專利名稱：九孔中空三維卷曲滌綸短纖的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種合成纖維的生產(chǎn)方法，特別是中空滌綸短纖的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
天然羊毛的保暖性、彈性和手感均令人喜愛，它是天然三維卷曲纖維。但其生產(chǎn)有限，品質(zhì)的一致性難以控制。天然羽絨由于夾有羽毛的硬梗子，手感不舒服，遇到汗水易發(fā)生異味，又不易洗滌。而隨著人民生活水平的提高，化學(xué)纖維所起的作用已從單純代替天然纖維演變到希望賦予新的高功能。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種具有一定彈性、“呼吸”功能的九孔中空三維卷曲滌綸短纖的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明包括前紡和后牽伸工藝過程，前紡工藝步驟包括切片轉(zhuǎn)鼓干燥、螺桿擠壓熔融、熔體過濾、紡絲、冷卻成形、卷繞上油、落桶；后牽伸工藝步驟為集束、八輥導(dǎo)絲、一道拉伸、拉伸浴槽、二道拉伸、蒸汽加熱、三道拉伸、疊絲、卷曲、冷卻輸送、噴霧上油、切斷、松馳熱定型、打包。
通過上述工藝步驟生產(chǎn)的九孔中空三維卷曲滌綸短纖，由于前紡漿絲、并絲少、斷頭纏輥率低，其中空率高，柔軟，具有較高的彈性，易恢復(fù)原狀，具有呼吸氣體功能，不產(chǎn)生不良?xì)馕?。除纖維與纖維間固定空氣層外，纖維內(nèi)部也有固定空氣層，從而既有優(yōu)良的保暖性，又具有濕度調(diào)節(jié)功能，用這種纖維做成仿羽絨被和枕頭，其優(yōu)良性能是其它纖維難以相比的，可作超級(jí)豪華床上用品之絮填材料。
熔體通過噴絲孔狹縫時(shí)，如果熔體中含有凝膠粒子、雜質(zhì)等尺寸較大，就會(huì)堵塞狹縫，造成微孔異常，甚至造成漿絲斷頭，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，而九孔中空噴絲孔狹縫很細(xì)微，對(duì)熔體質(zhì)量均勻性要求更高，因此，本發(fā)明提高了過濾器過濾精度為20～25μm，同時(shí)采用300～400目的濾網(wǎng)、以20目與40目海砂混合制成過濾砂，滿足了九孔中空纖維對(duì)熔體質(zhì)量均勻性、純度的高要求，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，組件使用周期較理想。
由于噴絲板狹縫細(xì)小，組件過濾器、過濾網(wǎng)配置目數(shù)加大，熔體在組件中流動(dòng)阻力增加，流動(dòng)性能變差，同時(shí)熔體質(zhì)量要滿足均勻、減少凝聚粒子產(chǎn)生，因此，紡絲溫度設(shè)定應(yīng)略高于常規(guī)品種。箱體螺桿溫度控制至275～280℃，熔體流動(dòng)性，可使高彈形變松馳時(shí)間縮短，有利于減少熔體膨化效應(yīng)防熔體破裂，但紡絲溫度不宜過高，則易使熔體降解嚴(yán)重，無法保證紡絲正常。
風(fēng)速過高或過低，原絲的斷面不勻率(DVC)都較大。風(fēng)速過低，初生纖維截面上冷卻固化速度差就小，自卷效果差；風(fēng)速過高，絲條擾動(dòng)大，不利于紡絲、牽伸。過高的風(fēng)速會(huì)使初生纖維預(yù)取向度偏高，從而在牽伸中產(chǎn)生過度拉伸，導(dǎo)致毛絲、斷頭、纏輥增多，牽伸過程不能順利進(jìn)行，還會(huì)導(dǎo)致大分子收縮能力降低，以致于纖維卷曲和膨松性能反而下降。本發(fā)明在冷卻成形時(shí)空調(diào)風(fēng)壓為2000～3000Pa，風(fēng)溫為22～24℃，風(fēng)速為3.0～3.5m/s。
初生纖維在低溫拉伸時(shí)，產(chǎn)生較大的拉伸應(yīng)力，且拉伸溫度遠(yuǎn)低于Tg，不會(huì)發(fā)生應(yīng)力松馳，應(yīng)力使分子遷移性加大，強(qiáng)迫高彈形變導(dǎo)致纖維取向程度高，過度的取向，降低了大分子松馳的收縮能力，減少了卷曲效果，同時(shí)也使膨松性下降，甚至?xí)a(chǎn)生毛絲和斷頭。而在高溫拉伸時(shí)，拉伸應(yīng)力較小，其塑性形增大，高彈形變減小，使整根纖維拉伸性能趨于一致，減少內(nèi)部的應(yīng)力差和分子結(jié)構(gòu)差異，起到抑制卷曲的作用。因此，控制拉伸溫度在滌綸纖維玻璃化溫度以上，牽伸溫度設(shè)定在60～82℃，其三維卷曲效果明顯且無毛絲、纏輥。
牽伸倍率選擇在初生纖維最大拉伸比和自然拉伸比之間，因?yàn)槔毂堵嗜粜∮谧匀焕毂稊?shù)，則被拉伸纖維中細(xì)頸尚未擴(kuò)展到整個(gè)纖維，必然包含較多的未拉伸絲，這樣的纖維沒有實(shí)用價(jià)值；而當(dāng)拉伸倍率達(dá)到最大倍數(shù)時(shí)，纖維就要斷裂。牽伸倍率偏小時(shí)，不足以拉開纖維截面微觀結(jié)構(gòu)的差異，卷曲效果不能充分體現(xiàn)；牽伸倍率偏大，則會(huì)加速大分子軸向排列均勻化，使自卷能力減弱。三維卷曲纖維在牽伸過程中，其牽伸倍率不是一成不變的，而且由于九孔中空纖維中含較多微孔，初生絲冷卻效果明顯最大牽伸率均有所下降，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下牽伸倍率設(shè)定在1.0～3.0。
由于初生纖維內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)存在差異，拉伸后產(chǎn)生的大分子塑性形變?cè)谕饬οШ?，高彈形變松馳并產(chǎn)生不同的收縮效應(yīng)而繞軸向扭轉(zhuǎn)，從而形成螺旋形三維卷曲；但此時(shí)纖維內(nèi)部序態(tài)結(jié)構(gòu)尚未固定，其尺寸穩(wěn)定性較差，結(jié)晶度較低，并且高彈形變?cè)诘蜏叵滤沙跁r(shí)間較長，因此必須通過松弛熱定型來縮短大分子松弛時(shí)間，提高結(jié)晶度。
為使本產(chǎn)品具有光滑的手感，在其表面噴有機(jī)硅乳劑，其主體成份含有活性端基的聚二烴基硅氧烷，它在熱定型溫度下，由于交鏈劑和催化劑的作用，變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在纖維表面形成極薄的有機(jī)硅固化膜。
松馳熱定型過程中，烘箱定型溫度設(shè)定為140～160℃，定型時(shí)間3～5分鐘，從成品質(zhì)量情況來看，硅油結(jié)合牢度好，手感糯滑。
具體實(shí)施例1、主要原輔材料切片半消光一等品 粘度0.65±0.02dl/g熔點(diǎn)260±2℃。
第一油劑D-67短纖前紡油劑第二油劑NT三維中空強(qiáng)性硅油2、生產(chǎn)裝置三維卷曲中空紡絲設(shè)備及年產(chǎn)5000噸后紡滌綸短纖維生產(chǎn)線一條。
3、工藝流程前紡切片轉(zhuǎn)鼓干燥→螺桿(EX)擠壓熔融→熔體過濾器(PEL)→紡絲→冷卻成形→卷繞上油(第一油劑D-67)→落桶其中，熔體過濾器精度為25μm，濾網(wǎng)為400目，過濾砂采用20目與40目的海砂按1∶1比例混合。
紡絲時(shí)箱體螺桿溫度為270℃。
冷卻成形時(shí)空調(diào)風(fēng)壓為3000Pa，風(fēng)溫為23℃±1℃，風(fēng)速為3.4m/s。
后牽伸集束→八輥導(dǎo)絲→第一拉伸機(jī)(DF-1)→拉伸浴槽(DB)→第二拉伸機(jī)(DF-2)→蒸汽加熱箱(HBX)→第三拉伸機(jī)(DF-3)→疊絲機(jī)(TA)→卷曲機(jī)(CP)→冷卻輸送帶(TOC)→噴霧上油(第二油劑NT三維中空強(qiáng)性硅油)→切斷→松馳熱定型機(jī)→打包→成品纖維。
其中，第一拉伸在室溫為60±2℃，牽伸倍率控制在1.05～1.2；第二拉伸、第三拉伸都是在室溫為80±2℃條件下進(jìn)行，每次拉伸的牽伸倍率控制在2.6～3.0。
松馳熱定型前以NT三維中空強(qiáng)性硅油作為含有活性端基的聚二烴基硅基烷噴于纖維表面，松馳熱定型時(shí)烘箱溫度為150℃，定型時(shí)間4分鐘。
通過上述工藝，生產(chǎn)的8D九孔中空三維卷曲滌綸短纖維檢測(cè)的產(chǎn)品各參數(shù)指標(biāo)為線密度偏差1.5％長度偏差-9.7％卷曲數(shù)7.4個(gè)/25mm卷曲率11.8％膨松性120V1/cm3g-125V2/cm3g-1壓縮彈性回復(fù)率83％倍長纖維含量6mg/10g中空率32％
權(quán)利要求
1.九孔中空三維卷曲滌綸短纖的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括前紡和后牽伸工藝過程，前紡工藝步驟包括切片轉(zhuǎn)鼓干燥、螺桿擠壓熔融、熔體過濾、紡絲、冷卻成形、卷繞上油、落桶；后牽伸工藝步驟包括集束、八輥導(dǎo)絲、一道拉伸、拉伸浴槽、二道拉伸、蒸汽加熱、三道拉伸、疊絲、卷曲、冷卻輸送、噴霧上油、切斷、松馳熱定型、打包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于熔體過濾的過濾器精度為20～25μm，濾網(wǎng)為300～400目，過濾砂采用20目與40目海砂混合組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述工藝，其特征在于紡絲時(shí)箱體螺桿溫度為275～280℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述工藝，其特征在于冷卻成形時(shí)空調(diào)風(fēng)壓為2000～3000Pa，風(fēng)溫為22～24℃，風(fēng)速為3.0～3.5m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述工藝，其特征在于拉伸時(shí)溫度為60～82℃，每次拉伸的牽伸倍率為1.0～3.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述工藝，其特征在于松馳熱定型時(shí)烘箱溫度為140～160℃，定型時(shí)間為3～5分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述工藝，其特征在于在松馳熱定型時(shí)纖維表面噴涂主要成份為活性端基的聚二烴基硅氧烷的有機(jī)硅乳劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成纖維的生產(chǎn)方法，特別是中空滌綸短纖的生產(chǎn)方法。前紡工藝步驟包括切片轉(zhuǎn)鼓干燥、螺桿擠壓熔融、熔體過濾、紡絲、冷卻成型、卷繞上油、落桶；后牽伸工藝步驟包括集束、八輥導(dǎo)絲、一道拉伸、拉伸浴槽、二道拉伸、蒸汽加熱、三道拉伸、疊絲、卷曲、冷卻輸送、噴霧上油、切斷、松弛熱定型。本發(fā)明之產(chǎn)品為九孔中空三維卷曲滌綸短纖，具有較好的保暖性、彈性和手感和“呼吸”功能，是一種理想的羊毛、羽絨替代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)D01D5/00GK1417390SQ02148529
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者劉廣仁 申請(qǐng)人:揚(yáng)州廣瑞毛絨有限責(zé)任公司