CN105862149A - 一种超细复合加弹丝及其加工工艺 - Google Patents

一种超细复合加弹丝及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超细复合加弹丝及其加工工艺，属于长丝生成技术领域。以改性尼龙和聚酯为原料，两原料分别经不同的螺杆挤压机熔融挤出后，同时进入双组份纺丝组件，喷出的熔体再经冷却、上油、卷绕的高速纺丝方法，先制得裂离型预取向丝，然后经加弹工艺制得以改性尼龙为“支架”、PET为“裂片”的超细复合加弹丝。将发明应用于超细复合加弹丝、麂皮绒、防水织物等的加工，具有织物挺括、致密、丰满等优点。

Description

一种超细复合加弹丝及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种超细复合加弹丝及其加工工艺，属于长丝生成技术领域。
背景技术
复合纺丝制备超细纤维的方法主要有海岛型复合纺丝和裂离型复合纺丝，其中裂离型复合纺丝中主要以涤锦复合纺丝为主，利用涤纶与锦纶的不相容性，在后道碱减量或一定机械力的作用下开纤，制得超细旦纤维。超细纤维与普通纤维相比，具有极小的线密度和高比表面积，织成的织物具有高覆盖性、手感柔软、穿着舒适、色调柔和等特性，广泛用于麂皮绒、仿桃皮绒、超细纤维皮革基布、高密防水织物、高性能清洁布、高性能吸滤材料等的生产，成为附加值较高的产品。
涤锦复合纤维是一种比较成熟的技术，所用原料多以常规聚酯和尼龙6为主，截面则以8分割的桔瓣型(也称米字型)为主。为了生产更细的复合纤维，也有增加分割比例的，如申请号CN200910025727.4公开了“一种0.06D超特细涤锦复合纤维的制备方法”，纤维截面为16或24分割，以实现更细旦数的生产。
为了使超细纤维织成的织物，具有致密、挺括、丰满的效果，常常需要在超细纤维中并入一根高收缩纤维，使织物在染色后整理过程中，由于高收缩纤维的收缩，使布面整体收缩，产生致密和丰富的立绒效果。但并入的高收缩纤维会使织物出现色差和紧点现象，影响最终织物的风格。
为此，申请号CN201310198200.8公开了“高收缩涤锦复合超细纤维及生产方法”，以在常规PET中添加一定量的聚氨酯为芯组分、尼龙6中添加一定量的Vistamaxx丙烯基弹性体为另一组分，通过共轭纺丝的方法制得高收缩涤锦复合超细纤维，但未对具体的工艺和纤维收缩率指标进行表述，且对于超细旦纺丝而言，共混组分的添加会对纺丝性能带来较大的影响。申请号CN201410265536.6公开了“一种具有超高收缩率的涤锦复合超细纤维的制备方法”，采用高收缩聚酯切片和锦纶6切片，按质量比80：20～60：40的比例，制得沸水收缩率达15％以上的涤锦复合超细DTY。所述的高收缩切片由添加间苯二甲酸和新戊二醇制得，但高收缩聚酯作为裂片部分，在纤维中含量多，收缩率太高，易造成布面坚硬，影响柔软性，且米字部分的锦纶分布在高收缩裂片之间，无法产生蓬松效果。申请号CN201510422893.3公开了“一种裂瓣型高收缩锦纶复合全拉伸丝及其制备方法”，由高收缩组分和锦纶组分复合在一起的双组分复合纤维，截面呈裂瓣形，其中锦纶组分：高收缩组分的重量百分比为55～65：45～35，沸水收缩率为10％左右，但未说明所用的高收缩切片指标，而且截面为裂瓣型(也即米字型)，支架与裂片的接触面大，使支架部分的收缩力小于纤维间的摩擦力，较难产生异收缩效果。而且这些方法，仅考虑了纤维沸水收缩率的影响，其实对于超细复合纤维，重要的是纤维组分间的异收缩，即通过开纤，使收缩率低的组分包覆在收缩率高的组分外，形成蓬松、致密和立绒的综合效果。所以组分的选择、截面的设计和加工工艺的控制至关重要。
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超细纤维，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。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性尼龙与聚酯裂离型的超细复合加弹丝的加工工艺，该工艺以改性尼龙(COPA)和聚酯(PET)为原料，经复合纺丝的方法，制得以改性尼龙为“支架”、PET为“裂片”的裂离型超细复合加弹丝(DTY)。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
超细复合加弹丝的加工工艺，以改性尼龙(COPA)和聚酯(PET)为原料，分别经螺杆挤压机熔融挤出，进入双组份复合纺丝设备及特殊设计的喷丝孔，喷出的熔体，经冷却、上油、卷绕的高速纺丝方法，先制得裂离型预取向丝(POY)，然后经加弹工艺制得以改性尼龙为“支架”、PET为“裂片”的裂离型超细复合加弹丝(DTY)。
主要的工艺过程和技术参数包括：
(1)改性尼龙(COPA)：以PA6为主要成分，通过添加PA66、PA1010、PA1012、PA1212、PA10、PA11中的一种或几种单体制得的共聚改性尼龙，熔点为195～205℃、相对粘度2.4±0.10；如果从成本考虑，优选PA66作为共聚单体。
(2)喷丝孔：六角星或五角星截面。
(3)复合纺丝：
①聚酯：特性粘度0.685±0.010dl/g，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃。
②COPA：相对粘度2.40±0.10，螺杆各区温度260～280℃。
COPA(支架部分)与PET(裂片部分)的质量比为30～50：70～50，纺丝箱体温度为285～295℃，侧吹风风速0.4～0.6m/s，卷绕速度2800～3200m/min，上油率0.3～0.5％，制得80～250dtex/36f的裂离型涤锦复合POY。
(4)DTY的制备
第一热箱温度160～180℃，第二热箱温度170～190℃，拉伸假捻D/Y比(摩擦盘速度与加工速度之比)1.9～2.1，牵伸倍数1.55～1.65，加工速度400～600m/min，制得规格为50～150dtex/36f的裂离型涤锦超细复合DTY。
采用上述工艺所制得的超细复合加弹丝的截面由“支架”和“裂片”构成，裂片与支架同轴心设置，且支架为五角星或六角星形状，裂片围绕于支架周围；该加弹丝是由80～250dtex/36f的POY经加弹形成的规格为50～150dtex/36f。
本发明的工作原理及有益效果如下：
(1)以改性尼龙(COPA)和聚酯(PET)为原料，分别经螺杆挤压机熔融挤出，进入双组份复合纺丝设备并从截面为六角星或五角星的喷丝孔喷出熔体，经冷却、上油、卷绕的高速纺丝方法，先制得裂离型预取向丝(POY)，然后经加弹工艺制得以改性尼龙为“支架”、PET为“裂片”的裂离型复合加弹丝(DTY)。该纤维不需另行并入高收缩纤维，就可直接织成织物，在碱减量过程中，改性尼龙与涤纶部分发生剥离，并在之后的高温染色过程中，改性尼龙进一步收缩，细旦涤纶包覆在改性尼龙纤维周围，使最终织物具有致密、挺括、丰满的效果。
(2)本发明中，改性尼龙以PA6为主成分，通过添加PA66、PA1010、PA1012、PA1212、PA10、PA11中的一种或几种单体制得的共聚改性尼龙，从而形成结构平衡、相容性好的复合单体，该单体经熔融挤出后所形成的熔体与聚酯熔体具有很好的相容性，当经过双组份纺丝组件喷丝板的喷丝孔时，作为“裂片”的聚酯PET在保持自身成分独立性的同时，很好地贴合在“支架”改性尼龙上，因此在进行剥离前，两者仍然可以形成结构均一、没有明显脱层的纤维，机械性能良好。
(3)本申请中，“支架”部分的改性尼龙所占比例较“裂片”部分细旦涤纶含量低，在碱减量处理过程中，改性尼龙与涤纶部分发生剥离，比例较少的改性尼龙收缩过程中不会过度影响纤维的整体性，并确保细旦涤纶包覆在改性尼龙纤维周围，可用于高档麂皮绒、仿桃皮绒、超细纤维皮革基布、高密防水织物、高性能清洁布等的生产。
附图说明
图1为本申请喷丝板的第一种结构示意图；
图2为本申请喷丝板的第二种结构示意图；
图3为本申请的工艺流程图。
其中标号：1.支架；2.裂片。
具体实施方式
实施例1
本申请所采用的双组份纺丝组件的喷丝板结构可参见图1或图2，其中支架1为六角星或五角星，裂片2分布于支架1的周围。
以改性尼龙(COPA)和聚酯(PET)为原料，其中，结合图3，改性尼龙经结晶干燥-1、螺杆挤压机-1熔融后，经计量泵-1计量并送入双组份纺丝组件，同时，聚酯经结晶干燥-2、螺杆挤压机-2熔融后，经计量泵-2计量也送入双组份纺丝组件，经双组份纺丝组件纺丝挤出后，经侧吹风冷却、上油，再经导丝盘-1、导丝盘-2送至POY卷绕，形成改性尼龙与聚酯裂离型的超细复合加弹丝。
以下通过具体实施例，对本发明作进一步的描述。
实施例1
COPA的相对粘度(相对粘度按FZ/T 51004-2011纤维级聚己内酰胺切片的标准测试)为2.4，熔点为195℃，干切片含水率小于100ppm，螺杆各区温度260～280℃；PET的特性粘度(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)为0.685dl/g，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃。
COPA与PET的质量比为30：70，纤维截面为六角星型(即喷丝板采用图1所示的结构)，纺丝箱体温度为285℃，侧吹风风速0.4m/s，卷绕速度2800m/min，制得80dtex/36f的裂离型涤锦复合POY。
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：COPA的相对粘度为2.4，熔点为200℃，干切片含水率小于100ppm，螺杆各区温度260～280℃；PET的特性粘度0.685dl/g，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃。
COPA与PET的质量比为40：60，纤维截面为六角星型，纺丝箱体温度为290℃，侧吹风风速0.5m/s，卷绕速度3000m/min，制得160dtex/36f的裂离型涤锦复合POY。
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：COPA的相对粘度为2.4，熔点为205℃，干切片含水率小于100ppm，螺杆各区温度260～280℃；PET的特性粘度0.685dl/g，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃。
COPA与PET的质量比为50：50，纤维截面为六角星型，纺丝箱体温度为295℃，侧吹风风速0.6m/s，卷绕速度3200m/min，制得250dtex/36f的裂离型涤锦复合POY。
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：COPA的相对粘度为2.4，熔点为200℃，干切片含水率小于100ppm，螺杆各区温度260～280℃；PET的特性粘度0.685dl/g，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃。
COPA与PET的质量比为40：60，纤维截面为五角星型(即喷丝板采用图2所示的结构)，纺丝箱体温度为290℃，侧吹风风速0.5m/s，卷绕速度3000m/min，制得160dtex/36f的裂离型涤锦复合POY。
比较例1
常规聚酯的特性粘度为0.685dl/g，熔点为258℃，干切片含水率小于50ppm，螺杆各区温度270～290℃；尼龙6相对粘度2.3，干切片含水率小于100ppm，螺杆各区温度260～280℃。
常规聚酯与尼龙6的质量比为40：60，纤维截面为五角星型，纺丝箱体温度为295℃，侧吹风风速0.5m/s，卷绕速度3000m/min，制得160dtex/36f的裂离型涤锦复合POY。
实施例5
对实施例1所得的POY产品进行DTY加工。设定第一热箱温度160℃，第二热箱温度170℃，拉伸假捻D/Y比1.9，牵伸倍数1.65，加工速度为400m/min。得到规格为50dtex/36f的裂离型涤锦复合DTY。
实施例6
对实施例2所得的POY产品进行DTY加工。设定第一热箱温度170℃，第二热箱温度180℃，拉伸假捻D/Y比2.0，牵伸倍数1.60，加工速度为500m/min。得到规格为100dtex/36f的裂离型涤锦复合DTY。
实施例7
对实施例3所得的POY产品进行DTY加工。设定第一热箱温度180℃，第二热箱温度190℃，拉伸假捻D/Y比2.1，牵伸倍数1.55，加工速度为600m/min。得到规格为150dtex/36f的裂离型涤锦复合DTY。
实施例8
对实施例4所得的POY产品进行DTY加工。设定第一热箱温度170℃，第二热箱温度180℃，拉伸假捻D/Y比2.0，牵伸倍数1.60，加工速度为500m/min。得到规格为100dtex/36f的裂离型涤锦复合DTY。
比较例2
对比较例1所得的POY产品进行DTY加工。设定第一热箱温度170℃，第二热箱温度180℃，拉伸假捻D/Y比2.0，牵伸倍数1.60，加工速度为500m/min。得到规格为100dtex/36f的裂离型涤锦复合DTY。
对上述实施例所制备的纤维进行性能测试，其测试标准分别为：
(1)纤维的断裂强度和断裂伸长率：按《GB/T 14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法》测试。
(2)袜带的收缩率：将纤维织成袜带，然后在碱浓度为2％、温度100℃下处理30min，袜带清水洗净后，再在125℃下处理30min，测试袜带纵向和横向的收缩率。
收缩率＝(L0-L)/L0×100％。
其中，L0表示处理前的袜带纵向高度或横向宽度，L表示收缩后的袜带纵向高度或横向宽度。
表1 POY主要制备工艺与纤维物理指标
表2 DTY主要制备工艺与纤维物理指标
通过上述实施例及表1、表2的比较可以看出，上述工艺以改性尼龙和聚酯为主原料，分别在不同的螺杆挤压机中熔融并挤出后，一起进入多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由如图1或图2所示截面由“支架1”和“裂片2”构成的熔体，经侧吹风冷却、上油、卷绕，先制得裂离型预取向丝(POY)，然后经加弹工艺制得以改性尼龙为“支架”、PET为“裂片”的裂离型复合加弹丝(DTY)。纤维经后道碱减量分裂成超细纤维，且因“支架1”部分的改性尼龙具有较高的收缩率，在碱减量及之后的高温染色过程中，收缩率逐渐增大，“裂片2”部分的细旦涤纶包覆在改性尼龙周围，使最终织物具有致密、挺括、丰满的效果，可用于高档麂皮绒、仿桃皮绒、超细纤维皮革基布、高密防水织物、高性能清洁布等的生产。
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 (10)

1.一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：以改性尼龙和聚酯为原料，两原料分别经不同的螺杆挤压机熔融挤出后，同时进入双组份纺丝组件，喷出的熔体再经冷却、上油、卷绕的高速纺丝方法，先制得裂离型预取向丝，然后经加弹工艺制得以改性尼龙为“支架”、PET为“裂片”的超细复合加弹丝。
2.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：所述的改性尼龙是以PA6为主要成分，通过添加PA66、PA1010、PA1012、PA1212、PA10、PA11中的一种或几种单体制得的共聚物。
3.如权利要求1或2所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：所述的改性尼龙是以PA6为主要成分并添加PA66作为共聚单体所形成的共聚物。
4.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：所述的双组份纺丝组件的喷丝板上，喷丝孔区由“支架”和“裂片”构成，支架为六角星或五角星形状 。
5.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：所述的改性尼龙的熔点为195～205℃，相对粘度2.4±0.10。
6.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：所述的聚酯特性粘度为0.685±0.010 dl/g，切片含水量小于50 ppm。
7.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于：所述的螺杆挤压机中，螺杆各区温度为270～290 ℃。
8.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于，所述的纺丝工艺为：改性尼龙与聚酯的质量比为30～50：70～50，纺丝箱体温度为285~295 ℃，侧吹风风速0.4~0.6 m/s，卷绕速度2800~3200 m/min，上油率0.3～0.5 %。
9.如权利要求1所述的一种超细复合加弹丝的加工工艺，其特征在于，所述的加弹工艺为：第一热箱温度160～180 ℃，第二热箱温度170～190 ℃，拉伸假捻D/Y比1.9～2.1，牵伸倍数1.55～1.65，加工速度为400～600 m/min。
10.如权利要求1-9任一项所述加工工艺制得的超细复合加弹丝，其特征在于：所述的超细复合加弹丝的截面由支架和裂片构成，裂片与支架同轴心设置，且支架为五角星或六角星形状，裂片围绕于支架周围；加弹丝的规格为50～150 dtex /36f。
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