一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法

摘要

本发明提供了一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，特别是提供了一种以一定夹角进行侧吹风冷却的大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，采用大有光聚酯熔体熔融直纺方式，其制备工艺流程为大有光聚酯熔体—增压泵—熔体输送管道—纺丝箱体—计量泵—纺丝组件—侧吹风冷却—油轮上油—两道牵伸—卷绕，得到大有光“一”形聚酯长丝，其特征是：侧吹风方向与“一”形喷丝微孔长轴方向有一夹角θ，采用缓和冷却形式，喷丝板出丝口无风区长度为130mm～140mm，喷丝微孔截面形状为端部两个对称圆弧以及两条对称的连接两个圆弧的向内收缩的弧线组合而成的类哑铃形几何形状。

权利要求

1.一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，采用大有光聚酯熔体熔融直纺方式，其制备工艺流程为大有光聚酯熔体——增压泵——熔体输送管道——纺丝箱体——计量泵——纺丝组件——侧吹风冷却——油轮上油——两道牵伸——卷绕，得到大有光“一”形聚酯长丝，其特征是：侧吹风方向与“一”形喷丝微孔长轴方向有一夹角θ，采用缓和冷却形式，喷丝板出丝口无风区长度为130mm～140mm，喷丝微孔截面形状为端部两个对称圆弧以及两条对称的连接两个圆弧的向内收缩的弧线组合而成的几何形状；其中，所述的夹角θ为3°～15°。

2.如权利要求1所述的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，其特征在于，所述的方法制得的聚酯长丝单丝纤度2.0dtex～20dtex。

3.如权利要求1所述的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，其特征在于，所述的方法制得的聚酯长丝的异形度≥88％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，特别是提供一种以一定夹角进行侧吹风冷却的大有光“一”形聚酯长丝的制造方法。

背景技术

随着社会经济发展水平和人民生活水平的提高，人们对服饰的面料、款式和风格到穿着的舒适性，都有了更高的要求。传统纤维截面是圆形，织物灰暗无明显光泽，而异形纤维因其截面形态的变化，使其与一般化学纤维相比具有独特的性质，主要体现为以下几个方面：纤维的不同几何截面能像棱镜那样使光产生折射和分光，进而折射出多彩光线，并使纤维产生一种超亮的光泽；纤维与纱线间的间隙多，比同样规格的普通纺织品具有良好的透气性；纤维表面积大，吸附性能好，可用作空气净化材料；纤维的抱合力强，起毛和起球现象可大大减少，还可改善悬垂性和耐折皱性等，异形纤维具有上述诸多优异性能，越来越受到市场的青睐。
“一”形纤维，又称扁平纤维，它作为一种新型异形纤维，具有平滑细腻手感，良好的立毛性，闪光光泽，在玩具绒及人造毛皮领域正在广泛应用，高异形度“一”形纤维目前基本全部依靠进口，产品供不应求，且正在呈上升趋势。普通“一”形纤维在高速生产条件下，容易造成冷却不均，结晶不完善，纱线条干均匀性差，染色后丝束光泽暗淡，丝束易磨损起毛，异形度普遍较低，一般在60％～80％之间，无法满足人们对织物高光泽、高亮度、高染色性的质量要求。
文献“涤纶有光扁平FDY生产中毛丝形成的原因及对策”(合成纤维：4，35～37，2005)中所提及的成品扁平度较低，只达到了7.0，用公式异形度＝(1-1/扁平度)×100％换算成异形度为85.7％；所用喷丝板微孔为矩形，熔体流经孔壁的法向应力是不均匀的，导致熔体的挤出胀大也是不均匀的，使纤维异形度大大降低，从而使纤维在纺丝和拉伸过程中产生大量的毛丝和断头，纤维的光泽度降低，这也为纤维的顺利生产带来了工艺维护上的更大的挑战；文献所采用的喷丝板微孔长轴指向板心，并呈环形排列，吹风方式为环吹，吹风方向平行于喷丝微孔的长轴方向，风从丝束间疏散掉，而纺扁平丝时一般要求风量不是很大，这将严重导致冷却效率降低，同时扁平丝两端所受冷却条件不均，使纤维产生曲面，导致纤维的异形度、光泽度及条干均匀性都大大降低。
文献“有光扁形涤纶短纤维纺丝技术”(聚酯工业：17(3)，23～25，2004)所采用的喷丝板微孔也为矩形，喷丝板微孔长轴指向板心，并呈环形排列，同样采用环吹冷却方式，吹风方向平行于喷丝微孔的长轴方向，这导致冷却效率降低，同时扁平丝两端所受冷却条件不均，使纤维产生曲面，纤维的异形度、光泽度及条干均匀性都大大降低。文献采用的无风区长度为75mm～100mm，此条件下成品扁平度也比较低，只达到7.9，换算为异形度为87.3％。传统纺长丝的无风区长度为80mm左右，虽满足一般聚酯长丝的工艺要求，但对于异形纤维，尤其是大有光“一”形聚酯长丝成形来说，一方面熔体在异形孔道内流动不易稳定，另一方面异形化后又大大增加了纤维表面张力和断裂可能性，增加了成纤难度，必然造成可纺性下降。如果出风口离喷丝板面太近，由于急剧冷却可能产生皮芯结构，纤维在拉伸过程中容易出现断头或毛丝，同时染色均匀性变差，所以在保证异形度的前提下，适当的增加无风区长度。
由于大有光“一”形聚酯长丝要求的高异形度、高光泽性及染色均匀性等优良特性，使其在生产过程中不同于常规的聚酯纺丝，而由于喷丝板微孔的设计、冷却工艺等现有技术还不成熟，使得产品质量不稳定，纤维产生曲面，截面形状不规则，异形度降低(如附图1所示)，后加工断头率高，僵丝、毛丝多，染色差。通过现有资料分析，不难看出生产有光扁平聚酯纤维现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，特别是提供一种以一定夹角进行侧吹风冷却的大有光“一”形聚酯长丝的制造方法。本发明解决了现有技术生产的大有光“一”形聚酯长丝截面平直度差和异形度低的问题，弥补了现有技术制得的大有光“一”形聚酯长丝光泽暗淡、丝束易磨损起毛以及染色差的不足。
本发明的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，采用大有光聚酯熔体熔融直纺方式，其制备工艺流程为大有光聚酯熔体——增压泵——熔体输送管道——纺丝箱体——计量泵——纺丝组件——侧吹风冷却——油轮上油——两道牵伸——卷绕，得到大有光“一”形聚酯长丝，其特征是：侧吹风方向与“一”形喷丝微孔长轴方向有一夹角θ，采用缓和冷却形式，喷丝板出丝口无风区长度为130mm～140mm，喷丝微孔截面形状为端部两个对称圆弧以及两条对称的连接两个圆弧的向内收缩的弧线组合而成的几何形状。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，其中，所述的夹角θ为3°～15°。
如上所述的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，其中，所述的方法制得的聚酯长丝单丝纤度2.0dtex～20dtex。
如上所述的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，其中，所述的方法制得的聚酯长丝的异形度≥88％。
本发明的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，采用熔融直纺工艺，获得大有光“一”形聚酯长丝。喷丝板是制造大有光“一”形纤维的关键部件，在设计喷丝板时孔型、孔的长宽比及孔的分布是前提条件。本发明中丝孔形状为端部两个对称圆弧以及两条对称的连接两个圆弧的向内收缩的弧线组合而成的几何形状，其中，所述的圆弧和弧线相切，孔的长宽比可做到20以上，喷丝微孔见附图3，喷丝板微孔常用排列情况见附图4。除此外，如果要获得理想的异形度和优良的产品质量，则必须合理安排设计冷却条件等相关工艺参数。吹风方式是影响纺丝状况和成品质量指标的重要条件之一。本发明采用侧吹风方式(见附图5)，在侧吹风的另一侧加一个挡板，可产生回风，提高了冷却效率。为了使丝束表面受冷条件更均匀，提高纤维的异形度和条干的均匀性，本发明将冷却风方向与喷丝微孔长轴方向以一定角度θ吹向丝束(见附图6)，考虑到冷却风方向与喷丝微孔长轴方向的角度θ过小甚至为0°时，纤维长轴方向所受冷却条件不均，当θ过大甚至为90°时，纤维背风面不能很好的得到冷却，使纤维产生曲面，故本发明选择θ为3°～15°。本发明采用比较缓和的冷却条件，加大无风区长度(130mm～140mm)，提高缓冷器温度(300℃～320℃)，然后进行强冷风冷却(风速：0.2m/s～0.6m/s，风温：19℃～25℃)，即保证了纺丝的稳定性，又兼顾了纤维的高异形度。
具体的制备工艺流程如下：
大有光聚酯熔体——增压泵——熔体输送管道——纺丝箱体——计量泵——纺丝组件——侧吹风冷却——油轮上油——两道牵伸——卷绕，大有光“一”字形聚酯长丝。
其中熔体特性粘度为0.63dl/g～0.67dl/g，纺丝温度为280℃～295℃，纺丝速度为4400m/min～4600m/min，第一热辊温度90℃～94℃，第二热辊温度130℃～135℃，侧吹风速度为0.2m/s～0.6m/s，侧吹风温度为19℃～25℃，吹风方向与喷丝微孔长轴方向的角度为3°～15°，无风区长度为130mm～140mm，缓冷器温度为300℃～320℃，拉伸倍数为2.9～3.6。
通过上述工艺流程制备的纤维异形度达88％以上，纤维的单丝纤度为2.0dtex～20dtex，丝束光滑，高亮度、高光泽，条干均匀。
本发明的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，其有益效果表现在：
(1)在现有的生产设备基础上，通过改变喷丝板和调整冷却条件等工艺参数即可生产；
(2)该方法制得的大有光“一”形聚酯长丝性能优异，异形度高达88％以上，高亮度、高光泽，条干及染色均匀；
(3)该方法制得的大有光“一”形聚酯长丝所制备的织物具有手感平滑细腻、立毛性良好，具有钻石般闪光光泽与亮度，在服装面料织物领域的应用前景具有十分广阔。
本发明通过改进喷丝板微孔及冷却条件等工艺，在现有的生产装置上研制出异形度高达88％以上，高亮度、高光泽，条干更均匀的大有光“一”形聚酯长丝，制备的织物具有手感平滑细腻、立毛性良好，具有钻石般闪光光泽与亮度，是高附加值的纺织原料。

附图说明

图1是现有技术的“一”形聚酯长丝的截面示意图
图2是本发明的一种大有光“一”形长丝的制备方法所制得产品的截面示意图
图3是本发明的一种大有光“一”形长丝的制备方法采用的“一”形纤维喷丝微孔放大示意图
图4是本发明的一种大有光“一”形长丝的制备方法采用的喷丝板微孔排列示意图
图5是本发明的一种大有光“一”形长丝的制备方法的侧吹风示意图
图6是侧吹风方向与喷丝微孔长轴方向夹角θ放大示意图
其中1是喷丝板2是喷丝板微孔3是挡板4是侧吹风

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。
本发明的一种大有光“一”形聚酯长丝的制造方法，采用大有光聚酯熔体熔融直纺方式，其制备工艺流程为大有光聚酯熔体——增压泵——熔体输送管道——纺丝箱体——计量泵——纺丝组件——侧吹风冷却——油轮上油——两道牵伸——卷绕，得到大有光“一”形聚酯长丝，其特征是：侧吹风方向与“一”形喷丝微孔长轴方向有一夹角θ，采用缓和冷却形式，喷丝板出丝口无风区长度为130mm～140mm，喷丝微孔截面形状为端部两个对称圆弧以及两条对称的连接两个圆弧的向内收缩的弧线组合而成的几何形状。其中，所述的夹角θ为3°～15°，所述的方法制得的聚酯长丝单丝纤度2.0dtex～20dtex，所述的方法制得的聚酯长丝的异形度≥88％。
实施例1
采用如图4所示的喷丝板，大有光PET熔体经12孔喷丝板挤出成束，经侧吹风冷却，集束上油，牵伸，卷绕，得到大有光“一”型聚酯FDY长丝。其中，当熔体特性粘度为0.67dl/g，纺丝温度为292℃，纺丝速度为4600m/min，第一热辊温度94℃，第二热辊温度135℃，侧吹风速度为0.25m/s，侧吹风温度为22℃，侧吹风方向与喷丝微孔长轴方向的角度为10°，无风区长度为135mm，缓冷器温度为320℃，得到92dtex/12f的大有光“一”形聚酯FDY长丝。该纤维性能优异，异形度高达92％，断裂强度为4.1cN/dtex，断裂伸长率为23％，高亮度、高光泽，条干及染色均匀。
实施例2
采用如图4所示的喷丝板，大有光PET熔体经36孔喷丝板挤出成束，经侧吹风冷却，集束上油，牵伸，卷绕，得到大有光“一”型聚酯FDY长丝。其中，当熔体特性粘度为0.65dl/g，纺丝温度为289℃，纺丝速度为4400m/min，第一热辊温度92℃，第二热辊温度133℃，侧吹风速度0.45m/s，侧吹风温度为25℃，侧吹风方向与喷丝微孔长轴方向的角度为8°，无风区长度为132mm，缓冷器温度为310℃，得到270dtex/36f的大有光“一”形聚酯FDY长丝。该纤维性能优异，异形度高达90％，断裂强度为3.8cN/dtex，断裂伸长率为25％，高亮度、高光泽，条干及染色均匀。