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纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法

阅读：0发布：2021-11-24

专利汇可以提供纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，该方法通过设置两套纺丝设备能够方便精准地对高熔点熔体和低熔点熔体的进入复合纺丝组件前各阶段的纺丝工艺温度进行分别控制，从而能够满足纺丝工艺要求的两种聚合物的流变性，进而提升纺丝质量。在熔体A进入复合纺丝组件前，先将温度较高的熔体A由导管精确控温进行冷却，可以保证进入复合纺丝组件的熔体A的温度稳定在合理区间，从而起到保证熔体的流变性、双组份单丝的可纺性以及提高单丝成品的质量，尤其是降低双组份单丝的毛丝率和断头率的技术效果。，下面是纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，包括：
将经干燥处理的高熔点聚合物A切片，通过A螺杆熔融后，输入A纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体A；将经干燥处理的低熔点聚合物B切片，通过B螺杆熔融后，输入B纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体B；
由精确控温的导管冷却熔体A，冷却的同时保证熔体A的流变性；
将熔体B与冷却后的熔体A经熔体管道同时输入位于B纺丝箱体中的复合纺丝组件中；
熔体A与熔体B在复合纺丝组件的喷丝孔处汇合喷出后，经冷却成形、一级水浴拉伸、二级热风拉伸、热定型、上油和卷绕后制成双组份单丝。
2.根据权利要求1所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，熔体A与熔体B的熔点温差为20～150℃。
3.根据权利要求1所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，熔体A具体为聚对苯二甲酸乙二酯。
4.根据权利要求1或4所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，熔体B具体为聚酰胺6或者聚对苯二甲酸丙二酯。
5.根据权利要求1所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，熔体A与熔体B的复合质量百分比为25:75～75:25。
6.根据权利要求1所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，A螺杆的温度控制在300～360℃；B螺杆的温度控制在190～230℃；导管的温度控制在250～
300℃。
7.根据权利要求1所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，复合纺丝组件温度280～300℃；纺丝速度为60～300m/min，双组份单丝直径为0.05～3mm。
8.根据权利要求1的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，喷丝孔的孔形包括皮芯型、并列型或橘瓣型中的任一种类型。
9.根据权利要求1的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，高熔点聚合物A切片经过步骤“通过A螺杆熔融”之后，在步骤“输入A纺丝箱体中”之前，还经过过滤处理；低熔点聚合物B切片经过步骤“通过B螺杆熔融”之后，在步骤“输入B纺丝箱体中”之前，还经过过滤处理。
10.根据权利要求1所述的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其特征在于，高熔点聚合物A切片经过步骤“通过A螺杆熔融”之后，在步骤“输入A纺丝箱体中”之前，还经过静态混合处理；低熔点聚合物B切片经过步骤“通过B螺杆熔融”之后，在步骤“输入B纺丝箱体中”之前，还经过静态混合处理。

说明书全文

纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法

技术领域

[0001] 本发明是关于纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，属于化学纤维新技术领域。

背景技术

[0002] 通常情况下，复合纺丝都是在纺丝箱体的复合纺丝组件中完成的。构成双组份单丝的双组份熔体是由两种不同的聚合物构成的。两种聚合物的熔点不同，因此对应的最佳纺丝工艺温度也不相同。在同一纺丝箱体内进入不同聚合物熔体进行复合时，一般箱体温度按照熔点高的聚合物设置，由此导致熔点低的聚合物的纺丝工艺温度无法达到最佳，不能满足纺丝工艺要求的聚合物的流变性，直接影响到纺丝质量。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法。该方法能够方便精准地对高熔点聚合物熔体和低熔点聚合物熔体的纺丝工艺温度进行分别控制，从而能够满足纺丝工艺要求的两种聚合物的流变性，进而提升纺丝质量。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

[0005] 本发明提供一种纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其包括：

[0006] 将经干燥处理的高熔点聚合物A切片，通过A螺杆熔融后，输入A纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体A；将经干燥处理的低熔点聚合物B切片，通过B螺杆熔融后，输入B纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体B；

[0007] 由精确控温的导管冷却熔体A，冷却的同时保证熔体A的流变性；

[0008] 将熔体B与冷却后的熔体A经熔体管道同时输入位于B纺丝箱体中的复合纺丝组件中；熔体A与熔体B在复合纺丝组件的喷丝孔处汇合喷出后，经冷却成形、一级水浴拉伸、二级热风拉伸、热定型、上油和卷绕后制成双组份单丝。

[0009] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体A与熔体B的熔点温差为20～150℃。

[0010] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体A具体为聚对苯二甲酸乙二酯。

[0011] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体B具体为聚酰胺6或者聚对苯二甲酸丙二酯。

[0012] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体A与熔体B的复合质量百分比为25:75～75:25。

[0013] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，A螺杆的温度控制在300～360℃；B螺杆的温度控制在190～230℃；导管的温度控制在250～300℃。

[0014] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，复合纺丝组件温度280～300℃；纺丝速度为60～300m/min，双组份单丝直径为0.05～3mm。

[0015] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，喷丝孔的孔形包括皮芯型、并列型或橘瓣型中的任一种类型。

[0016] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，高熔点聚合物A切片经过步骤“通过A螺杆熔融”之后，在步骤“输入A纺丝箱体中”之前，还经过过滤处理；低熔点聚合物B切片经过步骤“通过B螺杆熔融”之后，在步骤“输入B纺丝箱体中”之前，还经过过滤处理。

[0017] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，高熔点聚合物A切片经过步骤“通过A螺杆熔融”之后，在步骤“输入A纺丝箱体中”之前，还经过静态混合处理；低熔点聚合物B切片经过步骤“通过B螺杆熔融”之后，在步骤“输入B纺丝箱体中”之前，还经过静态混合处理。

[0018] 本发明具有的优点或者有益效果：

[0019] 本发明提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，包括：将经干燥处理的高熔点聚合物A切片和低熔点聚合物B切片，分别通过螺杆熔融后，输入相应的纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体A和熔体B；由精确控温的导管冷却熔体A，冷却的同时保证熔体A的流变性；熔体A与熔体B在复合纺丝组件的喷丝孔处汇合喷出后，经冷却成形、一级水浴拉伸、二级热风拉伸、热定型、上油和卷绕后制成双组份单丝。该方法通过设置两套纺丝设备(包括干燥设备、螺杆、纺丝箱体等)，能够方便精准地对高熔点聚合物熔体和低熔点聚合物熔体的进入复合纺丝组件前各阶段的纺丝工艺温度进行分别控制，从而能够满足纺丝工艺要求的两种聚合物的流变性，进而提升纺丝质量。由于从纺丝箱体A流出的熔体A的温度高于复合纺丝组件的设置温度，而熔体温度过高对于双组份单丝的可纺性和单丝成品质量会产生不利影响，例如，会增加双组份单丝的毛丝率和断头率，熔体温度过低又会降低熔体的流变性，从而影响到出丝均匀性。在熔体A进入复合纺丝组件前，先将温度较高的熔体A由导管精确控温进行冷却，可以保证进入复合纺丝组件的熔体A的温度稳定在合理区间，从而起到保证熔体的流变性、双组份单丝的可纺性以及提高单丝成品的质量，尤其是降低双组份单丝的毛丝率和断头率的技术效果。附图说明

[0020] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

[0021] 图1是本发明的实施例1的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法的工艺流程图；

[0022] 图2是本发明的实施例2的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

[0023] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0024] 实施例1

[0025] 现有技术中，通常情况下，复合纺丝都是在纺丝箱体的复合纺丝组件中完成的。构成双组份单丝的双组份熔体是由两种不同的聚合物构成的。两种聚合物的熔点不同，因此对应的最佳纺丝工艺温度也不相同。在同一纺丝箱体内进入不同聚合物熔体进行复合时，一般箱体温度按照熔点高的聚合物设置，由此导致熔点低的聚合物的纺丝工艺温度无法达到最佳，不能满足纺丝工艺要求的聚合物的流变性，直接影响到纺丝质量。

[0026] 本发明的实施例提供一种纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，其包括：将经干燥处理的高熔点聚合物A切片，通过A螺杆熔融后，输入A纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体A；将经干燥处理的低熔点聚合物B切片，通过B螺杆熔融后，输入B纺丝箱体中，得到流变性良好的熔体B；由精确控温的导管冷却熔体A，冷却的同时保证熔体A的流变性；将熔体B与冷却后的熔体A经熔体管道同时输入位于B纺丝箱体中的复合纺丝组件中；熔体A与熔体B在复合纺丝组件的喷丝孔处汇合喷出后，经冷却成形、一级水浴拉伸、二级热风拉伸、热定型、上油和卷绕后制成双组份单丝。

[0027] 本发明的实施例1的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法的工艺流程图如图1所示。本发明的实施例1提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，通过设置两套纺丝设备(包括干燥设备、螺杆、纺丝箱体等)，能够方便精准地对高熔点聚合物熔体和低熔点聚合物熔体的进入复合纺丝组件前各阶段的纺丝工艺温度进行分别控制，从而能够满足纺丝工艺要求的两种聚合物的流变性，进而提升纺丝质量。由于从纺丝箱体A流出的熔体A的温度高于复合纺丝组件的设置温度，而熔体温度过高对于双组份单丝的可纺性和单丝成品质量会产生不利影响，例如，会增加双组份单丝的毛丝率和断头率，熔体温度过低又会降低熔体的流变性，从而影响到出丝均匀性。在熔体A进入复合纺丝组件前，先将温度较高的熔体A由导管精确控温进行冷却，可以保证进入复合纺丝组件的熔体A的温度稳定在合理区间，从而起到保证熔体的流变性、双组份单丝的可纺性以及提高单丝成品的质量，尤其是降低双组份单丝的毛丝率和断头率的技术效果。

[0028] 现有技术中，对于熔点温差在100～150℃的两种熔体原料组合的双组份单丝的制备方法尚不成熟，存在着制备的双组份单丝成品质量不佳的技术问题。本发明的实施例1提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体A与熔体B的熔点温差为20～150℃。由于两种熔体在进入复合纺丝组件前的各阶段工艺是分别进行的，所以能够保证高熔点的熔体A与低熔点的熔体B的相对独立性，对于熔点温差在20～150℃这样一个比较宽的温度范围内的两种熔体原料，采用本发明的实施例1的双组份单丝的制备方法也能够充分兼顾两种熔体的流变性，从而提升双组份单丝成品综合质量。

[0029] 聚对苯二甲酸乙二酯是一种应用广泛的熔体材料，为了更好地适应市场需求，本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体A具体为聚对苯二甲酸乙二酯。

[0030] 聚酰胺6及聚对苯二甲酸丙二酯是应用广泛的熔体材料，为了更好地适应市场需求，本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体B具体为聚酰胺6或者聚对苯二甲酸丙二酯。

[0031] 本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，熔体A与熔体B的复合质量百分比为25:75～75:25。

[0032] 本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，A螺杆的温度控制在300～360℃；B螺杆的温度控制在190～230℃；导管的温度控制在250～300℃。

[0033] 本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，复合纺丝组件温度280～300℃；纺丝速度为60～300m/min，双组份单丝直径为0.05～3mm。

[0034] 已有研究发现喷丝孔的孔形的改变会直接影响到生产的双组份单丝的结构，甚至能够对牵伸比、单丝强度、沸水收缩率、蓬松性等性能指标产生巨大影响。为了便于生产结构更加多样的双组份单丝，本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，优选地，喷丝孔的孔形包括皮芯型、并列型或橘瓣型中的任一种类型。采用本发明实施例1的方法可以生产包括皮芯型、并列型或橘瓣型中的任一种类型的双组份单丝，大大扩展该方法的适用的产品领域。

[0035] 实施例2

[0036] 聚合物切片中不可避免具有一定的杂质，经螺杆熔融后被带入至复合纺丝组件中，由于复合纺丝组件内部的喷丝孔尺寸较小，因此杂质极易在喷丝孔处堆积，从而对复合纺丝的出丝均匀性产生不利影响。为了解决上述问题，本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，在实施例1的基础上，优选地，高熔点聚合物A切片经过步骤“通过A螺杆熔融”之后，在步骤“输入A纺丝箱体中”之前，还经过过滤处理；低熔点聚合物B切片经过步骤“通过B螺杆熔融”之后，在步骤“输入B纺丝箱体中”之前，还经过过滤处理。过滤处理可以净化熔体，除去来自聚合物切片的杂质，从而大大减少杂质在喷丝孔处堆积，进而避免杂质堆积堵塞喷丝孔对复合纺丝的出丝均匀性产生不利影响；减少了因出丝不均产生的双组份单丝的断头率，延长喷丝头调换周期。

[0037] 由于制备双组份单丝选用的聚合物切片原料多为高分子材料，即聚合物切片实质上是分子量在特定范围内的聚合物形成的混合物；经螺杆熔融后，聚合物切片由固态变为熔融态；然而，熔融态的聚合物分子的流动性依然有限，可能存在局部分布不均的问题，本发明的实施例提供的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法，进一步优选地，高熔点聚合物A切片经过步骤“通过A螺杆熔融”之后，在步骤“输入A纺丝箱体中”之前，还经过静态混合处理；低熔点聚合物B切片经过步骤“通过B螺杆熔融”之后，在步骤“输入B纺丝箱体中”之前，还经过静态混合处理。通过静态混合处理将不同分子量的聚合物分子充分混匀，有利于保证出丝的均匀性，从而降低断丝率，提升纺丝质量。

[0038] 包括过滤和静态混合处理的纺丝箱体下复合成形的双组份单丝的制备方法的工艺流程图参见图2。

[0039] 实施例3

[0040] 本发明的实施例3提供一种纺丝箱体下复合成形的PA6/PET双组份单丝的制备方法，包括：

[0041] (1)分别准备聚对苯二甲酸乙二酯(PET，熔点：290℃)切片和聚酰胺6(PA6，熔点：140℃)切片；

[0042] (2)分别对PET切片和PA6切片进行干燥、螺杆熔融、过滤、静态混合处理，由相应的纺丝箱体输出，分别得到PET熔体和PA6熔体，其中：

[0043] 干燥时，采用真空干燥器，干燥温度100℃；干燥结束时，PET切片和PA6切片的含水率<0.1％；

[0044] 过滤时，采用熔体过滤器的滤网的孔径为40μm，滤芯使用压力为2.5×106Pa；

[0045] 静态混合时，采用管径为0.06m的LPD静态混合器；

[0046] 螺杆熔融时，PET(A螺杆)：转速70～80rpm，A螺杆加温区域：一区300～315℃，二区315～325℃，三区325～335℃，四区335～345℃，五区345～360℃；

[0047] PA6(B螺杆)：转速55～65rpm，B螺杆加温区域：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区220～230℃。

[0048] (3)导管冷却PET熔体，其中：

[0049] 导管沿A纺丝箱体至B纺丝箱体的方向依次设置如下加温区域：一区300～290℃，二区290～280℃，三区280～260℃，四区260～250℃，五区250℃。

[0050] (4)将PA6熔体与冷却后的PET熔体经熔体管道同时输入位于B纺丝箱体中的复合纺丝组件中；PA6熔体与PET熔体在复合纺丝组件的喷丝孔处汇合喷出，得到PA6/PET原丝；其中，

[0051] PET熔体与PA6熔体的复合比为25:75；

[0052] 喷丝孔的孔形为并列型；

[0053] 复合纺丝组件温度280℃；纺丝速度为300m/min。

[0054] (5)将PA6/PET原丝经冷却成形、一级水浴拉伸、二级热风拉伸、热定型、上油和卷绕后制成直径为3mm的并列型PA6/PET双组份单丝，其中：

[0055] 冷却成型时，采用冷冻风环吹法，风速0.4m/s，冷冻风温度10～15℃；

[0056] 一级水浴拉伸时，水浴温度80～85℃，拉伸倍率1.5倍；

[0057] 二级热风拉伸时，热风温度120～140℃，拉伸倍率2～3倍；

[0058] 热定型时，定型温度150～160℃；

[0059] 卷绕时，转速800～1000m/min，每卷双组份单丝总长为2000m。

[0060] 经检测，制成的PA6/PET双组份单丝的性能：断裂强度3.52cN/dtex；断裂伸长率35％。

[0061] 实施例4

[0062] 本发明的实施例4提供一种纺丝箱体下复合成形的PTT/PET双组份单丝的制备方法，包括：

[0063] (1)分别准备聚对苯二甲酸乙二酯(PET，熔点：265℃)切片和聚对苯二甲酸丙二酯(PTT，熔点：230℃)切片；

[0064] (2)分别对PET切片和PTT切片进行干燥、螺杆熔融、过滤、静态混合处理，由相应的纺丝箱体输出，分别得到PET熔体和PTT熔体，其中：

[0065] 干燥时，采用真空干燥器，干燥温度100℃；干燥结束时，PET切片和PTT切片的含水率<0.1％；

[0066] 过滤时，采用熔体过滤器的滤网的孔径为45μm，滤芯使用压力为2.5×106Pa；

[0067] 静态混合时，采用管径为0.06m的LPD静态混合器；

[0068] 螺杆熔融时，PET(A螺杆)：转速70～80rpm，A螺杆加温区域：一区300～315℃，二区315～325℃，三区325～335℃，四区335～345℃，五区345～360℃；

[0069] PTT(B螺杆)：转速55～65rpm，B螺杆加温区域：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区220～230℃。

[0070] (3)导管冷却PET熔体，其中：

[0071] 导管沿A纺丝箱体至B纺丝箱体的方向依次设置如下加温区域：一区300～290℃，二区290～280℃，三区280～260℃，四区260～250℃，五区250℃。

[0072] (4)将PTT熔体与冷却后的PET熔体经熔体管道同时输入位于B纺丝箱体中的复合纺丝组件中；PTT熔体与PET熔体在复合纺丝组件的喷丝孔处汇合喷出，得到PTT/PET原丝；其中，

[0073] PET熔体与PTT熔体的复合比为75:25；

[0074] 喷丝孔的孔形为皮芯型，其中，PTT为皮层，PET为芯层；

[0075] 复合纺丝组件温度300℃；纺丝速度为60m/min。

[0076] (5)将PTT/PET原丝经冷却成形、一级水浴拉伸、二级热风拉伸、热定型、上油和卷绕后制成直径为0.05mm的皮芯型PTT/PET双组份单丝，其中：

[0077] 冷却成型时，采用冷冻风环吹法，风速0.4m/s，冷冻风温度10～15℃；

[0078] 一级水浴拉伸时，水浴温度90～100℃，拉伸倍率2～2.5倍；

[0079] 二级热风拉伸时，热风温度150～180℃，拉伸倍率2～4倍；

[0080] 热定型时，定型温度180～210℃；

[0081] 卷绕时，转速800～1000m/min，每卷双组份单丝总长为5000m。

[0082] 经检测，制成的PTT/PET双组份单丝的性能：断裂强度2.52cN/dtex；断裂伸长率43％。

[0083] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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