TWI221487B - Method for manufacturing polyester fine denier multifilaments - Google Patents

Description

玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 f明係有鮮條數細丹尼聚g旨長絲之製造方法，尤指聚醋多 I數細丹尼親伸絲衫舰細丹尼延伸软製造方法。 【先前技術】 聚醋纖維以具有優良機械特性及染色性，且成本低，因此在三 大合成纖維巾最常被使用著。近年來隨著衣湘途高級化更進一步 提同織物之手敍機能性要求，赠融_製法而制單纖丹尼 W· P· f)細丹尼化之合成纖維編織物及其起毛製品之衣料用途已被 廣泛使用，然在其製程中，聚_絲束經溶融吐出後的冷卻作用，對 絲之物性及均勻性有相當大的影響。 · 目前常用的冷卻方式有橫式吹風(CrQss flc)w _chi呢 system)(如第1圖所示）。輻射型内吹裝置（Radial 〇叶，七 flow quenching system)(如第2圖所示）。輻射型外吹裝置（以^^ in-1㈣ut flow qUenching system)(如第3圖所示）。分別說明如 下:在橫私風纟、射，絲束由倘板吐體，冷卻風由絲單側冷卻 、、糸束，而在幸田射型内吹系統，絲由噴絲板吐出後，經由吹風管内部通 過，冷錢關周由外㈣冷卻絲束；而在輻射餅吹系統，絲則由 喷絲板吐出後，、經由吹風管外部通過，冷卻風沿圓周纟内向外冷卻 絲束。 目前三種吹風方式以橫式吹風最常被使用，而輻射型的内吹裝 纖(Staple)方面則較常被使用著，少部份 置和輻射型外吹裴置在短 用於工業紗生產。 使用來U條數細丹尼紗作成高密度布帛及衣料以達柔軟且 具透^时、防絨目的之單纖丹尼(d.p. f)需0. 3den以下，其效 果*ΓΓ、Μ者。—般市面上流通甚久的單纖丹尼(d.p.f)小於〇.3den 衣、方法，係制兩成請融複合纺絲法，即事先製成較高纖度 之纖維，再以機械或化學_方法製成單着尼(d.p. f)小於 〇篇之超峨維，但上述峨合雙齡觸，練絲高纖度之 束再加工處理此等絲束之製法，除了需投資高額設備外，且後段 處理因使用化學減量或利用機械力方式將兩成分分纖時過程繁 瑣，品質控制不易，並不合適。 、 而使用單成分聚合物以現有的炫融紡絲方法降低單纖丹尼 (j. P. f) ’ 一般使用下述兩種方法，其一為固定聚醋溶融體總吐出 置、增加噴絲板吐出孔數，其二係維持噴絲板吐出孔數、降低聚醋 融體之總吐出量達成。但前者於紡絲階段生產時隨著單纖丹尼 M.p.f)細小化’喷絲板吐出孔數需增加，如以一般橫式吹風之冷 卻裳置加以冷卻，則因絲束單面受風致接近受風面之絲束及離開受 風面較遠的絲束之冷卻差異大，無法使絲束均勻冷卻，各單纖間之 物/1差異甚大，均自性差，更甚者當單纖丹尼(d.p f)小於 化，此差異現象更為明顯，未能提供可供生產之預延伸絲；而後者 為維持喷絲板吐出孔數，降低聚酯熔融體之總吐出量，但此舉將使 1221487 聚酉旨融體於 低聚合物大量生成，紡絲產二r=融體裂解嚴重， 規格，需以併股方式生產，常使產量減少外\產總纖度“的 /·生差異^後段加工後染色時產生染斑(不均）等問題。 帥吹裝置，因冷卻風較難贱風速太小無法使 k更厫重者單、__著而無_衡絲；風速太t 相反吹風方向之冷卻風相互干擾造 、。' 產況不佳；而且絲束不易進入狹窄的絲相互碰撞，1 於聚醋多條數細丹尼預延伸絲之生產。d呆作性不佳，亦不利 :術犧牲產量下，降低單纖丹尼(丄⑽並同時製得 :疋 1聚醋多條數細丹尼預延伸絲，即成為聚酯人纖制 造業者急欲突破之主題，如美國專利第5, 2δδ，咖、5祕=、、衣 =7, 621、5,现245號係選用特殊範_融黏度之醋粒及選擇喷 4板之錄及孔長，紐織__於细 、、 件，生產單_獻2魏_之㈣多條數細丹尼預延 述專利絲詳細綱制何齡卻料，林無鱗長H上

^〇2x/-^^(d. p. f))cm, ® tmT，X 單位面積之喷絲板吐出孔數時仍無法翻所期待均皱長渺拆 異（_r _ lnert value)小於〇.3%及熱應力變異小於找之2 係揭不一聚酯、聚醯 另一日本專利公開公報特開昭55 — 1327〇8 7 胺、聚烯烴單纖丹尼（d· ρ· f)小於0· 3den之延伸絲製法，該製法係控 制Ί融體於吐出時黏度小於950 p〇ise，及喷絲板下方處周 圍皿度保持於2GG°C以下，冷卻風於噴絲板下方1()滅内以與水平 方向’向上成5°至85°冷卻絲束，此製法因噴絲板表面易受冷卻風影 響致溫度不均，無法安定紡絲。 …至於輪射型外吹裝置，如美國專利第5,咖，⑸號及美國專利 第5, 866』55號所述，係用於生產單纖丹尼h α22. 2聚醋工業紗， 並未揭7F出可供生絲g旨多條數細丹尼舰伸絲之製法。 【發明内容】 採的手段 近：Γ在使用上述橫式吹風之冷卻裝置，因絲束單面受風致接 ^之絲歧較邮輯之絲束冷卻差異大，料使絲束均 ^部，各單纖間之物性差異較大，均勾 士。 作性不佳、風速調整不易等缺點，本等二^内吹裝置操 發現冷卻裝置採用以輕射型外^月人#精心檢討、研製， 伸絲，單纖f、衣置錢如旨乡絲細丹尼舰 _1η=ΓΓ flden’其顿長侧異(⑽ 川ert value)小於〇· 3%，歛 加工後，可輸的彻經後段 發明趣逐 本發明之目的，係提供一種聚酉匕夕 口口 -曰夕1木數細單尼預延伸絲之製法， 係對固有黏度（IV) 0· 5〜0.7,且熔點245〜265t：之聚酯聚合物、經 由加熱该聚酯聚合物使其熔化過濾後定量擠出多條數細丹尼聚酯 預延伸絲的熔融紡絲方法，該方法特徵在於 (a) ·將该定量擠出的聚酯熔化物經由一具多重圓環狀排列的喷絲 板吐出孔均勻吐出絲束，且多重圓環狀排列的噴絲板吐出孔排列方 式為最外圈直徑③2)腿，最内圈直徑(D!)腿； (b) ·該吐出後的絲束於喷絲板下方經過一長度(Ls)腿之無風帶區 並通過-直徑為㈤mm，長度駐q em之眺狀冷卻風管，該冷卻風 官提供一由内向外輻射型吹送的冷卻風，上述絲束於圓形 冷卻風管外側施予以風速〇· 2魏6公尺/秒之冷卻風，進行均句冷 卻至該聚酯聚合物之玻璃轉移點（Tg)以下並予集束， (c)·其中前述h、Dl、D。、Ls、Lq需滿足下列各式； ⑴ D2~Di^20 (mm) (ii) 12$Di-D〇$33 (mm) 〇ϋ) 2^Ls^20 (mm)

Civ) 15^Lq^40 (cm); ⑷.以_至_公尺/分鐘捲取成形而成多條數細丹尼聚㈣ 延伸絲之製法。 本發明之另一目的係提供一輕射型外吹之冷卻装置 多欠條數細_延伸、^使_㈣饥而彳_勻的雜 ^數細丹尼舰伸絲。為制本㈣單纖丹尼(d den之預延伸絲，其中單纖丹尼(d.p.f)係 ... 1221487 〔（熔融體吐出量（g/min)x捲取速度化/如^ + (9000x噴絲板吐出孔數）〕 本發明係採用提高單位面積噴絲板吐出孔數（ 降低單纖丹尼(d.P.f)之要求，無風帶長度以2錢咖敏^密 度增加時，因單_之距雜短，無風帶長度切施m，單纖絲束因 共振作用產生不穩定狀況致使啦度長週期變異變大，甚至相互碰 撞造成斷絲，即使調高風速，絲法_所期待的均勻度長週期變 異（usterhalf inertvalue)小於〇.3%之預延伸絲；無風帶長度小 於2 (mm)時，冷卻風會影響喷絲板表面溫度，使產況變差，經延伸加 工後之成品染色性不良。 本發明方法所採用的噴絲板吐出孔排列方式(如第5圖所示）， 最内層直徑(DD與最外層直徑(D2)值差，即 )-20 (mm)。若D2-Di值差異大於2〇細寺，則内外層、絲束受風差 異過大，因單纖間細化點與喷絲板之距離差異大，則絲束内各單纖 間物性差異大，無法製得到本發明均勻度長週期變異（uster half inert value)小於G_ 3%及熱應力變異小㈣之舰伸絲。而上述最 内層直蝴與吹風管直徑祕值介於12至20_之間，Dl 一 D〇值小於 ’糸束易觸及口人風官而斷絲，無法正常紡絲值大於麵 才’則人風冷部效率降低，且喷絲板最外層直徑⑽處絲束因冷卻 不足易斷絲。 為使、糸束月匕獲㈣適當冷卻，本發明所採用的吹風管長度以政 最k人風g長度小於15cmg夺，絲束會因冷卻不足，致使絲束黏 10 1斷絲；吹風管長度大於40_寺，貝形成擾流而使均句度長週 翊艾異（uster half inert value)變差；本發明所使用的吹風管 ^圓同狀，可由多層纖維素或多層金屬網或金屬燒結濾網或陶竟燒 結濾網，或由多層多孔板製成；冷卻風經由細孔自徑向以輕射型由 内向外均勻吹出而冷卻絲束。 小_^明’以冷卻風速Q· 2公尺/秒至G· 6公尺/秒較佳。風速若 週期气秒時，冷卻不足，致使絲黏著而斷絲且伴隨均勻度長 風速大於0.6公尺/秒，無法使均勾度長週期變異變 j，對均勻度長週期變異無明顯助良且易使絲束過冷造成斷絲。 方公用的吐出孔在喷絲板排列區密度(孔密度)為每平 間 〃於每平方公分7孔時，因需降低總吐出量始能達到本發明之單 纖丹尼數(d. p. f) G. 3〜2. Gden之要求，且t崎股生產，經濟效益 降低；孔密度若高於每平方公分21孔時，因單_排列緊密，導致單 絲間冷卻差異大，均勻度長週期變異大且無法安定紡絲。 本發明所使用的聚酯粒固有黏度（IV)介於〇. 5至〇. 7之間，熔 融後由喷、猶，經紡絲延聚§旨多條數細丹尼預延伸絲，斷點伸 度介於麵至麵，單纖丹尼數Q· 3至2急n，㈣度長週期變異 (uster half inert value)小於〇 3%;熱應力變異小於找。再經延 伸加工後，如雜加七織工加工、线吹撚加^得的單贿尼 數0.2至1.0 den，且染色性優良的聚酯多條數細丹尼延伸絲。 方法說明 a·熱應力變異分析：

分析儀器：Textechno Dynafil M Type DPG/M 分析條件··延伸比：1 · 6加熱溫度：15〇。〇 分析速度：50公尺 分析時間1分鐘，求得熱應力變異率(cv%)。 b·均勻度長週期變異(uster hamnert vajue)分析. 4 分析儀器：USTER TESTER 3 分析速度:40〇m/min分析時間；2· 5分鐘分析長度：1()⑽公尺 C·早纖丹尼分析·· 捲、、〜、、糸束90圈，稱重，（重量以a克表示），a值乘為絲束 總丹尼b(den)，b值除以每股絲束條數c，即為單纖 d·斷點伸度強度分析： 为析儀裔：Textecho Type FPA/M | ^刀析條件··分析長度10公分，拉伸速度60 CM/MIN，預荷重 〇.5CN/tex，強度為最大強度，其所對應伸度為斷 點伸度。 e·打緯染色性(woven fabrics办油丨1丨作）判定方法· 織物組織:緞紋(satin)經紗·75d/36f加工紗，經紗密度每 英忖150條，緯紗使用本發明產品·緯紗密度配合丹 尼數調整。 12 一正ί卞件·刀散性染料· 1汕。⑽in，染整布烘乾後，於自然 光線下，查看緯向是否有條斑。 〇··染色性正常，無深淺條斑。 △:輕微條斑 x:嚴重條斑 【實施方式】 、 bt $$ ( 依表1之條件，生產圓形斷面之多條數聚酯細丹尼絲，實施例 1〜3及比較例1係本發明之使用如第3圖所示的輕射型外吹裝置，經. 如表1之紡絲條件生產，實施例卜3之均勻度長週期變異（此你 half inert value)小於〇· 3%，熱應力變異（cv料於2%，經後段假樵 加工後所得的延伸絲，打緯染色性正常(〇）；比較例1使用無風帶 45mm，餘條件同實施例！，其均勻度長週期變異較大⑺· 55%)，經後段· 假撚加工後所得的延伸絲，打緯染色性有輕微條斑(△)。 表1中之比較例2〜3係使用如第1圖所示的橫式吹風裝置，其餘 條件同實施例3，比較例2中無風帶15_符合所期待的2〜2〇麵之範 圍，但因使用橫式吹風裝置，離受風面較遠的單纖受風不足，均勾度 長週期變異(uster half inert value)高至G· 85%，打緯染色性嚴重 條斑(X);比較例3因無風帶45mm，單纖間因相互碰撞嚴重無法生 產0 13

項目 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2 比較例3 聚酯粒IV 0.64 0.64 0.52 0. 64 0.52 0. 52 熱媒溫度 °c 295 298 292 295 292 292 預延伸絲纖度 丹尼 160 80 80 160 80 80 預延伸絲單纖維纖度 丹尼 0.55 0.37 0.37 0.55 0.37 0.37 無風帶長度(Ls) 毫米 4 15 15 45 15 45 預 吹風型式 輻射型 外吹裝置 <— <— <— 橫式吹風 <— 延 伸 hb 吹風管長度 公分 40 35 35 40 100 100 吹風管直徑（D。） 毫米 30 30 30 30 絲 紡 絲 風速 米/秒 0.45 0.35 0.35 0.45 0. 60 0.60 噴絲板孔密度 孔數/平方公 分 14 20 20 14 6 6 條 噴絲板吐出孔數 288 216 216 288 216 216 件 噴絲板吐出孔排列 最内層直徑（Eh) 毫米 49 49 49 46.5 12 12 噴絲板吐出孔排列 最外層直徑(D2) 毫米 61 61 61 69 69 69 捲取速度 米/min 2500 2250 2500 2300 2300 2500 均勻度長週期變異 °/〇 0.27 0.25 0.29 0.55 0.85 無法生產 熱應力變異 % 1.5 1.7 1.9 2.9 3.0 延 單纖維纖度 丹尼 0.35 0.25 0.25 0.35 0.25 Π 絲 _強度 克/丹尼 4. 55 4.56 4. 32 4.60 4.30 物 斷點伸度 °/〇 23 23 25 24 23 性 打緯染色性 0 〇 0 Δ X 1221487 使用如第3圖所示的輻射型外吹裝置，經如表2中之紡絲條件生產， 實施例4〜5之均勻度長週期變異（各為0. 29, 0· 25%)小於〇· 3%，熱應 力、交異（各為1· 8, 1· 7%)小於2%，經後段假撚加工後所得的延伸絲， 打緯染色性正常（〇）；比較例4至5係使用如第1圖所示的橫式吹風 裝置，其餘條件同實施例4至5，比較例4〜5中無風帶（各為15麵)雖 符合所期待2〜2〇mm之範圍，但因使用橫式吹風裝置，離受風面較遠 的單纖受風不足，均勻度長週期變異（各為〇· 55· 0· 70%)大，打緯染 色性嚴重條斑（各為χ)。 14 1221487 表二

項目 實施例4 實施例5 比較例4 比較例5 預 延 伸 絲 紡 絲 條 件 聚酯粒IV 0.64 0.64 0.64 0.64 熱媒温度 °c 295 295 295 295 預延伸絲纖度 丹尼 127 87 127 87 預延伸絲單纖維纖度 丹尼 0.88 0.60 0.88 0.60 無風帶長度(Ls) 毫米 15 15 15 15 吹風型式 輻射型 外吹裝置 <— 橫式吹風 <— 吹風管長度 公分 40 35 100 100 吹風管直徑（Do) 毫米 30 30 風速 米/秒 0.25 0.25 0.5 0.5 噴絲板孔密度 孔數/平方公 分 14 14 3. 97 3.97 噴絲板吐出孔數 144 144 144 144 噴絲板吐出孔排列 最内層直徑(D!) 毫米 49 49 12 12 喷絲板吐出孔排列 最外層直徑(1)2) 毫米 61 61 69 69 捲取速度 米/min 2300 2300 2300 2300 均勻度長週期變異 °/〇 0.29 0.25 0.55 0.70 ’熱應力變異 °/〇 1.8 1.7 2.9 2.7 延 伸 絲 物 性 單纖維纖度 丹尼 0.88 0.35 0.88 強度 克/丹尼 5.3 5.1 4.8 4.7 斷點伸度 % 29 25 30 27 打緯染色性 0 0 X X

I 15 1221487 【圖式簡單說明】 本發明之簡單圖式及符號說明： 第1圖為由習用的橫式吹風裝 一立 罝衣仵多條數細單尼聚酯預延伸絲之 不思圖； 第2圖為由習用的輻射型内吹裝 之示意圖； 置製得多條數細單尼聚s旨預延伸絲 第3圖為與本發明有關之輕射型外吹裝 延伸絲之示意圖； 置製得多條數細單尼聚酯預 第4圖為與本發明有關之輻射型外吹裝置 第5圖為與本發明有關之輻射型外吹裝置 的排列方式之示意圖； 中的冷卻風管之示意圖； 中使用的噴絲板之吐出孔 剝圖為與本發明有關之延伸加工用伸樵 第7圖為與本發明有關之輻射型外吹裝置製 ^伸絲之—段賴簡延伸之示意圖。 符號說明： 機示意圖； 得多條數細單尼聚酯延 •聚酯炫體 紡絲頭 噴絲板 456 7 •絲束 •吹風裝置 油嘴 集束後絲束 1221487 8 ...............不加熱羅拉 8-1 ...............加熱羅拉 8-2 ...............加熱羅拉 8-3 ...............分離輪 9 ...............捲取機 10 ...............預延伸絲餅 11 ...............加熱羅拉 12 ...............加熱器 13 ...............加熱羅拉 14 ...............原絲

Claims (1)

1221487 拾、申請專利範圍： 1.-種多條數細丹尼麵觀伸絲之製法，储时黏度（⑺ 〇. 5〜0_ 7 ’且熔點245〜靴之聚自旨聚合物、經由加熱該聚醋聚合 物使其溶化過紐定量擠出多條數細丹尼雜預延伸絲，其方法 特徵在於··包括下列步驟 (a) .將該定量播出的聚酿炫化物經由一具多重圓環狀排列的噴 絲板吐出孔均勻吐出絲束，且多重圓環狀排列的喷絲板吐出 孔排列方式為最外圈直徑(D〇_，最内圈直徑⑹咖； _ (b) .該吐出後的絲束於噴絲板下方經過一長度(Ls) _之無風帶 區並通過-直徑為⑽mm ’長度為Lq欧圓柱狀冷卻風 管，該冷卻風管提供-由内向外輻射型吹送的冷卻風，上述 絲束於圓形冷卻風管外側施予以風速〇. 2至〇.祕尺/秒之冷 卻風’進行均勻冷部至該聚醋聚合物之玻璃轉移點㈤以下 並予集束； (c) .其中前述D2、D!、Do、Ls、Lq需滿足下列各式： 鬌 ) D2~Di^20 (mm) (ii) 12^Di~D〇^33 (mm) (iii) 2^Ls^20 (mm) (iv) 15^Lq^40 (cm)； (d) ·以1800至3000公尺/分鐘捲取前述絲束而成。 2·如申請專利範圍第1項所述的一種多條數細丹尼聚酯預延伸絲之 製法，其中噴絲板吐出孔之孔排列密度為每平方公分7至21孔。 18 1221487 3·如申,專利範圍弟1項所述的一種多條數細丹尼聚醋預延伸絲之 製法’其中噴絲板吐出孔斷面為由圓形、中空、γ型、一字型、 四角幵7 —角幵》、六角形、十字型及C型而成之群體選出的一種 以上。

一種多條數細丹尼雜延伸絲，依申請專纖圍第丨項所述的一 、夕仏數、’、田丹尼聚g旨預延伸絲之製法而得，係該預延伸絲之單纖 丹匕(d.p. f)〇.3men ’具有1GG至16G%之斷點伸度、均勻度 長週期變異小於〇· 3%，熱應力變異小於2%。 -種多條數細丹尼聚峡伸絲，依申請專利範圍则所述的一 :多條數細丹尼聚賴延伸絲之製法而得，係將該延伸絲對預延 申=予假撼加工、伸撚加工、空氣吹樵加工或—段直接纺絲延 尸f呈而彳_纖丹錄錄2至1. G，染色性_條細丹 尼聚酯延伸絲。

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