CN105862148A - 一种单板多异聚酯纤维的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，属于长丝生成技术领域。以常规聚酯为原料，分别在不同螺杆挤压机中熔融挤出，然后进入三组份纺丝组件，从同一块喷丝板喷出，经冷却、上油、牵伸、热定型、卷绕的一步法纺丝方法，制得多异聚酯纤维。将发明应用于纤维成型和织物加工，具有工艺流程短、产品质量高、成本低、无需后染色等优点。

Description

一种单板多异聚酯纤维的加工工艺
技术领域
本发明涉及一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，属于长丝生成技术领域。
背景技术
涤纶在具有众多优良性能的同时，也存在染色性较差的不足，一般只能用分散染料在高温(120～135℃)高压或有载体存在下进行染色，而且染色成本高、废水处理难。因此，在熔融纺丝阶段通过添加颜料或色母粒方法，直接生产原液着色丝，已越来越多地为纤维生产企业所采用，也成为国家重点鼓励和发展的对象。原液着色纤维具有色牢度高、色泽均匀、色彩鲜艳等优点。如利用色牢度高的优点，广泛用于汽车内饰布、窗帘等；因此社会效益明显，避免了后期染整处理，节约染料费、能耗费，减少污水排放。
原液着色纤维生产技术，总体已比较成熟，目前甚至在细旦、超细旦原液着色纤维的生产上也有突破。如申请号201310146982.0公开了“一种深黑色海岛聚酯全拉伸丝的制备方法”，通过添加黑色母粒的原液着色技术，实现了深黑色海岛超细纤维的生产。
对于多色纤维的生产如专利201210211069X，一般是先生产出单一颜色的纤维，然后再根据产品开发的需要，将不同颜色的纤维进行网络合股。但纤维经反复的退卷—卷绕，会使纤维毛丝增加、性能指标下降，而且成本也增加。如何开发更经济合理的生产方式，克服这些问题，成为研究的重点。申请号201210092699.X公开了“异收缩混色涤纶空气变形纱的加工方法”，利用原液着色技术，在同一块喷丝板内外层设计不同的喷丝孔直径，得到丝束中具有异纤度即异收缩的有色纤维；专利2015100420106、申请号201210003382.4公开了“一种双组份复合纤维的生产方法”，将两种颜色或性能不一的聚合物从同一块喷丝板的不同喷出孔互不交差独立喷出，得到双组分纤维。
上述方法仍只是双色纤维的一步法生产技术，对于大于等于3种颜色的多色纤维，后道仍需采用二步法合股的方法。
而现有技术如申请号为032345356、申请号为2008100636505则借助于海岛丝纺丝法或水溶性材料特性形成不同截面形状或不同色彩组合的纤维，然而这种方式对原料有特殊要求，其产品品种有限，纤维本身的微细结构被破坏，机械性能无法满足使用需求。
基于此，做出本申请案。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，该方法采用三组份复合纺丝设备及特殊设计的纺丝组件，从同一块喷丝板喷出三种不同颜色及(或)不同截面的熔体，经冷却、上油、牵伸、热定型、卷绕的一步法纺丝方法，制得多异聚酯纤维。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，以常规聚酯(PET)为原料，分别在3支不同的螺杆挤压机中添加各种颜色的色母粒并熔融挤出，一起进入复合纺丝设备及特殊设计的三组份纺丝组件、喷丝板，从同一块喷丝板的内、中、外喷出，形成三种不同颜色及(或)不同截面的熔体，经冷却、上油、牵伸、热定型、卷绕的一步法纺丝方法，制得多异聚酯纤维，其具体工艺如下：
(1)各种色母粒原料的干燥预处理：从市场上购得不同颜色的色母粒，在使用前，经过一定的干燥预处理，使色母粒含水率小于80ppm。
(2)纺丝：
①原料及颜色的设定
组分1、组分2、组分3所用PET的特性粘度中心值为0.685dl/g，干切片含水率小于50ppm，添加的母粒颜色可以随意选定，如黑、红、黄、紫、绿、蓝中的任何3种；颜料占熔体的质量百分比为0.5～2.5％。
②纺丝工艺
螺杆各区温度270～290℃、纺丝箱体温度285～295℃，喷丝孔可为圆形或异形、侧吹风风速0.4～0.6m/s，第一热辊速度1800～2000m/min，温度70～90℃，第二热辊速度4400～4600m/min，温度130～150℃，上油率0.8～1.0％，纤维规格为100～300dtex/36～96f的多异FDY。
本发明的工作原理及有益效果如下：
(1)采用三组份复合纺丝设备及特殊设计的纺丝组件，从同一块喷丝板喷出三种不同颜色及(或)不同截面的熔体，经冷却、上油、牵伸、热定型、卷绕的一步法纺丝方法，制得多异聚酯纤维。与一般的多异聚酯纤维需分别制得单色纤维，然后再采用网络合股的二步法不同，本发明生产工艺流程缩短、产品质量提高、成本降低；同时省去了后染色工序，是一种更加环保、节能的生产方式。
(2)色母粒与原料PET的含水量对纺丝熔体质量影响非常显著，本申请中，色母粒和原料PET的含水量控制较低，并确保原料PET的含水率要低于色母粒，一方面，色母粒的主要作用在于着色，相对较高的含水率起到介质作用，有利于色母粒与PET的融合；另一方面，在色母粒与原料PET共混熔融过程中，物料达到平衡，避免水分含量过高或过低所引起的熔融不稳定。
(3)在熔融过程中，原料PET分作多份，每份PET分别与相同或不同的色母粒形成熔体后，再汇聚到喷丝板的内圈、中圈和外圈这些不同位置，不同色泽的熔体分布有序并可控，有利于其截面形状和构成的控制，避免出现杂乱现象。
(4)本申请中，成品纤维的多色是通过熔体来实现的，而纤维自身的微细结构并未发生破坏，且熔体均匀性好，因此纺丝成型过程中毛丝现象较少，纺况良好，所形成的纤维条干均匀度好，其断裂强度在4.0cN/dtex以上，而断裂伸长率则控制在30％左右，满足GBT-14344-2008中对全拉伸丝的要求。
附图说明
图1为本申请中喷丝板喷丝孔分布图；
图2为本申请的工艺流程简图。
其中标号：1.喷丝板；2.喷丝孔区；21.外圈；22.中圈；23.内圈；3.非喷丝孔区。
具体实施方式
本申请所用喷丝板1上喷丝孔分布的区域称为喷丝孔区2，喷丝孔区2分为三区，结合图1所示，分别称为外圈21、中圈22和内圈23，外圈21以外的喷丝板称为非喷丝孔区3；纺丝组件其他部位对应设置。
结合图2，本实施部分的实施工艺路线如下：三组分的原料分别称为PET-1、PET-2、PET-3，对应的色母粒分别称为色母粒-1、色母粒-2和色母粒-3，PET-1经结晶干燥-1至适宜含水率后，送入螺杆挤压机-1中，加入色母粒-1，色母粒-1与PET-1一起熔融挤出，经计量泵-1供应至三组分纺丝组件处，同时，PET-2经结晶干燥-2→螺杆挤压机-2中加入色母粒-2一起熔融挤出→计量泵-2、PET-3经结晶干燥-3→螺杆挤压机-3中加入色母粒-3一起熔融挤出→计量泵-3进入至三组分纺丝组件处，经纺丝组件挤出后送入侧吹风冷却、上油后，经GR1热辊、GR2热辊处理后进行FDY卷绕。
以下结合具体实施例进行技术方案的说明。
实施例1
三组分所用的PET(PET-1、PET-2、PET-3)的特性粘度为0.685dl/g(切片特性粘度按GB-T 14190-2008，以苯酚与四氯乙烷1：1作溶剂进行检测)，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃；其中色母粒-1为红色母粒，颜料占熔体的比例为1％(质量百分比，以下均同)；色母粒-2为黄色母粒，颜料占熔体的比例为0.5％；色母粒-3为蓝色母粒，颜料占熔体的比例为0.5％。
喷丝孔都为圆形、总孔数36孔。纺丝箱体温度285℃，侧吹风风速0.4m/s，第一热辊速度1800m/min、温度70℃，第二热辊速度4400m/min、温度130℃，制得100dtex/36f的红、黄、蓝三色FDY。
实施例2
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：喷丝孔都为三角形孔、总孔数48孔，纺丝箱体温度290℃，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度1900m/min、温度80℃，第二热辊速度4500m/min、温度140℃，制得200dtex/48f的红、黄、蓝三色FDY。
实施例3
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：色母粒-1为紫色母粒，颜料占熔体的比例为0.5％；色母粒-2为绿色母粒，颜料占熔体的比例为1.5％；色母粒-3为黑色母粒，颜料占熔体的比例为2.5％。
喷丝孔都为三叶形、总孔数48孔，纺丝箱体温度290℃，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度1900m/min、温度80℃，第二热辊速度4500m/min、温度140℃，制得200dtex/48f的紫、绿、黑三色FDY。
实施例4
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：色母粒-1为紫色母粒，颜料占熔体的比例为0.5％；色母粒-2为绿色母粒，颜料占熔体的比例为1.5％；色母粒-3为黑色母粒，颜料占熔体的比例为2.5％。
喷丝孔分别为圆形、三角形和三叶形、总孔数72孔，纺丝箱体温度290℃，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度1900m/min、温度80℃，第二热辊速度4500m/min、温度140℃，制得200dtex/72f的紫、绿、黑三色FDY。
实施例5
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：色母粒-1为红色母粒，颜料占熔体的比例为1％；色母粒-2为黄色母粒，颜料占熔体的比例为0.5％；色母粒-3为绿色母粒，颜料占熔体的比例为1.5％。
喷丝孔都为圆形孔、总孔数96孔，纺丝箱体温度295℃，侧吹风风速0.6m/s，第一热辊速度2000m/min、温度90℃，第二热辊速度4600m/min、温度150℃，制得300dtex/96f的红、黄、绿三色FDY。
按《GBT-14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法测试》对上述实施例所形成的纤维的断裂强度和断裂伸长率进行测试，具体参见表1。
表1主要纺丝工艺与纤维物理指标
从上述实施例以及表1可以看出，上述工艺以常规聚酯(PET)为原料，分别在3支不同的螺杆挤压机中添加各种颜色的色母粒并熔融挤出，然后进入三组份复合纺丝设备及特殊设计的纺丝组件、喷丝板，从同一块喷丝板喷出三种不同颜色及(或)不同截面的熔体，经冷却、上油、牵伸、热定型、卷绕的一步法纺丝方法，制得多异聚酯纤维。用该纤维织成的织物，不需再进行后道染色，即可得到由多色、多截面纤维织成的织物。与一般的多异聚酯纤维需分别制得单色纤维，然后再采用网络合股的二步法不同，本发明生产工艺流程缩短、产品质量提高、成本降低。同时省去了后染色工序，是一种更加环保、节能的生产方式，因此，采用本申请的上述技术方案，不仅可以实现一板异色，还可以实现一板异型、一板异色异型等一板多异纤维的加工，其纺况良好，纺丝操作性能佳，成品断裂强度和断裂伸长率均满足相关长丝加工标准，符合使用要求。
以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。

Claims (6)

1.一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，其特征在于：以聚酯为原料，分别在不同的螺杆挤压机中添加色母粒并熔融挤出，熔融形成的熔体一起进入多组份纺丝组件中，并分别从同一块喷丝板的内、中、外喷出，形成具有不同颜色和/或不同截面的熔体，该熔体经冷却、上油、热辊处理后卷绕，制得多异聚酯FDY。
2.如权利要求1所述的一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，其特征在于：所述的色母粒原料的含水量小于80 ppm，添加量为熔体质量的0.5～2.5 %。
3.如权利要求1所述的一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，其特征在于：所述的聚酯特性粘度中心值为0.685 dl/g，含水量小于50 ppm。
4.如权利要求1所述的一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，其特征在于，所述的熔融纺丝成型工艺为：螺杆各区温度270～290 ℃、纺丝箱体温度285~295 ℃，喷丝孔可为圆形或异形、侧吹风风速0.4~0.6 m/s；第一热辊速度1800~2000 m/min，温度70~90 ℃；第二热辊速度4400~4600 m/min，温度130~150 ℃；上油率0.8～1.0 %。
5.如权利要求1所述的一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，其特征在于：所述的喷丝板上的喷丝孔为圆形或异形。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种单板多异聚酯纤维的加工工艺，其特征在于：所述的多异聚酯纤维规格为100～300 dtex/36~96f的多异FDY。
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