CN105951197A - 三组分异形截面复合中空粘弹纤维生产工艺、设备及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其以高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体为原料，并采用特制的喷丝板进行纺丝，当高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体出喷丝板后，流经两个内弧形腰孔四个端部的高粘度熔体之间、低粘度熔体之间分别粘接，流经同一内弧形腰孔的高粘度熔体与低粘度熔体粘接，进而由流经两个内弧形腰孔的高粘度熔体与低粘度熔体形成空腔，流经外弧形腰孔的低熔点熔体粘附在高粘度熔体和低粘度熔体形成的空心管上，再经过冷却、上油、拉伸，卷绕，得到三组分异形截面复合中空粘弹纤维的原丝，而后根据使用需要经过不同的后纺工序，得到不同长度外形的三组分异形截面复合中空粘弹纤维。

Description

三组分异形截面复合中空粘弹纤维生产工艺、设备及其产品

技术领域

本发明涉及纤维制备工艺领域，尤其涉及一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维生产工艺、设备及其产品。

背景技术

无纺布（英文名：Non Woven）又称不织布，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，广泛应用于医疗卫生用布、家庭装饰用布、跟装用布、工业过滤材料、作物保护布、太空棉、保温隔音材料、袋包茶叶袋等产品的生产之中。

无纺布的加工方式通常是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。比如将具有蓬松性和回弹性的中空纤维与化学粘和剂粘接，或者将现有的中空纤维与低熔点棉混合，依靠一定温度下纤维之间的自动粘接特性粘接。前者存在粘合剂会释放有毒有害物质的问题，不利于环境保护；后者虽然环保，但是制作工序较为复杂,且成本较高。因此亟待开发出一种同时具备中空纤维以及低熔点棉特性的复合纤维，以简化无纺布生产步骤，降低生产成本。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种用于生产兼具中空纤维以及低熔点棉特性的三组分异形截面复合中空粘弹纤维的喷丝板。

实现本发明目的一的技术方案是：一种用于生产三组分异形截面复合中空粘弹纤维的喷丝板，其表面均匀分布有数个喷丝孔，所述喷丝孔包括上下贯通的导孔和微孔，所述导孔和微孔的横截面均由两个内弧形腰孔以及两个外弧形腰孔构成，两个所述内弧形腰孔对称设置且两个内弧形腰孔的圆心相近，所述外弧形腰孔分别位于内弧形腰孔的外侧并与相邻的内弧形腰孔弧线平行设置，两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙的开口方向不正对喷丝板的径向，所述导孔的顶部和底部均具有锥度；所述微孔的高度不小于内弧形腰孔的宽度以及外弧形腰孔的宽度；两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间均具有间隙，两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离＜两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离，同侧的内弧形腰孔与外弧形腰孔之间的间距为0.12～0.15mm。

进一步地，所述两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙的开口方向与喷丝板的径向垂直，可以有效防止熔体在出口膨化现象的影响下过快冷却而不能很好的粘接，造成纤维破裂。

进一步地，所述内弧形腰孔的宽度为0.10～0.15mm，所述外弧形腰孔的宽度为0.05～0.10mm，以制得纤度为3D-23D的纤维。

进一步地，所述两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离为0.12～0.15mm，两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离为0.14～0.18mm。

进一步地，所述导孔顶部的锥度为90°，底部的锥度为60°，以保证熔体在孔内无死角和流动顺畅，最大程度降低停留时间的不一致导致的降解。

本发明目的之二在于提供一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺。

实现本发明目的二的技术方案是：一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其采用高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体共三组分经前纺工序制得原丝，而后经过后纺工序制得成品，其中，所述高粘度熔体和低粘度熔体粘度差＞0.5，所述低熔点熔体为130℃以下分子链发生滑移粘接的熔体；在所述前纺工序制备原丝的纺丝步骤中，所述高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体分别通过熔融或加压任一种输送方式送至计量泵，经定量计量增压至各自互不干扰的流道，在组件中分配后进入发明目的一所述的喷丝板；纺丝时，低熔点熔体进入导孔的两个外弧形腰孔，高粘度熔体进入两个导孔的内弧形腰孔的同侧，所述低粘度熔体进入高粘度熔体对侧的两个导孔内弧形腰孔，三个组分分别充满对应的内、外弧形腰孔而后从对应的微孔喷出。

进一步地，所述高粘度熔体以及低粘度熔体为聚酯或聚丙烯或高密度聚乙烯或高密度聚乙烯改性材料的一种。

进一步地，所述低熔点熔体为改性的聚酯或低密度聚乙烯的一种。

本发明实现的三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体出喷丝板后，流经两个内弧形腰孔四个端部的高粘度熔体之间、低粘度熔体之间分别粘接，流经同一内弧形腰孔的高粘度熔体与低粘度熔体粘接，进而由流经两个内弧形腰孔的高粘度熔体与低粘度熔体形成空腔，流经外弧形腰孔的低熔点熔体粘附在高粘度熔体和低粘度熔体形成的空心管上，再经过冷却、上油、拉伸，卷绕，得到三组分异形截面复合中空粘弹纤维的原丝，而后根据使用需要经过不同的后纺工序，得到不同长度外形的成品。

本发明目的之三在于提供一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维，其由前述三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺制得。

本发明实现的三组分异形截面复合中空粘弹纤维，其由高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体形成永久性的三维立体卷曲结构，具有回弹性好、蓬松性好，抗倒伏、等优异的特性。本产品的皮层为低熔点组分，在110～130℃分子链便开始滑移熔化，具有粘接性，而中心两组分的物质具有很高的强度，保持着纤维良好的卷曲形态，在一定工艺温度下只在纤维与纤维接触的部分开始粘接。从而解决了无纺布加工时需要添加其他粘合剂或者添加低熔点纤维，带来混合不均匀，造成板结、漏空等的困扰，可广泛用于非织造领域，是高档卫生用品、过滤材料、填充材料等的首选，可替代传统的化学及天然纤维，其优异的高弹高膨松性，具有保暖不易变形的特性，大幅度减少原料的使用，其优良的吸湿性，可满足婴儿尿不湿、妇女卫生用品的需求；其优秀的粘结性，在织物时不添加任何化学粘合剂而成型；三组分异形截面复合中空粘弹纤维无毒、无害、无污染可回收再利用。可用于直接接触人体皮肤，为绿色环保生态I类产品。

附图说明

图1为本发明实施例所述喷丝板俯视结构示意图；

图2为图1中I部分所示喷丝孔放大结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图，其中，箭头代表低熔点熔体的流向，代表高粘度熔体的流向；

图4为本发明实施例所述微孔的仰视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明较佳实施例做详细描述。

如图1至图4所示，本发明用于生产三组分异形截面复合中空粘弹纤维的喷丝板10上均匀分布有数个喷丝孔1，所述喷丝孔1包括上下贯通的导孔11和微孔12，所述导孔11和微孔12的横截面均由两个内弧形腰孔（111，111’）以及两个外弧形腰孔（112，112’）构成，两个所述内弧形腰孔（111，111’）对称设置且两个内弧形腰孔的圆心相近，所述外弧形腰孔（112，112’）分别位于内弧形腰孔（111，111’）的外侧并与相邻的内弧形腰孔（111，111’）弧线平行设置，两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙的开口方向与喷丝板的径向垂直；所述微孔11的高度H不小于内弧形腰孔的宽度（d1，d1’）以及外弧形腰孔的宽度（d2，d2’）；所述两个内弧形腰孔111端部之间以及两个外弧形腰孔112端部之间均具有间隙，两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离（d3，d3’）＜两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离（d4，d4’），同侧的内弧形腰孔111与外弧形腰孔112之间的径向间距（d5，d5’）为0.12～0.15mm，所述导孔顶部的锥度α为90°，底部的锥度β为60°。

一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其采用高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体三个组分经前纺工序制得原丝，而后经过后纺工序制得成品；在所述前纺织工艺的纺丝步骤中，所述高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体分别通过熔融或加压输送的方式送至计量泵，经定量计量增压至各自互不干扰的流道在组件中分配后进入前述喷丝板内，其中，如图2所示，低熔点熔体进入导孔的两个外弧形腰孔112，高粘度熔体进入两个导孔内弧形腰孔111的B侧，所述低粘度熔体进入两个导孔内弧形腰孔111的C侧(即高粘度熔体对侧)，三个组分分别充满对应的内、外弧形腰孔而后从对应的微孔喷出。

其高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体出喷丝板后，流经两个内弧形腰孔四个端部的高粘度熔体之间、低粘度熔体之间分别粘接，流经同一内弧形腰孔的高粘度熔体与低粘度熔体粘接，进而由流经两个内弧形腰孔的高粘度熔体与低粘度熔体形成空腔，流经外弧形腰孔的低熔点熔体粘附在高粘度熔体和低粘度熔体形成的空心管上，再经过冷却、上油、拉伸，卷绕－横动落桶，得到三组分异形截面复合中空粘弹纤维的原丝。所述原丝经过集束－牵伸－定型—上油—卷曲－松弛热定型－切断—包装等后纺工序即得纤维较短的三组分异形截面复合中空粘弹纤维；若经过冷却、上油、拉伸，卷绕，得到三组分异形截面复合中空粘弹纤维的原丝，所述原丝经过牵伸－定型—加捻—冷却—上油—落筒—包装等后纺工序即得纤维较长的三组分异形截面复合中空粘弹纤维。

本发明所述高粘度熔体以及低粘度熔体可以为聚酯或聚丙烯或高密度聚乙烯或高密度聚乙烯改性材料，只要满足所述高粘度熔体和低粘度熔体粘度差＞0.5即可，所述低熔点熔体可以为改性的聚酯或低密度聚乙烯，只要该熔体为满足130℃以下分子链发生滑移粘接的要求即可。

本发明限定两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙不能正对喷丝板径向，否则会导致熔体在出口膨化现象的影响下迅速冷却而不能很好粘接，造成纤维破裂；由于高聚物的加工中均需要应力松弛的过程，所以微孔的高度不小于内弧形腰孔的宽度以及外弧形腰孔的宽度，才能加工出稳定连续的原丝；由于内外需粘接，内弧形腰孔与外弧形腰孔之间的径向间距由低熔点熔体的出口膨化比决定的，过宽，会导致粘接不牢固影响后续加工，过低，喷丝板加工难度大，在高压下易脱落；两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离的是由熔体膨化现象产生的粘接宽度决定的，其中应满足两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离＜两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离；d1和d2绝对宽度首先是由所生产的纤维规格决定的，当所述内弧形腰孔的宽度为0.10～0.15mm，所述外弧形腰孔的宽度为0.05～0.10mm时，可以制得纤度为3D-23D的纤维。

Claims (9)

1.一种用于制备三组分异形截面复合中空粘弹纤维的喷丝板，其表面均匀分布有数个喷丝孔，所述喷丝孔包括上下贯通的导孔和微孔，其特征在于：所述导孔和微孔的横截面均由两个内弧形腰孔以及两个外弧形腰孔构成，两个所述内弧形腰孔对称设置且两个内弧形腰孔的圆心相近，所述外弧形腰孔分别位于内弧形腰孔的外侧并与相邻的内弧形腰孔弧线平行设置，两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙的开口方向不正对喷丝板的径向，所述导孔的顶部和底部均具有锥度；所述微孔的高度不小于内弧形腰孔的宽度以及外弧形腰孔的宽度；两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间均具有间隙，两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离＜两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离，同侧的内弧形腰孔与外弧形腰孔之间的间距为0.12～0.15mm。

2.根据权利要求1所述的喷丝板，其特征在于：所述两个内弧形腰孔端部之间以及两个外弧形腰孔端部之间的间隙的开口方向与喷丝板的径向垂直。

3.根据权利要求1所述的喷丝板，其特征在于：所述内弧形腰孔的宽度为0.10～0.15mm，所述外弧形腰孔的宽度为0.05～0.10mm。

4.根据权利要求1所述的喷丝板，其特征在于：所述两个内弧形腰孔端部之间的间隙的距离为0.12～0.15mm，两个外弧形腰孔端部之间的间隙的距离为0.14～0.18mm。

5.根据权利要求1所述的喷丝板，其特征在于：所述导孔顶部的锥度为90°，底部的锥度为60°。

6.一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其特征在于：其采用高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体共三组分经前纺工序制得原丝，而后经过后纺工序制得成品，其中，所述高粘度熔体和低粘度熔体粘度差＞0.5，所述低熔点熔体为130℃以下分子链发生滑移粘接的熔体；在所述前纺工序制备原丝的纺丝步骤中，所述高粘度熔体、低粘度熔体以及低熔点熔体分别通过熔融或加压任一种输送方式送至计量泵，经定量计量增压至各自互不干扰的流道，在组件中分配后进入权利要求1至5中任意一项所述的喷丝板；纺丝时，低熔点熔体进入导孔的两个外弧形腰孔，高粘度熔体进入两个导孔的内弧形腰孔的同侧，所述低粘度熔体进入高粘度熔体对侧的两个导孔内弧形腰孔，三个组分分别充满对应的内、外弧形腰孔而后从对应的微孔喷出。

7.根据权利要求6所述的三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其特征在于：所述高粘度熔体以及低粘度熔体为聚酯或聚丙烯或高密度聚乙烯或高密度聚乙烯改性材料的一种。

8.根据权利要求6所述的三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺，其特征在于：所述低熔点熔体为改性的聚酯或低密度聚乙烯的一种。

9.一种三组分异形截面复合中空粘弹纤维，其特征在于，其由权利要求6所述的三组分异形截面复合中空粘弹纤维的生产工艺制得。