專利名稱：異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)纖維領(lǐng)域，特別是涉及異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法。
背景技術(shù)：
伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，紡織產(chǎn)業(yè)也迎來了又一個快速發(fā)展時代，人們在衣食住行上的消費(fèi)都帶動了紡織經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其中市場對紡織品不僅有量的強(qiáng)烈需求，更本質(zhì)的是要求紡織品有質(zhì)的不斷超越，且人們對紡織品用途、性能的需求正朝著多樣化與高品質(zhì)方向發(fā)展。人們期望的織物性能要求往往是具有優(yōu)良的光學(xué)性能；很好的吸濕透氣性； 重量輕、吸水吸汗、易洗速干；手感更加舒適；富有彈性、不起球，有高度的蓬松性、覆蓋性和防污效果；能提高染色的深色感和鮮明性，使所染顏色更加鮮艷等。而在裝飾領(lǐng)域，人們希望紡織原料具有優(yōu)雅的外觀效應(yīng)，多彩的色澤變化，特別是應(yīng)用在服飾上更需要上述多種性能的綜合。而這些性能一般的天然纖維是不具備的或是僅具備其中的數(shù)種性能但價格較昂貴。近年來，國外學(xué)者通過建立模型和實(shí)驗(yàn)方法，對扁平纖維進(jìn)行了研究，并對纖維截面沿紡程的變化進(jìn)行了研究。而且，國內(nèi)外對扁平纖維生產(chǎn)開發(fā)中以腈綸或纖維素纖維的具體工藝研究較多，針對扁平聚酯纖維成形的研究則較少，而在扁平截面的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品改造的研究更少，使得扁平異染聚酯的生產(chǎn)缺少理論和實(shí)踐的指導(dǎo)。有鑒于此，本發(fā)明人結(jié)合從事聚酯纖維研究工作多年的經(jīng)驗(yàn)，對上述技術(shù)領(lǐng)域的缺陷進(jìn)行長期研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法， 本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)的一種創(chuàng)新，提供一種一字型異形截面，同時在縱向還有異染不規(guī)則長度粗細(xì)節(jié)片段，具有雨絲紋效應(yīng)的亮麗新型面料用聚酯長絲的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，包括干燥、熔融、紡絲、冷卻上油和熱輥卷繞步驟。所述干燥步驟中，結(jié)晶溫度170°C，結(jié)晶時間15-30分鐘，干燥溫度175°C，干燥時間8-10小時，使切片的特性粘度降小于O. 005d L / g，含水率在20ppm以下。進(jìn)一步，在本發(fā)明的紡絲步驟中，紡絲溫度為285°C _290°C，噴絲板孔形的長寬比為14-17，噴絲孔的分布方式為菱形分布，層與層之間采用交錯排列，噴絲孔的長周邊與吹風(fēng)方向成30-45度角。進(jìn)一步，紡絲溫度為285°C，噴絲板孔形的長寬比為17，噴絲孔的長周邊與吹風(fēng)方向成45度角。從而紡絲效果更好。進(jìn)一步，在本發(fā)明的冷卻上油步驟中，側(cè)吹風(fēng)工藝的風(fēng)溫為26°C，風(fēng)速為O. 45m/ s，風(fēng)濕70%,上油率為O. 7%。進(jìn)一步，在本發(fā)明的熱輥卷繞步驟中，熱輥GRl溫度為75-90 °C，速度為1500-2200m/min ;熱輥 GR2 溫度為 110_120°C，速度為 3500-4000m/min ;拉伸比為 I. 6-1. 8
倍，卷繞超喂率為7%。本技術(shù)方案的工藝流程，簡單來說如下
切片A —干燥一熔融一箱體一計(jì)量一組件紡絲一冷卻上油一熱棍FRl —熱棍FR2 —卷繞。本技術(shù)方案主要是在紡拉聯(lián)合一步法設(shè)備上綜合采用不均勻拉伸技術(shù)、智能可編程控制技術(shù)進(jìn)行一字型異型截面、軸向異染聚酯長絲的系列產(chǎn)品開發(fā)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)如下
第一，特種噴絲組件的設(shè)計(jì)和精確加工技術(shù)。對組件的噴絲板進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)和加工。 研究了不同噴絲孔的長徑比、噴絲孔的不同排列方式及孔數(shù)等對纖維性能的影響。噴絲孔的長徑比、長寬比以及噴絲板中孔的排列方式、孔形和孔數(shù)對纖維的光澤效果、剛性、閃亮效果及可紡性，最終產(chǎn)品風(fēng)格有顯著影響。作為優(yōu)選，選擇孔形的長寬比為17、噴絲孔采用菱形分布，層與層之間采用交錯排列，矩形噴絲孔的長周邊與吹風(fēng)方向成45度角度時，纖維的各項(xiàng)性能和可紡性最好。第二，紡絲工藝關(guān)鍵技術(shù)研究。不同的紡絲工藝條件，尤其是紡絲溫度、冷卻條件和拉伸倍數(shù)將會大大影響扁平纖維異形度和粗細(xì)節(jié)分布，從而最終影響產(chǎn)品的風(fēng)格，本技術(shù)方案的紡絲溫度比常規(guī)聚酯高出3-5°C，作為優(yōu)選，矩形噴絲孔的長周邊與吹風(fēng)方向成 45度角度，采用稍低的側(cè)吹風(fēng)速度，同時適當(dāng)提高側(cè)吹風(fēng)溫度，所選用的拉伸倍數(shù)要小于常規(guī)拉伸比，研究了不同紡絲拉伸工藝對纖維及面料性能和風(fēng)格的影響。第三，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)和染整加工后處理的應(yīng)用研究。產(chǎn)品在生產(chǎn)時產(chǎn)生的粗細(xì)節(jié)有著不同的分子結(jié)構(gòu)，在后處理時會纖維產(chǎn)生不同的收縮率和上染率等，項(xiàng)目從紡絲工藝與染整工藝綜合考慮來獲得織物滿意的風(fēng)格效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
第一，采用本技術(shù)方案的產(chǎn)品具有一字型異形截面，而一字型截面能產(chǎn)生亮麗光彩的光學(xué)效應(yīng)。第二，本技術(shù)方案填補(bǔ)了本領(lǐng)域的空白，可實(shí)現(xiàn)縱向不規(guī)則長度的片段異染。這種應(yīng)用在文獻(xiàn)中還未報(bào)道，國外學(xué)者通過建立模型和實(shí)驗(yàn)方法，主要是以開發(fā)扁平的腈綸或纖維素纖維的工藝，及一字型截面沿紡程的變化進(jìn)行了研究，而針對聚酯纖維成形的理論研究較少。第三，粗細(xì)節(jié)異染的作用可以產(chǎn)生仿麻的效果，不規(guī)則的粗細(xì)片段變化使纖維截面形狀及長寬比發(fā)生變化，形成變化的閃光效果，更似雨幕中劃過的雨絲，使面料的外觀效果十分清新雅致。第四，粗細(xì)節(jié)的染料上染率不同又使面料添加了斑斕色彩，克服了異型纖維應(yīng)用的單一呆板的視覺弊端，使面料面貌更具活力。第五，采用該技術(shù)方案的面料具有優(yōu)雅的外觀效應(yīng)，多彩的色澤變化、吸濕透氣性好、重量輕、吸濕快干、手感柔軟而富有彈性、不起球和良好的染色性。第六，采用本技術(shù)方案生產(chǎn)的布面有形似雨絲狀的變化閃光效果的深、淺條紋，色彩多姿，風(fēng)格獨(dú)特，為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的追求服用和裝飾用面料高檔化、風(fēng)格多樣化的個性消費(fèi)需求提供了很好的原材料。


圖I為扁平絲噴絲板上噴絲孔角度分布圖2為織物經(jīng)向斷裂強(qiáng)力；
圖3為織物經(jīng)向斷裂伸長率；
圖4為織物緯向斷裂強(qiáng)力；
圖5為織物緯向斷裂伸長率；
圖6為織物經(jīng)向平均抗彎長度；
圖7為織物緯向平均抗彎長度；
圖8為經(jīng)向急彈回復(fù)角；
圖9為經(jīng)向緩彈回復(fù)角；
圖10為緯向急彈回復(fù)角；
圖11為緯向緩彈回復(fù)角；
圖12為織物懸垂性；
圖13為織物KS的值；
圖14為織物反射率比較。
具體實(shí)施例方式在本實(shí)施例中，主要生產(chǎn)原料、設(shè)備如下結(jié)晶干燥北京德厚樸化工技術(shù)有限公司FB⑶-I型；螺桿擠壓機(jī)金緯機(jī)械制造有限公司JWM65 ;過濾威海市海達(dá)科技有限公司 RLB7-30型；計(jì)量、紡絲箱體、紡絲組件大連合纖所；冷卻空調(diào)杭州中孚公司；卷繞日本帝人制機(jī)；實(shí)驗(yàn)材料聚酯切片及纖維材料。在本發(fā)明中使用的所有原材料等除特殊說明外，均是常規(guī)使用的，可以從市場購得；所使用的設(shè)備除特殊說明外，均從市場購得；所使用的工藝方法，如未做特別說明，均是指常規(guī)工藝方法，比如長絲制備中的熔融步驟或者其他步驟中的常規(guī)工藝，故不再贅述。在本發(fā)明中，如非特指，所有的量、百分比均為重量單位。(一)本技術(shù)方案中具體獨(dú)特的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制如下
I、切片干燥
扁平絲生產(chǎn)在切片干燥環(huán)節(jié)要求更高，水分的含量要低于30ppm，如果切片干燥效果不好，水分含量過高，在紡絲時容易造成原料水解，其可紡性變差。同時水分在熔體中汽化成小氣泡，在紡絲時容易造成飄絲和斷絲，纏輥嚴(yán)重，使成品絲的強(qiáng)度下降。因此在紡扁平絲時須采取更嚴(yán)格的干燥工藝。由于扁平絲在紡絲過程中絲條邊角處張力比中間張力大， 易出現(xiàn)毛絲，所以切片干燥的控制要比紡普通絲的要求高。另外在干燥過程中既不能使切片發(fā)生熱降解、水解，又不能使切片在高溫下出現(xiàn)固相縮聚而增粘，防止切片特性粘度波動大而影響絲條的扁平度。因此，干燥工藝溫度要控制低一些，時間長一些，特別是對干燥空氣的露點(diǎn)溫度要求較高。經(jīng)試驗(yàn)，最終確定干燥工藝條件如下結(jié)晶溫度170°C，結(jié)晶時間 15-30分鐘，干燥溫度175°C，干燥時間8- 10小時，使切片的特性粘度降小于O. 005d L / g，含水率在20ppm以下。2、紡絲溫度扁平異染纖維的紡絲溫度控制是其生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。紡絲溫度一般選擇比常規(guī)聚酯高出3_5°C為好，可提高扁平纖維的伸長率和改善后加工性能。我們生產(chǎn)異染扁平絲選用的是聚酯切片不含消光劑Ti02，熔體不具有與毛細(xì)管間的粘附，熔體在管壁上產(chǎn)生滑移，流動不穩(wěn)定，在邊界上產(chǎn)生滑脫現(xiàn)象，流線呈不對稱分布，而通過提高熔體溫度，可減少不規(guī)則流動。另外，聚酯熔體離開噴絲板時，會產(chǎn)生膨化，直徑增大，如果采用較高的紡絲溫度，可降低膨化率，同時，大分子運(yùn)動加快，在熔體拉伸流動取向過程中，解取向作用增強(qiáng)，導(dǎo)致扁平絲取向度降低，從而提高了 POY的后加工性能。但溫度太高會導(dǎo)致熔體粘度降增大，出現(xiàn)斷絲嚴(yán)重、毛絲等問題。如果熔體粘度過低，將導(dǎo)致纖維扁平度差。而且隨紡絲溫度的提高， 扁平纖維的長寬比下降，本項(xiàng)目分別在275°C、280 V、285°C、290 V、299 V 5個紡絲溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，相應(yīng)的POY絲強(qiáng)、伸度及扁平度見下表I。表I不同紡絲溫度下POY絲強(qiáng)、伸度、扁平度及毛絲情況
權(quán)利要求
1.異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，其特征在于包括干燥、熔融、紡絲、冷卻上油和熱輥卷繞步驟；所述干燥步驟中，結(jié)晶溫度170°c，結(jié)晶時間15-30分鐘，干燥溫度 175°C，干燥時間8- 10小時，使切片的特性粘度降小于O. 005d L / g，含水率在20ppm以下。
2.如權(quán)利要求I所述的異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，其特征在于所述紡絲步驟中，紡絲溫度為285°C -290°C，噴絲板孔形的長寬比為14-17，噴絲孔的分布方式為菱形分布，層與層之間采用交錯排列，噴絲孔的長周邊與吹風(fēng)方向成30-45度角。
3.如權(quán)利要求2所述的異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，其特征在于所述紡絲溫度為285°C，噴絲板孔形的長寬比為17，噴絲孔的長周邊與吹風(fēng)方向成45度角。
4.如權(quán)利要求2或3所述的異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，其特征在于所述冷卻上油步驟中，側(cè)吹風(fēng)工藝的風(fēng)溫為26°C，風(fēng)速為O. 45m/s，風(fēng)濕70%，上油為O. 7%。
5.如權(quán)利要求4所述的異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，其特征在于所述熱輥卷繞步驟中，熱輥GRl溫度為75-90 °C，速度為1500-2200m/min ；熱輥GR2溫度為 110-120°C，速度為3500-4000m/min ;拉伸比為I. 6-1. 8倍，卷繞超喂率為7%0
全文摘要
本發(fā)明公開異染一字型扁平聚酯長絲的制備方法，包括干燥、熔融、紡絲、冷卻上油和熱輥卷繞步驟。其中干燥步驟中結(jié)晶溫度170℃，結(jié)晶時間15-30分鐘，干燥溫度175℃，干燥時間8-10小時，使切片的特性粘度降小于0.005dL/g，含水率在20ppm以下。本技術(shù)方案是在常規(guī)一步法仿牽聯(lián)合機(jī)上通過非均勻拉伸而將粗細(xì)節(jié)巧妙地應(yīng)用到了扁平長絲上，產(chǎn)品充分結(jié)合了扁平截面與縱向粗細(xì)不勻的特點(diǎn)，造成了面料獨(dú)特的雨絲紋外觀效果，克服了單純扁平纖維用于面料中風(fēng)格單一的缺陷。
文檔編號D01D5/088GK102586912SQ20111041140
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者樓利琴 申請人:紹興文理學(xué)院元培學(xué)院