CN109576805A - 一种波纹状仿鬃刷丝及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波纹状仿鬃刷丝及其加工方法，以PTT聚酯或PBT聚酯为皮层、PET聚酯为芯层，对皮芯层聚酯纤维进行非对称冷却处理，并经包覆缠绕处理得到偏心型的皮层结构，利用皮芯结构聚酯原料热收缩率的不同，使复合纤维经拉伸、恒温加热定型处理使复合纤维发生波纹卷曲形变；由于皮芯层聚酯的热收缩率相差不大，经过拉伸、定型处理得到的刷丝卷曲度较小，再结合机械加工法，对刷丝进行加压得到波纹状刷丝成品，经过本发明方法得到的刷丝弹性好，波纹卷曲效果自然永久，波纹刷丝对油漆等涂料的接触面积增大，对涂料的吸附量增加，可有效提高使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及刷丝制备技术领域，具体涉及一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法及其加工方法。
背景技术
三维卷曲纤维又称螺旋状卷曲纤维，具有优良的蓬松性和垫弹性。天然纤维中，羊毛的自然形态就是沿长度方向呈现周期性的卷曲，这种天然卷曲是由于纤维截面的不对称性。受此启发，现有技术中利用两种不同组份的高聚物相互混合，由于各组份不同的分子结构和微观形态会产生不同的收缩量，在纤维截面上产生强烈的纵向应力，使纤维发生偏离其纵轴的扭转，形成螺旋结构的卷曲，表现出三维卷曲形态。
目前，按照三维卷曲纤维的成形原理，其生产方法主要分为两大类：具有潜在卷曲性纤维的制备(分为复合纺丝法和非对称冷却法)和后加工成形的卷曲纤维制备(分为机械加工法和化学处理法)。
在现有技术中，波纹丝的加工制备主要采用后加工成形方法——机械加工法，主要是由直丝加工成型，即是在直丝成型后再用齿滚挤压造成卷曲，其加工过程为间歇式的，但这种方法制备的波纹丝存在波纹波度不均、波纹压痕明显、波纹弯曲易恢复等问题，且容易造成刷丝整体平整度差。
发明内容
本发明提供了一种波纹状仿鬃刷丝及其加工方法，本发明刷丝的加工过程简单、容易控制，加工得到的波纹仿鬃刷丝弹性好，卷曲效果自然永久。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法，所述仿鬃刷丝是以PTT聚酯或PBT聚酯为皮层、PET聚酯为芯层构成的皮芯型复合纤维刷丝；
具体工艺步骤如下：
(1)分别将皮层聚酯切片、芯层聚酯切片原料加热干燥，加热温度在100-120℃，然后分别投入螺杆挤出机中加热至熔融状态，挤出，分别得到粗径的皮层聚酯初生纤维、芯层聚酯初生纤维；
(2)不对称冷却处理：使用高速低温气流对上述挤出的粗径初生纤维的一面进行冷却处理，风速4-7m/s，风温为15-20℃；
(3)拉伸处理：将上述冷却后的粗径皮层初生纤维、粗径芯层初生纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.0-2.5倍；
(4)二次不对称冷却处理：使用高速低温气流对步骤(3)拉伸后的纤维一面进行冷却处理，风速4-7m/s，风温为10-15℃，此次冷却处理的纤维面与步骤(2)的冷却面一致；
(5)皮层纤维软化处理：将上述二次冷却后的皮层纤维送入加热装置中进行加热软化处理，软化温度在110-130℃；
(6)包覆缠绕处理：
将步骤(4)冷却后的PBT纤维采用热风加热后，通过展平装置制成扁平状纤维，然后将上述软化后的PET纤维缠绕包覆在PBT纤维上，再置于120-130℃的热风装置内，保持15-30min；
(7)二次拉伸处理：
将上述包覆后的复合纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.0-3.0倍；
(8)恒温加热定型处理：采用波纹刷毛机方式，将上述二次拉伸后的纤维刷丝加压得到波纹曲丝，经环风冷却处理后，送入恒温定型设备中对刷丝进行加热定型，加热温度在145-165℃，加热时间在8-15min；
(9)经热定型后得到波纹状仿鬃刷丝，对刷丝进行收卷剪裁至所需长度，整理包装即可。
更进一步地，所述步骤(1)对聚酯切片进行加热干燥，控制干燥后聚酯切片的含水率小于0.01％。
更进一步地，所述步骤(6)包覆缠绕后得到的复合纤维为圆柱形皮芯结构。
本发明还提供了一种如上述加工方法制备得到的波纹状仿鬃刷丝，所述仿鬃刷丝的皮芯层比例在(3-4):9。
更进一步地，所述仿鬃刷丝的直径在0.16±0.02mm，所述仿鬃刷丝的长度在55-60mm。
本发明有益效果如下：
本发明中以PTT聚酯或PBT聚酯为皮层、PET聚酯为芯层，对皮芯层聚酯纤维进行非对称冷却处理，并经包覆缠绕处理得到偏心型的皮层结构，利用皮芯结构聚酯原料热收缩率的不同、复合纤维结构的不均匀性，使各处的收缩能力不一样，复合纤维内部的应力分布不均匀，在复合纤维经二次拉伸处理过程中发生收缩卷曲，另外刷丝经过拉伸后尽管产生了螺旋形波纹，但纤维内部结构还不能处于相对固定的状态，再经恒温加热定型处理使这种波纹卷曲形变固定下来，可永久保持；由于本发明中PTT、PBT聚酯与PET聚酯的热收缩率相差不大，经过不对称冷却、拉伸、定型处理得到的刷丝卷曲度较小，再结合机械加工法，对刷丝进行加压得到波纹状刷丝成品，经过本发明方法得到的刷丝弹性好，波纹卷曲效果自然永久，波纹刷丝对油漆等涂料的接触面积增大，对涂料的吸附量增加，可有效提高使用效果。
具体实施方式
下面结合以下具体实施方式对本发明进行进一步地说明。
实施例一
一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法，所述仿鬃刷丝是以PTT聚酯为皮层、PET聚酯为芯层构成的皮芯型复合纤维刷丝，所述仿鬃刷丝的皮芯层比例在3:9；
具体工艺步骤如下：
(1)分别将PTT聚酯切片、PET聚酯切片原料加热干燥，加热温度在110℃，控制干燥后聚酯切片的含水率小于0.01％，然后分别投入螺杆挤出机中加热至熔融状态，挤出，分别得到粗径的PTT初生纤维、PET初生纤维；
(2)不对称冷却处理：使用高速低温气流对上述挤出的粗径初生纤维的一面进行冷却处理，风速6m/s，风温为18℃；
(3)拉伸处理：将上述冷却后的粗径PTT初生纤维、粗径PET初生纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.5倍；
(4)二次不对称冷却处理：使用高速低温气流对步骤(3)拉伸后的纤维一面进行冷却处理，风速6m/s，风温为13℃，此次冷却处理的纤维面与步骤(2)的冷却面一致；
(5)皮层纤维软化处理：将上述二次冷却后的皮层纤维送入加热装置中进行加热软化处理，软化温度在120℃；
(6)包覆缠绕处理：
将步骤(4)冷却后的PET纤维采用热风加热后，通过展平装置制成扁平状纤维，然后将上述软化后的PTT纤维缠绕包覆在PET纤维上，得到圆柱形皮芯结构复合纤维，再置于125℃的热风装置内，保持20min；
(7)二次拉伸处理：
将上述包覆后的复合纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.5倍；
(8)恒温加热定型处理：采用波纹刷毛机方式，将上述二次拉伸后的纤维刷丝加压得到波纹曲丝，经环风冷却处理后，送入恒温定型设备中对刷丝进行加热定型，加热温度在155℃，加热时间在10min；
(9)经热定型后得到波纹状仿鬃刷丝，对刷丝进行收卷剪裁至所需长度，所述仿鬃刷丝的直径在0.16mm，刷丝的长度在60mm，整理包装即可。
实施例二
一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法，所述仿鬃刷丝是以PBT聚酯为皮层、PET聚酯为芯层构成的皮芯型复合纤维刷丝，所述仿鬃刷丝的皮芯层比例在4:9；
具体工艺步骤如下：
(1)分别将PBT聚酯切片、PET聚酯切片原料加热干燥，加热温度在110℃，控制干燥后聚酯切片的含水率小于0.01％，然后分别投入螺杆挤出机中加热至熔融状态，挤出，分别得到粗径的PBT初生纤维、PET初生纤维；
(2)不对称冷却处理：使用高速低温气流对上述挤出的粗径初生纤维的一面进行冷却处理，风速6m/s，风温为18℃；
(3)拉伸处理：将上述冷却后的粗径PBT初生纤维、粗径PET初生纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.5倍；
(4)二次不对称冷却处理：使用高速低温气流对步骤(3)拉伸后的纤维一面进行冷却处理，风速6m/s，风温为13℃，此次冷却处理的纤维面与步骤(2)的冷却面一致；
(5)皮层纤维软化处理：将上述二次冷却后的皮层纤维送入加热装置中进行加热软化处理，软化温度在120℃；
(6)包覆缠绕处理：
将步骤(4)冷却后的PET纤维采用热风加热后，通过展平装置制成扁平状纤维，然后将上述软化后的PBT纤维缠绕包覆在PET纤维上，得到圆柱形皮芯结构复合纤维，再置于125℃的热风装置内，保持20min；
(7)二次拉伸处理：
将上述包覆后的复合纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.5倍；
(8)恒温加热定型处理：采用波纹刷毛机方式，将上述二次拉伸后的纤维刷丝加压得到波纹曲丝，经环风冷却处理后，送入恒温定型设备中对刷丝进行加热定型，加热温度在160℃，加热时间在10min；
(9)经热定型后得到波纹状仿鬃刷丝，对刷丝进行收卷剪裁至所需长度，所述仿鬃刷丝的直径在0.18mm，刷丝的长度在60mm，整理包装即可。
Claims (5)
1.一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法，其特征在于，所述仿鬃刷丝是以PTT聚酯或PBT聚酯为皮层、PET聚酯为芯层构成的皮芯型复合纤维刷丝；
具体工艺步骤如下：
(1)分别将皮层聚酯切片、芯层聚酯切片原料加热干燥，加热温度在100-120℃，然后分别投入螺杆挤出机中加热至熔融状态，挤出，分别得到粗径的皮层聚酯初生纤维、芯层聚酯初生纤维；
(2)不对称冷却处理：使用高速低温气流对上述挤出的粗径初生纤维的一面进行冷却处理，风速4-7m/s，风温为15-20℃；
(3)拉伸处理：将上述冷却后的粗径皮层初生纤维、粗径芯层初生纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.0-2.5倍；
(4)二次不对称冷却处理：使用高速低温气流对步骤(3)拉伸后的纤维一面进行冷却处理，风速4-7m/s，风温为10-15℃，此次冷却处理的纤维面与步骤(2)的冷却面一致；
(5)皮层纤维软化处理：将上述二次冷却后的皮层纤维送入加热装置中进行加热软化处理，软化温度在110-130℃；
(6)包覆缠绕处理：
将步骤(4)冷却后的PBT纤维采用热风加热后，通过展平装置制成扁平状纤维，然后将上述软化后的PET纤维缠绕包覆在PBT纤维上，再置于120-130℃的热风装置内，保持15-30min；
(7)二次拉伸处理：
将上述包覆后的复合纤维通过牵引装置进行均匀拉伸处理，拉伸倍数为2.0-3.0倍；
(8)恒温加热定型处理：采用波纹刷毛机方式，将上述二次拉伸后的纤维刷丝加压得到波纹曲丝，经环风冷却处理后，送入恒温定型设备中对刷丝进行加热定型，加热温度在145-165℃，加热时间在8-15min；
(9)经热定型后得到波纹状仿鬃刷丝，对刷丝进行收卷剪裁至所需长度，整理包装即可。
2.根据权利要求1所述的一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法，其特征在于，所述步骤(1)对聚酯切片进行加热干燥，控制干燥后聚酯切片的含水率小于0.01％。
3.根据权利要求1所述的一种波纹状仿鬃刷丝的加工方法，其特征在于，所述步骤(6)包覆缠绕后得到的复合纤维为圆柱形皮芯结构。
4.一种如权利要求1-3任一所述的加工方法制备得到波纹状仿鬃刷丝，其特征在于，所述仿鬃刷丝的皮芯层比例在(3-4):9。
5.根据权利要求4所述的一种波纹状仿鬃刷丝，其特征在于，所述仿鬃刷丝的直径在0.16±0.02mm，所述仿鬃刷丝的长度在55-60mm。
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