CN115976667A - 一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法 - Google Patents
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，将全消光聚酯切片经干燥、螺杆挤压机熔融、哑铃形异形孔喷丝板纺丝、环吹筒短距离吹风冷却、卷绕、落桶制得原丝，原丝经后纺集束、第一级油浴牵伸、第二级蒸汽牵伸、紧张热定型、叠丝上油、切断工序，制得粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维；哑铃形异形孔喷丝板的直径为220mm，哑铃形异形孔长为2.2±0.025mm，哑铃形状异形孔呈15°指向喷丝板中心，孔数208孔，每圈52孔，共计4圈，圈径向中心距为9mm，喷丝板面至环吹筒最上排吹风孔最短距离为30mm，风速为1.7～1.8m/s；卷绕速度为1050～1150m/min；喷头拉伸倍数为160～190倍。本发明有效解决了粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维疵点高且呈分散性的问题。
Description
技术领域
本发明属于聚酯短纤维制备技术领域，涉及一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法。
背景技术
粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯(PET)短纤维是一种纤维名义线密度为10D～12D、名义长度一般不低于76mm、截面形状似哑铃形状的无卷曲全消光聚酯短纤维。用户通常将该纤维与毛等混纺，对织物起点缀作用。但目前该类纤维存在一个问题，由于纤维名义线密度粗、纤维消光剂含量高且喷丝板微孔呈哑铃形状，制成的纤维每100克纤维中的疵点含量高达成百毫克且呈分散性，对纤维开松并染色后，有疵点的纤维颜色明显深于正常纤维，影响纤维的正常使用。尽管有企业尝试采取降低纺丝温度的方法来解决粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯(PET)短纤维疵点含量高且呈分散性的问题，但由于纺丝温度的降低是有限度的，超过一定的限度会导致原丝冷却的均匀性产生显著差异，纤维疵点含量不仅未减少，反而大幅度增加；有企业尝试大幅度提高卷绕速度使原丝的凝固区域缩短并移向喷丝板方向，但卷绕速度的提高受到设备的制约，当卷绕速度超过一定限度时，靠近喷丝板外圈区域的冷却风会被丝束大部分带向卷绕工序方向，导致纺丝冷却吹风的穿透性变差，靠近喷丝板内圈区域原丝的冷却效果明显变差，其结果也无法使纤维疵点含量有效降低；有的企业尝试降低喷丝板孔数，但喷丝板孔数降低到一定限度时，为了确保纤维的线密度达到一定要求，则需降低计量泵的频率，这不仅导致生产效率大幅度降低，且由于计量泵频率过低后会导致组件压力也低，影响原丝的哑铃形截面形状等，其结果也不能从根本上解决纤维疵点含量高的问题。
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，提供一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，将全消光聚酯切片经干燥、螺杆挤压机熔融、哑铃形异形孔喷丝板纺丝、环吹筒短距离吹风冷却、卷绕、落桶制得原丝，原丝经后纺集束、第一级油浴牵伸、第二级蒸汽牵伸、紧张热定型、叠丝上油、切断工序，制得粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维；
哑铃形异形孔喷丝板的直径为220mm，哑铃形的异形孔由两端对称的哑铃部和中间的扁平形组成，哑铃部的直径为0.45±0.005mm，扁平形夹缝宽度为0.2±0.005mm，哑铃形异形孔长为2.2±0.025mm，哑铃形状异形孔呈15°指向喷丝板中心，孔数208孔，每圈52孔，共计4圈，圈径向中心距为9mm，喷丝板面至环吹筒最上排吹风孔最短距离为30mm，风速为1.7～1.8m/s；
卷绕速度为1050～1150m/min，优选1100m/min；
喷头拉伸倍数为160～190倍；
粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的名义线密度为10D～12D，线密度偏差率为±5.0％，纤维疵点含量不超过25mg/100g。
本发明所制得纤维的名义线密度为10D～12D，纤维截面为哑铃形的截面，单位时间内自喷丝孔喷出熔体细流带出的热量明显增大，由于熔体中又添加了高含量的二氧化钛颗粒，导致熔体的流动性显著增加，原丝的凝固区增长，原丝后牵伸时纤维疵点含量会成百增加且呈分散性，为此，经试验采取了对喷丝板少孔数(为提高冷却风对原丝的穿透及对单根原丝的冷却均匀性奠定基础)、吹风短距离(为较快速均匀冷却各根原丝、缩短各根原丝的凝固区域奠定基础)、较低的纺丝温度(在保证熔体可流动情况下，降低熔体细流自喷丝孔喷出时热量)、较高风速(提高风的穿透性，且风至喷丝板中心时又需达到平衡(即在喷丝板中心位置处，圆周方向来的风基本抵消，防止原丝有明显抖动)，并在较高卷绕速度(使原丝的凝固区域向喷丝板面方向移动和缩短，并将喷丝板附近的热量随气流向卷绕工序传递)和较高喷头拉伸倍数(提高各根原丝线密度的均匀性)组合设计，提高了原丝的冷却均匀效果，大幅度降低了原丝后牵伸时出现疵点。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，全消光聚酯切片的熔点为258～262℃，特性黏度为0.680±0.013dl/g，全消光聚酯切片中二氧化钛含量为2.42～2.48wt％。
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，螺杆挤压机温度为：一区273±3℃，二区278±3℃，三区283±4℃，四区290±3℃，五区283±3℃，六区278±3℃，过滤器、熔体管道和箱体273±2℃。
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，干燥后的全消光聚酯切片的含水率≤40ppm。
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，全消光聚酯切片的干燥采用沸腾干燥机，工艺参数为：预结晶温度175±1℃，干燥温度178±2℃，干燥总周期4.5小时，露点温度≤-80℃。
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，后纺牵伸总倍数为3.38～3.70，牵伸槽温度为72±2℃。
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，后纺第一级油浴牵伸温度为72±2℃，第二级蒸汽牵伸温度为100±2℃。
如上所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，紧张热定型温度为175±2℃。
有益效果：
本发明通过对哑铃形异形孔、孔径向圈距、孔数和吹风冷却短距离的系统设计，并控制全消光聚酯切片干燥后的含水率和较高纺速下的喷头拉伸倍数，显著提高了哑铃形截面聚酯原丝的冷却均匀效果，使制成的粗旦(纤维名义线密度10D～12D)无卷曲哑铃形全消光聚酯(PET)短纤维的疵点含量可控，解决了纤维疵点高且呈分散性的问题。
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。
本发明采用的测试方法如下：
(1)断裂强度：采用GB/T 14337化学纤维短纤维拉伸性能试验方法测试；
(2)断裂伸长率：采用GB/T 14337化学纤维短纤维拉伸性能试验方法测试；
(3)纤维疵点：采用GB/T 14339化学纤维短纤维疵点试验方法中的方法A测试；
(4)含油率：采用GB/T 6504化学纤维含油率试验方法测试；
(5)180度干热收缩率：采用FZ/T 50004涤纶短纤维干热收缩率试验方法测试。
实施例1
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维(名义线密度为10D×88mm)的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料干燥；
对沸腾干燥机检查清洁后，预结晶一区和二区温度均设定至175℃，干燥区温度设定至178℃，启动预结晶风机、打开干燥塔压缩空气管路及压缩空气的脱湿系统、打开相应的蒸汽管路阀门升温，到温后手动开始对全消光聚酯切片(熔点为260℃，特性黏度为0.687dl/g，二氧化钛含量为2.45wt％)预结晶，待切片预结晶床内的切片沸腾、铺满并结晶后的切片开始落入干燥塔后，将手动切换至自控，干燥总周期4.5小时，露点温度为-84℃，干燥至切片含水率为36ppm；
(2)原丝制备；
将步骤(1)中干燥后的全消光聚酯切片经螺杆挤压机熔融、哑铃形异形孔喷丝板纺丝、环吹筒短距离吹风冷却、卷绕、落桶，制得线密度为34.2D的原丝；
其中，计量泵频率36.56Hz，螺杆挤压机温度为：一区272℃，二区277℃，三区282℃，四区290℃，五区282℃，六区277℃，过滤器、熔体管道和箱体273℃；
哑铃形异形孔喷丝板的直径为220mm，哑铃形的异形孔由两端对称的哑铃部和中间的扁平形组成，哑铃部的直径为0.45mm，扁平形夹缝宽度为0.2mm，哑铃形异形孔长为2.2mm，哑铃形状异形孔呈15°指向喷丝板中心，孔数208孔，每圈52孔，共计4圈，圈径向中心距为9mm；喷丝板面至环吹筒最上排吹风孔最短距离为30mm；风速为1.7m/s；卷绕速度为1100m/min；喷头拉伸倍数为187倍；
(3)纤维制备；
将步骤(2)的原丝经后纺集束、第一级油浴牵伸、第二级蒸汽牵伸、紧张热定型、叠丝上油、切断工序，制得粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维；
其中，后纺第一级油浴牵伸温度为72℃，第二级蒸汽牵伸温度为100℃，紧张热定型温度为175℃，后纺牵伸总倍数为3.62；
制得的粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的线密度为10.45D，线密度偏差率为4.5％，断裂强度3.93cN/dtex，断裂伸长率34.9％，纤维疵点含量为6.2mg/100g，含油率为0.24％、180度干热收缩率为5.0％。
对纤维开松后，用分散染料对纤维130℃染色，将染色后纤维用水洗净烘干，纤维颜色无明显差异。
对比例1
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维(名义线密度为10D×88mm)的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于步骤(2)中计量泵频率由36.56Hz调整为44.95Hz，哑铃形异形喷丝板的孔数由208孔调整为288孔，卷绕速度由1100m/min调整为1000m/min，喷丝板面与环吹筒最上排吹风孔的距离由30mm调整为50mm。
制得的原丝线密度33.5D，粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的线密度为10.36D，线密度偏差率为3.6％，断裂强度3.97cN/dtex，断裂伸长率38.9％，纤维疵点含量为200mg/100g(且疵点为分散性疵点，即时大幅度提高后牵伸倍数，纤维疵点含量也居高不下)。
对纤维开松后，用分散染料对纤维130℃染色，将染色后纤维用水洗净烘干，含疵点的纤维颜色明显深于正常纤维，且含疵点的纤维明显偏硬。
实施例2
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维(名义线密度为12D×88mm)的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料干燥；
对沸腾干燥机检查清洁后，预结晶一区和二区温度均设定至175℃，干燥区温度设定至178℃，启动预结晶风机、打开干燥塔压缩空气管路及压缩空气的脱湿系统、打开相应的蒸汽管路阀门升温，到温后手动开始对全消光聚酯切片(熔点为262℃，特性黏度为0.692dl/g，二氧化钛含量为2.46wt％)预结晶，待切片预结晶床内的切片沸腾、铺满并结晶后的切片开始落入干燥塔后，将手动切换至自控，干燥总周期4.5小时，露点温度为-84℃，干燥至切片含水率为35ppm；
(2)原丝制备；
将步骤(1)中干燥后的全消光聚酯切片经螺杆挤压机熔融、哑铃形异形孔喷丝板纺丝、环吹筒短距离吹风冷却、卷绕、落桶，制得线密度为38.7D的原丝；
其中，计量泵频率41.30Hz，螺杆挤压机温度为：一区272℃，二区277℃，三区282℃，四区290℃，五区282℃，六区277℃，过滤器、熔体管道和箱体272℃；
哑铃形异形孔喷丝板的直径为220mm，哑铃形的异形孔由两端对称的哑铃部和中间的扁平形组成，哑铃部的直径为0.45mm，扁平形夹缝宽度为0.2mm，哑铃形异形孔长为2.2mm，哑铃形状异形孔呈15°指向喷丝板中心，孔数208孔，每圈52孔，共计4圈，圈径向中心距为9mm；喷丝板面至环吹筒最上排吹风孔最短距离为30mm；风速为1.8m/s；卷绕速度为1100m/min；喷头拉伸倍数为167倍；
(3)纤维制备；
将步骤(2)的原丝经后纺集束、第一级油浴牵伸、第二级蒸汽牵伸、紧张热定型、叠丝上油、切断工序，制得粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维；
其中，后纺第一级油浴牵伸温度为72℃，第二级蒸汽牵伸温度为100℃，紧张热定型温度为175℃，后纺牵伸总倍数为3.67；
制得的粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的线密度为12.08D，线密度偏差率为0.67％，断裂强度4.03cN/dtex，断裂伸长率4.03％，纤维疵点含量为12mg/100g，含油率为0.27％、180度干热收缩率为7.0％。
对纤维开松后，用分散染料对纤维130℃染色，将染色后纤维用水洗净烘干，纤维颜色无明显差异。
对比例2
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维(名义线密度为12D×88mm)的制备方法，基本同实施例2，不同之处在于将步骤(2)中喷丝板面与环吹筒最上排吹风孔的距离由30mm调整为50mm。
制得的粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的线密度为12.1D，线密度偏差率为0.83％，纤维疵点含量为110mg/100g。
对纤维开松后，用分散染料对纤维130℃染色，将染色后纤维用水洗净烘干，纤维颜色有明显差异，其中颜色明显深的纤维含疵点。
对比例3
一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维(名义线密度为12D×88mm)的制备方法，基本同实施例2，不同之处在于将步骤(2)中计量泵频率由41.30Hz调整为52.00Hz，异形喷丝板的孔数由208孔改为288孔，卷绕速度由1100m/min调整为1000m/min，喷丝板面与环吹筒最上排吹风孔的距离调整为40mm。
制得的原丝线密度38.7D，粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的线密度为12D，线密度偏差率为0％，纤维疵点含量为300mg/100g(即时调整后纺牵伸倍数，纤维疵点含量也基本不变)。
对纤维开松后，用分散染料对纤维130℃染色，将染色后纤维用水洗净烘干，纤维颜色深浅非常明显，其中颜色明显深的纤维含疵点，手捏纤维疵点即呈粉体状。
Claims (8)
1.一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于：将全消光聚酯切片经干燥、螺杆挤压机熔融、哑铃形异形孔喷丝板纺丝、环吹筒短距离吹风冷却、卷绕、落桶制得原丝，原丝经后纺集束、第一级油浴牵伸、第二级蒸汽牵伸、紧张热定型、叠丝上油、切断工序，制得粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维；
哑铃形异形孔喷丝板的直径为220mm，哑铃形的异形孔由两端对称的哑铃部和中间的扁平形组成，哑铃部的直径为0.45±0.005mm，扁平形夹缝宽度为0.2±0.005mm，哑铃形异形孔长为2.2±0.025mm，哑铃形状异形孔呈15°指向喷丝板中心，孔数208孔，每圈52孔，共计4圈，圈径向中心距为9mm，喷丝板面至环吹筒最上排吹风孔最短距离为30mm，风速为1.7～1.8m/s；
卷绕速度为1050～1150m/min；
喷头拉伸倍数为160～190倍；
粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的名义线密度为10D～12D，线密度偏差率为±5.0％，纤维疵点含量不超过25mg/100g。
2.根据权利要求1所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，全消光聚酯切片的熔点为258～262℃，特性黏度为0.680±0.013dl/g，全消光聚酯切片中二氧化钛含量为2.42～2.48wt％。
3.根据权利要求1所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，螺杆挤压机温度为：一区273±3℃，二区278±3℃，三区283±4℃，四区290±3℃，五区283±3℃，六区278±3℃，过滤器、熔体管道和箱体273±2℃。
4.根据权利要求1所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，干燥后的全消光聚酯切片的含水率≤40ppm。
5.根据权利要求4所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，全消光聚酯切片的干燥采用沸腾干燥机，工艺参数为：预结晶温度175±1℃，干燥温度178±2℃，干燥总周期4.5小时，露点温度≤-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，后纺牵伸总倍数为3.38～3.70，牵伸槽温度为72±2℃。
7.根据权利要求1所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，后纺第一级油浴牵伸温度为72±2℃，第二级蒸汽牵伸温度为100±2℃。
8.根据权利要求1所述的一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法，其特征在于，紧张热定型温度为175±2℃。
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| CN202211724187.0A CN115976667A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种粗旦无卷曲哑铃形全消光聚酯短纤维的制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117888216A (zh) * | 2024-03-14 | 2024-04-16 | 江苏嘉通能源有限公司 | 全消光波浪扁平poy纤维的生产方法及生产装置 |
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2022
- 2022-12-30 CN CN202211724187.0A patent/CN115976667A/zh active Pending
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