[发明专利]一种彩色花式涤纶丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种彩色花式涤纶丝及其制备方法，特别是涉及一种通过横动气缸变化生产的彩色花式涤纶丝及其制备方法。本发明所述的涤纶丝的丝条上具有一种颜色或多种不同颜色的彩色点斑。本发明的一种彩色花式涤纶丝的制备方法，涤纶预取向丝POY原丝自原丝架通过导丝管引出，在一罗拉和二罗拉之间经一热箱加热拉伸和假捻变形后进入二热箱，经二热箱热定型后，卷绕成型，在所述假捻变形的加工走丝过程中，在涤纶预取向丝POY原丝进入拉伸假捻变形区之前对丝条进行间歇性上色；所述的间歇性上色为间歇性注射上色，所述的间歇性注射上色是指间隔0.01～0.05秒将染料注射到涤纶丝上上色0.001‑0.02秒，织物无需染色处理。

一种彩色花式涤纶丝及其制备方法 技术领域[0001]本发明涉及一种彩色花式涤纶丝及其制备方法，特别是涉及一种通过横动气缸变化生产的彩色花式涤纶丝及其制备方法。背景技术[0002]涤纶是日常生活中用的非常多的一种化纤服装面料原料。其织物最大的优点是抗皱性和保形性很好，适合做外套服装。但涤纶织物染色上染性差，其织物染整等后处理，费用高，环境污染大，随着社会的发展，人们的环保意识的加强，迫切需要环保式生产方式。本发明彩色花式涤纶丝无需染整处理就具有色泽牢度高的彩色点，成品织物具有美丽的彩纹。同时可以根据面料的需要采用不同的差别化、功能性原料，使彩电丝具有多种功能性。化纤生产和自动化控制技术的提高以及人们生活水平的日益提高，为彩点丝的生产提供了技术保障和市场需求。市场迫切需要这种无需染整处理就具有色织效果的纺织原料。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种彩色花式涤纶丝及其制备方法，特别是涉及一种通过横动气缸变化生产的彩色花式涤纶丝及其制备方法。本发明的彩点丝无需染整处理就具有色泽牢度高的彩色点，成品织物具有美丽的彩纹。同时可以根据面料的需要采用不同的差别化、功能性原料，使彩电丝具有多种功能性。化纤生产和自动化控制技术的提高以及人们生活水平的日益提高，为彩点丝的生产提供了技术保障和市场需求。市场迫切需要这种无需染整处理就具有色织效果的纺织原料。[0004]本发明的一种彩色花式涤纶丝，所述的涤纶丝的丝条上具有一种颜色或多种不同颜色的彩色点斑。[0005]作为优选的技术方案：在带有横动气缸-注射式上色器的假捻变形机上，在涤纶预取向丝POY原料进入拉伸假捻变形区之前，经过横动气缸-注射式上色器导丝器处时，对丝条进行程序控制间歇性不同时间不同颜色上色，成品丝条具有不同长度，多种颜色组成的彩纹。[0006]如上所述的一种彩色花式涤纶丝，所述的一种颜色或多种不同颜色为1～3种颜色。[0007]如上所述的一种彩色花式涤纶丝，所述的彩色点斑沿纤维长度方向的长度相同，所述的彩色点斑的间距为等距；所述的彩色点斑沿纤维长度方向的长度为5～100mm，相邻彩色点斑之间的距离为30～300mm。[0008]如上所述的一种彩色花式涤纶丝，所述的彩色花式涤纶丝是单股纱或2～4种单股纱的合股复合纱；所述的单股纱是不加网络的涤纶丝、带网络的涤纶丝、带网络的单股纱或不同功能性差别纤维通过网络喷嘴的气流吹动，单纤之间相互交络缠绕实现网络复合混纤念；所述的涤纶丝是常规涤纶丝或差别化功能性涤纶丝；所述的差别化功能性涤纶丝是指在常规涤纶丝基础上通过在聚合过程中加入改性剂，随高聚物生产的原料的搅拌在浆料CN 102277671A说明书CN 102277674A 2/7页5中均匀分布，在聚酯生产的酯化、缩聚过程均匀分不到高聚物大分子中或是出于大分子结构的空隙，实现共聚、混聚或是纺丝过程通过改性母粒注射添加或是使用改性粉体熔体在线添加实现熔融共混、或在纤维成品或织物表面使用改性剂溶液进行表面涂层或采用具有吸湿排汗的十字异形、锯齿形、五叶形、齿轮型或中空结构、凹槽等异形截面结构制得。[0009]本发明还提供了一种彩色花式涤纶丝的制备方法，涤纶预取向丝POY原丝自原丝架通过导丝管引出，进入一罗拉，在一罗拉和二罗拉之间经一热箱加热同时被拉伸和假捻变形后进入二热箱，经二热箱热定型后，卷绕成型，在所述假捻变形的加工走丝过程中，涤纶预取向丝POY原丝在进入拉伸假捻变形区之前对丝条进行间歇性上色；所述的间歇性上色是指间隔0.01～0.05秒上色0.001-0.02秒；所述的间歇性上色为间歇性注射上色，所述的间歇性注射上色是指间隔0.01～0.05秒将染料注射到涤纶丝上上色0.001-0.02秒。[0010]如上所述的一种彩色花式涤纶丝的制备方法，所述的间歇性注射上色是指通过可编程控制器控制完成对丝条的上色；电磁阀的气流通道与横动气缸-注射式上色器的气缸串联式相接，可编程控制器电源输出端接入电磁阀的电源输入端；横动气缸-注射式上色器柱塞外端与气缸横动部件以硬连接方式连为一体，横动气缸-注射式上色器的容器管前端具有染料接口，与染料添加管相连接，染料接口处具有心脏瓣膜式控制阀。电磁阀设置为常闭状态，当可编程控制器控制电磁阀动作时，电磁阀与横动气缸连通的压缩空气通道打开，压缩空气推动气缸活塞向外运动，带动横动气缸-注射式上色器柱塞向上色器染料端运动，心脏瓣膜式控制阀关闭，挤压染料完成注射式上色；当电磁阀关闭时，电磁阀与横动气缸连通的压缩空气通道关闭，气缸活塞复位，带动动横动气缸-注射式上色器柱塞向反方向运动，因上色器内染料压力减小，心脏瓣膜式控制阀受染料添加管内的压力作用打开，完成注射器内的染料补充；[0011]所述的上色器由带有电磁阀的横动气缸、柱塞、容器管、注射针头、染料添加管、添加管接口和导丝器组成的装置，柱塞与横动气缸的横动部件连为一体，其往复运动挤压染料通过注射针头对经过固定在注射针头端处导丝器的丝条进行上色。[0012]如上所述的一种彩色花式涤纶丝的制备方法，所述走丝的速度为300-600m/min；所述的一热箱温度190-245℃，所述的二热箱温度160-230℃。[0013]如上所述的一种彩色花式涤纶丝的制备方法，所述的涤纶预取向丝POY原丝规格为20D-1000D，孔数适于36F-1536F。[0014]本发明又提供了一种彩色花式涤纶丝的制造装置，假捻变形机一罗拉下面在丝条进入一罗拉之前的空间具有1-3组横动气缸-注射式上色器，一罗拉后面分别是一热箱、二热箱、假捻器和二热箱，按照丝条走向依次排布；可编程控制器连接于横动气缸-注射式上色器的电磁阀，电磁阀的关闭控制着通过横动气缸气流的通断，控制着横动气缸-注射上色器柱塞的往复运动；所述的横动气缸-注射式上色器，上色器由带有电磁阀的横动气缸、柱塞、容器管、注射针头、染料添加管、添加管接口和导丝器组成的装置，柱塞与横动气缸的横动部件连为一体，其往复运动挤压染料通过注射针头对经过固定在注射针头端处导丝器的丝条进行上色，其电磁阀与可编程控制器通过电源线相连接，并受可编程控制器的程序控制；[0015]1)在假捻变形机上，竖直导丝管处，设置安装横动气缸-注射式上色器，可编程控制器PLC(9)控制的电磁阀的气流通道与横动气缸的气路串联相通，电磁阀的关闭控制气CN 102277671A说明书CN 102277674A 3/7页6缸气流的通断带动横动气缸-注射式上色器柱塞，注射式上色器前端具有细小导丝器，注射式上色器连有染料添加管，染料添加管和横动注射式上色器连接处具有心脏瓣膜式控制阀颜料添加管另一端连接染料储存罐；以上所述使用的燃料为常温常压易染，染色牢度高的分散染料；电磁阀的设定按照常闭设置；[0016]2)每一锭位的相应位置的横动气缸-注射式上色器的电磁阀以并列式受同一个可编程控制器PLC的控制，各个可编程控制器PLC的控制，以并列式接入同一电源；[0017]3)丝条并股从导丝管出来，经各横动注射式上色器前端细小导丝器喂入一罗拉后，进入热箱；[0018]4)按设定的时间间隔，可编程控制器PLC控制横动气缸-横动注射式上色器柱塞做横向往复运动，对丝条做间断性上色；所述设定的时间间隔为0.01～0.05秒。[0019]如上所述的一种彩色花式涤纶丝的制造装置，所述的横动气缸-注射式上色器安装在机架后与机台一罗拉总体方向相垂直的安装，上色器前端的导丝器前后位置与丝条位置一致，同锭位的多个横动气缸-横动注射式上色器，上相之间的距离可根据彩色点的间距要求进行安装，中心的前后距离以机台丝条位置为准，偏差不能超过5mm。[0020]所述的涤纶丝假捻变形加工区之前的走丝过程，是在涤纶预取向丝POY被假捻变形加工之前。利用原料预取向丝POY的低取向和低结晶度，非晶区成分高，便于染料分子向纤维内部的渗入，易于上色，上到丝条上的染料经假捻变形一热箱和热定型二热箱两次热定型，增强了染料的着色牢度。[0021]有益效果[0022]本发明的彩点丝无需染整处理就具有色泽牢度高的彩色点，成品织物具有美丽的彩纹，织物美观并具有重要的环保意义，复合国家产业政策的规划，同时可以根据面料的需要采用不同的差别化、功能性原料，使彩色花式涤纶丝具有多种功能性。具有市场迫切需要这种无需染整处理就具有色织效果的功能性、差别化纺织原料。本发明的生产方法和装置结合了涤纶化纤的性能、生产原理和自动化控制技术，具有很好的利润空间和盈利能力，经济和社会效益显著，市场前景看好。附图说明[0023]图1是本发明一种彩色花式涤纶丝的制备方法的工艺流程示意图[0024]图2是现有技术的工艺流程图[0025]图3是连接框图[0026]其中1是水平导丝管2是横动气缸3是横动气缸-注射式上色器柱塞[0027]4是上色器导丝器5是染料储存器6是染料导管[0028]7是心脏瓣膜式控制阀8是电磁阀9是可编程控制器[0029]10是一罗拉11是一热箱12是总电源[0030]13是导丝管连接套14竖直导丝管具体实施方式[0031]下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术CN 102277671A说明书CN 102277674A4/7页7人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。[0032]一种彩色花式涤纶丝，其丝条上具有一种颜色或多种不同颜色的彩色点斑。[0033]其中，所述的一种颜色或多种不同颜色为1～3种颜色。[0034]所述的彩色点斑沿纤维长度方向的长度相同，所述的彩色点斑的间距为等距；所述的彩色点斑沿纤维长度方向的长度为5～100mm，相邻彩色点斑之间的距离为30～300mm。[0035]所述的彩色花式涤纶丝是单股纱或2～4种单股纱的合股复合纱；所述的单股纱是不加网络的涤纶丝、带网络的涤纶丝、带网络的单股纱或具有阻燃、抗静电、抗紫外、远红外、抗菌防臭、负离子保健等不同功能性差别纤维网络复合混纤；所述的涤纶丝是常规涤纶丝或差别化功能性涤纶丝；所述的差别化功能性涤纶丝是指在常规涤纶丝基础上通过改性剂聚合过程的功能性改性粉体的第三单体添加共聚、混聚或是在纺丝过程通过改性母粒或粉体的在线添加熔融共混、改性剂溶液在成品涂层或采用具有十字异形、中空异形、凹槽形等异形喷丝孔的喷丝板纺丝制得。[0036]一种彩色花式涤纶丝的制造装置，假捻变形机一罗拉下面在丝条进入一罗拉之前的空间具有1-3组横动气缸-注射式上色器，一罗拉后面分别是一热箱、二热箱、假捻器和二热箱，按照丝条走向依次排布；可编程控制器连接于横动气缸-注射式上色器的电磁阀，电磁阀的关闭控制着通过横动气缸气流的通断，控制着横动气缸-注射上色器柱塞的往复运动；所述的横动气缸-注射式上色器，由带有电磁阀的横动气缸、柱塞、容器管、注射针头和导丝器组成，柱塞置于容器管内，可往复运动，挤压染料通过注射针头对经过固定在注射针头端处导丝器的丝条进行上色的装置，其电磁阀与可编程控制器通过电源线相连接，并受可编程控制器的程序控制；[0037]1)在假捻变形机上，竖直导丝管处，设置安装横动气缸-注射式上色器，可编程控制器PLC(9)控制的电磁阀(8)的气流通道与横动气缸(2)的气路串联相通，电磁阀的关闭控制气缸气流的通断带动横动气缸-注射式上色器柱塞(3)，注射式上色器前端具有细小导丝器(4)，注射式上色器连有染料添加管(6)，染料添加管和横动注射式上色器连接处具有心脏瓣膜式控制阀(7)颜料添加管另一端连接染料储存罐(5)；以上所述使用的燃料为常温常压易染，染色牢度高的分散染料；电磁阀的设定按照常闭设置；[0038]2)每一锭位的相应位置的横动气缸-注射式上色器的电磁阀以并列式受同一个可编程控制器PLC的控制，各个可编程控制器PLC的控制，以并列式接入同一电源(12)；[0039]3)丝条并股从导丝管(1)出来，经各横动注射式上色器前端细小导丝器(4)喂入一罗拉(10)后，进入热箱(11)；[0040]4)按设定的时间间隔，可编程控制器PLC控制横动气缸-横动注射式上色器柱塞(2)做横向往复运动，对丝条做间断性上色；所述设定的时间间隔为0.01～0.05秒。[0041]所述的横动气缸-注射式上色器安装在机架后与机台一罗拉总体方向相垂直的安装，上色器前端的导丝器前后位置与丝条位置一致，同锭位的多个横动气缸-横动注射式上色器，上相之间的距离可根据彩色点的间距要求进行安装，中心的前后距离以机台丝条位置为准，偏差不能超过5mm。[0042]图1是现有技术的工艺流程图，原丝POY通过水平导丝管(1)、导丝管连接套(13)CN 102277671A说明书CN 102277674A5/7页8以及竖直导丝管(14)喂入一罗拉(10)，经过一热箱(11)加热拉伸后冷却，经假捻变形加工后，进行二热箱热定型，然后卷绕成卷[0043]实施例1[0044]横动气缸变化制备的彩色花式涤纶丝的制造，如图2和3所示：[0045]常规150D/36F原丝POY从水平导丝管出口1出来，经注射式上色器导丝器4处上色，然后喂入一罗拉10，经过一热箱11一次热定型后冷却，经假捻变形加工后，进入二热箱二次热定型，其余丝路同现有技术产品。横动气缸-横动注射式上色器柱塞2的气压管路与电磁阀8的气压管路连接，电磁阀的气压通路由可编程控制器(PLC)9程序控制按预定设置时间间隔通断，横动气缸内气压的通断，以一定动程带动横动注射式上色器管内柱塞3往复运动，对横动注射式上色器导丝器4处的丝条按程序控制间断上色。调配好的分散红染料置于燃料储存罐5，以放射式通过染料管路6和心脏瓣膜式控制阀7的控制，完成对每锭位的横动注射式上色器的染料补充。可编程控制器的输出电源为电磁阀的输入电源，串联接入总电源12。车速：600m/min，上色时间为0.01秒，0.01秒，0.01秒，0.01秒，停止时间均为0.01秒。一热箱定型温度200℃，二热箱定型温度180℃。制得色点长度10cm，色点间距也为10cm，等长等距的一色常规150D/36F彩色花式涤纶丝。[0046]实施例2[0047]原料纱为150D/144F“Z”字异型截面有光远红外预取向丝POY与75D/144F凹槽型异型有光抗紫外POY混纤复合；复合比：1∶1。[0048]150D/144F“Z”字异型截面有光远红外POY的制造：在POY纺丝设备用大有光涤纶聚酯切片，采用“Z”字异型喷丝板纺丝，利用母粒注射机添加远红外功能性聚酯母粒，母粒添加量6％，纺丝温度283℃熔融混合纺丝制得“Z”字异型截面有光远红外POY丝速2800m/min，POY伸长率136％。[0049]75D/144F凹槽型异型有光抗紫外POY的制造：利用有光聚酯切片在POY设备上纺丝过程中，采用凹槽型喷丝板，用注射机添加抗紫外母粒熔融混合纺丝，制得75D/144F凹槽型异型有光抗紫外POY，纺丝温度278℃；纺速2750m/min抗紫外母粒注射量为9％。[0050]横动气缸变化制备的多功能涤纶花式复合纱的制造：如图2和图3所示：“Z”字异型截面有光远红外POY与凹槽型异型有光抗紫外POY分别从同个不同的水平导丝管1出来合股一起分别经过各横动注射式上丝器4喂入一罗拉10，然后进入一热箱11，在被加工的同时对丝条的染色部分进行一次热定型，经冷却后进入二热箱，被二次热定型，其余丝路同现有技术产品。横动气缸-横动注射式上色器的气缸2的气压管路与电磁阀8的气压管路连接，电磁阀的气压通路由可编程控制器(PLC)9程序控制按预定设置时间间隔通断，横动气缸内气压的通断，以一定动程带动横动注射式上色器管内柱塞3往复运动，对横动注射式上色器导丝器4处的丝条按程序控制间断上色。调配好的分散蓝染料置于燃料储存罐(5)1，调配好的分散蓝染料置于染料储存罐(5)2，分别以放射式通过染料管路6和心脏瓣膜式控制阀7的控制，完成对每锭位的横动注射式上色器1和2的染料补充。两上色系统安装间距10cm，可编程控制器的输出电源为电磁阀的输入电源，串联相接，两可编程控制器以并联方式接入同一电源12，设定程序和时间一致。车速：300m/min，上色时间为0.001秒，0.02秒，0.040秒，停止时间均为0.03秒。一热箱定型温度245℃，二热箱定型温度230℃。制得色点长度分别为5mm、100mm、20mm，色点间距也为10cm、15cm等不等距的两色具有远红CN 102277671A说明书CN 102277674A 6/7页9外、抗紫外以及吸湿排汗等多功能复合150D/288F。[0051]实施例3[0052]横动气缸变化制备的彩色花式涤纶丝的制造：如图2和图3所示：[0053]四常规250D/384F原丝POY两两合股后分别从水平导丝管出口1出来，合股一起分别经过横动注射式上丝器4上色后，喂入一罗拉10，然后进入一热箱11，在被加工的同时对丝条的染色部分进行一次热定型，经冷却后进入二热箱，被二次热定型，其余丝路同现有技术产品。横动气缸-横动注射式上色器的横动气缸2的气压管路与电磁阀8的气压管路连接，电磁阀的气压通路由可编程控制器(PLC)9程序控制按预定设置时间间隔通断，横动气缸内气压的通断，以一定动程带动横动注射式上色器管内柱塞3往复运动，对横动注射式上色器导丝器4处的丝条按程序控制间断上色。调配好的分散红染料置于燃料储存罐(5)1，调配好的分散蓝染料置于燃料储存罐(5)2，调配好的分散绿染料置于燃料储存罐(5)3，分别以放射式通过染料管路(6)和心脏瓣膜式控制阀7的控制，完成对每锭位的横动注射式上色器1和2的染料补充。三上色系统安装间距20cm，可编程控制器的输出电源为电磁阀的输入电源，串联相接，三编程控制器以并联方式接入同一电源12，设定程序和时间一致。车速：500m/min，上色时间为0.01秒，0.02秒，0.025秒，停止时间均为0.05秒。一热箱定型温度190℃，二热箱定型温度160℃。制得色点长度分别为80mm、160mm、200mm，色点间距也为10cm、20cm等不同点不等距的三色常规1000D/1536F彩色花式涤纶丝。[0054]实施例4[0055]原料纱为“H”异型异型截面半光阻燃POY与“L”异型截面半光抗紫外POY混纤复合。复合比：2.5∶1。[0056]250D/96F“H”异型截面半光MOY的制造：在POY纺丝设备用“H”异型喷丝板，采用阻燃涤纶聚酯切片直接纺丝制得。丝速2900m/min POY伸长率126％。[0057]100D/96F“L”异型截面抗紫外POY的制造：利用抗紫外聚酯切片在POY设备上，采用“锯齿”喷丝板纺直接纺丝制得。纺丝温度280℃；纺速3160m/min抗紫外母粒。[0058]横动气缸变化制备的多功能涤纶花式复合纱的制造：如图2和图3所示：[0059]“H”异型异型截面半光阻燃MOY与“L”异型截面半光抗紫外POY合股从水平导丝管1出来，经注射式上色器导丝器4处上色，然后喂入一罗拉10，经过一热箱11一次热定型后冷却，经假捻变形加工后，进入二热箱二次热定型，其余丝路同现有技术产品。横动气缸-横动注射式上色器的横动气缸2的气压管路与电磁阀8的气压管路连接，电磁阀的气压通路由可编程控制器(PLC)9程序控制按预定设置时间间隔通断，以一定动程带动横动注射式上色器管内柱塞3往复运动，对横动注射式上色器导丝器4处的丝条按程序控制间断上色。调配好的分散红染料置于燃料储存罐5，以放射式通过染料管路6和心脏瓣膜式控制阀7的控制，完成对每锭位的横动注射式上色器的染料补充。可编程控制器的输出电源为电磁阀的输入电源，串联接入总电源12。车速：360m/min，上色时间为0.01 秒，0.01秒，0.01秒，0.01秒，停止时间均为0.05秒。一热箱定型温度200℃，二热箱定型温度180℃。制得色点长度10cm，色点间距也为30cm，色点为3个/米，具有阻燃性能、抗紫外和吸湿排汗功能的等长等距的一色常规350D/192F彩色花式涤纶丝。[0060]实施例5[0061]原料纱为十字异型异型截面有光阻燃MOY与五叶异型有光抗紫外POY混纤复合。CN 102277671A说明书CN 102277674A 7/7页10复合比：3∶1。[0062]300D/288F十字异型异型截面半光阻燃MOY的制造：在POY纺丝设备用十字异型喷丝板纺丝后用阻然剂表面涂层制得有光阻燃MOY；丝速2280m/min MOY伸长率218％。阻燃剂调配浓度1000PPM。[0063]300D/288F五叶异型有光抗紫外POY的制造：利用有光聚酯切片在POY纺丝设备上纺丝后用抗紫外线剂表面涂层制得有光抗紫外FDY纺丝温度286℃；丝速3200m/min抗紫外剂调配浓度1200PPM。[0064]横动气缸变化制备的彩色花式涤纶丝的制造：如图2和图3所示：[0065]十字异型异型截面有光阻燃POY与五叶异型有光抗紫外POY合股一起从水平导丝管1出来，经注射式上色器导丝器4处上色，然后喂入一罗拉10，经过一热箱11一次热定型后冷却，经假捻变形加工后，进入二热箱二次热定型，其余丝路同现有技术产品。横动气缸-横动注射式上色器的横动气缸2的气压管路与电磁阀8的气压管路连接，电磁阀的气压通路由可编程控制器(PLC)9程序控制按预定设置时间间隔通断，以一定动程带动横动注射式上色器管内柱塞3往复运动，对横动注射式上色器导丝器4处的丝条按程序控制间断上色。调配好的分散黄染料置于燃料储存罐5，以放射式通过染料管路6和心脏瓣膜式控制阀7的控制，完成对每锭位的横动注射式上色器的染料补充。可编程控制器的输出电源为电磁阀的输入电源，串联接入总电源12。车速：300m/min，上色时间为0.003秒，0.003秒，0.003秒，0.003秒，停止时间均为0.003秒。一热箱定型温度210℃，二热箱定型温度190℃。制得色点长度1.5cm，色点间距也为1.5cm，等长等距的一色常规600D/576F彩色花式涤纶丝。