CN108774770B - 一种采用高速拉伸空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法 - Google Patents

一种采用高速拉伸空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用高速拉伸空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法。在同一台机器上将改性共混涤纶预取向丝与锦纶6预取向丝分别进行高速拉伸热定型，制成拉伸丝，再同时输入三维涡流空喷变形组合装置，进入空喷喷嘴紊流室中的丝束被形成的超音速三维涡流空喷紊流气流吹击，发生分离，并在三维涡流空喷紊流中激烈地移动和回转，随后与涡流喷射气流一起连续地从涡流紊流区泄出，形成相互交缠交络混纤，制得涤锦空喷变形混纤丝。本发明具有工艺流程短、能耗低、生产效率高、成本低，附加值高，产品质量好等优点；制备的超仿棉涤锦混纤丝产品具有与天然棉纤维相似的外观、良好的蓬松性和回弹性，以及优良的吸湿导湿和透气性能。

Description

一种采用高速拉伸空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的 方法
技术领域
本发明涉及功能差别化新纤维制造技术领域，尤其涉及一种采用高速拉伸、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法。
背景技术
超仿棉涤锦空喷变形混纤丝是一种新型的功能型差别化纤维材料，它不仅强调在纤维表面形态和面料风格上追求接近棉织物，更重要的是面料制品在性能及功能上要达到超仿棉效果。同时，超仿棉技术更加重视多种差别化、功能性技术的整合发挥，强调聚合、纺丝、织造、染整技术的相互融合。自2000年起，欧美和日本开发了能够改善纤维和织物外观的所谓“聚酯仿棉流行面料”产品，如日本东洋纺开发成功的CoolDry 涤纶面料，东国贸易株式会社研发的I-COOL系列纤维，得到看上去好(1ooking good)，外观优美，感觉好(feeling good)，以及以高细纤维为主体，多功能组合的高仿真乃至高仿真新合纤面料制品研发的新阶段。就国内而言，超仿棉纤维及产品已被中国纺织工业联合会列为重点攻关和推广的纺织原料科技项目，其目标正是把产量最大、用途最广的化学纤维，通过物理和化学的改性，改造成穿着舒适、性能接近甚至超过天然棉纤维的纺织原料，进而从根本上改善化纤原料的服用性能，提高纺织品的高性能、功能化、高附加值，解决棉花供应不足的问题，实现仿棉纤维产品关键共性技术的突破，最终用超仿棉涤纶混纤丝替代天然棉纤维。
目前，国内外采用的超仿棉涤纶加工技术主要是通过采用单一差别化技术或单一功能性的物理改性如超细旦、中空微孔、异形截面、混纤复合和化学改性如亲水性基团接枝共聚和亲水性化合物涂层处理两种方法得以实施，赋予纤维某种仿棉的功能。然而，这种加工方法存在加工工序复杂、生产成本高、品质差及功能单一等诸多不足，用该制备方法制成的产品尤其是在吸湿透气及保湿性性能方面存在明显不足，其制成的织物表面呈现不均匀色斑及露白现象，产品质量不稳定，因此，亟需解决上述产品制备方法以及工艺技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种能在同一台机器上采用高速拉伸、空喷变形工艺，制备具有与天然棉纤维相似的外观、蓬松性和良好的回弹性、吸湿导湿透气性好等优异性能的涤锦空喷变形混纤丝的方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种采用高速拉伸、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法，包括如下步骤：
（1）以改性共混涤纶预取向丝和锦纶6预取向丝为原料，在同一台高速拉伸热定型涤锦空喷变形混纤机器上，分别进行高速拉伸热定型，制成改性共混涤纶拉伸丝和锦纶6拉伸丝；
（2）将步骤（1）制备得到的改性共混涤纶拉伸丝和锦纶6拉伸丝同时输入到涡流空喷变形组合装置中，形成无规则相互缠绕交络的混纤；再以-8.0%～-12.0%的卷绕超喂率，400m/min～500m/min的加工速度，制得涤锦空喷变形混纤丝；
所述的涡流空喷变形组合装置，包括喷嘴芯和喷嘴外壳；喷嘴外壳的内部开有圆孔，喷嘴外壳上开有压缩空气进气口；喷嘴芯的外壁为圆柱状，喷嘴芯固定于喷嘴外壳的内部圆孔中心，喷嘴芯的外壁与喷嘴外壳的内部圆孔壁之间的环形缝隙形成空喷喷嘴环形腔，其环形缝隙的间距为3.5mm～4.0mm；喷嘴芯的中间开有嘴芯孔，嘴芯孔的下端呈“八”字收敛状，嘴芯孔的中段呈圆柱状，形成空喷喷嘴紊流室，嘴芯孔的上端呈喇叭形开口，喷嘴芯对应于嘴芯孔中段的壁上开有3～6个倾斜于水平面、呈“八”字收敛状的空喷气流喷气微孔；空喷喷嘴环形腔通过空喷气流喷气微孔与空喷喷嘴紊流室贯通。
本发明技术方案的优选方案是：
改性共混涤纶预取向丝的拉伸热定型的工艺条件为：第一热箱温度为165℃～185℃，第二热箱温度为150℃～170℃，拉伸倍数为1.55～1.75，第一超喂率为14%～18%。
锦纶6预取向丝的拉伸热定型的工艺条件为：第一热箱温度为160℃～180℃，第二热箱温度为145℃～165℃，拉伸倍数为1.25～1.45，第二超喂率为24%～28%。
进入涡流空喷变形组合装置的压缩空气进气口的喷嘴空喷压力为8.5 bar～10.5bar。
本发明技术方案制备得到的涤锦空喷变形混纤丝，其线密度为180±10dtex，断裂强度≥2.00cN/dtex，断裂伸长率≥18%，沸水收缩率为9%～11%，尤其是它的芯吸高度明显高于纯棉纱线的芯吸高度，说明涤锦空喷变形混纤丝的吸湿性优于纯棉纱线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明在同一台机器上对改性共混涤纶预取向丝和锦纶6预取向丝采用高速拉伸、热定型方法，将制备得到的改性共混涤纶拉伸丝和锦纶6拉伸丝同时输入涡流空喷变形组合装置，在经具有特定形状的喷嘴芯的腔内，进入空喷喷嘴紊流室中的丝束被形成的超音速三维涡流空喷紊流气流吹击，发生分离，并在三维涡流空喷紊流中激烈地移动和回转，随后与涡流喷射气流一起连续地从涡流紊流区泄出，形成无规则缠绕交络混纤，制得超仿棉涤锦空喷变形混纤丝，具有工艺流程短、生产效率高、能耗低、成本低、产品质量好以及性价比优势明显等优点。
2.本发明制成的涤锦空喷变形混纤丝具有与天然棉纤维相似的外观、蓬松性和良好的回弹性以及吸湿导湿透气性好等优点，有望超越天然纤维的性能及功能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的采用高速拉伸热定型、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的工艺流程图；
图2是本发明实施例提供的三维涡流空喷变形组合装置的剖面结构示意图；
图3是本发明实施例制备的涤锦混纤丝的表面形态电镜照片。
图中：1. 喷嘴芯；2.喷嘴外壳；3.压缩空气进气口；4. 空喷气流喷气微孔； 5.空喷喷嘴紊流室；6. 空喷喷嘴环形腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步的阐述。
实施例1
本实施例提供一种规格为180dtex/120f生产涤锦空喷变形混纤丝的方法，其工艺流程参见附图1。生产工艺条件如下：
在同一台机器上将改性共混涤纶预取向丝与锦纶6预取向丝分别进行高速拉伸热定型，制成改性共混涤纶拉伸丝和锦纶6拉伸丝，再将它们同时输入三维涡流空喷变形组合装置，经三维涡流空气喷射，使进入空喷喷嘴紊流室中的丝束被形成的超音速三维涡流空喷紊流气流吹击，发生分离，并在三维涡流空喷紊流中激烈地移动和回转，随后与涡流喷射气流一起连续地从涡流紊流区泄出，形成相互交缠交络混纤，制得涤锦空喷变形混纤丝。
参见附图2，它是本实施例提供的三维涡流空喷变形组合装置的剖面结构示意图；它包括喷嘴芯1和喷嘴外壳2，喷嘴外壳为铜合金材质，喷嘴芯为复合陶瓷材质。其结构为：喷嘴芯固定于喷嘴外壳的内部圆孔中心，喷嘴芯的外壁与喷嘴外壳的内部圆孔壁之间的环形缝隙形成空喷喷嘴环形腔6；喷嘴外壳上开有压缩空气进气口3；喷嘴芯的中间开有嘴芯孔，嘴芯孔的下端呈“八”字收敛状，嘴芯孔的中段呈圆柱状，形成空喷喷嘴紊流室5，嘴芯孔的上端呈喇叭形开口，喷嘴芯对应于嘴芯孔中段的壁上开有四个倾斜于水平面、呈“八”字收敛状的空喷气流喷气微孔4；空喷喷嘴环形腔6通过空喷气流喷气微孔4与空喷喷嘴紊流室5贯通；空喷气流喷气微孔4的进气口与压缩空气进气口3设置在同一水平面上。处于工作状态时，压缩空气经压缩空气进气口3进入喷嘴芯的外壁与喷嘴外壳内部圆孔壁之间的空喷喷嘴环形腔6内，形成空喷气流，通过四个空喷气流喷气微孔4进入喷嘴芯1的内部，形成空喷喷嘴紊流室5。在本实施例中，设置喷嘴芯的外壁与喷嘴外壳内部圆孔壁之间的环形缝隙的间距为3.8mm。
本实施例的主要工艺参数为：
涤纶预取向丝拉伸热定型工艺参数：第一热箱温度178±2℃，第二热箱温度158±2℃，拉伸倍数1.65，第一超喂率为16%；
锦纶6预取向丝拉伸热定型工艺参数：第一热箱温度172±2℃，第二热箱温度157±2℃，拉伸倍数1.38，第二超喂率为27%；
进入压缩空气进气口的喷嘴空喷压力为9.5 bar；
卷绕超喂率为-10.6%，加工速度为560m/min。
本实施例制备的涤锦空喷变形混纤丝规格为180dtex/120f，断裂强度为2.37cN/dtex，断裂伸长率为19.5%，沸水收缩率为10.1%。
参见附图3，它是本实施例制备的涤锦混纤丝的表面形态电镜照片，由图3可见，形成的混纤丝为无规则缠绕交络状，得到的涤锦空喷变形混纤丝具有稳定膨松状的丝圈形态效果。
通常，表征、衡量和比较不同纤维或纺织品的吸湿性能采用的是芯吸高度方法，对本实施例提供的涤锦空喷变形混纤丝进行芯吸高度测试，并与纯棉纱线作对比。
芯吸性能测试方法按ZBW04019-90《纺织品毛细管效应试验方法》，把混纤丝垂直悬挂，一端浸在液体中，测量30分钟内液体沿试样的上升高度(芯吸高度)。
经测试，本实施例提供的涤锦空喷变形混纤丝的芯吸高度为10.8cm，纯棉纱线芯吸高度为0.8cm。测试结果表明：本发明提供的涤锦空喷变形混纤丝芯吸高度明显高于纯棉纱线的芯吸高度，说明涤锦空喷变形混纤丝的吸湿性优于纯棉纱线。
实施例2
本实施例提供一种规格为180dtex/96f生产涤锦空喷变形混纤丝的制备方法，其工艺流程参见附图1，三维涡流空喷变形组合装置的剖面结构参见附图2。生产工艺条件如下：
涤纶预取向丝拉伸热定型工艺参数：第一热箱温度182±2℃，第二热箱温度160±2℃，拉伸倍数1.68，第一超喂率为15%；
锦纶6预取向丝拉伸热定型工艺参数：第一热箱温度172±2℃，第二热箱温度157±2℃，拉伸倍数1.38，第二超喂率为26%；
空喷喷嘴环形缝隙间距为3.8mm，喷嘴空喷压力为9.8 bar；
卷绕超喂率为-9.8%，加工速度为530m/min。
本实施例制备的涤锦空喷变形混纤丝规格为180dtex/96f，断裂强度为2.25cN/dtex，断裂伸长率为20.8%，沸水收缩率为10.7%。
实施例3
本实施例提供一种规格为160dtex/96f生产涤锦空喷变形混纤丝的制备方法，其工艺流程参见附图1，三维涡流空喷变形组合装置的剖面结构参见附图2。生产工艺条件如下：
涤纶预取向丝拉伸热定型工艺参数：第一热箱温度180±2℃，第二热箱温度162±2℃，拉伸倍数1.66，第一超喂率为16%；
锦纶6预取向丝拉伸热定型工艺参数：第一热箱温度172±2℃，第二热箱温度157±2℃，拉伸倍数1.38，第二超喂率为27%；
空喷喷嘴环形缝隙间距为3.8mm；喷嘴空喷压力为9.6 bar；
卷绕超喂率为-10.3%，加工速度为550m/min。涤锦空喷变形混纤丝规格为160dtex/96f，断裂强度为2.42cN/dtex，断裂伸长率为18.9%，沸水收缩率为9.6%。

Claims (4)

1.一种采用高速拉伸、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）以改性共混涤纶预取向丝和锦纶6预取向丝为原料，在同一台高速拉伸热定型涤锦空喷变形混纤机器上，分别进行高速拉伸热定型，制成改性共混涤纶拉伸丝和锦纶6拉伸丝；
（2）将步骤（1）制备得到的改性共混涤纶拉伸丝和锦纶6拉伸丝同时输入到涡流空喷变形组合装置中，形成无规则相互缠绕交络的混纤；再以-8.0%～-12.0%的卷绕超喂率，400m/min～500m/min的加工速度，制得涤锦空喷变形混纤丝；
所述涡流空喷变形组合装置为三维涡流空喷变形组合装置，所述的涡流空喷变形组合装置，包括喷嘴芯（1）和喷嘴外壳（2）；喷嘴外壳的内部开有圆孔，喷嘴外壳上开有压缩空气进气口（3）；喷嘴芯的外壁为圆柱状，喷嘴芯固定于喷嘴外壳的内部圆孔中心，喷嘴芯的外壁与喷嘴外壳的内部圆孔壁之间的环形缝隙形成空喷喷嘴环形腔（6），其环形缝隙的间距为3.5mm～4.0mm；喷嘴芯的中间开有嘴芯孔，嘴芯孔的下端呈“八”字收敛状，嘴芯孔的中段呈圆柱状，形成空喷喷嘴紊流室（5），嘴芯孔的上端呈喇叭形开口，喷嘴芯对应于嘴芯孔中段的壁上开有3～6个倾斜于水平面、呈“八”字收敛状的空喷气流喷气微孔（4）；空喷喷嘴环形腔（6）通过空喷气流喷气微孔（4）与空喷喷嘴紊流室（5）贯通。
2.根据权利要求1所述的一种采用高速拉伸、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法，其特征在于：改性共混涤纶预取向丝的拉伸热定型的工艺条件为：第一热箱温度为165℃～185℃，第二热箱温度为150℃～170℃，拉伸倍数为1.55～1.75，第一超喂率为14%～18%。
3.根据权利要求1所述的一种采用高速拉伸、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法，其特征在于：锦纶6预取向丝的拉伸热定型的工艺条件为：第一热箱温度为160℃～180℃，第二热箱温度为145℃～165℃，拉伸倍数为1.25～1.45，第二超喂率为24%～28%。
4.根据权利要求1所述的一种采用高速拉伸、空喷变形工艺制备涤锦空喷变形混纤丝的方法，其特征在于：进入涡流空喷变形组合装置的压缩空气进气口（3）的喷嘴空喷压力为8.5 bar～10.5 bar。
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