CN108914227A - 挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法、模头组件和织物 - Google Patents

挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法、模头组件和织物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法、模头组件和织物，该制备方法包括将皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后送至模头组件，同时芯丝从模头组件中穿过，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面，得到挤压涂覆式皮芯纤维长丝；其中，所述芯丝为连续长丝。该制备方法可制备连续长丝，并且芯丝材料和皮层材料的来源广泛，还具有生产设备简单，易于操作的优点。

Description

挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法、模头组件和织物
技术领域
本发明涉及纤维技术领域，尤其是涉及一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法、模头组件和织物。
背景技术
复合纤维是多组分纤维的一种，是针对人造纤维品种的术语。在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维，这种纤维称复合纤维，它是20世纪60年代发展起来的物理改性纤维。利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种聚合物特性的双组分纤维，有并列型、皮芯型、海岛型等复合纤维，纤维截面有圆形和异形。纤维具有三维立体卷曲、高蓬松性和覆盖性，良好的导电性、抗静电性和阻燃性。复合纤维需要采用特殊结构的复合纺丝机纺丝，主要用于毛线、毛毯、毛织物、保暖絮绒填充料、丝绸织物、非织造布、医疗卫生用品和特殊工作服等，要求纤维有较高的模量、良好的染色性和耐磨性等。
皮芯型复合纤维为两种组分聚合物分别沿纤维纵向连续形成皮层和芯层的复合纤维，现有皮芯型复合纤维多采用芯层原液和皮层原液，通过螺杆挤出机挤出，然后经纺丝成型制得，例如4080短纤维。上述加工方式受自身挤出工艺的影响，现有皮芯复合纤维的芯丝材料和皮层材料的种类及皮层厚度有很大的局限性，并且现有皮芯型复合纤维中长纤维较少。满足不了当今纺织面料，创新发展的需求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，该制备方法具有原料来源广泛，并且可以制备长纤维的优点。
本发明的第二目的在于提供一种模头组件，该模头组件可以应用于上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法中。
本发明的第三目的在于提供一种使用上述制备方法制备得到的挤压涂覆式皮芯纤维长丝，该挤压涂覆式皮芯纤维长丝具有皮层材料含固量高，皮层涂覆均匀，纤维长度长的优点。
本发明的第四目的在于提供一种织物，该织物主要由上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成，具有机械性能良好，表面光滑美观的优点。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，将皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后送至模头组件，同时芯丝从模头组件中穿过，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面，得到挤压涂覆式皮芯纤维长丝；其中，所述芯丝为连续长丝。
优选地，所述皮层材料包括尼龙、涤纶、聚氨酯或聚乙烯；所述皮层材料的熔点低于芯丝的熔点至少80℃；
优选地，所述皮层材料的熔点低于芯丝的熔点至少100℃。
优选地，皮层材料在螺杆挤出机中挤压熔融时，螺杆挤出机内的温度高于皮层材料的熔点30-60℃；
优选地，所述制备方法使用单螺杆挤出机，其中第一加热区段的温度高于皮层材料的熔点30-40℃，第二加热区段的温度高于皮层材料的熔点40-50℃，其余的加热区段的温度高于皮层材料的熔点50-60℃。
优选地，芯丝从模头组件的纤维通道中匀速穿出，速度为60-100m/min。
优选地，皮层材料浸润包覆于芯丝表面后先经冷却处理，再绕经牵引辊A，牵引辊A牵引芯丝从模头组件的纤维通道中匀速穿出；
优选地，皮层材料浸润包覆于芯丝表面后先穿过冷却水槽冷却，再绕经牵引辊A；
优选地，冷却水槽中的水温为10-20℃，冷却水槽长8-12m。
优选地，经冷却处理的挤压涂覆式皮芯纤维长丝在40-60℃的条件下干燥后，再绕经牵引辊B；然后由收卷机收卷；所述牵引辊B与牵引辊A的转速相同。
优选地，所述制备方法包括如下步骤：
a)皮层材料干燥；
b)皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后送至模头组件，同时芯丝从模头组件中穿过，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面；
c)将浸润包覆了皮层材料的芯丝置于冷水槽中冷却，然后绕经牵引辊A；
d)冷却后烘干，然后绕经牵引辊B后经收卷机收卷成成品。
本发明还提供了一种上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法的模头组件，所述模头组件包括模头、模心和用于将模心固定于模头的锁紧装置；
所述模头设置有进料口、胶腔和出胶通道，皮层材料经螺杆挤压熔融后形成熔胶，熔胶从连接螺杆挤出机或计量泵的进料口进入胶腔内，再通过出胶通道流入模心内；模头还设置有用于为胶腔内熔胶保温的保温元件；
模头的轴心处设置有用于安装模心的装配通孔，装配通孔壁上设置有出胶通道的出料口；模心内设置有用于贮存熔胶的供胶间隙和用于穿过芯丝的连续纤维通道，熔胶经出胶通道的出料口流入供胶间隙内并充满供胶间隙；在构成供胶间隙的两个侧壁上设置位置对应的通孔，芯丝从供胶间隙一个侧壁的通孔上穿入，再从另一个侧壁上的通孔穿出，形成连续纤维通道，并且在芯丝穿过连续纤维通道时浸润在位于供胶间隙的熔胶中，以使得皮层材料浸润包覆于芯丝表面。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的挤压涂覆式皮芯纤维长丝。
本发明还提供了一种织物，该织物主要由上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
在本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法中，原料包括芯丝和皮层材料。其中芯丝为连续长丝，以保证芯丝可以连续的从模头组件组件中穿出。本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法中，采用芯丝从连接在螺杆出料口的模头组件匀速穿出的同时，螺杆挤压式涂覆经挤压熔融的皮层材料于芯丝表面的方式。本发明采用螺杆挤压式涂覆，使涂层材料具有较高的含固量，并且涂层密度高，外形规整。
本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法还具有如下有益效果：①芯丝材料和皮层材料均有多种类型可供选择，用材十分广泛，在实际生产中可根据需要进行搭配，因此该制备方法可制备多种多样的挤压涂覆式皮芯纤维长丝；并且还可以在皮层材料中添加生产中可接受的助剂或者其他功能性成分，以赋予挤压涂覆式皮芯纤维长丝附加性能。②该方法通过调整芯丝从模头组件中穿出的通孔的孔径，芯丝从模头组件中穿出的速度，螺杆的压力和螺杆对皮层材料挤压熔融的温度，可任意调整皮层的厚度。③该制备方法还具有生产设备简单，易于操作的优点。
本发明提供的模头组件用于实现上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，该模头组件可以使皮层材料的热熔胶均与的浸润包覆于芯丝表面，使包覆后的皮层材料光滑均匀。
本发明还提供了一种使用上述制备方法制备得到的挤压涂覆式皮芯纤维长丝。该挤压涂覆式皮芯纤维长丝与上述制备方法基于相同的发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不再赘述。
本发明还提供了一种织物，该织物主要由上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成。由于本发明的挤压涂覆式皮芯纤维长丝采用螺杆挤压式涂覆制造，涂层材料具有较高的含固量，并且涂层密度高，外形规整。因此主要使用上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成的织物机械性能良好，表面光滑美观。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的模头组件的示意图；
图2为本发明实施例1提供的模头组件纵切面示意图；
图3为本发明实施例1提供的模心纵切面示意图；
图4为本发明实施例1提供的前模心和后模心的示意图。
图标：100-模头；102-进料口；110-装配通孔；130-胶腔；131-出胶缝隙；132-第二环状凸缘；150-电加热块；151-电源插口；200-模心；201-供胶间隙；210-前模心；211-第一通孔；220-后模心；221-第二通孔；212-第一环状凸缘；230-螺栓；300-锁紧装置；301-第三通孔。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，将皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后送至模头组件，同时芯丝从模头组件中穿过，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面，得到挤压涂覆式皮芯纤维长丝；其中，所述芯丝为连续长丝。
在本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法中，原料包括芯丝和皮层材料。其中芯丝为连续长丝，以保证芯丝可以连续的从模头组件中穿出，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面。本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法中，采用芯丝从连接在螺杆出料口的模头组件匀速穿出的同时，螺杆挤压式涂覆经挤压熔融的皮层材料的方式制备挤压涂覆式皮芯纤维长丝。需要说明的是，本发明不限制同时穿过模头组件的芯丝的条数，可以通过在模头组件设置多个用于穿出芯丝的连续纤维通道以使得同时涂覆多条芯丝；同时也可以通过调整连续纤维通道的孔径控制涂覆的皮层材料的厚度。本发明采用螺杆挤压式涂覆，使涂层材料具有较高的含固量，并且涂层密度高，外形规整。
本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法具有如下有益效果：①芯丝材料和皮层材料均有多种类型可供选择，用材十分广泛，在实际生产中可根据需要进行搭配，因此该制备方法可制备多种多样的挤压涂覆式皮芯纤维长丝；并且还可以在皮层材料中添加生产中可接受的助剂或者其他功能性成分，以赋予挤压涂覆式皮芯纤维长丝附加性能。②该方法通过调整芯丝从模头组件中穿出的通孔的孔径，芯丝从模头组件中穿出的速度，螺杆的压力和螺杆对皮层材料挤压熔融的温度，可调整皮层的厚度。③该制备方法还具有生产设备简单，易于操作的优点。
在一些可选的实施方式中，所述连续长丝包括天然长丝、化纤丝以及混纺纱或复合纱，需要说明的是本发明不限制连续长丝的来源，只要能保证在生产中芯丝能够连续的从模头组件中穿出即可。
在一些可选的实施方式中，所述皮层材料优选热熔型树脂，例如可以为但不限于为聚酰胺(尼龙)、聚酯纤维(涤纶)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚酯纤维、聚氨酯或聚乙烯。由于为了避免将经过挤压熔融皮层材料涂覆于芯丝表面造成芯丝熔化，所述皮层材料的熔点低于芯丝的熔点至少80℃，优选地，所述皮层材料的熔点低于芯丝的熔点至少100℃。因此，皮层材料进一步优选低熔点的热熔型树脂，例如可以为但不限于为低熔点聚酰胺、低熔点聚酯纤维、低熔点聚氨酯或低熔点聚乙烯。低熔点聚酰胺，熔点在110℃-140℃之间，有优良综合性能及经水洗和干洗后的性能；低熔点聚酯纤维，熔点在105℃-115℃之间，具有稳定的可加工性；低熔点聚氨酯，熔点在60℃-180℃之间，有多种熔点的聚氨酯可根据实际生产需要选择；低熔点聚乙烯，熔点在100℃-120℃之间，具有良好的光泽和可塑性，环保无毒。
需要说明的是，本发明也不限制在皮层材料中添加用于增强和对皮层材料改性的助剂，只要适合本发明提供的生产工艺即可。例如在一些可选的实施方式中，皮层材料可根据需要配色，将色粉与涂层材料拌和均匀后，送入螺杆料仓。经螺杆挤压熔融涂覆后就成了皮芯色丝，就是所谓的纺前染，色牢度高，不掉色。
在一些可选的实施方式中，皮层材料在挤压熔融前干燥至含水率＜0.05％；水分过高会使皮层材料涂覆后在表面形成气泡，导致产品不圆滑、不规整。在一些优选的实施方式中，在低于使用的皮层材料的熔点30-50℃的条件下，例如可以为但不限于为30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃，真空干燥5-8小时，例如可以为但不限于为5小时、5.2小时、5.5小时、5.7小时、6小时、6.3小时、6.5小时、6.7小时、7小时、7.3小时、7.5小时、7.7小时或8小时；并且优选使用真空转股干燥机在上述条件下干燥皮层材料，可使皮层材料的含水率＜0.05％；干燥温度过高会导致皮层材料结团，而干燥温度过低又会导致皮层材料中的水分排不出来，通过调整和优化上述工艺条件可以优化皮层材料的干燥效果。
在一些可选的实施方式中，皮层材料在螺杆挤出机中挤压熔融时，螺杆挤出机内的温度高于皮层材料的熔点30-60℃，例如可以为但不限于为30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃或60℃；在上述温度范围内可以使皮层材料充分溶解。
单螺杆挤出机通常包含3-5个加热区段，其中由进料口开始为第一加热区段，至模头组件处为最后一个加热区段，例如具有三个加热区段的螺杆挤出机，靠近进料口的为第一加热区段、中间部位为第二加热区段、靠近模头组件部位的为第三加热区段；又例如具有五个加热区段的螺杆挤出机，从进料口的位置至模头组件部位依次为第一加热区段至第五加热区段。在一些可选的实施方式中，所述制备方法使用单螺杆挤出机，其中第一加热区段的温度高于皮层材料的熔点30-40℃，例如可以为但不限于为30℃、32℃、35℃、38℃或40℃；第二加热区段的温度高于皮层材料的熔点40-50℃，例如可以为但不限于为40℃、42℃、45℃、48℃或50℃；剩余加热区段的温度高于皮层材料的熔点50-60℃，例如可以为但不限于为50℃、52℃、55℃、58℃或60℃，即螺杆挤出机的加热温度从进料口至模头组件依次升高。可以理解的是，在实际的生产的过程中，可根据具体使用的皮层材料调整各区段的温度，以优化螺杆挤出机对外层材料挤压熔融的效果。
在一些可选的实施方式中，芯丝由牵引辊A牵引从模头组件中匀速穿出，牵引速为60-100m/min，例如可以为但不限于为60、65、70、75、80、85、90、95或100m/min。
通过调整螺杆挤出机对外层材料的加热温度和芯丝从模头组件中穿出的速度，可以调整皮层材料涂覆于芯丝表面的厚度。螺杆温度不变的条件下，速度越快涂层越薄，反之涂层越厚；螺杆温度上升，涂层粘度降低，牵引速度不变的情况下，涂层厚度会降低；在螺杆温度和牵引辊速度不变的情况下，小范围提高或降低螺杆压力，也调整涂层厚度。
在一些可选的实施方式中，皮层材料涂覆于芯丝表面后先经冷却处理，以加速皮层材料的固化，再绕经牵引辊A；在一些优选的实施方式中，皮层材料涂覆于芯丝表面后先穿过冷却水槽冷却，再绕经牵引辊A，冷却水槽中的水温优选为10-20℃，例如可以为但不限于为10℃、12℃、15℃、17℃或20℃，冷却水槽水温优选应保持在15℃左右；冷却水槽的长度优选为8-12m，例如可以为但不限于为8m、8.5m、9m、9.5m、10m、10.5m、11m、11.5m或12m，水槽过短会导致皮层材料不能得到充分的冷却，水槽过长会导致生产成本不必要的增加。并且冷却水槽优选配备冷水机，并将其设置为15度自动循环，以便水温高时启动循环冷水机使水温保持15℃左右。
在一些可选的实施方式中，经冷却处理的挤压涂覆式皮芯纤维长丝先在40-60℃的条件下干燥，例如可以为但不限于为40℃、45℃、50℃、55℃或60℃；优选使用热风烘干，以烘干表面水分和给纤维长丝定型。干燥温度过高会使涂层材料收卷时出现粘连而影响退绕；温度过低会导致挤压涂覆式皮芯纤维长丝表面水分未干、定型不到位而导致产品收缩升高。经干燥后的挤压涂覆式皮芯纤维长丝先绕经牵引辊B，然后由收卷机收卷，得到成品。需要注意的是，牵引辊B与牵引辊A要保持相同的转速。
在一些优选的实施方式中，上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法需要使用如下设备：真空转股干燥机、单螺杆挤出机、配制了冷水机的冷水槽、连续式热风烘干机、5-7辊式的牵引辊2台、收卷装置和相关检测仪器。该套设备具有投资规模小，一套设备可生产多种不同芯丝或多种不同材料的皮层的挤压涂覆式皮芯纤维长丝，并且还可以做到涂层配色，对色生产。该套设备可以做到产品材料多样化，产品颜色无穷尽。该套设备还具有批量大小均可生产，更换产品品种快捷，制备工艺操作简单易行的优点。
使用上述设备优选按照如下步骤生产挤压涂覆式皮芯纤维长丝：
a)先将皮层材料在真空转股干燥机干燥至含水率＜0.05％；
b)将芯丝丝饼放到挂丝架上，然后将芯丝从模头组件中穿出，绕经牵引辊A和牵引辊B，最后接入收卷机中；将皮层材料倒入螺杆挤出机的进料桶，工作时，开启收卷机，将皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融至模头组件，同时芯丝从模头组件中匀速穿出，使皮层材料持续的涂覆于芯丝表面；
c)人工将涂覆了表面材料的芯丝置于冷水槽中冷却，经冷却的涂覆了表面材料的芯丝绕经牵引辊A；
d)涂覆了皮层材料的芯丝绕过牵引辊A后进入连续式热风烘干机干燥，然后绕经牵引辊B，最后由收卷机收卷成成品。
本发明还提供了一种模头组件，该模头组件安装在螺杆挤出机出料口，可以使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面。该模头组件包括模头、模心和用于将模心固定于模头的锁紧装置；
所述模头内设置有进料口、胶腔和出胶通道，皮层材料经螺杆挤压熔融后形成熔胶，熔胶从连接螺杆挤出机或计量泵的进料口进入胶腔内，再通过出胶通道流入模心内；模头还设置有用于为胶腔内熔胶保温的保温元件；
模头的轴心处设置有用于安装模心的装配通孔，装配通孔壁上设置有出胶通道的出料口；模心内设置有用于贮存熔胶的供胶间隙和用于穿过芯丝的连续纤维通道，熔胶经出胶通道的出料口流入供胶间隙内并充满供胶间隙，供胶间隙宽约为1-3mm；在构成供胶间隙的两个侧壁上设置位置对应的通孔，芯丝从供胶间隙一个侧壁的通孔上穿入，再从另一个侧壁上的通孔穿出，形成连续纤维通道，并且在芯丝穿过连续纤维通道时浸润在位于供胶间隙的熔胶中，以使得皮层材料浸润包覆于芯丝表面，可以理解的是，连续纤维通道可以为一个或者多个，当连续纤维通道为多个时，可以同时使多条芯丝穿过，即同时制备多条挤压涂覆式皮芯纤维长丝。
在一些优选的实施方式中，模心由前模心和后模心组成，前模心和后模心延圆周方向设置用于穿过螺栓的通孔，在固定前模心和后模心时，可以使螺栓依次通过前模心、垫片和后模心，使前模心和后模心固定后中间留有贮存熔胶的缝隙，即供胶间隙；也可以在前模心和后模心相对的两个面设置延通孔圆周方向的第一环状凸缘，使前模心和后模心固定后中间留有贮存熔胶的缝隙，即供胶间隙。
在一些优选的实施方式中，胶腔沿圆周方向环绕于装配通孔，胶腔与模心以装配通孔壁阻隔，在装配通孔壁延圆周方向设置与模心的供胶间隙相吻合的出胶缝隙，使胶腔内的熔胶延出胶缝隙流入并充满供胶间隙。
在一些优选的实施方式中，在装配通孔上出胶缝隙的一侧沿圆周方向设置第二环状凸缘，另一侧设置与锁紧装置配套的螺纹，使用时将前模心与后模心固定后置于装配通孔内，后模心与装配通孔上的第二环状凸缘相接触，前模心与锁紧装置相接触，锁紧装置上设置有与通孔上的螺纹配套的螺纹，将锁紧装置沿轴向旋转拧紧，后模心由第二环状凸缘顶紧，前模心由锁紧装置顶紧，以使得模心固定在装配通孔中；锁紧装置上还设置有用于使芯丝穿出的通孔。
本发明还提供了一种使用上述制备方法制备得到的挤压涂覆式皮芯纤维长丝。该挤压涂覆式皮芯纤维长丝与上述制备方法基于相同的发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不再赘述。
本发明还提供了一种织物，该织物主要由上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成。本发明所述的织物，可以通过织造制成，也可以通过其他方法，例如通过热粘合方法制成的织物，本发明对此不做限制。本发明提供的织物，例如可以为但不限于为衣着用织物、装饰用织物、产业用织物或者医用织物等。例如作为衣着用织物，可以作为制作各种衣服的原料，或者将上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝直接织造成衣服；例如作为装饰用织物时，可以作为窗帘、门帘、桌布等。上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成的织物应用广泛，可应用于各行各业。由于本发明的挤压涂覆式皮芯纤维长丝采用螺杆挤压式涂覆制造，涂层材料具有较高的含固量，并且涂层密度高，外形规整。因此主要使用上述挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成的织物机械性能良好，表面光滑美观。
下面结合优选实施例进一步说明本发明的有益效果。实施例中使用的设备有真空转股干燥机、单螺杆挤出机、配制了冷水机的冷水槽、连续式热风烘干机、5-7辊式的牵引辊2台、收卷装置和相关检测仪器。
实施例1
本实施例提供了一种模头组件，如图1-图4所示。该模头组件安装在螺杆挤出机出料口，可以使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面。该模头组件包括模头100、模心200和用于将模心200固定于模头100的锁紧装置300；
所述模头内设置有进料口102、胶腔130和出胶通道，皮层材料经螺杆挤压熔融后形成熔胶，熔胶通过与螺杆挤出机或计量泵连接的进料口102进入胶腔130内，再通过出胶通道流入模心200内；模头100还设置有为熔胶保温的电加热块150和电源插口151。
模头100的轴心处设置有用于安装模心200的装配通孔110，胶腔130沿圆周方向环绕于装配通孔110，胶腔130与模心200以装配通孔壁阻隔，在装配通孔壁延圆周方向设置与模心200的供胶间隙201相吻合的出胶缝隙131，使胶腔130内的熔胶延出胶缝隙131流入并充满供胶间隙201。
模心200由前模心210和后模心220构成，前模心210和后模心220延圆周方向设置用于穿过螺栓230的通孔，在前模心210和后模心220相对的两个面设置延通孔圆周方向的第一环状凸缘212，使前模心210和后模心220固定后中间留有贮存熔胶的缝隙，即供胶间隙201，供胶间隙201宽为2mm。
模心200内设置有用于穿过芯丝的连续纤维通道，连续纤维通道由位于前模心210上的用于芯丝穿出的第一通孔211和位于后模心220上的用于芯丝穿入的第二通孔221组成，使用时，芯丝由第二通孔221穿入，经过供胶间隙201时芯丝浸润于熔胶中，然后由第一通孔211穿出，以使得皮层材料浸润包覆于芯丝表面。由于芯丝从前模心210穿出后表面涂覆有皮层材料，纤维的直径略有增加，因此前模心210上的第一通孔211的孔径略大于后模心220上的第二通孔221的孔径，本实施例共设置7个连续纤维通道。
在装配通孔110上出胶缝隙131的一侧沿圆周方向设置第二环状凸缘132，另一侧设置与锁紧装置300配套的螺纹，使用时将前模心210与后模心220使用螺栓230固定后置于装配通孔110内，后模心220与装配通孔110上的第二环状凸缘132相接触，前模心210与锁紧装置300相接触，锁紧装置300上设置有与装配通孔110上的螺纹配套的螺纹，将锁紧装置300沿轴向旋转拧紧，后模心220由第二环状凸缘132顶紧，前模心210由锁紧装置300顶紧，以使得模心200固定在装配通孔110中；同时锁紧装置300上还设置有用于使芯丝穿出的第三通孔301。
使用时，皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后呈熔胶状，熔胶从螺杆挤出机经进料口102进入胶腔130内，熔胶再经出胶缝隙131流入供胶间隙201内，并充满供胶间隙201；同时，芯丝依次从第二通孔221、第一通孔211和第三通孔301穿过；芯丝在穿过第二通孔221后进入到供胶间隙201，供胶间隙201中的皮层材料的溶胶浸入包覆于芯丝后再依次从第一通孔211和第三通孔301穿出，即得到挤压涂覆式皮芯纤维长丝。
实施例2-实施例8分别提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，在实施例2-实施例8提供的制备方法中使用的螺杆挤出机为具有4个加热区段的单螺杆挤出机，4个加热区段从螺杆挤出机的进料口至模头组件依次为第一加热区段、第二加热区段、第三加热区段和第四加热区段；螺杆挤出机的出料口与实施例1提供的模头组件的进料口相连接。
实施例2
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，该制备方法使用的原料为，芯丝为熔点为255-260℃的涤纶长丝，皮层材料为熔点为115-125℃的聚酰胺(尼龙)。
该方法包括如下步骤：
a)先将皮层材料在真空转股干燥机干燥至含水率＜0.05％；干燥的工艺参数为40℃干燥7h。
b)将涤纶长丝丝饼放到挂丝架上，然后将芯丝从模头中穿出，绕经牵引辊A和牵引辊B，最后接入收卷机中；将低熔点尼龙切片倒入螺杆挤出机的进料桶，工作时，开启收卷机和螺杆挤出机，将低熔点尼龙切片经螺杆挤出机挤压熔融至模头，同时涤纶长丝从模头中匀速穿出，使皮熔化的尼龙持续的涂覆于芯丝表面；
涤纶长丝从模头中的穿出速度为80m/min；
螺杆挤出机的温度参数为：第一加热区段155℃，第二加热区段165℃，第三和第四加热区段175℃。
c)人工将涂覆了皮层材料的涤纶长丝置于冷水槽中冷却，经冷却的涂覆了表面材料的芯丝绕经牵引辊A；冷却水槽长10m，冷却水槽中的水温维持在15℃左右。
d)涂覆了聚酰胺的涤纶长丝绕过牵引辊A后进入连续式热风烘干机干燥，干燥温度为50℃，然后绕经牵引辊B，最后由收卷机收卷成成品。
实施例3
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，该制备方法使用的原料为，芯丝为熔点为255-260℃的涤纶长丝，皮层材料为熔点为115-125℃的聚酰胺(尼龙)。
该方法包括如下步骤：
a)先将皮层材料在真空转股干燥机干燥至含水率＜0.05％；干燥的工艺参数为30℃干燥8h。
b)将涤纶长丝丝饼放到挂丝架上，然后将芯丝从模头中穿出，绕经牵引辊A和牵引辊B，最后接入收卷机中；将低熔点尼龙切片倒入螺杆挤出机的进料桶，工作时，开启收卷机和螺杆挤出机，将低熔点尼龙切片经螺杆挤出机挤压熔融至模头，同时涤纶长丝从模头中匀速穿出，使皮熔化的尼龙持续的涂覆于芯丝表面；
涤纶长丝从模头中的穿出速度为100m/min；
螺杆挤出机的温度参数为：第一加热区段165℃，第二加热区段175℃，第三和第四加热区段185℃。
c)人工将涂覆了皮层材料的涤纶长丝置于冷水槽中冷却，经冷却的涂覆了表面材料的芯丝绕经牵引辊A；冷却水槽长10m，冷却水槽中的水温维持在10℃左右。
d)涂覆了聚酰胺的涤纶长丝绕过牵引辊A后进入连续式热风烘干机干燥，干燥温度为60℃，然后绕经牵引辊B，最后由收卷机收卷成成品。
实施例4
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，该制备方法使用的原料为，芯丝为熔点为255-260℃的涤纶长丝，皮层材料为熔点为115-125℃的聚酰胺(尼龙)。
该方法包括如下步骤：
a)先将皮层材料在真空转股干燥机干燥至含水率＜0.05％；干燥的工艺参数为50℃干燥5h。
b)将涤纶长丝丝饼放到挂丝架上，然后将芯丝从模头中穿出，绕经牵引辊A和牵引辊B，最后接入收卷机中；将低熔点尼龙切片倒入螺杆挤出机的进料桶，工作时，开启收卷机和螺杆挤出机，将低熔点尼龙切片经螺杆挤出机挤压熔融至模头，同时涤纶长丝从模头中匀速穿出，使皮熔化的尼龙持续的涂覆于芯丝表面；
涤纶长丝从模头中的穿出速度为60m/min；
螺杆挤出机的温度参数为：第一加热区段145℃，第二加热区段160℃，第三和第四加热区段165℃。
c)人工将涂覆了皮层材料的涤纶长丝置于冷水槽中冷却，经冷却的涂覆了表面材料的芯丝绕经牵引辊A；冷却水槽长10m，冷却水槽中的水温维持在20℃左右。
d)涂覆了聚酰胺的涤纶长丝绕过牵引辊A后进入连续式热风烘干机干燥，干燥温度为60℃，然后绕经牵引辊B，最后由收卷机收卷成成品。
实施例5
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，与实施例2的区别在于，皮层材料在使用前未经过干燥。
实施例6
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，与实施例2的区别在于，皮层材料为熔点为120℃的聚乙烯。
实施例7
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，与实施例2的区别在于，涤纶长丝从模头中的穿出速度为50m/min。
实施例8
本实施例提供了一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，与实施例2的区别在于，涤纶长丝从模头中的穿出速度为120m/min。
实施例2-实施例8的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的性能测试结果如下表所示：
组别 皮层直径相对于芯层直径的倍数 外观
实施例2 1.22 表面光滑
实施例3 1.15 表面光滑
实施例4 1.31 表面光滑
实施例5 1.25 表面不圆滑
实施例6 1.18 表面光滑
实施例7 1.42 表面光滑
实施例8 1.12 表面光滑
由上表可以看出，本发明可以通过调节挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备过程中的工艺参数，调整皮层材料的涂覆厚度。其中，通过调整螺杆挤出机对外层材料的加热温度和芯丝从模头组件中穿出的速度，可以调整皮层材料涂覆于芯丝表面的厚度。从实施例7和实施例8的对比可以看出，降低芯丝从模头组件中的穿出速度，使皮层材料的涂覆厚度增加；由实施例3可以看出，提高皮层材料的熔融温度并且增加芯丝材料的穿出速度，降低了皮层材料的涂覆厚度；从实施例4可以看出，降低皮层材料的熔融温度并且降低芯丝材料的穿出速度，增加了皮层材料的涂覆厚度；由实施例5可以看出，皮层材料在挤压熔融前通过干燥处理，可以提高挤压涂覆式皮芯纤维长丝外观的光滑程度。因此，螺杆温度不变的条件下，速度越快涂层越薄，反之涂层越厚；螺杆温度上升，涂层粘度降低，牵引速度不变的情况下，涂层厚度会降低；在螺杆温度和牵引辊速度不变的情况下，小范围提高或降低螺杆压力，也调整涂层厚度。综上可以看出，本发明提供的工艺可以灵活的调整挤压涂覆式皮芯纤维长丝皮层的厚度。并且诸如皮层材料的挤压熔融的温度，和芯丝的穿出速度，只要通过调节螺杆挤出机的温度和卷绕芯丝的装置的卷绕速度就可以调节，十分简单方便，这也进一步说明了本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法操作简单的同时还具有灵活可调节的适用范围。
本发明提供的挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备方法制备得到的挤压涂覆式皮芯纤维长丝，其机械性能，例如其挤压涂覆式皮芯纤维长丝的强度高低，取决于芯丝的强度，涂覆后可相对增强0.5～1.5cN/dtex，因此在实际的生产中，可以根据对挤压涂覆式皮芯纤维长丝的机械性能的需求，选择相应的芯丝纤维种类，本发明对此不做限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法，其特征在于，将皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后送至模头组件，同时芯丝从模头组件中穿过，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面，得到挤压涂覆式皮芯纤维长丝；其中，所述芯丝为连续长丝。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述皮层材料包括尼龙、涤纶、聚氨酯或聚乙烯；
所述皮层材料的熔点低于芯丝的熔点至少80℃；
优选地，所述皮层材料的熔点低于芯丝的熔点至少100℃。
3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，皮层材料在螺杆挤出机中挤压熔融时，螺杆挤出机内的温度高于皮层材料的熔点30-60℃；
优选地，所述制备方法使用单螺杆挤出机，其中第一加热区段的温度高于皮层材料的熔点30-40℃，第二加热区段的温度高于皮层材料的熔点40-50℃，其余的加热区段的温度高于皮层材料的熔点50-60℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，芯丝从模头组件的纤维通道中匀速穿出，速度为60-100m/min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，皮层材料浸润包覆于芯丝表面后先经冷却处理，再绕经牵引辊A，牵引辊A牵引芯丝从模头组件的纤维通道中匀速穿出；
优选地，皮层材料浸润包覆于芯丝表面后先穿过冷却水槽冷却，再绕经牵引辊A；
优选地，冷却水槽中的水温为10-20℃，冷却水槽长8-12m。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，经冷却处理的挤压涂覆式皮芯纤维长丝在40-60℃的条件下干燥后，再绕经牵引辊B；然后由收卷机收卷；所述牵引辊B与牵引辊A的转速相同。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
a)皮层材料干燥；
b)皮层材料经螺杆挤出机挤压熔融后送至模头组件，同时芯丝从模头组件中穿过，使模头组件内熔融的皮层材料浸润包覆于芯丝表面；
c)将浸润包覆了皮层材料的芯丝置于冷水槽中冷却，然后绕经牵引辊A；
d)冷却后烘干，然后绕经牵引辊B后经收卷机收卷成成品。
8.一种用于权利要求1-7中任一项所述的挤压涂覆式皮芯纤维长丝的制备方法的模头组件，其特征在于，所述模头组件包括模头、模心和用于将模心固定于模头的锁紧装置；
所述模头设置有进料口、胶腔和出胶通道，皮层材料经螺杆挤压熔融后形成熔胶，熔胶从连接螺杆挤出机或计量泵的进料口进入胶腔内，再通过出胶通道流入模心内；模头还设置有用于为胶腔内熔胶保温的保温元件；
模头的轴心处设置有用于安装模心的装配通孔，装配通孔壁上设置有出胶通道的出料口；模心内设置有用于贮存熔胶的供胶间隙和用于穿过芯丝的连续纤维通道，熔胶经出胶通道的出料口流入供胶间隙内并充满供胶间隙；在构成供胶间隙的两个侧壁上设置位置对应的通孔，芯丝从供胶间隙一个侧壁的通孔上穿入，再从另一个侧壁上的通孔穿出，形成连续纤维通道，并且在芯丝穿过连续纤维通道时浸润在位于供胶间隙的熔胶中，以使得皮层材料浸润包覆于芯丝表面。
9.一种权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的挤压涂覆式皮芯纤维长丝。
10.一种织物，其特征在于，主要由权利要求9所述的挤压涂覆式皮芯纤维长丝制备而成。
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