[发明专利]一种基于高速一步法的PBT纤维制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PBT长丝纤维，具体涉及一种PBT长丝纤维的制造方法。

背景技术

目前常规的PBT长丝纤维采用两步法生产，其工艺流程如下：

前纺：切片、干燥塔、螺杆挤压机、熔体过滤器、纺丝箱体(气相热媒保温)、计量泵、纺丝组件、侧吹风、集束上油、网络器、卷绕、得到POY；

后纺：POY经原丝架、第一罗拉、第一热箱(变形)、冷却扳、假捻变形、第二罗拉、第二热箱(定型)、第三罗拉、上油、卷绕后分级包装。

该工艺流程主要存在以下缺点：

(1)工艺流程长，质量控制点多，质量风险高；

(2)加工速度低，能耗极高，产品价格高；

(3)纤维织成的面料贴身感不好，穿着者感觉偏硬不舒适，不适合加工针织和经编类的贴身面料，终端用途受到限制。

综合国内外公开文献，未见有采用常规涤纶POY生产设备，通过一步法制备可直接织造的PBT纤维的方法。与本专利较接近的文献有以下两个：出自《聚酯工业》2011年06期的《PBT-POY生产工艺探讨》，其中虽提到使用PBT切片在高速纺丝装置上生产PBT纤维，但此方法的产品是POY，还需要后加工才能用于织造，不同于本发明的一步法制备可直接用于织造的PBT纤维；另一篇文献出自《江苏省纺织工程学会棉织专业委员会2002年度学术论文集》中的《PBT纤维生产、织造、染整工艺探讨》，虽提到PBT纤维的生产，但该方法也是采用两步法制备PBT纤维，与本发明有本质不同。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种制备出的纤维可直接用于织造且生产成本低的基于高速一步法的PBT纤维制造方法。

技术方案：一种基于高速一步法的PBT纤维制造方法，包括以下步骤：

(1)干燥：对PBT切片进行干燥，直到含水率低于40ppm时结束；

(2)组件准备：选择喷丝板；

(3)熔融挤压：将PBT切片在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压后，进入在线可切换熔体过滤器中；

(4)过滤：采用在线可切换熔体过滤器过滤，保证纺丝的持续性和熔体压力的恒定；

(5)侧吹冷却：丝条经喷丝头挤出后，采用均匀的侧吹风进行冷却；

(6)纺丝牵伸：通过高速纺丝，使纤维取向度增加并在张力诱导下结晶。

优选的，步骤(2)选择微孔直径0.25～0.30mm、孔径0.60～0.80mm的喷丝板；由于本发明方法采用高速纺丝，熔体在喷丝微孔中的剪切速率较高，挤出胀大现象明显，选择该长径比的喷丝板可减少熔体胀大效应，并保证喷丝头拉伸比在180％以下，确保稳态纺丝。

优选的，步骤(3)的熔融温度范围为255～265℃，在此温度设定范围可充分保证熔体流动效果，最大程度的减少挤出胀大效应，同时避免过度降解。

优选的，步骤(5)采用风温16～18℃、风速0.4～0.8m/min的空调风进行冷却；由于本发明的熔体计量泵供量相对较大，纤维冷却难度较大，而PBT纤维的冷却效果与纤维的弹性和丝饼成型等密切相关，选择风温16～18℃、风速0.4～0.8m/min的空调风可确保稳定生产。

优选的，步骤(6)的纺丝速度为3800～4200m/min；通过纺速的提高，改变了纤维晶相和非晶相的分布，可使结晶后的纤维结构更加规整和稳定，保证了纤维的染色和结构稳定性；另一方面，为避免高速纺丝过程中纤维产生严重的皮芯结构，本发明侧吹风中加装了缓冷环节，避免纤维过早固化并增加纤维的流动取向，保证纤维轴向的内外均一性和结构稳定性。

有益效果：本发明通过对喷丝板长径比的选择、纺丝速度的控制以及侧吹风速分布的改变，可在常规涤纶POY生产设备上通过一步法制备可直接用于织造的PBT纤维，产品质量稳定性和染色性能较传统PBT长丝纤维大大提高，以80dtex/24f产品为例，染色中色率可达99％以上，定重率超过95％，均超过同规格DTY产品，同时由于不经过DTY加工，生产成本下降1/2以上，产品经针织试用完全满足织造要求。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：

实施例1：以高速一步法生产80dtex/24f的PBT纤维为例，制造方法如下：

(1)干燥：对PBT切片进行干燥，在含水率低于40ppm时结束干燥；

(2)组件准备：选择0.26*0.75孔径的喷丝板；