CN208151536U

CN208151536U - 一种冷却易染海岛ptt长丝的吹风整流装置

Info

Publication number: CN208151536U
Application number: CN201820296954.5U
Authority: CN
Inventors: 关乐; 刘虎易; 何小林; 邹凯东; 郑志刚
Original assignee: Suzhou Longjie Special Fiber Co Ltd
Current assignee: Suzhou Longjie Special Fiber Co Ltd
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2018-11-27
Anticipated expiration: 2028-03-05

Abstract

本实用新型的目的是提供一种冷却易染海岛PTT长丝的吹风整流装置：包括有绝热板、进风口，还包括有整流空间、整流层；其中：绝热板设置在吹风整流装置上方，进风口设置在吹风整流装置两端，整流层竖直设置在吹风整流装置内，整流层与进风口之间的空间为整流空间，整流层采用烧结金属或烧结碳而成。通过控制吹风整流装置的侧吹风风压和风速稳定与现有工艺采用普通吹风装置作为控制产品质量的工艺参数相比在相同的风速情况下其条干及其伸长不匀能有效控制，而且冷却速度快，冷却效果好，提高了产品质量。

Description

一种冷却易染海岛PTT长丝的吹风整流装置

技术领域

本实用新型涉及化学纤维技术领域，具体为一种易染海岛PTT长丝和其对应的冷却易染海岛PTT长丝的吹风整流装置。

背景技术

随着改革开放成果越来越大，广大人民生活质量提高得越来越快，人们日益对美好生活的有着美好向往，大家对于高品质产品的需求也是越来越广泛，随着社会需求的不断发展，优异性能的纺织品需求也越来越大，同时大家对于色彩的多样性，也是需要织物染色艳丽，能体现活泼和绒感，体现服饰的高贵典雅。再者在服用性能上还需要体现弹性的需求，让穿着更舒服，贴身，无驺折，悬垂性好等优点，也需要感觉舒适、手感柔软、穿着舒适、透气，同时大家对环保也越来重视，在染色过程中的染料利用率也是大家的关注点。

海岛纤维(丝)是将一种聚合物分散于另一种聚合物中，在纤维截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“海”，从纤维的横截面看是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分包围着，好像海中有许多岛屿。海岛纤维通过随着纤维纤度的降低，直径变细，单位重量纤维的表面积增加。随着表面积的增加，纤维的覆盖能力增加，吸湿性能大大改善，具有高覆盖性，而且由于纤维超细，纤维更加柔软，制成织物，可产生毛细管的芯吸作用，使织物吸附更多水分，并可将这些水分移至织物表面，使其蒸发，增加了穿着的舒适感，手感柔软、穿着舒适，同时超细纤维的直径越小，纤维的曲率半径越大，其表面反射的散射光占的比例越大，使织物表面的色调比较柔和，由于海岛纤维开发其织物手感柔软，悬垂性好，质地轻薄，可以进行种种表面处理，取得形形色色的表面效果。表面有书写效果，立体感好；湿热收缩变形小，具有良好的透气防水透汽效果，织物强度高。

海岛纤维有复合纺丝法和共混纺丝法两种方法，分别得到复合海岛纤维和共混海岛纤维，其岛组分一般为PET、PA，海组分多采用COPET、PVA、 PE等。根据可溶性组分在纤维中作岛相或者海相的不同，复合海岛纤维又分为定岛型海岛和非定岛型海岛纤维，定岛型海岛纤维溶去其中的岛得到中空纤维，非定岛型纤维去掉其中的海后，得到海岛型的超细纤。

海岛纤维的复合纺丝法一般以易水解聚酯(COPET)为海组分，聚酯(PET) 为岛组分，海与岛的比例一般为30∶70，高的可达10∶90。普通PET海岛丝的生产和工艺已经比较成熟，产品的开发和应用取得了很大的进展，近年来，由于聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维优良的特性，得到了广泛的用途，PTT纤维有着良好的染色性能，和更好的色牢度性能，同时它还具有优良的蓬松性，耐磨性，柔软性和抗污性强的特点，以及其本身固有的弹性，是一种十分理想的服装面料用纤维。这也使得PTT纤维异军突起，在服用和装饰领域有较强的发展前景。

海岛PTT纤维兼具海岛纤维和PTT纤维共有特性，其织物手感柔软，悬垂性好，质地轻薄，表面处理方便，表面效果好，表面有书写效果，立体感好；湿热收缩变形小，具有良好的透气防水透汽效果，织物强度高，同时织物具有优异的垂性，舒适的弹性，优异的伸长恢复，有优异的染色性能及印花特性，具有鲜艳的颜色及免烫性。

现在的海岛PTT纤维一般采用的是共混的方式来生产的，该方式导致其含量均一性不足，染色等级不高，伸长不均匀率大，面料颜色效果不匀，而且工艺控制难度系数高等一系列的缺点。如公开号为CN101608351的中国发明专利公开了一种熔融共混海岛纤维及其生产方法，其中岛的成分为PTT，海的成分为PE，其生产方法是：将PTT切片进行干燥；与PE按一定比例进行混合；进入螺杆挤压机进行熔融共混后喷丝，喷丝后形成的纤维经集束、牵伸、卷曲、热定型，按需要切断成一定长度的纤维后根据后道的织造要求与棉或毛混纺制得棉型或毛型纤维。该技术采用共混纺丝工艺，其存在的不足在于两种聚合物共混的均匀度较差，海岛纤维在开纤后会形成纵向不匀和开纤过度或不足等弊端，这种PTT的海岛型短纤维不能直接用于织造。

而相对传统的海岛纤维，其染色的色牢度，染色性能的染料利用率也不高，上色时间长，上色效率低，而且弹性，柔软性，鲜艳度也需要提高，其染色的利用率不高也直接导致了染色的性能差，无法实现广泛的色系，废水的排放多，资源不节约，不环保。这也使得现有海岛纤维生产染色成本高、染料用量高、成品色牢度差、对环境影响大等不利因素。

公开号为CN1331763的中国发明专利公开了一种聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维，该PTT纤维的制造方法包括：将特性粘度为0.7～1.3 的PTT以2000m/min以下的牵伸速度进行熔融纺丝，将获得的未拉伸丝用拉伸机拉伸，并进行热处理。然而采用该纺丝工艺无法得到0.3dpf以下的PTT纤维，而采用公开号为CN102418169A该纺丝工艺无法得到伸长的不匀率控制在4％以下的PTT纤维。

在时装和装饰用材料中，具有海岛纤维和PTT纤维综合性能的长丝(也叫长纤维或者叫牵伸丝)，具有广阔的应用市场，其突出的要求是需要织物染色艳丽，能体现活泼和绒感，体现服饰的高贵典雅。在服用性能上还需要体现弹性的需求，让穿着更舒服，贴身，无驺折，悬垂性好等优点。因此在生产长丝时需要特别关注伸长的均匀率、染色性能、条干的均匀性等指标，而作为高端服装，其强度有一定的要求，其织造后的顶破强力和横向、经向撕破强力的也是客户关注要求点。

再则在加工制备过程和生产过程中，染色工艺、色牢度和耐磨性等因素也是必须考虑进去，其对应生产PTT过程中的各项工序控制，在制备中对产品影响的因素包括干燥时间和温度对长丝的影响，熔体停留时间对于 PTT的影响，组件压力对于海岛PTT截面的影响，纺丝各工艺控制点对产品的影响，卷绕工艺的选择对圈毛丝的控制问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种易染海岛PTT长丝，不但具有海岛纤维的手感柔软，悬垂性好，质地轻薄，表面处理方便，表面效果好，表面有书写效果，立体感好；湿热收缩变形小，具有良好的透气防水透汽效果，织物强度高等特性，同时还必须具有PTT纤维的优异垂性，舒适弹性，优异的伸长恢复、染色性能及印花特性，鲜艳的颜色及免烫性等优良特性。同时也要克服一般共混的方式来生产的海岛PTT纤维的含量均一性不足，染色等级不高，伸长不均匀率大，面料颜色效果不匀，而且工艺控制难度系数高等一系列的缺点。

同时提供该长丝的制备方法，并充分考虑其，加工工艺、加工制备过程和生产过程中，染色工艺、色牢度和耐磨性等因素的影响，其对应生产 PTT过程中的各项工序控制，在制备中对产品影响的因素包括干燥时间和温度对长丝的影响，熔体停留时间对于PTT的影响，组件压力对于海岛PTT 截面的影响，纺丝各工艺控制点对产品的影响，卷绕工艺的选择对圈毛丝的控制问题。

同时该长丝的冷却也是一种技术难题，也需要解决，尤其是如果可以快速冷却达到理想效果的吹风整流装置也是本实用新型要解决的另一个问题；

易染海岛PTT长丝，主要是围绕染色性能的优良，能实现广泛的色系，同时又可减少废水的排放，节约资源，实现环保。避免现有海岛丝生产染色成本高、染料用量高、成品色牢度差、对环境影响的不利因素。该产品的目标用途是女装、沙发面料、高端窗帘、装饰材料以及高端电器的洁净材料等方面。

为解决上述问题，采用以下方案：

一种易染海岛PTT长丝：以COPET切片为海组分，以PTT切片及共聚酰胺母粒为岛组分；

其中岛组分中，共聚酰胺母粒对PTT的质量分数为2％～8％；

其中共聚酰胺，先是由二元酸和二元胺进行缩聚制成聚酰胺，然后加入磺酸盐，形成带有磺酸基团的共聚酰胺；

其中缩聚制成过程为，以精对苯二甲酸和己二胺为基本原料，以亚磷酸和磷酸三苯酯作催化剂，加入少量的抗氧剂1010，进行预缩聚，当反应进行到2小时的时候，从搅拌功率看，体系粘度有所增加，这时加入三单体间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)。其反应式可表示为：

纤维的染色实际上是染料分子向纤维表面和纤维内部的一个扩散过程，而染色的牢度与纤维中的氢键和极性基团有关。因为纤维或织物的染色是染料依靠库仑力、范德华力和氢键，上染纤维或织物。加入共聚酰胺增加了纤维或织物中氢键和极性基团数，因而可加快染料的上染，所染得的纤维或织物其色牢度也有显着提高。

易染型海岛PTT长丝与常规纤维的最大区别是单纤维线密度小，纤维的比表面积大，所以相对于常规PTT来说，它的染色性能优于常规PTT，但从染色工艺来说，两者相差无几。在制备易染型海岛型PTT长丝时综合考虑染色工艺、色牢度和耐磨性等因素，因而加入上述共聚酰胺，这样既可以改善它的染色工艺，又能增加它的色牢度。

上述易染海岛PTT长丝的制备方法，包括如下步骤：

(1)海组分原料熔体的制作，主要包括以下步骤：

步骤A：结晶，以COPET切片为海组分，经过结晶床进行预结晶，结晶温度为120～150℃，结晶时间在19～22min，结晶度为38～40％；

步骤B：干燥，经过干燥塔干燥，在温度为130～145℃下进行干燥；经过6～6.5h干燥后的原料含水率小于等于18ppm；

步骤C：熔融，干燥后靠自重进入海原料螺杆挤出机A进行熔融，海原料螺杆挤出机A中的；螺杆挤出机A设有6个加热区，各区的温度在 250～275℃；

步骤D：挤出，由该螺杆挤出机A挤出的COPET熔体经温度传感器测量，保证螺杆的挤出温度在260～269℃，同时压力传感器测量熔体的挤出压力，保证在螺杆挤出压力在9.0～10.0MPa；

步骤E：纺丝箱体，经过滤器通过熔体管道进入纺丝箱体A，熔体流经的管熔体道外面设有保温箱体，保温箱体设有6个恒温区，恒温区具有保温介质，其保温介质为联苯，通过加热和联苯保温介质使得箱体内每一处温度的恒定，使得可以确保整个的各个区的和温度在245～270℃；

步骤F：计量，到达计量泵A，由等长的熔体支管分配到各个纺丝组件的海组份的组件腔内，纺丝时，海组份满足组件的压力在90～110kg/22cm，喷丝板的背面压力大于50kg/cm；

(2)岛组分原料熔体的制作，主要包括以下步骤：

步骤1：干燥，以PTT切片及共聚酰胺母粒为岛组分，在温度为130～ 145℃下进行干燥；经过6～6.5h干燥后的原料含水率小于等于18ppm；

步骤2：熔融，岛原料干燥后靠自重进入螺杆挤出机B进行熔融；螺杆挤出机B设有6个加热区，各区的温度在250～275℃；

步骤3：挤出，由该螺杆挤出机B挤出的PTT熔体经温度传感器测量，保证螺杆的挤出温度在260～269℃，同时压力传感器测量熔体的挤出压力，保证在螺杆挤出压力在9.5～10.5MPa，熔体经PTT熔体管道进入粘度调节器，

步骤4：粘度调节器，通过调节停留时间和温度，使得PTT原料的在小于等于2m的熔体管道内总停留时间为7～8min，温度控制在254～270℃，得到熔体粘度为0.87～0.94的PTT溶体，获得适应于PTT海岛纤维应用的最佳熔体粘度的聚合物；

步骤5：纺丝箱体，经过滤器通过熔体管道进入纺丝箱体B，熔体流经的管熔体道外面设有保温箱体，保温箱体设有6个恒温区，恒温区具有保温介质，其保温介质为联苯，通过加热和联苯保温介质使得箱体内每一处温度的恒定，使得可以确保整个的各个区的和温度在265～270℃；

步骤6：计量，到达计量泵B，由等长的熔体支管分配到各个纺丝组件的海组份的组件腔内，纺丝时，海组份满足组件的压力在90～110kg/22cm，喷丝板的背面压力大于50kg/cm；

(3)组件：将计量泵A精确计量后挤出好的COPET海组分原料熔体和经过计量泵B精确计量后挤出好的PTT及共聚酰胺岛组分原料熔体一同送入纺丝箱，定量均匀的压入分配到纺丝箱体内的复合喷丝头组件中，经过组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出；复合喷丝头组件由喷丝板、分配板、过滤网、过滤砂及组件本体组成，熔体中的机械杂质和凝集粒子被组件中的过滤网和过滤砂进一步过滤，并在组件内进一步充分混合，防止温度粘度的差异，同时由于熔体在高压力下通过高阻力的过滤网和过滤砂，使熔体产生极高的剪切速率，即改善熔体的流动性能，又使熔体温度瞬时均匀提高，从而保证了喷出熔体细流质量的均一；

(4)纺丝,在800～1000m/min的速度下，进行纺丝；

(5)冷却，在0.3～0.7m/s的风速下，温度在19～20℃，通过吹风设备和吹风整流装置进行冷却，通过控制吹风整流装置的侧吹风风压、温度和风速稳定，改变振动频率，使得伸长的不匀率控制在4％以下；

(6)上油,经冷却成型后进行油嘴或油轮上油，

(7)牵伸，再经预网络、第一导丝盘、第二导丝盘牵引，在3200m/min 车速的情况牵伸倍数为2.3～2.5，在4500m/min车速的情况牵伸倍数为 2.0～2.2；

(8)定型，在T3张力为14～16CN情况下，通过定型机定型；

(9)网格，再通过主网络后进行卷绕，

(10)卷绕成POY原丝，在成品卷绕机上进行卷绕形成卷绕丝，卷绕的速度2300～3000m/min；

(11)与高收缩FDY合股加弹；

(12)得到以PTT及共聚酰胺为岛组分，COPET为海组分的易染型海岛PTT长丝，具有超易染色，高收缩性能的易染海岛PTT长丝

上述易染海岛PTT长丝易染海岛PTT长丝的吹风整流装置，包括有绝热板、进风口，还包括有整流空间、整流层；

优先地，所述整流层的高度为a、所述整流层的厚度b，其对整流起到了回旋和扰动的作用，从而可以改变其振动频率f，

振动频率f与温度变化满足以下关系式：

其中T为环境温度；

L为喷丝板到丝束固定点的长度；

F为丝束的丝条张力；

E为丝束的弹性模量；

m为丝束的单位长度的重量；

a为整流层高度；

b为整流层厚度；

T-T₀为环境温度的变化量；

优选地，所述整流装置还设置有风箱、风箱正下部有金属网，在风箱内壁上分别设置有一挡风片、第二挡风片、第三挡风片，将风箱分隔为由上自下依次为第一风室、第二风室、第三风室、第四风室；

优选地，在第一风室和进风口之间还分别设置有第一通风片、第二通风片、第三通风片、第四通风片、第五通风片；各个通风片之间具有空隙，分别为第一通道、第二通道、第三通道、第四通道；在所述的通风片上还分别对应设置有第一通风口、第二通风口、第三通风口、第四通风口、第五通风口；冷却风通过通风口和通道进入进风口达到整流空间；

优选地，所述吹风整流装置还设置有稳压室，所述稳压室下方依次设有第一稳压风层、第二稳压风层、第三稳压风层、第四稳压风层。

与现有技术相比，本实用新型具有以下明显的优点：

1.伸长的不匀率低，采用加入共聚酰胺来提高纤维的染色性，PTT属于一种线型高聚物，其规整性好，分子链紧密敛集，其结晶度和取向度都比较高，PTT因分子结构呈螺旋形，染色性能虽好于PET，但由于其分子链上缺乏可与染料结合的氢键和极性基团，加入一种共聚酰胺来提高海岛 PTT牵伸丝的染色性。本实用新型以以PTT及共聚酰胺为岛组分，COPET 为海组分，其伸长的不匀率可以控制在4％以下，产品不仅具有普通海岛纤维的特性，还具有弹力高，抗倒伏、上色率高、色牢度高、成品颜色艳丽，不起驺，免烫，纤维具有记忆功能的特点，是一种理想的高档服装面料用纤维，极具市场价值。

2.在线PTT粘度控制好：对于PTT纤维的生产，有资料报道：认为熔体停留时间越短越好，本实用新型从常规PTT和易染海岛PTT长丝的生产中均发现上述理论的不足之处，对于温敏性差的高分子材料而言可以通过提高温度和缩短停留时间来控制粘度降，但是，PTT是一种温度敏感的盖房子材料，温度的变化对高聚物降解影响很大，本本实用新型从实践中得出的结论是PTT熔体宜适用降低温度和适当延长停留时间。试验表明PTT 熔体的停留时间从螺杆出口到喷丝板出来的时间应该在7-8min之间为最佳，过长过短都会对生产造成不利影响，主要的影响为生产中纤维的断头率增加。为了解决上述问题，我们采用的方式为，管道设计尽可能的短一些，一般在2m左右，然后用粘度调节装置来调节，根据品种的不同，来满足停留时间，符合实际生产需要。

3.具有节能减排的效果，易染海岛PTT长丝具有的环保、节能、弹性、和绒感、是其他纤维材料所不能替代的，易水解聚酯切片的比例减少到 15％，对于国家节能减排、清洁生产的作用非常明显，易染海岛PTT长丝的成功开发引导了PTT的使用方向，实现了产品领域的拓展，完全符合多元化产品开发，高性能新一代技术产业化的要求，在推广应用PTT纤维方面起了一个好的榜样作用。同时对纤维织造企业用1000吨纤维制备成的织物将增重150吨，也就是说面料的克重将增加15％，使面料变得更加丰满，厚实。再者在印染厂对织物的处理将少处理150吨的COPET,这样既能节约原料的用量又能大大减少污水的处理。本实用新型具有染色性能的优良，能实现广泛的色系，本实用新型的染色利用率提高29个百分点，提高幅度达到了42.6％，而上色时间减少了15min，减幅达到到了37.5％，同时又可减少废水的排放，节约资源，实现环保。避免现有海岛丝生产染色成本高、染料用量高、成品色牢度差、对环境影响的不利因素

4.本实用新型所提供的易染海岛PTT长丝，不但具有海岛纤维的手感柔软，悬垂性好，质地轻薄，表面处理方便，表面效果好，表面有书写效果，立体感好；湿热收缩变形小，具有良好的透气防水透汽效果，织物强度高等特性，同时还必须具有PTT纤维的优异垂性，舒适弹性，优异的伸长恢复、染色性能及印花特性，鲜艳的颜色及免烫性等优良特性。同时也克服了一般共混的方式来生产的海岛PTT纤维的含量均一性不足，染色等级不高，伸长不均匀率大，面料颜色效果不匀，而且工艺控制难度系数高等一系列的缺点。

5.工艺控制好，控制难度系数降低，同时在本实用新型的长丝的制备方法，并充分考虑其，加工工艺、加工制备过程和生产过程中，染色工艺、色牢度和耐磨性等因素的影响，其对应生产PTT过程中的各项工序控制，在制备中对产品影响的因素包括干燥时间和温度对长丝的影响，熔体停留时间对于PTT的影响，组件压力对于海岛PTT截面的影响，纺丝各工艺控制点对产品的影响，卷绕工艺的选择对圈毛丝的控制问题。

6.本实用新型在通过控制吹风整流装置的侧吹风风压和风速稳定，以该压力作为控制产品质量的工艺参数，与现有工艺采用普通吹风装置作为控制产品质量的工艺参数相比在相同的风速情况下其条干及其伸长不匀能有效控制，而且冷却速度快，冷却效果好，提高了产品质量。条干控制技术：PTT对条干要求非常高，对于任何的干扰都会形成条干值的升高，因此我们在吹风窗的方式和油嘴的盖板上做了较多的文章，达到了条干值的满足。

附图说明

图1是本实用新型PTT聚合物的分子构象图(T_g＝45～65℃)；

图2是本实用新型PET聚合物的分子构象图(T_g＝70～80℃)；

图3是本实用新型PTT和PET的DSC曲线(其中曲线1为PT，2为PET)；

图4是本实用新型熔融时间对PTT端羧基含量的影响对照图(其中1-250℃； 2-260℃；3-270℃)；

图5为本实用新型的温度对PTT端羧基含量的影响对比图(其中1-10min； 2-20min；3-30min)；

图6为本实用新型的染色的工艺曲线图；

图7为本实用新型的制作工艺流程图；

图8为本实用新型的吹风整流装置的核心结构示意图；

图9为本实用新型的吹风整流装置的整体结构示意图；

图10为本实用新型的吹风整流装置的A-A剖面结构示意图；

图11为本实用新型的吹风整流装置的B-B剖面结构示意图；

图12为本实用新型的吹风整流装置的C-C剖面结构示意图；

附图中

1喷丝板 2喷丝头组件 3绝热板

4整流层 5长丝 6整流空间

7进风口 a整流层高度 b整流层厚度

8风箱 9稳压室 10第一稳压风层

11第一分层片 12第二稳压风层 13第二分层片

14第三稳压风层 15第三分层片 16散风金属网

17第四稳压风层 18风管 19抽风机

20绕丝卷轴 21轮子 22进风金属网

801第一挡风片 802第二风室 803第二挡风片

805第三挡风片 811第一通风片 8110第一通风口

820第一通道 812第二通风片 8120第二通风口

830第二通道 813第三通风片 8130第三通风口

840第三通道 814第四通风片 8140第四通风口

850第四通道 815第五通风片 8150第五通风口

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

实施例一

其中岛组分中，共聚酰胺母粒对PTT的质量分数为2％～8％；

上述易染海岛PTT长丝的制备方法，包括如下步骤：

(1)海组分原料熔体的制作，主要包括以下步骤：

步骤C：熔融，干燥后靠自重进入海原料螺杆挤出机A进行熔融，海原料螺杆挤出机A中的；螺杆挤出机A设有6个加热区，各区的温度在250～275℃；

(2)岛组分原料熔体的制作，主要包括以下步骤：

(4)纺丝,在800～1000m/min的速度下，进行纺丝；

(6)上油,经冷却成型后进行油嘴或油轮上油，

(8)定型，在T3张力为14～16CN情况下，通过定型机定型；

(9)网格，再通过主网络后进行卷绕，

(11)与高收缩FDY合股加弹；

本实用新型针对PTT的特点，在原有的设备上进行改造生产出常规PTT 纤维，开发“易染海岛PTT长丝”。经分析了PTT大分子的结构特点，从切片的干燥、熔融、取向、牵伸到最终成型的原理，设计、制备了“易染海岛PTT长丝”

首先对PTT和COPET的结构、性能进行分析，主要作了它们的流变性能、DSC、热稳定性等方面的研究，然后针对这两者的性能设计工艺路线，在试验的过程中再对产品进行分析。总结对设备进行改造，经过反复试验，将试验出的产品供后道试用，听取后道用户的意见和建议，对工艺进行完善。最终生产出符合后道用户要求的产品。易染海岛PTT长丝的基本技术特征是利用现有生产海岛纤维的设备进行适当改造来实现生产高端产品的需求，以COPET为海相，PTT以及共聚酰胺母粒为岛相，通过海岛丝(复合组件)组件融合挤出，冷却成形制备出易染海岛PTT长丝，

(1)原料技术参数

A、切片来源

PTT切片美国杜邦

本实用新型改性聚酰胺

切片质量指标

特性粘度：1.020dL/g

二氧化钛含量 0.3％

颗粒 50粒1.618g

B值 8.7

熔点：228℃

COPET切片吴江新生

切片质量指标：

特性粘度：0.50dL/g

熔点 238℃

二甘醇 4.0％

在碱液中溶解时间80min

改性聚酰胺(自制)

特性粘度：0.58dL/g

熔点 185℃～190℃

B、纺丝油剂：日本竹本ZG1010油剂浓度12％

(2)干燥技术方案

PTT和PET虽然同属于聚酯类高聚物，但是由于其大分子链上所连接的亚甲基的数目不同而具有不同的结构。PTT与PET聚合物之间存在着三个方面的重要区别：首先，PET聚合物的大分子构象几乎呈直线状，而PTT 聚合物的分子构象则是螺旋状。如图1所示，在T_g＝45～65℃情况下的PTT 聚合物的分子构象图。

螺旋状的分子构象将允许PTT纤维高度“膨化”，有利于发挥出良好的弹性性能。其次，PTT聚合物的玻璃化转变温度T_g较低，允许其纱线或织物在较低温度下染色，可以减少加工中的能量消耗。第三，PTT聚合物的杨氏模量较低，因而与PET相比织物具有更柔软的手感。如图2所示，在T_g＝70～80℃情况下的PET聚合物的分子构象图。

根据PTT的结构特征，为进一步制订好更加合理的工艺参数，我们对PTT聚合物的性能进行了研究。主要有：

1.熔点与DSC曲线

聚合物的DSC曲线是十分有用的工具。计量聚合物在进行升温过程中发生的诸如熔化和结晶等过程的热性能，检测在熔化等事件发生时系统热量的变化。因此聚合物的DSC曲线向我们提供了比熔点更加广泛而且丰富的有用信息。对这些信息作进一步的分析，可以帮助我们深化理解PTT聚合物在熔融挤压以及纺丝工艺中的许多特点，理解聚合物与加工制成的产品的许多特殊性能。

PTT和PET的DSC曲线对比和对照如图3如示。在图3中曲线1为 PTT，2为PET。从图3可以看出，PET具有玻璃化转变峰、冷结晶放热峰和熔融吸收峰。PET在145℃左右处出现冷结晶峰，而PTT则没有，说明 PTT的结晶完善程度明显比PET高；其次PET的玻璃化温度T_g为79℃，而 PTT在50～229℃之间没有明显的玻璃化温度，说明PTT的玻璃化温度较低。从图中还可以看出，PTT的熔融峰比PET尖锐，说明在相同的熔体冷却条件下，由结晶形成的PTT晶粒较PET完善和均一。

2.PTT聚合物的熔体粘度与流变性

高分子聚合物熔体通常是非牛顿流体，也就是说即使在同样的温度下，当剪切速率发生改变时，熔体粘度并不能恒定，也将发生改变。PTT聚合物的熔体也是如此，熔体粘度随剪切速率的提高而降低。

研究表明，PTT聚合物熔体是典型的非牛顿流体，它在熔融状态下的切力变稀现象比PET熔体更为明显，而且PTT聚合物熔体的粘流活化能较高，熔体粘度对温度的依赖性较大，所以PTT聚合物在熔融纺丝过程中，严格控制温度参数对于纺丝工艺的正常实施就显得更加重要。

3.羧基含量的变化

聚合物中羧基含量的多少表明在一个聚合物的集合体中大分子的个数，在某种意义上讲，表明了大分子的热稳定性。在不同的温度和不同的停留时间下，PTT端羧基的变化如图4熔融时间对PTT端羧基含量的影响对照图(其中1代表50℃；2代表260℃；3代表270℃)和图5温度对 PTT端羧基含量的影响对比图(其中1-10min；2-20min；3-30min)。

由图4和图5可以看出，随着温度的上升，PTT端羧基含量将增加，且温度越高，羧基含量增加越快。随着时间的延长，PTT端羧基含量增加也越快。从直线的斜率可见，温度比时间对PTT端羧基含量影响更大。因此，在PTT熔融过程中必须严格控制温度，以防降解过度而影响纺丝工艺的正常进行。

4.纤维的易染性

易染型海岛型PTT牵伸丝与常规纤维的最大区别是单纤维线密度小，纤维的比表面积大，所以相对于常规PTT来说，它的染色性能优于常规 PTT，但从染色工艺来说，两者相差无几。我们在制备易染型海岛型PTT 牵伸丝时综合考虑染色工艺、色牢度和耐磨性等因素，因而加入一种共聚酰胺，这样既可以改善它的染色工艺，又能增加它的色牢度。

(1).共聚酰胺的制备

共聚酰胺是由我们研发中心自己合成的一种高聚物，它是有二元酸和二元胺进行縮聚制成聚酰胺，然后加入磺酸盐，形成带有磺酸基团的共聚酰胺。

我们以精对苯二甲酸和己二胺为基本原料，以亚磷酸和磷酸三苯酯作催化剂，加入少量的抗氧剂1010，进行预縮聚，当反应进行到2小时，从搅拌功率看，体系粘度有所增加，这时加入三单体间苯二甲酸双羟乙酯-5- 磺酸钠(SIPE)。其反应式可表示为：

纤维的染色实际上是染料分子向纤维表面和纤维内部的一个扩散过程，而染色的牢度与纤维中的氢键和极性基团有关。因为纤维或织物的染色是染料依靠库仑力、范德华力和氢键上染纤维或织物。加入共聚酰胺增加了纤维或织物中氢键和极性基团数，因而可加快染料的上染，所染得的纤维或织物其色牢度也有显着提高。我们将普通PTT海岛丝和不同添加共聚酰胺的PTT海岛进行染色。

(2)、染色工艺

纤维在染色之前先进行处理，将所需的纤维用乙醚浸泡50分钟，取出后用去离子水洗净，在通风处凉干，称取一定质量的纤维，然后放入 BAOLING RY25012常压型染样机中，按图6所述的工艺曲线进行染色。

(3)、测试

(a)、上染百分率

按下式计算上染百分率：

式中，C₁、C₀分别为残液和空白染液的吸光度。

(b)、染色牢度的测定

按GB/T3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，在Y571B 型染色牢度摩擦仪上进行，其结果如下

表1分散染料RD对不同样品的上染率

注：0号为不加共聚酰胺的PTT海岛丝；1～4号分别添加共聚酰胺为 2％，4％，6％，8％(对PTT的质量分数)

表2染色牢度

②工艺实施

(1)母粒制备

共混是采用日本Semco计量混合装置进行，将自制的共聚酰胺以一定的比例加入到PTT中进行共混制备成母粒。

(2)干燥

主要特征是：PTT切片不需要进行结晶处理，但必须进行干燥，同时干燥时具有以下特性，干燥时提高温度，有利于水分的排出，干燥速度加快，缩短干燥的时间，干燥后的切片的平衡含水率降低，但是也会带来许多副反应，例如，如热裂解、热氧化降解、热水解等不利因素。

(a)干燥温度经过反复的试验我们把干燥温度控制在130～145℃比较适宜。

(b)干燥时间干燥时间与干燥的方式有关，在同一干燥的设备上，干燥时间延长则切片含水率下降，但切片长时间在高温下副反应亦将增加，导致粘度降增加，色值变黄。经过多次的正交试验，其干燥时间一般控制在6～6.5小时为好，具体的数据如下。

表3干燥温度对切片粘度、含水、纺丝性能的的影响分析

表4在干燥温度135℃情况下干燥时间对纺丝情况的影响

	4小时	6小时	6.5小时	8小时	10小时
						含水ppm	28	18	18	19	20
切片色泽	正常	正常	正常	正常	微黄
						纺丝情况	少量飘丝	2	2	2	6

(3)纺丝工艺的确定：

COPET的生产具体的纺丝工艺为：结晶温度120～150℃；干燥温度 130～145℃；螺杆温度260℃；263℃；268℃；269℃；269℃，保温介质为联苯其温度为268℃。对于PTT纤维用于海岛丝的工艺条件主要从以下方面进行分析：

表5熔体粘度对于PTT海岛纤维的影响。

表6 268℃联苯温度下熔体停留时间对于海岛PTT纤维影响。

表7停留时间8min情况下熔体温度对于海岛PTT纤维的影响

从以上数据分析可知：温度、停留时间对PTT海岛纤维的粘度和生产状况有很敏感的影响，同时还应该十分注意的是，控制粘度不能一味的通过降温来调整，如果超过了一定的幅度会影响设备的正常运转，可纺性急剧下降。为了实现上述要求，本实用新型发明了一种熔体粘度调节装置，主要是根据品种的不同用温度和停留时间来调节熔体粘度，从而保证产品达到优质。

由于PTT纤维的特性，对于其后道用户来说，除了常规的物理指标要求外，更要求其伸长的均一性，伸长的不匀率必须控制在4％以下，才能保证织物不管是经向还是纬向不产生经柳，减少疵点的产生。伸长的稳定除了有精准的粘度和纺丝温度、包括板面温度有严格的控制外，冷却的均匀是非常关键的因素。风速和风温对于PTT海岛丝来说控制非常重要，同时对于干扰的控制同样非常重要，有一点点的波动都会影响到条干和伸长偏差值的增大。因此除了一般的吹风设备外，我本实用新型在保持侧吹风风压、温度和风速稳定的情况下，又设计了防止丝束相互干扰及环境影响的吹风整流装置，使产品的伸长均匀得到控制。

吹速对丝束冷却速率有影响，尤其是高速纺丝条POY的伸长不匀率有很大影响，风速太小对丝束的气流干扰因素多，导致条干不匀率升高，而太大则气流喘动也增加，振幅加大，导致飘丝。通过改变振动频率，使得与温度变化相应，防止出现共振，从而降低丝束的不匀率。

结合图所示，图8是吹风整流装置的核心结构示意图、图9是吹风整流装置的整体结构示意图、图10是吹风整流装置的A-A剖面结构示意图、图11是吹风整流装置的B-B剖面结构示意图，图12为吹风整流装置的C-C 剖面结构示意图，如图中所示的吹风整流装置结构，结合图，本结构采用带有烧结金属或烧结碳作整流扩散层的回流环形吹风装置，其整流层4就是采用烧结金属或烧结碳而成，烧结金属或烧结碳这类材料摩擦系数稳定、耐磨、耐高温、无噪声、机械强度好等优点，所以用该材料作为整流层，将使得风在整流层可以平稳回旋。

通过该整流装置，冷却风从进风金属网22进入风箱8，风箱8由第一挡风片801、第二挡风片803、第三挡风片805分为4个风室，以上挡风片，不但具有一定的挡风作用，以保证冷却风具有一定的回旋和回流，还具有分隔作用，其分隔为由上自下分别为第一风室、第二风室802、第三风室、第四风室；冷却风进入风箱8后，从下往上依次进入第四风室、第三风室、第二风室802、第一风室；

当冷却风到达第一风室后，在第一风室和进风口7之间还分别设置有第一通风片811、第二通风片812、第三通风片813、第四通风片814、第五通风片815；各个通风片之间具有空隙，分别为第一通道820、第二通道 830、第三通道840、第四通道850；而且在各个通风片上还分别对应设置有第一通风口8110、第二通风口8120、第三通风口8130、第四通风口8140、第五通风口8150；冷却风通过通风口和通道进入进风口7达到整流空间6；

长丝5从喷丝头组件2中的喷丝板1中喷出，绝热板3将喷丝头组件2 的热温度和冷却风进行隔开，冷却风从进风口7进入在整流空间6再进入整流层4中进行整流，整流之后的冷却风，使得长丝5获得冷却；

冷却风还将通过稳压室9，然后达到第一稳压风层10、第二稳压风层 12、第三稳压风层14、第四稳压风层17，继续对长丝5进行冷却，长丝5 通过绕丝卷轴卷绕，冷却风最终将通过散风金属网18，以及风管19和抽风机19送出。第一分层片11、第二分层片13、第三分层片15将稳压风层分为4层，同时也可以使得冷却风达到一定的回流和回旋使得其达到更加的冷却效果。

在此过程中整流层高度a、整流层厚度b对整流起到了回旋和扰动的作用，从而可以改变其振动频率，

振动频率f与温度变化满足以下关系式：

其中T为环境温度；

L为喷丝板到丝束固定点的长度；

F为丝束的丝条张力；

E为丝束的弹性模量；

m为丝束的单位长度的重量；

a为整流层高度；

b为整流层厚度；

T-T₀为环境温度的变化量。

表8风速和条干及其伸长不匀的分析(规格86dt/24*37f)

从表8可以看出，加装本实用新型吹风整流装置后，对于纤维的条干和伸长不匀率明显降低，完全能满足后道客户对高质量产品的要求。

表9^*吹风温度对条干、伸长不匀率、毛丝的影响

*风速为0.4m/s

从表9的数据可以看出；易染型海岛PTT的侧吹风温度对于条干和伸长以及毛丝的影响关系比较大，冷却过快，引起结晶速率加快，纤维的第一拉伸张力过大，引起毛丝，而毛丝对于PTT的后加工是绝对不允许的，有一个毛丝，布面就是一个疵点，因此在上述工艺条件下，侧吹风的速度在0.4m/s；温度在19-20℃的情况下最有利于生产。

③卷绕工艺的选择。

经过冷却上油后，最终卷绕形成产品，卷绕工艺的选择，关系到产品的物理指标和外观指标，特别是易染型海岛PTT纤维的牵伸，既要考虑PTT 的特性，又要考虑COPET的特性，两者需要同时兼顾。因此对于卷绕工艺的选择是保证质量的又一关键点。

表10 3200m/min牵伸倍数对于指标的影响

表11 4500m/min牵伸倍数对于指标的影响

牵伸倍数(倍)	1.8	2.0	2.2	2.4	2.5
						伸长率％	21	19	18.7	16	16
强度cN/dtex	1.84	1.87	1.88	1.80	1.80
						外观	圈毛	正常	正常	轻微毛丝	轻微毛丝

表12 T3张力对于成型的影响

张力CN

10

12

14

16

18

20

端面

良好

轻微膨出

膨出

圈毛

有

轻微

无

表13 pH值变化对C.I分散藏青79色相的影响

pH值	4.5-5	5.5-6	6.6-7	7
					色差评级	4	4-5	4-5	4

表14浴比变化对C.I分散蓝54鲜艳程度的影响

浴比	1：20	1:30	1:40	1:50
					色差评级	4-5	4-5	4-5	4-5

从以上数据分析可得出以下结论，熔体停留时间和现有的文献的介绍有较多的区别，不是说熔体的停留时间越短越好，而是在7-8min时的停留时间比较合适，加上和合适的纺丝温度，从粘度均匀和避免管道效应以及减少副反应物等角度综合考虑，最终的要求是控制粘度降在0.87～0.94之间，比较适合，同时要保证的前题是熔体停留时间在7-8min内。

纵观以上的试验情况，我们得出了制备易染海岛PTT长丝的最佳工艺

易染海岛PTT长丝主要用于时装和装饰用材料，突出的要求是需要织物染色艳丽，能体现活泼和绒感，体现服饰的高贵典雅。在服用性能上还需要体现弹性的需求，让穿着更舒服，贴身，无驺折，悬垂性好等优点。因此在生产长丝时需要特别关注伸长的均匀性、染色性能、条干的均匀性等指标，而作为高端服装，其强度处于次要位置，经过和下道客户多次反复的研究、探讨，充分考虑了客户在织造后的顶破强力和横向、经向撕破强力的要求，

从PTT的各项工序控制以及从上面的表格可以看到在易染型海岛PTT 的制备中对产品影响的因素有：

⑴.干燥时间和温度对易染海岛PTT长丝的影响

⑵.熔体停留时间对于PTT的影响

⑶.组件压力对于易染型海岛PTT截面的影响

⑷.纺丝各工艺控制点对产品的影响

⑸.卷绕工艺的选择对圈毛丝的控制问题。

与相似产品的技术比较：

表15和常规海岛丝比较：

表14和非海岛PTT比较：

表16和共混海岛PTT相比：

表17和常规海岛丝的同碱量情况下的染色对比

	15％	20％	30％
				常规海岛	2.0	2.5	4.0
本实用新型	3.0	4.0	4.5
				提高幅度	50％	60％	12.5％

表18和常规海岛碱量工艺比较(工艺处方/Gl^-1)

表19和常规海岛染色工艺比较

从以上的表中可以看到，本实用新型生产的易染海岛PTT长丝综合性能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种冷却易染海岛PTT长丝的吹风整流装置，包括有绝热板、进风口，其特征在于：还包括有整流空间、整流层，其中：

所述绝热板设置在所述吹风整流装置上方，所述进风口设置在所述吹风整流装置两端，所述整流层竖直设置在所述吹风整流装置内，所述整流层与所述进风口之间的空间为所述整流空间，所述整流层采用烧结金属或烧结碳而成。

2.根据权利要求1所述的吹风整流装置，其特征在于：所述整流装置还设置有风箱、风箱正下部有金属网，在风箱内壁上分别设置有一挡风片、第二挡风片、第三挡风片，将风箱分隔为由上自下依次为第一风室、第二风室、第三风室、第四风室。

3.根据权利要求2所述的吹风整流装置，其特征在于：在第一风室和进风口之间还分别设置有第一通风片、第二通风片、第三通风片、第四通风片、第五通风片；各个通风片之间具有空隙，分别为第一通道、第二通道、第三通道、第四通道；在所述的通风片上还分别对应设置有第一通风口、第二通风口、第三通风口、第四通风口、第五通风口；冷却风通过通风口和通道进入进风口达到整流空间。

4.根据权利要求3所述的吹风整流装置，其特征在于：所述吹风整流装置还设置有稳压室，所述稳压室下方依次设有第一稳压风层、第二稳压风层、第三稳压风层、第四稳压风层。