专利名称：熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维方法
技术领域：
本发明涉及的是一种熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维方法，属于氨纶 纤维生产技术领域。
背景技术：
氨纶学名<POLYUTETHANE>纤维，是近年来发展的一种高弹性合成纤维，也 称为斯潘德斯<SPANDEX>纤维，PTMG占最终聚合物的80% (质量分子)，被誉为人 的“第二肤”。它具有高度弹性，能够拉长6 7倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始 状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连 接在一起而增强其特性。目前国内外普遍采用化学法纺、湿法纺、干法纺，以上这三 种纺丝方法在生产中都会产生环境污染，工艺复杂、能耗大、占地面积多、投资大、成 本高，且生产的弹性氨纶纤维丝含有对人体有害物质.已知的制造热塑性氨纶弹性纤维、 熔融切片纺丝等，由于熔融切片纺丝得到的弹性纤维其生产费用高，能源消耗大，耐热 性、耐热水性、弹性回复性等都不令人满意。而熔融直纺则可以克服以上缺点。目前市 面上的氨纶纤维的规格有超细旦系列(5D以上、20D以下)以及常规系列(20D以上)， 而由于熔融直纺技术的局限，以及超细旦氨纶纤维对技术要求较高，目前只有常规系列 的产品，所以熔融直纺超细旦系列一直是一个缺口。
发明内容
本发明的目的在于针对市场上目前只有常规(20旦以上)熔融直纺氨纶纤维的情 况，提出一种熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维生产方法，生产出4.6D-5.5D的 超细旦聚氨酯氨纶纤维丝，其氨纶纤维更加柔软、舒适，适于应用。本发明的技术解决方案熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维生产方法 包括如下工艺步骤，一、原料组分的重量比，聚酯多元醇占62-75%、异氰酸酯占20-30%、丁二醇 占 5-8% ；二、负压加料，抽真空至负O.SMPa压力，将聚酯多元醇原料通过设置在第一 提纯罐上的第一加料阀门加入第一提纯罐内，温度103-105°C，加温41-45分钟进行 提纯；原料丁二醇通过设置在第二提纯罐上的第二加料阀门加入第二提纯罐内，温度 106-108°C,加温45-54分钟进行提纯；异氰酸酯通过设置在第三提纯罐上的第三加料阀 门加入第三提纯罐内，温度110-112°C，加温50-55分钟进行提纯；三、加O.SMPa氮气压力，将第一提纯罐内的原料通过第一计量输送泵、第二提 纯罐内的原料通过第二计量输送泵、第三提纯罐内的原料通过第三计量输送泵输送到反 应釜，混合反应，混合反应的时间为45-48分钟，反应釜内的温度加温至205-208°C，经 反应釜内反应的原料通过第四计量输送泵输送到第一静态反应釜、第二静态反应釜内进 行反应，静态反应釜内的温度210-212°C，反应时间58-60分钟；四、两个静态反应釜轮流进行高温自然反应，由于原料在反应釜和静态反应釜停留的时间不同，为了使原料 有充分的时间在静态反应釜内反应和达到不间断生产，需要在两个静态反应釜内轮流进 行。即反应釜内的原料通过第四计量泵输送到第一静态反应釜内进行反应，之后该反应 釜内的原料则通过第五计量输送泵输送到双螺杆挤出机内；待第一静态反应釜开始反映 后则将反应釜的原料通过第四计量泵上的双向阀门更改输送到第二静态反应釜内进行反 应，然后待第一静态反应釜内的原料全部输送完毕后通过第六计量泵输送到双螺杆挤出 机混合，一个静态反应釜在输送原料的同时另一个静态反应釜则在进行反应，始终保持 不间断的状态，如此反复，双螺杆挤出机中的温度215-218°C，混合时间2-3分钟；五、双螺杆挤出机挤出至熔体过滤器中过滤，熔体过滤器中的温度218°C，时间 1分钟；六、经熔体过滤器过滤的物料连续通过第七计量输送泵、第八计量输送泵进输 送到纺丝箱，连续两个计量输送泵的作用是增加熔体流动的速度以及喷丝时的压力，纺 丝箱内的温度215-218°C，然后通过纺丝箱组件滤网喷丝板，喷出丝条；喷丝板孔径16 丝，滤网密度300目；七、喷出丝条通过风道冷却，风温27.2°C，风速0.21(M/S)；风湿51°C;八，风道冷却后经上油器上油，然后进行二道导丝辊导丝拉伸，第一导丝辊速 度635M/Min，第二导丝辊速度555M/Min，经导丝辊导丝拉伸后进入卷绕机卷绕成型， 卷绕机卷绕速度580M/Min，4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维丝落丝后进入烘房熟化，熟化的 温度40°C，熟化18小时，熟化后检测装箱。本发明的优点本发明继承了熔融直纺耐高温特种弹性的氨纶生产的优点，稳 定性、耐热性、耐热水性、弹性回复性、伸长率和均勻性都有很大的提高。在此基础 上，它同样拥有了超细纤维的一些优点，超细旦氨纶纤维由于直径很小，因此其弯曲刚 度很小，纤维手感特别柔软；纤维表面积很大，因此其织物的覆盖性、蓬松性和保暖性 有明显提高，比表面积大纤维与灰尘或油污接触的次数更多，而且油污，从纤维表面间 缝隙渗透的机会更多，因此具有极强的清洁功能；将超细纤维制成超高密织物，纤维间 的空隙介于水滴直径和水蒸汽微滴直径之间，因此超细织物具有防水透汽效果；超细纤 维在微纤维之间有许多微细的孔隙，形成毛细管构造，如果加工成可被水润湿的毛巾类 织物，则具有高吸水性，洗过的头发用这种毛巾可很快将水份吸掉，使头发快干。由于 它们的优良特性，在各种领域中有广泛的应用。
附图1是熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维生产设备的结构示意图。对照附图，其结构是第一提纯罐上设有第一加料阀门、第二提纯罐上设有第二 加料阀门、第三提纯罐上设有第三加料阀门，其中第一提纯罐的输出管接第一反应罐的 输入管，第二提纯罐的输出管接第二反应罐的输入管，第三提纯罐的输出管接第三反应 罐的输入管，第一反应罐的输出管通过第一计量输送泵与反应釜加温混合器的第一输入 管相接，第二反应罐的输出管通过第二计量输送泵与反应釜加温混合器的第二输入管相 接，第三反应罐的输出管通过第三计量输送泵与反应釜加温混合器的第三输入管相接， 反应釜加温混合器的输出管通过第四计量输送泵与第一静态反应釜、第二静态反应釜的输入管相接，第一静态反应釜的输出管通过第五计量输送泵与双螺杆挤出机的输入管相 接，第二静态反应釜的输出管通过第六计量输送泵与双螺杆挤出机的输入管相接，双螺 杆挤出机的输出管与熔体过滤器的输入管串接；熔体过滤器的输出管与第七计量输送泵 的输入管相接；添加剂罐上设有氮气阀，添加剂罐的输出管通过第七计量输送泵的输出 管与第八计量输送泵的输入管相接，第八计量输送泵的输出管与纺丝箱的输入管相接； 纺丝箱的输出管与组件滤网喷丝板相接，组件滤网喷丝板接风道冷却系统，风道冷却系 统与上油器、第一导丝辊导丝拉伸装置、第二导丝辊导丝拉伸装置、卷绕机卷绕成型装 置串接。每套纺丝箱对应设有风道系统，每套风道系统内的氨纶丝对应连接到上油器、 导丝辊的下导丝辊、上导丝辊上，上导丝辊接卷绕头，本设备还设有双螺杆挤出机控制 柜、纺丝箱控制柜、卷绕控制柜，其中双螺杆挤出机控制柜连接输送泵，实行闭环控 制，并用以控制挤出机电加热温度、挤出机和挤出机以下各计量输送泵的融体供量流 速，并用以控制它们的温度、压力。卷绕控制柜用以控制导丝辊的导丝速度，卷绕机纺 丝速度和上油器的上油量。实施例1，一、取聚酯多元醇75公斤、异氰酸酯占20公斤、丁二醇5公斤；二、负压加料，抽真空至负O.SMPa压力，将聚酯多元醇原料通过设置在第一提 纯罐上的第一加料阀门加入第一提纯罐内，温度105°C，加温45分钟进行提纯；原料丁 二醇通过设置在第二提纯罐上的第二加料阀门加入第二提纯罐内，温度108°C，加温54 分钟进行提纯；异氰酸酯通过设置在第三提纯罐上的第三加料阀门加入第三提纯罐内， 温度112°C，加温55分钟进行提纯；三、加O.SMPa氮气压力，将第一提纯罐内的原料通过第一计量输送泵、第二 提纯罐内的原料通过第二计量输送泵、第三提纯罐内的原料通过第三计量输送泵输送到 反应釜，混合反应，混合反应的时间为48分钟，反应釜内的温度加温至208°C，经反应 釜内反应的原料通过第四计量输送泵输送到第一静态反应釜、第二静态反应釜内进行反 应，静态反应釜内的温度212°C，反应时间60分钟；四、两个静态反应釜轮流进行高温自然反应，由于原料在反应釜和静态反应釜 停留的时间不同，为了使原料有充分的时间在静态反应釜内反应和达到不间断生产，需 要在两个静态反应釜内轮流进行。即反应釜内的原料通过第四计量泵输送到第一静态 反应釜内进行反应，之后该反应釜内的原料则通过第五计量输送泵输送到双螺杆挤出机 内；待第一静态反应釜开始反映后则将反应釜的原料通过第四计量泵上的双向阀门更改 输送到第二静态反应釜内进行反应，然后待第一静态反应釜内的原料全部输送完毕后通 过第六计量泵输送到双螺杆挤出机混合。一个静态反应釜在输送原料的同时另一个静 态反应釜则在进行反应，始终保持不间断的状态，如此反复。双螺杆挤出机中的温度 218°C，混合时间3分钟；五、双螺杆挤出机挤出至熔体过滤器中过滤，熔体过滤器中的温度218°C，时间 2分钟；六、经熔体过滤器过滤的物料连续通过第七计量输送泵、第八计量输送泵进输 送到纺丝箱(连续两个计量输送泵的作用是增加熔体流动的速度以及喷丝时的压力)，纺丝箱内的温度215.2°C，然后通过纺丝箱组件滤网喷丝板，喷出丝条；喷丝板孔径16 丝，滤网密度300目；七、喷出丝条通过风道冷却，风温27.2°C，风速0.21(M/S)；风湿51°C;八，风道冷却后经上油器上油，然后进行二道导丝辊导丝拉伸，第一导丝辊速 度635M/Min，第二导丝辊速度555M/Min，经导丝辊导丝拉伸后进入卷绕机卷绕成型， 卷绕机卷绕速度580M/Min，4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维丝落丝后进入烘房熟化，熟化的 温度40°C，熟化时间18小时，熟化后检测装箱。实施例2，一、取聚酯多元醇占62公斤、异氰酸酯占30公斤、丁二醇8公斤；二、负压加料，抽真空至负O.SMPa压力，将聚酯多元醇原料通过设置在第一提 纯罐上的第一加料阀门加入第一提纯罐内，温度103°C，加温45分钟进行提纯；原料丁 二醇通过设置在第二提纯罐上的第二加料阀门加入第二提纯罐内，温度106°C，加温45 分钟进行提纯；异氰酸酯通过设置在第三提纯罐上的第三加料阀门加入第三提纯罐内， 温度110°C，加温50分钟进行提纯；三、加O.SMPa氮气压力，将第一提纯罐内的原料通过第一计量输送泵、第二 提纯罐内的原料通过第二计量输送泵、第三提纯罐内的原料通过第三计量输送泵输送到 反应釜，混合反应，混合反应的时间为45分钟，反应釜内的温度加温至205°C，经反应 釜内反应的原料通过第四计量输送泵输送到第一静态反应釜、第二静态反应釜内进行反 应，静态反应釜内的温度210°C，反应时间58分钟；四、两个静态反应釜轮流进行高温自然反应，由于原料在反应釜和静态反应釜 停留的时间不同，为了使原料有充分的时间在静态反应釜内反应和达到不间断生产，需 要在两个静态反应釜内轮流进行。即反应釜内的原料通过第四计量泵输送到第一静态 反应釜内进行反应，之后该反应釜内的原料则通过第五计量输送泵输送到双螺杆挤出机 内；待第一静态反应釜开始反映后则将反应釜的原料通过第四计量泵上的双向阀门更改 输送到第二静态反应釜内进行反应，然后待第一静态反应釜内的原料全部输送完毕后通 过第六计量泵输送到双螺杆挤出机混合。一个静态反应釜在输送原料的同时另一个静 态反应釜则在进行反应，始终保持不间断的状态，如此反复。双螺杆挤出机中的温度 215°C，混合时间2分钟；五、双螺杆挤出机挤出至熔体过滤器中过滤，熔体过滤器中的温度218°C，时间 1分钟；六、经熔体过滤器过滤的物料连续通过第七计量输送泵、第八计量输送泵进输 送到纺丝箱(连续两个计量输送泵的作用是增加熔体流动的速度以及喷丝时的压力)， 纺丝箱内的温度215.2°C，然后通过纺丝箱组件滤网喷丝板，喷出丝条；喷丝板孔径16 丝，滤网密度300目；七、喷出丝条通过风道冷却，风温27.2°C，风速0.21(M/S)；风湿51°C;八，风道冷却后经上油器上油，然后进行二道导丝辊导丝拉伸，第一导丝辊速 度635M/Min，第二导丝辊速度555M/Min，经导丝辊导丝拉伸后进入卷绕机卷绕成型， 卷绕机卷绕速度580M/Min，4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维丝落丝后进入烘房熟化，熟化的 温度40°C，熟化时间18小时，熟化后检测装箱。
化纤类细度单位旦尼尔denier，简称D，定义为指9000m长的纤维在公定回潮率时的质量克数，单位为旦。g卩9000米长重100克，为100D。9000米长重75克，为75D。测试氨纶纤维旦数时是用1米长的氨纶纤维丝去天平上称重，然后用重量乘以 9000，得到是数值即为氨纶的旦数，由于1米长的5旦的氨纶纤维丝的重量在分析天平上 称量的时候只有0.55mg，所以难免存在误差，故氨纶丝的旦数以4.6到5.5为一个旦数， 在实际生产中，几乎可以忽略不计的，统称为5日。
权利要求
1.熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤，一、原料组分的重量比，聚酯多元醇占62-75%、异氰酸酯占20-30%、丁二醇占 5-8% ；二、负压加料，抽真空至负O.SMPa压力，将聚酯多元醇原料通过设置在第一提纯罐 上的第一加料阀门加入第一提纯罐内，温度103-105°C，加温41-45分钟进行提纯；原料 丁二醇通过设置在第二提纯罐上的第二加料阀门加入第二提纯罐内，温度106-108°C，加 温45-54分钟进行提纯；异氰酸酯通过设置在第三提纯罐上的第三加料阀门加入第三提 纯罐内，温度110-112°C，加温50-55分钟进行提纯；三、加O.SMPa氮气压力，将第一提纯罐内的原料通过第一计量输送泵、第二提纯 罐内的原料通过第二计量输送泵、第三提纯罐内的原料通过第三计量输送泵输送到反应 釜，混合反应，混合反应的时间为45-48分钟，反应釜内的温度加温至205-208°C，经反 应釜内反应的原料通过第四计量输送泵输送到第一静态反应釜、第二静态反应釜内进行 反应，静态反应釜内的温度210-212°C，反应时间58-60分钟；四、两个静态反应釜轮流进行高温自然反应，由于原料在反应釜和静态反应釜停留 的时间不同，为了使原料有充分的时间在静态反应釜内反应和达到不间断生产，需要在 两个静态反应釜内轮流进行。即反应釜内的原料通过第四计量泵输送到第一静态反应釜 内进行反应，之后该反应釜内的原料则通过第五计量输送泵输送到双螺杆挤出机内；待 第一静态反应釜开始反映后则将反应釜的原料通过第四计量泵上的双向阀门更改输送到 第二静态反应釜内进行反应，然后待第一静态反应釜内的原料全部输送完毕后通过第六 计量泵输送到双螺杆挤出机混合，一个静态反应釜在输送原料的同时另一个静态反应釜 则在进行反应，始终保持不间断的状态，如此反复，双螺杆挤出机中的温度215-218 ， 混合时间2-3分钟；五、双螺杆挤出机挤出至熔体过滤器中过滤，熔体过滤器中的温度218°C，时间1分钟；六、经熔体过滤器过滤的物料连续通过第七计量输送泵、第八计量输送泵进输送到 纺丝箱，连续两个计量输送泵的作用是增加熔体流动的速度以及喷丝时的压力，纺丝箱 内的温度215-218°C，然后通过纺丝箱组件滤网喷丝板，喷出丝条；喷丝板孔径16丝， 滤网密度300目；七、喷出丝条通过风道冷却，风温27.2°C，风速0.21(M/S)；风湿51°C;八，风道冷却后经上油器上油，然后进行二道导丝辊导丝拉伸，第一导丝辊速度 635M/Min,第二导丝辊速度555M/Min，经导丝辊导丝拉伸后进入卷绕机卷绕成型，卷 绕机卷绕速度580M/Min，4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维丝落丝后进入烘房熟化，熟化的温 度40°C，熟化时间18小时，熟化后检测装箱。
全文摘要
本发明是熔融直纺超细旦4.6-5.5旦高弹模氨纶纤维方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤，原料组分；负压加料；加0.8MPa氮气压力；两个静态反应釜轮流进行高温自然反应；双螺杆挤出机；经熔体过滤器过滤；喷出丝条通过风道冷却；上油器上油；烘房熟化、检测装箱。优点超细旦氨纶纤维其弯曲刚度很小，纤维手感特别柔软；纤维表面积很大，织物的覆盖性、蓬松性和保暖性有明显提高，具有极强的清洁功能；将超细纤维制成超高密织物，纤维间的空隙介于水滴直径和水蒸汽微滴直径之间，具有防水透汽效果；加工成可被水润湿的毛巾类织物，则具有高吸水性，洗过的头发用这种毛巾可很快将水份吸掉，使头发快干。可在各种领域中得到应用。
文档编号D01D5/096GK102021673SQ20101058334
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者杨建平, 杨惠彪, 杨福兴 申请人:太仓市金祥氨纶纤维有限公司