细旦聚酯中空长丝的纺制方法技术

兹提供一种细旦聚酯中空预延伸丝纺制方法，其中在熔融纺丝时使用辐射型外吹装置，控制无风带长度为２ｍｍ至（８０６０×总吐出量÷条数平方）ｍｍ、吹风管长度为１５～４０ｄｍ、冷却风速０．２～０．６米／秒。喷丝板吐出孔排列方式为最外圈孔排列直径及最内圈孔排列直径之差小于等于２０ｍｍ；最内圈孔排列直径与吹风管直径之差至少为１２ｍｍ但小于等于３３ｍｍ。喷丝板上吐出孔密度优选为７～１５孔／ｄｍ↑［２］。按本发明专利技术方法所制聚酯细旦中空预延伸丝的单纤纤度为０．３至２．５旦、均匀度长周期变化（Ｕ％↓［１／２］ｉｎｅｒｔ）小于０．３％、锭间热应力变化小于４％、中空度介于２５％和４０％之间。经延伸加工后，制得单纤纤度为０．２至１．０旦、中空度２５至４０％且染色性优良的聚酯细旦中空纱。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及细旦聚酯中空长丝的纺丝方法及制得的细旦聚酯中空长丝。
技术介绍
聚酯纤维因其优良机械特性、优良染色性和成本较低而在三大合成纤维中应用最广。聚酯纤维纺制程序大致如下对二苯甲酸及乙二醇经聚缩合反应后产生聚酯粒或熔融体，经熔融挤压计量吐出后，再经冷却上油，卷取而得。在此制程中冷却作用，对丝之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(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)和辐射型外吹装置(Radial in-to-out flow quenching system，示如图3)。关于这些冷却方式作用过程，详见下文中附图说明部分。目前，这三种吹风方式中以横式吹风最为常用，而辐射型内吹装置和辐射型外吹装置则常用于短纤(Staple)，很少用于工业纱生产。就熔纺聚酯长丝而言，冷却吹风方式以横式吹风为主，罕用辐射型内吹方式。现有细旦中空预延伸丝的熔纺风冷方式，亦以此两种型式为主。但横式吹风冷却方式因丝束单面受风，致使丝束受风面及背风面之冷却速度差异大，无法均匀冷却丝束，尤其在增加喷丝板吐出孔数时，冷却速度差更大；此种情况下，若增加喷丝板吐出孔数，则常因喷丝板单位面积孔数(孔密度)增加，而致冷却不足，无法获得所需中空度及中空均匀性。此时，为避免中空度及中空均匀性降低，就得减少聚酯熔融体的总吐出量，但此举常造成产量减少，且需以并股方式生产，结果易因双股纱的物性差异而造成染色问题。另外，辐射型内吹装置中较难调整冷却风风速，若风速太小，则无法使丝束获得充分的冷却，造成均匀度长周期变化率(U％1/2inert)高，甚而因单丝间相互粘着而无法顺利纺丝；如若风速太高，则相反吹风方向的冷却风相互干扰，造成丝束不稳，单丝相互碰撞，产况不佳，甚而丝束不易进入狭窄的冷却风管，操作性不佳，亦不利于细旦中空丝之生产。此外，聚酯纤维虽具有上述多项优点，但缺乏天然棉、毛纤维的柔软保温优点。鉴此，手感细致、无一般粗旦中空纱的粗硬手感，更兼具重量轻和保温特性的细旦聚酯中空丝已成为社会需求。使用聚酯中空纱作成布帛及衣料以达轻质保温目的，已在市面广为流通，但常见聚酯中空纱单纤纤度大于1.5旦时，手感粗硬且布面容易因冷却不均而造成筋状不平整，应用范围受到限制。为获得轻、暖、柔软的特性，可从降低单纤纤度及提高中空率方面着手，但一般降低单纤纤度有两种方法，一为固定聚酯熔体总吐出量、增加喷丝板吐出孔数，二为维持喷丝板吐出孔数、降低聚酯熔体的总吐出量达成。因此，在不牺牲产量的前提下，降低单纤纤度并同时提高中空率，即成为聚酯中空纱制造业者急欲突破之瓶颈，例如美国专利US 5,487,859及欧洲专利申请文件EP 0 860 523 A2中所公开的这方面努力。美国专利US 5,487,859中并未详细说明采用何种冷却方式，然其无风带长度介于2cm至(12×单纤纤度平放数)cm之间，由于该无风带长度过长，无法制得所期待的中空度及均匀度；且其产品中空度至少10％，与所期待的中空度25至40％相比，有着相当程度的差距。在EP 0 860 523 A2中所用的冷却方式中，无风带长度最宜为10mm至30mm，第一段快速冷却区吹风长度80mm至120mm，第二段缓冷区吹风长度150mm至350mm，产品中空度为40％~80％，其中还强调，经后加工后，具有中空不变形的特性。至于辐射型外吹装置如美国专利US 5,536,157及US 5,866,055所述者，系用于生产单丝纤度1.1至22.2旦聚酯工业纱，然未揭示出可供生产细旦聚酯中空丝之用。
技术实现思路
本专利技术还旨在提供一种纺织这种细旦聚酯中空预延伸丝的方法，该方法可使喷丝板单位面积所能生产的条数增加，产品中空度提高，单纤间之中空度分布均匀，单纤纤度降低，且产品染色性优良。本专利技术人等经精心研讨现有技术制程条件及冷却装置设备后发现，具有特定固有粘度及熔点的聚酯的聚合物，在设定喷丝孔外圈排列直径与内圈排列直径之差≤20mm的多重圆环状排列之喷丝孔均匀吐出后，经圆筒状冷却管自内向外呈辐射状吹送冷却风予以冷却，并予卷取成形纤维，可使喷丝板单位面积所能生产的条数增加，产品中空度提高，单纤间之中空度分布均匀，单纤纤度降低，且产品染色性优良。本专利技术的上述所要解决的技术问题通过提供一种细旦中空预延伸丝得以实现，该预延伸丝以熔融纺丝和辐射型外吹的冷却方式制得，其单纤纤度为0.3~2.5旦、均匀度长周期变化(U％1/2inert)小于0.3％、锭间热应力变化小于4％、中空度介于25~40％之间，经诸如伸捻、空气吹捻之类延伸加工后，所得单纤的纤度为0.2~1.0旦、中空度为25~40％，且染色性优良。本专利技术的上述所要解决的技术问题通过提供一种多条数细旦聚酯中空预延伸丝的纺制方法得以实现，该方法包括对固有粘度(IV)为0.5~0.7且熔点为245~265℃的聚酯聚合物经由加热该聚酯聚合物使其熔化过滤后定量挤出多条数细旦聚酯中空预延伸丝，其特征在于，该方法包括下列步骤，a.将该定量挤出的聚酯熔融物经设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中空纤维喷丝板吐出孔的最外圈排列直径为D2mm、最内圈排列直径为D1mm；b.吐出后的丝束于喷丝板下方经过长度为Ls mm的无风带区，然后从直径为D0mm、长度为Lq cm的圆柱状冷却风管外围通过，该冷却风管从管壁向外对上述丝束由内向外呈辐射型吹送冷却风，以0.2~0.6米/秒的风速使丝束均匀冷却，直至所述聚酯聚合物达到玻璃化转变温度Tg以下，然后予以集束，其中所述D2、D1、D0、Ls、Lq需满足下列各式(i)D2-D1≤20(mm)，(ii)12≤D1-D0≤33(mm)，(iii)2≤Ls≤(8060×总吐出量(g/min)÷条数2)(mm)，(iv)15≤Lq≤40(dm)；以及c.以1800至4000米/分钟的速度卷取所述纱束。该细旦聚酯中空预延伸丝纺制方法中，纺丝时，优选采用吐出孔密度为7～15孔/dm2的喷丝板。本专利技术之另一目的系提供一种用本专利技术方法制得的细旦聚酯中空预延伸丝，其中，将所述预延伸丝对未延伸丝经予伸捻加工、空气吹捻加工或一段直接纺丝延伸制程，予以加工，制得单纤纤度为0.2～1.0旦，中空度25至40％，且该延伸丝具有15至45％之断点伸度，均匀度长周期变化(U％1/2inert)小于0.30％，染色性优良及布面平整的聚酯细旦中空预延伸丝。优选的是，该细旦聚酯中空预延伸丝的纤度为0.3～2.5旦、断点伸度为70～180％、均匀度长周期变化(U％1/2inert)小于0.3％、锭间热应力变化小于4％、中空度介于25和40％之间。还优选的是，该细旦聚酯中空预延伸丝的单纤纤度为0.2～1.0旦、中空度为25至40％、断点伸度为15至45％、均匀度长周期变化(U％1/2inert)小于0.30％，且染色性优良，用其所织的布面具有良好平整性和手感柔软的特性。本专利技术的另一目的系提供一种供实施上述方法用的细旦聚酯中空预延伸丝纺制装置，其中包括吐丝机构、吹风冷却机构、纱束卷取机构，其特征在于，a.所述吐丝机构包括中空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细旦聚酯中空预延伸丝的纺制方法，其中将固有粘度（Ⅳ）为０．５～０．７、熔点２４５～２６５℃的聚酯聚合物加热熔融并过滤后，定量挤出聚酯细旦中空预延伸丝，其特征在于，该方法包括下列步骤，ａ．将该定量挤出的聚酯熔融物经设有多重圆环状排 列的喷丝板吐出孔均匀吐出丝束，所述多重圆环状排列的中空纤维喷丝板吐出孔的最外圈排列直径为Ｄ↓［２］ｍｍ、最内圈排列直径为Ｄ↓［１］ｍｍ；ｂ．吐出后的丝束于喷丝板下方经过长度为Ｌｓｍｍ的无风带区，然后从直径为Ｄ↓［０］ｍｍ、长度为 Ｌｑｃｍ的圆柱状冷却风管外围通过，该冷却风管从管壁向外对上述丝束由内向外呈辐射型吹送冷却风，以０．２～０．６米／秒的风速使丝束均匀冷却，直至所述聚酯聚合物达到玻璃化转变温度Ｔｇ以下，然后予以集束，其中所述Ｄ↓［２］、Ｄ↓［１］、Ｄ↓［０ ］、Ｌｓ、Ｌｑ需满足下列各式：（ｉ）Ｄ↓［２］－Ｄ↓［１］≤２０（ｍｍ），（ｉｉ）１２≤Ｄ↓［１］－Ｄ↓［０］≤３３（ｍｍ），（ｉｉｉ）２≤Ｌｓ≤（８０６０×总吐出量（ｇ／ｍｉｎ）÷条数↑［２］）（ｍｍ），（ ｉｖ）１５≤Ｌｑ≤４０（ｄｍ）；以及ｃ．以１８００至４０００米／分钟的速度卷取所述纱束。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【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]