CN104372425A - 提高涤纶短纤维强度的制备工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高涤纶短纤维强度的制备工艺及设备，特别是涉及一种能提高涤纶短纤维实用性能的新型制备工艺，所述工艺为高强低伸型涤纶短纤维制造过程中，在关键的工序采取特殊的工艺，可以有效的改善纤维的结构特性，潜在结构的异向性得到充分保证，纤维的物理机械性能大大提高。用此工艺生产的高强低伸型涤纶短纤维，强度高品质稳定且伸长小，卷曲度和卷曲率稳定，质量指标中的CV%值小，性能优良。成为高强低伸型涤纶短纤维中的上品，属于高档的涤纶短纤维。

Description

提高涤纶短纤维强度的制备工艺及设备

  

技术领域：

本发明涉及一种可提高高强低伸型涤纶短纤维强度的制备工艺，及一种可提高涤纶短纤维实用性能的新型设备。

  

背景技术：

福建金纶高纤股份有限公司，一期有三条德国zimer公司提供的生产线。设备先进，性能优良，主要生产 1.56 dtex高强低伸型涤纶短纤维，基本满足了国内市场的需求。但近年来，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，人们对于普通涤纶短纤维织物要求服装面料细薄化的品质有了新的要求。洗涤不变形超高强的涤纶短纤维纺织品的需求量越来越大，开发出细旦超高强高档涤纶短纤维已渐渐成为市场选择的一种趋势。

  

发明内容：

本发明的目的是提供一种提高涤纶短纤维强度的制备工艺及设备，该制备工艺及生产设备具有较高的强力，且保持了该纤维原有的聚合物的优良力学性能。

本发明提高涤纶短纤维强度的制备工艺，依次包括纺丝、卷绕、落桶、牵伸、卷曲、切断和打包工序，其特征在于：所述纺丝工序温度控制在276-278摄氏度；风速控制在4.0-4.2 m/s；风温控制在18-19摄氏度。 

进一步的，上述牵伸工序采用两段牵伸，牵伸倍率控制在4.0倍，牵伸温度控制在135-140摄氏度。 

进一步的，上述牵伸工序采用的热定型机所使用的加热介质是过热蒸汽，且蒸汽压力必须到达2.4MPA以上。 

进一步的，上述涤纶短纤单丝强力为9.8CN，断裂强度为6.5CN/Dtex，断裂强度变异系数CV%为5.0 CN/Dtex以下。     

本发明提高涤纶短纤维强度的设备，其特征在于：在所述纺丝工序温度控制在276-278摄氏度；风速控制在4.0-4.2 m/s；风温控制在18-19摄氏度，所述纺丝的吹风设备的出风口处设有环吹风滤芯，所述环吹风滤芯包括有四层间隔的圆环，两圆环之间之间设有环形网。

进一步的，上述环形网为不锈钢丝网，所述第一层圆环与第二层圆环之间不锈钢网密度为60目，所述第二层圆环与第三层圆环之间不锈钢网密度为80目，所述第三层圆环与第四层圆环之间不锈钢网密度为60目。 

本发明提高涤纶短纤维强度的设备的工作原理：涤纶丝从环吹风滤芯上部穿过环吹风滤芯的中心部往下，冷却风从环吹风滤芯外围吹入环吹风滤芯内，由于不同密度的不锈钢网，使得吹往涤纶丝的风速不同，保证了较好的成丝质量。 

用本发明新工艺生产出超高强高强低伸涤纶短纤维的销售价格比普通的高强低伸涤纶短纤维销售价格要高出10%-20%。生产量一般为年产20万吨。去除环吹风过滤芯子改造和2.4MPA过热蒸汽使用等生产过程中发生的额外成本，净利润可增加15%左右。 

2014年全年普通高强低伸涤纶短纤维市场售价平均为1万元/吨，此种超高强高强低伸涤纶短纤维1.35万元/吨。此产品自试制成功后，申请人公司2014年共生产12万吨，比普通纤维增加的净利润为（1.35-1）*120000=42000万元。 

  

附图说明：

图1是本发明一种超高强涤纶短纤维，纺丝冷却用的环吹风和强力的关系示意图；

图2是本发明一种超高强涤纶短纤维生产主要工艺参数；

图3是本发明一种超高强涤纶纤维生产工艺生产出的成品丝的主要质量指标；

如图1所示：超高强涤纶短纤维生产工艺环吹风速示意图，其中风4.0-4.2m/s时纤维品质最好。

如图2所示：超高强涤纶短纤维新型生产工艺相对于普通高强低伸型涤纶短纤维生产工艺相比，工艺控制难度大，生产中严格控制关键工艺极为重要。环吹风速大小，吹风高度，纺丝温度，过热蒸汽用量都必须严格执行所制定的工艺标准，否则纤维的质量指标将受到影响。 

如图3所示：使用新型超高强涤纶短纤维维的生产工艺，生产的产品的质量指标完全达到国家检验标准，各项性能指标均达到纤维产品的质量标准。 

图4是纺丝吹风设备的主视图； 

图5是纺丝吹风设备的俯视图。

  

具体实施方式：

本发明提高涤纶短纤维强度的制备工艺，依次包括纺丝、卷绕、落桶、牵伸、卷曲、切断和打包工序，所述纺丝工序温度控制在276-278摄氏度；风速控制在4.0-4.2 m/s；风温控制在18-19摄氏度；牵伸工序采用两段牵伸，牵伸倍率控制在4.0倍，牵伸温度控制在135-140摄氏度。

上述牵伸工序采用的热定型机所使用的加热介质是过热蒸汽，且蒸汽压力必须到达2.4MPA以上。上述涤纶短纤单丝强力为9.8CN，断裂强度为6.5CN/Dtex，断裂强度变异系数CV%为5.0 CN/Dtex以下。     

本发明提高涤纶短纤维强度的设备，在所述纺丝工序温度控制在276-278摄氏度；风速控制在4.0-4.2 m/s；风温控制在18-19摄氏度，所述纺丝的吹风设备的出风口处设有环吹风滤芯1，所述环吹风滤芯1包括有四层间隔的圆环2，两圆环之间之间设有环形网3。风从滤芯外围吹入滤芯内部。

上述环形网为不锈钢丝网，所述第一层圆环与第二层圆环之间不锈钢网密度为60目，所述第二层圆环与第三层圆环之间不锈钢网密度为80目，所述第三层圆环与第四层圆环之间不锈钢网密度为60目 

牵伸热定型机所使用的加热介质是过热蒸汽，且蒸汽压力必须到达2.4MPA以上，热定型机配有22个辊筒，辊筒直接达到16米/个，辊筒内依次通入的过热蒸汽，采用闪蒸升压的方法循环使用。22个辊筒并排成两排，涤纶丝一个个缠绕在辊筒定型后输出，辊筒为双层套，两层间通蒸汽，涤纶丝在经过辊筒表面后逐步定型。

纺丝过程中冷却条件的选择直接关系到产品的特性，冷却吹风的条件，靠稳定的吹风速度来实现的，风速过大，纤维韧性变小，丝束的牵伸点上移，原丝的双折射变高，后加工牵伸困难，拉伸过程中难以达到最大牵伸倍率，纤维的单丝强力过小；风速过小，丝束冷却不够彻底，牵伸点下移，纺丝过程中出现气泡，断丝，纺丝困难，原丝的CV%过大，倍半伸长变大，且经过后加工的处理后，品质指标不稳定，因此要保证纤维结构的稳定，这一过程中冷却吹风风速一般控制在4.1-4.2m/s、喷丝板吹风高度一般在38—46ｍｍ较为理想。 

另外为了有利于熔体出喷丝孔的冷却，减少原丝中的并丝，提高原丝的质量，一般采用低温纺丝，纺丝温度一般控制在276-278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，ＥＹＳ1.5控制在430-460%范围内时原丝状态和内在质量比较理想。 

另外超高强涤纶短纤维在经过后加工整理过程中，纤维经过牵伸后牵伸生产的稳定性对纤维品质和物理特性影响较大，热定型牵伸机内通入的蒸汽量过小，丝束牵伸温度过低、纤维质量稳定性差，纤维的伸长过大，强力打不到要求；纤维在纺织加工过程中梳理和开松都比较困难，纤维的品质受到影响；通入的蒸汽过大，对设备的材质要求太高，生产过程中设备承压能力的要求变高，成本增加太多。而且热定型牵伸机共有22个辊桶，前后辊筒温度的差异对纤维品质影响很大，因此我们发明的将22个辊筒分成4组，蒸汽采取依次进入且闪蒸的方法，保证进入4组的过热蒸汽压力达到工艺要求，采用这种蒸汽进入法可使22个辊筒的温度差异小达到0.1%，完全可以满足丝束牵伸过程中温度由低向高递升的工艺条件。这样丝束在22个牵伸辊筒上牵伸的同时被高温定型，而且第4组热定型温度最高可达210度，采用这种方法生产出的超高强涤纶短纤单丝强力可到达9.8CN以上，断裂强度可达到6.5CN/dtex，断裂强度变异系数CV%可到达5.0 以下。     

本发明超高强涤纶短纤维生产工艺流程为：

    纺丝——卷绕——落桶——牵伸——卷曲——切断——打包

纺丝温度、环吹风温、环吹风速等工艺与常规纺丝工艺相比，其特点为纺丝温度低于常规纺丝温度10左右、一般控制在276-278度；风速大于常规纺丝3.55 m/s、一般控制在4.0-4.2 m/s；风温低于常规纺丝3度，一般控制在18-19度。

卷绕、落桶工序是把每个纺丝位形成的单根丝束经过补充 

上油后，由卷绕机集合在一起通过牵引机和喂入单元送入丝桶往复工序，落入盛丝桶内，盛丝桶在往复装置台车上以一定的速度作横向及纵向运动，使丝束在桶内均匀排布，以便于以后的集束牵伸工序正常进行。纤维的主要品质指标有原丝纤度、倍半伸长等。

牵伸、卷曲是后加工生产中的关键工序。经过反复试验采取两段牵伸，且低温拉伸的工艺纤维的品质俱佳。主要工艺有牵伸倍率，一般控制在4.0倍，纤维先经过第三牵伸机拉伸，拉伸温度比常规纤维拉伸温度高7-8度，一般控制在135-140度。经热定型后是丝束必须经过第三牵伸机后的冷却回缩拉伸，才能使纤维的强力稳定。热定型牵伸机将22个辊筒分成4组，蒸汽采取依次进入且闪蒸的方法，保证的22个辊筒温度差异小，完全可以满足温度由低向高递升工艺条件，这样丝束在22个牵伸辊筒上在牵伸的同时被定型，而且定型温度最高可达210度，生产出的超高强涤纶短纤单丝强力可到达9.8CN，断裂强度可达到6.5CN/Dtex，断裂强度变异系数CV%可到达5.0 CN/Dtex以下。     

切断工序：切断工序是将松驰热定型的纤维，在稳定的张力条件下被导入切断机，切成用户要求长度的纤维段，再经过摆斗进入打包工序。

打包工序：打包工序是将切成段的纤维定量喂入到打包机内，压缩成一定重量和体积的成品包后，经称重和贴上标识后，送入成品仓库。 

本发明的有益效果是：

1.      对超高强内部结构影响大的关键工序纺丝，采用的是低温纺丝，大风速冷却的生产工艺。

2.      对于后加工中牵伸热定型机的关键工艺，采取牵伸后丝束超高温定型的方法，成品丝品质稳定。 

3.      使用此工艺生产出的超高强涤纶短纤维，纤维具有强力高，卷曲度和卷曲率稳定，纤维的物理机械性能好的特点。 

4.      使用此工艺生产出超高强涤纶短纤维具有较高的强力，且保持了该纤维原有的聚合物的优良力学性能。该涤纶短纤维挺括，耐洗性好。 

5.      本发明工艺实施方便，投入少，效果明显。 

  

Claims (6)

1.一种提高涤纶短纤维强度的制备工艺，依次包括纺丝、卷绕、落桶、牵伸、卷曲、切断和打包工序，其特征在于：所述纺丝工序温度控制在276-278摄氏度；风速控制在4.0-4.2 m/s；风温控制在18-19摄氏度。

2.根据权利要求1所述的提高涤纶短纤维强度的制备工艺，其特征在于：所述牵伸工序采用两段牵伸，牵伸倍率控制在4.0倍，牵伸温度控制在135-140摄氏度。

3.根据权利要求1所述的提高涤纶短纤维强度的制备工艺，其特征在于：所述牵伸工序采用的热定型机所使用的加热介质是过热蒸汽，且蒸汽压力必须到达2.4MPA以上。

4.根据权利要求1所述的提高涤纶短纤维强度的制备工艺，其特征在于：所述涤纶短纤单丝强力为9.8CN，断裂强度为6.5CN/Dtex，断裂强度变异系数CV%为5.0 CN/Dtex以下。     

5.一种提高涤纶短纤维强度的设备，其特征在于：在所述纺丝工序温度控制在276-278摄氏度；风速控制在4.0-4.2 m/s；风温控制在18-19摄氏度，所述纺丝的吹风设备的出风口处设有环吹风滤芯，所述环吹风滤芯包括有四层间隔的圆环，两圆环之间之间设有环形网。

6.根据权利要求5所述的提高涤纶短纤维强度的设备，其特征在于：所述环形网为不锈钢丝网，所述第一层圆环与第二层圆环之间不锈钢网密度为60目，所述第二层圆环与第三层圆环之间不锈钢网密度为80目，所述第三层圆环与第四层圆环之间不锈钢网密度为60目。