CN111118636A - 一种玩具填充物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玩具填充物的制备方法，将PET熔体从喷丝板上三叶不等长、不完全等宽的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型(松弛热定型温度为110～120℃)工艺制得长度为50～70mm且单丝纤度为2.0～6.0dtex的短丝，即得玩具填充物；其中，不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；所有的三叶形喷丝孔呈同心圆分布，各三叶形喷丝孔的最短叶的中心线通过圆心，且指向随机分布。本发明的一种玩具填充物的制备方法，简单易行，成本低廉，有效减少了单位体积的填充物使用量，大大节约成本。

Description

一种玩具填充物的制备方法
技术领域
本发明属于玩具填充技术领域，涉及一种玩具填充物的制备方法。
背景技术
市面上各种各样的毛绒玩具琳琅满目，不同类别的毛绒玩具对玩具填充物的要求也各有千秋。但是现有玩具填充物用量较多，大大增加了成本。
因此，研究一种新型玩具填充物来实现减少玩具填充物用量的目的具有十分重要的意义。
发明内容
本发明提供一种玩具填充物的制备方法，目的是解决现有技术中玩具内部填充物用量较多的问题。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种玩具填充物的制备方法，将PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为50～70mm且单丝纤度为2.0～6.0dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.1～1.4:2.0～2.5，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.5～3.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；
所有的三叶形喷丝孔呈同心圆分布，最短叶的指向随机分布；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数中，松弛热定型温度为110～120℃。
本发明的原理如下：
本发明的一种玩具填充物的制备方法，玩具填充物为长度为50～70mm且单丝纤度为2.0～6.0dtex的短丝，其是按照短丝纺丝工艺制得的，是将PET熔体从喷丝板上三叶不等长、不完全等宽的三叶形喷丝孔挤出，三叶形喷丝孔的最短叶的中心线通过圆心，且指向随机分布，同时采用环吹风冷却，三叶冷却条件严重不对称、不均衡。由于所采用的喷丝孔中的三叶形为不对称结构，使得纤维自喷出后，横截面上不同位置的熔体的冷却速度不一致，主要体现在：纺丝时，冷却风速很大，风速介于2.2～3.5m/s，靠近吹风口的部分更早更快冷却，远离吹风口的部分更慢冷却。当三叶形喷丝孔中的三叶形中的一叶背对着冷却风时，该叶的熔体冷却得慢，而三叶形中的其它部分冷却得快，在牵伸的张力作用下，在纤维呈三叶的横截面上，会出现三叶的应力不对称的结构，这种横截面上应力和粗细均不对称的纤维在热处理或拉伸过程中会呈现三维卷曲性能，且卷曲好，将其作为玩具填充物，其中单丝占有空间大而显蓬松，有效减少了单位体积的填充物使用量，大大节约成本。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种玩具填充物的制备方法，PET的特性粘度为0.60～0.70dL/g。
如上所述的一种玩具填充物的制备方法，短丝纺丝工艺的其它参数为：纺丝温度280～285℃，冷却温度20～25℃，冷却风速2.2～3.5m/s，卷绕速度800～1000m/min，水浴牵伸温度80～85℃，蒸汽牵伸温度120～125℃，拉伸倍数3.0～3.3。
如上所述的一种玩具填充物的制备方法，短丝具有三维卷曲形态。
如上所述的一种玩具填充物的制备方法，短丝的断裂强度≥3.0cN/dtex，断裂伸长率为40.0±5.0％。
如上所述的一种玩具填充物的制备方法，短丝的蓬松度V1＞181cm3/g，蓬松度V2＞62cm3/g(蓬松度的测试标准为FZ/T 52004-1998)。
有益效果：
(1)本发明的一种玩具填充物的制备方法，简单易行，成本低廉，适于推广；
(2)本发明的一种玩具填充物的制备方法，由于玩具填充物为具有优异的三维卷曲性能的短丝，其单丝占有空间大而显蓬松，有效减少了单位体积的填充物使用量，大大节约成本。
附图说明
图1为本发明的三叶形喷丝孔的结构示意图；
图2为本发明的三叶形喷丝孔在喷丝板上分布的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的三叶形喷丝孔及其在喷丝板上的分布如附图1～2所示，同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.1～1.4:2.0～2.5，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.5～3.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；所有的三叶形喷丝孔呈同心圆分布，最短叶的指向随机分布；附图仅作示意，而不应理解为对本发明的限制。
实施例1
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.67dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为67mm且单丝纤度为4.5dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.1:2.0，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为12°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、23°、36°、78°、90°、108°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度280℃，冷却温度20℃，冷却风速2.2m/s，卷绕速度800m/min，水浴牵伸温度80℃，蒸汽牵伸温度120℃，拉伸倍数3.0，松弛热定型温度110℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为45.0％，蓬松度V1为182cm3/g，蓬松度V2为63cm3/g。
实施例2
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.7dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为50mm且单丝纤度为6.0dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.4:2.0，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.7:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为67°、27°、23°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、58°、36°、78°、80°、108°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度280℃，冷却温度20℃，冷却风速2.3m/s，卷绕速度816m/min，水浴牵伸温度80℃，蒸汽牵伸温度120℃，拉伸倍数3.1，松弛热定型温度110℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为43.5％，蓬松度V1为185cm3/g，蓬松度V2为67cm3/g。
实施例3
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.66dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为66mm且单丝纤度为4.3dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.2:2.2，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.8:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为12°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、23°、36°、134°、90°、118°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度280℃，冷却温度20℃，冷却风速2.3m/s，卷绕速度833m/min，水浴牵伸温度80℃，蒸汽牵伸温度121℃，拉伸倍数3.2，松弛热定型温度113℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.1cN/dtex，断裂伸长率为42.3％，蓬松度V1为186cm3/g，蓬松度V2为68cm3/g。
实施例4
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.68dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为58mm且单丝纤度为3.8dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.2:2.5，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为12°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、23°、36°、78°、90°、108°、149°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度282℃，冷却温度22℃，冷却风速2.5m/s，卷绕速度839m/min，水浴牵伸温度82℃，蒸汽牵伸温度122℃，拉伸倍数3.2，松弛热定型温度116℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.2cN/dtex，断裂伸长率为39.5％，蓬松度V1为188cm3/g，蓬松度V2为70cm3/g。
实施例5
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.67dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为69mm且单丝纤度为2.0dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.1:2.0，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为3.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为46°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、23°、36°、78°、90°、108°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、7°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度283℃，冷却温度23℃，冷却风速2.5m/s，卷绕速度927m/min，水浴牵伸温度84℃，蒸汽牵伸温度123℃，拉伸倍数3.3，松弛热定型温度117℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.2cN/dtex，断裂伸长率为39.4％，蓬松度V1为190cm3/g，蓬松度V2为71cm3/g。
实施例6
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.69dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为56mm且单丝纤度为2.6dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.3:2.0，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.7:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为12°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、23°、36°、78°、90°、108°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度284℃，冷却温度23℃，冷却风速2.6m/s，卷绕速度971m/min，水浴牵伸温度84℃，蒸汽牵伸温度123℃，拉伸倍数3.3，松弛热定型温度118℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.3cN/dtex，断裂伸长率为39.4％，蓬松度V1为192cm3/g，蓬松度V2为72cm3/g。
实施例7
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.6dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为70mm且单丝纤度为3.7dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.4:2.2，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为3.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为12°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、123°、36°、78°、90°、108°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度24℃，冷却风速2.8m/s，卷绕速度977m/min，水浴牵伸温度85℃，蒸汽牵伸温度124℃，拉伸倍数3.3，松弛热定型温度119℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.3cN/dtex，断裂伸长率为38.7％，蓬松度V1为197cm3/g，蓬松度V2为74cm3/g。
实施例8
一种玩具填充物的制备方法，将特性粘度为0.63dL/g的PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为53mm且单丝纤度为3.2dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.4:2.3，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为3.2:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；喷丝板上共设有一圈等距分布的三叶形喷丝孔，数量为24个，以其中一个三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线为基准线，其他所有三叶形喷丝孔最短叶的中心轴线都与基准线呈一定的夹角，沿顺时针方向，劣角夹角依次为12°、27°、2°、45°、39°、67°、22°、15°、18°、23°、23°、36°、78°、90°、108°、49°、106°、100°、41°、80°、65°、2°、29°；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；
短丝纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度25℃，冷却风速3.5m/s，卷绕速度1000m/min，水浴牵伸温度85℃，蒸汽牵伸温度125℃，拉伸倍数3.3，松弛热定型温度120℃；
制得的短丝具有三维卷曲形态，其断裂强度为3.4cN/dtex，断裂伸长率为35％，蓬松度V1为198cm3/g，蓬松度V2为77cm3/g。

Claims (6)

1.一种玩具填充物的制备方法，其特征是：将PET熔体从喷丝板上的三叶形喷丝孔挤出后采用环吹风冷却，依照短丝纺丝工艺制得长度为50～70mm且单丝纤度为2.0～6.0dtex的短丝，即得玩具填充物；
同一三叶形喷丝孔的三叶长度之比为1.0:1.1～1.4:2.0～2.5，对应的三叶宽度之比为1:1:1.5，最短叶的长度与宽度之比为2.5～3.5:1，相邻两叶的中心线的夹角为120°；不同三叶形喷丝孔的三叶的形状和尺寸相同；
所有的三叶形喷丝孔呈同心圆分布，最短叶的指向随机分布；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数中，松弛热定型温度为110～120℃。
2.根据权利要求1所述的一种玩具填充物的制备方法，其特征在于，PET的特性粘度为0.60～0.70dL/g。
3.根据权利要求2所述的一种玩具填充物的制备方法，其特征在于，短丝纺丝工艺的其它参数为：纺丝温度220～225℃，冷却温度20～25℃，冷却风速2.2～3.5m/s，卷绕速度200～1000m/min，水浴牵伸温度20～25℃，蒸汽牵伸温度120～125℃，拉伸倍数3.0～3.3。
4.根据权利要求3所述的一种玩具填充物的制备方法，其特征在于，短丝具有三维卷曲形态。
5.根据权利要求4所述的一种玩具填充物的制备方法，其特征在于，短丝的断裂强度≥3.0cN/dtex，断裂伸长率为40.0±5.0％。
6.根据权利要求4所述的一种玩具填充物的制备方法，其特征在于，短丝的蓬松度V1＞121cm3/g，蓬松度V2＞62cm3/g。
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