采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法
【專利摘要】一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，回收聚酯瓶片經真空轉鼓干燥后進行熔融紡絲，通過螺桿擠壓進入紡絲箱體，從十字多孔中空噴絲板的噴絲孔噴出，得到初生纖維，之后再經環吹風冷卻成型、卷繞、集束、牽伸、卷曲、上油、松弛熱定型、切斷等工序，制得纖度為6.67～14.44dtex的十字多孔中空短纖維；十字多孔中空噴絲板上設置噴絲孔，噴絲孔呈陣列分布，噴絲孔入口是導孔，噴絲孔出口是噴絲毛細孔；噴絲毛細孔上設有1個中心弧形孔組、4個外圍弧形孔組，4個外圍弧形孔組和中心弧形孔組構成十字形結構。本發明通過對紡絲工藝的改進以及噴絲板的創新設計，使制備的十字多孔中空短纖維具有中空度高、回彈性好、比表面積大、手感柔軟、吸濕透氣等特性。
【專利說明】采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，屬于合成纖 維加工【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 異型中空短纖維生產技術在再生聚酯短纖維的開發中具有重要的應用價值。最初 的再生聚酯中空短纖維，每根纖維僅有單孔，使用的噴絲板孔形為C型、雙圓弧型、三圓弧 型、三角型、三葉型、五葉型。單孔再生聚酯中空短纖維剛性大，柔軟性差，在紡制粗旦紗時， 中空度約為15%，難以提高纖維的回彈性，而且纖維外部表面形態單調，過粗的單孔短纖維 會被壓扁變形。后來開發的多孔中空再生聚酯短纖維，每根纖維孔數多達3孔、7孔、9孔和 16孔，主要目的是改善粗旦中空短纖維的中空度和回彈性，此類短纖維仍以圓形截面為主， 主要應用領域為填充料類。現有的多孔中空短纖維，性能上并無大的差異，使用的噴絲板上 噴絲孔均由數個微孔周向排布，技術差異為微孔的排布方式以及各個微孔的形狀變化。正 因如此，使用此類噴絲板生產的再生聚酯中空短纖維，截面幾何形態特征仍為等徑圓，但纖 維剛性大，但柔軟回彈差，纖維應用比較單一。
[0003] 迄今為止，再生聚酯中空短纖維截面仍以圓形單孔居多，異形多孔再生聚酯中 空短纖維的報道幾乎甚少，異形中空短纖維的研究主要以三角多孔中空為主。申請號為 201310645035. 6的中國專利中介紹了一種三角中空型噴絲板，其噴絲板的每個噴絲孔內設 有三個微孔，由微孔中心連線組成一個大三角形；所述噴絲板主要用于制備三角多孔中空 短纖維。申請號為200920115100. 3的中國專利中介紹了一種三葉型噴絲板，其噴絲板設有 中心噴絲孔，中心噴絲孔周邊呈輻射狀設有三個長噴絲孔，所述噴絲板主要用于制備三葉 形單孔中空纖維。從檢索的大量文獻來看，目前以回收聚酯瓶片為原料制備的十字多孔中 空短纖維及其所用的十字多孔中空噴絲板未見有公開報道。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，可 有效提高纖維中空度，改善纖維回彈性和柔軟度，并增加纖維的吸濕透氣等性能，制備的纖 維能夠保持十字多孔形狀，具有中空度高、回彈性好、比表面積大、柔軟度佳、吸濕透氣效果 好等應用價值較高的特性。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔 中空短纖維的方法，將回收聚酯瓶片送入真空轉鼓干燥器中進行干燥后，喂入熔融紡絲設 備，熔融的紡絲原料經紡絲箱體的螺桿擠壓機進行擠壓，再經十字多孔中空噴絲板擠出，冷 卻成型得到初生纖維，之后經卷繞、集束、牽伸、卷曲、上油、松弛熱定型、切斷等工序，制得 纖度為6. 67?14. 44dtex的十字多孔中空短纖維。
[0006] 其中，所述回收聚酯瓶片特性黏度為0· 60?0· 85dl/g。
[0007] 所述真空轉鼓干燥器的干燥溫度為150°c?155°C，干燥時間為9?llh，干燥后紡 絲原料水分含量〈100PPM。
[0008] 所述紡絲箱體的螺桿擠壓機的螺桿溫度在255?272°C，出料頭溫度設為260? 270。。。
[0009] 所述紡絲過程中，所述紡絲溫度為265?285°C，紡絲速度為1000?1350m/min。
[0010] 所述環吹冷卻過程中，所述環吹風速為0. 8?1. 3m/s，風溫為17?23°C。
[0011] 所述牽伸過程中，所述油浴牽伸倍數為3. 3?3. 5,溫度為70?75°C;蒸汽牽伸倍 數為1. 12?1. 14,溫度為100?110°C。
[0012] 所述松弛熱定型通過松弛熱定型烘箱進行，松弛熱定型烘箱分5個加熱區，溫度 控制為105?150°C，干燥時間約為40?50min。
[0013] 所用噴絲板上設置噴絲孔，噴絲孔呈陣列分布，每個噴絲孔入口是一個導孔，每個 噴絲孔出口是一個噴絲毛細孔，所述噴絲毛細孔上設有1個中心弧形孔組、4個外圍弧形孔 組，中心弧形孔組的上、下、左、右方向上設置4個外圍弧形孔組，4個外圍弧形孔組和中心 弧形孔組構成十字形結構；中心弧形孔組包括對稱設置的2個弧形孔，中心弧形孔組的2個 弧形孔圓心重合設置，中心弧形孔組的2個弧形孔對應兩端的距離相等；外圍弧形孔組包 括對稱設置的2個弧形孔，外圍弧形孔組的2個弧形孔的圓心重合設置，外圍弧形孔組的2 個弧形孔遠離中心弧形孔組對應端的距離小于靠近中心弧形孔對應端的距離；中心弧形孔 組與其上、下方的外圍弧形孔組為軸對稱結構，中心弧形孔與其左右側的外圍弧形孔組為 軸對稱結構，4個外圍弧形孔組的圓心位于以中心弧形孔組圓心為圓心的圓周上。
[0014] 進一步地，所述中心弧形孔組與4個外圍弧形孔組組成的圖形為中心對稱圖形， 對稱中心為中心弧形孔組的圓心。
[0015] 進一步地，所述中心弧形孔組的弧形孔的外徑為1. 0mm?1. 5mm，弧形孔寬0. 1mm, 中心弧形孔組的2個弧形孔對應端之間的距離為0. 06mm?0. 15mm。
[0016] 進一步地，所述外圍弧形孔組的2個弧形孔的外徑為0.70mm?1.00mm，弧形孔 寬0· 1mm，外圍弧形孔組的2個弧形孔遠離中心弧形孔組對應端之間的距離為0· 06mm? 0. 15mm〇
[0017] 進一步地，所述中心弧形孔組外徑與外圍弧形孔組外徑之和大于上下或左右外圍 弧形孔組圓心的中間距離，兩者相差長度范圍為0. 1〇_?0. 30_。
[0018] 進一步地，所述外圍弧形孔組靠近中心弧形孔組對應端之間的夾角為30?60°。
[0019] 進一步地，所述噴絲板上的噴絲孔為500?3000孔。
[0020] 進一步地，所述十字多孔中空短纖維為5孔中空截面，纖度為6. 67dtex? 14.44dtex〇
[0021] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果： 第一，本發明提供的一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，對紡絲 工藝及參數進行了優化，使紡制的中空短纖維成型好，每根纖維截面上帶有5個圓孔，這種 纖維既可用作填充物，又可用作紡制紗線； 第二，本發明提供的一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的噴絲板，噴絲 孔的噴絲毛細孔以鏈形方式組合，設置合理，使紡制的中空短纖維截面呈十字多孔形，纖維 表面有較深的連續溝槽，這種纖維異形度較高、比表面積和吸濕吸水率均得到提升，因此具 有很高的使用價值； 第三，采用本發明提供的噴絲板紡制的十字多孔中空短纖維，具有回彈性高、柔軟、中 空度高、比表面積大、吸濕吸水率高等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明十字多孔中空噴絲板示意圖； 圖2是本發明噴絲孔的縱向剖面結構示意圖； 圖3是本發明噴絲孔的橫向剖面結構示意圖； 圖中：1噴絲孔、2噴絲板、3導孔、4噴絲毛細孔、5中心弧形孔組、6外圍弧形孔組。

【具體實施方式】
[0023] 下面結合【具體實施方式】進一步說明本發明。
[0024] 本發明中，一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，通過如下步 驟實現：選用粘度為〇. 60dl/g?0. 85dl/g的回收PET瓶片為紡絲原料，送入真空轉鼓干燥 器中進行干燥，干燥溫度為150°C?155°C，干燥時間為9?llh，使干燥后紡絲原料水分含 量< 100PPM ;將干燥后的紡絲原料喂入熔融紡絲設備進行熔融紡絲，熔融的紡絲原料經螺 桿擠壓機進行擠壓進入紡絲箱體，從十字多孔中空噴絲板的噴絲孔噴出，形成初生纖維；之 后通過環吹風裝置對初生纖維進行冷卻，再經卷繞、集束、牽伸、卷曲、上油、松弛熱定型、切 斷、打包，制得纖度為6. 67?14. 44dtex的十字多孔中空短纖維，十字多孔中空短纖維為5 孔中空截面。在紡絲過程中，紡絲速度為1000?1350m/min，紡絲溫度為265?285°C ;環 吹風速為〇. 8?1. 3m/s，風溫為17?23°C ;紡絲箱體的螺桿擠壓機的螺桿溫度在255? 272°C，出料頭溫度設為260?270°C。油浴牽伸倍數為3. 3?3. 5,溫度為70?75°C ;蒸 汽牽伸倍數為1. 12?1. 14,溫度為100?110°C。松弛熱定型通過松弛熱定型烘箱進行， 松弛熱定型烘箱分5個加熱區，溫度控制為105?150°C，干燥時間約為40?50min。本發 明中，一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的噴絲板結構如圖1-3所示，十字 多孔中空噴絲板2上設置噴絲孔1，噴絲孔呈陣列分布，每個噴絲孔入口是一個導孔3,每個 噴絲孔出口是一個噴絲毛細孔4,所述噴絲毛細孔上設有1個中心弧形孔組5、4個外圍弧形 孔組6，中心弧形孔組的上、下、左、右方向上設置4個外圍弧形孔組，4個外圍弧形孔組和中 心弧形孔組構成十字形結構。
[0025] 中心弧形孔組包括對稱設置的2個弧形孔，中心弧形孔組的2個弧形孔圓心重合 設置，中心弧形孔組的2個弧形孔對應兩端的距離相等。
[0026] 外圍弧形孔組包括對稱設置的2個弧形孔，外圍弧形孔組的2個弧形孔的圓心重 合設置，外圍弧形孔組的2個弧形孔遠離中心弧形孔組對應端的距離小于靠近中心弧形孔 對應端的距離；中心弧形孔組與其上、下方的外圍弧形孔組為軸對稱結構，中心弧形孔與其 左右側的外圍弧形孔組為軸對稱結構，4個外圍弧形孔組的圓心位于以中心弧形孔組圓心 為圓心的圓周上。
[0027] 中心弧形孔組與4個外圍弧形孔組構成的噴死毛細孔為中心對稱圖形，對稱中心 為中心弧形孔組的圓心。
[0028] 中心弧形孔組的弧形孔的外徑為1. 0mm?1. 5mm，弧形孔寬0. 1mm，中心弧形孔組 的2個弧形孔對應端之間的距離為0· 06mm?0· 15mm。
[0029] 外圍弧形孔組的2個弧形孔的外徑為0. 70mm?1. 00mm，弧形孔寬0. 1mm，外圍弧 形孔組的2個弧形孔遠離中心弧形孔組對應端之間的距離0. 06mm?0. 15mm。
[0030] 中心弧形孔組外徑與外圍弧形孔組外徑之和大于上下或左右外圍弧形孔組圓心 的中間距離，兩者相差長度范圍為0. 1〇_?0. 30_。
[0031] 外圍弧形孔組靠近中心弧形孔組對應端之間的開口角度為30-60°。
[0032] 噴絲孔的十字端部均為圓弧狀，即為半圓形。
[0033] 十字多孔中空噴絲板上的噴絲孔為500?3000孔。
[0034] 實施例1 本發明所述的一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，通過如下步驟 實現：選用粘度為〇. 75dl/g的回收PET瓶片為紡絲原料，送入真空轉鼓干燥器中進行干燥， 干燥溫度為155°C，干燥9h，使紡絲原料中的水分含量< 85PPM ;將干燥后的紡絲原料喂入 熔融紡絲設備熔融紡絲，熔融的紡絲原料經螺桿擠壓機進行擠壓進入紡絲箱體，從十字多 孔中空噴絲板的噴絲孔噴出，形成初生纖維；之后通過環吹風裝置對初生纖維進行冷卻、卷 繞、集束、牽伸、卷曲、上油、松弛熱定型、切斷、打包，制得纖度為6. 67dtex的十字多孔中空 短纖維。在紡絲過程中，紡絲速度為1250m/min，紡絲溫度為280°C ;環吹風速為0. 8m/s，風 溫為17°C ;油浴牽伸倍數為3. 5,溫度為75°C ;蒸汽牽伸倍數為1. 14,溫度為110°C。松弛 熱定型通過松弛熱定型烘箱進行，松弛熱定型烘箱分5個加熱區，溫度控制在105?150°C 之間，干燥時間約為40min。
[0035] 如圖1至圖3所示，本發明所述的十字多孔中空噴絲板2上的噴絲孔1呈陣列分 布，其排布密度具有較強的靈活性，主要依據噴絲孔的數量以及產品纖度的要求設定。噴絲 板2是紡絲組件的核心裝置，由金屬材質制成，總體上看，陣列分布的噴絲孔1的軸向均與 噴絲板2的表面垂直；按照噴絲加工的流向，每個噴絲孔1的入口是一個圓形的導孔3,出 口是若干個噴絲毛細孔4,每個噴絲毛細孔4均與導孔3連通，組成的各個噴絲孔1貫通噴 絲板2。十字多孔中空噴絲板上的噴絲孔為2000孔。
[0036] 根據本發明的技術方案，所述噴絲板2上的噴絲毛細孔4由五個小圓孔以鏈形方 式組合而成，截面形狀呈十字狀，中間圓孔為由兩段半圓弧狹縫沿噴絲毛細孔短直徑方向 以第一間隙a拼接形成的圓環，上下、左右4個圓孔以中間圓孔對稱分布，且分別為由兩段 圓弧狹縫沿噴絲毛細孔長直徑方向以第二間隙b拼接形成的圓環，由此可使熔體擠出噴絲 板后易于粘結，形成十字形結構的多孔中空截面纖維。
[0037] 噴絲毛細孔4,中間圓孔的兩段半圓弧狹縫5的外徑D2為1.2mm，狹縫寬度為 0· 1mm，第一間隙a為0· 11mm ;而上下、左右4個圓孔的兩段圓弧狹縫6的外徑D1為0· 85mm, 狹縫寬度為〇· lmm，第二間隙b為0· 12mm。
[0038] 從圖3中還可以看出，任一側圓孔的兩段圓弧狹縫與中間圓孔為開口鏈接，開口 角度A的取角范圍為50° ;兩側圓孔的中間距離小于中間圓孔的直徑與任一側圓孔的直徑 之和，兩者相差的長度為〇.20mm。本實施例中，兩側圓孔的中間距離L為1.7mm。當開口角 度A為30°時，可紡制纖度為6. 67dtex的十字多孔中空短纖維；所述中空短纖維既可用于 填充物，又可用于紡制紗線。
【權利要求】
1. 一種采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特征在于：將回收聚酯 瓶片送入真空轉鼓干燥器進行干燥，干燥后的物料喂入熔融紡絲設備進行熔融紡絲，熔融 的紡絲原料經螺桿擠壓機擠壓進入紡絲箱體，從十字多孔中空噴絲板的噴絲孔噴出，得到 初生纖維，之后通過環吹風裝置對初生纖維進行冷卻成型，再經卷繞、集束、牽伸、卷曲、上 油、松弛熱定型、切斷工序，制得十字多孔中空短纖維； 所述回收聚酯瓶片為再生聚酯瓶片，再生聚酯瓶片的特性黏度為0. 60?0. 85dl/g ; 所述干燥溫度為150?155°C，干燥時間為9?llh，干燥后紡絲原料水分含量 〈100PPM ; 所述紡絲溫度為265?285°C，紡絲速度為1000?1350m/min ; 所述螺桿擠壓機的螺桿溫度為255?272°C，出料頭溫度為260?270°C ; 所述十字多孔中空噴絲板上設置噴絲孔，噴絲孔呈陣列分布，每個噴絲孔入口是一個 導孔，每個噴絲孔出口是一個噴絲毛細孔；所述噴絲毛細孔上設有1個中心弧形孔組、4個 外圍弧形孔組，中心弧形孔組的上、下、左、右方向上設置4個外圍弧形孔組，4個外圍弧形 孔組和中心弧形孔組構成十字形結構；中心弧形孔組包括對稱設置的2個弧形孔，中心弧 形孔組的2個弧形孔圓心重合設置，中心弧形孔組的2個弧形孔對應端之間的距離相等； 外圍弧形孔組包括對稱設置的2個弧形孔，外圍弧形孔組的2個弧形孔的圓心重合設置； 中心弧形孔組與其上、下方的外圍弧形孔組為軸對稱結構，中心弧形孔與其左右側的外圍 弧形孔組為軸對稱結構；4個外圍弧形孔組的圓心位于以中心弧形孔組圓心為圓心的圓周 上；外圍弧形孔組2個弧形孔遠離中心弧形孔組對應端之間的距離小于其靠近中心弧形孔 對應端之間的距離； 所述環吹風速為〇. 8?1. 3m/s，風溫為17?23°C ; 所述牽伸包括油浴牽伸和蒸汽牽伸，其中油浴牽伸倍數為3. 3?3. 5,溫度為70? 75°C，蒸汽牽伸倍數為1. 12?1. 14,溫度為100?110°C ; 所述纖維松弛熱定型通過熱定型烘箱來進行，熱定型烘箱分5個加熱區，溫度控制為 105?150°C，干燥時間約為40?50min。
2. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征在于：所述十字多孔中空短纖維為5孔中空截面，纖度為6. 67dtex?14. 44dtex。
3. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征是，所述中心弧形孔組與4個外圍弧形孔組構成的噴絲毛細孔為中心對稱圖形，對稱中 心為中心弧形孔組圓心。
4. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征是，所述中心弧形孔組的弧形孔的外徑為1. 〇mm?1. 5mm，弧形孔寬0. 1mm，中心弧形孔組 的2個弧形孔對應端之間的距離為0· 06mm?0· 15mm。
5. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征是，所述外圍弧形孔組的2個弧形孔的外徑為0. 70mm?1. 00mm，弧形孔寬0. 1mm，外圍弧 形孔組的2個弧形孔遠離中心弧形孔組對應端之間的距離為0. 06mm?0. 15mm。
6. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征是，所述中心弧形孔組外徑與外圍弧形孔組外徑之和大于上下或左右外圍弧形孔組圓心 的中間距離，兩者相差長度范圍為0. 1〇_?0. 30_。
7. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征是，所述外圍弧形孔組靠近中心弧形孔組對應端之間的開口角度為30?60°。
8. 根據權利要求1所述的采用回收聚酯瓶片紡制十字多孔中空短纖維的方法，其特 征是，所述噴絲板上的噴絲孔為500?3000孔。
【文檔編號】D01D5/08GK104088026SQ201410313696
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】胡正強, 朱光宇, 尹政 申請人:江蘇菲霖纖維科技有限公司