CN112251828A - 一种lmpet/pet皮芯型复合弹性纤维制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，它包括（1）将LMPET熔体和PET熔体分别经过熔体输送管道及计量泵输送至复合纺丝箱，在熔体输送管道上设有过滤器和增压泵；（2）经皮芯型喷丝板挤出、侧吹风冷却、集束上油、预网络器、牵伸、网络器、卷绕。本发明工艺简单，产品质量稳定，生产成本低。

Description

一种LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种皮芯型复合纤维制备工艺。
背景技术
目前，纤维广泛用于纺织、医疗卫生、安全防护、包装、电子电器和环境保护等各个领域，而随着社会进步，人民生活水平的不断提高，人们对纤维的功能化和差别化的需求越来越高。
复合纤维是指由两种聚合物、两种以上聚合物或具有不同性质的同一聚合物经复合纺丝法制成的化学纤维，在纤维的截面上含有两种或两种以上不相混合的组分。按照结构划分，常见的复合纤维有并列型、皮芯型、海岛型、裂片型。在现有技术中，制备双组分皮芯型复合纤维时，使用的聚酯组分主要为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺组分主要为聚己内酰胺，这两种组分制备的皮芯型复合纤维，多用于制造织带、经编、针织、机制物。由于聚对苯二甲酸乙二醇酯分子链规整，化学性能稳定，与大多数的染料在普通条件下结合力很弱，导致使用聚对苯二甲酸乙二醇酯为皮的皮芯型复合纤维需要高温高压等苛刻的条件才能染色，固色力低，色彩饱和度低。
热熔聚酯类热熔胶在手感、价格以及耐水洗、砂洗和蒸汽压烫等方面优于共聚酰胺热熔胶，具有粘结简便、强度高、无污染、能耗低等特点，从而可全面替代化学粘合剂，因此被誉为“绿色胶粘剂”，热熔聚酯它保留了聚酯的特性，具有熔点低，流动性好的特点，此外还与普通聚酯有很好的相容性，被广泛应用于高档花色纱线的芯丝；柔软环保型无纺布；免烫环保型面料；医用纺织品（高档内邦邦迪线，防股线散开和增加强度）；汽车内饰布；单向布、织带的定位；多股绳散股的防止；空调过滤网的定格；电缆芯线的固定；高档印花网布；高强度环保型窗纱；建筑隔热隔音材等众多用途，因此热熔聚酯有着更为广阔的发展前景。特别是随着各国环保法规、法令的正式出台，用该类环保型热熔聚酯纤维替代化学粘合剂，已成为唯一的选择，国内外市场对热熔聚酯纤维需求量急剧上升，是国内外同行重点研究的方向。然而，由于热熔聚酯往往采用对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、丁二醇(BDO)共缩聚制备而得，随着间苯二甲酸、丁二醇组分的加入，大分子结构发生根本的变化，热熔聚酯在实现低熔点的同时，其结晶性能、热稳定性、熔体流动性等发生明显的改变，从而增加了纺丝的难度，尤其是纺制较粗纤密度单丝根本无法结晶冷却成型。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种工艺简单，产品质量稳定，生产成本低的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所述的一种LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，它包括以下步骤，
（1）将LMPET熔体和PET熔体分别经过熔体输送管道及计量泵输送至复合纺丝箱，在熔体输送管道上设有过滤器和增压泵，其中LMPET熔体输送管道伴热温度控制在245-250℃，PET熔体输送管道伴热温度控制在290-295℃，复合纺丝箱包括LMPET纺丝箱、PET纺丝箱及纺丝组件箱，其中LMPET纺丝箱体温度为255℃，PET纺丝箱体温度为296℃；
（2）经皮芯型喷丝板挤出、侧吹风冷却、集束上油、预网络器、牵伸、网络器、卷绕，所述牵伸包括三道热辊，它们分别为HGR1、HGR2和HGR3，HGR1温度为85℃左右，HGR2的温度为125℃左右，HGR3的温度为70℃左右，GR2与 GR1之间进行第一步预拉伸，拉伸比为1.10-1.15倍，GR3与 GR2之间进行第二步主拉伸，拉伸比为2.5-3.5倍。
进一步地，LMPET熔体和PET熔体的复合质量比为30：70。
进一步地，所述LMPET熔体的特性粘度为0.6150dl/g。
进一步地，所述PET熔体的特性粘度0.6680dl/g。
进一步地，所述侧吹风冷却的工作参数为风速为0.45m/s、湿度85%、温度21℃。
进一步地，所述集束上油中采用苏州竹本油剂DELION-HQ-47。
进一步地，所述卷绕机的卷绕角度5.1°、卷绕速度为4120m/min、卷绕张力控制在0.2-0.3cn/dtex。
本发明中的侧吹风冷却：
冷却风整流装置采用前拆式，即垂直风网整流装置可从操作面拆下，操作简单方便，易于更换维护。根据产品特性设计风窗最大有效吹风面积为1100x1400mm；水平风网过滤装置以不锈钢钢丝网为支持，与无纺布配合过滤；各处阻力系数相等，使冷却风稳定均匀，层流性好，不会产生湍流现象，横向各点风速不匀率小于10%。在水平风网过滤装置后加一道水平多孔板，起到第一次整流作用，保证进入风道的风压均匀一致。
采用P型风设计，多孔板开孔分布，按孔径、孔分布区域分成2区，孔径分别为∅2±0.01和∅1.5±0.01。在侧吹风装置上部，使得冷却风向下倾斜形成无风区，降低对缓冷区的影响；在上部约1/3部分为最大风速区，使纤维充分冷却，中下部风速逐渐递减，完成纤维固化。这些技术措施，都保障了生成初生聚酯复合弹性纤维的冷却质量。
侧吹风窗冷却风入口设风量调节阀。可以对入口风量进行一定范围的调节，适应不同纤度的纺丝品种对冷却风差异性的要求。
在侧吹风顶板和缓冷器中间增加了垫板，可以根据纺丝品种的不同，来调节无风区的高度，使得无风区在80-120之间可以调整。
在风速、风压、风温、风湿的诸多冷却条件中，风速对纺丝过程的影响最大，但风速也不能过高，否则，风速会使纺程丝束扰动加剧，不利于稳态纺丝，但适当的降低风速和提高冷却风的湿度，同样可以达到较好的效果。
本发明中牵伸设备采用三道热辊的形式，HGR1表面镀镜面铬、Ra=1.5-1.8；HGR2/HGR3热辊表面镀陶瓷、Ra=0.6-0.8。
本发明中主要工艺参数如下：
Figure 638714DEST_PATH_IMAGE001
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
本发明LMPET/PET两组份复合纺丝中，当两组份质量比为30/70时，生产稳定，另外PET较LMPET便宜，因此生产成本会相应下降，LMPET/PET复合丝纺丝箱采用三箱结构：LMPET纺丝箱，PET纺丝箱及纺丝组件箱，三箱体温度可独立设定，保证产品质量，在纺丝生产中可以通过调整熔体输送管道伴热温度来改变两种组分的粘度，使其达到粘度相近，随牵伸比的增加，纤维的整体取向、各组份结晶度均有所增加，复合纤维的强度增加，HGR1与HGR2的速度差对纤维起张紧作用，HGR1的作用是将丝条加热到玻璃化温度,HGR1温度通常为85℃左右；HGR2与HGR1之间进行第一步预拉伸，目的是确保进入HGR2的张力均匀稳定，通常拉伸比为1.10-1.15倍，HGR3与HGR2之间进行第二步主拉伸，目的是使大分子链沿拉伸方向进行取向，结晶，通常拉伸比为2.5-3.5倍，经过第二次主拉伸后纤维的整体取向、各组份结晶度均增加，纤维的强度及断裂伸长等物性指标均可达到产品质量控制标准，HGR3对纤维起定型作用，卷绕力张力过大，会造成纸管变形，丝饼无法从卷绕机中退出，卷绕张力过小，丝条在热辊上游动，容易产生并丝断头，通常卷绕张力控制在0.2-0.3cn/dtex，制备所得产品除拥有LMPET和PET各自的优点外，还拥有两种材料的复合而产生的新特性，皮芯型热熔丝与其它纤维织造成织物，然后在干热或湿热状态下，对织物施加压力，当温度高于热熔丝的熔点时，热熔丝熔融，而在此温度下，常规的其它纤维保持不变而被热熔丝粘合在一起，热熔丝与其它纤维混合生产非织造布或针织或机织成热粘合纤维制品，具有手感软、强度高、耐洗、挺括、定型、易于打理等特点，因此，热熔丝可替代胶水等化学粘合剂，避免了挥发性物及粉层的污染，环保无毒，同时节省了工艺流程，降低了下游的生产成本，而且产品的生产成本低，增加了经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本发明所述的一种LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，它包括以下步骤，
（1）将LMPET熔体和PET熔体分别经过熔体输送管道及计量泵输送至复合纺丝箱，在熔体输送管道上设有过滤器和增压泵，其中LMPET熔体输送管道伴热温度控制在246℃，PET熔体输送管道伴热温度控制在292℃，复合纺丝箱包括LMPET纺丝箱、PET纺丝箱及纺丝组件箱，其中LMPET纺丝箱体温度为255℃，PET纺丝箱体温度为296℃；
（2）经皮芯型喷丝板挤出、侧吹风冷却、集束上油、预网络器、牵伸、网络器、卷绕，所述牵伸包括三道热辊，它们分别为HGR1、HGR2和HGR3，HGR1温度为85℃左右，HGR2的温度为125℃左右，HGR3的温度为70℃左右，GR2与 GR1之间进行第一步预拉伸，拉伸比为1.12倍，GR3与 GR2之间进行第二步主拉伸，拉伸比为2.8倍。
进一步地，LMPET熔体和PET熔体的复合质量比为30：70。
进一步地，所述LMPET熔体的特性粘度为0.6150dl/g。
进一步地，所述PET熔体的特性粘度0.6680dl/g。
进一步地，所述侧吹风冷却的工作参数为风速为0.45m/s、湿度85%、温度21℃。
进一步地，所述集束上油中采用苏州竹本油剂DELION-HQ-47。
进一步地，所述卷绕机的卷绕角度5.1°、卷绕速度为4120m/min、卷绕张力控制在0.25cn/dtex。
实施例2
本发明所述的一种LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，它包括以下步骤，
（1）将LMPET熔体和PET熔体分别经过熔体输送管道及计量泵输送至复合纺丝箱，在熔体输送管道上设有过滤器和增压泵，其中LMPET熔体输送管道伴热温度控制在248℃，PET熔体输送管道伴热温度控制在293℃，复合纺丝箱包括LMPET纺丝箱、PET纺丝箱及纺丝组件箱，其中LMPET纺丝箱体温度为255℃，PET纺丝箱体温度为296℃；
（2）经皮芯型喷丝板挤出、侧吹风冷却、集束上油、预网络器、牵伸、网络器、卷绕，所述牵伸包括三道热辊，它们分别为HGR1、HGR2和HGR3，HGR1温度为85℃左右，HGR2的温度为125℃左右，HGR3的温度为70℃左右，GR2与 GR1之间进行第一步预拉伸，拉伸比为1.14倍，GR3与 GR2之间进行第二步主拉伸，拉伸比为3.2倍。
进一步地，LMPET熔体和PET熔体的复合质量比为30：70。
进一步地，所述LMPET熔体的特性粘度为0.6150dl/g。
进一步地，所述PET熔体的特性粘度0.6680dl/g。
进一步地，所述侧吹风冷却的工作参数为风速为0.45m/s、湿度85%、温度21℃。
进一步地，所述集束上油中采用苏州竹本油剂DELION-HQ-47。
进一步地，所述卷绕机的卷绕角度5.1°、卷绕速度为4120m/min、卷绕张力控制在0.29cn/dtex。
本发明制得的复合丝的物理指标如下：
项目 指标
规格（dtex/f） 83/24
线密度（dtex） 83.3
纤度偏差（偏离平均值）% 0.5
断裂强度（cn/dtex） 3.7
强度偏差（CV）% 0.8
断裂伸长率（%） 32
伸长偏差（CV）% 2
本发明LMPET/PET两组份复合纺丝中，当两组份质量比为30/70时，生产稳定，另外PET较LMPET便宜，因此生产成本会相应下降，LMPET/PET复合丝纺丝箱采用三箱结构：LMPET纺丝箱，PET纺丝箱及纺丝组件箱，三箱体温度可独立设定，保证产品质量，在纺丝生产中可以通过调整熔体输送管道伴热温度来改变两种组分的粘度，使其达到粘度相近，随牵伸比的增加，纤维的整体取向、各组份结晶度均有所增加，复合纤维的强度增加，HGR1与HGR2的速度差对纤维起张紧作用，HGR1的作用是将丝条加热到玻璃化温度,HGR1温度通常为85℃左右；HGR2与HGR1之间进行第一步预拉伸，目的是确保进入HGR2的张力均匀稳定，通常拉伸比为1.10-1.15倍，HGR3与HGR2之间进行第二步主拉伸，目的是使大分子链沿拉伸方向进行取向，结晶，通常拉伸比为2.5-3.5倍，经过第二次主拉伸后纤维的整体取向、各组份结晶度均增加，纤维的强度及断裂伸长等物性指标均可达到产品质量控制标准，HGR3对纤维起定型作用，卷绕力张力过大，会造成纸管变形，丝饼无法从卷绕机中退出，卷绕张力过小，丝条在热辊上游动，容易产生并丝断头，通常卷绕张力控制在0.2-0.3cn/dtex，制备所得产品除拥有LMPET和PET各自的优点外，还拥有两种材料的复合而产生的新特性，皮芯型热熔丝与其它纤维织造成织物，然后在干热或湿热状态下，对织物施加压力，当温度高于热熔丝的熔点时，热熔丝熔融，而在此温度下，常规的其它纤维保持不变而被热熔丝粘合在一起，热熔丝与其它纤维混合生产非织造布或针织或机织成热粘合纤维制品，具有手感软、强度高、耐洗、挺括、定型、易于打理等特点，因此，热熔丝可替代胶水等化学粘合剂，避免了挥发性物及粉层的污染，环保无毒，同时节省了工艺流程，降低了下游的生产成本，而且产品的生产成本低，增加了经济效益。
本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤，
（1）将LMPET熔体和PET熔体分别经过熔体输送管道及计量泵输送至复合纺丝箱，在熔体输送管道上设有过滤器和增压泵，其中LMPET熔体输送管道伴热温度控制在245-250℃，PET熔体输送管道伴热温度控制在290-295℃，复合纺丝箱包括LMPET纺丝箱、PET纺丝箱及纺丝组件箱，其中LMPET纺丝箱体温度为255℃，PET纺丝箱体温度为296℃；
（2）经皮芯型喷丝板挤出、侧吹风冷却、集束上油、预网络器、牵伸、网络器、卷绕，所述牵伸包括三道热辊，它们分别为HGR1、HGR2和HGR3，HGR1温度为85℃左右，HGR2的温度为125℃左右，HGR3的温度为70℃左右，GR2与 GR1之间进行第一步预拉伸，拉伸比为1.10-1.15倍，GR3与 GR2之间进行第二步主拉伸，拉伸比为2.5-3.5倍。
2.根据权利要求1所述的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：LMPET熔体和PET熔体的复合质量比为30：70。
3.根据权利要求1所述的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：所述LMPET熔体的特性粘度为0.6150dl/g。
4.根据权利要求1所述的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：所述PET熔体的特性粘度0.6680dl/g。
5.根据权利要求1所述的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：所述侧吹风冷却的工作参数为风速为0.45m/s、湿度85%、温度21℃。
6.根据权利要求1所述的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：所述集束上油中采用苏州竹本油剂DELION-HQ-47。
7.根据权利要求1所述的LMPET/PET皮芯型复合弹性纤维制备工艺，其特征在于：所述卷绕机的卷绕角度5.1°、卷绕速度为4120m/min、卷绕张力控制在0.2-0.3cn/dtex。
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