CN107938001A - 超亮光涤纶中强丝的制备方法 - Google Patents

超亮光涤纶中强丝的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为2～5:1，冷却时，保持纵向高度不变，增大缓冷腔室的横截面积，同时缓冷腔室采用保温的方式保持喷丝板的板面温度，上油用的油剂中含有冠醚，且冠醚的含量为67.30～85.58wt％，制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度可达6.0cN/dtex。本发明的一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，简单合理，制得的超亮光涤纶中强丝具有较大的断裂强度。

Description

超亮光涤纶中强丝的制备方法
技术领域
本发明属于属于纤维制备领域，涉及一种超亮光涤纶中强丝的制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维自问世以来，因其具有的优异的性能而得到迅猛地发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚酯纤维具有断裂强度高、弹性模量高、回弹性适中、热定型性能优异、耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性好等一系列的优良性能，且由其制备的织物具有抗皱和挺括性好等优点，所以，聚酯纤维备广泛地应用于服装和家纺等领域。
超亮光涤纶中强丝的纤度较大，在纺丝过程中受油剂的影响容易出现纺丝不匀的现象，纺丝的均匀性对产品后续的性能存在一定的稳定作用。同时，在纺丝过程中受缓冷方式的影响，超亮光涤纶中强丝在生产过程中容易产生低聚物，低聚物会对产品的品质造成不良影响。因而，采用现有技术的手段很难制备出性能优良的超亮光涤纶中强丝。
由于大多数PET纤维的介电常数较小、回潮率较低且摩擦系数较高，纺丝过程中必须使用纺丝油剂。油剂的主要成分为表面活性剂，能在化学纤维表面形成定向吸附层，即油膜，油膜能够减少纤维间因摩擦所产生的静电荷的积聚，从而降低了纤维的表面电阻，增加了纤维的导电性能，另一方面，油膜隔离纤维又可对纤维产生一定的亲和力，使其存在一定的集束性而不致于散乱，除此之外，油膜还赋予了纤维一定的平滑性，使纤维在摩擦过程中不受到损伤，并具有良好的手感，在纺丝时能顺利通过卷绕、拉伸、干燥等操作工序，消除了纺织加工过程中的静电作用，不致发生绕皮圈、罗拉、锡林等不良现象，减少了毛丝及断头的产生，保证纤维产品的质量。由于纤维表面的油膜在高温、高速和一定压力下破裂后，会改变纤维的摩擦行为，致使摩擦力增大，导致纤维出现毛丝、断头等其它问题，油膜强度越高，越不易破裂，越有利于纤维的可纺性，当油剂均匀地吸附在纤维表面上时，表面形成分布较均匀的油膜，油膜在纤维受到拉伸后迅速而均匀延展，若油剂的粘度过高，不利于油剂的分散，形成均匀的油膜。此外随着涤纶长丝的高速、超高速化及多功能型纤维的发展，人们对于油剂的耐热性、粘度、平滑性能和抗静电性能也有着越来越高的要求，油剂的性能对于最终制得的纤维的品质有着十分重要的影响。
目前主要是通过加热缓冷区以保证缓冷区的缓冷效果，对缓冷区的加热方式主要有两种模式，均为主动加热，一是如图1所示，利用箱体的热媒进行加热，纺丝温度一旦确定，一般不再调整，比较被动，难以适应不同的应用条件；另一种如图2所示，采用电加热的方式进行加热，其设置温度可以高于箱体热媒温度，也可以低一些，比较灵活，可以根据实际情况进行设置，但高温会加剧低聚物在喷丝板上的结焦，如果降低温度比如切断电源不加热，由于加热器通常为一传热效果好的质量重的铝质材料构成，会从箱体吸走大量热量，导致组件腔室外沿四周边热媒迅速冷凝，热量补充不足，从而使纺丝组件温度下降，熔体流动性能显著下降，产品出现大量毛丝降等问题。
因此，如何调整现有技术纺丝加工中的油剂和缓冷方式制备性能优良的超亮光涤纶中强丝极具研究价值。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术生产超亮光涤纶中强丝的过程中受油剂和缓冷方式的影响产品性能的问题，提供一种性能优良特别是断裂强度较大的超亮光涤纶中强丝及其制备方法。本发明含冠醚油剂的使用，提高了油剂的耐热性和润滑性，提升了纤维的品质，由于冠醚较常规平滑剂具有更低的粘度，更高的挥发点，使含冠醚油剂摩擦系数更小以及更加优良的耐热稳定性，从而提高了纤维的加工性能，较少了毛丝现象的出现，制得的纤维品质更高；本发明通过将圆柱形缓冷腔室改为矩形柱状，扩大了纺丝低聚物逸散空间，并将主动加热式缓冷区改为非加热保温式，降低了低聚物在高温喷丝板上的集聚数量和坚硬程度，大幅度延长了异形截面纤维清板周期，缓冷腔室面积增大，使得纤维中低聚物向外扩散的几率增加，提高了纤维的品质。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
超亮光涤纶中强丝的制备方法，将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝；
所述挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为2～5:1；叶长与叶宽的比值设置在此范围内使异型纤维保持良好的异型度，保持异型纤维的性质和稳定性；
所述冷却时，保持纵向高度不变，增大缓冷腔室的横截面积，同时缓冷腔室采用保温的方式保持喷丝板的板面温度，现有技术中缓冷腔室一般是采用热媒或电加热的方式保持喷丝板的板面温度，而本发明采用保温的方式替代热媒或电加热的方式，在节省能源的同时，降低了缓冷区的温度，有效减少了低聚物在喷丝板面的结焦程度，延长清板周期，本发明解决了传统涤纶纺丝工艺中随纺丝伴生的低聚物在喷丝板上结焦数量多、速度快、质地硬的问题，在有效保证了喷丝板温度情况下，达到了延长清板周期的目的；
所述上油用的油剂中含有冠醚，且冠醚的含量为67.30～85.58wt％；
冠醚是一种杂环有机化合物，包含有多个醚基团。冠醚类表面活性剂的润湿能力比相应开链化合物大，冠醚有较好的增溶性，盐类化合物在有机化合物的溶解度较低，但随着冠醚的加入盐类化合物的有机物的溶解度得到提高。油剂中普通聚酯类化合物或聚醚类，由于分子量较大和氢键的作用，分子间的作用较大，表现为运动粘度较大，加入冠醚后，冠醚能较好地相容于聚酯类化合物或聚醚类油剂体系中，进入聚酯类化合物或聚醚类分子链之间,屏蔽分子链之间的作用力，从而导致油剂体系的粘度降低。同时化纤油剂的抗静电剂主要分为阴离子型、阳离子型和两性表面活性剂，大都含有金属离子或者以盐的形式存在，这都使抗静电剂与油剂中聚酯类化合物或聚醚类的相容差，冠醚的加入，由于盐溶效应，提高了抗静电剂与聚酯类化合物或聚醚类的相容性，进而提高了油剂油膜的强度，这对纺丝的稳定性以及产品持量有较大的意义。油剂的指标是一综合因素的体现，因而对冠醚的加入量提出了一定的制约，过低对油剂的耐热性、油膜强度的优势体现不够，过多其他指标会受到限制。
所述超亮光涤纶中强丝的断裂强度可达6.0cN/dtex。
作为优选的技术方案：
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述超亮光涤纶中强丝的纤度为75～300dtex，断裂伸长率为18.0±3.0％，断裂强度CV值≤5.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，沸水收缩率为2.0±0.8％，含油率为0.90±0.20％，满卷率≥99％，满卷率提高是由于使用含冠醚的油剂减少了毛丝和飘丝现象产生导致的，清理喷丝板的周期延长了35～45％，清理喷丝板的周期延长是由于线性低聚物生成量降低导致的，线性低聚物生成量降低使得喷丝板的板面更加清洁，增加了纺丝的均匀性，有利于纤维品质的提升。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述增大缓冷腔室的横截面积是指在保持与缓冷腔室连接的喷丝板不变的前提下，将缓冷腔室的横截面由圆形改为矩形，现有技术中的缓冷腔室为圆柱形，横截面为圆形，在保持与缓冷腔室连接的喷丝板不变的情况下，矩形相对于圆形面积增加较大，导致缓冷腔室的体积增大约50％，极大地提高了低聚物(纺丝伴生)的逸散速度和数量。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述缓冷腔室由保温板和隔片围成，保温板嵌入式悬挂于纺丝箱体的底部，保温板内开设中空腔室Ⅰ，隔片安插在中空腔室Ⅰ内将其分隔成多个缓冷腔室，每个缓冷腔室内有一块喷丝板，通过安插隔片，区分锭号，且避免清板时所喷硅油相互干扰；
所述保温板为内部填充耐温400℃以上的保温材料的不锈钢板，保温板的厚度为30～50mm，不锈钢板的壁厚为0.9～1.5mm，在保证不变形的前提下，不锈钢板的壁厚要尽量地小，减少自身吸热量和箱体热媒的负荷；
所述保温材料为岩棉或陶瓷纤维，保温材料并不局限于上述两种材料，其他具有类似功能的材料也可适用于本发明；
所述隔片的厚度为1～3mm，隔片的厚度在保证强度的情况下尽量薄；
所述中空腔室Ⅰ内的多块喷丝板为圆形喷丝板，多块喷丝板的直径相同、圆心位于同一直线上且紧密相邻；
所述中空腔室Ⅰ的横截面为长方形，平行于多块喷丝板圆心连线的边为长边，垂直于长边的边为短边；
所述长边的长度为所述多块喷丝板直径之和的1.2倍，所述短边的长度为所述喷丝板直径的1.7倍。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述保温板下叠加隔热板，隔热板的材质与保温板相同，隔热板内开设中空腔室Ⅱ，中空腔室Ⅱ与中空腔室Ⅰ的横截面形状相同；
在中空腔室Ⅱ与中空腔室Ⅰ连通的位置，中空腔室Ⅱ横截面的两条边分别与中空腔室Ⅰ横截面的两条短边重合，且该两条边的长度大于两条短边，使得隔热板与保温板叠加后中空腔室Ⅱ和中空腔室Ⅰ形成一个台阶，低聚物更容易扩散，本发明中隔热板的加入延长了无风区的长度，有利于纤维品质的提升，同时由于中空腔室Ⅱ内部无隔片，能够最大程度地避免外界冷空气对喷丝板的板面温度的影响；
所述隔热板的厚度为25～45mm。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述油剂在200℃加热处理2h后热失重小于15wt％，冠醚具有更高的挥发点和优良的耐热稳定性，引入冠醚后的油剂的耐热性能也得到了显著的提升；
所述油剂在(50±0.01)℃时，运动粘度为27.5～30.1mm2/s，所述油剂用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.93～0.95mm2/s，冠醚能够降低油剂的粘度主要是由于冠醚自身粘度较低且为珠状小分子，在油剂体系中引入冠醚后，冠醚能较好地相容于聚酯类化合物或聚醚类化合物油剂体系中，同时进入聚酯类化合物或聚醚类化合物分子链之间，屏蔽分子链之间的作用力，从而降低油剂体系的粘度；
所述油剂的油膜强度为121～127N，现有技术中油剂的油膜强度较低，一般在110N左右，这主要是由于化纤油剂的抗静电剂大都含有金属离子或者以盐的形式存在，导致抗静电剂与油剂中聚酯类化合物或聚醚类化合物的相容性差，冠醚能够提高油膜强度主要是由于冠醚加入后能够产生盐溶效应，提高了抗静电剂与聚酯类化合物或聚醚类的相容性，进而提高了油剂油膜的强度；
所述油剂的表面张力为23.2～26.8cN/cm，比电阻为1.0×108～1.8×108Ω·cm；
上油后，纤维与纤维之间的静摩擦系数为0.250～0.263，动摩擦系数为0.262～0.273；
上油后，纤维与金属之间的静摩擦系数为0.202～0.210，动摩擦系数为0.320～0.332；
所述油剂在使用时，用水配置成浓度为10～20wt％的乳化液。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述冠醚为2-羟甲基-12-冠-4、15-冠醚-5或2-羟甲基-15-冠-5；所述油剂中还含有矿物油、磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和烷基磺酸钠。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述矿物油为9#～17#的矿物油中的一种；
所述磷酸酯钾盐为十二烷基磷酸酯钾盐、异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或十二十四醇磷酸酯钾盐；
所述烷基磺酸钠为十二烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述油剂的制备方法为：将冠醚与磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和烷基磺酸钠混合均匀后加入到矿物油中搅拌均匀得到油剂；按重量份数计，各组分的加入量如下：
所述混合是在常温下进行的，所述搅拌的温度为40～55℃，时间为1～3h。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数如下：
纺丝温度：280～290℃；
冷却温度：20～25℃；
网络压力：0.20～0.30MPa；
一辊速度：600～1000m/min；
一辊温度：80～90℃；
二辊速度：2000～2500m/min；
二辊温度：135～165℃；
三辊速度：3600～3900m/min；
三辊温度：180～200℃；
卷绕的速度：3580～3840m/min。
发明机理：
本发明的上油剂为一种粘度低、耐热性能好且油膜强度较高的油剂。现有技术中油剂的粘度较高主要是由于油剂中含有普通聚酯类化合物或聚醚类化合物，该类化合物由于分子量较大和氢键的作用，其分子间的作用较大表现为运动粘度较大，因而造成油剂的粘度较高，加入冠醚后油剂的粘度能够显著降低，主要是由于冠醚自身粘度较低且为珠状小分子，冠醚能较好地相容于聚酯类化合物或聚醚类油剂体系中，同时进入聚酯类化合物或聚醚类化合物分子链之间，屏蔽分子链之间的作用力，从而降低油剂体系的粘度。现有技术中油剂的油膜强度较低主要是由于化纤油剂的抗静电剂大都含有金属离子或者以盐的形式存在，导致抗静电剂与油剂中聚酯类化合物或聚醚类的相容性差，冠醚能够提高油膜强度主要是由于冠醚加入后能够产生盐溶效应，提高了抗静电剂与聚酯类化合物或聚醚类的相容性，进而提高了油剂油膜的强度。此外，冠醚具有更高的挥发点和优良的耐热稳定性，引入冠醚后的油剂的耐热性能也得到了显著的提升，本发明的含冠醚油剂的使用，由于冠醚具有较低的粘度，较高的挥发点，使含冠醚油剂摩擦系数小以及优良的耐热稳定性，从而提高了纤维的加工性能。
本发明在保持纵向高度不变的情况下，将缓冷腔室的横截面由目前的圆形改为矩形，增大了缓冷腔室的横截面积，扩大了纺丝低聚物逸散空间，同时缓冷腔室的保温方式将主动加热式改为非加热保温式，在降低能耗的同时，降低了低聚物在高温喷丝板上的集聚数量和坚硬程度。通过这两方面的改进，本发明大幅度延长了异形截面纤维清板周期。此外，本发明还可以在保温板下叠加中空的隔热板，使得隔热板与保温板叠加后两者内部的中空腔室形成成一个台阶，一方面延长了无风区的长度，另一方面加快了低聚物的扩散速度，同时还能起到保温隔热的作用。增大缓冷腔室的横截面积，一方面使得纤维中的低聚物可以进一步的扩散到空气中，提高纤维的性能，另一方面扩散出来的低聚物滞留在喷丝板上的几率降低，减少了喷丝板的清洗周期。缓冷腔室采用保暖的方式保持喷丝板的板面温度，进一步减少了毛丝现象的产生。
有益效果：
(1)采用本发明的制备方法制得的一种超亮光涤纶中强丝，具有较高的断裂强度，可达6.0cN/dtex，具有良好的市场推广价值；
(2)本发明的一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，简单合理，容易实现工业化推广；
(3)本发明的一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，将圆柱形缓冷腔室改为矩形柱状，扩大了纺丝低聚物逸散空间，并将主动加热式缓冷区改为非加热保温式，降低了低聚物在高温喷丝板上的集聚数量和坚硬程度，大幅度延长了异形截面纤维清板周期；
(4)本发明的一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，极大地提高了生产效率，将主动加热式缓冷区改为非加热保温式，降低了能耗，相较于传统纺丝箱体电耗下降了13％左右；
(5)本发明的一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，上油过程中使用的含有冠醚的上油剂具有粘度低、耐热性能好、油膜强度高、平滑性能好和抗静电性能强的特点，提高了纺丝的稳定性及纤维的加工性能。
附图说明
图1为现有技术的圆柱形缓冷区采用气相热媒加热的示意图；
图2为现有技术的圆柱形缓冷区采用电加热的示意图；
图3为本发明的方框形缓冷区采用保温板保温的示意图；
其中，1-纺丝箱体，2-纺丝箱体内气相热媒，3-中空腔室I，4-电加热器，5-中空腔室Ⅱ，6-保温板，7-隔热板。
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
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将2-羟甲基-12-冠-4与十二烷基磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十二烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到9#矿物油中并在40℃均匀搅拌1h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：9#矿物油为2份；三羟甲基丙烷月桂酸酯为10份；2-羟甲基-12-冠-4为90份；十二烷基磷酸酯钾盐为8份；十二烷基磺酸钠为3份；制备出的油剂中冠醚的含量为79.6wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为14.5wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为29.6mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.93mm2/s，油剂的油膜强度较高，油膜强度为125N，油剂的表面张力为24.8cN/cm，比电阻为1.3×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.255，动摩擦系数(μd)为0.266；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.203，动摩擦系数(μd)为0.320，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为15wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为3:1，超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数如下：纺丝温度为285℃；冷却温度为22℃；网络压力为0.25MPa；一辊速度为800m/min；一辊温度为85℃；二辊速度为2200m/min；二辊温度为150℃；三辊速度为3800m/min；三辊温度为190℃；卷绕的速度为3600m/min；
冷却时，缓冷区采用保温板保温的示意图如图3所示，将保温板6嵌入式悬挂于纺丝箱体1的底部，纺丝箱体1内有气相热媒2，保温板6内“回字形”中空，内开设中空腔室Ⅰ3，该腔室的横截面为长方形，以平行于多块喷丝板圆心连线的边为长边方向，其长边的长度为多块喷丝板直径之和的1.2倍，以垂直于长边的方向为短边方向，其短边的长度为喷丝板直径的1.7倍，厚度为1mm的隔片安插在中空腔室Ⅰ3内将其分隔成多个缓冷腔室，每个缓冷腔室内有一块圆形喷丝板。各喷丝板的直径相同且圆心位于同一直线上且紧密相邻。保温板6为内部填充耐温400℃的岩棉的不锈钢板，保温板6的厚度为30mm，不锈钢板的壁厚为0.9mm。保温板6下叠加厚度为25mm的隔热板7，隔热板7的材质与保温板6相同，隔热板7内开设中空腔室Ⅱ5，中空腔室Ⅱ5与中空腔室Ⅰ3的横截面形状相同；中空腔室Ⅱ5与中空腔室Ⅰ3的横截面的长边长度相同；在中空腔室Ⅱ5与中空腔室Ⅰ3连通的位置，中空腔室Ⅱ5横截面的两条边分别与中空腔室Ⅰ3横截面的两条短边重合，且该两条边的长度大于两条短边，其中对应单个圆形喷丝板的矩形柱状缓冷区采用保温板保温，保温板嵌入式悬挂于纺丝箱体的底部，保温板内设有中空腔室Ⅰ，保温板下叠加隔热板，隔热板内开设有中空腔室II，其中在中空腔室Ⅱ与中空腔室Ⅰ连通的位置，中空腔室Ⅱ横截面的两条边分别与中空腔室Ⅰ横截面的两条短边重合，且该两条边的长度大于两条短边，两板叠加后中空腔室Ⅱ和中空腔室Ⅰ形成一个台阶以加快低聚物扩散；使用上述装置进行超亮光异形截面纤维纺丝作业，在保温板和箱体的温度充分平衡后，检测喷丝板面的温度，测得的温度为260℃，高于可以正常生产的最低温度240℃，可以顺利纺丝，平均清板周期为32小时，相比于图2中的缓冷区的冷却方法：该方法采用主动加热方式进行保温，其缓冷腔室为圆柱型，该腔室高度与图3相同即30mm，该腔室半径为51mm，通过电加热器4对缓冷腔室进行加热，清板周期延长了45％。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.6cN/dtex，纤度为125dtex，断裂伸长率为21％，断裂强度CV值为4.5％，断裂伸长CV值为7.2％，沸水收缩率为2.8％，含油率为1.1％，满卷率为99.9％。
实施例2
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将15-冠醚-5与异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十五烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到10#矿物油中并在43℃均匀搅拌1.5h得到油剂按，重量份数计，各组分的加入量如下：10#矿物油为2份；三羟甲基丙烷月桂酸酯为15份；15-冠醚-5为70份；异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐为10份；十五烷基磺酸钠为7份；制备出的油剂中冠醚的含量为67.30wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为13wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为28.1mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.93mm2/s，油剂的油膜强度较高，为123N，油剂的表面张力为25.1cN/cm，比电阻为1.5×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.257，动摩擦系数(μd)为0.265；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.205，动摩擦系数(μd)为0.323；制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为14wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为2:1，纺丝温度为280℃；冷却温度为20℃；网络压力为0.20MPa；一辊速度为600m/min；一辊温度为80℃；二辊速度为2000m/min；二辊温度为135℃；三辊速度为3600m/min；三辊温度为180℃；卷绕的速度为3580m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为2mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为405℃，保温板厚度为40mm，不锈钢板壁厚为1.2mm，隔热板厚度为35mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.0cN/dtex，纤度为75dtex，断裂伸长率为15.0％，断裂强度CV值为5.0％，断裂伸长CV值为8.0％，沸水收缩率为1.2％，含油率为0.7％，满卷率为99％，清板周期延长了40％。
实施例3
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将2-羟甲基-15-冠-5与十二十四醇磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十五烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到11#矿物油中并在48℃均匀搅拌3h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：11#矿物油为8份；三羟甲基丙烷月桂酸酯为10份；2-羟甲基-15-冠-5为85份；十二十四醇磷酸酯钾盐为11份；十五烷基磺酸钠为5份；制备出的油剂中冠醚的含量为70.83wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为11wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为30.1mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.94mm2/s，油剂的油膜强度较高，为125N，油剂的表面张力为23.2cN/cm，比电阻为1.8×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.250，动摩擦系数(μd)为0.272；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.209，动摩擦系数(μd)为0.329，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为10wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为5:1，纺丝温度为290℃；冷却温度为25℃；网络压力为0.30MPa；一辊速度为1000m/min；一辊温度为90℃；二辊速度为2500m/min；二辊温度为165℃；三辊速度为3900m/min；三辊温度为200℃；卷绕的速度为3840m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为3mm，保温板内填充保温材料为岩棉，其耐热温度为410℃，保温板厚度为50mm，不锈钢板壁厚为1.5mm，隔热板厚度为45mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.1cN/dtex，纤度为300dtex，断裂伸长率为15.8％，断裂强度CV值为4.9％，断裂伸长CV值为7.8％，沸水收缩率为1.5％，含油率为0.80％，满卷率为99.2％，清板周期延长了35％。
实施例4
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将2-羟甲基-12-冠-4与十二烷基磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十六烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到12#矿物油中并在40℃均匀搅拌2.5h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：12#矿物油为5份；2-羟甲基-12-冠-4为95份；十二烷基磷酸酯钾盐为9份；十六烷基磺酸钠为2份。制备出的油剂中冠醚的含量为85.58wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为9wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为29.5mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.93mm2/s，油剂的油膜强度较高，为121N，油剂的表面张力为24.3cN/cm，比电阻为1.0×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.260，动摩擦系数(μd)为0.263；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.202，动摩擦系数(μd)为0.330，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为19wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为4:1，纺丝温度为282℃；冷却温度为22℃；网络压力为0.24MPa；一辊速度为700m/min；一辊温度为85℃；二辊速度为2100m/min；二辊温度为140℃；三辊速度为3700m/min；三辊温度为183℃；卷绕的速度为3600m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为1.5mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为407℃，保温板厚度为32mm，不锈钢板壁厚为1.0mm，隔热板厚度为32mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.2cN/dtex，纤度为100dtex，断裂伸长率为17％，断裂强度CV值为4.78％，断裂伸长CV值为7.88％，沸水收缩率为1.8％，含油率为0.90％，满卷率为99.3％，清板周期延长了38％。
实施例5
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将15-冠醚-5与异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十二烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到13#矿物油中并在52℃均匀搅拌2h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：13#矿物油为10份；三羟甲基丙烷月桂酸酯为5份；15-冠醚-5为70份；异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐为8份；十二烷基磺酸钠为6份。制备出的油剂中冠醚的含量为70.70wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为13.5wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为28.6mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.95mm2/s，油剂的油膜强度较高，为126N，油剂的表面张力为24.9cN/cm，比电阻为1.2×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.251，动摩擦系数(μd)为0.262；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.202，动摩擦系数(μd)为0.332，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为11wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为3:1，纺丝温度为286℃；冷却温度为23℃；网络压力为0.25MPa；一辊速度为800m/min；一辊温度为86℃；二辊速度为2300m/min；二辊温度为141℃；三辊速度为3800m/min；三辊温度为185℃；卷绕的速度为3700m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为2mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为405℃，保温板厚度为40mm，不锈钢板壁厚为1.2mm，隔热板厚度为35mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.4cN/dtex，纤度为130dtex，断裂伸长率为19％，断裂强度CV值为4.6％，断裂伸长CV值为7.5％，沸水收缩率为2.0％，含油率为0.98％，满卷率为99.5％，清板周期延长了40％。
实施例6
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将2-羟甲基-15-冠-5与十二十四醇磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十五烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到14#矿物油中并在55℃均匀搅拌1h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：14#矿物油为3份；三羟甲基丙烷月桂酸酯为10份；2-羟甲基-15-冠-5为75份；十二十四醇磷酸酯钾盐为14份；十五烷基磺酸钠为7份。制备出的油剂中冠醚的含量为68.80wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为12wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为27.5mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.95mm2/s，油剂的油膜强度较高，为126N，油剂的表面张力为25.4cN/cm，比电阻为1.6×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.255，动摩擦系数(μd)为0.267；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.203，动摩擦系数(μd)为0.330，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为20wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为5:1，纺丝温度为288℃；冷却温度为24℃；网络压力为0.28MPa；一辊速度为900m/min；一辊温度为87℃；二辊速度为2300m/min；二辊温度为150℃；三辊速度为3650m/min；三辊温度为195℃；卷绕的速度为3740m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为2mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为405℃，保温板厚度为40mm，不锈钢板壁厚为1.2mm，隔热板厚度为35mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.5cN/dtex，纤度为200dtex，断裂伸长率为18.9％，断裂强度CV值为4.6％，断裂伸长CV值为7.7％，沸水收缩率为2.4％，含油率为1.05％，满卷率为99.6％，清板周期延长了40％。
实施例7
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将15-冠醚-5与十二烷基磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十六烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到15#矿物油中并在41℃均匀搅拌2h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：15#矿物油为8份；三羟甲基丙烷月桂酸酯为20份；15-冠醚-5为100份；十二烷基磷酸酯钾盐为15份；十六烷基磺酸钠为2份。制备出的油剂中冠醚的含量为68.97wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为8.5wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为28.4mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.94mm2/s，油剂的油膜强度较高，为122N，油剂的表面张力为26.8cN/cm，比电阻为1.8×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.263，动摩擦系数(μd)为0.268；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.210，动摩擦系数(μd)为0.320，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为13wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为5:1，纺丝温度为285℃；冷却温度为24℃；网络压力为0.29MPa；一辊速度为900m/min；一辊温度为88℃；二辊速度为2300m/min；二辊温度为160℃；三辊速度为3850m/min；三辊温度为200℃；卷绕的速度为3800m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为2mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为405℃，保温板厚度为39mm，不锈钢板壁厚为1.2mm，隔热板厚度为33mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.5cN/dtex，纤度为250dtex，断裂伸长率为20％，断裂强度CV值为4.5％，断裂伸长CV值为7.4％，沸水收缩率为2.6％，含油率为1.08％，满卷率为99.7％，清板周期延长了39％。
实施例8
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将2-羟甲基-12-冠-4与十二十四醇磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十五烷基磺酸钠在常温下混合均匀后加入到16#矿物油中并在45℃均匀搅拌3h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：16#矿物油为9份；2-羟甲基-12-冠-4为80份；十二十四醇磷酸酯钾盐为12份；十五烷基磺酸钠为5份。制备出的油剂中冠醚的含量为83.33wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为14wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为30.0mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.93mm2/s，油剂的油膜强度较高，为127N，油剂的表面张力为23.5cN/cm，比电阻为1.5×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.262，动摩擦系数(μd)为0.273；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.208，动摩擦系数(μd)为0.328，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为18wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为5:1，纺丝温度为280℃；冷却温度为21℃；网络压力为0.30MPa；一辊速度为1000m/min；一辊温度为85℃；二辊速度为2350m/min；二辊温度为160℃；三辊速度为3600m/min；三辊温度为180℃；卷绕的速度为3820m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为2mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为405℃，保温板厚度为40mm，不锈钢板壁厚为1.2mm，隔热板厚度为35mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.55cN/dtex，纤度为280dtex，断裂伸长率为20.5％，断裂强度CV值为4.55％，断裂伸长CV值为7.35％，沸水收缩率为2.6％，含油率为1.09％，满卷率为99.7％，清板周期延长了40％。
实施例9
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)上油用油剂的制备：将2-羟甲基-15-冠-5与十二烷基磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和十二烷基磺酸钠在常温下混合均匀后并在55℃均匀搅拌3h得到油剂，按重量份数计，各组分的加入量如下：三羟甲基丙烷月桂酸酯为15份；2-羟甲基-15-冠-5为90份；十二烷基磷酸酯钾盐为8份；十二烷基磺酸钠为7份。制备出的油剂中冠醚的含量为81.81wt％，油剂的耐高温性能优良，在200℃加热处理2h后热失重为10wt％；油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为29.7mm2/s，用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.94mm2/s，油剂的油膜强度较高，为126N，油剂的表面张力为24.8cN/cm，比电阻为1.8×108Ω·cm；上油后，纤维与纤维(F/F)之间的静摩擦系数(μs)为0.250，动摩擦系数(μd)为0.264；上油后，纤维与金属(F/M)之间的静摩擦系数(μs)为0.210，动摩擦系数(μd)为0.321，制备的油剂在使用时，用水配置成浓度为10wt％的乳化液；
(2)将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为5:1，纺丝温度为286℃；冷却温度为23℃；网络压力为0.26MPa；一辊速度为700m/min；一辊温度为84℃；二辊速度为2400m/min；二辊温度为150℃；三辊速度为3700m/min；三辊温度为190℃；卷绕的速度为3840m/min；
冷却时，缓冷区的冷却装置的构造与实施例1基本相同，不同在于隔片厚度为2mm，保温板内填充保温材料为陶瓷纤维，其耐热温度为405℃，保温板厚度为42mm，不锈钢板壁厚为1.2mm，隔热板厚度为38mm。
最终制得的超亮光涤纶中强丝的断裂强度为6.6cN/dtex，纤度为250dtex，断裂伸长率为20.7％，断裂强度CV值为4.65％，断裂伸长CV值为7.35％，沸水收缩率为2.7％，含油率为1.09％，满卷率为99.9％，清板周期延长了43％。

Claims (10)

1.超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征是：将聚酯经计量、挤出、冷却、上油、二次拉伸、热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝；
所述挤出是指从Y形结构的三叶异形喷丝孔挤出，三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为2～5:1；
所述冷却时，保持纵向高度不变，增大缓冷腔室的横截面积，同时缓冷腔室采用保温的方式保持喷丝板的板面温度；
所述上油用的油剂中含有冠醚，且冠醚的含量为67.30～85.58wt％；
所述超亮光涤纶中强丝的断裂强度可达6.0cN/dtex。
2.根据权利要求1所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述超亮光涤纶中强丝的纤度为75～300dtex，断裂伸长率为18.0±3.0％，断裂强度CV值≤5.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，沸水收缩率为2.0±0.8％，含油率为0.90±0.20％，满卷率≥99％，清理喷丝板的周期延长了35～45％。
3.根据权利要求1或2所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述增大缓冷腔室的横截面积是指在保持与缓冷腔室连接的喷丝板不变的前提下，将缓冷腔室的横截面由圆形改为矩形。
4.根据权利要求3所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述缓冷腔室由保温板和隔片围成，保温板嵌入式悬挂于纺丝箱体的底部，保温板内开设中空腔室Ⅰ，隔片安插在中空腔室Ⅰ内将其分隔成多个缓冷腔室，每个缓冷腔室内有一块喷丝板；
所述保温板为内部填充耐温400℃以上的保温材料的不锈钢板，保温板的厚度为30～50mm，不锈钢板的壁厚为0.9～1.5mm；
所述保温材料为岩棉或陶瓷纤维；
所述隔片的厚度为1～3mm；
所述中空腔室Ⅰ内的多块喷丝板为圆形喷丝板，多块喷丝板的直径相同、圆心位于同一直线上且紧密相邻；
所述中空腔室Ⅰ的横截面为长方形，平行于多块喷丝板圆心连线的边为长边，垂直于长边的边为短边；
所述长边的长度为所述多块喷丝板直径之和的1.2倍，所述短边的长度为所述喷丝板直径的1.7倍。
5.根据权利要求4所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述保温板下叠加隔热板，隔热板的材质与保温板相同，隔热板内开设中空腔室Ⅱ，中空腔室Ⅱ与中空腔室Ⅰ的横截面形状相同；
在中空腔室Ⅱ与中空腔室Ⅰ连通的位置，中空腔室Ⅱ横截面的两条边分别与中空腔室Ⅰ横截面的两条短边重合，且该两条边的长度大于两条短边；
所述隔热板的厚度为25～45mm。
6.根据权利要求1或2所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述油剂在200℃加热处理2h后热失重小于15wt％；
所述油剂在(50±0.01)℃时，运动粘度为27.5～30.1mm2/s，所述油剂用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度为0.93～0.95mm2/s；
所述油剂的油膜强度为121～127N；
所述油剂的表面张力为23.2～26.8cN/cm，比电阻为1.0×108～1.8×108Ω·cm；
上油后，纤维与纤维之间的静摩擦系数为0.250～0.263，动摩擦系数为0.262～0.273；
上油后，纤维与金属之间的静摩擦系数为0.202～0.210，动摩擦系数为0.320～0.332；
所述油剂在使用时，用水配置成浓度为10～20wt％的乳化液。
7.根据权利要求6所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述冠醚为2-羟甲基-12-冠-4、15-冠醚-5或2-羟甲基-15-冠-5；所述油剂中还含有矿物油、磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和烷基磺酸钠。
8.根据权利要求7所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述矿物油为9#～17#的矿物油中的一种；
所述磷酸酯钾盐为十二烷基磷酸酯钾盐、异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或十二十四醇磷酸酯钾盐；
所述烷基磺酸钠为十二烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠。
9.根据权利要求8所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述油剂的制备方法为：将冠醚与磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和烷基磺酸钠混合均匀后加入到矿物油中搅拌均匀得到油剂；按重量份数计，各组分的加入量如下：
所述混合是在常温下进行的，所述搅拌的温度为40～55℃，时间为1～3h。
10.根据权利要求9所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数如下：
纺丝温度：280～290℃；
冷却温度：20～25℃；
网络压力：0.20～0.30MPa；
一辊速度：600～1000m/min；
一辊温度：80～90℃；
二辊速度：2000～2500m/min；
二辊温度：135～165℃；
三辊速度：3600～3900m/min；
三辊温度：180～200℃；
卷绕的速度：3580～3840m/min。
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