專利名稱：滌綸細旦高中空短纖維及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種中空纖維，特別涉及一種滌綸細旦高中空短纖維及其生產方法。
背景技術：
現有滌綸高中空纖維其纖度一般在3.3dtex以上，主要作為填充材料應用于被褥、枕頭、玩具、沙發等，而無法作為織物原料。現有滌綸細旦中空短纖維即便能做到1.67dtex的纖度，因其只有10％左右中空度，而失去其保溫性和量輕的真正意義。
目前國內、外生產中空纖維的廠家，大多數采用的噴絲板孔型基本上為C型、兩段圓弧狹縫型等，也有采用三段圓弧狹縫噴孔構造生產中空纖維，圖1為三段圓弧狹縫噴孔示意圖。采用三段圓弧狹縫噴孔構造生產中空纖維，中空度要大，則孔的實心內徑必須大；而成品纖度要細，則外徑又必須小，即內外孔間隙要小。在設計尺寸時，因無法找到同時保證成品纖度達到1.67dtex、中空度達到20％左右兩項關鍵指標，因此生產出的纖維要么雖中空度達到較高水平但單絲纖度偏粗，基本在3D以上，只能用于作為填充料；要么雖纖度達到1.5D(即1.67dtex)，而中空度只能達到10％左右，這樣低的中空度在保溫性能上失去明顯效果。從而限制了紡織面料和服飾上在高技術領域應用上的拓展。
在冷卻成形時，傳統的環形吹風方向與絲成垂直角度為90°，此吹風方式對于高中空纖維有其不足之處，圖2為常規環吹風的走勢示意圖，平行風32吹入后，從噴絲板31紡出的絲束因受絲束拉伸方向動力33的影響，隨著風的切入，風向將發生下傾，這樣因吹風點的變化，造成內、外層絲束的溫差加大，使冷卻位置發生偏差，尤其對高中空纖維而言，內層凝固點的下移，對中空度的保持及均勻性相當不利。
發明內容
本發明是為了解決現有技術存在的上述問題而提供的一種滌綸細旦高中空纖維生產方法，通過對三段圓弧狹縫噴孔參數的合理設計，以及冷卻吹風角度的改變，解決了纖度和中空度的矛盾，使纖維的保溫性能得以保證，同時提高了纖維的可紡性和加工性。
本發明的滌綸細旦高中空短纖維，其橫截面形狀為類三角形，纖度為1.56～1.67dtex、中空度為17-23％。
為了實現上述目的，本發明滌綸細旦高中空短纖維生產方法包括以下步驟(I)聚酯熔體經由噴絲板進行紡絲，所述的噴絲板上的噴孔為三段圓弧狹縫結構所述的噴絲板的噴孔的尺寸為孔外圓尺寸為φ0.6±0.01mm孔內圓尺寸為φ0.5±0.01mm內、外孔間隙尺寸為 0.05±0.01mm圓弧間距的尺寸為0.10±0.02mm
(II)經由所述的噴絲板形成的絲束通過環吹風冷卻成型固化后卷繞盛絲，所述的環吹風的吹風角度為15-25度；(III)對于經由(I)和(II)步驟形成的絲束進行包括有拉伸浴程序的后紡處理。
所述的拉伸浴具有可調節位置的隔板。
本發明解決了纖度和中空度的矛盾，使纖維的保溫性能得以保證，同時提高了纖維的可紡性和加工性。
采用本發明生產方法所生產的滌綸細旦高中空短纖維具有量輕、蓬松感；持久的彈性回復力；優異的保溫性；柔軟的手感；易起絨加工等優點，可廣泛用于搖粒絨、防寒服、冬季運動服、起絨針織物、非織造布、毛毯、可織成睡袋、內衣、成衣、手套、帽子等保溫類產品。
圖1為三段圓弧狹縫噴孔示意圖。
圖2為常規環吹風的走勢示意圖。
圖3是本發明滌綸細旦高中空短纖維生產方法的工藝流程圖。
圖4為本發明環吹風的走勢示意圖。
圖5是本發明拉伸浴示意圖。
圖6是本發明滌綸細旦高中空短纖維產品截面形狀示意圖。
具體實施例方式
圖1為三段圓弧狹縫噴孔示意圖。采用三段圓弧狹縫噴孔構造生產中空纖維，中空度要大，則孔的實心內徑必須大；而成品纖度要細，則外徑又必須小，即內外孔間隙要小。在相同的孔隙條件下，隨內徑的擴大，孔的表面積必然增大，因此必須做到噴頭拉伸倍率及后紡拉伸總倍率的合理分配。基于此兩項原理，要達到成品纖度為1.56～1.67dt ex的產品、同時保持高中空度最合理，本發明的噴孔參數為孔外圓DI的尺寸為 φ0.6±0.01mm孔內圓D2的尺寸為 φ0.5±0.01mm內外孔間隙d的尺寸為0.05±0.01mm三段圓弧間間距b的尺寸為0.10±0.02mm圖3是本發明滌綸細旦高中空短纖維生產方法的工藝流程圖。工藝流程包括前紡和后紡兩部分，如圖3所示，前紡包括聚酯熔體1通過管道輸送到紡絲箱體2，經紡絲箱體內的紡絲組件形成紡絲。紡得的絲束通過環吹冷卻裝置3成型固化，并通過卷繞機構到盛絲4。等盛絲按工藝要求滿桶后運至后紡進行集束5。集束后的絲束分別經過第一拉伸機6、拉伸浴7、第二拉伸機8、蒸汽箱9、緊張熱定型機10的第一道輥等工序進行充分拉伸，并通過緊張熱定型機10的后面幾道輥的定型，達到生產所需的強度、伸長、纖度等相關產品指標。隨后通過第三拉伸機11、第一張力架12、蒸汽箱13、卷曲機14這幾道工序，使拉伸并定型后的纖維進行卷曲，使其在紡織加工過程中與其它纖維具有抱合性。通過松馳熱定型機15，一方面消除加工過程中纖維內部產生的內應力，同時干燥絲束。最后通過第二張力架16、切斷機17將纖維切斷成所要求的長度，并經打包18打成規定重量。
其主要工藝參數是聚酯熔體熔體粘度0.646±0.009dl/g
紡絲噴絲孔數 2500～3000孔泵供量1360～1850g/min紡絲速度 1050～1300m/min油劑油濃 0.25±0.05％冷卻成型冷卻風溫 19～25℃冷卻風濕 75～85％冷卻風速 1.0±0.2米/秒卷繞盛絲盛絲時間 10min集束每批桶數 44～48桶第一拉伸機一級牽倍率3.30～3.35倍拉伸浴浴槽溫度 78±2℃油劑油濃 1.0±0.07％第二拉伸機二級牽倍率1.15～1.17倍蒸汽箱蒸汽箱溫度110±3℃緊張熱定型機第一區溫度140±3℃第二區溫度148±3℃
第三區溫度150±3℃第一區速度110±10m/min第二區倍率0.990～0.998倍第三區倍率0.990～0.998倍第三拉伸機倍率 0.990～0.998倍第一張力架張力 50±5N蒸汽箱溫度 110±3℃卷曲機主壓 400～440Pa背壓 100～110Pa松馳熱定型各區溫度 60～80℃第二張力架切斷張力 60～70N切斷切斷長度 38mm打包打包重量 120Kg/包圖4為本發明環吹風的走勢示意圖。如圖4所示，當噴絲板31出絲后，使環吹進風34以一定的吹風角度35進入，因受絲束走向36的帶動，吹風向上角度隨著穿透行程逐漸減緩，并最終改變方向。當達到絲束中心位置時，風位正好下降至與進風點近似相同高度的位置。吹風角度43為20±5°，使從噴孔擠出的熔體基本能在較小的區域內很快且均勻冷卻，從而保持了纖維的中空度。
圖5是本發明拉伸浴示意圖。拉伸浴的主要作用是在滌綸進行肩頸拉伸時，經過預熱使絲束的內外層溫度趨于均勻。同時拉伸是放熱過程，利用油浴帶走絲束拉伸過程中產生的熱量。
細旦高中空纖維由于中空度高、纖度又細，纖維的壁很薄對拉伸有其極嚴格的要求。如圖5所示，當絲束72入拉伸浴71后，根據需求通過可調節位置的隔板73，調節絲束浸在油浴中的長度，從而使絲束內、外表層的溫度更為均勻，拉伸性能更為優異，同時防止絲束在拉伸過程中的熔結等現象。
常規拉伸浴絲束實際浸油長度為1米，因設備為不可更改固無法予以調節。而本發明的拉伸浴總長為4米，利用可調節位置的隔板53進行控制所需的實際浸油長度。本發明產品采用的浸油長度為3.5米。
圖6是本發明滌綸細旦高中空短纖維產品截面形狀示意圖。中空纖維的研制的目的，不僅要求有效的中空度，同時必須保證在紡織加工過程中，不會因受力壓癟，否則失去保溫功效，即失去研制意義。通過本發明的生產方法所生產的產品的截面形狀為三邊向外凸成弧形的類三角形，類三角形構造根據力學原理，因兩根絲束的接觸面大于點，在紡織加工過程中即便受到外力，因能有較傳遞而不易壓癟，是一種比較穩定的中空結構。相比較而言，圓形截面的中空纖維在加工過程中，因兩根絲束接觸面僅限于某一點，受力后較易而造成壓癟的現象。本發明的生產方法所生產的滌綸細旦高中空短纖維的纖度達1.56～1.67dtex、中空度達20±3％。除上述指標外，其他各項指標(見表一)也達到國家滌棉短纖維標準。
表一
本發明滌綸細旦高中空短纖維生產方法的最佳實施例的技術參數為聚酯熔體的粘度0.646dl/g，噴絲孔數2500孔，泵供量1365g/min，紡絲速度1050m/min，冷卻成型風溫19℃，環吹風角度為15-25度，拉伸浴浴槽溫度78℃，拉伸浴油劑油濃1.0％，浸油長度為3.5米。
權利要求
1.一種滌綸細旦高中空短纖維，其特征在于，其橫截面形狀為類三角形，纖度為1.56～1.67dtex、中空度為17-23％。
2.一種生產如權利要求1所述的滌綸細旦高中空短纖維的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(I)聚酯熔體經由噴絲板進行紡絲，所述的噴絲板上的噴孔為三段圓弧狹縫結構，所述的噴絲板的噴孔的尺寸為孔外圓尺寸為 φ0.6±0.01mm孔內圓尺寸為 φ0.5±0.01mm內、外孔間隙尺寸為0.05±0.01mm圓弧間距的尺寸為 0.10±0.02mm；(II)經由所述的噴絲板形成的絲束通過環吹風冷卻成型固化后卷繞盛絲，所述的環吹風的吹風角度為15-25度；(III)對于經由(I)和(II)步驟形成的絲束進行包括有拉伸浴程序的后紡處理。
3.如權利要求2所述的滌綸細旦高中空短纖維生產方法，其特征在于，所述的拉伸浴具有可調節位置的隔板。
4.如權利要求3所述的滌綸細旦高中空短纖維生產方法，其特征在于，所述的拉伸浴的長度為1-4米。
5.如權利要求3所述的滌綸細旦高中空短纖維的方法，其特征在于，所述的拉伸浴的長度為3.5米。
全文摘要
本發明涉及一種滌綸細旦高中空短纖維及其生產方法。滌綸細旦高中空短纖維生產方法對三段圓弧狹縫噴孔參數進行了合理設計，以及冷卻吹風角度設計為20±5°，該方法生產的滌綸細旦高中空短纖維的截面形狀為三邊向外凸成弧形的類三角形，纖度為1.56～1.67dtex、中空度為20±3％。滌綸細旦高中空短纖維生產方法解決了纖度和中空度的矛盾，有效地保證了該生產方法所產出的滌綸細旦高中空短纖維所具有的良好的保溫性能，同時提高了纖維的可紡性和加工性。
文檔編號D02J1/22GK1743515SQ200510029778
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月19日 優先權日2005年9月19日
發明者魏志紅, 謝宇江, 樂兆發, 陳龍伯, 薛美琪, 朱毅, 管偉順, 王建偉 申請人:上海聯吉合纖有限公司