一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及纤维制备领域，针对制备三维卷曲立体中空涤纶短纤维冷却慢、易产生静电的问题，提供一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，采用非对称冷却成形法制备三维卷曲立体中空纤维，包括纺丝、卷绕和牵伸工序，在纺丝工序，熔体经喷丝板喷出后，使用环吹风冷却，再经过纺丝上油，然后卷绕上油、牵伸，得到三维卷曲立体中空纤维。本发明专利技术在纺丝和卷绕上油之间另加一道纺丝上油，丝束冷却速度快，不易产生静电，跑冒滴漏现象少，卷绕环境较好。卷绕环境较好。

【技术实现步骤摘要】
一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺


[0001]本专利技术涉及纤维制备领域，尤其是涉及一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺。

技术介绍

[0002]目前生产的合成纤维主要通过热机械变形，使直形纤维变成卷曲状，然后对其进行热定型，形成纤维的二维平面卷曲性能。这种平面卷曲纤维与天然纤维的性能比较有着明显的区别与不足，表现为：(1)抱合力小(2)无羊毛般立体卷曲效果，弹性差、保暖性差。
[0003]人们为使化学纤维呈现天然纤维的立体卷曲功能，开发出了和天然纤维相类似的三维卷曲中空纤维，这种纤维具有和天然纤维一样的保暖性和手感。三维卷曲中空纤维具有中空度高、蓬松性好、恢复弹性速度快，保暖性好等优点，其纤维可以制成枕芯、被子、玩具等，具有较好的保暖性和蓬松性及弹性。例如专利CN201074257公开了一种三维卷曲中空合成纤维，所述的纤维截面形状为中空，所述的中空三维卷曲纤维中的空孔面积与纤维截面积之比，中空率为20～70％。所述的纤维纤度为1.5～15旦尼尔，所述的三维卷曲中空纤维的三维立体卷曲数为6～14个/25mm。该技术的纤维是中空截面，适合用于冬季保暖内衬、床上用品和填充料等场合，所制产品手感柔软，附着牢度较好。
[0004]现有三维卷曲立体中空涤纶短纤维的制备工艺多数采用的是卷绕上油的方式，纺丝甬道较长，丝束温度高、冷却速度慢、丝束抖动大，在纺丝过程中易于产生静电，纤维之间互相排斥或缠绕，纤维在加工过程中容易受到损伤和缠辊，影响生产连续性。据此需要一种理想的解决方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服制备三维卷曲立体中空涤纶短纤维冷却慢、易产生静电的问题，提供一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，在纺丝和卷绕上油之间另加一道纺丝上油，丝束冷却速度快，不易产生静电，跑冒滴漏现象少，卷绕环境较好。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，采用非对称冷却成形法制备三维卷曲立体中空纤维，包括纺丝、卷绕和牵伸工序，在纺丝工序，熔体经喷丝板喷出后，使用环吹风冷却，再经过纺丝上油，然后卷绕上油、牵伸，得到三维卷曲立体中空纤维。
[0007]本专利技术在纺丝和卷绕上油之间另加一道纺丝上油，丝束冷却速度快，不易产生静电，跑冒滴漏现象少，卷绕环境较好。从喷丝板喷出的熔体，被瞬间冷却，纤维内外截面产生取向差异，形成三维卷曲立体中空纤维。冷却后的纤维经过纺丝油盘的主要上油和卷绕油嘴的辅助上油两道上油工序后被集成丝束送往下道工序。
[0008]作为优选，所述环吹风的滤芯包括环状不锈钢网和贴合于不锈钢网内圈下部的环状不锈钢挡风圈，不锈钢网高度为270
‑
280mm、通风面积为27
‑
28％，内外各包裹一层100
‑
120目的过滤网；环状不锈钢挡风圈高度150
‑
160mm，对应的环吹风滤芯吹风高度为120
‑
130mm。作为进一步优选，所述环吹风的风速3.0
‑
5.0m/s，风温18
‑
21℃。冷却条件对纤维的中空度和卷曲度影响大，而均匀的吹风条件依靠稳定的吹风速度来实现：风速过大，中空度破裂，纤维难以形成中空；过小，丝束冷却不够彻底，纺丝过程中出现并丝，气泡，断丝，纺丝困难，中空度小，且经过后加工的处理后，纤维的蓬松性不足、疵点偏高，达不到后道客户的使用要求。
[0009]作为优选，前纺原丝的无油丝粘度0.640
‑
0.650，纺丝温度260
‑
288℃。纺丝温度比普通中空绦纶三维卷曲纤维低5～10℃，对节约用电和降低工作环境的温度有很大帮助。
[0010]作为优选，未牵伸丝的中空率28
‑
34％。
[0011]作为优选，纺丝用聚酯熔体中含有云母
‑
二氧化硅气凝胶，聚酯熔体的制备方法为：(1)将云母
‑
二氧化硅气凝胶和醋酸锑按质量比100:(10
‑
20)溶于乙醇，60
‑
70℃加热1
‑
2h，萃取、过滤得固体，干燥得负载醋酸锑的云母
‑
二氧化硅气凝胶；(2)将对苯二甲酸、乙二醇和负载醋酸锑的云母
‑
二氧化硅气凝胶按质量比(70
‑
90):(20
‑
40):(3
‑
6)混合，进行酯化、缩聚反应得到聚酯熔体。
[0012]三维卷曲立体中空涤纶短纤维最大的问题是无法持久保持中空状，一般水洗后蓬松堵和弹性都会下降。本专利技术利用云母
‑
二氧化硅气凝胶的作用是：将聚酯合成催化剂醋酸锑置于云母片层结构之间，对苯二甲酸和乙二醇的酯化聚合发生在气凝胶粒子内，云母片层的间距被撑大，且不易回缩，使得制成的中空纤维能保持立体卷曲状，并且具有弹性，硅有向纤维表面迁移的趋势，时间久了之后，云母
‑
二氧化硅气凝胶逐渐迁移到纤维表面，相当于给中空纤维加了一层疏水、力学性能强防护层，更有利于中空纤维保持立体卷曲状的持久性。
[0013]作为优选，云母
‑
二氧化硅气凝胶的制备方法为：1)将云母煅烧除去层间结晶水，粉碎得云母粉；将云母粉分散在含3％wt表面活性剂(如蔗糖单月桂酸酯)的乙醇溶液中，加入云母粉质量5
‑
10％的马来酸酐接枝聚丙烯(接枝率1.5％wt)、云母粉质量1
‑
3％的硅烷偶联剂，在高速搅拌机中搅拌20
‑
30min，得到羧酸改性云母粉；2)将羧酸改性云母粉和其1
‑
2倍质量的正硅酸乙酯混合，加入水和乙醇，调pH至3
‑
4，水解1
‑
2天；将云母与正硅酸乙酯超声分散均匀，调pH为8.5
‑
9，陈化得湿凝胶，用常规方法制得气凝胶。
[0014]煅烧去除片层间的结晶水，增加片层间孔隙。正硅酸乙酯水解形成二氧化硅溶胶，二氧化硅含羟基，与羧基改性云母粉的羧基反应后联结，使二氧化硅溶胶可以稳定地位于云母片层之间。
[0015]因此，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术在纺丝和卷绕上油之间另加一道纺丝上油，丝束冷却速度快，不易产生静电，跑冒滴漏现象少，卷绕环境较好；(2)在聚酯熔体中加入云母
‑
二氧化硅气凝胶，提高中空纤维保持立体卷曲状的持久性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的环吹风筒结构示意图；图2是纺丝加卷绕两道上油的流程图；
图中，1、不锈钢网，2、不锈钢挡风圈，3、风筒，4、纺丝油盘，5、卷绕油嘴，6、卷绕罗拉。
具体实施方式
[0017]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0018]本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，采用非对称冷却成形法制备三维卷曲立体中空纤维，包括纺丝、卷绕和牵伸工序，在纺丝工序，熔体经喷丝板喷出后，使用环吹风冷却，再经过纺丝上油，然后卷绕上油、牵伸，得到三维卷曲立体中空纤维。2.根据权利要求1所述的一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，所述环吹风的滤芯包括环状不锈钢网和贴合于不锈钢网内圈下部的环状不锈钢挡风圈，不锈钢网高度为270
‑
280 mm、通风面积为27
‑
28%，内外各包裹一层100
‑
120目的过滤网；环状不锈钢挡风圈高度150
‑
160 mm，对应的环吹风滤芯吹风高度为120
‑
130 mm。3.根据权利要求2所述的一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，所述环吹风的风速3
‑
5 m/s，风温18
‑
21 ℃。4.根据权利要求1所述的一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，前纺原丝的无油丝粘度0.640
‑
0.650，纺丝温度260
‑
288 ℃。5.根据权利要求1或4所述的一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，未牵伸丝的中空率28
‑
34%。6.根据权利要求1所述的一种三维卷曲中空涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，纺丝用聚酯熔体中含有云母
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【专利技术属性】
技术研发人员：闫东宁，董庆奇，张银磊，高锁，解雪瑶，
申请(专利权)人：浙江恒逸高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：