CN111254504A - 一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法，包括以下步骤：在熔体直纺半消光聚酯纤维生产线上加装螺杆挤出装置，将消光聚酯母粒投入其中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体；将半消光聚酯熔体和消光聚酯母粒熔体混合均匀，并利用喷丝板进行纺丝。本发明制备方法以含低浓度二氧化钛的半消光聚酯熔体为主熔体，在溶体输送至纺丝箱体进行纺丝前才注入含高浓度二氧化钛的消光聚酯母粒熔体与主熔体混合，即能提高二氧化钛最终在聚酯纤维中的含量，又能保证熔体稳定性，且生产流程简单，生产成本低。本发明全消光轻量吸湿速干聚酯纤维二氧化钛的含量高，具有消光效果好、轻量、吸湿速干的优点。

Description

一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及化纤领域，尤其涉及一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维具有强度高、耐磨性好、表面光滑、可热定型、物化性能稳定等特点，被广泛应用于服饰领域。随着人们对服饰舒适、美观提出更高要求，在能够保持聚酯纤维优良特性的基础上，进一步提高聚酯纤维的吸湿排汗、易染、凉爽性、抗紫外、抗菌、阻燃等特性是目前聚酯纤维生产厂家都在努力追求的目标。全消光聚酯纤维是在普通聚酯纤维的基础上通过添加高含量的二氧化钛消光母粒，使纤维及织物具备光泽柔和、悬垂性高、遮蔽性能强等特点。
目前大容量熔体直纺全消光聚酯纤维领域一般以二氧化钛做消光剂，但二氧化钛本身是聚酯的降解催化剂，在纺丝时会促使聚酯降解，并且它的凝聚物不溶解在三甘醇中，致使熔体过滤器的滤芯很难清洗干净。所以目前市场上的大部分全消光聚酯产品都是使用全消光切片进行螺杆挤出生产，其生产流程繁复，生产成本高，且产品单一。少部分厂家使用熔体直纺生产全消光产品也受限于上游聚酯熔体的反应难以持续稳定生产，其全消光产品中二氧化钛的含量也不高，消光效果差。。
发明内容
本发明的目的是提供一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法，制备的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的二氧化钛的含量高，消光效果好，具有轻量、吸湿速干的优点。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
1）在熔体直纺半消光聚酯纤维生产线上加装螺杆挤出装置，将消光聚酯母粒投入所述螺杆挤出装置中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体；
2）将半消光聚酯熔体和步骤1）得到的消光聚酯母粒熔体分别通过计量泵计量后注入到混合器中混合均匀，得到混合熔体；
3）将步骤2）得到的混合熔体通过熔体分配管输送至纺丝箱体，并从异形中空喷丝板挤出，再经过环吹风冷却、油嘴上油、热辊牵伸、网络器加网络和卷绕机卷绕，得到一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
优选的，步骤1）中所述消光聚酯母粒中含有45~55wt%的二氧化钛。
优选的，步骤2）中所述半消光聚酯熔体中含有0.2~0.4wt%的二氧化钛。
优选的，步骤2）中所述消光聚酯母粒熔体的计量泵和所述半消光聚酯熔体的计量泵的流量比为1:15~20。
优选的，所述全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的纺丝参数为：纺丝箱体的温度为270~290°C，环吹风冷却的温度为18~25°C，第一组热辊速度为1600~2200m/min，第一组热辊温度为80~90°C，第二组热辊速度为3500~4300m/min，第二组热辊温度为120~135°C，网络压力为0.25~0.32MPa，卷绕的速度为3500~4200m/min。
本发明还提供了一种根据上述的制备方法制备得到的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
（1）本发明制备方法以含低浓度二氧化钛的半消光聚酯熔体为主熔体，在溶体输送至纺丝箱体进行纺丝前才注入含高浓度二氧化钛的消光聚酯母粒熔体与主熔体混合，一方面提高了二氧化钛最终在聚酯纤维中的含量，一方面采用半消光聚酯熔体作为主熔体更能保证熔体稳定性。避免了传统熔体直纺全消光聚酯纤维过程中，因二氧化钛含量高导致聚酯熔体发生大幅降解的问题，以及因二氧化钛凝聚物影响生产导致需要频繁清洗或更换生产设备的问题，进而降低了生产成本。与现有的利用全消光切片进行螺杆挤出生产的工艺相比，本发明生产流程得到了简化，且可以通过调节加入的消光聚酯母粒中二氧化钛的含量进而生产出具有不同消光效果的聚酯纤维。
（2）本发明利用异形中空喷丝板纺制出具有异形中空结构的聚酯纤维，异形中空的结构极大地提升了聚酯纤维的毛细管作用，使得接触聚酯纤维的水能快速排除和蒸发，达到吸湿速干的效果；另外，中空的结构，不仅减轻了聚酯纤维的重量，还利于空气的存储，达到保暖的效果。聚酯纤维表面不规则的异形结构增加了光的漫反射，其反光性进一步削弱，与具有相同二氧化钛含量的常规全消光聚酯纤维相比，本发明全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的消光效果能得到显著提升。
附图说明
图1为本发明全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的生产工艺流程图；
附图标记：1、螺杆挤出装置；2、混合器；3、熔体分配管；4、纺丝箱体；5、计量泵；6、纺丝组件；7、环吹风箱；8、环吹冷却延长筒；9、油嘴；10、纺丝甬道；11、预网络器；12、第一组热辊；13、第二组热辊；14、主网络器；15、卷绕机；16、联苯蒸发器。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明提供了一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
1）在熔体直纺半消光聚酯纤维生产线上加装螺杆挤出装置，将消光聚酯母粒投入所述螺杆挤出装置中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体；
2）将半消光聚酯熔体和步骤1）得到的消光聚酯母粒熔体分别通过计量泵计量后注入到混合器中混合均匀，得到混合熔体；
3）将步骤2）得到的混合熔体通过熔体分配管输送至纺丝箱体，并从异形中空喷丝板挤出，再经过环吹风冷却、油嘴上油、热辊牵伸、网络器加网络和卷绕机卷绕，得到一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
具体的，如图1所示的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的生产工艺流程图，本发明在混合器2前加装螺杆挤出装置1，将消光聚酯母粒投入到螺杆挤出装置1中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体，其中，消光聚酯母粒中优选含有45~55wt%的二氧化钛；然后将半消光聚酯熔体和消光聚酯母粒熔体分别通过计量泵计量后注入到混合器2中混合均匀，得到混合熔体，其中，半消光聚酯熔体中优选含有0.2~0.4wt%的二氧化钛。本发明中消光聚酯母粒熔体的计量泵和半消光聚酯熔体的计量泵的流量比优选为1:15~20，更优选为1:15~17。
得到混合熔体后，将其输送至纺丝箱体4（纺丝箱体4利用联苯蒸发器16进行加热），先通过熔体分配管3分配再经计量泵5计量后输送至纺丝组件6并从异形中空喷丝板挤出，再依次经过环吹风箱7和环吹冷却延长筒8进行环吹风冷却、油嘴9上油、纺丝甬道10处理、预网络器11加网络，利用第一组热辊12及第二组热辊13之间的速度差进行牵伸，最后经过主网络器14加网络和卷绕机15卷绕，得到本发明全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。在本发明中，纺丝箱体的温度优选为270~290℃，环吹风冷却的温度优选为18~25℃，更优选为18~23℃，第一组热辊速度优选为1600~2200m/min，更优选为1600~1900m/min，第一组热辊温度优选为80~90℃，更优选为82~90℃，第二组热辊速度优选为3500~4300m/min，更优选为4250~3850℃，第二组热辊温度优选为120~135℃，主网络器的网络压力优选为0.25~0.32MPa，卷绕机卷绕的速度优选为3500~4200m/min，更优选为3600~4200m/min。
本发明中，异形中空喷丝板可以为三叶中空型喷丝板、五叶中空型喷丝板或八叶中空型喷丝板等，本发明优选实施例中，异形中空喷丝板为八叶中空型喷丝板。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维及其制备方法进行详细描述。
实施例1
按照图1所示的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的生产工艺流程图，制备全消光轻量吸湿速干聚酯纤维：
（1）在混合器2前加装螺杆挤出装置1，将二氧化钛含量为50wt%的消光聚酯母粒投入到螺杆挤出装置1中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体。
（2）将二氧化钛含量为0.3wt%半消光聚酯熔体和消光聚酯母粒熔体按流量比为1:17，分别通过计量泵计量后注入到混合器2中混合均匀，得到混合熔体。
（3）将混合熔体输送至290℃的纺丝箱体4（纺丝箱体4利用联苯蒸发器16进行加热），先通过熔体分配管3分配再经计量泵5计量后输送至纺丝组件6并从喷丝板挤出，再依次经过环吹风箱7和环吹冷却延长筒8进行23℃环吹风冷却、油嘴9上油、纺丝甬道10处理、预网络器11加网络，利用第一组热辊12及第二组热辊13之间的速度差进行牵伸，最后经过主网络器14加网络和卷绕机15卷绕，其中，第一组热辊速度设置为1900m/min，第一组热辊温度设置为82℃，第二组热辊速度设置为3650m/min，第二组热辊温度设置为120℃，主网络器的网络压力设置为0.28MPa，卷绕机卷绕的速度设置为3600m/min，最后得到本实施例全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
（4）测试本实施例全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的断裂伸长率及其制成的面料的芯吸高度和蒸发速率，测试结果见表1。
实施例2
按照图1所示的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的生产工艺流程图，制备全消光轻量吸湿速干聚酯纤维：
（1）在混合器2前加装螺杆挤出装置1，将二氧化钛含量为45wt%的消光聚酯母粒投入到螺杆挤出装置1中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体。
（2）将二氧化钛含量为0.4wt%半消光聚酯熔体和消光聚酯母粒熔体按流量比为1:15，分别通过计量泵计量后注入到混合器2中混合均匀，得到混合熔体。
（3）将混合熔体输送至285℃的纺丝箱体4（纺丝箱体4利用联苯蒸发器16进行加热），先通过熔体分配管3分配再经计量泵5计量后输送至纺丝组件6并从喷丝板挤出，再依次经过环吹风箱7和环吹冷却延长筒8进行20℃环吹风冷却、油嘴9上油、纺丝甬道10处理、预网络器11加网络，利用第一组热辊12及第二组热辊13之间的速度差进行牵伸，最后经过主网络器14加网络和卷绕机15卷绕，其中，第一组热辊速度设置为1800m/min，第一组热辊温度设置为86℃，第二组热辊速度设置为3850m/min，第二组热辊温度设置为135℃，主网络器的网络压力设置为0.25MPa，卷绕机卷绕的速度设置为3800m/min，最后得到本实施例全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
（4）测试本实施例全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的断裂伸长率及其制成的面料的芯吸高度和蒸发速率，测试结果见表1。
实施例3
按照图1所示的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的生产工艺流程图，制备全消光轻量吸湿速干聚酯纤维：
（1）在混合器2前加装螺杆挤出装置1，将二氧化钛含量为55wt%的消光聚酯母粒投入到螺杆挤出装置1中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体。
（2）将二氧化钛含量为0.2wt%半消光聚酯熔体和消光聚酯母粒熔体按流量比为1:16，分别通过计量泵计量后注入到混合器2中混合均匀，得到混合熔体。
（3）将混合熔体输送至270℃的纺丝箱体4（纺丝箱体4利用联苯蒸发器16进行加热），先通过熔体分配管3分配再经计量泵5计量后输送至纺丝组件6并从喷丝板挤出，再依次经过环吹风箱7和环吹冷却延长筒8进行18℃环吹风冷却、油嘴9上油、纺丝甬道10处理、预网络器11加网络，利用第一组热辊12及第二组热辊13之间的速度差进行牵伸，最后经过主网络器14加网络和卷绕机15卷绕，其中，第一组热辊速度设置为1600m/min，第一组热辊温度设置为90℃，第二组热辊速度设置为4250m/min，第二组热辊温度设置为125℃，主网络器的网络压力设置为0.32MPa，卷绕机卷绕的速度设置为4200m/min，最后得到本实施例全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
（4）测试本实施例全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的断裂伸长率及其制成的面料的芯吸高度和蒸发速率，测试结果见表1。
表1
聚酯纤维规格 二氧化钛含量 芯吸高度 蒸发速率 断裂强度
实施例1 33dex/24f 3.1% 172mm 0.42g/hr 4.2cN/dtex
实施例2 55dex/24f 3.2% 168mm 0.38g/hr 4.4cN/dtex
实施例3 83dex/24f 3.4% 166mm 0.35g/hr 3.8cN/dtex
由表1可知，本发明全消光轻量吸湿速干聚酯纤维断裂强度>3.8cN/dtex，二氧化钛含量>3.1%，其制成的面料的芯吸高度>166mm，蒸发速率>0.35g/hr。说明本发明全消光轻量吸湿速干聚酯纤维具有较好的吸湿速干效果，二氧化钛含量较高，消光效果较好，且质量稳定、力学性能优良。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）在熔体直纺半消光聚酯纤维生产线上加装螺杆挤出装置，将消光聚酯母粒投入所述螺杆挤出装置中，通过熔融挤压，得到消光聚酯母粒熔体；
2）将半消光聚酯熔体和步骤1）得到的消光聚酯母粒熔体分别通过计量泵计量后注入到混合器中混合均匀，得到混合熔体；
3）将步骤2）得到的混合熔体通过熔体分配管输送至纺丝箱体，并从异形中空喷丝板挤出，再经过环吹风冷却、油嘴上油、热辊牵伸、网络器加网络和卷绕机卷绕，得到全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中的消光聚酯母粒中含有45~55wt%的二氧化钛。
3.根据权利要求1所述的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的半消光聚酯熔体中含有0.2~0.4wt%的二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的消光聚酯母粒熔体的计量泵和所述半消光聚酯熔体的计量泵的流量比为1:15~20。
5.根据权利要求1所述的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的纺丝参数为：纺丝箱体的温度为270~290°C，环吹风冷却的温度为18~25°C，第一组热辊速度为1600~2200m/min，第一组热辊温度为80~90°C，第二组热辊速度为3500~4300m/min，第二组热辊温度为120~135°C，网络压力为0.25~0.32MPa，卷绕的速度为3500~4200m/min。
6.一种根据权利要求1~5任一项所述的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维的制备方法制备得到的全消光轻量吸湿速干聚酯纤维。
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