CN113186610A

CN113186610A - 一种卫材用es纤维的制备方法及es纤维

Info

Publication number: CN113186610A
Application number: CN202110247949.1A
Authority: CN
Inventors: 杨家龙; 王秀琴
Original assignee: Dongbuwan Yangzhou Biological New Material Co ltd
Current assignee: Dongbuwan Yangzhou Biological New Material Co ltd
Priority date: 2020-03-07
Filing date: 2021-03-06
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2041-03-06
Also published as: CN113186610B

Abstract

本发明涉及一种卫材用ES纤维的制备方法，包括熔融复合纺丝、一次上油、牵伸、二次上油、预热、卷曲、松弛定型、切断打包过程。专利涉及的ES制备方法工艺路线简单，提高了生产效率，降低了投资。

Description

一种卫材用ES纤维的制备方法及ES纤维

技术领域

本发明涉及卫生纤维领域，具体涉及一种卫材用复合ES纤维的制备方法及ES纤维。

背景技术

ES纤维是卫生巾、纸尿裤、护垫等一次性卫生用品的主要原材料，近年原料ES纤维的需求逐渐增加。

目前，生产高端ES纤维的设备和专利主要是德国的Oerlikon Neumag、日本的Chisso公司和中国台湾地区的远东纺。中国大陆设备厂家主要是恒天重工旗下的纺织机械厂(如郑纺机、邵阳纺机等)，采用的工艺路线、装备和国外公司类似。

现有技术装备为传统工艺的两步法生产ES纤维。第一步前纺原丝生产：原料经过螺杆、过滤器、计量泵、箱体组件、喷丝板纺出纤维，初生纤维经过上油轮后引入卷绕系统，然后再通过喂入机导入盛丝桶；第二步后纺：几十个盛丝桶的原丝通过集束架后通过六辊导丝机进入浸油槽，然后依次通过第一道牵伸7辊(或9辊)、水浴牵伸槽、第二道牵伸7辊、热空气或蒸汽牵伸槽、第三道牵伸7辊(或9 辊)、叠丝机、上油机、预热箱、卷取机、烘箱干燥定型机、曳引张力机、切断机，最后计量打包。

现有技术制备ES纤维的工艺路线长，设备投资大；纤维与设备、空气接触时间长，加重了ES纤维的受污染程度，因此需要一种制备卫材用ES纤维的生产工艺以解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建设投资少、生产能耗小、加工过程中纤维受污染程度低的卫材用复合ES纤维的制备工艺。

本发明提供一种卫生用ES纤维的制备方法，其中ES纤维是由组分A和组分B复合纺丝制备得到，组分A为PP，组分B为PE，该方法包括以下步骤：

1)复合熔融纺丝：组件压力8-12MPa；组分PP纺丝的螺杆温度为245-275℃，组分PE纺丝的螺杆温度为230-260℃，箱体温度为 240-270℃；初生纤维速率500-700m/min；冷却风温度18-22℃，湿度65-85％，风速0.5-1.5m/s，风压500-900Pa；

2)上油：油辊距离喷丝板的距离为4.5m，通过两套油辊对丝束进行双面上油，油辊的转动方向与纤维方向相反，使纤维上油更均匀充分。油辊直径φ250×230mm，转速20-30r/min；

3)牵伸：7辊牵伸系统，第1辊速度v₁与初生纤维速率相同，控制温度80±2℃，第2辊速度v₂＝1.05v₁，控制温度85±3℃，第3 辊速度v₃＝2.0v₁，控制温度88±3℃，第4辊速度v₄＝2.5v₁，控制温度90±3℃，第5辊速度v₅＝2.8v₁，控制温度92±4℃，第6辊速度 v₆＝2.8v₁，控制温度30±2℃，第7辊速度v₇＝2.8v₁，控制辊面温度 20±1℃；

4)二次上油：牵伸得到的丝束进行二次上油，上油形式为喷嘴上下雾化对喷，上下各设多套喷嘴；

5)预热：上油后的丝束通过热空气加热，热空气温度控制在80℃；

6)卷曲：卷曲轮内置恒温水系统控温，卷曲轮辊面温度控制在 71-75℃，主压0.18±0.015Mpa，背压0.15±0.01MPa；

7)松弛热定型：烘箱温度分别为：一区105±4℃，二区110±4℃，三区105±3℃，四区100±4℃，冷却一区35±2℃，冷却二区30±2℃，

停留时间0.8～1.2min；

8)切断打包：丝束经过曳引张力机后进入切断机，切断机内置冷冻循环风系统，控制刀片温度不高于50℃,打包重量250±5kg。

所述步骤1)中涉及的装备包括上料系统、螺杆、过滤器、计量泵、箱体、组件、喷丝板、冷却风系统、上油机和导丝轮。所述PP 组分占比45-55％wt，优选50～55％，纤维截面为同心皮芯结构，PP为芯层，PE为皮层。

所述步骤2)中涉及的油剂主要是抗静电油剂，油剂浓度为 1.0％wt。

所述步骤3)中涉及的牵伸机1-5辊为电磁感应加热，6-7辊为内置恒温循环水，所述温度均为辊面温度；

所述步骤4)中涉及的油剂主要是亲水油剂(包括单次和多次亲水)，油剂浓度为5％wt。

所述步骤5)中涉及的预热保证进卷取机的丝束温度在73±1℃。

所述步骤6)中涉及的卷曲机，不仅上下两套卷曲轮内通恒温水，而且侧板系统也内置恒温水系统，确保高速下卷曲机辊面温度控制在 73±2℃。

所述步骤7)中涉及的松弛热定型机为不锈钢网履带系统，加热为循环热风系统。

上述工艺制得的ES纤维物化指标：单丝纤度1.5-4.0dtex，断裂强度≥3.2cN/dtex，纤维卷曲数14-19个/25mm，纤维油份 0.4-0.7％，纤维水分≤0.4％，疵点≤5mg/100g，纤维长度38-51mm，收缩率≤3％。

上述ES纤维卫生指标(GB 15979—2002)：细菌菌落总数≤ 100cfu/g，真菌菌落总数≤100cfu/g，大肠菌群和致病性化脓菌不得检出。

本发明卫生用ES纤维的工艺制备方法具有如下优点：

1、与传统工艺路径相比，减少了卷绕机、喂入机、往复机、集束架、导丝机、第二牵伸机、水浴牵伸槽、第三牵伸机和蒸汽或热空气牵伸槽，大幅度降低了设备投资和生产能耗，整体设备投资减少 40％左右，生产能耗减少35％左右。

2、传统工艺的烘干松弛热定型机需要耗能进行干燥水分(因卷曲后的丝束水分一般在15-20％)，本发明不需要干燥，节省了能源，提高了加工效率。

3、本发明工艺所需的厂房要求低，长度可控制在100米以内，传统工艺要求厂房长度在180-200米；减少了基建。

4、因为设备数量减少，纤维与设备(尤其是含水的牵伸设备) 和空气接触时间缩短，减轻了ES纤维的受污染轻度，本发明纤维整体卫生指标高于传统生产线产品。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

1、原料切片：组分A为PP，组分B为PE；组分A占总量的50％wt。

2、主要工艺及其参数：

将以上原料切片依次经过复合熔融纺丝、上油、牵伸、二次上油、预热、卷曲、松弛热定型和切断打包，得到ES复合纤维；相关步骤的工艺参数如下：

3、ES纤维主要产品指标：

4、ES纤维主要能耗指标：

本案例是在公司50t/d的一步法生产线上试制，主要能耗指标如下：电：620kWh/t产品，蒸汽(0.4MPa)：0.5t/h，循环水：1200m³/h，冷冻水：1.2m³/h，压缩空气(0.6MPa)：600Nm³/h。

实施例2：

1、原料切片：组分A为PP，组分B为PE；组分A占总量的55％wt。

2、主要工艺步骤及其参数：

主要工艺步骤同实施例1，相关步骤的工艺参数如下：

3、ES纤维主要产品指标：

4、ES纤维主要能耗指标：

本案例是在公司50t/d的一步法生产线上试制，主要能耗指标如下：电：680kWh/t产品，蒸汽(0.6MPa)：0.4t/h，循环水：1500m³/h，冷冻水：1.5m³/h，压缩空气(0.6MPa)：800Nm³/h。

实施例3：

1、原料切片：组分A为PP，组分B为PE；组分A占总量的45％wt。

2、主要工艺及其参数：

主要步骤同实施例1，不同之处在于各步骤的工艺参数：

3、ES纤维主要产品指标：

4、ES纤维主要能耗指标：

本案例是在公司50t/d的一步法生产线上试制，主要能耗指标如下：电：660kWh/t产品，蒸汽(0.6MPa)：0.5t/h，循环水：1300m³/h，冷冻水：1.8m³/h，压缩空气(0.6MPa)：750Nm³/h。

对比例1：

在Oerlikon Neumag生产线上进行对比试验，产线产能与本发明相同。

1、原料切片：组分A为PP，组分B为PE；组分A占总量的50％wt。

2、主要工艺及其参数：

3、ES纤维主要产品指标：

4、ES纤维主要能耗指标：

本案例是在50t/d的Oerlikon Neumag生产线上试制，主要能耗指标如下：电：960kWh/t产品，蒸汽(0.4MPa)：0.8t/h，循环水： 3200m³/h，冷冻水：1.8m³/h，压缩空气(0.6MPa)：1500Nm³/h。

我们把相同产品指标的实施例1和对比例1进行对照分析：

在产线产能、原料、PP重量占比、ES纤维单丝纤度都相同的情况下，进行对比分析：从上表我们可以看出，两条生产线制备得到的ES 纤维的物化指标相当；卫生指标本发明产品明显优于Oerlikon Neumag产线产品；相比Oerlikon Neumag产线，本发明主要能耗用电本发明少了30％左右，蒸汽少了35％左右，综合能耗节约480元/吨。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，所述ES纤维是由PP和PE复合纺丝制备得到，该方法包括以下步骤：

1)复合熔融纺丝：组件压力8-12MPa；组分PP纺丝的螺杆温度为245-275℃，组分PE纺丝的螺杆温度为230-260℃，箱体温度为240-270℃；初生纤维速率500-700m/min；冷却风温度18-22℃，湿度65-85％，风速0.5-1.5m/s，风压500-900Pa；

2)一次上油：油辊距离喷丝板的距离为4.5m，通过两套油辊对丝束进行双面上油，油辊的转动方向与纤维方向相反，油辊直径φ250×230mm，转速20-30r/min；

3)牵伸：7辊牵伸系统，第1辊速度v₁与初生纤维速率相同，控制温度80±2℃，第2辊速度v₂＝1.05v₁，控制温度85±3℃，第3辊速度v₃＝2.0v₁，控制温度88±3℃，第4辊速度v₄＝2.5v₁，控制温度90±3℃，第5辊速度v₅＝2.8v₁，控制温度92±4℃，第6辊速度v₆＝2.8v₁，控制温度30±2℃，第7辊速度v₇＝2.8v₁，控制辊面温度20±1℃；

6)卷曲：卷曲轮内置恒温水系统控温，卷曲轮辊面温度控制在71-75℃，主压0.18±0.015Mpa，背压0.15±0.01MPa；

7)松弛热定型：烘箱温度分别为：一区105±4℃，二区110±4℃，三区105±3℃，四区100±4℃，冷却一区35±2℃，冷却二区30±2℃，停留时间0.8～1.2min；

8)切断打包：丝束经过曳引张力机后进入切断机被切断成所需规格。

2.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，所述组分PP占比45-55％wt；所述ES纤维截面为同心皮芯结构，PP为芯层，PE为皮层。

3.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，步骤2)中涉及的油剂为抗静电油剂，油剂浓度为1.0％wt。

4.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，步骤3)中牵伸机1-5辊为电磁感应加热，6-7辊为内置冷却循环水，牵伸温度均为辊面温度。

5.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，步骤4)中涉及的油剂为亲水油剂，油剂浓度为5％wt。

6.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，步骤5)中进卷取机的丝束温度为73±1℃。

7.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，步骤6)中涉及的卷曲机，上下两套卷曲轮内通恒温水，而且侧板系统也内置恒温水系统，确保高速下卷曲机辊面温度控制于73±2℃。

8.根据权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法，其特征在于，步骤7)中涉及的松弛热定型机为不锈钢网履带系统，加热采用循环热风系统。

9.使用权利要求1所述的卫材用ES纤维的制备方法制备得到的ES纤维，其特征在于，ES纤维的单丝纤度1.5-4.0dtex，断裂强度≥3.2cN/dtex，纤维卷曲数14-19个/25mm，纤维油份0.4-0.7％，纤维水分≤0.4％，疵点≤5mg/100g，纤维长度38-51mm，收缩率≤3％。