CN112746346B - 一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法 - Google Patents

一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法。该方法包括：腈纶纺丝液在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，然后经水洗及热牵伸，再经后处理，最终制得具有高蓬松度的腈纶纤维。通过本发明的制造方法获得的腈纶织物具有菱形截面，使得纤维具有良好的蓬松度和光泽度，触感极佳。本发明采用异型喷丝孔，并控制成形和后处理工艺，使成品纤维的截面异形化，从而赋予腈纶新的特性，易实现工业化生产，具有现实的指导意义。

Description

一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法
技术领域
本发明涉及腈纶制造技术领域，具体涉及一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法。
背景技术
在我国经济保持稳定高速增长前提下，腈纶工业保持了稳定的发展，产品数量已经占有绝对优势，缺乏的是与纺织后加工紧密配合。随着人们生活水平的提高，对腈纶织物的舒适感需求也越来越高。
中国专利(CN108914293A)公开了一种手感柔软蓬松的腈纶条，由腈纶纤维、聚乙烯醇纤维、锦纶纤维、绵羊毛纤维混纺而成，手感柔软蓬松的腈纶条的各组分的含量为：以重量份计，所述腈纶纤维占85-90份、所述聚乙烯醇纤维占3-8份、所述锦纶纤维占5-10份、所述绵羊毛纤维占2-7份，所述手感柔软蓬松的腈纶条混纺时纺丝速度为200-400m/min。该专利的技术方案主要通过改变各种混纺纤维组分含量达到增加腈纶混纺条的蓬松度和手感，但因受混纺纤维种类限制，局限性较大。
中国专利(CN107557941A)公开了一种蓬松保温纱线，包括第一组纤维束、第二组纤维束和第三组纤维束，所述第一组纤维束、所述第二组纤维束和所述第三组纤维束均由若干根横向设置的超极细腈纶纤维组成，所述第二组纤维束沿纵向方向设置有第一波纹状拱起，所述第三组纤维束沿纵向方向设置有第二波纹状拱起；所述第一波纹状拱起朝上设置，所述第二波纹状拱起朝下设置，且所述第一波纹状拱起与所述第二波纹状拱起之间错开设置。该专利的技术方案主要通过纱线加工时各组成的方向设置提高蓬松性，是通过纺纱工艺达到目的，对生产设备有更高要求。
中国专利(CN106498529A)公开了一种飞碟型截面腈纶纤维及其生产方法，该飞碟型截面腈纶纤维通过喷丝板挤出得到，其截面长宽比为(6-9)：2。本发明还公开了该飞碟型截面腈纶纤维的生产方法，通过调整共聚物中丙烯腈和醋酸乙烯的含量以及共聚物的分子量，合理设计喷丝板，以及调整生产工艺，使制得的腈纶纤维各性能优异。该专利的技术方案主要生产飞碟型截面腈纶，可以提高纤维蓬松度，但飞碟型截面对喷丝板和腈纶生产路线要求较高，产品价格较贵。
目前，大部分腈纶织物都存在蓬松度低、松软感不理想等问题，，同时还存在触感不好的缺陷。因此，开发出一种新的腈纶织物的制造方法以满足消费者的需求极具现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法。通过本发明的制造方法获得的腈纶织物具有菱形截面，使得纤维具有良好的蓬松度和光泽度，触感极佳。本发明采用异型喷丝孔，并控制成形和后处理工艺，使成品纤维的截面异形化，从而赋予腈纶新的特性，易实现工业化生产，具有现实的指导意义。
本发明的技术方案具体如下：
本发明提供了一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法，包括：
(1)纤维成型：将腈纶纺丝液加热至55～70℃，经计量泵压入烛形滤器，经喷丝头喷出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度0℃～5℃，凝固浴浓度10wt％～15wt％，凝固浴流量9000-10000l/h；
所述喷丝头为圆形球面的喷丝板，直径130～140mm，喷丝板共有10000-20000个异形喷丝孔，均匀分布12个布孔区；喷丝孔为呈矩形的微孔，长度0.03mm，宽度0.027mm；
(2)水洗及热牵伸：将初生纤维经过水洗，再经牵伸机牵伸，水洗温度为50～55℃，总牵伸倍数10～14；
(3)后处理：牵伸后纤维经干燥，干燥湿球温度设定70℃，干球温度设定120℃；再上油卷曲，然后将丝束汽蒸定型，定型温度控制在120-130℃，最终制得具有高蓬松度的腈纶纤维。
进一步的，所述步骤(1)中的腈纶纺丝液加热至60～65℃。
进一步的，所述步骤(1)中的喷丝头，控制其负拉伸率为-45％～-60％。
进一步的，所述步骤(1)中的喷丝头，控制其负拉伸率为-48％～-58％。
进一步的，所述步骤(1)中的喷丝板均匀分布12个布孔区，每个布孔区呈心形状，心形状的下尖处指向喷丝板的圆心，心形状上凹处沿喷丝板的圆周分布。
进一步的，所述步骤(1)中的凝固浴温度2℃～5℃，凝固浴浓度12wt％～14wt％，凝固浴流量9500l/h。
进一步的，所述腈纶纺丝液的配制方法如下：
将浓度34wt％、温度50℃的腈纶聚合体淤浆、浓度为58wt％、温度85℃的NaSCN溶剂，以及焦亚硫酸钠按体积比1:1.6:0.003加入高剪切溶解机，聚合物在溶解机中受高速剪切、研磨而溶解制成含固量12％的腈纶纺丝原液。
进一步的，所述腈纶聚合体淤浆，由如下重量份的单体共聚而成，以100份重量份计，丙烯腈89-91份、丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯8-10份，甲基丙烯磺酸钠0.1-1份。
进一步的，所述腈纶聚合体淤浆，由如下重量份的单体共聚而成，以100份重量份计，丙烯腈91份，丙烯酸甲酯8份，甲基丙烯磺酸钠1份。
本发明提供了一种由上述制造方法制得的高蓬松度腈纶织物。
本发明采用矩形孔喷丝板纺丝，使纤维的截面形状呈菱形形状。提高原液温度可以减小喷孔挤出胀大。纺丝流体属于高聚物流体，由于高聚物流体具有弹性，当其从喷丝孔中挤出时，会出现挤出胀大现象。另外高聚物流体的表面具有张力，表面张力也使高聚物流体从喷丝孔中挤出时截面偏离于喷丝孔形状，趋向于圆形，而硫氰酸钠水溶液——聚丙烯腈溶液的凝固相当慢，使表面张力的作用时间很长。
凝固浴成形条件主要包括凝固浴温度、凝固浴浓度、凝固浴流量等。凝固浴温度直接影响纤维中凝固剂和溶剂的扩散速度，影响成形过程。温度太高不仅导致纤维的可拉伸性下降，还会加大皮芯层结构差异，造成内应力不均一，纤维产生空洞、结构疏松并失去光泽。干燥后手感发硬，色泽泛白。
控制导丝速度可以改变纤维截面形状。随着导丝速度下降，纤维截面趋于圆形。导丝速度过慢，会导致初生纤维下垂，而影响丝束的成形和连续性，过快则会导致断丝，影响纺丝的连续性。提高导丝速度必然降低丝束在浴中的停留时间，为达到工艺规定的凝固程度，必须提高凝固浴的凝固能力，但过快的固化速度必定影响成品纤维的质量及其均匀性。导丝速度提高后，凝固浴对丝束的流体力学阻力也提高，容易使刚成形的丝条发生毛丝或断裂。
本发明的有益效果在于：
本发明采用异型喷丝孔，并控制成形和后处理工艺，使成品纤维的截面异形化，从而赋予腈纶新的特性。通过本发明的制造方法获得的腈纶织物具有菱形截面，使得纤维具有良好的蓬松度和光泽度，触感极佳，易实现工业化生产，具有现实的指导意义。
附图说明
图1为本发明制造的腈纶织物菱形截面电镜图；
图2为喷丝板示意图；其中，a为喷丝板剖面图；b为喷丝板的12个布孔区分布图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1-5
按表1所示的工艺条件，制造具有高蓬松度的腈纶织物：
(1)配制腈纶纺丝原液：将丙烯腈91份，丙烯酸甲酯8份，甲基丙烯磺酸钠1份进行共聚，得腈纶聚合体淤浆；
从贮槽来的浓度为34wt％的腈纶聚合体淤浆(温度为50℃)、从浓溶剂贮槽来的浓度为58wt％的NaSCN溶剂(温度为85℃)，以及焦亚硫酸钠，三者按体积比腈纶聚合体淤浆：NaSCN：焦亚硫酸钠＝1:1.6:0.003进入高剪切溶解机，聚合物在溶解机中受高速剪切、研磨而溶解制成含固量12％的腈纶纺丝原液。
(2)纤维成型：将含固量12％的腈纶纺丝原液进行加热，经计量泵压入烛形滤器，经喷丝头喷出，然后在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；
其中，喷丝头为圆形球面的喷丝板，直径130～140mm，喷丝板均匀分布12个布孔区；喷丝孔为呈矩形的微孔，长度0.3mm，宽度0.027mm。
(3)水洗及热牵伸：将染色后的纤维经过水洗，再经牵伸机牵伸，水洗温度50℃，总牵伸倍数小于或等于10～14。
(4)后处理：牵伸后纤维经干燥，干燥湿球温度设定70℃，干球温度设定120℃；再上油卷曲，然后将丝束汽蒸定型，定型温度控制在128℃，最终制得具有高蓬松度的腈纶纤维。
表1实施例1-5的制造工艺条件
表2实施例1-5制造的腈纶织物性能评价测试
性能测试采用标准GB/T14335-2008、GB/T14337-2008、Q/SHPRD0657-2015。手感评分为8人小组按1-5分评分后的得分平均值，5分为满分。
从各性能测试指标看，控制成形速度，凝固浴温度、负牵伸率对纤维的断裂强度、粉末及手感影响较大，且实施例5制造的腈纶织物性能最优。
对比实施例
常规腈纶纤维
本对比实施例所使用的喷丝板为普通的圆形孔喷丝板，凝固浴温度-5℃～0℃，其余均与实施例1相同。制成的纤维各性能指标断裂强度≥2.6cN/dtex；断裂伸长≥38％；粉末含量≤20mg/100g，但手感和蓬松性不佳，亮度不够。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以做出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法，包括：
（1）纤维成型：将腈纶纺丝液加热至55～70℃，经计量泵压入烛形滤器，经喷丝头喷出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度0℃～5℃，凝固浴浓度10wt%～15wt%，凝固浴流量9000-10000l/h；
所述喷丝头为圆形球面的喷丝板，直径130～140mm，喷丝板共有10000-20000个异形喷丝孔，均匀分布12个布孔区；喷丝孔为呈矩形的微孔，长度0.03mm，宽度0.027mm；
所述喷丝头，控制其负拉伸率为-45%～-56%；
所述喷丝板均匀分布12个布孔区，每个布孔区呈心形状，心形状的下尖处指向喷丝板的圆心，心形状上凹处沿喷丝板的圆周分布；
所述腈纶纺丝液的配制方法如下：
将浓度34wt%、温度50℃的腈纶聚合体淤浆、浓度为58wt%、温度85℃的NaSCN溶剂，以及焦亚硫酸钠按体积比1:1.6:0.003加入高剪切溶解机，聚合物在溶解机中受高速剪切、研磨而溶解制成含固量12%的腈纶纺丝原液；
所述腈纶聚合体淤浆，由如下重量份的单体共聚而成，以100份重量份计，丙烯腈89-91份、丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯8-10份，甲基丙烯磺酸钠0.1-1份；
（2）水洗及热牵伸：将初生纤维经过水洗，再经牵伸机牵伸，水洗温度为50～55℃，总牵伸倍数10～14；
（3）后处理：牵伸后纤维经干燥，干燥湿球温度设定70℃，干球温度设定120℃；再上油卷曲，然后将丝束汽蒸定型，定型温度控制在120-130℃，最终制得具有高蓬松度的腈纶纤维，纤维的截面形状呈菱形形状。
2.根据权利要求1所述的一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中的腈纶纺丝液加热至60～65℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中的喷丝头，控制其负拉伸率为-48%～-56%。
4.根据权利要求1所述的一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中的凝固浴温度2℃～5℃，凝固浴浓度12wt%～14wt%，凝固浴流量9500l/h。
5.根据权利要求1所述的一种提高腈纶织物蓬松度的制造方法，其特征在于：所述腈纶聚合体淤浆，由如下重量份的单体共聚而成，以100份重量份计，丙烯腈91份，丙烯酸甲酯8份，甲基丙烯磺酸钠1份。
6.一种由权利要求1-5任一项所述制造方法制得的高蓬松度腈纶织物。
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