專利名稱：一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，尤其是涉及一種新型的所述冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化的差別化PET纖維、PBT纖維、PDT纖維或PTT 纖維的制備方法。
背景技術：
因內應力、取向度和結晶度等原因引起的差別化纖維具有良好的蓬松性和極佳的手感，其染色性能也會存在差別化，可應用在服用等領域。申請?zhí)?00710120117. 3提到一種差別化纖維的制備方法中將聚酯纖維與多異滌綸絲進行網絡復合而得到潛存大量內應力的差別化纖維。申請?zhí)枮?01010174972. 4中提到將預取向絲和高沸水收縮絲進行網絡復合后進而得到一種接近于羊毛的差別化纖維。專利號200520001791. 6中提到在纖維牽伸過程中使用具有凸凹狀的牽伸凸輪而使纖維的順向度和結晶度不同，制備出差別化纖維。而本發(fā)明是在纖維制備過程中采用冷卻吹風風速的差別化的程序化控制，單根纖維中的結晶度、取向度、內應力或者中空度、異形度的不同而制備出差別化纖維。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，通過熔體擠出噴絲板下冷卻風風速的程序化控制，也就是通過脈沖泵調節(jié)風速來制備出差別化凝聚態(tài)結構和形態(tài)結構的聚酯纖維。由于冷卻風風速按照一定程序控制，引起聚酯纖維的內部應力不均勻也呈現(xiàn)一定的規(guī)律分布而導致纖維差別化，且該差別化呈現(xiàn)一定的規(guī)律分布。本發(fā)明是在熔融紡絲冷卻成形的關鍵區(qū)域，采用風冷差別化的方法，解決了既能保證原絲成形、卷繞正常進行，又能保證纖維內在結晶取向的差別，纖維形態(tài)結構異形度和中空度、異形度差別化的問題。本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，聚酯原料干燥后，經螺桿熔融和擠壓并經紡絲箱體擠出，冷卻吹風冷卻后形成初生纖維，初生纖維經過一級拉伸和二級拉伸后卷繞而獲得差別化聚酯纖維；熔融紡絲過程中，所述冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t) = S+sincot，其中V(t)為風速， 單位可為m/s ；S為固定常數，單位可為m/s ； ω為脈沖信號角頻率，單位可為rad/s ；t為吹風脈沖時間，單位可為S。作為優(yōu)選的技術方案如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的聚酯是指PET、PBT、 PDT或PTT中的一種或者是幾種共混物。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的固定常數S主要是根據冷卻吹風溫度確定的固定常數，所述的固定常數S在吹風溫度為21°C時，其值為0. 95;冷卻吹風溫度每升高或降低l°c，S值相應的增大或減小0. 03。所述的固定常數S還與冷卻吹風的吹風區(qū)域和卷繞速度有關，所述的固定常數S 隨冷卻吹風的吹風區(qū)域的增大而增大，反之S則減?。凰龅墓潭ǔ礢隨著卷繞速度每升高lOOm/min，S則增大0. 001，反之，S則減小 0. 001。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的脈沖信號角頻率ω 根據纖維產品卷曲數目為20 600 ；當纖維卷曲數為10 16個/25mm，占卷曲數總分布比例的42% 58%時，ω為20 400 ；當卷曲數15 19個/25mm，占卷曲數總分布比例的 50 80%時，ω 為 150 600。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的冷卻風風溫為16 ^°C，冷卻吹風的吹風區(qū)域為噴絲板下方300 1850mm。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的干燥為 在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，50 80°C保溫2 5小時后，在110 150°C保溫6 12小時。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的螺桿溫度為螺桿進料區(qū)210 230°C，熔融區(qū)250 310°C，壓縮區(qū)250 310°C，紡絲箱體溫度260 305°C。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的卷繞速度為800 3200m/mino如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的一級拉伸溫度為 75 90°C，拉伸倍數為1. 4 4. 0，所述的二級拉伸溫度為110 150°C，拉伸倍數為1. 2 2. 0。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的差別化聚酯纖維截面為圓形、中空或者異形截面，所述的異形截面為扁平、十字形、花瓣形、三葉形、三角形或星形；所述異形截面的纖維的異形度為10 70%。如上所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，所述的中空截面的纖維的中空度為6 32% ；所述的中空截面的纖維為單根纖維單孔同心結構或者偏心結構或單根纖維的多中孔結構。有益效果1、通過冷卻風改變紡絲冷卻成型區(qū)域環(huán)境的差別化來制備差別化聚酯纖維，而冷卻風小氣候的差別化由計算機程序控制，纖維的差別化也呈現(xiàn)規(guī)律性變化2、本發(fā)明制備的聚酯纖維的差別化無需調整現(xiàn)有生產工序，工藝簡單，運行成本低。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1
在PET熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)=
0.8+sinl00t。冷卻風風溫16°C，吹風長度為300mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，50°C 保溫5小時后，在110°C保溫12小時。螺桿進料區(qū)210°C，熔融區(qū)260°C，壓縮區(qū)270°C，紡絲箱體溫度260°C。一級拉伸溫度為75°C，拉伸倍數為1. 4，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 2，卷繞速度為SOOm/min。制備的PET纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm 的占30%，大于16個/25mm的占觀％，10 16個/25mm的占42%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例2在PET熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)=
1.l+sin600t。冷卻風風溫，吹風長度為1850mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下， 80°C保溫2小時后，在150°C保溫6小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)250°C，壓縮區(qū)280°C， 紡絲箱體溫度275°C。，一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為4. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 2，卷繞為SOOm/min。制備的PET纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于15個/25mm 的占10%，大于19個/25mm的占10 %，15 19個/25mm的占80%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例3在PET熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)= 0. 94+sin20t。冷卻風風溫20°C，吹風長度為1850mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下， 80 V保溫5小時后，在120 V保溫12小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)280 V， 紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 0，卷繞速度為3200m/min。制備的PET纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個 /25mm的占，大于16個/25mm的占14%，10 16個/25mm的占58%。纖維蓬松性好， 手感佳。實施例4在PBT熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程v(t)= 0. 82+sinl50t。冷卻風風溫16°C，吹風長度為300mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下， 50V保溫5小時后，在150V保溫12小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)275°C，壓縮區(qū)， 紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為80°C，拉伸倍數為2. 4，二級拉伸溫度為140°C，拉伸倍數為2. 0，卷繞速度為2000/min。制備的PBT纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于15個 /25mm的占30%，大于19個/25mm的占20%，15 19個/25mm的占50%。纖維蓬松性好， 手感佳。實施例5在PDT熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)= 0. 8+sin400t。冷卻風風溫16°C，吹風長度為1000mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，80°C保溫2小時后，在150°C保溫6小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)300°C，壓縮區(qū)310°C， 紡絲箱體溫度305°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為1. 9，二級拉伸溫度為140°C，拉伸倍數為1. 3，卷繞速度lOOOm/min。制備的PDT纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm 的占20 %，大于16個/25mm的占25 %，10 16個/25mm的占55 %。纖維蓬松性好，手感佳。實施例6在PTT熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)=
0.8+sinl00t。冷卻風風溫16°C，吹風長度為1850mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下， 800C保溫4小時后，在150°C保溫12小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)310°C，壓縮區(qū)310°C， 紡絲箱體溫度300°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 1，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 1，卷繞速度為SOOm/min。制備的PTT纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個 /25mm的占25%，大于16個/25mm的占25%，10 16個/25mm的占50%。纖維蓬松性好， 手感佳。實施例7在PTT熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)=
1.12+sin600t。冷卻風風溫洸°C，吹風長度為1850mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，80°C保溫5小時后，在150°C保溫12小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)310°C，壓縮區(qū) 310°C，紡絲箱體溫度沈0 305°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為1. 4，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1.2，卷繞速度為3200m/min。制備的PTT纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于15個/25mm的占20%，大于19個/25mm的占25%，15 19個/25mm的占55%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例8在PET熔融紡絲制備中空纖維過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t) =0. 94+sin200t。冷卻風風溫20°C，吹風長度為1850mm。在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下， 80 V保溫5小時后，在120 V保溫12小時。螺桿進料區(qū)230°C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)280 V， 紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 0，卷繞速度為^K)0m/min。制備的PET中空纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10 個/25mm的占20 %，大于16個/25mm的占30 %，10 16個/25mm的占50 %。纖維蓬松性好，手感佳。實施例9在PET熔融紡絲制備異形纖維過程中，其中異形纖維截面為花瓣形，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t) = 0.94+sinl20t。冷卻風風溫20°C，吹風長度為1850mm。 在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，80°C保溫5小時后，在120°C保溫12小時。螺桿進料區(qū) 2300C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)280°C，紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 0，卷繞速度為^OOm/min。制備的PET花瓣形異形纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm的占30 %，大于16個/25mm的占20 %， 10 16個Λδπιπι的占50%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例10在PET熔融紡絲制備異形纖維過程中，其中異形纖維截面為十字形，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t) = 0.88+sin200t。冷卻風風溫18°C，吹風長度為1850mm。 在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，80°C保溫5小時后，在120°C保溫12小時。螺桿進料區(qū) 2300C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)280°C，紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 0，卷繞速度為^OOm/min。制備的PET十字形異形纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm的占30 %，大于16個/25mm的占觀％， 10 16個Λδπιπι的占42%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例11在PET熔融紡絲制備異形纖維過程中，其中異形纖維截面為扁平狀，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V (t) = 0.97+sinl40t。冷卻風風溫21°C，吹風長度為1850mm。 在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，80°C保溫5小時后，在120°C保溫12小時。螺桿進料區(qū) 2300C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)280°C，紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 0，卷繞速度為^OOm/min。制備的PET扁平異形纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm的占20 %，大于16個/25mm的占25 %， 10 16個Λδπιπι的占55%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例12在PET熔融紡絲制備異形纖維過程中，其中異形纖維截面為三葉形，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t) = 0.88+sin40t。冷卻風風溫18°C，吹風長度為1850mm。 在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，80°C保溫5小時后，在120°C保溫12小時。螺桿進料區(qū) 2300C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)280°C，紡絲箱體溫度275°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為2. 0，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1. 0，卷繞速度為^OOm/min。制備的PET三葉形異形纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm的占觀％，大于16個/25mm的占20 %， 10 16個Λδπιπι的占52%。纖維蓬松性好，手感佳。實施例13在PET，PDT(質量比1 1)共混熔融紡絲過程中，采用新型的差別化聚酯纖維制備方法，其中冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程 V(t) =0. 97+sin400t。冷卻風風溫 21°C，吹風長度為 1500mm。在-0. 095 士0. 005MPa 真空環(huán)境下，80°C保溫5小時后，在120°C保溫12小時。螺桿進料區(qū)235°C，熔融區(qū)275°C， 壓縮區(qū)^5°C，紡絲箱體溫度^0°C。一級拉伸溫度為90°C，拉伸倍數為1.9，二級拉伸溫度為150°C，拉伸倍數為1.0，卷繞速度為3000m/min。制備的PET纖維呈現(xiàn)卷曲狀，纖維卷曲數小于10個/25mm的占23 %，大于16個/25mm的占23 %，10 16個/25mm的占M%。纖維蓬松性好，手感佳。
權利要求
1.一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，聚酯原料干燥后，經螺桿熔融和擠壓并經紡絲箱體擠出，冷卻吹風冷卻后形成初生纖維，初生纖維經過一級拉伸和二級拉伸后卷繞而獲得差別化聚酯纖維；其特征是熔融紡絲過程中，所述冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t) = s+smon，其中V(t)為風速，S 為固定常數，ω為脈沖信號角頻率，t為吹風脈沖時間。
2.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的聚酯是指PET、PBT、PDT或PTT中的一種或者是幾種共混物。
3.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的固定常數S主要是根據冷卻吹風溫度確定的固定常數，所述的固定常數S在吹風溫度為 21°C時，其值為0. 95 ；冷卻吹風溫度每升高或降低1°C，S值相應的增大或減小0. 03。
4.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的脈沖信號角頻率ω根據纖維產品卷曲數目為20 600 ；當纖維卷曲數為10 16個 /25mm,占卷曲數總分布比例的42% 58%時，ω為20 400 ；當卷曲數15 19個/25_， 占卷曲數總分布比例的50 80%時，ω為150 600。
5.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的冷卻吹風風溫為16 ^°C，冷卻吹風的吹風區(qū)域為噴絲板下方300 1850mm。
6.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的干燥是指在-0. 095士0. 005MPa真空環(huán)境下，50 80°C保溫2 5小時后，在110 150°C 保溫6 12小時；所述螺桿的溫度為螺桿進料區(qū)210 230°C，熔融區(qū)250 310°C，壓縮區(qū)250 310°C，紡絲箱體溫度260 305°C。
7.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的一級拉伸溫度為75 90°C，拉伸倍數為1. 4 4. 0，所述的二級拉伸溫度為110 150°C， 拉伸倍數為1. 2 2. 0 ；所述的卷繞速度為800 3200m/min。
8.根據權利要求1所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的差別化聚酯纖維截面為圓形、中空或者異形截面，所述的異形截面為扁平、十字形、花瓣形、三葉形、三角形或星形；所述異形截面的纖維的異形度為10 70%。
9.根據權利要求8所述的一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的中空截面的纖維的中空度為6 32% ；所述的中空截面的纖維為單根纖維單孔同心結構或者偏心結構或單根纖維的多中孔結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的差別化聚酯纖維的制備方法，聚酯原料干燥后，經螺桿熔融和擠壓并經紡絲箱體擠出，冷卻吹風冷卻后形成初生纖維，初生纖維經過一級拉伸和二級拉伸后卷繞而獲得差別化聚酯纖維；熔融紡絲過程中，所述冷卻吹風的風速由脈沖信號控制而按規(guī)律變化，所述的規(guī)律是指所述風速滿足方程V(t)＝S+sinωt。通過熔體擠出噴絲板下冷卻風風速的程序化控制，也就是通過脈沖泵調節(jié)風速來制備出差別化凝聚態(tài)結構和形態(tài)結構的聚酯纖維。本發(fā)明是在聚酯熔融紡絲冷卻成形的關鍵區(qū)域，采用風冷差別化的方法，解決了既能保證聚酯原絲成形、卷繞正常進行，又能保證聚酯纖維內在結晶取向的差別，聚酯纖維形態(tài)結構異形度和中空度、異形度差別化的問題。
文檔編號D01D5/088GK102277630SQ201110191779
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月10日 優(yōu)先權日2011年7月10日
發(fā)明者倪建華, 朱衛(wèi)彪, 王依民, 王燕萍, 甘海嘯, 鄒黎明 申請人:東華大學