技术领域
[0001] 本
发明涉及合成
纤维技术领域，具体地说涉及一种高中空细旦聚酯纤维的制备方法及制得的高中空细旦聚酯长丝。
背景技术
[0002] 聚酯纤维因其优良的机械特性、优良的
染色性和成本较低而在三大合成纤维中应用最广。细旦中空纤维手感细致、无一般粗旦中空纤维的粗硬手感，更兼具重量轻和保温特性，因此，已成为需求广泛的纤维品种，广泛应用于摇粒绒、防寒服、冬季运动服、起绒针织物、毛毯、可织成保暖内衣、睡袋、成衣、帽子等领域。
[0003] 为获得轻、暖、柔软的特性，可从降低单纤
纤度及提高中空度方面着手。因此，在不牺牲产量的前提下，降低单纤纤度并同时提高中空率，即为高中空细旦聚酯纤维需要突破之
瓶颈，如美国
专利US 5，487，859及欧洲专利
申请文件EP 0 860 523 A2中所公开的这方面的努
力。但是，以目前的技术而言，由于
喷丝板的
精度限制和常规纺丝工艺的限制而使细旦聚酯纤维的中空度普遍偏低。专利号CN200510029778的细旦中空短纤维即便能做到1.67dtex的纤度，中空度还不到20%，从而失去了量轻和保温性的真正意义。
发明内容
[0004] 为解决降低单纤纤度与提高中空率较难同时实现的问题，本发明提出了一种高中空细旦聚酯长丝及其制备方法，本发明解决了纤度和中空度的矛盾，使纤维的保温性能得以保证，同时提高了纤维的可纺性和加工性，同时生产过程相对稳定。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种高中空细旦聚酯长丝，所述的高中空细旦聚酯长丝纤度为1~1.67dtex、中空度为30~40%。
[0006] 为达到本发明所述的高中空细旦聚酯长丝，通过在细旦中空聚酯纤维纺丝工艺中加入两个
水浴槽，在卷绕之前对中空细旦纤维进行横向超拉伸处理，提高纤维的中空度，从而解决了纤度和中空度的矛盾，使纤维的保温性能得以保证，同时提高了纤维的可纺性和加工性。
[0007] 所述的高中空细旦聚酯长丝的制备方法为以下步骤：聚酯切片依次经螺杆
挤出机、计量
泵、纺丝
箱体、喷丝板、冷吹
风、
导丝盘、沸水浴槽A、空压辊、冷水浴槽B、强冷吹风C、卷绕、后牵伸，得到高中空细旦聚酯长丝。本发明在集束与卷绕之间加了沸水浴A、冷水浴B和另一个强冷吹风装置C，生产过程中并不需要耗费更多的成本就能生产出质优的高中空细旦聚酯纤维。
[0008] 作为优选，纺丝箱体的
温度为280~282℃。纺丝温度的高低直接影响熔体的流变性能和相对分子
质量，决定了熔体的流动性能和表面
张力，因此对高中空细旦聚酯纤维的中空度影响很大。纺丝温度高，熔体
粘度小，熔体出喷丝孔后膨化现象大大降低，熔体形变阻力下降，表面张力也随之下降，使得熔体细流产生表面萎缩，从而使空腔部分变小，纺制的纤维的中空度降低；纺丝温度低，则熔体粘度大，熔体形变阻力和表面张力大，有利于中空的形成。但熔体温度过低，熔体在喷丝孔中切
应力增大，引起不稳定流动，产生硬头丝、细丝。
[0009] 作为优选，喷丝板的喷丝孔由四段圆弧狭缝组成，喷丝孔的外圆、内圆均为同心圆，四段圆弧狭缝结构等分同心圆，所述的喷丝孔的外圆直径D2为0.5~0.8mm，喷丝孔的内圆直径D1为：0.3mm~0.6mm，内圆直径D1小于外圆直径D2，圆弧间距L为0.05mm~0.07mm。作为更优选，孔外圆直径D2为：0.6mm±0.01mm；孔内圆直径D1为：0.5mm±0.01mm；圆弧间距的L尺寸为：0.06mm±0.01mm。本发明的喷丝孔结构，在有效提高纤维横截面的闭合成功率的同时，保证了中空细旦纤维具有较高的中空度。
[0010] 作为优选，冷吹风的风速0.6~1.3m/s，风温20~24℃，吹风距离90~100mm，风压为600Pa。冷却成形的工艺条件对于纺程上熔体细流的流变特性，如拉伸流动粘度、
拉伸应力等物理参数有很大影响。由于空气的导热系数低，致使风速对熔体细流与周围空气的换热效果影响较大，随着风速的增加、风温降低等冷却条件加剧，熔体细流
固化速率加快，使得在纺程上形成的空腔部分来不及萎缩而快速固化，有利于中空纤维内空腔的形成，制成的纤维中空度高。
[0011] 作为优选，沸水浴槽A包括水槽、温控
传感器、进出水口。沸水浴槽A内保持水
沸腾状态。沸水浴槽A的长度可调节，使丝条浸入长度优选为1.5~2m。
[0012] 作为优选，冷水浴槽B包括水槽、进出水口。水温恒定在常温，进出水口连通使水保持流动。冷水浴槽B的温度尽量越低越好，但在批量生产调节下，还需要考虑水低温处理所需要的设备与
能源损耗，因此采用常温下的
冷却水，但需要循环降温。
[0013] 作为优选，强冷吹风C的风速1~1.5m/s，风温20~24℃，距离60~70mm，强冷吹风C的目的是为了快速干燥丝条，并且对冷水浴B的作用进行加强。
[0014] 作为优选，卷绕速度为1000~3000m/min。卷绕速度更优选为1500~2500m/min。由于沸水浴和冷水浴的加入，使得高中空细旦聚酯纤维的卷绕速度不能太高，太高则纤维的取向度大，不利于中空腔内空气膨胀的发生，而不能提高纤维中空度。
[0015] 作为优选，牵伸速度500~900 m/s，牵伸倍数4.00~4.43，牵伸温度100~140℃。更优选为牵伸速度700 m/s，牵伸倍数4.43，牵伸温度120℃。高中空细旦聚酯纤维的后牵伸倍数对纤维的中空度影响也较大，纤维的中空度随着拉伸倍数的提高，纤度减少，纤维的壁厚变薄，使纤维的截面积减小。虽然空腔部分在纤维变细、壁变厚的同时，截面积有所减少，但减小幅度没有纤维壁变薄的大，故最终纤维的中空度增大。
[0016] 本发明利用空气的热胀冷缩和水的渗透作用两种原理。沸水浴A的加入可以改变中空纤维内腔空气的温度，来使纤维内腔空气膨胀，进而使其中空度升高，同时沸水通过渗透作用进入纤维内部，使纤维外壁胀大张开，冷水浴B是使高温的内腔空气快速降温并经过强冷吹风C干燥。这样在不影响纤维纤度的
基础上，通过物理手段，在纺丝过程中提高纤维的中空度。
[0017] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明使纤维的保温性能得以保证，同时提高了纤维的可纺性和加工性，满足了细旦中空纤维市场对于细旦和高中空的需求；
（2）生产过程相对稳定。
附图说明
[0018] 图1为本发明聚酯高中空细旦短纤维生产方法的工艺
流程图；图2为常规方法制得的细旦中空纤维的截面图；
图3为本发明制得的高中空细旦纤维的截面图；
图4为本发明的喷丝板结构示意图。
具体实施方式
[0019] 下面通过
实施例对本发明本发明作进一步详细说明。
[0020] 实施例1高中空细旦聚酯纤维的生产工艺流程图如图1所示，聚酯切片依次经
螺杆挤出机、
计量泵、纺丝箱体、喷丝板、冷吹风、导丝盘、沸水浴槽A、空压辊、冷水浴槽B、强冷吹风C、卷绕、后牵伸，得到高中空细旦聚酯长丝。
[0021] 其中，纺丝箱体的温度为282℃。喷丝板结构如图4所示，喷丝板的喷丝孔的外圆直径D2为0.6mm，喷丝孔的内圆直径D1为：0.4mm，圆弧间距L为0.07mm。冷吹风的风速1.3m/s，风温24℃，吹风距离100mm，沸水浴槽A包括水槽、温控传感器、进出水口，沸水浴槽A内保持水沸腾状态，使丝条浸入长度优选为1.5m，冷水浴槽B包括水槽、进出水口。水温恒定在常温，进出水口连通使水保持流动。强冷吹风C的风速1.5m/s，风温20℃，距离60mm，卷绕速度为2500m/min。牵引速度800 m/s，牵伸倍数，牵伸温度140℃。
[0022] 实施例2高中空细旦聚酯纤维的生产工艺流程图如图1所示，聚酯切片依次经螺杆挤出机、计量泵、纺丝箱体、喷丝板、冷吹风、导丝盘、沸水浴槽A、空压辊、冷水浴槽B、强冷吹风C、卷绕、后牵伸，得到高中空细旦聚酯长丝。
[0023] 其中，纺丝箱体的温度为280℃。喷丝板结构如图4所示，喷丝板的喷丝孔的外圆直径D2为0.5mm，喷丝孔的内圆直径D1为：0.3mm，圆弧间距L为0.05mmmm。冷吹风的风速0.6m/s，风温20℃，吹风距离90mm，沸水浴槽A包括水槽、温控传感器、进出水口，沸水浴槽A内保持水沸腾状态，使丝条浸入长度优选为2m，冷水浴槽B包括水槽、进出水口。水温恒定在常温，进出水口连通使水保持流动。强冷吹风C的风速1.5m/s，风温20℃，距离60mm，卷绕速度为1500m/min。牵引速度600 m/s，牵伸倍数4.43，牵伸温度120℃。
[0024] 实施例3高中空细旦聚酯纤维的生产工艺流程图如图1所示，聚酯切片依次经螺杆挤出机、计量泵、纺丝箱体、喷丝板、冷吹风、导丝盘、沸水浴槽A、空压辊、冷水浴槽B、强冷吹风C、卷绕、后牵伸，得到高中空细旦聚酯长丝。
[0025] 其中，纺丝箱体的温度为281℃。喷丝板结构如图4所示，喷丝板的喷丝孔的外圆直径D2为0.6mm，喷丝孔的内圆直径D1为：0.4mm，圆弧间距L为0.06mm。冷吹风的风速1.2m/s，风温22℃，吹风距离90mm，沸水浴槽A包括水槽、温控传感器、进出水口，沸水浴槽A内保持水沸腾状态，使丝条浸入长度优选为2m，冷水浴槽B包括水槽、进出水口。水温恒定在常温，进出水口连通使水保持流动。强冷吹风C的风速1.3m/s，风温22℃，距离65mm，卷绕速度为1000m/min。牵引速度500 m/s，牵伸倍数4.2，牵伸温度100℃。
[0026] 对比例本发明所制得的高中空细旦聚酯纤维的截面图如图3所示，聚酯长丝纤度为
1~1.67dtex、中空度为30~40%。采用常规工艺所制得的细旦中空聚酯纤维的截面图如图2所示，本发明的中空细旦聚酯纤维中空度提高明显。
