的是低温纺丝，大风速骤冷的生产工艺，此种工艺要根据不同的生产品种不同，而采用不同的生产工艺；

对于后加工中第三牵伸的关键工艺，采取牵伸后丝束超低温控制的方法，成品丝品质稳定；使用此工艺生产出的中空型纤维，纤维具有立体卷曲状，并且具有相似于天然羊毛所具有的保暖性、弹性和手感；

使用此工艺生产出的中空纤维具有良好的蓬松回弹性能，保持了该纤维原有的聚合物的优良力学性能。该中空纤维，弹性持久，耐洗性好；

该工艺实施方便，投入少，效果明显。

附图说明

图1为本发明实施例的环吹风滤芯结构示意图。

图2为图1的剖视结构示意图。

具体实施方式

参考图1和图2，本发明涉及一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：按如下工艺步骤进行，

a)纺丝；b)卷绕；c落桶；d)牵伸；e)卷曲；f)切断；g)打包；

其中，在纺丝工序，即在熔体经过中空型喷丝板喷出后，在熔体冷却成型过程中，采用260-280度的低温纺丝、丝条骤冷的生产工艺，及环吹风滤芯，采用环吹风滤芯吹出的工艺用风冷却熔体，冷却吹风风速一般控制在3.0-4.5m/s、喷丝板吹风高度在40-80mm为理想值，变成上大，下小的风速梯度，使从喷丝板喷出的熔体，被瞬间冷却，通过纤维截面冷却差异，在纤维纵向上，形成三维卷曲立体中空纤维；

再者，在牵伸工序，采取冷拉伸的生产工艺和在第三牵伸机的末辊内通入冷冻水，使拉伸后的纤维温度低于70度，冷冻水的流量控制在35立方米/小时，末辊的温度控制在70度以下，所述牵伸工序的冷冻水，水温必须低于7度，经过过滤后循环使用。

上述的环吹风滤芯包括环状不锈钢网1和设于环状不锈钢网外围的滤网2，所述环状不锈钢网1沿轴向划分为若干段不同开孔率的区间，针对不同开孔率的环状不锈钢网区间对应设置有层数不同的滤网2。

上述环状不锈钢网划分为4段区间，其中位于最上部的1区间1-1的区间高度为12CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为46.5%，且对应的滤网2-1为一层80目滤网；2区间1-2的区间高度为11CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为32.5%，且对应的滤网2-2为一层80目滤网；3区间1-3的区间高度为10CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为25.5%，且对应的滤网2-3为两层80目滤网；4区间1-4的区间高度为9CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为10.5%，且对应的滤网2-4为3层80目滤网。

具体实施过程：立体卷曲纤维生产工艺与普通的涤纶短纤维生产工艺有明显的区别和差异，这是由产品的特性决定的。为制得理想的立体卷曲纤维，必须要控制好前纺工艺，而冷却吹风在诸工艺条件中显得尤为重要。

纺丝过程中冷却条件的选择直接关系到产品的特性，而不均匀的吹风的条件，靠稳定的吹风速度来实现的，风速过大，中空度破裂，纤维难以形成中空。过小，丝束冷却不够彻底，纺丝过程中出现气泡，断丝，纺丝困难，中空度小，且经过后加工的处理后，膨松度的稳定性不好。因此要保证纤维结构的异向性，这一过程中冷却吹风风速一般控制在3.5-4.0m/s、喷丝板吹风高度一般在50-70mm较为理想。在环吹滤芯纵向轴线上风速逐渐由大变小，有一定的递减梯度，即丝束自喷丝板喷出后，被环吹滤芯吹出的最大风速骤冷，从而得到纤维的中空率最大、品质稳定。环吹滤芯按工艺要求进行设计加工后，风速达到3.5-4.0米/秒时，产品的品质最好，膨松度最高。

另外为了有利于熔体出喷丝孔的冷却，采用低温纺丝，纺丝温度一般控制在268-274度之间较好。

前纺原丝的质量水平也是保证成品质量的先决条件，未牵伸丝的中空率应控制在35-40%，EYS1.5控制在290-320%范围内时原丝状态和内在质量都比较理想。

另外三维卷曲中空纤维在经过后加工整理过程中，纤维经过牵伸后的稳定性对纤维品质和物理特性影响较大，三牵末辊内的冷却水通入量过大，丝束冷却温度过低。且冷冻水用量过大，成本也会上升，纤维在纺织加工过程中梳理和开松都比较困难。如果牵伸后的丝束温度过高，纤维的品质受到影响，压缩比的容积V1，恢复比容积V2，中空度等指标达不到理想的要求。且纤维的弹性稳定性不好，因此生产中一般冷冻水的流量控制在35立方米/小时，末辊的温度控制在70度以下。

三维立体卷曲中空涤纶短纤维生产工艺实施包括以下步骤：制备特制的环吹风吹风芯子;根据产品的规程制定环吹风风速;此种纤维生产的工艺流程为：纺丝

卷绕

落桶

牵伸

卷曲

切断

打包;关键工序纺丝要按照成纤高聚物的品种不同，选取不同规格中空喷丝板组成的组件，熔体进入纺丝组件后形成丝条，经特制的冷却装置冷却凝固成型，制成立体中空纤维的原丝;后加工生产中要将冷冻水经过过滤定量的通入第三牵伸机的末辊内，并形成循环系统，冷却后的冷冻水循环再利用即降低生产成本，也符合清洁生产的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1. 一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：按如下工艺步骤进行，

a)纺丝；b)卷绕；c落桶；d)牵伸；e)卷曲；f)切断；g)打包；

其中，在纺丝工序，即在熔体经过中空型喷丝板喷出后，在熔体冷却成型过程中，采用260-280度的低温纺丝、丝条骤冷的生产工艺、及特制的环吹风滤芯进行中空丝的生产，采用特制的环吹风滤芯吹出的工艺用风冷却熔体，冷却吹风风速一般控制在3.0-4.5m/s、喷丝板吹风高度在40-80mm为理想值，变成上大，下小的风速梯度，使从喷丝板喷出的熔体，被瞬间冷却，通过纤维截面冷却的差异性，在纤维纵向上，形成三维卷曲立体中空纤维；

再者，在牵伸工序，采取冷拉伸的生产工艺和在第三牵伸机的末辊内通入冷冻水，使拉伸后的纤维温度低于70度，冷冻水的流量控制在35立方米/小时，末辊的温度控制在70度以下，所述牵伸工序的冷冻水，水温必须低于7度，而且必须经过过滤后才循环使用。

2.根据权利要求1所述的一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述的环吹风滤芯包括环状不锈钢网和设于环状不锈钢网外围的滤网，所述环状不锈钢网沿轴向划分为若干段不同开孔率的区间，针对不同开孔率的环状不锈钢网区间对应设置有层数不同的滤网。

3.根据权利要求2所述的一种三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于：所述环状不锈钢网划分为4段区间，其中位于最上部的1区间的区间高度为12CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为46.5%，且对应的滤网为一层80目滤网；2区间的区间高度为11CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为32.5%，且对应的滤网为一层80目滤网；3区间的区间高度为10CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为25.5%，且对应的滤网为两层80目滤网；4区间的区间高度为9CM，该区间的环状不锈钢网开孔率为10.5%，且对应的滤网为3层80目滤网。