CN111519274A - 超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺及其超细纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，包含以下步骤：将A组分料挤出后进入复合纺丝箱的皮层纺丝通道，将B组分料挤出后进入复合纺丝箱的芯层纺丝通道，经复合纺丝箱复合后由喷丝组件喷出丝束，丝束经过卷绕、拉伸、热定型、切断打包。所述喷丝组件中B组分料经截面为十字形的芯层出口流入喷丝孔中与A组分料汇聚成皮芯结构的双组分料，该双组分料通过截面为十字形的喷丝微孔喷出，所述芯层出口的十字叶片方向和喷丝微孔的十字叶片方向相同。提供了一种异形皮芯结构超细纤维的生产方法，能够提高纤维的张力、柔韧性以及吸水能力。

Description

超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺及其超细纤维
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及纤维生产工艺，尤其是涉及一种超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺及其超细纤维。
背景技术
ES纤维全称Ethylenes-Propylene Side By Side是一种聚烯烃系皮芯复合型纤维，以熔点较高的聚酯作为纤维芯层，以熔点较低的聚乙烯作为皮层包覆芯层。
中国发明专利申请[申请号：201810726506.9]一种皮芯结构的彩色涤纶短纤维及其制备方法，属于彩色涤纶短纤维技术领域，解决了彩色涤纶短纤维表面色彩深浅不一的技术问题，同时减小了对环境造成的污染，包括50-80wt％的芯层以及10-20wt％的皮层，皮层包覆于芯层外周面，芯层包括未着色的芯层纤维，皮层包括未着色的皮层纤维以及用于使皮层纤维着色的色母粒，色母粒的重量占皮层总重量的10-20wt％。
上述技术方案中的皮芯结构中皮层和芯层均为圆形截面，此结构虽然便于生产，但圆形皮芯结构纤维力学性能及吸水性能均不理想，柔韧性差。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供了一种超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺；
本发明的目的是针对上述问题，还提供了一种超柔双组分皮芯结构超细纤维。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
本发明创造性地提供了一种超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，包含以下步骤：将A组分料挤出后进入复合纺丝箱的皮层纺丝通道，将B组分料挤出后进入复合纺丝箱的芯层纺丝通道，经复合纺丝箱复合后由喷丝组件喷出丝束，丝束经过卷绕、拉伸、热定型、切断打包。
所述喷丝组件中B组分料经截面为十字形的芯层出口流入喷丝孔中与A组分料汇聚成皮芯结构的双组分料，该双组分料通过截面为十字形的喷丝微孔喷出，所述芯层出口的十字叶片方向和喷丝微孔的十字叶片方向相同。
上述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺中，所述喷丝组件包括沿进料方向依次设置的进料板、第一分配板、第二分配板和喷丝板，其中进料板包括A组分进料孔和B组分进料孔，第一分配板上设有连接A组分进料孔的A组分分配槽和连接B组分进料孔的B组分分配槽，第二分配板上设有与A组分分配槽连接的A组分环槽、与B组分分配槽连接的B组分环槽、与A组分环槽连接的皮层出口和与B组分环槽连接的芯层出口，所述喷丝板上具有喷丝孔，喷丝孔与皮层出口和芯层出口连接，所述喷丝孔包括喷丝微孔。
上述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺中，所述芯层出口和喷丝微孔均为截面为十字形十字孔结构，该十字孔由两个相对的长叶片和两个相对的短叶片构成，所述长叶片的长度L1 是短叶片长度L2的1.3～1.5倍，所述长叶片的宽度和短叶片的宽度相等均为D，且L1＝1.8D～2.0D。
上述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺中，A组分料的熔体和B组分料的熔体在进入喷丝组件前采用孔径为10μm的过滤器过滤。
上述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺中，所述A组分料包括PE切片、色母粒和POE母粒，其中色母粒的用量为PE 切片质量的0.5％～1％，POE母粒的质量为PE切片质量的 3％～15％。
上述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺中，所述B组分料包括PET切片和抗氧化剂母粒，其中抗氧化剂母粒的用量为 PET切片质量的0.1％～0.5％。
上述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺中，所述喷丝组件出口的侧吹风的风速曲线采用P型曲线。
一种上述任意一项所述超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺制作的超细纤维，包括芯层和皮层，皮层和芯层的质量比为 50～70:50～30，该超细纤维的单丝纤度为0.25～0.4dtex。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1)提供了一种异形皮芯结构超细纤维的生产方法，能够提高纤维的张力、柔韧性以及吸水能力。
2)具体而言，十字形皮层使纤维具有较高的比表面积，并十字形结构包括长叶片和短叶片，异形度高，提高抗卷曲能力，十字形芯层使纤维的皮芯结构更好地结合，并且提高其柔韧性。
3)在PET中加入POE母粒，能够进一步提升纤维的柔性和力学性能，改善其透明度，使其具有更好的力学性能。
4)采用该工艺进行超细纤维生产，具有良好的张力，效率高、次品率低。
附图说明
图1是本发明提供的工艺流程图。
图2是本发明提供的喷丝组件结构示意图。
图3是本发明提供的芯层出口的截面示意图。
图4是本发明提供的喷丝微孔的截面示意图。
图5是本发明提供的超细纤维的截面示意图。
图中，A料桶1、B料桶2、A料螺杆挤出机3、干燥塔4、B 料螺杆挤出机5、复合纺丝箱6、喷丝组件7、进料板70、A组分进料孔700、B组分进料孔701、第一分配板71、A组分分配槽710、B组分分配槽711、第二分配板72、A组分环槽720、B组分环槽721、皮层出口722、芯层出口723、喷丝板73、喷丝孔 730、喷丝微孔731、卷绕机8、上油罗拉9、集丝桶10、清洗池 11、第一牵伸机12、第一牵伸槽13、第二牵伸机14、第二牵伸槽15、热定型机16、第三牵伸机17、卷曲机18、干燥机19、切棉机20、打包机21、皮层100、芯层101。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明进一步阐述。
如图1所示，一种超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，包含以下步骤：
1)A组分料由PE切片、色母粒和POE母粒组成，其中色母粒的用量为PE切片质量的0.5％～1％，POE母粒的质量为PE切片质量的3％～15％。将A组分料从A料桶1中通过A料螺杆挤出机3挤出后进入复合纺丝箱6的皮层纺丝通道。
2)B组分料由PET切片和抗氧化剂母粒组成，其中抗氧化剂母粒的用量为PET切片质量的0.1％～0.5％。将B组分料从B 料桶2中通过干燥塔4进入B料螺杆挤出机5中，B料螺杆挤出机5挤出后进入复合纺丝箱6的芯层纺丝通道。
3)A组分料的熔体和B组分料的熔体采用孔径为10μm的过滤器过滤，并经复合纺丝箱6复合后由喷丝组件7喷出丝束。喷丝组件7出口的侧吹风的风速曲线采用P型曲线。
4)丝束经过卷绕机8进行卷绕后通过上油罗拉9进行上油。
5)上油后的丝束在集丝桶10中进行集束。
6)丝束从集丝桶10中进入清洗池11进行清洗。
7)清洗后的棉束依次经过第一牵伸机12、第一牵伸槽13、第二牵伸机14和第二牵伸槽15，进行二道牵伸，并且丝束通过热水浴的方式加热以便进行拉伸。总牵伸倍数为3.4～8.0倍，其中，第一牵伸机12的牵伸倍数占总牵伸倍数的70％～85％，第二牵伸机14的牵伸倍数占总牵伸倍数的25％～30％。第一牵伸槽13 的浴液温度为75～85℃，第二牵伸槽15的浴液温度为70～75℃。
8)经二道牵伸的丝束通过热定型机16进行热定型。
9)热定型后的丝束经过第三牵伸机17进行第三次牵伸。
10)第三次牵伸后的丝束通过卷曲机18进行卷曲后，再通过干燥机19进行干燥。
11)将丝束通过切棉机20进行切棉并经打包机21打包。
如图2、图3和图4所示，喷丝组件7包括沿进料方向依次紧密连接的进料板70、第一分配板71、第二分配板72和喷丝板 73，其中进料板70包括A组分进料孔700和B组分进料孔701，第一分配板71上设有连接A组分进料孔700的A组分分配槽710 和连接B组分进料孔701的B组分分配槽711，第二分配板72 上设有与A组分分配槽710连接的A组分环槽720、与B组分分配槽711连接的B组分环槽721、与A组分环槽720连接的皮层出口722和与B组分环槽721连接的芯层出口723，喷丝板73上具有喷丝孔730，喷丝孔730与皮层出口722和芯层出口723连接，喷丝孔730包括喷丝微孔731。喷丝组件7中B组分料经截面为十字形的芯层出口723流入喷丝孔730中与A组分料汇聚成皮芯结构的双组分料，该双组分料通过截面为十字形的喷丝微孔 731喷出，芯层出口723的十字叶片方向和喷丝微孔731的十字叶片方向相同。芯层出口723和喷丝微孔731均为截面为十字形十字孔结构，该十字孔由两个相对的长叶片和两个相对的短叶片构成，长叶片的长度L1是短叶片长度L2的1.3～1.5倍，长叶片的宽度和短叶片的宽度相等均为D，且L1＝1.8D～2.0D。其中芯层出口723小于喷丝微孔731，本实施例中，芯层出口723的叶片宽度D为0.02～0.08mm，喷丝微孔731的叶片宽度为0.1～0.25mm。较宽的叶片结构，使复合丝达到较好的力学性能，并且具有异形表面，比表面积大，有较强的吸水性能和染色能力。
进一步的，两个相邻叶片之间为弧形过度，避免死角产生。
A组分熔体和B组分熔体在喷丝组件7中的流动方式如下：
B组分熔体通过B组分进料孔701进入B组分分配槽711中， B组分分配槽711将B组分熔体分配至多个B组分环槽721中， B组分环槽721通过连接芯层出口723将B组分熔体输入喷丝孔 730中，形成十字形芯层；A组分熔体通过A组分进料孔700进入A组分分配槽710中，A组分分配槽710将A组分熔体分配至多个A组分环槽720中，A组分环槽720通过连接皮层出口722 将A组分熔体输入喷丝孔730中，包裹在B组分外侧；喷丝孔 730通过导孔将复合后的熔体从喷丝微孔731中喷出，形成截面为十字形的皮芯结构纤维。
如图5所示，采用上述超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺制作的超细纤维，包括芯层101和皮层100，皮层100和芯层 101的质量比为50～70:50～30，该超细纤维的单丝纤度为 0.25～0.4dtex。
本发明所的超细纤维的力学性能经测试为，拉伸强度为 2.44～3.86cn/dtex，纵向断裂伸长率为17％～28％。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了A料桶1、B料桶2、A料螺杆挤出机3、干燥塔4、B料螺杆挤出机5、复合纺丝箱6、喷丝组件7、卷绕机8、上油罗拉9、集丝桶10、清洗池11、第一牵伸机12、第一牵伸槽13、第二牵伸机14、第二牵伸槽15、热定型机16、第三牵伸机17、卷曲机18、干燥机19、切棉机20、打包机21 等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，包含以下步骤：将A组分料挤出后进入复合纺丝箱(6)的皮层纺丝通道，将B组分料挤出后进入复合纺丝箱(6)的芯层纺丝通道，经复合纺丝箱(6)复合后由喷丝组件(7)喷出丝束，丝束经过卷绕、拉伸、热定型、切断打包，其特征在于，
所述喷丝组件(7)中B组分料经截面为十字形的芯层出口(723)流入喷丝孔(730)中与A组分料汇聚成皮芯结构的双组分料，该双组分料通过截面为十字形的喷丝微孔(731)喷出，所述芯层出口(723)的十字叶片方向和喷丝微孔(731)的十字叶片方向相同。
2.如权利要求1所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，其特征在于：所述喷丝组件(7)包括沿进料方向依次设置的进料板(70)、第一分配板(71)、第二分配板(72)和喷丝板(73)，其中进料板(70)包括A组分进料孔(700)和B组分进料孔(701)，第一分配板(71)上设有连接A组分进料孔(700)的A组分分配槽(710)和连接B组分进料孔(701)的B组分分配槽(711)，第二分配板(72)上设有与A组分分配槽(710)连接的A组分环槽(720)、与B组分分配槽(711)连接的B组分环槽(721)、与A组分环槽(720)连接的皮层出口(722)和与B组分环槽(721)连接的芯层出口(723)，所述喷丝板(73)上具有喷丝孔(730)，喷丝孔(730)与皮层出口(722)和芯层出口(723)连接，所述喷丝孔(730)包括喷丝微孔(731)。
3.如权利要求2所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，其特征在于：所述芯层出口(723)和喷丝微孔(731)均为截面为十字形十字孔结构，该十字孔由两个相对的长叶片和两个相对的短叶片构成，所述长叶片的长度L1是短叶片长度L2的1.3～1.5倍，所述长叶片的宽度和短叶片的宽度相等均为D，且L1＝1.8D～2.0D。
4.如权利要求1所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，其特征在于：A组分料的熔体和B组分料的熔体在进入喷丝组件(7)前采用孔径为10μm的过滤器过滤。
5.如权利要求1所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，其特征在于：所述A组分料包括PE切片、色母粒和POE母粒，其中色母粒的用量为PE切片质量的0.5％～1％，POE母粒的质量为PE切片质量的3％～15％。
6.如权利要求1所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，其特征在于：所述B组分料包括PET切片和抗氧化剂母粒，其中抗氧化剂母粒的用量为PET切片质量的0.1％～0.5％。
7.如权利要求1所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺，其特征在于：所述喷丝组件(7)出口的侧吹风的风速曲线采用P型曲线。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述超柔双组分皮芯结构超细纤维生产工艺制作的超细纤维，其特征在于，包括芯层(101)和皮层(100)，皮层(100)和芯层(101)的质量比为50～70:50～30。
9.如权利要求8所述的超柔双组分皮芯结构超细纤维，其特征在于：所述超细纤维的单丝纤度为0.25～0.4dtex。
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