CN110552096A - 一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，包括如下步骤：S1切片干燥、S2高强聚酯长丝部分的纺制、S3高弹聚酯长丝部分的纺制、S4高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网、S5卷绕。本发明所涉及的一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，使得所生产的混纤丝兼具了高强度和高收缩两种性能。加入了阳离子染料可染的磺酸基团的阴性染座，改善热稳定性的聚二元醇，降低结晶性能的二元醇，使亲水性、染色性、光泽、柔软性等性能得到综合改善。由于高收缩涤纶纤维的作用，与常规预取向丝/全拉伸丝混纤丝相比，热处理后形成的毛圈更加富有层次感，外观更加蓬松，形成的织物更加丰满，具有立体感，且异收缩率可控范围更大。

Description

一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺
技术领域
本发明涉及混纤丝生产技术领域，尤其是一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺。
背景技术
涤纶具有高强度、高模量、耐磨、尺寸稳定、化学性能稳定等优点，被广泛应用于服装、装饰、工业等各个领域。但由于涤纶是线性大分子结构，缺少亲水基团，导致涤纶的亲水性、染色性、柔软性比较差。随着生活水平的提高，人们越来越注重于服装的舒适性能，如：手感、吸湿透气性等，更倾向于选择天然纤维制品。棉花具有优异的亲水性能，但是我国棉纤维的供给严重不足，不能满足人们服用及其它棉制品的需求，每年都需要从国外大量进口。为解决棉花资源短缺的问题，开发既有棉纤维的优点，又能克服其缺点的可替代品迫在眉睫。涤纶是与棉花混纺最多的产品，又有其它仿真的基础，改性涤纶成了仿棉的首选。
异收缩混纤丝是涤纶产业发展的一个代表性产物，异收缩混纤丝是把热收缩率不同的纤维复合在一起形成的产品。目前的一步法混纤丝主要是由普通涤纶和普通涤纶经过混纤形成，这种产品织成的织物与普通涤纶织物相比虽然柔软度、手感均有了较好的改善，但是亲水性能没有提高，同时由于采用的同一种原料，它们之间的经过热处理之后的收缩率差异不大，限制了它们的进一步应用。
现在也有许多技术人员对聚酯纤维进行物理改性或化学改性来提高涤纶的性能。中国专利高收缩共聚酯短纤维的制造方法(申请号01142609.8)、变形丝与高收缩丝一步法制备合股丝的方法(申请号200410041083.5)、一种仿毛涤纶复合长丝的制造方法(申请号200410080396.1)、高收缩聚酯纤维用改性聚酯的制备方法(申请号03141506.7)、阳离子高收缩短纤维的制造方法(申请号 200610117782.2)中都介绍了利用高收缩聚酯纤维来改善涤纶制品的柔软性。
对于高收缩聚酯纤维其强度较常规的涤纶相比，具有强力较低。对于高强度的聚酯纤维其弹性较低。如何实现聚酯长丝即具有高强度又具有及高收缩是需要解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，所生产的高强高收缩的混纤丝，兼具了高强度和高收缩两种性能。
为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：
本发明所涉及的一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，包括如下步骤：
S1、切片干燥：将高收缩共聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得高收缩共聚酯切片的含水率≦25×10-6，波动值≦5×10-6；干燥风露点≦-35℃，干燥塔进风风压≧7MPa，出风口风压≧8MPa，进、出口风压压差保持1MPa左右；所述高收缩共聚酯切片组分为精对苯二甲酸、乙二醇及间苯二甲酸经过化学反应形成的共聚物；
将高粘型聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得锦纶6切片的含水率≦15×10-6，波动值≦3×10-6；干燥风露点≦-35℃，干燥塔进风风压≧6MPa，出风口风压≧7MPa，进、出口风压压差保持1MPa左右；
所使用干燥装置采用两台硅胶/分子筛除湿器，干燥剂上层为硅胶、下层以为分子筛；并配置一台冰机，保证冷冻水温度最低可达2℃；
S2、高强聚酯长丝部分的纺制：将经干燥后的高粘型聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第一纺丝箱体1进行纺丝，从第一纺丝箱体1中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第一导丝钩3进行FDY预网络装置4，再经过热辊GR15和热辊GR26进行拉伸形成全拉伸丝；
熔体过滤的精度为20-25μm；侧吹风风速为0.35-0.4m/s，侧吹风风温为 24-28℃，并在喷丝板下方100-150mm处设置保温隔板形成保温区，使得丝条喷出后与骤冷空气形成缓冲区；集束上油的位置与喷丝板的距离为900-1000mm，且集束上油所使用的纺织油剂为三洋951纺丝油剂，用量为高粘聚酯重量的 0.5-0.7％；
S3、高弹聚酯长丝部分的纺制：将高收缩共聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第二纺丝箱体2进行纺丝，从第二纺丝箱体2中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第二导丝钩7，进行下导盘8和上导盘8进行张力调节，形成预取向丝；在熔融时加入占高收缩共聚酯切片重量1-2％的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠；
熔体过滤的精度为20-25μm，熔体过滤所使用的过滤器芯的更换周期为 15-25天；集束上油的位置与喷丝板的距离为900-1000mm，且集束上油所使用油剂的浓度为5-6％，上油率为0.5-0.6％；
S4、高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网：将步骤S2所制备的高强聚酯长丝与步骤S3所制备的与高弹聚酯长丝同时经过复合导丝钩10进入混纤丝网络装置11，高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝相比超喂20-25％；采用网络喷嘴进行并网，网络压力为1.5-1.8公斤，网络度为20-30个每米；所使用的喷嘴包括进气口13、混纤丝通道14和出气口15；所述混纤丝通道14与进气口13、出气口15相连通；所述混纤丝通道14由曲线边16、直线边17组成；在进行混纤丝网络装置中，控制高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝的张力为0.15-0.17cN/D；
S5、卷绕：在卷绕辊12将并网丝进行卷绕，卷绕时的张力为0.3-0.35cN/D；在卷绕时的超喂率为7-8％。
作为上述方案的进一步说明，所述高收缩共聚酯切片熔点为200-240℃，特性粘度为0.6-0.85dL/g。
作为上述方案的进一步说明，所述高粘型聚酯切片的特性粘度为 1.1-1.15dL/g。
作为上述方案的进一步说明，步骤S4中，所述喷嘴中的曲线边16为抛物线状。
作为上述方案的进一步说明，所述高收缩共聚酯切片组分中精对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸的摩尔比为1∶1.5-2∶0.1-0.15。
本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，使得所生产的混纤丝兼具了高强度和高收缩两种性能。加入了阳离子染料可染的磺酸基团的阴性染座，改善热稳定性的聚二元醇，降低结晶性能的二元醇，使亲水性、染色性、光泽、柔软性等性能得到综合改善。由于高收缩涤纶纤维的作用，与常规预取向丝/全拉伸丝混纤丝相比，热处理后形成的毛圈更加富有层次感，外观更加蓬松，形成的织物更加丰满，具有立体感，且异收缩率可控范围更大。
附图说明
图1是本发是所涉及的混纤丝的生产流程示意图；
图2是本发明所使用的网络喷嘴的结构示意图；
图3是对比例所涉及的网络喷嘴的结构示意图。
图中标记说明如下：1-第一纺丝箱体；2-第二纺丝箱体；3-第一导丝钩；4-FDY 预网络装置；5-热辊GR1；6-热辊GR2；7-第二导丝钩；8-下导盘；9-上导盘； 10-复合导丝钩；11-混纤丝网络装置；12-卷绕辊；13-进气口；14-混纤丝通道；15-出气口；16-曲线边；17-直线边。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一
结合图1至图2，对本实施例详细说明。本实施例所涉及的一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，包括如下步骤：S1切片干燥、S2高强聚酯长丝部分的纺制、S3高弹聚酯长丝部分的纺制、S4高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网、S5 卷绕。
在步骤S1切片干燥中，将高收缩共聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得高收缩共聚酯切片的含水率≦25×10-6，波动值≦5×10-6；干燥风露点≦ -35℃，干燥塔进风风压≧7MPa，出风口风压≧8MPa，进、出口风压压差保持 1MPa左右；所述高收缩共聚酯切片组分为精对苯二甲酸、乙二醇及间苯二甲酸经过化学反应形成的共聚物。
对于高收缩共聚酯切片的含水率对高收缩共聚酯纤维的飘丝断头的情况的影响见下表。
切片含水率/10<sup>-6</sup> 15 25 35 45
纤维飘丝断头情况 无 1次 3次 多次
将高粘型聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得锦纶6切片的含水率≦15×10-6，波动值≦3×10-6；干燥风露点≦-35℃，干燥塔进风风压≧6MPa，出风口风压≧7MPa，进、出口风压压差保持1MPa左右。
对于高粘型聚酯切片的含水率对高粘型聚酯纤维的飘丝断头的情况的影响见下表。
切片含水率/10<sup>-6</sup> 15 20 30 40
纤维飘丝断头情况 无 1次 5次 多次
所使用干燥装置采用两台硅胶/分子筛除湿器，干燥剂上层为硅胶、下层以为分子筛；并配置一台冰机，保证冷冻水温度最低可达2℃，从而保证了干燥风的露点温度。
在步骤S2高强聚酯长丝部分的纺制中，将经干燥后的高粘型聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第一纺丝箱体1进行纺丝，从第一纺丝箱体1中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第一导丝钩3进行FDY预网络装置4，再经过热辊GR15和热辊GR26进行拉伸形成全拉伸丝，具体为 100-150D/24-36F。高粘型聚酯切片的特性粘度为1.1-1.15dL/g。
熔体过滤的精度为20μm；侧吹风风速为0.35m/s，侧吹风风温为24℃，并在喷丝板下方100mm处设置保温隔板形成保温区，使得丝条喷出后与骤冷空气形成缓冲区。
集束上油的位置与喷丝板的距离为900mm，丝条与空间的阻力大，卷绕张力增加，丝条与空间的阻力大，卷绕张力增加，丝条产生毛丝的机率大大增加。为降低张力，减少毛丝，在集束上油所使用的纺织油剂为三洋951纺丝油剂，用量为高粘聚酯重量的0.5％。
过滤器芯的更换周期及产品的影响见下表：
过滤器芯精度 更换周期 纺织情况 毛丝情况
20μm 15天 几乎无断头 6.5％
25μm 25天 断送次数小 12.6％
40μm 40天 飘丝断头 26.9％
在S3高弹聚酯长丝部分的纺制中，将高收缩共聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第二纺丝箱体2进行纺丝，从第二纺丝箱体2中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第二导丝钩7，进行下导盘8和上导盘8进行张力调节，形成预取向丝，具体为100D/24F；在熔融时加入占高收缩共聚酯切片重量1-2％的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠。
高收缩共聚酯切片组分中精对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸的摩尔比为 1∶1.5∶0.1。高收缩共聚酯切片熔点为200℃，特性粘度为0.6dL/g。
熔体过滤的精度为20μm，熔体过滤所使用的过滤器芯的更换周期为15天；集束上油的位置与喷丝板的距离为900mm，且集束上油所使用油剂的浓度为 5％，上油率为0.5％。
在S4高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网中，将步骤S2所制备的高强聚酯长丝与步骤S3所制备的与高弹聚酯长丝同时经过复合导丝钩10进入混纤丝网络装置11，高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝相比超喂20％；采用网络喷嘴进行并网，网络压力为1.5公斤，网络度为20个每米；所使用的喷嘴包括进气口13、混纤丝通道14和出气口15；所述混纤丝通道14与进气口13、出气口15相连通；所述混纤丝通道14由曲线边16、直线边17组成。
在进行混纤丝网络装置中，控制高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝的张力为 0.15cN/D。喷嘴中的曲线边16为抛物线状。喷嘴中的曲线边16为抛物线状，具体形状与y＝x2的形状相同。
抛物线的形状，可使得各个方向的气流向抛物线的焦点位置汇聚，在生产时，混纤丝处于抛物线的焦点附近，可使得更多的气流经反射后二次作用用混纤丝，使得其加固更牢。
在S5卷绕中，在卷绕辊12将并网丝进行卷绕，卷绕时的张力为0.3cN/D；在卷绕时的超喂率为7％。为保证卷装密度均匀而稳定，退绕性好，卷装张力不宜过大。可适应提高卷绕的超喂率。卷绕速度为2800m/min。
实施例二
结合图1至图2，对本实施例详细说明。本实施例所涉及的一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，包括如下步骤：S1切片干燥、S2高强聚酯长丝部分的纺制、S3高弹聚酯长丝部分的纺制、S4高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网、S5 卷绕。
在步骤S1切片干燥中，将高收缩共聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得高收缩共聚酯切片的含水率≦25×10-6，波动值≦5×10-6；干燥风露点≦ -35℃，干燥塔进风风压≧7MPa，出风口风压≧8MPa，进、出口风压压差保持 1MPa左右；所述高收缩共聚酯切片组分为精对苯二甲酸、乙二醇及间苯二甲酸经过化学反应形成的共聚物。
对于高收缩共聚酯切片的含水率对高收缩共聚酯纤维的飘丝断头的情况的影响见下表。
切片含水率/10<sup>-6</sup> 15 25 35 45
纤维飘丝断头情况 无 1次 3次 多次
将高粘型聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得锦纶6切片的含水率≦15×10-6，波动值≦3×10-6；干燥风露点≦-35℃，干燥塔进风风压≧6MPa，出风口风压≧7MPa，进、出口风压压差保持1MPa左右。
对于高粘型聚酯切片的含水率对高粘型聚酯纤维的飘丝断头的情况的影响见下表。
切片含水率/10<sup>-6</sup> 15 20 30 40
纤维飘丝断头情况 无 1次 5次 多次
所使用干燥装置采用两台硅胶/分子筛除湿器，干燥剂上层为硅胶、下层以为分子筛；并配置一台冰机，保证冷冻水温度最低可达2℃，从而保证了干燥风的露点温度。
在步骤S2高强聚酯长丝部分的纺制中，将经干燥后的高粘型聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第一纺丝箱体1进行纺丝，从第一纺丝箱体1中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第一导丝钩3进行FDY预网络装置4，再经过热辊GR15和热辊GR26进行拉伸形成全拉伸丝，具体为 100D/36F。高粘型聚酯切片的特性粘度为1.15dL/g。
熔体过滤的精度为25μm；侧吹风风速为0.4m/s，侧吹风风温为28℃，并在喷丝板下方150mm处设置保温隔板形成保温区，使得丝条喷出后与骤冷空气形成缓冲区。
集束上油的位置与喷丝板的距离为1000mm，丝条与空间的阻力大，卷绕张力增加，丝条与空间的阻力大，卷绕张力增加，丝条产生毛丝的机率大大增加。为降低张力，减少毛丝，在集束上油所使用的纺织油剂为三洋951纺丝油剂，用量为高粘聚酯重量的0.7％。
过滤器芯的更换周期及产品的影响见下表：
过滤器芯精度 更换周期 纺织情况 毛丝情况
20μm 15天 几乎无断头 6.5％
25μm 25天 断送次数小 12.6％
40μm 40天 飘丝断头 26.9％
在S3高弹聚酯长丝部分的纺制中，将高收缩共聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第二纺丝箱体2进行纺丝，从第二纺丝箱体2中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第二导丝钩7，进行下导盘8和上导盘8进行张力调节，形成预取向丝，具体为100D/24F；在熔融时加入占高收缩共聚酯切片重量1-2％的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠。
高收缩共聚酯切片组分中精对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸的摩尔比为 1∶2∶0.15。高收缩共聚酯切片熔点为240℃，特性粘度为0.85dL/g。
熔体过滤的精度为25μm，熔体过滤所使用的过滤器芯的更换周期为25天；集束上油的位置与喷丝板的距离为1000mm，且集束上油所使用油剂的浓度为 6％，上油率为0.6％。
在S4高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网中，将步骤S2所制备的高强聚酯长丝与步骤S3所制备的与高弹聚酯长丝同时经过复合导丝钩10进入混纤丝网络装置11，高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝相比超喂25％；采用网络喷嘴进行并网，网络压力为1.8公斤，网络度为30个每米；所使用的喷嘴包括进气口13、混纤丝通道14和出气口15；所述混纤丝通道14与进气口13、出气口15相连通；所述混纤丝通道14由曲线边16、直线边17组成；在进行混纤丝网络装置中，控制高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝的张力为0.17cN/D。喷嘴中的曲线边16 为抛物线状。喷嘴中的曲线边16为抛物线状，具体形状与y＝x2的形状相同。抛物线的形状，可使得各个方向的气流向抛物线的焦点位置汇聚，在生产时，混纤丝处于抛物线的焦点附近，可使得更多的气流经反射后二次作用用混纤丝，使得其加固更牢。
在S5卷绕中，在卷绕辊12将并网丝进行卷绕，卷绕时的张力为0.35cN/D；在卷绕时的超喂率为7-8％。为保证卷装密度均匀而稳定，退绕性好，卷装张力不宜过大，可适应提高卷绕的超喂率，卷绕速度为3200m/min。
对比例
本对比例所涉及的一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，与实施例一的区别在于，所使用的网络喷嘴不相同。所发明的网络喷嘴内混纤丝通道14 呈现倒三角形。
对实施例一、实施例二以及对比例所制备的混纤丝进行结晶度、强力和条干不匀率进行测试。测试结构如下：
强力cN/dtex 伸长率/％ 条干不匀率/cv％
实施例一 8.63 350 13.8
实施例二 9.34 330 12.6
对比例 7.65 260 36.1
由上表可知，实施例一与实施例二所制备的混纤丝较对比例所制备的混纤丝在强力更大，条干更均匀，伸长更长。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、切片干燥：将高收缩共聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得高收缩共聚酯切片的含水率≦25×10-6，波动值≦5×10-6；干燥风露点≦-35℃，干燥塔进风风压≧7MPa，出风口风压≧8MPa，进、出口风压压差保持1MPa左右；所述高收缩共聚酯切片组分为精对苯二甲酸、乙二醇及间苯二甲酸经过化学反应形成的共聚物；
将高粘型聚酯切片在热风干燥装置中进行热风干燥，使得锦纶6切片的含水率≦15×10-6，波动值≦3×10-6；干燥风露点≦-35℃，干燥塔进风风压≧6MPa，出风口风压≧7MPa，进、出口风压压差保持1MPa左右；
所使用干燥装置采用两台硅胶/分子筛除湿器，干燥剂上层为硅胶、下层以为分子筛；并配置一台冰机，保证冷冻水温度最低可达2℃；
S2、高强聚酯长丝部分的纺制：将经干燥后的高粘型聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第一纺丝箱体(1)进行纺丝，从第一纺丝箱体(1)中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第一导丝钩(3)进行FDY预网络装置(4)，再经过热辊GR1(5)和热辊GR2(6)进行拉伸形成全拉伸丝；
熔体过滤的精度为20-25μm；侧吹风风速为0.35-0.4m/s，侧吹风风温为24-28℃，并在喷丝板下方100-150mm处设置保温隔板形成保温区，使得丝条喷出后与骤冷空气形成缓冲区；集束上油的位置与喷丝板的距离为900-1000mm，且集束上油所使用的纺织油剂为三洋951纺丝油剂，用量为高粘聚酯重量的0.5-0.7％；
S3、高弹聚酯长丝部分的纺制：将高收缩共聚酯切片经螺杆挤压机、熔体过滤、计量泵，进入第二纺丝箱体(2)进行纺丝，从第二纺丝箱体(2)中喷出后，经侧吹风和集束上油后，再经过第二导丝钩(7)，进行下导盘(8)和上导盘(8)进行张力调节，形成预取向丝；在熔融时加入占高收缩共聚酯切片重量1-2％的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠；
熔体过滤的精度为20-25μm，熔体过滤所使用的过滤器芯的更换周期为15-25天；集束上油的位置与喷丝板的距离为900-1000mm，且集束上油所使用油剂的浓度为5-6％，上油率为0.5-0.6％；
S4、高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝并网：将步骤S2所制备的高强聚酯长丝与步骤S3所制备的与高弹聚酯长丝同时经过复合导丝钩(10)进入混纤丝网络装置(11)，高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝相比超喂20-25％；采用网络喷嘴进行并网，网络压力为1.5-1.8公斤，网络度为20-30个每米；所使用的喷嘴包括进气口(13)、混纤丝通道(14)和出气口(15)；所述混纤丝通道(14)与进气口(13)、出气口(15)相连通；所述混纤丝通道(14)由曲线边(16)、直线边(17)组成；在进行混纤丝网络装置中，控制高强聚酯长丝与高弹聚酯长丝的张力为0.15-0.17cN/D；
S5、卷绕：在卷绕辊(12)将并网丝进行卷绕，卷绕时的张力为0.3-0.35cN/D；在卷绕时的超喂率为7-8％。
2.根据权利要求1所述的高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，其特征在于，所述高收缩共聚酯切片熔点为200-240℃，特性粘度为0.6-0.85dL/g。
3.根据权利要求1所述的高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，其特征在于，所述高粘型聚酯切片的特性粘度为1.1-1.15dL/g。
4.根据权利要求1所述的高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，其特征在于，步骤S4中，所述喷嘴中的曲线边(16)为抛物线状。
5.根据权利要求1所述的高强高收缩混纤丝一步法生产工艺，其特征在于，所述高收缩共聚酯切片组分中精对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸的摩尔比为1∶1.5-2∶0.1-0.15。
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