CN109112651A - 一种海岛复合纺丝组件及一种复合纤维 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海岛复合纺丝组件及一种复合纤维，它包括依次层叠设置的斜孔板、分配板、针型板、针孔板和喷丝板，所述斜孔板、分配板、针型板、针孔板和喷丝板通过穿设在其内的至少一根螺栓连接，所述斜孔板包括第一板体、开设于所述第一板体内的多个岛成分入料孔以及开设于所述第一板体内的多个海成分入料孔；所述分配板包括第二板体、开设于所述第二板体内且与所述岛成分入料孔相对应的多个岛成分流道以及开设于所述第二板体内且与所述海成分入料孔相对应的多个海成分流道；这样在制备海岛复合纤维时能够在降低海成分用量的基础上，增加海岛纤维皮成分的厚度。

Description

一种海岛复合纺丝组件及一种复合纤维

技术领域

本发明属于纺丝设备领域，涉及一种纺丝组件，具体涉及一种海岛复合纺丝组件以及基于海岛复合纺丝组件的复合纤维。

背景技术

目前，已有的用于生产海岛复合纺丝组件是将两种不同组分的聚合物通过不同的路径进行分配，最后在喷丝板处进行合流形成海岛结构。岛成分与海成分的重量比例一般为70：30。但是，海岛纤维的海成分最终都要溶解掉，即海岛纤维最终都要进行脱海加工处理。为了减轻原料成本及环保的压力，生产厂商都会尽量提高岛成分的比重，降低海成分的比重。但是，随着海成分比重的下降，海岛纤维的壁会越来越薄；在后加工中，例如，在热牵伸、热定型、织造等加工过程中极易会是海岛纤维的壁破损，丝的表面毛羽较多，这样会直接导致海岛纤维的可加工性能变差。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种海岛复合纺丝组件。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种海岛复合纺丝组件，它包括依次层叠设置的斜孔板、分配板、针型板、针孔板和喷丝板，所述斜孔板、分配板、针型板、针孔板和喷丝板通过穿设在其内的至少一根螺栓连接，

所述斜孔板包括第一板体、开设于所述第一板体内的多个岛成分入料孔以及开设于所述第一板体内的多个海成分入料孔；

所述分配板包括第二板体、开设于所述第二板体内且与所述岛成分入料孔相对应的多个岛成分流道以及开设于所述第二板体内且与所述海成分入料孔相对应的多个海成分流道；

所述针型板包括第三板体、开设于所述第三板体内且与所述海成分流道相对应的多个海成分导流道、开设于所述第三板体内且与所述岛成分流道相对应的多个岛成分承接孔以及开设于所述第三板体内且与所述岛成分承接孔一一连通的多组针管；

所述针孔板包括第四板体以及设置于所述第四板体内的多个海岛复合单元，每个所述海岛复合单元具有与所述针管一一对应的多个海岛孔以及围设在多个所述海岛孔外围的多个鞘孔，所述海岛孔与所述鞘孔还分别与所述海成分导流道相连通；

所述喷丝板包括第五板体以及开设于所述第五板体内且与所述海岛复合单元一一对应的多个喷丝孔。

优化地，每个所述海岛复合单元中含有n个鞘孔，n为≥8的正整数。

优化地，所述鞘孔的直径小于或等于所述海岛孔的直径。

优化地，定义每个所述海岛复合单元中所述海岛孔与所述鞘孔的最小间距为d2且相邻两个所述海岛孔之间的最小间距为d1，则d2≥d1。

进一步地，定义每个所述海岛复合单元的边缘与所述鞘孔的最小间距为d3，则d3≥d1且d3≤d2。

本发明的又一目的在于提供一种复合纤维，它采用上述的海岛复合纺丝组件制得。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明海岛复合纺丝组件，通过采用特定结构的斜孔板、分配板、针型板、针孔板和喷丝板进行层叠配合，这样在制备海岛复合纤维时能够在降低海成分用量的基础上，增加海岛纤维皮成分的厚度，避免海岛纤维在后加工过程中因纤维壁的破损、纤维表面毛羽较多而造成的加工不畅，提高生产效率，降低生产成本，以减少对环境的污染。

附图说明

附图1为本发明海岛复合纺丝组件的结构示意图；

附图2为本发明海岛复合纺丝组件针孔板的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：

本申请中有关方向的定义是按照图1中观察到的予以定义。

如图1和图2所示的海岛复合纺丝组件，包括由上向下依次层叠设置的斜孔板1、分配板2、针型板3、针孔板4和喷丝板5；它们通过穿设于其中的至少一根螺栓6实现可拆卸连接。

斜孔板1包括第一板体11、岛成分入料孔12和海成分入料孔13；岛成分入料孔12有多个，它们开设在第一板体11内并贯穿第一板体11，而与第一板体11相垂直，用于输入复合纤维的岛成分；海成分入料孔13也有多个，它们开设在第一板体11内并贯穿第一板体11，它倾斜设置因此未与第一板体11相垂直，用于输入复合纤维的海成分。

分配板2包括第二板体21、岛成分流道22和海成分流道23；岛成分流道22有多个，它们开设在第二板体21内并与岛成分入料孔12相对应以实现相互连通，用于承接经岛成分入料孔12输入的岛成分，并将其分成多路以出料(在本实施例中，岛成分流道22贯穿第二板体21，它包括与入料孔12相连通的承料部以及与承料部相连通的两道出料部，以将岛成分分成两路)；海成分流道23有多个，它们开设在第二板体21内并与海成分入料孔13相对应的以实现相互连通，用于承接经海成分入料孔13输入的海成分，并将其分成多路以出料(在本实施例中，海成分流道23贯穿第二板体21，它包括与海成分入料孔13相连通的承料部以及与承料部相连通的三道出料部，以将海成分分成三路)。在本实施例中，岛成分流道22和海成分流道23的具体数量通常是根据长丝中纤维的根数设置的。

针型板3包括第三板体31、海成分导流道32、岛成分承接孔33和针管34等。海成分导流道32有多个，它们开设在第三板体31内并贯穿第三板体31，而与海成分流道23相对应；每个海成分导流道32包括形成在第三板体31底面的凹槽部、一端与凹槽部相连通的多个导料孔以及形成在第三板体31上表面且与导料孔一一对应的多个承料孔，而承料孔与海成分流道23的出料部一一对应)。岛成分承接孔33有多个，它们开设在第三板体31的上表面并向其内凹陷形成；针管34有多组(一组针管34有多个针管，具体数量是根据每根纤维中岛数确定)，它们形成在第三板体31内从而与岛成分承接孔33一一对应连通；一个岛成分承接孔33与对应的一组针管34上下设置，这样岛成分承接孔33承接的岛成分经多个针管分配。

针孔板4包括第四板体41和海岛复合单元42；海岛复合单元42有多个(其数量与岛成分承接孔33的数量一致)，它们设置在第四板体41内并贯穿第四板体41，用于实现岛成分和海成分的合流；每个海岛复合单元42具有与针管34一一对应的多个海岛孔421以及围设在多个海岛孔421外围的多个鞘孔422；海岛孔421的上端直径略大于对应针管34的直径，使得海岛孔421与海成分导流道32相连通；同时海成分导流道32的直径较大，它还延伸至与鞘孔422相连通(即海岛孔421与鞘孔422还分别与海成分导流道32的凹槽部相连通)，这样岛成分经针管34直接流入海岛孔421中，同时海成分也流入海岛孔421中而实现合流，形成皮芯型聚合物；与此同时，海成分还经鞘孔422向下流动。如图2所示，在本实施例中，海岛孔有37个而对应的鞘孔422有16个。

喷丝板5包括第五板体51以及开设在第五板体51内且与海岛复合单元42一一对应的多个喷丝孔52(喷丝孔52贯穿第五板体51)，这样上面的皮芯型聚合物和经鞘孔流下的海成分进行合流，从而在皮芯型聚合物的表面继续覆上海组分以形成鞘外层，最终形成[海岛+鞘]型复合海岛纤维。在本实施例中，喷丝孔52具有锥部以及位于锥部下方且与其相连通的出料孔部，以保证在皮芯型聚合物表面顺利形成鞘外层。

上述海岛复合纺丝组件的每个海岛复合单元42中含有n个鞘孔422，n为≥8的正整数。鞘孔422的直径小于或等于海岛孔421的直径，以降低海成分的使用量。定义每个海岛复合单元42中海岛孔421与鞘孔422的最小间距为d2且相邻两个海岛孔421之间的最小间距为d1，则d2≥d1。定义每个海岛复合单元42的边缘与鞘孔422的最小间距为d3，则d3≥d1且d3≤d2。

可以使用上述海岛复合纺丝组件制备岛数为8～1000个的复合纤维。最外侧岛表面与纤维表面的距离为0.5～2.0μm；低于0.5μm时，抑制纤维表面破损效果不大；高于2.0μm时，会造成海成分使用量变多。岛成分为聚酯或聚酰胺，聚酯优选为聚对苯二甲酸二甲酯，聚酰胺优选为尼龙6。海成分为热塑性聚合物，优选为碱溶性COPET。复合纤维的岛直径范围通常为0.6～5.0μm。如岛成分选用聚对苯二甲酸二甲酯，海成分选用改性聚酯COPET，在以下纺丝条件下进行纺丝：岛成分聚合物的纺丝加热温度为290℃、海成分聚合物的纺丝加热温度为280℃，纺丝速度为800～1500m/min，以倍率为1.0～3.5倍将所得的纤维进行拉伸加工，具体参见以下具体实施例。

实施例1

本实施例涉及一种复合纤维及复合纤维的制备方法，它采用含有上述海岛复合纺丝组件的双组份纺丝设备进行喷丝制备：针孔板型号为I型(鞘孔数n为16个)，海岛孔直径R1为0.40mm，鞘孔直径R2为0.25mm，d1为0.20mm，d2为0.25mm，d3为0.22mm，岛成分为聚对苯二甲酸二甲酯(PET)，海成分为碱溶聚酯COPET；岛成分：海成分质量比为80：20；纺丝条件：岛成分聚合物的纺丝加热温度为290℃、海成分聚合物的纺丝加热温度为280℃，纺丝速度为1000m/min。最后，将所得的纤维进行拉伸加工，倍率为3.0倍而成。制的复合纤维2.31D，强度为3.2cN/dtex(海岛数m为37)，脱海后，岛的纤维直径为2.3μm。

实施例2

本实施例提供一种复合纤维及复合纤维的制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：针孔板型号为II型(n为24)，岛成分为尼龙6(PA6)，岛成分聚合物的纺丝加热温度为275℃、海成分聚合物的纺丝加热温度为275℃，纺丝速度为1500m/min，拉伸倍率2.8，纤维性能见表2。

实施例3

本实施例提供一种复合纤维及复合纤维的制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：针孔板型号为III(n为12)，m为16，R1为0.4mm，纤维性能见表2。

对比例1

本例提供一种海岛复合纤维，与实施例1中的基本一致，不同的是：针孔板型号为IV，m为37，R1为0.30mm，纤维性能见表2。

对比例2

本例提供一种海岛复合纤维，与实施例1中的基本一致，不同的是：针孔板型号为IV，m为37，R1为0.30mm，岛成分为尼龙6(PA6)，岛成分聚合物的纺丝加热温度为275℃、海成分聚合物的纺丝加热温度为275℃，纺丝速度为1500m/min，纤维性能见表2(不同型号的针孔板具体参数见表1)。

表1不同型号的针孔板参数表

注：型号IV为现用针孔板。

将实施例1-3、对比例1-2中制得的纤维进行性能测试，见表2所示。

表2实施例1-3、对比例1-2中制得的纤维性能表

注：(1)毛羽测试

采用Y171B型毛羽仪进行测试，数值越低说明毛羽越少，海岛纤维表面不易破损，数值越大说明毛羽越多，海岛纤维表面易破损。

(2)加工性能

在编制过程中，纱线断丝的次数，单位为回/h，数值越小说明后加工性好，海岛纤维表面不易破损；数值越高说明加工性差，海岛纤维表面易破损。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种海岛复合纺丝组件，它包括依次层叠设置的斜孔板（1）、分配板（2）、针型板（3）、针孔板（4）和喷丝板（5），所述斜孔板（1）、分配板（2）、针型板（3）、针孔板（4）和喷丝板（5）通过穿设在其内的至少一根螺栓（6）连接，其特征在于：

所述斜孔板（1）包括第一板体（11）、开设于所述第一板体（11）内的多个岛成分入料孔（12）以及开设于所述第一板体（11）内的多个海成分入料孔（13）；

所述分配板（2）包括第二板体（21）、开设于所述第二板体（21）内且与所述岛成分入料孔（12）相对应的多个岛成分流道（22）以及开设于所述第二板体（21）内且与所述海成分入料孔（13）相对应的多个海成分流道（23）；

所述针型板（3）包括第三板体（31）、开设于所述第三板体（31）内且与所述海成分流道（23）相对应的多个海成分导流道（32）、开设于所述第三板体（31）内且与所述岛成分流道（22）相对应的多个岛成分承接孔（33）以及开设于所述第三板体（31）内且与所述岛成分承接孔（33）一一连通的多组针管（34）；

所述针孔板（4）包括第四板体（41）以及设置于所述第四板体（41）内的多个海岛复合单元（42），每个所述海岛复合单元（42）具有与所述针管（34）一一对应的多个海岛孔（421）以及围设在多个所述海岛孔（421）外围的多个鞘孔（422），所述海岛孔（421）与所述鞘孔（422）还分别与所述海成分导流道（32）相连通；

所述喷丝板（5）包括第五板体（51）以及开设于所述第五板体（51）内且与所述海岛复合单元（42）一一对应的多个喷丝孔（52）。

2.根据权利要求1所述的海岛复合纺丝组件，其特征在于：每个所述海岛复合单元（42）中含有n个鞘孔（422），n为≥8的正整数。

3.根据权利要求1所述的海岛复合纺丝组件，其特征在于：所述鞘孔（422）的直径小于或等于所述海岛孔（421）的直径。

4.根据权利要求1所述的海岛复合纺丝组件，其特征在于：定义每个所述海岛复合单元（42）中所述海岛孔（421）与所述鞘孔（422）的最小间距为d2且相邻两个所述海岛孔（421）之间的最小间距为d1，则d2≥d1。

5.根据权利要求4所述的海岛复合纺丝组件，其特征在于：定义每个所述海岛复合单元（42）的边缘与所述鞘孔（422）的最小间距为d3，则d3≥d1且d3≤d2。

6.一种复合纤维，其特征在于：它利用权利要求1至5中任一所述海岛复合纺丝组件制得。