异形中空PTT膨体地毯纱及制造方法技术

本发明专利技术属于地毯纱加工技术领域，具体涉及一种异形中空PTT膨体地毯纱及制造方法。异形中空PTT膨体地毯纱，包括地毯纱本体，所述的地毯纱本体是由聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纤维经膨体变形加工后的异形中空膨体纱，地毯纱本体的线密度为1000dtex～2000dtex，所述的异形中空膨体纱的单纤纤维具有三叶三角形外环和三角形内孔横截面。其制造方法是采用具有异形喷丝孔的喷丝板，在BCF纺丝机组上一步法完成。纤维中空度13%～18%，制成相同效果地毯面纱成本下降13%以上，有良好的经济效益。本方法利用原纺丝机在特定的纺丝条件下，无需增加纺丝费用一步完成，制造方法简单、经济、实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地毯纱加工
，具体涉及一种异形中空PTT膨体地毯纱及制造方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是由对苯二甲酸和1，3-丙二醇经酯化缩聚而成的聚合物，是一种新型聚酯纤维原料。其中1，3-丙二醇有两种生产方法化学法和生物法，分别以美国壳牌和杜邦公司为代表，其中生物法路线具有更低的生产成本和更好的产品质 量。我国清华大学自2006年以来先后由湖南海纳百川生物工程、黑龙江辰能生物工程、天冠集团等公司合作，以生物法合成路线总量已形成近万吨级/年的工业生产规模。关于PTT树脂，张家港美景荣化学工业和江苏中鲈科技发展股份有限公司共形成近5万吨/年的生产能力，即我国已经具备生物法生产1，3-丙二醇及PTT新型聚酯的工业基础。该聚合物的环保价值在于a)在聚合物中有37%的1，3丙二醇是由生物法以谷物或来源于天然油酯的甘油为原料，可减少化纤行业对石油资源的依赖度；b)杜邦公司测算PTT在生产过程与锦纶6相比，少用30%的能量，减少63%的温室效应气体排放；c) PTT是一种热塑性聚合物，可作回收利用。所以PTT是一种生物基环保型、具有绿色生产过程和新型聚酯。PTT纤维在使用性能上与高档地毯纤维锦纶6相比，有比锦纶更好的抗污性、耐候性、耐磨性、抗静电性，有与锦纶相近的回弹性、蓬松性和染色性，是综合性能优于锦纶6的地毯纤维，此外还具有干爽、挺括等特点。专家预测，PTT纤维很有可能将逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪大型纤维。作为地毯纱实际的应用情况由于受到经济性的制约，产品推广应用情况与预计有一定差距。国内PTT生产远没形成如涤纶切片的规模，国外提供的PTT与锦纶6价格相近，由于PTT的比重I. 33与锦纶6的I. 14相比，相同克重的地毪，以PTT为原料的地毯面纱在丰满度与遮盖力上与锦纶相比将相差14%左右，如果加工成相同效果，则面纱纤维用量同样需增加约14%，其地毯成本也将增加相同数值。以经济实惠为消费第一原则的我国国情，又在目前PTT价格不能下调的情况下，尽管PTT膨体地毯纱前述如此多的质量和环保优势，如果不解决由比重带来的瓶径，PTT地毯纱在短期内较难得到迅速扩展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是基于上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种异形中空PTT膨体地毯纱，在保持纤维异形度的同时，引入中空，使视比重降低13% 18%，达到接近或低于锦纶6比重的水平，解决制约PTT膨体地毯纱迅速扩展的比重瓶径。本专利技术的另一个目的是提供一种异形中空PTT膨体地毯纱的制造方法。主要是设计一种能最大的保持异形度的同时，可以形成13%以上的纤维中空度，又便于清洗和维护的喷丝板，达到保持地毯纤维风格、降低使用成本、纺丝顺畅的目的。本专利技术解决其技术问题所采用的一个技术方案是提供一种异形中空PTT膨体地毯纱，包括地毯纱本体，所述的地毯纱本体是由PTT纤维经膨体变形加工后的异形中空膨体纱，地毯纱本体的线密度为IOOOdtex 2000dtex，所述的异形中空膨体纱的单纤纤维具有三叶三角形外环和三角形内孔横截面。所述的“异形中空”，对于地毯纤维来讲，由于 与服装等纺织纤维的用途不同，特性要求不同，纤维截面的异形度是重要的关键性指标。与常规圆形截面相比，相同实体截面的异形纤维由于有更高表观弯曲模量而给出更高的刚性和回弹性；又因为形成地毯面纱后每根异形纤维将占据更大的有效体积空间，和更小的纤维间表面接触面积而表现出更小的磨擦阻力，使得异形地毯面纱给出更好的膨松感、爽滑感和丰满度。异形度越大，所产生的上述特性越强。鉴于地毯面纱的特性要求，需要在保持异形度的情况下实现中空，才能在降低视比重的同时而又不影响地毯纱的品质。从形成最大异形度截面的角度来看，三叶形给出最大的异形度，其次为三边形，除此之外的其它多角形或多边形，都将使异形度减小。所以本专利技术纤维在三边形内成孔，制成“三叶三角形外环、三角形内孔”横截面，在最大限度的保持了地毯纱特性的同时实现中空，达到降低视比重而不改变地毯面纱风格的目的。在纤维总横截面积不变的情况下，异形中空地毯纱的中空度增加，纤维的抗弯刚度减小，手感柔软性增加。所述的异形中空膨体纱的单纤线密度为IOdpf 25dpf，中空度为13% 18%。在单纤线密度< IOdpf的情况下，由于中空纤维壁过薄，中空度远大于18%，断裂强度过小而导致牵伸断头率明显增加，成品率下降过大。试纺表明，同一块喷丝板，如果单纤线密度>25dpf，纤维中空度难以保持> 13%。因本专利技术中为最大的保持异形度而采用的三叶三角形截面，使能有效成孔的面积较圆形截面大为减少。如果控制中空度> 18%，也会因纤维壁局部过薄而使得纺丝断头率过高。如果< 13%，则达不到有效降低比重的经济性目的。本专利技术解决其技术问题所采用的另一个技术方案是提供一种异形中空PTT膨体地毯纱的制备方法，采用具有异形喷丝孔的喷丝板，利用BCF纺丝机组一步法完成，包括如下工艺步骤a.将PTT切片预干燥至水份为15ppm 50ppm,由全封闭短程管路输送入螺杆挤出机的入口；b.将步骤a中干燥后的PTT切片经螺杆熔融并由螺杆推进经导管送入纺丝箱体，螺杆挤出温度为240°C 260°C，挤出压力为75bar 85bar ；c.将步骤b中的熔体在箱体中经纺丝泵计量输送至喷丝头，由喷丝孔挤出的熔体细流在纺丝窗中侧吹风冷却固化成纤维，纺丝组件温度为258°C 263°C，纺丝压力为28bar 36bar,侧吹风温度为14°C 17°C，风速为O. 4m/s O. 8m/s ；d.对步骤c中纤维进行上油后牵引拉伸，拉伸温度为150°C 180°C，拉伸倍数为2. 5 3. 0，将拉伸后的纤维进行膨化变形、冷却定形、网络后由卷绕机构卷绕在筒管上完成异形中空膨体地毯纱。PTT熔点为228°C 230°C，螺杆挤出、熔体输送温度一般保持在高于熔点20°C左右，控制低温，可减少高聚物降解，高摩尔质量的聚酯熔体粘度高，是保证高异形度和中空度的基础。提高挤出压力5bar lObar，增加流动性和提供更高的纺丝组件压力。所以控制步骤b中螺杆挤出温度为240°C 260°C，压力为75bar 85bar。步骤c中的组件温度及压力是指纺丝效果、中空纤维形成过程中的缺口融合效果及中空度的大小，是纺丝组件温度和压力共同作用的结果。纺丝温度低，熔体粘度增大，熔体形变阻力和表面张力大， 有利于异形的保持和中空的形成，但熔体温度太低，熔体流动性差、纺丝成形不好，甚至弓I起不稳定流动，造成熔体破裂。如果温度过高熔体粘度过小，表面张力下降，熔体喷出孔后的膨化现象大大降低，熔体细流产生表面萎缩，导致异形度及中空腔均变小。组件压力影响熔体的流变性，压力提高可降低熔体流动黏度，改善熔体流变性，可以提高熔体出口胀大效应以保证缺口融合效果，同时也使纤维异形及中空度下降，但小于温度变化的影响。所以在本BCF纺丝机组的条件下选定较高的组件压力为28bar 36bar、稍高的纺丝温度258°C 263°C (高出实体纤维3bar 10bar、3°C 5°C)较为适宜。步骤c中的“侧吹风”是指风温及风速共同决定了纤维熔体细流的冷却效果。风温降低及风速加大都将加强冷却，熔体细流的固化速率加快，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国忠，张立军，陆惠林，蒋文，蒋枫，薛小平，蒋俊贤，
申请(专利权)人：常州灵达特种纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：