海岛短纤维设备及工艺技术的研究

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1、戴玲侯庆华深圳市中晟纤维工程技术有限公司东莞市新纶纤维材料科技有限公司1序言海岛短纤维有两种生产方法，即定岛型和不定岛型海岛短纤维的生产方法。不定岛型海岛短纤维实际上就是把两种不同的成纤聚合物按比例，通常为50:50混合造粒或直接混合后熔融挤出纺丝，是单螺杆、单组分喷丝组件纺丝，成纤聚合物为聚酰胺（PA6）、聚乙烯（PE）或聚苯乙烯（PS）等，需用有机溶剂开纤，如用甲苯抽出，纤度细的可达0.001dtex，粗的可达0.3dtex以上，故大多用于鞋革的生产，产品应用领域受到一定的限制。由于碱溶性聚酯切片（COPET）的开发成功，定岛型海岛

2、短纤维应运而生，定岛型海岛短纤维目前是国际上最先进的生产超细纤维的生产方法之一，采用的是最先进的复合纺丝设备和工艺技术，通常以PA6和COPET或PET和COPET为原料分别熔融挤出复合纺丝，定岛型海岛短纤维从它的横截面来看是一种组分的微细而分散的状态被另一种组分包围着，好象海中有许多岛屿，故称为海岛纤维，其“岛”和“海”组分在纤维的轴向是连续密集、均匀分布的，在纺丝生产过程中它具有常规纤维的纤度，用碱水把“海”成分溶掉后，则可得到单根纤度为0.05dtex的集束状的超细纤维。图1-1为定岛型和不定岛型海岛短纤维横截面照片。表一为海岛短

3、纤维的类型比较。海岛超细纤维的问世，以其独特的结构，优良的性能，在人工皮革和纺织面料领域显现轰动效应，风靡全世界。新纶公司经数年的研制开发，解决了许多关键技术，研发生产了具有自主知识产权的?265/248F的喷丝组件和复合纺短纤维成套设备，于2003年在国内首先工业化建设了定岛型海岛短纤维两条生产线，年生产能力均为4000吨。复合海岛喷丝组件申请了国家专利。本文介绍了3.3dtex×51mm人工皮革用定岛型海岛短纤维的生产，并对其工艺过程和影响因素进行了探讨。表一海岛短纤维类型比较表一2工艺流程和设备2.1定岛型海岛超细纤维工艺流程前纺

4、工艺：后纺工艺：2.2复合纺成套设备复合纺前纺设备系本公司新研制的专用设备，配置如图2-1，后纺加工设备系常规短纤维设备进行了改进，配置如图2-2。图2-22.3生产工艺条件2.3.1定岛型复合喷丝组件纺制定岛型复合短纤维除了要使用两组螺杆挤出机熔融外，其关键的设备主要是海岛型复合喷丝组件。以往使用的海岛复合喷丝板，基本上是以在上分配板中嵌入或焊接不锈钢细管，插入下分配板中以形成各自分流的岛组分和海组分。见图3-1所示。首先，由于上、下喷丝板组成海组分流道，海组分聚合物在流道从外圆向内圆流去，渐次包围呈同心圆状排列的岛组分导管（针管状）

5、，形成海岛结构，可是随着岛组分根数的增多，因管状体而引起的阻力也相应增大。为此，海组分从岛组分管状体群的外围向内圆流去时，越向圆心流动就越缓慢。长时间持续纺丝中，海组分聚合物随着流向圆心而出现滞留，且滞留的聚合物（死角）由于长时间的受热而导致挤出聚合物产生粘度波动，使可纺性下降，断头增加，产生岛和岛之间的粘连；其二，由于管状体的嵌入或焊接而带来海岛喷丝板的制造成本增加，且拆卸或组装时易碰管状体而影响喷丝板使用寿命；其三，由于管状体群导管细长，镜检工作量大；其四，分配板和喷丝板不能互换，需对号入座。为了解决上述海岛复合喷丝板的不足，为能在

6、长时间里制得海岛界面清晰，质量稳定的海岛型复合纤维，使其适合大规模产业化生产。我们发明了整体凸台式海岛喷丝板。本发明的喷丝板，至少由两块以上的分配板组成，上、下两块分配板之间有海组分的流道，流道中分布有导入岛组分的凸台导入孔群。凸台导孔外圆为海组分所包围。通过使用该喷丝板，首先使海岛复合纤维切实形成芯鞘型复合流体，其次使复合流体以熔融状态多根合流，最后由喷丝孔挤出制得海岛复合纤维。图3-2系本发明的海岛型复合纤维用喷丝板剖面图，图3-3系板2局部放大剖面图。图3-4为板2C向放大图。图3-2中，岛组分A流经开设在板1上的导孔5，流入安装

7、在板2上的凸台导孔6内；海组分B和岛组分A完全分离，流经板1、板2的海流道7，流入由板2凸台和板3之间构成的海流道8。利用凸台岛组分导孔6和均匀分布在凸台周围的海组分流道9形成芯鞘熔体流，在流道10处形成一条芯鞘型复合纤维流体，从各流道吐出的这类芯鞘型复合熔体流在4号板的汇合区11汇合，一并从喷丝孔12挤出而成海岛型复合单丝。图3-5是表示岛粘连的剖面简图。图3-5采用的喷丝板与图3-2不同，是沿用原有技术即管状体群排列的喷丝板纺制的海岛丝，单丝包藏37个岛，呈同心圆状排列四圈层，如图3-5所示。单丝断面的中心区有粘连。由于岛组分的纤度

8、极细，因此，即便是2岛粘连，也将使成品丝的质量大大降低，致使面料显见条纹。而本发明的整体凸台海岛复合喷丝板纺制的海岛复合纤维可在三个星期的换板周期内不存在岛和岛之间的粘连。图3-52.3.2预结晶和干燥CO