CN102839435B - 一种一字锯齿形聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一字锯齿形聚酯纤维及其制备方法。喷丝板的喷丝孔为一字锯齿形，每个喷丝孔包括四个相同的三角孔，三角孔之间相互连通或有间隔；三角孔的每个边为8～10°弧度的凹曲线；每个喷丝孔的长宽比为4～6：1；采用徐冷和侧吹风冷却组合，侧吹风的吹风方向与锯齿形喷丝板的喷丝微孔的夹角呈15～30°，上油集束工艺采用喷嘴与油盘组合上油。本发明制备得到的一字锯齿形聚酯纤维异形度大，并同时具备一字形或扁平形纤维良好的光泽效果和十字形纤维吸湿、导湿性能及保湿透气功能特性的效果，可赋予织物光泽、蓬松性、吸湿性、弹性和手感等各种优势性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种异形截面的聚酯纤维及其制造方法，尤其是涉及一种具有不同锯齿型细微沟槽异形截面的聚酯纤维及其制造方法。
背景技术
合成纤维中的异形纤维常见的生产加工过程是喷丝板上开有多个截面与纤维的截面相对应的喷丝孔，纺丝熔体先从喷丝板上的异形喷丝孔中喷出，经冷却固化形成初生纤维，初生纤维再经过拉伸加工而制成与喷丝异形孔截面形状相似的异形合成纤维。合成纤维通常为圆孔形纤维，其内部为实心结构，排列紧密，吸湿性、易染性差，而且光线照射到表面时容易形成漫反射，光泽较差，因此，其织物的服用舒适性不好，难以满足人们的需要。目前已经产业化的异形纤维的截面有三角形、三叶形、五角形、十字形和一字形或者扁平形等，而一般的异形纤维则只有单一相同的形状，难以同时发挥多种功能，如三角形、三叶形、五角形纤维具有小棱镜的作用，能使自然光分光后再度组合，从而发出丝绸般的光泽，给人以特殊的感觉，但其吸湿导湿性能差；而一字形或扁平形虽然具有较好光泽效果，但其吸湿导湿性能较差。而C形、H形、十字形纤维表面的沟槽结构所产生的毛细现象可具有良好的吸湿排汗效果，但光泽欠佳。因此，现有技术提供的异形纤维不能同时具备光泽好且吸湿性好等各种优势性能，从而影响到织物服用性能和风格效果。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种同时具备一字形或扁平形和十字形纤维的功效，具有异形度高、吸湿导湿性能和染色性能好的一字锯齿形聚酯纤维及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是提供一种一字锯齿形聚酯纤维的制备方法，包括聚酯切片干燥、螺杆熔融、纺丝箱体、计量泵、纺丝组件、熔体挤出、冷却成形、上油集束、牵伸、热定型和卷绕成型工艺，具体工艺条件为：所述的熔体挤出工艺，其喷丝板的喷丝孔为一字锯齿形，每个喷丝孔包括四个相同三角孔，三角孔之间相互连通或有间隔；三角孔的每个边为8～10°弧度的凹曲线；每个喷丝孔的长宽比为4～6：1； 所述的冷却成形工艺，采用徐冷和侧吹风冷却组合，徐冷区高度为120～150mm徐冷区温度为310±3℃；侧吹风的吹风方向与锯齿形喷丝板的喷丝微孔的夹角（θ）呈15～30°，侧吹风速度为0.4～0.5m/s，侧吹风温度为22±2℃；所述的上油集束工艺，采用喷嘴与油盘组合上油。
本发明所述的技术方案中，聚酯切片特性粘度为0.648dl/g；喷丝板上的孔数为24f～72f；纺丝温度为288～292℃；热定型工艺的第一热辊温度为85～93℃，第二热辊温度为125～130℃；卷绕成型工艺的卷绕速度4300～4800m/min。
按上述制备方法得到的一种一字锯齿形聚酯纤维，其单丝纤度为1.5dtex～5.0dtex；断裂强度为3.5～4.0cN/dtex，断裂伸长率为20～30%。
现有的喷丝板技术纺制一字形纤维或者扁平形纤维仅有单一相同截面形状及功能，不能生产出同时具备一字形或扁平形和十字形纤维功效的产品。本发明喷丝板的微孔采用一字锯齿形，配合相应的工艺条件，生产得到的聚酯纤维的异形度大，同时具备了一字形或扁平形的良好光泽效果和十字形纤维吸湿导湿性能以及保湿透气功能特性和效果，能赋予织物光泽、蓬松性、吸湿性、弹性和手感等各种优势性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所制备的一字锯齿形聚酯纤维截面具有三个锯齿形细微沟槽毛细孔形状，使纤维纵表面分布的锯齿形状可以形成多条细微沟槽而形成良好的毛细管芯吸效应，具备异形度高，比表面积大，纤维染色性能好，纤维更容易上色，且色泽饱满，光泽亮丽，同时纤维之间空隙率大、柔软、质轻、覆盖面大的性能，使纤维及其制成的织物具有良好的吸湿导湿性和保水率高及透气性、回弹性、保暖性、手感滑柔、光泽柔和等良好的服用舒适性和超仿真纤维效果等功能特性。
2、本发明具有生产成本低，性价比和实用价值高以及服用性能好的特点，生产的异形纤维可大量用于机织、编织织物中，如生产细夏布、波纹绸、仿薄丝、仿绢和内衣服饰等产品，市场前景好。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一字锯齿形喷丝板微孔的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的喷丝板的微孔排列示意图；
图3为本发明实施例1制备一字锯齿形聚酯纤维侧吹风工艺中喷丝板上的喷丝微孔与熔体细流冷却吹风方向的示意图；
图4为本发明实施例1提供的一字锯齿形聚酯纤维的截面形状示意图；
图5为本发明实施例2提供的一字锯齿形喷丝板微孔的结构示意图；
图6为本发明实施例2提供的一字锯齿形聚酯纤维的截面形状示意图；
图中，1、侧吹风； 2、喷丝微孔；3、喷丝板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
实施例采用熔融纺丝拉伸一步法，将聚酯切片经螺杆熔融后熔体的输入计量泵和纺丝组件，熔体从有36个喷丝孔的喷丝板上挤出形成熔体细流，经过徐冷区和侧吹风冷却区冷却固化成形，集束上油，牵伸和热定型，卷绕成型，制得新型一字锯齿形聚酯纤维。
参见附图1，它是本实施例提供的一字锯齿形喷丝板微孔的结构示意图；喷丝孔为一字锯齿形，每个喷丝孔由四个相同的三角孔组成，三角孔之间相互连通,三角孔的3条边为含弧度的凹曲线，弧度β为8.04°；每个喷丝孔的长度为0.335mm，喷丝孔的长宽比为4:1。
参见附图2，它是本实施例提供的喷丝板的微孔排列示意图；参见附图3，它是本实施例制备一字锯齿形聚酯纤维侧吹风工艺中喷丝板上的喷丝微孔与熔体细流冷却吹风方向的示意图；由图2和3可以看出，喷丝板3上喷丝孔2为平行排列分布方式，喷丝板的喷丝孔与熔体细流冷却侧吹风1的吹风方向有一夹角θ，在本实施例中θ为25°。
纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，纺丝温度291℃，按图1和图2所示一字锯齿形喷丝板微孔的结构和排列方式，挤出形成熔体细流，喷丝孔与熔体细流冷却侧吹风的吹风方向有一夹角θ，在本实施例中θ为25°；徐冷区高度130mm，徐冷区温度310℃，侧吹风速度0.50m/s，侧吹风温度22℃，第一热辊温度93℃，第二热辊温度126℃，卷绕速度4500m/min，纺制得到的167dtex/36f一字锯齿形聚酯纤维的断裂强度为3.89cN/dtex，断裂伸长率为25%。
参见附图4，它是本实施例提供的一字锯齿形聚酯纤维的截面形状示意图；由图4可以看出，所制备的一字锯齿形聚酯纤维截面具有三个锯齿形细微沟槽毛细孔形状，异形度高，比表面积大，纤维纵表面分布的锯齿形状可以形成多条细微沟槽而形成良好的毛细管芯吸效应。
实施例2
在本实施例中，经螺杆熔融后熔体从有72个喷丝孔的喷丝板上挤出形成熔体细流，经过徐冷区和侧吹风冷却区冷却固化成形，集束上油，牵伸和热定型，至卷绕成型，制得新型一字锯齿形聚酯纤维。
参见附图5，它是本实施例提供的一字锯齿形喷丝板微孔的结构示意图；喷丝孔为一字锯齿形，每个喷丝孔由四个相同的三角孔组成，三角孔之间有小间隙d为0.005mm，三角孔的3条边为含弧度的凹曲线，弧度β为9°；每个喷丝孔的长度为0.335mm，喷丝孔的长宽比为4.18:1。喷丝板上的喷丝孔为向心排列；喷丝孔与熔体细流冷却侧吹风的吹风方向有一夹角θ，在本实施例中θ为20°。
纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，纺丝温度291℃，徐冷区高度为150mm，徐冷区温度310℃，侧吹风速度0.47m/s，侧吹风温度22℃，第一热辊温度89℃，第二热辊温度126℃，卷绕速度4500m/min，纺制得到的110dtex/72f一字锯齿形聚酯纤维的断裂强度为3.78cN/dtex，断裂伸长率为26%。
参见附图6，它是本实施例提供的一字锯齿形聚酯纤维的截面形状示意图；由图6可以看出，所制备的一字锯齿形聚酯纤维截面具有三个锯齿形细微沟槽毛细孔形状，异形度高，比表面积大，纤维纵表面分布的锯齿形状可以形成多条细微沟槽而形成良好的毛细管芯吸效应。
实施例3
实施例采用熔融纺丝拉伸一步法，将聚酯切片经螺杆熔融后熔体的输入计量泵和纺丝组件，从喷丝板微孔挤出形成熔体细流，经过徐冷区和侧吹风冷却区冷却固化成形，集束上油，牵伸和热定型，卷绕成型，制得一字锯齿形聚酯纤维。
纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，纺丝温度291℃；喷丝板上设有24个喷丝孔，喷丝孔的结构参见附图1，喷丝孔为一字锯齿形，每个喷丝孔由四个相同的三角孔组成，三角孔之间相互连通,三角孔的3条边为含弧度的凹曲线，弧度β为8°；每个喷丝孔的长度为0.335mm，喷丝孔的长宽比为4:1。
徐冷区高度为120mm ，徐冷区温度310℃，侧吹风速度0.43m/s，侧吹风温度22℃，喷丝板的喷丝孔与熔体细流冷却侧吹风的吹风方向有一夹角θ，在本实施例中θ为15°；第一热辊温度86℃，第二热辊温度126℃，卷绕速度4500m/min，纺制得到的76dtex/24f一字锯齿形聚酯纤维的断裂强度为3.96cN/dtex，断裂伸长率为23%。
Claims (2)
1.一种一字锯齿形聚酯纤维的制备方法，包括聚酯切片干燥、螺杆熔融、纺丝箱体、计量泵、纺丝组件、熔体挤出、冷却成形、上油集束、牵伸、热定型和卷绕成型工艺，其特征在于：
所述的熔体挤出工艺，其喷丝板的喷丝孔为一字锯齿形，每个喷丝孔包括四个相同三角孔，三角孔之间相互连通或有间隔；三角孔的每个边为8～10°弧度的凹曲线；每个喷丝孔的长宽比为4～6：1；
所述的冷却成形工艺，采用徐冷和侧吹风冷却组合，徐冷区高度为120～150mm，徐冷区温度为310±3℃；侧吹风的吹风方向与锯齿形喷丝板的喷丝微孔的夹角（θ）呈15～30°，侧吹风速度为0.4～0.5m/s，侧吹风温度为22±2℃；
所述的上油集束工艺，采用喷嘴与油盘组合上油；
其中，聚酯切片特性粘度为0.648dl/g；喷丝板上的孔数为24f～72f；
热定型工艺的第一热辊温度为85～93℃，第二热辊温度为125～130℃；卷绕成型工艺的卷绕速度4300～4800m/min；
产品的单丝纤度为1.5dtex～5.0dtex；断裂强度为3.5～4.0cN/dtex，断裂伸长率为20～30%。
2.根据权利要求1所述的一种一字锯齿形聚酯纤维的制备方法，其特征在于：纺丝温度为288～292℃。
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