細旦中空滌綸短纖維生產中使用的噴絲板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本技術涉及細旦中空滌綸短纖維生產中使用的噴絲板，具體地說，是一種熔體直 接紡絲細旦中空滌綸短纖維生產中使用的噴絲板。
【背景技術】
[0002] 上世紀90年代起，聚酯纖維，尤其是采用熔融體直接紡絲的滌綸短纖維產業化取 得大規模工業化，以纖維橫截面為實心圓型的仿天然棉花、羊毛等，全球年產能已經超過 2000萬噸，與天然棉花的產能類同，甚至超越。已經成為人類生活資源的重要組成部分。
[0003] 隨著全球經濟發展和技術的不斷進步，進一步優化資源，提升紡織加工產業鏈的 效率和可持續發展，傳統的以橫截面為實心圓結構的短纖維在服用等領域的缺陷越趨明 顯。合成纖維的輕量化概念是近10年來學術界、企業研究的重點之一。
[0004] 輕量化的主要技術手段之一是采用橫截面為中空方法，在同樣線密度的條件下， 比重降低，表面積增加，紡織物的重量減輕，保暖性提高，織物的染色效率提高，手感趨于柔 軟，纖維的初始模量降低，斷裂功增加，更不易起毛起球。
[0005] 目前中空纖維多為中空三維立體卷曲短纖維，規格主要在3. 33dtex以上，其應 用領域集中在：填充用噴膠棉、人造毛皮、床上用品、玩具等行業。這些產品很大一部分可 采用回收聚酯瓶料紡制而成，纖維模量相對較高，線密度較高，由于采用間歇式的紡絲技 術，纖維的均勻性相對較差，比較難以在傳統的紡織行業和染整行業得到優良的薄型紡織 最終產品，尤其是直接與皮膚接觸類織物。
[0006] -般稱1. 56dtex以下的滌綸中空纖維為細旦滌綸中空纖維。中空纖維細旦化以 后，模量較粗旦纖維明顯降低，織物的手感趨于柔軟；中空纖維截面有空腔，兼有質輕、蓬 松、吸濕性、透氣性、保暖性特點。細旦中空纖維保留了普通滌綸的優點，抗變形能力強， 懸垂性好，制成的織物挺，抗皺、保形性能提高，可應用于保暖內衣、運動服裝、襯衣、襪子、 帽子、手套、防寒服里料、睡袋里料等。細旦中空滌綸與普通滌綸（實心圓截面）、粘膠三者 混紡后，其仿毛感、手感和風格都優于普通滌粘混紡織物，若再結合織物結構的變化，還 具有良好的透氣性，更適合春秋季衣料和冬季保暖用織物，產品應用領域大為擴展，大大 提升了滌綸纖維的附加值。
[0007] CN200510029778. 6 "滌綸細旦高中空短纖維及其生產方法"介紹了上海聯吉化纖 公司采用噴絲孔為三段圓弧狹縫設計的噴絲板，生產纖度為1. 56~1. 67dtex、中空度為 20±3%的滌綸細旦高中空短纖維。CN03109821. 5 "細旦聚酯中空長絲紡制方法及制得的 長絲"介紹了一種細旦中空預延伸絲的紡制方法，紡制的聚酯細旦中空預延伸絲的單絲纖 度為0. 33~2. 67dtex,成品絲單絲纖度為0. 22~1. lldtex。該方法實質上是一種滌給中 空長絲的生產方法。由于滌綸短纖維和滌綸長絲的生產工藝存在較大差異，一直以來中空 滌綸短纖維的規格始終難以突破至1. 67dtex以下。
[0008] 中國石化儀征化纖股份有限公司技術（CN101302656B)提供一種細旦中空滌綸短 纖維的生產方法，噴絲板的噴絲孔呈單開口 "C"形圓環狀，紡絲溫度為288~292°C，環 吹風速為0. 8~1. 3m/s，風溫為17~23°C，采用常規滌綸短纖維的工藝路線加工獲得 0. 89dtex~1. 67dtex細旦中空滌給短纖維。
[0009] 上述技術雖然解決了在現有滌綸短纖維生產裝置上進行產業化的技術問題，但從 滌綸短纖維至最終制品的產業鏈角度，依然存在以下不足：
[0010] 中空噴絲板的制造技術是制約能夠得到纖維中空度均一，中空纖維外徑一致（在 標準范圍之內），且日產量與實心圓截面短纖維相同的（即孔數基本相同）關鍵，采用非對 稱結構的微孔形狀或限定了纖維冷卻成型過程側吹風與微孔關系（ZL200420112312. 3)，給 噴絲板的制造帶來成本的增加和紡絲運行維護的難度，尤其是大容量的噴絲板，孔數達到 3000孔以上，與所謂的"常規"短纖維相比，均勻性的程度降低了三分之一。同時，容易被忽 視的微孔的深度是直接影響纖維線密度和后續加工過程的最關鍵因素。
[0011] 在紡絲成型過程中，驟冷風設施的形式對高密度噴絲孔所組成的噴絲板上每一根 初生纖維的軸向均勻性起到關鍵的作用，尤其是纖維中大分子微觀結構的取向，不同的取 向結構會造成在后續的加工過程中的運行穩定性和最終短纖維的物理機械性能，尤其是纖 維的斷裂伸長和斷裂強度的離散程度。當這些離散程度大于可棉紡加工的下限時，所生產 紗線的均勻性和物理機械性能無法滿足薄型織物的要求。
[0012] 在現有的驟冷風設備結構中，可以簡單分為三類，傳統的單側面吹風方式，主要用 于矩形噴絲板；由外向內的環形吹風方式，大部分的生產工藝采用此方法，適合高密度實心 圓截面短纖維和調整排布密度的中空短纖維；采用相對先進的由內向外的吹風方式，與由 外向內的吹風方式比較，噴絲孔的排布密度可增加30%，且纖維冷卻的均勻性更好。從設備 維護保養和運行成本角度，更具備優勢。
[0013] 滌綸纖維輕量化的大前提是能夠在紡織加工過程中沿用傳統的生產工藝，而不應 當大幅度調整紡紗、織造、染整的工藝。中空纖維盡管線密度與實心圓相同，但是實際纖維 的直徑（外徑）發生變化，見表1，因此，要滿足紡紗和織造工藝條件，中空度和纖維的外徑 是必須要考慮的重要因素，這也是上述專利所沒有關注涉及到的重要內容。
[0014] 表1纖維外徑與中空度的關系
[0015]
【實用新型內容】
[0016] 本實用新型的目的是提供一種制造容易、成本低廉、運行維護容易、生產出的纖維 中空度高、后續加工方便的細旦中空滌綸短纖維生產中使用的噴絲板。
[0017] 本實用新型所述的細旦中空滌綸短纖維生產中使用的噴絲板，所述噴絲板上具有 噴絲孔，每個噴絲孔包括均布在同一圓周上的四個微孔，微孔外徑D-微孔內徑d = 0. 15~ 0· 20mm ;每個微孔在徑向方向上的寬度L = 0· 05~0· 1mm ;微孔深度Η = (1. 2~1. 5) D〇
[0018] 上述的噴絲板，微孔外徑D為0. 34mm ;微孔內徑d為0. 18mm ;每個微孔在徑向方向 上的寬度L為0· 05 ;微孔深度Η為0· 5mm〇
[0019] 本噴絲板的有益效果：本噴絲板上的噴絲孔由間隔90°四環瓣（微孔）組成含狹 縫的圓環狀中空結構，制造加工容易控制，有利提尚最終噴絲板微孔的控制精度，也提尚了 熔體擠出噴絲孔時的閉合成功率，在紡紗、制造過程中纖維橫截面圓整度相對高（不宜被 壓縮成橢圓或扁平狀），有效降低了成品纖維橫截面的開口率，特別明確了微孔深度Η作為 本技術的重要因素，以控制最終成型纖維的外徑均勻性。采用特殊設計的噴絲板和噴絲微 孔，尤其是明確了微孔深度對纖維均勻性和成空度的影響關系，特別是生產中空細旦纖維， 也能夠使成空度達到98%以上。成空度的提高有助于紡紗效率提高和目標輕量化實現，本 技術成空度達到98%以上，成紗效率能夠達到95%以上，減重效果超過15%。
[0020] 本技術還提供了一種細旦中空短纖維的生產方法，采用熔體直接紡工藝，以滿足 輕量化中空滌綸短纖維用于傳統的紡織領域，并生產相對薄型紡織品的市場需求。
[0021] 本技術所述的細旦中空滌綸短纖維的生產方法，采用熔體直接紡工藝，熔體進入 紡絲箱體后再通過噴絲板上的噴絲孔擠出形成熔體細流；位于熔體細流中部的出風筒由內 向外吹出環吹風對熔體細流冷卻固化形成初生纖維；初生纖維經過上油集束、牽引、兩級拉 伸、熱定型、卷曲、干燥后切斷即得；每個噴絲孔包括均布在同一圓周上的四個微孔，微孔外 徑D-微孔內徑d = 0· 15~0· 20mm ;每個微孔在徑向方向上的寬度L = 0· 05~0· 1mm ;微 孔深度Η = (1. 2~1. 5) D ;熔體經過噴絲孔時的紡絲溫度為288~290°C;吹風柱上端距離 噴絲板的距離Μ為80~150mm，吹風柱總高度N為850mm，環吹風速為0. 75~1. 50m/s,環 吹風速在吹風柱的高度方向上成線性增加，接近噴絲板端風速低，風溫為20~23°C。
[0022] 上述的細旦中空滌綸短纖維的生產方法，熔體進入紡絲箱體的溫度控制在287~ 289 °C之間。
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