细旦丙纶是近年来刚刚兴起的一种新型保暖材料,它具有“轻、薄、暖“的特点。目前,国际上还没有确切划分细旦纤维和超细旦纤维,各国家对此的定义不尽相同。其中美国聚酯纤维会议曾做出下列划分:单丝纤度1.0~2.4d为细旦纤维;单丝纤度0.3~1.0d为超细旦纤维;单丝纤度<0.3d为级超细旦纤维。
传统的熔喷纺丝工艺是:空气压缩机提供一定压力的气体,通过气体加热器把气体加热,螺杆挤出机把熔融的聚合物挤压到喷头上,在260℃的热空气流作用下,气体以300m/s的速率使纤维加速,同时纤维自然冷却,形成超细纤维,其直径为5~10μm。这种常规的纺丝技术和熔喷技术生产无法实现纤维的微细化,而只有纤维细度达到微细化以后,纤维的物理性能、表面特性才会发生质的变化,可大幅度提高纤维的应用性能,如保暖、吸附、过滤等,通过对新型无规气流纺丝工艺的研究,实现纤维细度微细化。
采用新型喷头结构,主要特点是聚合物与空气的结合点以后,具有一个喇叭口,使空气在汇合点经压缩后,在喇叭口处达到音速级的速率,并形成两股速率不同的气流,产生极强的剪切力,使纤维得到有效牵伸;同时在出口处会形成气流冲击波,使纤维切断,制止了由于聚合物本身的黏弹性产生的料点。因此可以使纤维细度达到1μm以下,达到超微细,同时提高了纤维的均匀度。
为使微细丙纶熔喷棉的性能更好,结合新型的喷头结构和无视气流熔喷工艺,从而使纤维的细度更小,铺网更蓬松,可采用如下办法:①提高热空气气流速率和纤维的牵伸倍数;②降低收集器的1号、2号进风口的吸风量,提高材料的蓬松度;③原材料熔融指数更高,提高纤维的可纺性和均匀度。
自动纺丝收集器是纺丝成网的核心设备,该设备可使纤维熔喷成网后实现锲形立体网状结构,从而实现材料的最佳保暖性能。
该设备具有以下特点:①既要与前纺设备配套,又要与卷绕设备协调;②两个收集网筒具有不同的吸风量;③设备可以升降,以便根据纺丝速率和产品要求进行控制;④双网的压力可调,便于调节成品的蓬松度。
通过调节收集器的工艺参数,可以生产出不同厚度、不同蓬松度,具有锲形立体网状结构的保暖材料。