細(xì)旦中空滌綸短纖維生產(chǎn)中使用的噴絲板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本技術(shù)涉及細(xì)旦中空滌綸短纖維生產(chǎn)中使用的噴絲板，具體地說，是一種熔體直 接紡絲細(xì)旦中空滌綸短纖維生產(chǎn)中使用的噴絲板。
【背景技術(shù)】
[0002] 上世紀(jì)90年代起，聚酯纖維，尤其是采用熔融體直接紡絲的滌綸短纖維產(chǎn)業(yè)化取 得大規(guī)模工業(yè)化，以纖維橫截面為實(shí)心圓型的仿天然棉花、羊毛等，全球年產(chǎn)能已經(jīng)超過 2000萬噸，與天然棉花的產(chǎn)能類同，甚至超越。已經(jīng)成為人類生活資源的重要組成部分。
[0003] 隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，進(jìn)一步優(yōu)化資源，提升紡織加工產(chǎn)業(yè)鏈的 效率和可持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的以橫截面為實(shí)心圓結(jié)構(gòu)的短纖維在服用等領(lǐng)域的缺陷越趨明 顯。合成纖維的輕量化概念是近10年來學(xué)術(shù)界、企業(yè)研究的重點(diǎn)之一。
[0004] 輕量化的主要技術(shù)手段之一是采用橫截面為中空方法，在同樣線密度的條件下， 比重降低，表面積增加，紡織物的重量減輕，保暖性提高，織物的染色效率提高，手感趨于柔 軟，纖維的初始模量降低，斷裂功增加，更不易起毛起球。
[0005] 目前中空纖維多為中空三維立體卷曲短纖維，規(guī)格主要在3. 33dtex以上，其應(yīng) 用領(lǐng)域集中在：填充用噴膠棉、人造毛皮、床上用品、玩具等行業(yè)。這些產(chǎn)品很大一部分可 采用回收聚酯瓶料紡制而成，纖維模量相對(duì)較高，線密度較高，由于采用間歇式的紡絲技 術(shù)，纖維的均勻性相對(duì)較差，比較難以在傳統(tǒng)的紡織行業(yè)和染整行業(yè)得到優(yōu)良的薄型紡織 最終產(chǎn)品，尤其是直接與皮膚接觸類織物。
[0006] -般稱1. 56dtex以下的滌綸中空纖維為細(xì)旦滌綸中空纖維。中空纖維細(xì)旦化以 后，模量較粗旦纖維明顯降低，織物的手感趨于柔軟；中空纖維截面有空腔，兼有質(zhì)輕、蓬 松、吸濕性、透氣性、保暖性特點(diǎn)。細(xì)旦中空纖維保留了普通滌綸的優(yōu)點(diǎn)，抗變形能力強(qiáng)， 懸垂性好，制成的織物挺，抗皺、保形性能提高，可應(yīng)用于保暖內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)服裝、襯衣、襪子、 帽子、手套、防寒服里料、睡袋里料等。細(xì)旦中空滌綸與普通滌綸（實(shí)心圓截面）、粘膠三者 混紡后，其仿毛感、手感和風(fēng)格都優(yōu)于普通滌粘混紡織物，若再結(jié)合織物結(jié)構(gòu)的變化，還 具有良好的透氣性，更適合春秋季衣料和冬季保暖用織物，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域大為擴(kuò)展，大大 提升了滌綸纖維的附加值。
[0007] CN200510029778. 6 "滌綸細(xì)旦高中空短纖維及其生產(chǎn)方法"介紹了上海聯(lián)吉化纖 公司采用噴絲孔為三段圓弧狹縫設(shè)計(jì)的噴絲板，生產(chǎn)纖度為1. 56~1. 67dtex、中空度為 20±3%的滌綸細(xì)旦高中空短纖維。CN03109821. 5 "細(xì)旦聚酯中空長絲紡制方法及制得的 長絲"介紹了一種細(xì)旦中空預(yù)延伸絲的紡制方法，紡制的聚酯細(xì)旦中空預(yù)延伸絲的單絲纖 度為0. 33~2. 67dtex,成品絲單絲纖度為0. 22~1. lldtex。該方法實(shí)質(zhì)上是一種滌給中 空長絲的生產(chǎn)方法。由于滌綸短纖維和滌綸長絲的生產(chǎn)工藝存在較大差異，一直以來中空 滌綸短纖維的規(guī)格始終難以突破至1. 67dtex以下。
[0008] 中國石化儀征化纖股份有限公司技術(shù)（CN101302656B)提供一種細(xì)旦中空滌綸短 纖維的生產(chǎn)方法，噴絲板的噴絲孔呈單開口 "C"形圓環(huán)狀，紡絲溫度為288~292°C，環(huán) 吹風(fēng)速為0. 8~1. 3m/s，風(fēng)溫為17~23°C，采用常規(guī)滌綸短纖維的工藝路線加工獲得 0. 89dtex~1. 67dtex細(xì)旦中空滌給短纖維。
[0009] 上述技術(shù)雖然解決了在現(xiàn)有滌綸短纖維生產(chǎn)裝置上進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)問題，但從 滌綸短纖維至最終制品的產(chǎn)業(yè)鏈角度，依然存在以下不足：
[0010] 中空噴絲板的制造技術(shù)是制約能夠得到纖維中空度均一，中空纖維外徑一致（在 標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)），且日產(chǎn)量與實(shí)心圓截面短纖維相同的（即孔數(shù)基本相同）關(guān)鍵，采用非對(duì) 稱結(jié)構(gòu)的微孔形狀或限定了纖維冷卻成型過程側(cè)吹風(fēng)與微孔關(guān)系（ZL200420112312. 3)，給 噴絲板的制造帶來成本的增加和紡絲運(yùn)行維護(hù)的難度，尤其是大容量的噴絲板，孔數(shù)達(dá)到 3000孔以上，與所謂的"常規(guī)"短纖維相比，均勻性的程度降低了三分之一。同時(shí)，容易被忽 視的微孔的深度是直接影響纖維線密度和后續(xù)加工過程的最關(guān)鍵因素。
[0011] 在紡絲成型過程中，驟冷風(fēng)設(shè)施的形式對(duì)高密度噴絲孔所組成的噴絲板上每一根 初生纖維的軸向均勻性起到關(guān)鍵的作用，尤其是纖維中大分子微觀結(jié)構(gòu)的取向，不同的取 向結(jié)構(gòu)會(huì)造成在后續(xù)的加工過程中的運(yùn)行穩(wěn)定性和最終短纖維的物理機(jī)械性能，尤其是纖 維的斷裂伸長和斷裂強(qiáng)度的離散程度。當(dāng)這些離散程度大于可棉紡加工的下限時(shí)，所生產(chǎn) 紗線的均勻性和物理機(jī)械性能無法滿足薄型織物的要求。
[0012] 在現(xiàn)有的驟冷風(fēng)設(shè)備結(jié)構(gòu)中，可以簡單分為三類，傳統(tǒng)的單側(cè)面吹風(fēng)方式，主要用 于矩形噴絲板；由外向內(nèi)的環(huán)形吹風(fēng)方式，大部分的生產(chǎn)工藝采用此方法，適合高密度實(shí)心 圓截面短纖維和調(diào)整排布密度的中空短纖維；采用相對(duì)先進(jìn)的由內(nèi)向外的吹風(fēng)方式，與由 外向內(nèi)的吹風(fēng)方式比較，噴絲孔的排布密度可增加30%，且纖維冷卻的均勻性更好。從設(shè)備 維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行成本角度，更具備優(yōu)勢(shì)。
[0013] 滌綸纖維輕量化的大前提是能夠在紡織加工過程中沿用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，而不應(yīng) 當(dāng)大幅度調(diào)整紡紗、織造、染整的工藝。中空纖維盡管線密度與實(shí)心圓相同，但是實(shí)際纖維 的直徑（外徑）發(fā)生變化，見表1，因此，要滿足紡紗和織造工藝條件，中空度和纖維的外徑 是必須要考慮的重要因素，這也是上述專利所沒有關(guān)注涉及到的重要內(nèi)容。
[0014] 表1纖維外徑與中空度的關(guān)系
[0015]
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0016] 本實(shí)用新型的目的是提供一種制造容易、成本低廉、運(yùn)行維護(hù)容易、生產(chǎn)出的纖維 中空度高、后續(xù)加工方便的細(xì)旦中空滌綸短纖維生產(chǎn)中使用的噴絲板。
[0017] 本實(shí)用新型所述的細(xì)旦中空滌綸短纖維生產(chǎn)中使用的噴絲板，所述噴絲板上具有 噴絲孔，每個(gè)噴絲孔包括均布在同一圓周上的四個(gè)微孔，微孔外徑D-微孔內(nèi)徑d = 0. 15~ 0· 20mm ;每個(gè)微孔在徑向方向上的寬度L = 0· 05~0· 1mm ;微孔深度Η = (1. 2~1. 5) D〇
[0018] 上述的噴絲板，微孔外徑D為0. 34mm ;微孔內(nèi)徑d為0. 18mm ;每個(gè)微孔在徑向方向 上的寬度L為0· 05 ;微孔深度Η為0· 5mm〇
[0019] 本噴絲板的有益效果：本噴絲板上的噴絲孔由間隔90°四環(huán)瓣（微孔）組成含狹 縫的圓環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)，制造加工容易控制，有利提尚最終噴絲板微孔的控制精度，也提尚了 熔體擠出噴絲孔時(shí)的閉合成功率，在紡紗、制造過程中纖維橫截面圓整度相對(duì)高（不宜被 壓縮成橢圓或扁平狀），有效降低了成品纖維橫截面的開口率，特別明確了微孔深度Η作為 本技術(shù)的重要因素，以控制最終成型纖維的外徑均勻性。采用特殊設(shè)計(jì)的噴絲板和噴絲微 孔，尤其是明確了微孔深度對(duì)纖維均勻性和成空度的影響關(guān)系，特別是生產(chǎn)中空細(xì)旦纖維， 也能夠使成空度達(dá)到98%以上。成空度的提高有助于紡紗效率提高和目標(biāo)輕量化實(shí)現(xiàn)，本 技術(shù)成空度達(dá)到98%以上，成紗效率能夠達(dá)到95%以上，減重效果超過15%。
[0020] 本技術(shù)還提供了一種細(xì)旦中空短纖維的生產(chǎn)方法，采用熔體直接紡工藝，以滿足 輕量化中空滌綸短纖維用于傳統(tǒng)的紡織領(lǐng)域，并生產(chǎn)相對(duì)薄型紡織品的市場(chǎng)需求。
[0021] 本技術(shù)所述的細(xì)旦中空滌綸短纖維的生產(chǎn)方法，采用熔體直接紡工藝，熔體進(jìn)入 紡絲箱體后再通過噴絲板上的噴絲孔擠出形成熔體細(xì)流；位于熔體細(xì)流中部的出風(fēng)筒由內(nèi) 向外吹出環(huán)吹風(fēng)對(duì)熔體細(xì)流冷卻固化形成初生纖維；初生纖維經(jīng)過上油集束、牽引、兩級(jí)拉 伸、熱定型、卷曲、干燥后切斷即得；每個(gè)噴絲孔包括均布在同一圓周上的四個(gè)微孔，微孔外 徑D-微孔內(nèi)徑d = 0· 15~0· 20mm ;每個(gè)微孔在徑向方向上的寬度L = 0· 05~0· 1mm ;微 孔深度Η = (1. 2~1. 5) D ;熔體經(jīng)過噴絲孔時(shí)的紡絲溫度為288~290°C;吹風(fēng)柱上端距離 噴絲板的距離Μ為80~150mm，吹風(fēng)柱總高度N為850mm，環(huán)吹風(fēng)速為0. 75~1. 50m/s,環(huán) 吹風(fēng)速在吹風(fēng)柱的高度方向上成線性增加，接近噴絲板端風(fēng)速低，風(fēng)溫為20~23°C。
[0022] 上述的細(xì)旦中空滌綸短纖維的生產(chǎn)方法，熔體進(jìn)入紡絲箱體的溫度控制在287~ 289 °C之間。
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