CN110528104A - 一种异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维，所述异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法包括制取聚酯熔体：将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出成100D～65D的初生纤维，其中，所述的喷丝板的板孔形状为“王”字型；对得到的初生纤维进行冷却固化；对经过冷却固化后的纤维丝束进行集束上油处理；对上油后的纤维丝条进行定型处理，得到定型后的纤维产品。本发明制得的异染型仿麻涤纶纤维，相比其它圆形截面的竹节纤维，各纺位、各锭位之间质量无差异，其织物吸湿散湿快，出汗不粘身，且产品毛丝少、生产稳定等特点。

Description

一种异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维。

背景技术

人们追求“返朴归真、回归大自然”的倾向不断加深，麻类产品由于其众多优势，深受人们的喜爱，但由于设备及加工条件的限制，麻织物价格昂贵，还不能完全被广大消费者所接受，另外麻产品存在弹性不良、强力低、色泽萎暗，易折皱等缺点，又令广大消费者深感美中不足。随着织、染技术的不断发展，既能保证舒适、柔软，又有很好的强力、色泽鲜艳、耐折不皱的涤纶仿麻织物便应运而生。

在经纬含有异染型涤纶竹节丝的仿麻织物中，由于竹节丝在外形上能看到交替出现的粗节部和细节部，粗节部即为竹节，因结构上存在差异，粗节的热收缩率、伸长率均高于细节，在同一染色条件下，同一根纤维上沿轴向产生不同的吸色效应，粗节比细节会吸收更多的染料，使丝条呈现出浓染和淡染交替的色彩变化，深浅相间，且沿纤维轴向有类似天然纤维的不规则粗细茎，形成双色效应，一改以往素色织物的呆板风格，其织物表面色彩丰富、手感丰满、立体感强、透湿透气性能良好，酷似天然麻类织物，且比天然纤维织物更具有不易折皱、弹力高等性能，颇受广大消费者的青睐。

目前，大多数厂家都采用圆形截面的纤维，在卷绕牵伸中达到竹节的效果。生产过程中存在的一个问题是当熔体出喷丝板10-30mm内，熔体细流经工艺风冷却，易产生破裂现象，且每一个纺位、每一束丝、每一根丝之间、内外层之间温度差较大，丝束内外层冷却均匀性得不到保证，熔体细流在冷却和拉伸过程中，随着熔体细流温度的下降，拉伸粘度增加，拉伸粘度的增加使流变阻力增加；同时拉伸应力的增加导致纤维取向的形成，在纤维成形的初期，由于其比表面大，其温度梯度和速度梯度大，而使其拉伸粘度和流变阻力很快增加，使纤维的取向程度高，在后牵伸过程中会产生毛丝和纤维竹节粗细不均而导致色彩不均等问题，且生产出的纤维手感粗糙、透气性差、竹节效果差而导致色彩不均等，限制了纤维性能的使用范围。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法和涤纶纤维，旨在提供一种能制备出高质量的涤纶纤维的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤10，制取聚酯熔体：

步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；

步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出成100D～65D的初生纤维，其中，所述的喷丝板的板孔形状为“王”字形；

步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化；

步骤50，对经过冷却固化后的纤维丝束进行集束上油处理；

步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，得到定型后的纤维产品。

优选地，所述步骤10中的聚酯熔体的制取包括酯化反应和缩聚反应，所述酯化反应包括如下步骤：

步骤11，采用精对苯二甲酸和乙二醇作为原料，二甘醇作为添加剂，乙二醇锑作为催化剂，配制成PTA含量为（70±1）%的浆料后进行酯化反应；

所述缩聚反应包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段，所述缩聚反应低真空阶段包括：

步骤12，在浆料中加入熔体重量180~220ppm的催化剂，在负压的条件下开始缩聚反应，缩聚反应低真空阶段包括第一缩聚反应和第二缩聚反应，第一缩聚反应阶段压力抽至绝对压力80~120mbar，温度控制在255~275℃，反应时间为50~70分钟，第二缩聚反应阶段压力抽至绝对压力8~12mbar，温度控制在250~280℃，反应时间为50~70分钟；

所述缩聚反应高真空阶段包括：

步骤13，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降至绝对压力≤1.5bar，反应温度控制在250~280℃，反应时间为100~150分钟。

优选地，所述步骤11中的酯化反应在低温低压中进行，压力控制≤0.8bar，温度控制在250~270℃，在酯化一反应器中酯化率控制为94%，在酯化二反应器中酯化率控制为96%。

优选地，所述步骤20包括：

步骤21，聚酯熔体经过增压泵提高压力后，再由熔体换热器调节熔体温度，经管道输送至纺丝箱体中的计量泵计量后，由熔体管道将涤纶聚酯熔体均匀分配到纺丝组件中；

步骤22，纺丝组件中装有过滤熔体中杂质的高异形度的过滤砂，其初始压力≥160Bar，在纺丝组件中经过过滤。

优选地，所述步骤30中“王”字形板孔的喷丝板的叶宽为 0.06mm，“王”字形板孔的喷丝板包括三个横叶和垂直与三个横叶的一个竖叶，竖叶长为 0.42mm，三个横叶长均为0.18mm，孔深为 0.4mm。优选地，“王”字形板孔的数量为多个，多个“王”字形板孔在喷丝板上的排布呈同心圆形分布，竖叶的中心指向喷丝板中心。

优选地，所述步骤40包括：

步骤41，从喷丝板挤出的初生纤维经加热装置和缓冷区装置，使丝条的冷却延缓；

步骤42，初生纤维再经过环吹风装置内滤芯冷却成形。

优选地，所述步骤42中的环吹风的风温21℃，风湿80-90%，风压600-800Pa 。

优选地，所述步骤41中的加热装置为加热板，所述加热板的高度为10mm。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种异染型仿麻织物涤纶纤维，所述涤纶纤维为采用如上任一项所述的制备方法制备，涤纶纤维截面为“王”字形，竹节长度为20-35mm，竹节的密度为5个/m，单丝纤度为0.76～1.5dtex，伸长为35～45%，断裂强度为3.0～3.5cN/dtex，沸水收缩率12～19%，异形度30～40%，含油率为0.9～1.5%。

本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法包括：步骤10，制取聚酯熔体：步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出成100D～65D的初生纤维，其中，所述的喷丝板的板孔形状为“王”字型；步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化；步骤50，对经过冷却固化后的纤维丝束进行集束上油处理；步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，得到定型后的纤维产品。本发明制得的异染型仿麻涤纶纤维，相比其它圆形截面的竹节纤维，各纺位、各锭位之间质量无差异，其织物吸湿散湿快，出汗不粘身，织物表面色彩丰富、手感丰满、立体感强，既能保证舒适、柔软，又有很好的强力、色泽鲜艳、耐折不皱，且产品毛丝少、生产稳定等特点。。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法涉及的系统图；

图2本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法制备过程使用的箱体及加热装置结构图；

图3本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法制备过程使用的缓冷区及环吹装置结构示意图；

图4本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法制备过程使用的加热装置温度检测及加热控制系统；

图5a本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法制备过程使用的喷丝板；

图5b本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法制备过程使用的喷丝板孔形状；

图5c本发明异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法制备得到的纤维截面示意图；

图6为“王”字形喷丝板结构图。

其中1-计量泵，2-熔体管道，3-组件，4-喷丝板，5-丝束，6-加热装置，7-密封垫，8-缓冷区，9-滤芯，10-上油嘴及油架，11-预网络，12-牵伸定型辊，13-网络器，14-卷绕机。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本发明的保护范围内。本发明实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。

需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本发明的实现可以没有这些具体细节。

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。

本发明的异染型仿麻织物涤纶纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤10，制取聚酯熔体：

步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；

步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出成100D～65D的初生纤维，其中，所述的喷丝板的板孔形状为“王”字型；

步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化；

步骤50，对经过冷却固化后的纤维丝束进行集束上油处理；

步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，得到定型后的纤维产品。

本发明针对目前生产中存在的问题，开发出一种异染型仿麻织物涤纶纤维的生产方法。采用“王”字形截面的喷丝板，在喷丝板下方设置冷却区温度检测及加热控制系统和缓冷区装置，使丝条的冷却延缓，一方面使固化点下移，另一方面使大分子链的冷却速度变慢，有利于大分子链在固化前充分消除内应力，使纤维各部位间取向度一致，避免皮芯结构的形成，以获得低预取向度、无结晶结构、拉伸性能良好的初生纤维，保证丝条在牵伸中产生均匀的粗细竹节。因“王”字形属于异形丝范畴，纤维本身由于存在毛细血管效应，所以其丝线加捻以后，完全具备了吸湿散湿快，出汗不粘身的特点，其织物表面色彩丰富、手感丰满、立体感强，既能保证舒适、柔软，又有很好的强力、色泽鲜艳、耐折不皱，性能优异。适应了市场的需求，前景广阔。

其中，所述步骤10中的聚酯熔体的制取包括酯化反应和缩聚反应，所述酯化反应包括如下步骤：

步骤11，采用精对苯二甲酸和乙二醇作为原料，二甘醇作为添加剂，乙二醇锑作为催化剂，配制成PTA含量为（70±1）%的浆料后进行酯化反应；

所述缩聚反应包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段，所述缩聚反应低真空阶段包括：

步骤12，在浆料中加入熔体重量180~220ppm的催化剂乙二醇锑，在负压的条件下开始缩聚反应，缩聚反应低真空阶段包括第一缩聚反应和第二缩聚反应，第一缩聚反应阶段压力抽至绝对压力80~120mbar，温度控制在255~275℃，优选为260℃，反应时间为50~70分钟，优选控制在60分钟，第二缩聚反应阶段压力抽至绝对压力8~12mbar，优选控制在10mbar，温度控制在250~280℃，优选控制在270℃，反应时间为50~70分钟；优选控制为60分钟

所述缩聚反应高真空阶段包括：

步骤13，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降至绝对压力≤1.5bar，反应温度控制在250~280℃，优选为270℃，反应时间为100~150分钟，优选为120分钟。

缩聚反应应结合反应釜搅拌电机电流、在线粘度计读数、熔体过滤器压差判断反应终点。当聚合物粘度达到所需值时出料，经铸带、冷却、切粒，即得到聚酯切片。所制得的PET聚合物特性粘度为0.640～0.68dl/g，其粘度波动范围不超过±0.0151dl/g，熔点为260.5℃，二甘醇含量为0.3％。

在上述实施例中，所述步骤11中的酯化反应在低温低压中进行，压力控制≤0.8bar，温度控制在260℃，在酯化一反应器中酯化率控制为94%，在酯化二反应器中酯化率控制为96%。

优选地，所述步骤20包括：步骤21，聚酯熔体经过增压泵提高压力后，再由熔体换热器调节熔体温度，经管道输送至纺丝箱体中的计量泵计量后，由熔体管道将涤纶聚酯熔体均匀分配到纺丝组件中；

步骤22，纺丝组件中装有过滤熔体中杂质的高异形度的过滤砂，其初始压力≥160Bar，在纺丝组件中经过过滤。

优选地，参见图6，所述步骤30中“王”字形板孔的喷丝板的叶宽为 0.06mm，“王”字形板孔的喷丝板包括三个横叶和垂直与三个横叶的一个竖叶，竖叶为 0.42mm，三个横叶长均为0.18mm，孔深为 0.4mm。“王”字形板孔的数量为多个，多个“王”字形板孔在喷丝板上的排布呈同心圆形分布，竖叶的中心指向喷丝板中心。

优选地，所述步骤40包括：步骤41，从喷丝板挤出的初生纤维经加热装置和缓冷区装置，使丝条的冷却延缓；一方面使固化点下移，另一方面使大分子的冷却速度变慢，有利于大分子链在固化前充分消除内应力，使纤维各部位间取向度一致，避免皮芯结构的形成，

步骤42，初生纤维再经过环吹风装置内滤芯冷却成形。

优选地，所述步骤42中的环吹风的风温21℃，风湿80-90%，风压600-800Pa 。

优选地，所述步骤41中的加热装置为加热板，所述加热板的高度为10mm。

在上述实施例中，步骤60包括：牵伸、卷绕成型：上油后的丝条，经预网络11均匀上油后，在牵伸定型辊12之间牵伸定型，再经网络器13缠绕后，经过卷绕机14卷装成型，即完成生产工艺流程。

在两个热辊之间牵伸时，通过控制一热辊的纺丝速度来控制纺丝拉伸，通过降低卷绕速度来控制整体的牵伸；通过控制二热辊和一热辊的拉伸速度来控制拉伸比，控制丝束的硬拉伸，从而达到对丝束进行结晶度的控制。通过对一热辊温度的控制，再次实现对丝束内部结晶度控制，从而使丝束一段结晶度高一段结晶低，从而在后道染色后，产生一段粗一段细，达到竹节的效果。通过控制生产中一热辊和二热辊的温度、速度，达到控制丝束的结晶度，从而控制丝束竹节的长度、大小、数量，确保加热均匀适度，保证成品丝的染色效果，确保纤维在后道加工过程中产生的竹节效果。

参照图1，纺丝设备主要包括纺丝箱体、计量泵、纺丝组件、加热装置、缓冷区装置、环吹风装置、预网络装置、GR1,GR2牵伸定型热辊、主网络器。

在另一优选实施例中，所述步骤41中，采用的加热装置为加热板，高度为10mm，由多组控制系统加热，每一锭组件周围设置一组控制系统，能及时反映出缓冷器的多个区域的温度情况。如图二所示，每锭组件处安装一支PT100，检测组件处的温度，远程输入模块采样PT100的阻值，并通过通讯方式传输到PLC。在PLC内部，将此温度值与设定值做一定运算处理后输出控制信号，控制固态继电器通断，从而导通或关断电加热板电源，以使各锭组件处温度稳定在设定值。新型缓冷区温度检测及加热装置，使丝条的冷却延缓，一方面使固化点下移，另一方面使大分子链的冷却速度变慢，有利于大分子链在固化前充分消除内应力，使纤维各部位间取向一致，避免皮芯结构的形成，减少锭位间温度差异，可以保证每束丝、每一根丝温度一致，丝束强度、伸长CV值小，染色均匀，条干均匀性好。另外在加热装置下方设置缓冷区，其材质为铝板，高度可以根据品种要求，任意增减，缓冷区之间利用硅胶垫密封。在纺丝中，采用加热装置和缓冷区装置，减缓熔体细流在挤出喷丝板孔后的冷却速度，以获得低预取向度、无结晶结构、拉伸性能良好的初生纤维，保证丝条在牵伸中产生均匀的粗细竹节。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤10，制取聚酯熔体；

步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；

步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出成100D～65D的初生纤维，其中，所述的喷丝板的板孔形状为“王”字型；

步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化；

步骤50，对经过冷却固化后的纤维丝束进行集束上油处理；

步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，得到定型后的纤维产品。

2.根据权利要求1所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤10中的聚酯熔体的制取包括酯化反应和缩聚反应，所述酯化反应包括如下步骤：

步骤11，采用精对苯二甲酸和乙二醇作为原料，二甘醇作为添加剂，乙二醇锑作为催化剂，配制成PTA含量为（70±1）%的浆料后进行酯化反应；

所述缩聚反应包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段，所述缩聚反应低真空阶段包括：

步骤12，在浆料中加入熔体重量180~220ppm的催化剂，在负压的条件下开始缩聚反应，缩聚反应低真空阶段包括第一缩聚反应和第二缩聚反应，第一缩聚反应阶段压力抽至绝对压力80~120mbar，温度控制在255~275℃，反应时间为50~70分钟，第二缩聚反应阶段压力抽至绝对压力8~12mbar，温度控制在250~280℃，反应时间为50~70分钟；

所述缩聚反应高真空阶段包括：

步骤13，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降至绝对压力≤1.5bar，反应温度控制在250~280℃，反应时间为100~150分钟。

3.根据权利要求2所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤11中的酯化反应在低温低压中进行，压力控制≤0.8bar，温度控制在250~270℃，在酯化一反应器中酯化率控制为94%，在酯化二反应器中酯化率控制为96%。

4.根据权利要求1所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤20包括：

步骤21，聚酯熔体经过增压泵提高压力后，再由熔体换热器调节熔体温度，经管道输送至纺丝箱体中的计量泵计量后，由熔体管道将涤纶聚酯熔体均匀分配到纺丝组件中；

步骤22，纺丝组件中装有过滤熔体中杂质的高异形度的过滤砂，其初始压力≥160Bar，在纺丝组件中经过过滤。

5.根据权利要求1所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤30中“王”字形板孔的喷丝板的叶宽为 0.06mm，“王”字形板孔的喷丝板包括三个横叶和垂直与三个横叶的一个竖叶，竖叶长为 0.42mm，三个横叶长均为0.18mm，孔深为 0.4mm。

6.根据权利要求5所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，“王”字形板孔的数量为多个，多个“王”字形板孔在喷丝板上的排布呈同心圆形分布,竖叶的中心指向喷丝板中心。

7.根据权利要求1所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤40包括：

步骤41，从喷丝板挤出的初生纤维经加热装置和缓冷区装置，使丝条的冷却延缓；

步骤42，初生纤维再经过环吹风装置内滤芯冷却成形。

8.根据权利要求7所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤42中的环吹风的风温21℃，风湿80-90%，风压600-800Pa 。

9.根据权利要求7所述的异染型仿麻涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤41中的加热装置为加热板，所述加热板的高度为10mm。

10.一种异染型仿麻织物涤纶纤维，其特征在于，所述涤纶纤维为采用如权利要求1~9任一项所述的制备方法制备，涤纶纤维截面为“王”字形，竹节长度为20-35mm，竹节的密度为5个/m，单丝纤度为0.76～1.5dtex，伸长为35～45%，断裂强度为3.0～3.5cN/dtex，沸水收缩率12～19%，异形度30～40%，含油率为0.9～1.5%。