專(zhuān)利名稱(chēng)：一種負(fù)壓熔融紡絲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的熔融紡絲技術(shù)，特別是涉及一種負(fù)壓熔融紡絲方法，具體是指在熔體紡絲過(guò)程中利用負(fù)壓環(huán)境進(jìn)行熔融紡絲的一種負(fù)壓熔融紡絲方法。
背景技術(shù)：
在熔體紡絲過(guò)程中，紡程上纖維的受力分布(紡程上力的分布)對(duì)熔體紡絲成形起著十分重要的影響，尤其是對(duì)紡絲過(guò)程中的纖維所形成的取向和結(jié)晶有著密切關(guān)系。當(dāng)熔體本身特性以及紡絲工藝條件發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起紡程上力的分布變化。因此當(dāng)固定了熔體物質(zhì)以后，則可以通過(guò)調(diào)節(jié)紡絲工藝條件，例如紡絲速度、紡絲溫度、吐出量、冷卻吹風(fēng)條件等來(lái)控制紡程上力的分布。通常情況下紡程上的纖維會(huì)受到流變阻力、慣性力、空氣摩擦阻力、重力和表面張力五種力的作用。在常規(guī)紡絲和高速紡絲時(shí)，其表面張力和重力只占到總紡絲張力的1%， 因此可以忽略不計(jì)。常規(guī)紡絲時(shí)，慣性力和空氣摩擦阻力較小，主要受流變阻力的控制，而在高速紡絲時(shí)，由于紡速較高，慣性力和空氣摩擦阻力相應(yīng)增加，但纖維通常是在接近噴絲板的區(qū)域內(nèi)成形，據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，若紡絲速度為3000-4000m/min時(shí)，空氣摩擦阻力所產(chǎn)生的有效剪切應(yīng)力為(3 4) X10_3N/cm2。因此在高速紡絲(P0Y3000-6000m/min)空氣摩擦阻力對(duì)纖維成形影響不大，但對(duì)成形后的纖維的影響較大。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高，當(dāng)紡絲速度超過(guò)6000m/min (超高速紡絲HOY)以上時(shí)，慣性力和空氣摩擦阻力對(duì)紡絲張力起主導(dǎo)作用。在超高速紡絲時(shí)，因纖維的凝固點(diǎn)會(huì)提前，空氣摩擦阻力又與紡程長(zhǎng)度相關(guān)，所以它對(duì)纖維的成形影響甚少，因而慣性力是影響紡絲拉伸和取向結(jié)晶成形的主要因素。但當(dāng)纖維成形后，空氣摩擦阻力隨著紡絲速度的增大而極具增加，使得紡絲張力以及波動(dòng)也相應(yīng)增加，工藝穩(wěn)定性和纖維結(jié)構(gòu)的不均性增強(qiáng)，甚至?xí)l(fā)生斷絲。因此紡絲速度的提高促使空氣摩擦阻力對(duì)紡絲的影響，因此為了減少空氣阻力，目前的超高速紡絲通常采用縮短紡程方法來(lái)達(dá)到。HOY由于的紡絲設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，能耗低，產(chǎn)量大，目前已有一些企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。德國(guó)巴馬格公司生產(chǎn)的HOY紡絲設(shè)備，其卷繞速度已達(dá)SOOOm/min，采用“直排式”概念將噴絲板與卷繞機(jī)構(gòu)間的距離顯著縮短，以減少空氣摩擦阻力對(duì)纖維的受力，降低其紡程張力。瑞士伊文塔公司發(fā)明了緊湊式HOY紡絲設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)，韓國(guó)東洋聚酯公司已有200噸/月HOY生產(chǎn)路線(xiàn)。因此為了尋求在原有的常規(guī)紡、高速紡、超高速紡的設(shè)備基礎(chǔ)上來(lái)有效地控制空氣摩擦阻力，以致提高紡絲生產(chǎn)效率并能夠同時(shí)降低纖維纖度的工藝技術(shù)是目前企業(yè)迫切需求的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題提出了一個(gè)全新的概念，具體指的是在熔體紡絲過(guò)程中提供一個(gè)負(fù)壓環(huán)境進(jìn)行熔融紡絲，通過(guò)降低空氣壓力來(lái)降低空氣密度和空氣動(dòng)力學(xué)粘度，相應(yīng)的絲束與空氣間的摩擦力阻力降低，宏觀表現(xiàn)為紡程張力的降低。因而能在泵供量變化的情況下，同時(shí)保持單絲纖度不變時(shí)，提高紡絲速率，使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并且纖維成品性能優(yōu)良。或者在泵供量不變的條件下，可提高熔體紡絲的速度，減少纖維的纖度，既提高生產(chǎn)效率又同時(shí)得到手感好、吸水性好、保溫性好以及柔韌性高的細(xì)旦纖維。本發(fā)明的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，采用熔融紡絲方法，紡絲原料熔體經(jīng)熔融擠出后進(jìn)行冷卻，再進(jìn)行集束、上油和卷繞，所述的紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，所述的負(fù)壓環(huán)境是指空氣壓力為0. 01 0. OOlMPa0作為優(yōu)選的技術(shù)方案其中，如上所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，所述的冷卻方式為輻射傳熱冷卻方式， 而不采用常規(guī)環(huán)吹風(fēng)或側(cè)吹風(fēng)的對(duì)流傳熱冷卻方式。輻射傳熱冷卻方式是指在熔體冷卻成型時(shí)，低溫物質(zhì)環(huán)繞在高溫絲束周?chē)幌嘟佑|，由于高溫絲束在具有溫差的環(huán)境中會(huì)發(fā)射輻射能，而低溫物質(zhì)則能夠吸收這種輻射能，并同時(shí)將熱量帶走，從而達(dá)到冷卻高溫絲束的目的；其中，所述的溫差值為150 250°C。如上所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，所述的卷繞的速度超高速紡達(dá)到12000m/ min 20000m/min，高速紡達(dá)到 5000m/min 8000m/min，常規(guī)紡達(dá)到 3000m/min 4500m/
mirio如上所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，所述的紡絲原料為能夠進(jìn)行熔融紡絲的聚合物或聚合物合金，所述的聚合物具體指的是對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、對(duì)苯二甲酸丙二酯 (PTT)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)；所述的聚合物合金是指聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丙二酯(PET/PTT)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PET/PBT)、聚對(duì)苯二甲酸丙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PTT/PBT)。如上所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丙二酯中聚對(duì)苯二甲酸乙二酯與聚對(duì)苯二甲酸丙二酯的質(zhì)量比為1 0. 1 5 ；所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯中聚對(duì)苯二甲酸乙二酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為1 0. 1 5 ；所述的聚對(duì)苯二甲酸丙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯中聚對(duì)苯二甲酸丙二酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為1 0.1 5。本發(fā)明負(fù)壓熔融紡絲所基于的原理如下為了能夠減少紡程中纖維的空氣摩擦阻力以提高紡絲速度，必須降低空氣密度和空氣運(yùn)動(dòng)粘度，因此將紡程路線(xiàn)中調(diào)控一定的真空度(負(fù)壓狀態(tài))則可降低空氣密度和空氣運(yùn)動(dòng)粘度，相應(yīng)的會(huì)降低空氣摩擦阻力。紡程空氣壓力與空氣密度的關(guān)系式PV = nRl — P = ^RT
M其中P ^為負(fù)壓下的空氣密度，Pa*標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的空氣密度，Ptl為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓， Pa為負(fù)壓。從表達(dá)示可知，空氣壓力與空氣密度成正比關(guān)系，當(dāng)控制紡程空氣溫度恒定不變時(shí)，空氣壓力P從標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0. IMPa降低到0. 01 0. OOlMPa時(shí)，空氣密度P a相應(yīng)降低 10-100倍。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(IOOKPa)下，溫度25°C時(shí)，空氣密度為11691Kg/m3，則當(dāng)25°C時(shí)， 空氣壓力為0. 01 0. OOlMPa時(shí)，空氣密度為11691 X IO-2 11691 X lOlg/m3。所以當(dāng)在紡程過(guò)程降低空氣壓力而達(dá)到一定真空度時(shí)，則可以降低空氣的密度值。紡程空氣壓力與空氣運(yùn)動(dòng)粘度的關(guān)系是也存在著一定的關(guān)系，但是由于壓力的降低對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)粘度的影響不是很大，因此在此可忽略不計(jì)。將紡程空氣負(fù)壓中對(duì)應(yīng)的空氣密度和空氣運(yùn)動(dòng)粘度代入到沿紡絲線(xiàn)的軸向張力梯度表達(dá)示中，在紡絲速度條件不變的情況下，紡絲空氣摩擦阻力明顯下降，相應(yīng)的纖維所受的紡程張力減少。因此使熔體在紡程中處于負(fù)壓環(huán)境時(shí)，超高速紡可達(dá)12000m/min 20000m/min,高速紡可達(dá) 5000m/min 8000m/min，常規(guī)紡可達(dá) 3000m/min 4500m/min。本發(fā)明在基于以上理論分析的基礎(chǔ)上提供了一種負(fù)壓熔融紡絲技術(shù)工藝。本發(fā)明的目的在于以一種新型的熔融紡絲工藝來(lái)減少纖維與空氣的摩擦阻力，通過(guò)不改變泵供量，提高熔體紡絲速度，同時(shí)降低單絲纖度。通過(guò)在紡程中調(diào)控一個(gè) 0. 01 0. OOlMPa的負(fù)壓，使熔體從噴絲板出來(lái)到集束上油前都處于一個(gè)密封的負(fù)壓環(huán)境中，在這種情況下，由于空氣密度和空氣運(yùn)動(dòng)粘度的下降，相應(yīng)的空氣摩擦阻力會(huì)大大降低，超高速熔體紡絲速度可調(diào)控在12000m/min 20000m/min，既大大提高了生產(chǎn)效率，又能紡制纖度較細(xì)的纖維，提升了纖維的手感柔軟性，光澤柔和性。本發(fā)明的另一目的在于以一種新型的熔融紡絲工藝來(lái)減少纖維與空氣的摩擦阻力，通過(guò)不改變泵供量，提高熔體紡絲速度，同時(shí)降低單絲纖度。通過(guò)在紡程中調(diào)控一個(gè)0. 01 0. OOlMPa的負(fù)壓，使熔體從噴絲板出來(lái)到集束上油前都處于一個(gè)密封的負(fù)壓環(huán)境中，在這種情況下，由于空氣密度和空氣運(yùn)動(dòng)粘度的下降，相應(yīng)的空氣摩擦阻力會(huì)大大降低，高速熔體紡絲速度可調(diào)控在5000m/min 8000m/min，既大大提高了生產(chǎn)效率，又能紡制纖度較細(xì)的纖維，提升了纖維的手感柔軟性，光澤柔和性。本發(fā)明的另一目的在于以一種新型的熔融紡絲工藝來(lái)減少纖維與空氣的摩擦阻力，通過(guò)改變泵供量，保持單絲纖度的同時(shí)，提高熔體紡絲速度。通過(guò)在紡程中調(diào)控一個(gè)0.01 0. OOlMPa的負(fù)壓，使熔體從噴絲板擠出、冷卻固化到集束上油前都處于一個(gè)密封的負(fù)壓環(huán)境中，在這種情況下，由于空氣密度和空氣運(yùn)動(dòng)粘度的下降，相應(yīng)的空氣摩擦阻力會(huì)大大降低，在改變泵供量和保持原有纖維纖度時(shí)，常規(guī)熔體紡絲速度可調(diào)控在3000m/ min 4500m/min，并能正常進(jìn)行紡絲，大大提高了生產(chǎn)效率。綜上所述，當(dāng)控制紡程空氣壓力為0. 01 0. OOlMPa時(shí)，使得空氣密度與空氣運(yùn)動(dòng)粘度的下降，這樣會(huì)導(dǎo)致纖維的空氣摩擦阻力下降，紡程單絲上的受力會(huì)相應(yīng)下降，而紡程張力和纖維結(jié)晶度、取向度有關(guān)，因此必須控制一定的紡程張力范圍，所以可以通過(guò)提高紡絲速度來(lái)維持其紡程張力，同時(shí)又提高了生產(chǎn)效率。有益效果本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于利用負(fù)壓熔融紡絲可將紡絲速度提高大大提高，其生產(chǎn)效率得到了大大的提升。紡絲中空氣摩擦阻力對(duì)纖維的影響甚少，紡絲過(guò)程中纖維不會(huì)因張力過(guò)高而發(fā)生斷絲。并可應(yīng)用在常規(guī)紡絲、高速紡絲和超高速紡絲設(shè)備中，且其需要投入的而外設(shè)備成本低，工藝改造較為簡(jiǎn)單，但又極大地提高了熔體紡絲速度，從而提高了生產(chǎn)效率， 實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例1使用負(fù)壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex滌綸長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 65dL/gPET切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為6. ^X10-2g/S.hole，紡絲溫度為285°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為250°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OOlMPa，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為20000m/min，紡制得到 1. 88dtex滌綸長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的的斷裂強(qiáng)度高大于3. OcN/dtex,條干不勻率小于1. 8CV/%, 纖維取向度高，染色均勻度5. 0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低， 產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例1常壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex滌綸長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 65dL/gPET切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為2. 51 X 10_2g/s. hole,紡絲溫度為290°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為8000m/min，紡制得到l.SSdtex滌綸長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于3. 7cN/ dtex，條干不勻率小于2. OCV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例2使用負(fù)壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPTT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 95dL/gPTT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為4. 70X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為287°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. 005MPa，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為15000m/min，紡制得到 1. 88dtex PTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于1. 7cN/dteX，條干不勻率小于2. OCV/%，纖維取向度高，染色均勻度4. 5級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例2常壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPTT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 95dL/gPTT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為2.51X10_2g/S.hole，紡絲溫度為291°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為8000m/min，紡制得到1. 88dteXPTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 18cN/ dtex，條干不勻率小于2. lCV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例3使用負(fù)壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPBT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為1. IdL/gPBT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為3. 76X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為295°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為235°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OlMPa,再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為12000m/min，紡制得到 1. 88dtexPBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 5cN/dteX，條干不勻率小于2. lCV/%，纖維取向度高，染色均勻度5.0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例3常壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPBT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為1. IdL/gPBT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為2.51\1°-/8丄01^紡絲溫度為2901，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為8000m/min，紡制得到1. 88dtexPBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于1. 9cN/ 肚^，條干不勻率小于1.9(^/%，纖維取向度高，染色均勻度為4.5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例4使用負(fù)壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex PET/PTT長(zhǎng)絲采用質(zhì)量比為1 0. 1的PET/PTT共混切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出， 泵供量為6. 26 XlOVs. hole，紡絲溫度為285°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為230°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OOlMPa，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為20000m/min，紡制得到
1.88dtexPET/PTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 3cN/dtex，條干不勻率小于1. 8CV/%, 纖維取向度高，染色均勻度5. 0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低， 產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例4常壓超高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtexPET/PTT長(zhǎng)絲采用質(zhì)量比為1 0.1的PET/PTT共混切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為2. 51 X 10_2g/s. hole,紡絲溫度為293°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為SOOOm/min，紡制得到1. 88dtexPET/PTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于
2.kN/dtex，條干不勻率小于2. OCV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)低，紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例5使用負(fù)壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為0. 5dtex滌綸長(zhǎng)絲采用特性黏度[η ]為0. 65dL/g PET切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為6.7X10_3g/S.hole，紡絲溫度為285°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為225°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境， 空氣壓力為0. OOlMPa,再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為8000m/min，紡制得到0. 5dtex 滌綸長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于3. 2cN/dteX，條干不勻率小于2. OCV/%，纖維取向度高，染色均勻度5.0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例5常壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為0. 5dtex滌綸長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 65dL/gPET切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為3.3X10_3g/S.hole，紡絲溫度為295°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為4000m/min，紡制得到0. 5dtex滌綸長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于3. ScN/ dtex，條干不勻率小于2. 2CV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例6使用負(fù)壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為0. 5dtexPTT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0.95dL/gPTT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為5. OX 10_3g/s. hole，紡絲溫度為^5°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為220°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. 007MPa，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為6000m/min，紡制得到 0. 5dtexPTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 2cN/dteX，條干不勻率小于2. lCV/%，纖維取向度高，染色均勻度5.0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例6 常壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為0. 5dtexPTT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 95dL/gPTT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為3.3X10_3g/S.hole，紡絲溫度為293°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為4000m/min，紡制得到0. 5dtexPTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 6cN/ dtex，條干不勻率小于2. 3CV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例7使用負(fù)壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為0. 5dtexPBT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η ]為1. IdL/gPBT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為4.2X10-3g/S.hOle，紡絲溫度為295°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水 (低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為215°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OlMPa，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為5000m/min，紡制得到0. 5dtexPBT 長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. lcN/dtex，條干不勻率小于2. 0CV/%，纖維取向度高，染色均勻度5. 0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例7常壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為0. 5dtexPBT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η ]為1. IdL/gPBT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為3. 3X10_3g/S.hole，紡絲溫度為290°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為4000m/min，紡制得到0. 5dtexPBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 3cN/dtex, 條干不勻率小于2. ICV/%,纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)，生產(chǎn)效率相對(duì)低，紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例8使用負(fù)壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex PET/PBT長(zhǎng)絲采用質(zhì)量比為1 0.5的PET/PTT共混切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出， 泵供量為2.5X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為289°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為210°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OOlMPa,再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為SOOOm/min，紡制得到 1. 88dtexPET/PBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 7cN/dtex，條干不勻率小于1. 6CV/%, 纖維取向度高，染色均勻度5. O級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低， 產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例8常壓高速熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtexPET/PBT長(zhǎng)絲采用質(zhì)量比為1 0.5的PET/PBT共混切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為1.25X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為^4°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為4000m/min，紡制得到1. 88dtex PET/PBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的的斷裂強(qiáng)度高大于3. lcN/dtex，條干不勻率小于2.0CV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低，紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例9使用負(fù)壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex滌綸長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 65dL/gPET切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為1.41X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為288°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為200°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OOlMPa,再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為4500m/min，紡制得到 1.88dteX滌綸長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于3. lcN/dtex，條干不勻率小于1.9CV/%，纖維取向度高，染色均勻度5. 5級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例9常壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex滌綸長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 65dL/gPET切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為0. 78Xl(T2g/S.h0le，紡絲溫度為291°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為2500m/min，紡制得到1. 88dtex滌綸長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于3. ScN/ dtex，條干不勻率小于2. lCV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例10使用負(fù)壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPTT長(zhǎng)絲
采用特性黏度[η]為0.95dL/gPTT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為110X10-2g/S.hole，紡絲溫度為^5°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為195°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. 006MPa，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為3500m/min，紡制得到 1. 88dtexPTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. lcN/dtex，條干不勻率小于1.9CV/%，纖維取向度高，染色均勻度5.0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例10常壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPTT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為0. 95dL/gPTT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為0. 78Xl(T2g/S.h0le，紡絲溫度為292°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為2500m/min，紡制得到1. 88dtexPTT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 4cN/ dtex，條干不勻率小于2. 3CV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例11使用負(fù)壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPBT長(zhǎng)絲采用特性黏度[η]為1. IdL/gPBT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為0. 94XlOVs. hole,紡絲溫度為295°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為190°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OlMPa,再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為3000m/min，紡制得到 1. 88dtexPBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. OcN/dtex，條干不勻率小于1. 9CV/%，纖維取向度高，染色均勻度5.0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗較低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例11常壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. SSdtexPBT長(zhǎng)絲采用特性黏度[為lldL/gPBT切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為0. 78X 10Vs. hole,紡絲溫度為290°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為2500m/min，紡制得到1. 88dtexPBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 7cN/ dtex，條干不勻率小于2. 4CV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低， 紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。實(shí)施例12使用負(fù)壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtex PTT/PBT長(zhǎng)絲采用質(zhì)量比為1 5的PTT/PBT共混切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出， 泵供量為1.41X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為285°C，然后將環(huán)形冷卻吹風(fēng)裝置改為采用循環(huán)冷卻水(低溫介質(zhì))裝置，高溫絲束與冷卻水不直接接觸，在溫差為150°C環(huán)境下通過(guò)輻射傳熱冷卻高溫絲束，調(diào)控紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，空氣壓力為0. OOlMPa,再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為4500m/min，紡制得到1.88dteX PTT/PBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于2. 3cN/dteX，條干不勻率小于 2. OCV/%，纖維取向度高，染色均勻度5. 0級(jí)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)極大地提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。對(duì)比例12常壓常規(guī)熔融紡絲技術(shù)紡制纖度為1. 88dtexPET/PTT長(zhǎng)絲采用質(zhì)量比為1 5的PTT/PBT共混切片作為紡絲原料，熔體經(jīng)熔融后擠出，泵供量為0. 78X10-2g/S.hOle，紡絲溫度為291°C，經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻成形后，再進(jìn)行集束、上油和卷繞；紡絲速度為2500m/min，紡制得到1. 88dtex PTT/PBT長(zhǎng)絲，其長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度高大于 2. 6cN/dteX，條干不勻率小于2. 2CV/%，纖維取向度高，染色均勻度為4. 5級(jí)。生產(chǎn)效率相對(duì)較低，紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)毛絲、斷頭現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)壓熔融紡絲方法，采用熔融紡絲方法，紡絲原料熔體經(jīng)熔融擠出后進(jìn)行冷卻， 再進(jìn)行集束、上油和卷繞，其特征是所述的紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，所述的負(fù)壓環(huán)境是指空氣壓力為0. 01 0. OOlMPa0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，其特征在于，所述的冷卻利用輻射傳熱冷卻方式；輻射傳熱冷卻方式是指在熔體冷卻成型時(shí)，低溫物質(zhì)環(huán)繞在高溫絲束周?chē)幌嘟佑|，由于高溫絲束在具有溫差的環(huán)境中會(huì)發(fā)射輻射能，而低溫物質(zhì)則能夠吸收這種輻射能，并同時(shí)將熱量帶走，從而達(dá)到冷卻高溫絲束的目的；其中，所述的溫差值為 150 250 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，其特征在于，所述的卷繞的速度超高速紡達(dá)到12000m/min 20000m/min，高速紡達(dá)到5000m/min 8000m/min，常規(guī)紡達(dá)到 3000m/min 4500m/mino
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，其特征在于，所述的紡絲原料是能夠進(jìn)行熔融紡絲的聚合物或聚合物合金，所述的聚合物具體指的是對(duì)苯二甲酸乙二酯、對(duì)苯二甲酸丙二酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二酯；所述的聚合物合金是指聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丙二酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯或聚對(duì)苯二甲酸丙二酯/ 聚對(duì)苯二甲酸丁二酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，其特征在于，所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丙二酯中聚對(duì)苯二甲酸乙二酯與聚對(duì)苯二甲酸丙二酯的質(zhì)量比為 1 0. 1 5 ；所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯中聚對(duì)苯二甲酸乙二酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為1 0.1 5;所述的聚對(duì)苯二甲酸丙二酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯中聚對(duì)苯二甲酸丙二酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為1 0.1 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的熔融紡絲技術(shù)，特別是涉及一種負(fù)壓熔融紡絲方法，具體是指在熔體紡絲過(guò)程中利用負(fù)壓環(huán)境進(jìn)行熔融紡絲的一種負(fù)壓熔融紡絲方法。本發(fā)明的一種負(fù)壓熔融紡絲方法，采用熔融紡絲方法，紡絲原料熔體經(jīng)熔融擠出后進(jìn)行冷卻，再進(jìn)行集束、上油和卷繞，所述的紡絲原料熔體從熔融擠出后到纖維成形集束前之間都處于負(fù)壓環(huán)境，所述的負(fù)壓環(huán)境是指空氣壓力為0.01～0.001MPa。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于利用負(fù)壓熔融紡絲可將紡絲速度提高大大提高，其生產(chǎn)效率得到了大大的提升；紡絲中空氣摩擦阻力對(duì)纖維的影響甚少，紡絲過(guò)程中纖維不會(huì)因張力過(guò)高而發(fā)生斷絲；極大地提高了熔體紡絲速度，從而提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)能耗低，產(chǎn)能高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。
文檔編號(hào)D01D5/088GK102206879SQ201110142139
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月28日
發(fā)明者宋睿, 尹娜, 張玉梅, 王華平, 王強(qiáng)華, 王朝生 申請(qǐng)人:東華大學(xué)