CN102864508A

CN102864508A - 一种熔体直纺高性能异型聚酯纤维的制造方法

Info

Publication number: CN102864508A
Application number: CN2012103241852A
Authority: CN
Inventors: 瞿振清; 沈向东; 罗厚忠; 毛福坡
Original assignee: Jiangsu Changle Fiber S & T Co ltd
Current assignee: Jiangsu Changle Fiber S & T Co ltd
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-01-09

Abstract

本发明涉及一种熔体直纺异型聚酯纤维的制造方法，步骤包括选择聚酯熔体、纺丝、环吹风冷却、油嘴上油集束、卷绕成型，异型可以是三角、十字、扁平、中空等。所述聚酯熔体为在聚合反应中添加了季戊四醇的聚酯熔体，所述环吹风冷却的风温为18-22℃，风压为30-90Pa。本发明生产工艺简单，易操作，可有效保证生产出的产品的高性能、高异型度。依据本方法生产的异型聚酯纤维条干均匀性好、染色性好，同时具有优异的功能效果。

Description

一种熔体直纺高性能异型聚酯纤维的制造方法

技术领域

本发明涉及化学纤维领域，特别涉及一种熔体直纺异型聚酯纤维的制造方法。

背景技术

伴随着我国经济的迅猛发展，纺织业也进入快速发展的时期，人们在衣食住行上的消费也带动了纺织业的发展。其中市场对纺织品不仅有量的强烈需求，更对纺织品的质量提出了更高的要求，人们对纺织品用途、性能的需求正朝着多元化、高品质的方向发展。人们期望织物的性能往往是具有优良的光学性能；很好的吸湿透气性；重量轻、吸湿排汗、易洗速干；手感更加舒适柔软；富有弹性、不起球；有高度的蓬松性、覆盖性和防污效果；能提高染色的深色感和鲜明性，使所染颜色更加鲜艳均一等。而在装饰领域，人们希望纺织面料具有优雅的外观效应，多彩的色泽变化。特别是应用在服饰上则需要上述多种性能的综合。而这些性能天然纤维不具备或仅具备其中的部分性能。

纤维截面异形化可以改善织物的光泽性、蓬松性、弹性、手感等。在纤维相同情况下，异行截面的纤维比圆形截面纤维具有更大的抗弯强度，故纤维的抗起球性能优良，弹性好。另外，异形截面纤维由于表面纵向凹凸不平，在吸湿性、轻量化等方面性能优良。由于截面形状的变化，使纤维间的摩擦力发生了变化，同时对人体皮肤的接触面积也产生差异，在触摸时会给人以或干爽、或粗犷、或细腻、或滑柔的感觉。

近年来，国内外不少厂家对于异形聚酯纤维进行了研究与开发，但是只对具体工艺研究较多，而在如何提高异形聚酯纤维的性能上却研究甚少，有一定的空白。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种熔体直纺异形聚酯纤维的制备方法。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种熔体直纺异型聚酯纤维的制造方法，步骤包括选择聚酯熔体、纺丝、环吹风冷却、油嘴上油集束、卷绕成型。进一步地，异型可为三角、十字、扁平或中空。

所述选择的聚酯熔体，是在聚合反应中添加季戊四醇等添加剂进行聚合反应所得的聚酯熔体，在聚合反应中添加季戊四醇可改善熔体的流变性和染色性。常规条件下，异形纤维较圆形纤维，其可拉伸性、可加工性和染色性会变差，故在生产异形纤维时，特别是高性能的异形纤维，常规的聚酯熔体很难适应其加工要求。添加季戊四醇可以改善熔体拉伸性、加工性和染色性，实际中，异形纤维因为条干和光泽的作用，得色会显得稍浅，特别是其织物在染敏感色容易出现横条，添加了季戊四醇的熔体可以增加上染率和染色。同样地，异形纤维的喷丝头拉伸比较圆形纤维的大得多，故要求聚酯熔体要有很好的拉伸性，添加了季戊四醇的熔体可以进一步提高异形聚酯纤维的拉伸性和加工性。

进一步地，根据生产的需要，对于不同的异型聚酯纤维，选择相应的喷丝板或喷丝孔。制造中空异型聚酯纤维所选择的喷丝板微孔的中空度为60%以上；制造十字异型聚酯纤维所选择的喷丝板的十字形状为仿锤形交叉成十字状。

进一步地，由于异形截面纤维比圆形截面纤维条干均匀性差，且对冷却条件更加敏感，需采用先进的环吹技术均匀冷却。本发明冷却环吹的风温为18~22℃，风压为30~90Pa，冷却风从细流的四周均匀、强烈地穿透到异形聚酯纤维细流中间来，保证了内外层单丝细流都得到充分冷却，减少内外层因冷却不均造成的差异导致毛羽、断头、条干染色不匀。本发明采用100/50目两层滤网卷在一起，卷至10层，有效提高异形聚酯纤维的条干均匀性、染色均匀性、异形度均匀性和生产稳定性。

进一步地，由于异形纤维有较大的表面系数，纤维空隙率大，上油会比圆形纤维困难，本发明采用了一种特殊的油嘴来解决异形纤维上油困难问题。本发明采用的特殊油嘴集束槽上端为缝隙式出油口，可以扩大出油面，在出油口的下方设有四个U形的凹槽，可以用于储油来增加上油。采用上述油嘴很好地解决了异形纤维上油困难的问题，减少了异形丝毛羽，提高了异形纤维加工性能。

本发明的有益效果是：第一、添加了季戊四醇的聚酯熔体，有效提高了异形聚酯纤维的拉伸性、加工性。第二、喷丝板和喷丝孔的选择有效提高了异形聚酯纤维的异形度。第三、冷却条件的选择有效提高了异形聚酯纤维的异形度和条干均匀性、染色性。第四、上油的选择有效解决异形纤维上油难的问题，减少了毛羽，提高了异形聚酯纤维的加工性能。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为实施例2中所述第一代十字异形喷丝板的形状。

图2为实施例2中所述第二代十字异形喷丝板的形状。

图3为实施例2中所述第三代十字异形喷丝板的形状。

图4为实施例2生产的十字异型聚酯纤维与普通涤纶纤维、棉的扩散性残留水分率的对比图。其中，1为十字异型聚酯纤维的扩散性残留水分率，2为普通涤纶纤维的扩散性残留水分率，3为棉的扩散性残留水分率。

具体实施方式

下面以实施例对本发明进行详细说明。

设备：聚合设备为中纺院的五釜设备；纺丝设备为北京中丽最新环吹设备；卷绕机为北京中丽生产的10头纺卷绕机，型号：BWA40T-1500/10；油嘴为异形超细旦专用特殊油嘴。

材料：添加了季戊四醇的聚酯熔体。

在本发明中所使用的材料除特殊说明外，均是常规使用的；所使用设备除特殊说明外，均是市场购得；所使用的工艺方法，如未做特殊说明，均是常规工艺方法，比如长丝制备中的熔融步骤或其它步骤的常规工艺，故不再赘述。实施例中，除上发明内容所述外，着重强调一些不同之处。

实施例1中空异形纤维的制造方法

目前，市场上高档的中空纤维品种，且质量较差，尤其中空度不高、染色性不好、加工性能差。实施例1特别在喷丝板喷丝孔的选择上做了突破创新。实施例1的具体步骤如下。

1）选择添加了季戊四醇的聚酯熔体，通过管道输送系统输送至纺丝组件内。

2）聚酯熔体在纺丝组件内经喷丝孔喷出，其中，喷丝板微孔的中空度取60%以上，喷丝板板径为100mm，形成多股单丝细流。

因为采用异形喷丝孔法使熔体细流经出口胀大、黏结冷却固化形成中空，故成品丝的中空度在很大程度上取决于喷丝微孔的中空度。为使原丝的中空度大于20%，喷丝板微孔的中空度应取60%以上。下表为不同喷丝微孔做出来成品丝的中空度的比较。

表1、不同中空度微孔的成品丝的中空度比较

喷丝孔尺寸（内径/外径）	喷丝孔中空度%	成品丝中空度%
			0.9/1.2	56.25	20~27
1.32/1.50	77.44	>26

在喷丝微孔几何尺寸确定的情况下，应考虑板径和孔数的选择，这是因为喷丝板的板径大或孔数少，喷丝的排列密度低，为丝条的冷却提供了有利的条件，有利于中空度的提高。见下表：

表2、同样的微孔形状、尺寸和孔数的喷丝板其成品丝中空度的比较

喷丝板板径（mm）

POY中空度%

Ф100	15~26
		Ф85	9~12

3）将单丝细流经环吹均匀冷却，形成固态单丝。

无风带距离的远近，对于丝束冷却定型有着很大的影响，较近距离的无风带有利于保持较好的中空度。下表为无风带距离对中空度的影响。

表3、无风带距离对中空度的影响

无风带距离（mm）	成品丝中空度%
		90	26.63
60	31

表3说明了无风带距离短，有利于丝束冷却定型，有利于保持较好的中空度。

4）将多股固态单丝通过油嘴上油集束成复丝，复丝通过卷绕成型。

综上，除了采用添加了季戊四醇的聚酯熔体、先进的环吹技术、特殊的专用油嘴外，再选用板径大、微孔中空度大的喷丝板，减小无风带距离，可以有效提高中空异形纤维的性能。

实施例2十字异形纤维的制造方法

如图1、图2和图3所示，十字异形喷丝板至目前止已经发展到第三代，第一代十字异形喷丝板的十字形状为正的十字形（图1），第二代十字异形喷丝板的十字形状为两个哑铃形交叉成十字状（图2），第三代十字异形喷丝板的十字形状为仿锤形交叉成十字状（图3）。而目前大多十字异形纤维的喷丝板都停留在第一代和第二代上。

实施例2创新采用第三代十字异形喷丝板，即仿锤形交叉成十字状喷丝板进行喷丝。具体步骤如下。

2）聚酯熔体在纺丝组件内经喷丝孔喷出，其中所选用的喷丝板为仿锤形交叉成十字状喷丝板。

3）将单丝细流经环吹均匀冷却，形成固态单丝。

实施例2生产的十字异形纤维，经试验，其吸湿和染色效果有很大提升。对比效果如图1和表4所示。

如图1所示，十字异型纤维的扩散性残留水分率明显优于棉和普通涤纶树脂。

表4、吸湿排汗丝的吸湿排汗效果测试结果

品种	吸湿排汗长纤	吸湿排汗长纤	常规
				规格	75/72"+"字	75/72"+"字	75/72
组织	双面针织	双面针织	双面针织
				后处理	无亲水	加亲水	加亲水
10MIN纵向	13.5cm	15.9cm	14.37cm
				10MIN横向	12.3cm	14.45cm	12.95cm
30MIN纵向	18.5cm	19.9cm	19.015cm
				30MIN横向	16.3cm	19.9cm	17.72cm
扩散面积	15.71cm²	18.82cm²	16.59cm²

表4表明十字异型纤维的吸湿排汗效果有很大提升。

实施例3扁平异型纤维的制造方法

扁平纤维纤维织物光泽感强，布面平整，拉绒后毛型感好，表面柔软舒适，此外还有抗起毛球，抗弯曲性好。现阶段绝大多数厂家采用FDY工艺路线来生产扁平异形纤维，以维持产品高的扁平度，因此也使此类产品的使用范围受到限制。

实施例3直接采用扁平状的喷丝板进行喷丝，获得扁平异型纤维，具体步骤如下。

2）聚酯熔体在纺丝组件内经喷丝孔喷出，其中所选用的喷丝板为扁平状的喷丝板。

3）将单丝细流经环吹均匀冷却，形成固态单丝。

实施例3生产的扁平涤纶长丝，织物手感好，干爽滑糯，悬垂性好，光泽好，抗起球，美丽大方，特别用于织造内衣、灯芯绒、玩具绒等。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种熔体直纺异型聚酯纤维的制造方法，包括如下步骤：选择聚酯熔体、纺丝、环吹风冷却、油嘴上油集束、卷绕成型。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，异型为三角、十字、扁平或中空。

3.如权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述聚酯熔体为在聚合反应中添加了季戊四醇等添加剂的聚酯熔体。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，根据生产需要，对于不同的异型聚酯纤维，选择相应的喷丝板或喷丝孔。

5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，制造中空异型聚酯纤维所选择的喷丝板微孔的中空度为60%以上。

6.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，制造十字异型聚酯纤维所选择的喷丝板的十字形状为仿锤形交叉成十字状。

7.如权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述环吹风冷却的风温为18-22℃，风压为30-90Pa，冷却风从细流的四周均匀、强烈地穿透到异形聚酯纤维细流中间。

8.如权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述油嘴的集束槽上端为缝隙式出油口，在出油口的下方设有四个U形的凹槽。