一种细旦聚酯预延伸丝的制造方法技术

兹提供一种多条数细旦聚酯预延伸丝制造方法，其中在纺丝制程中使用辐射型外吹冷却装置冷却，并选择有利的纺丝条件、喷丝板吐出孔排列。所得预延伸丝具有优异物理特性及均匀延伸应力；经假捻加工、伸捻加工、空气吹捻加工或一段直接纺丝延伸制程，而得可染性优良的多条数细旦聚酯预延伸丝。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系有关多条数细旦聚酯长丝的制造方法，尤指聚酯多条数细旦预延伸丝及多条数细旦延伸丝的制造方法。
技术介绍
聚酯纤维具有优良机械特性及染色性，而且成本低廉，因此在三大合成纤维中最常被使用着。近年来，随着衣料用途高级化更进一步提高织物的手感及机能性要求，以熔融纺丝制法而得的单丝旦数(或称单纤纤度，d.p.f)细旦化合成纤维编织物及其起毛制品的衣料用途已被广泛使用，然在其制程中，聚酯丝束经熔融吐出后的冷却作用，对丝的物性及均匀性有相当大的影响。目前常用的冷却方式有横式吹风装置(Cross flow quenching system，示如图1)。辐射型内吹装置(Radial out-to-in flow quenching system，示如图2)。辐射型外吹装置(Radial in-to-out flow quenching system，示如图3)。分别说明如下在横式吹风系统中，丝束由喷丝板吐出后，冷却风由丝单侧冷却丝束；而在辐射型内吹系统中，丝由喷丝板吐出后，经由吹风管内部通过，冷却风自吹风管内壁上的吹风孔吹出，从丝束外围吹向丝束中央部，使丝束冷却；而在辐射型外吹系统中，丝束由喷丝板吐出后，经由吹风管外部通过，冷却风自吹风管外壁上的吹风孔吹出，从丝束中央部吹向丝束外围，使丝束均匀冷却。目前三种吹风方式以横式吹风最为普遍使用，而辐射型内吹装置和辐射型外吹装置在短纤(Staple)方面则较为常用，甚少用于工业纱生产。使用聚酯多条数细旦纱作成高密度布帛及衣料以达柔软且具透湿、防水、防绒目的的单丝旦数(d.p.f)需在0.3den以下，效果始能显著。一般市面上流通甚久的单丝旦数(d.p.f)小于0.3den的纤维制造方法，系使用两成分熔融复合纺丝法，即事先制成较高纤度的纤维，再以机械或化学开纤方法制成单丝旦数(d.p.f)小于0.3den的超细纤维，但上述以复合双成分纺丝，先制成较高纤度的丝束再加工处理此等丝束的制法，除了需投资高额设备外，且后段处理因使用化学减量或利用机械方式将两成分分纤时过程繁琐，品质控制不易，并不合适。而使用单成分聚合物以现有的熔融纺丝方法降低单丝旦数(d.p.f)，则一般使用下述两种方法，其一为固定聚酯熔融体总吐出量、增加喷丝板吐出孔数，其二系维持喷丝板吐出孔数、降低聚酯融体的总吐出量达成。但前者于纺丝阶段生产时随着单丝旦数(d.p.f)细小化，喷丝板吐出孔数需增加，如以一般横式吹风的冷却装置加以冷却，则因丝束单面受风致接近受风面的丝束及离开受风面较远的丝束的冷却差异大，无法使丝束均匀冷却，各单纤间的物性差异甚大，均匀性差；更甚者当单丝旦数(d.p.f)小于0.3den时，此差异现象更为明显，无法提供可供生产的预延伸丝；而后者为维持喷丝板吐出孔数，需降低聚酯熔融体的总吐出量，但此举将使聚酯融体于融体管路的停留时间增加，造成聚酯熔融体裂解严重，低聚合物大量生成，纺丝产况极度恶化；加之若欲生产总纤度较高的规格，需以并股方式生产，常使产量减少外，还易因两股丝束物性差异，导致后段加工后染色时产生染斑(不均)等问题。另外，辐射型的内吹装置，因冷却风较难调整，风速太小无法使丝束获得充分的冷却，造成均匀度长周期变异率(Uster halfinert value)高，更严重者单丝间相互黏着而无法顺利纺丝；风速太高，相反吹风方向的冷却风相互干扰造成丝束不稳导致单丝相互碰撞，产况不佳；而且丝束不易进入狭窄的冷却风管，操作性不佳，亦不利于聚酯多条数细旦预延伸丝的生产。因此，如何在不牺牲产量下，降低单丝旦数(d.p.f)并同时制得稳定生产的高品质聚酯多条数细旦预延伸丝，即成为聚酯合纤制造业者急欲突破的主题，例如美国专利US 5,288,553、US 5,145,623、US 5,407,621、US5,250,245系选用特殊范围熔融粘度的酯粒、选择喷丝板的孔径与孔长，以及限制聚酯熔体于管路停留时间等纺丝条件，生产单纤纤度0.2至0.8den的聚酯多条数细旦预延伸丝，但上述专利并未详细说明使用何种冷却方式，且其无风带长度2cm至(12×单丝旦数-2(d.p.f))cm，因该无风带长度太长，当借善助增加每单位面积喷丝板上吐出孔数时仍无法达到所期待均匀度长周期变异(Uster halfinert value)小于0.3％及热应力变异小于2％的要求；日本专利公开公报特开昭55-132708揭示了一种聚酯、聚酰胺、聚烯烃单丝旦数(d.p.f)小于0.3den的延伸丝制法，该制法系控制熔融体吐出时粘度小于950泊(poise)，及喷丝板下方1至3cm处周围温度保持于200℃以下，冷却风于喷丝板下方10cm以内以与水平方向，向上成5°至85°角冷却丝束，此制法因喷丝板表面易受冷却风影响致温度不均，无法安定纺丝。至于辐射型外吹装置，如美国专利US 5,536,157及US 5,866,055所述，系用于生产单丝旦数1.1至22.2聚酯工业纱，并未揭示出可供生产聚酯多条数细旦预延伸丝的制法。
技术实现思路
有鉴于在使用上述横式吹风的冷却装置，因丝束单面受风致接近受风面的丝束及离受风面较远的丝束冷却差异大，无法使丝束均匀冷却，各单纤间的物性差异较大，均匀性差；及辐射型内吹装置操作性不佳、风速调整不易等缺点，本专利技术人等经精心检讨、研制后发现，采用辐射型外吹装置制造聚酯多条数细旦预延伸丝，所得单丝旦数(d.p.f)可达0.3至2.0den，均匀度长周期变异(Uster half inert value)小于0.3％，锭间热应力变异小于2％，经后段加工后，可得染性优良的延伸丝。因此，本专利技术所要解决的技术问题藉助一种聚酯多条数细单尼预延伸丝的制法得以实现，该方法包括对固有粘度(IV)为0.5～0.7，且熔点245～265℃的聚酯聚合物加热，使之熔化，过滤后定量挤出多条数细旦聚酯预延伸丝，其特征在于，该方法包括下列步骤(a)将所述定量挤出的聚酯熔融物经由一种具有多重圆环状排列的喷丝板吐出孔均匀吐出丝束，所述多重圆环状排列的喷丝板吐出孔排列方式为最外圈直径D2mm，最内圈排列直径为D1mm，而且(D2-D1)≤20(mm)；(b)所述吐出后的丝束于喷丝板下方经过一段长度为Lsmm的无风带区，并通过一根直径为D0mm、长度为Lqcm的圆柱状冷却风管，该冷却风管位于喷丝板中央无吐出孔部位的下方，它自丝束内部向外辐射型吹送径向冷却风，所供冷却风的风速为0.2～0.6米/秒，以使丝束均匀冷却，直至所述聚酯聚合物的玻璃化转变温度Tg或更低，然后予以集束，其中所述D1、D0、Ls、Lq需满足下列各式(i)12≤(D1-D0)≤33(mm)，(ii)2≤Ls≤20(mm)，(iii)15≤Lq≤40(cm)；(c)最后以1800至3000米/分钟的速度卷取所得丝束。按照本专利技术，优选的是，所述喷丝板吐出孔的孔排列密度为7～21孔/cm2。按照本专利技术，还优选的是，所述喷丝板吐出孔的断面选自圆形、中空、Y型、一字型、四角形、三角形、六角形、十字型及C型中的一种或多种。本专利技术的另一目的是提供一种由本专利技术方法制得的多条数细旦聚酯预延伸丝，其特征在于，该预延伸丝的单丝旦数(d.p.f)为0.3至2.0den，且其断点伸度为100至160％、均匀度长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多条数细旦聚酯预延伸丝制造方法，其中对固有粘度（Ⅳ）为０．５～０．７、熔点２４５～２６５℃的聚酯聚合物加热，使之熔融，过滤后定量挤出多条数细旦聚酯预延伸丝，其特征在于，该方法包括下列步骤：（ａ）将所述定量挤出的聚酯熔融物经由一种 具有多重圆环状排列的喷丝板吐出孔均匀吐出丝束，所述多重圆环状排列的喷丝板吐出孔排列方式为最外圈排列直径为Ｄ↓［２］ｍｍ，最内圈排列直径为Ｄ↓［１］ｍｍ，而且（Ｄ↓［２］－Ｄ↓［１］）≤２０（ｍｍ）；（ｂ）所述吐出后的丝束于喷丝板下方 经过一段长度为Ｌｓｍｍ的无风带区，并通过一根直径为Ｄ↓［０］ｍｍ、长度为Ｌｑｃｍ的圆柱状冷却风管，该冷却风管位于喷丝板中央无吐出孔部位的下方，它自丝束内部向外辐射型吹送径向冷却风，所供冷却风的风速为０．２～０．６米／秒，以使丝束均匀冷却，直至所述聚酯聚合物的玻璃化转变温度Ｔｇ或更低，然后予以集束，其中所述Ｄ↓［１］、Ｄ↓［０］、Ｌｓ、Ｌｑ需满足下列各式：（ｉ）１２≤（Ｄ↓［１］－Ｄ↓［０］）≤３３（ｍｍ），（ｉｉ）２≤Ｌｓ≤２０（ｍｍ），（ｉｉｉ）１５ ≤Ｌｑ≤４０（ｃｍ）；（ｃ）最后以１８００至３０００米／分钟的速度卷取所得丝束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：简日春，
申请(专利权)人：南亚塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]