[发明专利]一种低阻尼聚酯负压熔融纺丝成形方法

说明书

本发明涉及一种低阻尼聚酯负压熔融纺丝成形方法，聚酯熔体从低阻尼喷丝微孔挤出后首先经过缓冷形成初生纤维，然后初生纤维依次进行负压冷却和自然冷却，低阻尼喷丝微孔是经过聚硅氧烷处理液表面处理的低表面能的喷丝微孔，喷丝微孔表面能En≤35mJ/cm²，表面粗糙度Ra≤0.2μm，表面静态接触角WCA≥85°，负压冷却是指在压力为0.001～0.01MPa、温度为5～105℃空气气氛的恒温恒压恒湿封闭环境中冷却。本发明有效降低了熔体流动过程中受到的流变阻力和空气摩擦阻力，实现了纤维的充分均匀冷却，明显提升了熔融纺丝的纺丝速度和纤维制品的品质，可适用于粗旦、细旦、高强度高模量等纤维生产加工。

技术领域

本发明属于熔融纺丝领域，涉及一种低阻尼聚酯负压熔融纺丝成形方法。

背景技术

中国是化纤大国，化纤是纺织领域重要的原材料。从化纤的产量来说，2014年中国化纤产量达到4390万吨，其中聚酯纤维占到了化纤总产量的70％以上。以聚酯纤维的产品转型升级直接影响到化纤领域的发展，其中聚酯转型升级中以生产高效节能及纤维品质提升为主要发展趋势。聚酯熔融纺丝技术的提升对于化纤领域的转型升级具有重大的促进作用。

现有的熔融纺丝技术在应用过程中存在的问题主要集中在纺丝速度提升有限，生产效率提升不明显，纤维成形过程中流变阻力与空气摩擦阻力较大，熔融纺丝生产加工过程中，容易导致毛丝、断头等出现，毛丝、断头等现象的出现导致一定数量废丝的产生，随着化纤产能的增加，生产过程中的废丝料量也会相应增加，造成了严重的资源浪费，同时由于熔融纺丝过程中普遍采用吹风方式进行冷却，容易造成纤维气流扰动，导致冷却过程中发生冷却不充分、均匀，降低纤维的品质。

针对以上存在的问题，需要对熔融纺丝技术进行优化，提升熔融纺丝速度、降低能耗的同时进一步提升纤维品质。一方面，在熔体纺丝过程中，纺程上纤维的受力分布是熔融纺丝技术的核心部分，对于熔体成型及品质调控起到关键的作用，从纤维纺程研究角度出发，当熔融纺丝工艺发生变化时，会引起纺程上力的分布变化，纤维在纺程上受到的力以流变阻力、空气摩擦阻力为主，这两种力对纺速的提升具有直接的影响。另一方面，纤维从喷丝板微孔喷出到卷绕成形主要经历缓冷区、吹风区、自然冷却区，其中吹风区是保证纤维冷却过程的重要环节，包含了力场、温度场、速度场等，吹风区是纺丝过程中即纺丝动力学的研究，以及取向、结晶结构发展与演变机理的研究是纺丝理论研究的重要内容，目前吹风区主要形成了侧吹风、环吹风的冷却方式，纤维在吹风区的冷却效果直接关系到纤维品质指标。

中国专利CN 102206879 A中针对以上的问题在纤维成形过程中设计负压纺丝条件(0.01～0.001MPa)，通过降低空气摩擦阻力的方式提升纤维的纺速，但是对于熔体所受的流变阻力缺乏必要考虑，而流变阻力对于纤维纺速与品质的提升是关键因素之一，纺丝组件中喷丝板的结构对熔体所受流变阻力具有直接影响，进而调控纤维成型过程。

中国专利CN103952782A公开了一种长丝侧吹风装置及其吹风工艺。这种装置具有纺丝箱、上油装置和卷绕装置，纺丝箱底端设有喷丝板，喷丝板下方设有侧吹风装置，所述侧吹风装置包括冷风机，冷风机连接有送风管和整流风道，在送风管和整流风道之间设有过滤器和风量调节阀。侧吹风冷却的风速均匀，能够提高纺丝质量；设有侧吹风挡板，将侧吹风机的风向拦截且进行分解，使风的方向与丝束运动方向大体一致，减少了侧吹风机对丝束的干扰。中国专利CN102199796B公开了一种可调式环吹风冷却系统，在环吹风装置的负压仓和风筒仓均装备高精度压力传感器，进风管处加装自动控制阀，整条生产线只由一台电脑控制，就能实现自动连锁调节风压，并设计环吹头可调节式环吹风装置，随时保证风筒仓风压和风量的稳定，最大的保证了产品质量。然而，不管是侧吹风或是环吹风冷却方式都无法避免纤维气流形成的扰乱导致在冷却过程中发生冷却不充分、均匀。虽环吹风相比较侧吹风可以在一定程度上保证纤维的冷却效果，在超细旦、细旦纤维开发上品质指标得到提升，但对纤维冷却过程中纤维与空气边界层缺乏系统设计。