CN106245122B

CN106245122B - 一种多孔涤纶长丝的制备方法

Info

Publication number: CN106245122B
Application number: CN201610770149.7A
Authority: CN
Inventors: 范红卫; 汤方明; 尹立新; 刘志立; 陈德伟; 王丽丽
Original assignee: Jiangsu Hengli Chemical Fiber Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Hengli Chemical Fiber Co Ltd
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: CN106245122A

Abstract

本发明涉及一种多孔涤纶长丝的制备方法，采用多孔喷丝板纺丝制得多孔涤纶长丝；多孔喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，椭圆形排列是指喷丝孔的孔中心位于同心椭圆上，同心椭圆为系列椭圆，所有椭圆的长轴共线，且短轴共线。喷丝板的有效面积相同时，本发明喷丝孔椭圆形排列的层数小于圆形排列的层数，喷丝孔椭圆形排列的孔数大于圆形排列的孔数，椭圆形排列能够实现更大程度的冷却，显著提高冷却效率。本发明制得的多孔涤纶长丝力学性能优良，POY丝的断裂强度CV值≤2.5％，断裂伸长CV值≤5.0％，FDY丝的断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％。

Description

一种多孔涤纶长丝的制备方法

技术领域

本发明属于纺丝领域，涉及一种多孔涤纶长丝的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有力学性能高、耐磨、抗蠕变和电绝缘性能好等特点，且原料丰富，是近年来发展最迅速、产能最大的合纤品种。PET超细纤维是一种性能优良、风格独特的高技术、高附加值产品，在中高档面料、建筑、生物医学、工业过滤、军事防护、环境保护等领域展现了广阔的应用前景。制备PET超细纤维的方法很多，其中熔融纺丝法是目前工业生产应用中较多的一种。

熔融纺丝过程中有许多参数，这些参数决定纤维成型的历程和纺出纤维的结构和性能，生产上就是通过控制这些参数来制得所需性能的纤维。按照工艺过程可将生产中控制的主要纺丝参数归纳为熔融条件、喷丝条件、固化条件、绕丝条件等，其中丝条冷却固化条件对纤维结构与性能有决定性的影响，为控制聚酯熔体细流的冷却速度及其均匀性，生产中普遍采取冷却吹风。冷却吹风可加速熔体细流的冷却速度，有利于提高纺丝速度；加强丝条周围空气的对流，使内外层丝条冷却均匀，为采用多孔喷丝板创造了条件；冷却吹风可使初生纤维质量提高，拉伸性能提高，有利于提高设备的生产能力。

长期以来化纤生产都采用侧吹风作为冷却方式，能源消耗占到长丝生产成本的很大部分，随着人们对化纤性能和品质要求日益提高，化纤长丝新产品的开发向高附加值的差别化纤维方向发展，要求更高的冷却吹风条件，于是提出了环吹风装置。环吹风装置不仅具备每束丝受风均匀的优势，而且能耗相比较低，有效的解决了侧吹风由于吹风面积大而造成的风能损失问题。

在纺丝过程中，尽管环吹风有着明显的优势，但仍无法很好地解决多孔丝的冷却不均的问题。由于纺出的丝从圆形喷丝板挤出后，通过环吹风冷却，由于圆形喷丝板圈数较多，使得环吹风很难进入最内层，导致在最外层的丝已经冷却后最内层的丝可能还未冷却，从而所得的丝出现纤度不匀，强度不匀，染色不匀等问题，致使后续对丝的进一步加工出现难度。

发明内容

本发明的目的是克服现有喷丝板在环吹风的扫吹下冷却不均匀的问题，并实现大规模化的生产纺丝，提供一种新型喷丝板，并将其用于多孔涤纶长丝的制备。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多孔涤纶长丝的制备方法，采用多孔喷丝板纺丝制得多孔涤纶长丝；所述多孔喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，所述椭圆形排列是指喷丝孔的孔中心位于同心椭圆上，所述同心椭圆为系列椭圆，所有椭圆的长轴共线，且短轴共线。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述多孔涤纶长丝为POY丝或FDY丝；

所述POY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕，制得多孔涤纶POY丝，所述挤出的温度为280～290℃，所述冷却的风温为20～25℃，所述卷绕的速度为2500～3000m/min；

所述FDY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得多孔涤纶FDY丝，所述挤出的温度为280～290℃，所述冷却的风温为20～25℃，所述卷绕的速度为4000～4600m/min。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，多孔涤纶POY丝的线密度偏差率≤0.2％，断裂强度CV值≤2.5％，断裂伸长CV值≤5.0％；多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述喷丝孔的排列为长轴和/或短轴对称。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.3～1.8。当喷丝板的有效面积相同时，由于椭圆形的周长大于圆形的周长，喷丝孔椭圆形排列的层数小于圆形排列的层数，喷丝孔椭圆形排列的孔数大于圆形排列的孔数，因此，喷丝孔椭圆形排列有利于环吹风的冷却，提高环吹风的冷却效率，制备的纤维性能也更加优良。长轴与短轴长度的比值越接近于1，椭圆越近似于圆，冷却效率和冷却效果的差别不大；长轴与短轴长度的比值为1.3时，冷却效果显著提高，单圈孔数相应增加16％；长轴与短轴长度的比值为1.8时，冷却效果提高较大，单圈孔数相应增加33％，相同孔数情况下，本发明的椭圆形排列比常规同心圆排列的圈数减少，易于冷却风吹透，使内外圈的纤维冷却条件更均匀；长轴与短轴长度的比值大于1.8时，椭圆偏向于形成扁平的形状，不易打孔，同时冷却效果不再升高。因此，系列椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.3～1.8，能够达到较高的冷却效率和较好的冷却效果。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，相邻喷丝孔的间距大于等于喷丝孔的导孔直径加上1.5mm。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述喷丝板为圆形喷丝板或椭圆形喷丝板。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值大于10mm，所述椭圆形喷丝板与系列椭圆最大的长轴长度的差值大于10mm。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述喷丝孔的导孔直径为1.5～2.5mm。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述喷丝板的喷丝孔数大于等于192。

如上所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，所述喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为圆形、正方形、菱形、一字型、三角型、三叶型、中空型或扁平型。

有益效果：

1)本发明的喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，喷丝板的有效面积相同时，喷丝孔椭圆形排列的层数小于圆形排列的层数，环吹风更容易吹透纺丝细流，纺丝细流的冷却效果更好，制备的纤维性能也更加优良。

2)本发明的喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，喷丝板的有效面积相同时，喷丝孔椭圆形排列的孔数大于圆形排列的孔数，椭圆形排列能够实现更大程度的冷却，显著提高冷却效率。

3)本发明的一种多孔涤纶长丝的制备方法采用喷丝孔椭圆形排列的喷丝板，使得纺丝细流能够充分冷却，制得的纤维性能优良，多孔涤纶POY丝的线密度偏差率≤0.2％，断裂强度CV值≤2.5％，断裂伸长CV值≤5.0％，多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％。

附图说明

图1为374个喷丝孔的椭圆形排列图，喷丝孔的孔径为2.0mm，椭圆长轴与短轴的长度比值为1.3；

图2为370个喷丝孔的圆形排列图，喷丝孔的孔径为2.0mm；

图3为382个喷丝孔的椭圆形排列图，喷丝孔的孔径为2.0mm，椭圆长轴与短轴的长度比值为1.6。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种多孔涤纶POY丝的制备方法，多孔涤纶长丝采用多孔喷丝板制得，喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，椭圆形排列是指喷丝孔的孔中心位于同心椭圆上，同心椭圆为系列椭圆，所有椭圆的长轴共线，且短轴共线。

如图1所示，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.3，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.5mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为11mm，喷丝孔的导孔直径为2.0mm，喷丝板的喷丝孔数为374，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为圆形。

POY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕，制得多孔涤纶POY丝，挤出的温度为280℃，冷却的风温为20℃，卷绕的速度为2500m/min。

制得的多孔涤纶POY丝的线密度偏差率为0.2％，断裂强度CV值为2.5％，断裂伸长CV值为5.0％。

实施例2

如图3所示，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.6，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.5mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为11mm，喷丝孔的导孔直径为2.0mm，喷丝板的喷丝孔数为382，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为圆形。

制得的多孔涤纶POY丝的线密度偏差率为0.1％，断裂强度CV值为2.0％，断裂伸长CV值为3.0％。

对比例1

一种多孔涤纶POY丝的制备方法，多孔涤纶长丝采用多孔喷丝板制得，喷丝板上喷丝孔的排列方式为圆形排列，圆形排列是指喷丝孔的孔中心位于同心圆上，同心圆为系列圆形。如图2所示，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.5mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列圆形最大的直径的差值为11mm，喷丝孔的导孔直径为2.0mm，喷丝板的喷丝孔数为370，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为圆形。

制得的多孔涤纶POY丝的线密度偏差率为0.5％，断裂强度CV值为3.5％，断裂伸长CV值为8.0％。

与实施例1对比可以看出，喷丝板的有效面积相同时，喷丝孔数相近时(圆形排列喷丝孔数为370，椭圆形排列喷丝孔数为374)，椭圆形排列的喷丝孔层数为6，小于圆形排列的喷丝孔层数8，冷却效果更好；与实施例2对比可以看出，喷丝板的有效面积相同时，椭圆形排列的喷丝孔层数为5，小于圆形排列的喷丝孔层数8，冷却效果更好，椭圆形排列的喷丝孔的孔数382大于圆形排列的喷丝孔的孔数370，冷却效率更高。纤维性能的对比结果表明，实施例1和实施例2制得的纤维线密度偏差率、断裂强度CV值和断裂伸长CV值小于对比例1，说明相同工艺条件下，采用喷丝孔椭圆形排列的喷丝板制得的纤维性能优于采用喷丝板圆形排列的喷丝板。

实施例3

喷丝孔的排列为长轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.4，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.6mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为12mm，喷丝孔的导孔直径为1.5mm，喷丝板的喷丝孔数位192，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为正方形。

POY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕，制得多孔涤纶POY丝，挤出的温度为284℃，冷却的风温为22℃，卷绕的速度为2600m/min。

制得的多孔涤纶POY丝的线密度偏差率为0.18％，断裂强度CV值为2.35％，断裂伸长CV值为5.0％。

实施例4

喷丝孔的排列为短轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.4，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.7mm，喷丝板为椭圆形喷丝板，椭圆形喷丝板与系列椭圆最大的长轴长度的差值为12mm，喷丝孔的导孔直径为1.8mm，喷丝板的喷丝孔数为200，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为菱形。

POY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕，制得多孔涤纶POY丝，挤出的温度为287℃，冷却的风温为24℃，卷绕的速度为2800m/min。

制得的多孔涤纶POY丝的线密度偏差率为0.15％，断裂强度CV值为2.1％，断裂伸长CV值为3.0％。

实施例5

喷丝孔的排列为长轴和短轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.4，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.8mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为13mm，喷丝孔的导孔直径为2.5mm，喷丝板的喷丝孔数为200，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为一字型。

POY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕，制得多孔涤纶POY丝，挤出的温度为290℃，冷却的风温为25℃，卷绕的速度为3000m/min。

制得的多孔涤纶POY丝的线密度偏差率为0.1％，断裂强度CV值为2.1％，断裂伸长CV值为3.9％。

实施例6

一种多孔涤纶FDY丝的制备方法，多孔涤纶长丝采用多孔喷丝板制得，喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，椭圆形排列是指喷丝孔的孔中心位于同心椭圆上，同心椭圆为系列椭圆，所有椭圆的长轴共线，且短轴共线。

喷丝孔的排列为长轴和短轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.7，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.9mm，喷丝板为椭圆形喷丝板，椭圆形喷丝板与系列椭圆最大的长轴长度的差值为14mm，喷丝孔的导孔直径为1.5mm，喷丝板的喷丝孔数为210，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为三角型。

FDY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得多孔涤纶FDY丝，挤出的温度为280℃，冷却的风温为20℃，卷绕的速度为4000m/min。

制得的多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率为0.2％，断裂强度CV值为1.2％，断裂伸长CV值为4.0％，条干不匀率CV值为0.8％。

实施例7

喷丝孔的排列为短轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.8，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.5mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为15mm，喷丝孔的导孔直径为1.8mm，喷丝板的喷丝孔数为240，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为三叶型。

FDY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得多孔涤纶FDY丝，挤出的温度为282℃，冷却的风温为22℃，卷绕的速度为4200m/min。

制得的多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率为0.3％，断裂强度CV值为2.0％，断裂伸长CV值为5.0％，条干不匀率CV值为1.0％。

实施例8

喷丝孔的排列为长轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.8，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.6mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为16mm，喷丝孔的导孔直径为2.2mm，喷丝板的喷丝孔数为250，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为中空型。

FDY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得多孔涤纶FDY丝，挤出的温度为285℃，冷却的风温为23℃，卷绕的速度为4300m/min。

制得的多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率为0.3％，断裂强度CV值为3.0％，断裂伸长CV值为6.7％，条干不匀率CV值为1.4％。

实施例9

喷丝孔的排列为短轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.8，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.8mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为15mm，喷丝孔的导孔直径为2.5mm，喷丝板的喷丝孔数为260，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为扁平型。

FDY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得多孔涤纶FDY丝，挤出的温度为288℃，冷却的风温为24℃，卷绕的速度为4500m/min。

制得的多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率为0.4％，断裂强度CV值为3.3％，断裂伸长CV值为7.2％，条干不匀率CV值为1.7％。

实施例10

喷丝孔的排列为长轴对称，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.8，相邻喷丝孔的间距等于喷丝孔的导孔直径加上1.5mm，喷丝板为圆形喷丝板，圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值为16mm，喷丝孔的导孔直径为1.8mm，喷丝板的喷丝孔数为300，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为中空型。

FDY丝的制备工艺为：聚酯经计量、多孔喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得多孔涤纶FDY丝，挤出的温度为290℃，冷却的风温为25℃，卷绕的速度为4600m/min。

制得的多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率为0.5％，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长CV值为8.0％，条干不匀率CV值为2.0％。

Claims

1.一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征是：采用多孔喷丝板纺丝制得多孔涤纶长丝；所述多孔喷丝板上喷丝孔的排列方式为椭圆形排列，所述椭圆形排列是指喷丝孔的孔中心位于同心椭圆上，所述同心椭圆为系列椭圆，所有椭圆的长轴共线，且短轴共线；相邻喷丝孔的间距为3.1～4.3mm；喷丝板的喷丝孔数为200～382；喷丝孔的导孔直径为1.5～2.5mm。

2.根据权利要求1所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述多孔涤纶长丝为POY丝或FDY丝；

3.根据权利要求2所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征在于，多孔涤纶POY丝的线密度偏差率≤0.2％，断裂强度CV值≤2.5％，断裂伸长CV值≤5.0％；多孔涤纶FDY丝的线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，条干不匀率CV值≤2.0％。

4.根据权利要求1所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述喷丝孔的排列为长轴和/或短轴对称。

5.根据权利要求1所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征在于，椭圆的长轴与短轴长度的比值为1.3～1.8。

6.根据权利要求1所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述喷丝板为圆形喷丝板或椭圆形喷丝板；所述圆形喷丝板的直径与系列椭圆最大的长轴长度的差值大于10mm，所述椭圆形喷丝板与系列椭圆最大的长轴长度的差值大于10mm。

7.根据权利要求1所述的一种多孔涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为圆形、正方形、菱形、一字型、三角型、三叶型、中空型或扁平型。