一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维及其生产方法，所述短纤维的截面形状为圆环形，纤维的线密度为2.40～2.42dtex,中空度为17～19%。其生产方法，包括以下步骤：（1）以聚乳酸为原料，将聚乳酸切片，连续干燥；（2）经过螺杆挤压机熔融、过滤后进入带有计量泵的纺丝箱体、冷却、上油、卷绕，制得聚乳酸中空初生丝；（3）聚乳酸中空初生丝经拉伸、定性、卷曲、烘干、切断工序，得到棉型细旦中空聚乳酸短纤维。本发明专利技术的棉型细旦中空聚乳酸短纤维能够提高中空聚乳酸纤维的保暖性、蓬松性、透气性和手感。

A fine denier polylactic acid cotton type short fiber and its production method

The invention relates to a cotton type short fiber fine denier polylactic acid and its production method, cross section shape of the short fiber is circular, fiber line density is 2.40 ~ 2.42dtex, 17 ~ 19% hollowness. The production method comprises the following steps: (1) using polylactic acid as raw material, the PLA slice, continuous drying; (2) through the screw extruder, melt filter into a metering pump, oil cooling, spinning and winding, made of polylactic acid hollow spun filaments; (3) hollow poly lactic acid the wire was stretched, qualitative, curling, drying, cutting process, cotton type fine denier polylactic acid fiber. The cotton fine denier hollow polylactic acid staple fiber can improve the thermal retention, bulkiness, air permeability and hand feel of the hollow polylactic acid fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维及其生产方法
本专利技术涉及纤维纺织
，尤其是一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维及其生产方法。
技术介绍
目前，细旦中空纤维兼具了细旦和中空的特点，是制作新一代保暖内衣的最佳原料。细旦棉型中空聚乳酸与粘胶、棉、天丝、竹纤维混纺，其手感方面具有独特的风格，具有广阔的市场前景。日本、美国在差别化纤维中走在世界前列，在中空的研究和开发取得了很多成果。美国耐其尔公司有供纺织用的棉型中空聚乳酸，将棉型聚乳酸生产技术和聚乳酸中空纤维技术结合起来，设计了专用喷丝板，开发了细旦棉型中空聚乳酸纤维进行工艺技术研究。细旦棉型中空聚乳酸纤维其性能优越，可以用来制造质地轻松、手感丰满的中厚花呢，制造有较高耐磨性、保暖性、柔软性的复丝长统袜。也可以用来制造具有透明度低、保暖性好、手感舒适、光泽柔和的各种经编织物。另外，用异形纤维参与混纺制织仿毛织物也能够获得较好的仿毛效果。但现有的细旦棉型中空聚乳酸纤维的保暖性、蓬松性、透气性和手感均不够好。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维及其生产方法，能够提高中空聚乳酸纤维的保暖性、蓬松性、透气性和手感。为实现上述目的，本专利技术提出一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维，其截面形状为圆环形，纤维的线密度为2.40～2.42dtex,中空度为17～19%。一种生产棉型细旦中空聚乳酸短纤维的方法，方法包括以下步骤：（1）以聚乳酸为原料，将聚乳酸切片，连续干燥；（2）经过螺杆挤压机熔融、过滤后进入带有计量泵的纺丝箱体、冷却、上油、卷绕，制得聚乳酸中空初生丝；（3）聚乳酸中空初生丝经拉伸、定性、卷曲、烘干、切断工序，得到棉型细旦中空聚乳酸短纤维；所述纺丝箱体中喷丝板的异型喷丝孔呈圆环状，圆环由三个大小相等的圆弧组成，纺丝温度为225～230℃；所述冷却采用环吹风冷却，环吹风速度为0.9～1.4m/s；所述拉伸时温度为80～90℃。所述喷丝孔的异形孔深度L与异型孔直径Dn的比例为L/Dn>2,其中L为0.6～0.8mm，异型孔直径Dn为0.274～0.284mm。所述喷丝孔的异形孔深度L为1μm，喷丝孔的外圆直径R为1.3μm，喷丝孔的两段相邻圆弧的狭缝宽度W为0.13μm。有益效果：本专利技术通过设置的环状异型喷丝孔，并且圆环采用三个大小相等的圆弧组成，并通过生产工艺的优化调整，能够稳定生产2.40～2.42dtex规格的棉型细旦中空聚乳酸短纤维。中空度得到较大提高，中空圆环外壁闭合较高，无开口纤维。从而提高了织物的柔软手感，更适于保暖内衣、袜子、手套、防寒服里料等。附图说明图1是本专利技术的采用的喷丝板的喷丝孔的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维，其截面形状为圆环形，纤维的线密度为2.40～2.42dtex,中空度为17～19%。一种生产棉型细旦中空聚乳酸短纤维的方法，方法包括以下步骤：原料聚乳酸：特性粘度1.27dtex/g，熔点175℃；设备为：北京中丽制机工程有限公司。聚乳酸切片经过螺杆挤压机熔融，进入带有计量泵的纺丝箱体，将熔体通过计量泵压入中空异型喷丝板组件，喷出中空异型的初生纤维；初生纤维冷却后经过上油以及导辊经葵花轮挤压落入盛丝桶；将36桶或72桶盛有聚乳酸中空初生丝经导丝架引丝集束后，用邵阳slhv802-09-1968型聚乳酸处理联合机进行三道牵伸、上油、叠丝、卷曲、烘干、切断、包装、称重、标识；最终得到一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维。纺丝箱体中喷丝板的异型喷丝孔1呈圆环状，圆环由三个大小相等的圆弧11组成。试验取D为2.2dtex，V为1000-1300m/min得到Q为（6.61-7.93）×10-3cm3/s。异型孔的Dn：实验证明，聚乳酸熔体在剪切速率（r)为（3.2-3.8）×103s-1时有良好的可纺性。由式（2）可知，在Q为定值时，r与孔形及尺寸有关。r=4Q/πR2(2)Dn=2R(3)式中：R-圆形截面的圆的直径。取v为3.5×103s-1,R为0.137-0.142mm,Dn为0.274-0.284mm。异型孔尺寸：由Dn可以初步确定异形尺寸。根据经验式Dn=4g/s(4)中：g-空孔的横截面积，s-孔的周长。实际设计的2.2dtex中空喷丝板异形孔面积为0.245mm2，孔的周长为3.495mm，Dn为0.28mm。根据经验，一般异型孔深度（L）为0.6-0.8mm试验L取0.7mm与Dn相比较，L/Dn大于2。经验表明，L/Dn大于2时不仅线密度不均匀大幅度下降，纤维异形度的均匀性也有提高。从工艺角度看，纤维异形度与可纺性之间有着密切的关系。如熔体性质、冷却条件、纺丝温度等。因此必须选择既能满足可纺性的要求，又能达到一定异形度的最佳纺丝条件。喷丝孔的异型孔深度L与异型孔直径Dn的比例为L/Dn>2,其中L为0.6～0.8mm，异型孔直径Dn为0.274～0.284mm。纺丝温度：选定纺丝速度为1200m/min,进行不同的纺丝温度的对比试验，其中空纤维物理指标表1：纺丝温度对中空纤维物理指标的影响纺丝温度线密度dtex断裂伸长％断裂强度中空度225℃2.42366.171.244.86230℃2.40371.281.274.0从表1中看出，随纺丝温度的升高，中空纤维的断裂强度伸长率变化不大，纤维的断裂强度有所下降，中空度降低。这是由于纺丝温度高，熔体黏度小，熔体出喷丝孔后膨化现象大大降低，表面张力也随之下降，是熔体细流产生表面萎缩，从而使空腔部分变小，所纺纤维中空的降低。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，则粘性增高，熔体在喷丝孔圆口出的闭合困难，难以生成中空，严重时使熔体在喷丝空中切应力增大，熔体与毛细孔管壁之间的粘附力减弱，熔体在壁上产生滑移，引起不稳定的流动，造成熔体破裂，纺丝出现流量不足，产生硬头丝、细丝，因此纺丝温度选择在225℃-230℃。环吹风速度：由表2可知，随着环吹速度的提高，纤维的中空的加大。这是由于空气的导热系数低，随着环吹风速的增加，风温降低，冷却条件加剧，熔体细流的固化速率加快，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产生，所以纤维中空度高。但吹风速度过大，风温过低，熔体出喷丝口后闭合困难，中空难以形成，同时会造成丝条摇晃湍动，出口不畅，生产难以稳定。因此试验中适宜的吹风速度为0.9-1.4m/s。表2环吹风速度对纤维中空度的影响吹风速度m/s中空度％吹风速度m/s中空度％0.84.861.24.67-5.71.04.8-5.71.45-6.5[拉伸温度：由表3可知，随拉伸温度的升高，纤维的伸长、强度都下降，拉伸温度对纤维中空度基本没有影响，试验选择温度为80℃-90℃为宜。表3拉伸温度对纤维力学及中空度的影响温度℃线密度dtex断裂伸长率％断裂强度cn/dtex802.42254.2902.40233.9注：纺丝温度235℃环吹风1.2m/s对喷丝板上喷丝孔的L、R、W值进行了修正。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维，其特征在于：所述短纤维的截面形状为圆环形，纤维的线密度为2.40～2.42dtex,中空度为17～19%。

【技术特征摘要】
1.一种棉型细旦中空聚乳酸短纤维，其特征在于：所述短纤维的截面形状为圆环形，纤维的线密度为2.40～2.42dtex,中空度为17～19%。2.生产如权利要求1所述的棉型细旦中空聚乳酸短纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以聚乳酸为原料，将聚乳酸切片，连续干燥；（2）经过螺杆挤压机熔融、过滤后进入带有计量泵的纺丝箱体、冷却、上油、卷绕，制得聚乳酸中空初生丝；（3）聚乳酸中空初生丝经拉伸、定性、卷曲、烘干、切断工序，得到棉型细旦中空聚乳酸短纤维；所述纺丝箱体中喷丝板的异型喷丝孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭松民，李克永，徐祎，
申请(专利权)人：河南省龙都生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41