CN114232160A - 一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，全消光涤纶POY和FDY纤维依次经过第一导丝器、导丝管、第二导丝器、第一喂丝罗拉、预网络、第二喂丝罗拉、第一变形热箱、冷却板、假捻器、第三喂丝罗拉、中网络器、定型热箱、定型喂丝罗拉、上油、DTY卷绕成型的工序制备得到全消光仿棉涤纶纤维；第一导丝器和所述第二导丝器均为导丝轮；丝束在第一喂丝罗拉上卷绕2～3圈；丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度为140°～160°；第一喂丝罗拉与第二喂丝罗拉的线速度比值为1.05～1.06。本发明能够减少第一导丝器和第二导丝器的磨损，提高丝束网络度，并且没有散网，制得的仿棉涤纶纤维性能较好。

Description

一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法
技术领域
本发明属于涤纶纤维技术领域，涉及一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法。
背景技术
目前市场上，涤纶长丝的主要品种有预取向丝POY、全牵伸丝FDY、拉伸变形丝DTY等。而为了拓宽涤纶长丝的应用，研究开发了仿棉涤纶纤维，其包括采用将预取向丝POY和全牵伸丝FDY作为原料制备拉伸变形丝DTY的方法制得的仿棉涤纶纤维。
但是，通常来说，普通的涤纶长丝中纤维表面会有不同强度的光泽，如果表面的光泽太过强烈，会使得由其制得的纺织品观感不太舒服。因此，为了降低光泽强度使其更贴合仿棉的效果，研究人员在纤维聚合的过程中加入少量不同折射率的物质，降低纤维表面光滑程度的同时，使得入射光线沿不同方向进行漫反射，因此纤维表面光泽强度降低。全消光仿棉涤纶纤维中消光剂添加量一般为1.0～3.0％，且大多采用二氧化钛作为消光剂。但是消光剂这类无机添加物会导致原料丝束粗糙，短时间内会将现有的第一导丝器和第二导丝器磨损出凹槽，使导丝器的使用寿命降低，一般3～5天内会将第一导丝器和第二导丝器磨损，并且丝束与导丝器之间的磨损还会对全消光仿棉涤纶纤维的性能产生负面影响，具体体现在：使得网络喷嘴无法将仿棉涤纶纤维的网络打牢，导致脱网，这会使得仿棉涤纶纤维在后续织造过程中，由于网络少，且由于仿棉涤纶纤维中的两种原料丝的物性不一样，双丝抱合性差，导致织造过程中断头多，且在布面存在毛结疙瘩，导致布面不平整，严重影响了产品性能。
因此，研究一种能够解决导丝器磨损且保证仿棉涤纶纤维的性能的方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维依次经过第一导丝器、导丝管、第二导丝器、第一喂丝罗拉、预网络、第二喂丝罗拉、第一变形热箱、冷却板、假捻器、第三喂丝罗拉、中网络器、定型热箱、定型喂丝罗拉、上油、DTY卷绕成型的工序制备得到全消光仿棉涤纶纤维；
所述第一导丝器和所述第二导丝器均为定滑轮导丝器；
丝束运行过程中与所述第一导丝器和所述第二导丝器的导丝器凹槽接触，带动所述第一导丝器和所述第二导丝器转动；
丝束在所述第一喂丝罗拉上卷绕2～3圈(卷绕2～3圈是在工艺最开始引丝时手工操作进行的)，通过将丝束在第一喂丝罗拉上卷绕进行喂入来达到100％握持，精准控制丝束张力，如果张力控制稳定，则磨损可控；
丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度(即2θ)为140°～160°(第一导丝器提供导向即可，丝束与第一导丝器之间的夹角无特别要求)；
所述第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值为1.05～1.06，形成一定的超喂比，便于预网络的形成。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，所述第一导丝器与所述第二导丝器的形状大小完全相同。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，所述导丝轮的轮缘宽度为20～25mm，外轮外径为9.4～10.7mm，槽底内径为6～7.4mm。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，所述导丝轮的材质为陶瓷，槽底表面硬度为1500～2000HV，槽底与丝束间的摩擦系数为0.2～0.22(摩擦系数参考文章“高性能纤维的摩擦系数测试与分析”中的测试方法)。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，预网络时丝束的张力为2.5～3.5cN，连续进行DTY加弹一年后预网络时丝束的张力仍在该范围内。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维的规格均为192dtex/108f。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维中均含有消光剂二氧化钛，且含量为2.2～2.5wt％。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，主要工艺参数为：预网喷嘴气压3.2～3.5bar，预网喷嘴孔径1.5～1.7mm，第一变形热箱温度180～195℃，定型热箱温度150～160℃，所述第三喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值(拉伸倍数)1.1～1.14，卷绕速度500～600m/min，定型超喂率4.0～5.0％，卷绕超喂率2.0～3.0％。
如上所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，所述全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.1～2.3cN/dtex(测试标准：GB/T 14344)，网络度100～105个/米(测试标准：FZ/T 50001-2005)，断裂强度的CV值≤6.00％；
连续生产60天制得的所述全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度、网络度以及断裂强度的CV值的变化率均不高于10％；即与第1天生产所述全消光仿棉涤纶纤维时相比，连续两个月生产所述全消光仿棉涤纶纤维后，得到的所述全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度和网络度下降幅度均不超过10％，断裂强度的CV值的上升幅度不超过10％。
本发明的原理如下：
全消光仿棉涤纶纤维需要以消光剂进行处理，会使丝束表面不光滑，由于现有全消光仿棉涤纶纤维加弹工艺中第一导丝器和第二导丝器均无法绕轴旋转，丝束与导丝器之间为滑动摩擦，导致在对全消光仿棉涤纶纤维进行DTY加弹时，3～5天内会将第一导丝器和第二导丝器磨损。本发明探讨了导丝器磨损的原因所在：全消光仿棉涤纶纤维采用预网络工艺进行加弹，由于第一导丝器和第二导丝器短时间被磨损后产生凹槽，丝束从凹槽经过时产生的阻力拉力较大，导致丝束在经过第一导丝器时和第二导丝器的张力变大，可变大到20～25cN，该张力会被传导到第一喂丝罗拉和第二喂丝罗拉丝束上，由于第一喂丝罗拉的握持是两个圆外圈接触压住握持，存在握持不充分，不能达到100％握持，存在打滑，则导丝器处20～25cN的张力会使预网络时丝束张力升高到6～8cN，丝束张力过大会使得网络喷嘴无法将丝束网络打牢，导致脱网。
而为了使全消光仿棉涤纶纤维具有较好的抱合性，又有天然棉纤维的柔软性，选择适合的网络度非常重要。网络度和网络牢度大，丝束集束性好，而过大的网络度和网络牢度会使丝束紧致，织物手感偏硬，棉感变差；网络度和网络牢度小，丝束蓬松、柔软，但过小的网络度和网络牢度会使丝束集束性变差，甚至无抱合而造成织物染色不均匀，棉感效果变差，因此对丝束张力的稳定性能要求较高。
因此，本发明将现有技术中的第一导丝器和第二导丝器替换为一种导丝轮，能够使丝束与导丝器之间的摩擦力由滑动摩擦变为滚动摩擦，不仅能够减少导丝器的磨损，还能够大幅降低丝束在经过第一导丝器和第二导丝器时的张力。
本发明将第一导丝器和第二导丝器替换为导丝轮后，可以使丝束的张力大大降低，但是同时会导致丝束张力不易控制，张力不稳定，产生丝束抖动。为同时解决这一问题，本发明通过将丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度调整为140°～160°(因为既要保证减少抖丝现象，还要使丝束与导丝器的接触面积不要过大，角度过小，会使丝束与导丝器接触面积过大，增加摩擦，故采用较大的钝角)，丝束在第二导丝器上存在上述角度，会使得第二导丝器对丝束的压力转化为丝束的张力，导致抖动减小，同时丝束会被限制在第二导丝器的槽底，使丝束更稳定；并且将第一喂丝罗拉从压住握持改变为将丝束卷绕在罗拉上进行握持，由点接触变为面接触，增加了摩擦力，能够保证100％握持，能够通过超喂(即第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值)精准控制丝束在预网络时的张力，保证了纱线的稳定张力(即丝束卷绕会增加接触面积，2～3圈的丝束卷绕可看作面接触；1圈握持力不够，3圈以上可能由于摩擦力较大使罗拉对丝束造成磨损)。本发明通过设定第一喂丝罗拉与第二喂丝罗拉线速度比值(超喂比)为1.05～1.06，形成超喂，使丝束在预网络阶段的张力处于2.5～3.5cN，能够稳定打网，不会产生散网和飘丝。
有益效果：
(1)本发明的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，能够提高丝束网络度，并且没有散网，这会使后续制得的织物布面平整，不易断头；
(2)本发明的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，能够减少第一导丝器和第二导丝器的磨损，避免资源损耗；
(3)本发明的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，制得的仿棉涤纶纤维性能较好。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程图；
图2为丝束运行过程中与第二导丝器的位置关系示意图；
图3为本发明的导丝轮的剖面结构示意图；
其中，1-全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维，2-第一导丝器，3-导丝管，4-第二导丝器，5-第一喂丝罗拉，6-预网络，7-第二喂丝罗拉，8-第一变形热箱，9-冷却板，10-假捻器，11-第三喂丝罗拉，12-中网络器，13-定型热箱，14-定型喂丝罗拉，15-上油。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明实施例中第一天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度、网络度和断裂强度的CV值是指第一天整天生产得到的全消光仿棉涤纶纤维的性能的平均值；连续生产60天后制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度、网络度和断裂强度的CV值是指第60天整天生产得到的全消光仿棉涤纶纤维的性能的平均值。
采用DTY加弹工艺制备全消光仿棉涤纶纤维的流程为：如图1所示，含有消光剂二氧化钛的全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维1依次经过第一导丝器2、导丝管3、第二导丝器4、第一喂丝罗拉5、预网络6、第二喂丝罗拉7、第一变形热箱8、冷却板9、假捻器10、第三喂丝罗拉11、中网络器12、定型热箱13、定型喂丝罗拉14、上油15、DTY卷绕成型的工序制备得到全消光仿棉涤纶纤维。
实施例1
一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，采用上述DTY加弹工艺，其中，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维的规格均为192dtex/108f，消光剂二氧化钛含量均为2.2wt％；所述第一导丝器和所述第二导丝器均为导丝轮，且形状大小相同，材质为陶瓷，槽底表面硬度为1500HV，槽底与丝束间的摩擦系数为0.20；如图3所示，导丝轮轮缘宽度为20mm，外轮外径为9.4mm，槽底内径为6mm；丝束运行过程中与所述第一导丝器和所述第二导丝器的槽底接触，带动所述第一导丝器和所述第二导丝器转动；丝束在所述第一喂丝罗拉上卷绕2圈；如图2所示，丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度为140°；
工艺参数为：预网喷嘴气压3.2bar，预网喷嘴孔径1.5mm，第一变形热箱温度180℃，定型热箱温度150℃，所述第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.05，所述第三喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.1，卷绕速度500m/min，定型超喂率4％，卷绕超喂率2％。
采用上述工艺进行连续生产，预网络时丝束的张力为2.7cN；第一天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.3cN/dtex，网络度105个/米，断裂强度的CV值为5.45％；
连续生产60天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.2cN/dtex，网络度为101个/米，断裂强度的CV值为5.85％。
对比例1
一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于第一导丝器和第二导丝器均为无法滚动的导丝辊。第一天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.3cN/dtex，网络度为95个/米，断裂强度的CV值为5.8％；连续生产10天后制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为1.9cN/dtex，网络度为68个/米，断裂强度的CV值为8.3％，60天后已无法正常生产。将实施例1与对比例1进行对比可以看出，全消光仿棉纤维的断裂强度、网络度以及断裂强度的CV值均有较大幅度的变化，这是因为第一导丝器和第二导丝器的磨损对纤维的品质影响较大。
实施例2
一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，采用上述DTY加弹工艺，其中，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维的规格均为192dtex/108f，消光剂二氧化钛含量均为2.3wt％；所述第一导丝器和所述第二导丝器均为导丝轮，且形状大小相同，材质为陶瓷，槽底表面硬度为1800HV，槽底与丝束间的摩擦系数为0.20；导丝轮轮缘宽度为20mm，外轮外径为9.4mm，槽底内径为6.2mm；丝束运行过程中与所述第一导丝器和所述第二导丝器的槽底接触，带动所述第一导丝器和所述第二导丝器转动；丝束在所述第一喂丝罗拉上卷绕2圈；丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度为145°；
工艺参数为：预网喷嘴气压3.2bar，预网喷嘴孔径1.5mm，第一变形热箱温度185℃，定型热箱温度155℃，所述第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.06，所述第三喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.12，卷绕速度520m/min，定型超喂率4.2％，卷绕超喂率2.2％。
采用上述工艺进行连续生产，预网络时丝束的张力为2.5cN；第一天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.2cN/dtex，网络度为103个/米，断裂强度的CV值为5.24％；
连续生产60天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.1cN/dtex，网络度为100个/米，断裂强度的CV值为5.58％。
实施例3
一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，采用上述DTY加弹工艺，其中，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维的规格均为192dtex/108f，消光剂二氧化钛含量均为2.4wt％；所述第一导丝器和所述第二导丝器均为导丝轮，且形状大小相同，材质为陶瓷，槽底表面硬度为1880HV，槽底与丝束间的摩擦系数为0.22；导丝轮轮缘宽度为23mm，外轮外径为10.2mm，槽底内径为7mm；丝束运行过程中与所述第一导丝器和所述第二导丝器的槽底接触，带动所述第一导丝器和所述第二导丝器转动；丝束在所述第一喂丝罗拉上卷绕3圈；丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度为150°；
工艺参数为：预网喷嘴气压3.5bar，预网喷嘴孔径1.6mm，第一变形热箱温度192℃，定型热箱温度157℃，所述第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.06，所述第三喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.14，卷绕速度550m/min，定型超喂率4.8％，卷绕超喂率2.5％。
采用上述工艺进行连续生产，预网络时丝束的张力为3.5cN；第一天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.2cN/dtex，网络度为104个/米，断裂强度的CV值为5.33％；
连续生产60天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.1cN/dtex，网络度为101个/米，断裂强度的CV值为5.78％。
实施例4
一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，采用上述DTY加弹工艺，其中，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维的规格均为192dtex/108f，消光剂二氧化钛含量均为2.5wt％；所述第一导丝器和所述第二导丝器均为导丝轮，且形状大小相同，材质为陶瓷，槽底表面硬度为2000HV，槽底与丝束间的摩擦系数为0.22；导丝轮轮缘宽度为25mm，外轮外径为10.7mm，槽底内径为7.4mm；丝束运行过程中与所述第一导丝器和所述第二导丝器的槽底接触，带动所述第一导丝器和所述第二导丝器转动；丝束在所述第一喂丝罗拉上卷绕4圈；丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度为160°；
工艺参数为：预网喷嘴气压3.5bar，预网喷嘴孔径1.7mm，第一变形热箱温度195℃，定型热箱温度160℃，所述第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.05，所述第三喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.12，卷绕速度600m/min，定型超喂率5％，卷绕超喂率3％。
采用上述工艺进行连续生产，预网络时丝束的张力为2.8cN；第一天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.3cN/dtex，网络度为100个/米，断裂强度的CV值为5.14％；
连续生产60天制得的全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.1cN/dtex，网络度为97个/米，断裂强度的CV值为5.42％。

Claims (9)

1.一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维依次经过第一导丝器、导丝管、第二导丝器、第一喂丝罗拉、预网络、第二喂丝罗拉、第一变形热箱、冷却板、假捻器、第三喂丝罗拉、中网络器、定型热箱、定型喂丝罗拉、上油、DTY卷绕成型的工序制备得到全消光仿棉涤纶纤维，其特征在于：所述第一导丝器和所述第二导丝器均为导丝轮；
丝束运行过程中与所述第一导丝器和所述第二导丝器的槽底接触，带动所述第一导丝器和所述第二导丝器转动；
丝束在所述第一喂丝罗拉上卷绕2～3圈；
丝束在与第二导丝器的槽底接触前后所呈的劣角角度为140°～160°；
所述第一喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值为1.05～1.06。
2.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述第一导丝器与所述第二导丝器的形状大小相同。
3.根据权利要求2所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述导丝轮的轮缘宽度为20～25mm，外轮外径为9.4～10.7mm，槽底内径为6～7.4mm。
4.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述导丝轮的材质为陶瓷，槽底表面硬度为1500～2000HV，槽底与丝束间的摩擦系数为0.2～0.22。
5.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，预网络时丝束的张力为2.5～3.5cN。
6.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维的规格均为192dtex/108f。
7.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，全消光涤纶POY和全消光涤纶FDY纤维中均含有消光剂二氧化钛，且含量为2.2～2.5wt％。
8.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，主要工艺参数为：预网喷嘴气压3.2～3.5bar，预网喷嘴孔径1.5～1.7mm，第一变形热箱温度180～195℃，定型热箱温度150～160℃，所述第三喂丝罗拉与所述第二喂丝罗拉的线速度比值1.1～1.14，卷绕速度500～600m/min，定型超喂率4.0～5.0％，卷绕超喂率2.0～3.0％。
9.根据权利要求1所述的一种全消光仿棉涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度为2.1～2.3cN/dtex，网络度100～105个/米，断裂强度的CV值≤6.00％；
连续生产60天制得的所述全消光仿棉涤纶纤维的断裂强度、网络度以及断裂强度的CV值的变化率均不高于10％。
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