CN1323201C - 丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供对纺丝后已进行拉伸处理及热处理的丙烯腈系纤维，或前述的拉伸处理后、已进行卷曲处理及热处理的丙烯腈系纤维，进行膨松处理的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置及其制造方法的发明。通过拉伸装置(2)及蒸汽调节器(5)，在充满常压蒸汽的状态下，用第1冷却手段(4a～4c、7、6a、6b)，将已拉伸过的丙烯腈系纤维丝束(1)，冷却到约70℃～100℃，再通过卷曲赋予装置(6)，给丙烯腈系纤维丝束(1)赋予卷曲。再将已赋予卷曲的丙烯腈系纤维丝束(1)，在短时间内用第2冷却手段(8～10)冷却到70℃以下的温度。

Description

丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及在纺丝后，对已进行拉伸处理及热处理的丙烯腈系纤维，或在前述拉伸处理后，已进行卷曲处理及热处理的丙烯腈系纤维，再进行膨松处理的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置及其处理方法。

背景技术

一般纺丝后未经拉抻的丝，或属未经拉抻的纤维丝束丙烯腈系纤维，为增加丙烯腈系纤维的结晶化程度，增加其分子链定向，要进行拉伸处理。通过拉伸处理，可提高纤维的强度。

通过拉伸，会使定向过的纤维具有种种应力，若在此状态下，直接进行染色或其它加热处理时，就会产生收缩导致在实用方面产生问题。因此，为消除应力，制止收缩，提高纤维的耐热性，就要进行热处理。热处理温度一般在100℃以上，由水或水蒸汽进行。通过热处理，在提高其耐热性的同时，也能改良强伸度的平衡，可给实用的纤维赋予人们所希望的性质。

近年来，如上所述，拉伸处理、热处理，根据不同情况，对进行过卷曲处理的丙烯腈系纤维，进一步用已实施过处理的纤维，制造膨松丝，使用该膨松丝的编织物，能制造出具有羊毛等毛皮般手感或保温性的产品，制造出既轻又膨松的覆盖力大的产品等。

膨松丝是将已热拉伸过并经切断过的丙烯腈系纤维丝束(纤维束)A，及对纤维A的一部分进行热处理(热蒸)而使其收缩的纤维，或普通的未经拉伸的纤维B，按35∶65到40∶60的比例混纺，制造纺织细纱。若将它进行热处理(热蒸或在开水中)，通过热拉伸，暂时被固定住的纤维A会产生收缩，因在未拉伸的B与已收缩的纤维的周围，会松驰成绕丝状，因而会急速地膨松，这样可制造出高膨松性的膨松丝。

为制造膨松丝，就必须对已热拉伸过的丙烯腈系纤维，进行纤维丝束(纤维束)热处理(热蒸)，以使其收缩的赋予收缩性处理。

一般来说，赋予收缩性处理为给丙烯腈系纤维丝束赋予热收缩率，在充满常压蒸汽状态下实施拉伸后，通过导入卷曲赋予装置，赋予其卷曲。这时，导入卷曲赋予装置的丙烯腈系纤维丝束的温度、或从卷曲赋予装置出来的丙烯腈系纤维丝束的温度，则任其自然演变。

由于导入卷曲赋予装置的丙烯腈系纤维丝束的温度、或从卷曲赋予装置出来的丙烯腈系纤维丝束的温度，是自然演变的温度，故会引起在卷曲赋予装置中产生收缩、或在卷曲赋予后会产生收缩等问题，使做出的纤维存在收缩率不均衡问题。

因此，当使用收缩率不均衡的纤维，在制造膨松纱线时，就存在得不到所希望的收缩等问题。

在日本专利特开2001-348741号公报中，它虽是制造膨松聚酯纤维的制造方法，但为给从拉伸装置出来的聚酯纤维赋予卷曲，提出了控制聚酯纤维温度的技术方案。在图2所示的该公报记述的制造方法中，首先，进行熔融纺丝，再将冷却的丝条进行集束，制作未拉伸丝束11。然后，在对该未拉伸丝束11拉伸后，随之实施接触热处理12，在接触热理12之后立即实施冷却13，将丝束11的温度，设为玻璃转移温度～100℃的范围，再导入下一道工序14，赋予其卷曲。在赋予其卷曲后，再次实施冷却15，即制造出膨松聚酯纤维。

但此种制造方法，它制造出的产品作为丙烯腈系纤维，是化学、物理性质均所不同的膨松聚酯纤维，且是经通常的拉伸后进行热处理，之后再赋予卷曲的制造方法，并非是制造膨松丝时，为得到要使用的纤维而进行的纤维赋予收缩性处理方法。因此，拉伸处理以3～5倍左右的倍率进行拉伸，在拉伸处理后，需通过接触热处理12，在70～200℃的温度下进行加热处理。且采用的是聚酯纤维特有的制造方法，即在接触热处理12进行后要立即进行的冷却13、或在卷曲赋予后的再冷却15，是通过给丝束赋予5～30℃的水进行冷却的。

经拉伸处理、热处理后的丙烯腈系纤维中，由于含有水分而存在可塑化的部份。另外，当丙烯腈系纤维中含有水分时，存在即使在较低温度下也会进行可塑化的性质。因此，假若将上述公报中记述的制造方法用于丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理，为进行冷却，会因所用的水而造成可塑化，在收缩及卷曲时产生不均衡，也不能得到用于膨松丝的使人满意的纤维产品。

因此，便寻求开发在稳定的状态下，可得到膨松丝用的纤维、即丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置及其处理方法。

发明内容

本发明是解决上述问题点的发明，目的是提供：在稳定的状态下，可得到膨松丝用纤维的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置及其处理方法。

本申请发明的课题，通过以下技术方案得以实现。

即第1种发明，是在丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置上具备有：在充满常压蒸汽的状态下进行约1.1～2倍拉伸的拉伸装置，及配置于该拉伸装置与下一道工序卷曲赋予装置之间的、由干式或空气冷却方式进行的第1冷却手段，及配置于前述卷曲赋予装置的下游侧的、由空气冷却方式进行的第2冷却手段。通过前述第1冷却手段，将丙烯腈系纤维的温度冷却到约70～100℃，再通过第2冷却手段，在从前述卷曲赋予装置排出后的短时间内，将丙烯腈系纤维的温度冷却到70℃以下。这便是上述丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置的特点。

本发明中，通过第1冷却手段，将拉伸处理后的丙烯腈系纤维丝束的温度冷却到约70～100℃，再通过第2冷却手段，将卷曲赋予后的丙烯腈系纤维丝束的温度，在短时间内冷却到约70℃以下，经此两道冷却手段，即可得到收缩率实现目的的纤维丝束。

从卷曲赋予装置排出后，将丙烯腈系纤维的温度冷却到70℃以下所需的时间，是使其卷曲后，所赋予的卷曲达到定型的时间，较佳是卷曲后约7秒以内。

另外，丙烯腈系纤维丝束的冷却，并非是将水直接淋撒在纤维丝束上，而是采用适当的冷却手段，即：可使丙烯腈系纤维丝束接触经干式冷却过的部件来冷却丙烯腈系纤维丝束，或通过对丙烯腈系纤维丝束进行吹风使其冷却。且在冷却时，不对丙烯腈系纤维丝束过水，可排除由水造成的影响而实现冷却。

与第2种发明，它加上权利要求1的事项，在丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置中，限定第1冷却手段是由在拉伸装置的拉伸侧配置的数个辊子中，至少其中一根辊子所构成，且该辊子被冷却的事项。

在本发明，拉伸装置的拉伸侧配置的数个辊子中，至少对一根进行干式冷却，通过使丙烯腈系纤维丝束接触、走过被冷却过的辊子，来冷却纤维丝束的温度。

在拉伸侧配置的数个辊子，也可将任意数量的辊子作为冷却辊使用。这时，作为冷却辊使用的辊子冷却温度，既可设定成完全相同的温度，也可将该辊子的冷却温度，设定成从上游侧辊子到下游辊子依次降低的形式。辊子的冷却，可采用如在辊子内流动冷媒进行冷却等适当的冷却手段。

第3种发明，它加上第1种发明的事项，在丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置中，限定第1冷却手段，是由与前述丙烯腈系纤维行走宽度方向对应的吹风装置(并带吹风口)所构成的事项。

在本发明中，采用与丙烯腈系纤维的行走宽度方向对应的空气吹风装置(并带吹风口)，可进行纤维丝束热拉伸后的冷却。

空气吹风装置，既可配置成与拉伸装置的拉伸侧配置的某个辊子相对峙的状态，也可配置在这些辊子之间，还可配置于卷曲赋予装置导入部的上游侧。另外，既可单个使用该空气吹风装置，也可使用多个。且第1冷却手段也可将空气吹风装置和前述权利要求2中记述的冷却辊合并使用。

从空气吹风装置吹出的冷媒，除空气外，只要是不使丙烯腈系纤维丝束产生化学、物理性变化的冷媒，任何冷媒均可使用。且空气喷出口不论是槽状开口部，还是多个开口部呈直线状配置的开口部，只要是沿着行走的丙烯腈系纤维丝束的行走宽度，能够喷出空气，不论采用何种形状，均可作为空气喷出口使用。

第4种发明，它加上第1种发明的事项，在丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置中，限定第1冷却手段是由卷曲赋予装置的卷曲辊所构成，且该卷曲辊被空气冷却的事项。

在本发明中，通过将卷曲赋予装置所用的卷曲辊作为冷却辊使用，可对丙烯腈系纤维丝束进行冷却。

卷曲辊以沿着丙烯腈系纤维丝束的厚度方向吃入的形式，对该丙烯腈系纤维丝束赋予卷曲，故通过将卷曲辊作为冷却辊使用，可充分冷却到纤维丝束内部。

作为第1冷却手段，也可将作为冷却辊使用的卷曲辊，和前述第2种发明中记述的冷却辊，及前述第3种发明中记述的空气吹风装置，适当地组合使用。

第5种发明，它加上第1种发明的事项，在丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置中，限定第2冷却手段，是由配置于前述卷曲赋予装置下游侧的拥有开孔构造的导向板及/或网带传送带，和对该导向板及/或网带传送带上的丙烯腈系纤维吹冷却风的冷却装置所构成的事项。

在此发明中，因被赋予卷曲的丙烯腈系纤维丝束，要冷却到属于玻璃转移温度Tg温度以下的温度，即约70℃以下，故由此冷却可在卷曲状态化解前使其定型。

另外，通过对拥有开孔构造的导向板及/或对网带传送带贯穿冷却风，将冷却风通到拥有开孔构造的导向板及/或网带传送带上丙烯腈系纤维丝束的内部，就可使丙烯腈系纤维丝束的内部也充分冷却。

而且，作为冷却吹风装置，除从导向板及/或网带传送带上丙烯腈系纤维丝束的上面吹出冷却空气的装置外，也包括通过从导向板及网带传送带内部进行抽风，能够对导向板及/或网带传送带上丙烯腈系纤维丝束吹过冷却空气的装置。再进一步，冷却吹风装置，还包括从导向板及/或网带传送带内部吹风，对丙烯腈系纤维丝束进行冷却的装置。

第6种发明，在于丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理方法中，其膨松处理方法有以下几个特点，即对该丙烯腈系纤维，在常压蒸汽的氛围下，进行约1.1～2倍的拉伸；将该拉伸后张紧状态下的丙烯腈系纤维的温度，冷却到约70℃～100℃；在对冷却到70℃～100℃的丙烯腈系纤维卷曲赋予后短时间内，将丙烯腈系纤维的温度冷却到70℃以下。

在本发明中，将拉伸处理后的丙烯腈系纤维丝束的温度，冷却到约70℃～100℃，再将卷曲赋予后的丙烯腈系纤维丝束的温度，进行在短时间内降到约70℃以下，通过这样的处理，可得到收缩率达到目的纤维丝束。

从卷曲赋予装置排出后，将丙烯腈系纤维的温度冷却到约70℃以下所需时间，为卷曲赋予后使赋予的卷曲能够定型的时间，较佳在卷曲后约7秒钟内完成。

附图说明

图1所示为本发明实施例的概略工序图。

图2所示为膨松聚酯纤维处理方法的概略工序图。

1      丙烯腈系纤维丝束

2      拉伸装置

3      低速导辊

4      高速导辊

4a～4c 高速导辊的辊子

5      蒸汽调节器

6      卷曲赋予装置

6a、6b 卷曲辊

7      吹风装置

8      吹风装置

9      导向板

10     网带传送带

11     未拉伸丝束

12     接触加热处理

13     冷却

14     卷曲工序

15     再次冷却

具体实施方式

下面根据附加图纸，说明本发明适当的实施形态。

图1所示为本申请实施例的概略工序图。通过此工序，可对纺丝后经拉伸处理及热处理的丙烯腈系纤维丝束，或在前述拉伸处理后、经卷曲处理及热处理的丙烯腈系纤维丝束1，实施膨松处理。在下面说明中，虽是关于丙烯腈系纤维丝束1的说明，但也可用丙烯腈系纤维代替丙烯腈系纤维丝束1进行。

丙烯腈系纤维丝束1如图所示，从收容容器等送出，在带着规定张力的状态下连续导入拉伸装置2中。在拉伸装置2上，在拉伸侧配置的辊子低速导辊3和在拉伸侧配置的辊子高速导辊4之间，以两导辊3、4的圆周速度差，对丙烯腈系纤维丝束1进行拉伸。另外，在通过两导辊3、4之间配置的蒸汽调节器5所产生的充满常压蒸汽状态中，使丙烯腈系纤维丝束1行走，对丙烯腈系纤维丝束1进行包括热处理在内的拉伸。在拉伸装置2上，以约1.1～2.0倍的拉伸倍率对丙烯腈系纤维丝束1进行拉伸。

从拉伸装置2出来的丙烯腈系纤维丝束1，由蒸汽进行加热，其温度比100℃还高。由于若将丙烯腈系纤维丝束1放置在比100℃还高的温度状态中，就会开始收缩，就不能得到实现目的的收缩率。另外，丙烯腈系纤维丝束1的温度若在70℃以下，因成为在玻璃转移温度Tg以下的温度，故不能赋予其充分的卷曲。

因此，在本实施例中，对从拉伸装置2出来的丙烯腈系纤维丝束1，通过第1冷却手段进行冷却，将丙烯腈系纤维丝束1的温度冷却到约70℃～100℃。第1冷却手段，至少可将高速导辊4中的各辊4a、4b、4c中的一根，作为冷却辊使用。也可将高速导辊4中的各辊4a、4b、4c，全部作为冷却辊使用。这时，既可使各辊的温度不同，也可使各辊的温度相同。例如，还可按辊子4a、4b、4c的顺序，设定成从上游侧到下游配置的辊子温度依次降低的形式。

冷却高速导辊4中辊子的冷却方法，可通过给空心辊内穿过冷媒使辊子冷却。另外也可将原来众所周知的冷却装置配置到辊子内使辊子冷却。另外，还可在辊子的端面上设置许多贯通孔，通过对该贯通孔吹射空气等冷媒使辊子冷却。辊子的冷却构造，当然也包含熟悉此技术者采用容易实现、切实可行的技术范围。

作为第1冷却手段，在卷曲赋予装置6的上侧，即在丙烯腈系纤维丝束1的正面、背面两面处，配置有吹风装置7。吹风装置7的吹风口，呈在丙烯腈系纤维丝束1的行走宽度的范围，可吹出空气的形状。作为吹风装置7的吹风口，既可为与丙烯腈系纤维丝束1的行走宽度平行的槽状开口形状，也可为与丙烯腈系纤维丝束1平行且呈直线状排列的多个开口孔。总之，只要是能将行走的丙烯腈系纤维丝束1整体冷却到内部的形状即可。

吹风装置7的吹风口，既可配置在与构成高速导辊4中的任意辊子相对峙的位置，也可配置在高速导辊4的辊子之间。这时，还可使用一对吹风装置7，从丙烯腈系纤维丝束的正面、背面两面吹出空气。进一步还可将吹风装置7的吹风口，配置到与卷曲赋予装置6的卷曲辊6a、6b相对峙的位置。

而且，第1冷却手段，可通过冷却卷曲辊6a、6b，再将该卷曲辊6a、6b作为冷却辊使用。冷却辊子的冷却方法，可给空心的辊子内穿过冷媒使其冷却。另外，还可在辊子内配置原来众所周知的冷却装置，使辊子冷却，也可在辊子的端面上设多个贯通孔，通过对贯通孔吹进空气等冷媒，使辊子冷却。辊子的冷却构造，当然也包含熟悉此技术者采用容易实现、切实可行的技术范围。而且，还可只将卷曲辊6a、6b中的某一方作为冷却辊使用。

第1冷却手段，对利用高速导辊4的辊子位置、配置吹风装置7的位置及卷曲辊6a、6b的位置这三处位置，说明了使用冷却手段的示例。但并非在此三处位置上全部配置冷却手段，可在任意位置使用某种冷却手段，或将任意的冷却手段进行适当组合，作为第1冷却手段使用。

通过用卷曲赋予装置6，将已被赋予卷曲的丙烯腈系纤维丝束1的温度，快速降到玻璃转移温度Tg以下的温度，可使卷曲状态固定下来。故从卷曲赋予装置6出来的丙烯腈系纤维丝束1的温度，需在约7秒以内，将其降到70℃以下，故在本申请实施例中，通过第2冷却手段，在7秒以内将丙烯腈系纤维丝束1的温度冷却到70℃以下。第2冷却手段，它在卷曲赋予装置6的下游侧，设置有拥有开孔构造的导向板9，及接受从导向板9出来的丙烯腈系纤维丝束1并向下一道工序运送的网带传送带10，且与导向板9及网带传送带10对峙、并对导向板9及网带传送带10上的丙烯腈系纤维丝束1吹出空气的吹风装置8。从吹风装置8吹出的空气，透过丙烯腈系纤维丝束1，进一步贯穿导向板9及网带传送带10的开孔。由此，可快速将丙烯腈系纤维丝束1的内部，冷却到70℃以下，并可成为可维持卷曲状态，且无卷曲状态恢复原状的情况。

由此，可将丙烯腈系纤维丝束1做出制造膨松丝所需的、人们所希望的收缩率及赋予卷曲状态的纤维。

[实施例1～4及比较例1、2]

下面采用实施例，更详细地说明本发明。

进行拉伸处理及热处理，将单纤维度为3dtex、总纤度为100ktex的丙烯腈系纤维丝束在充满常压蒸汽状态下，实施1.2倍的拉伸，将张紧状态下的纤维丝束温度冷却到A℃(表1所示的温度A)，再导入卷曲赋予装置，赋予其卷曲，之后再吹风，经X秒后(表1所示的时间X)将纤维丝束的温度冷却到70℃以下，得到了目的收缩率为16.5％的热收缩性丙烯腈系纤维丝束。

表1所示为对在此所得的丙烯腈系纤维丝束的蒸汽收缩率，进行30次测试时的平均收缩率、最大收缩率、最小收缩率。

[比较例3]

进行拉伸处理及热处理，将单纤维度为3dtex、总纤度为100ktex的丙烯腈系纤维丝束在充满常压蒸汽状态下，实施1.2倍的拉伸，将张紧状态下的纤维丝束温度冷却到60℃，再导入卷曲赋予装置，赋予其卷曲，之后再吹风，经7秒后(表1所示的时间X)将纤维丝束的温度冷却到70℃以下，得到了目的收缩率为16.5％的热收缩性丙烯腈系纤维丝束。

表1所示为对在此所得的丙烯腈系纤维丝束的蒸汽收缩率，进行30次测试时的平均收缩率、最大收缩率、最小收缩率。

[蒸汽收缩率的测试]

取1米长的丙烯腈系纤维丝束作为样品。读取对此样品施加5mg/dtex的初始负荷时的长度L(m)。在样品张紧状态下，将其放置在常压蒸汽氛围中3分钟，经风干燥后，再次读取施加初始负荷5mg/dtex时的长度L(m)，由下式算出了蒸汽收缩率(S)。

S＝(L-L′)/L×100

在此，S：蒸汽收缩率(％)

L：处理前施加初始负荷时的长度(m)

L′：处理后施加初始负荷时的长度(m)

表1

	A℃	X秒后	平均收缩率	最大值(％)	最小值(％)
						实施例1	100	7	16.3	17.3	15.3
实施例2	70	7	16.5	17.2	15.9
						实施例3	100	2	16.0	16.9	15.1
实施例4	70	2	16.8	17.3	16.4
						比较例1	110	2	14.6	16.2	13.0
比较例2	100	8	15.0	16.2	13.8
						比较例3	60	7	16.3	17.2	15.3

当蒸汽收缩率超过目标收缩率的±1.5％时，就有可能因收缩不良、收缩不匀而破坏产品的手感、外观等，在比较例1、2的产品中，平均收缩率比目标收缩率超过了-1.5％，分别少1.9％、1.5％。且在比较例3的产品中，平均收缩率与目标收缩率相比，虽未超过±1.5％，但已不能赋予卷曲。

Claims (6)

1.一种丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置，配备有：

在充满常压蒸汽的状态下，进行1.1～2倍拉伸的拉伸装置；

通过配置在该拉伸装置和下一道工序卷曲赋予装置之间的、由干式或空气冷却方式进行的第1冷却手段；以及

配置在前述卷曲赋予装置下游一侧的、由空气冷却方式进行的第2冷却手段；

其特征在于，通过前述第1冷却手段，将丙烯腈系纤维的温度冷却到70℃～100℃，再通过前述第2冷却手段，将从前述卷曲赋予装置排出后的丙烯腈系纤维的温度，在短时间内冷却到70℃以下。

2.如权利要求1所述的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置，其特征在于，上述第1冷却手段，是由在拉伸装置的拉伸侧所配置数个辊子中，至少其中一根辊子所构成，且该辊子被冷却。

3.如权利要求1所述的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置，其特征在于，前述第1冷却手段，是由对应于进行行走的前述丙烯腈系纤维的行走宽度方向的、并配置吹风口的空气吹风装置所构成。

4.如权利要求1所述的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置，其特征在于，前述第1冷却手段，是由卷曲赋予装置的卷曲辊所构成，且该卷曲辊被空气冷却。

5.如权利要求1所述的丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理装置，其特征在于，前述第2冷却手段，是由配置在卷曲赋予装置的下游侧的、拥有开孔构造的导向板及/或网带传送带；以及

对该导向板及/或网带传送带上的丙烯腈系纤维吹出冷却空气的带冷却吹风装置所构成。

6.一种丙烯腈系纤维的赋予收缩性处理方法，其特征在于，包括：

在充满常压蒸汽的状态下，对该丙烯腈系纤维进行1.1～2倍的拉伸；

并在拉伸后的张紧状态下，将丙烯腈系纤维的温度冷却到70℃～100℃；以及

在对冷却到70℃～100℃的丙烯腈系纤维赋予卷曲后，在短时间内将丙烯腈系纤维的温度冷却到70℃以下。

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