CN101195934A - 一种吸湿聚酰胺6纤维及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸湿聚酰胺6纤维及其制作方法。它采用使用异型喷丝板生产十字型横截面的聚酰胺6纤维，本发明的纤维具有较好的吸湿功能，同时本发明还克服了现有技术用于生产聚酰胺6纤维的缺点，提供了一种产品合格率高的生产工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸湿聚酰胺6纤维及其制作方法。
背景技术
人类对穿着舒适性的追求是天性必然的，在能够保持聚酰胺6优良特性的基础上，进一步赋予该纤维优良的吸湿特性是目前聚酰胺6纤维制造企业都想努力追求的目标。聚酰胺6纤维作为合成纤维中的三大纤维之一，因其有优良的物理和化学特性而被广泛应用于纺织服装以及其它非织物领域。在开发吸湿纤维方面，欧、美、日地区起步比较早也较先进，并且获得了许多的专利与产品品牌，但绝大部分都集中在涤纶、丙纶方面。目前，台湾地区的化纤厂商也都有相继开发出了各具特色的具有吸湿功能的异形截面涤纶纤维，几乎全都是利用纤维异形截面来增加毛细管作用，使织物由于纤维间的毛细管道产生芯吸作用而具有干爽导湿性能，原理上芯吸作用愈大，导湿性能愈好。国内在吸湿涤纶纤维方面有部分厂家已有所涉及，有一些厂家如厦门翔鹭、仪征化纤已有小批量涤纶品牌的吸湿产品投入市场销售。
由于常规聚酰胺6产品比同类涤纶产品具有更好的吸湿性，其回潮率达4.5％，是涤纶产品的10倍，因此利用聚酰胺6开发吸湿类纺织品能获得更加优良的吸湿性能。同时由于聚酰胺6产品回弹性、耐磨性好，且手感轻柔，可被广泛应用于贴身内衣、运动服、袜子等与皮肤直接接触的纺织服装用品方面，因此具有吸湿快干功能的聚酰胺6纤维，具有其它吸湿快干类纤维不可替代的作用，市场前景相当广阔。
在聚酰胺6吸湿快干产品的开发方面，由于对异形喷丝板孔的设计和纺丝、加弹工艺的控制等方面有一定技术难度，国内厂家从未有过相关产品的研究报道。在聚酰胺6吸湿产品喷丝板的设计过程中，微孔尺寸的微小变化很容易引起在纺丝过程中喷丝头拉伸比过大或过小，从而引起纺丝过程的不稳定或丝条沟槽弱化，导致产品合格率和吸湿性能下降，因此最佳微孔尺寸的确定相当困难。同时又由于吸湿聚酰胺6纤维比表面积比较大，且聚酰胺6产品的纺丝速度通常在4000m/min以上，因而会引起纺丝过程中纤维的摩擦力大大增加，造成纤维断裂和染色不均，最终导致产品的合格率下降。
发明内容
本发明提供了一种吸湿聚酰胺6纤维及其制作方法，解决了现有技术所存在的上述问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：
一种吸湿聚酰胺6纤维，其特征在于纤维丝表面带有沟槽。这种沟槽设在聚酰胺6纤维的外表面，不同于其他的异形纤维，增大了纤维的表面积，取得了更为突出的吸湿效果，同时本发明解决以前异形聚酰胺6的生产瓶颈。通过设计喷丝板微孔的横截面为十字型，使纤维表面的沟槽更为突出，同时其设计较为方便。十字型截面的构造使纤维表面带有较深沟槽，保证纤维的吸湿性能，具体可以是喷丝板微孔横截面为十字型，微孔长比宽为5-13，且0.3mm≤长≤1.0mm，0.04mm≤宽≤0.1mm，这样可以有效地控制剪切速率和喷丝头拉伸比，保证纤维具有较高的异形度，防止熔体过分膨胀或纤维过度拉伸而丧失纤维表面的沟槽。据研究发现，经过该喷丝板生产的异形截面聚酰胺6具有更强的吸湿性和透气性、真丝般触感、回弹性好及耐磨性好等优异的服用性能，同时该产品织物与皮肤接触时不粘附皮肤，比表面积大，质轻，与普通聚酰胺6纤维相比重量轻20％，倍感轻柔舒适，因此在贴身内衣，运动装、衬衣、游泳衣、袜子等直接与肌肤接触的织物上被广泛应用。因此，本发明设计的异形喷丝板孔形状，使纤维表面带有较深沟槽，保证纤维的吸湿性能。
在对吸湿类化纤的喷丝板设计方面有多种选择，如喷丝孔形状可以是：“+”、“Y”、“H”、“W”、
“C”等，其中以“+”孔形设计相对简单，所得纤维的吸湿快感性能优良。现有技术有多个“C”形孔复合成各种不同形状的喷丝孔生产吸湿纤维，但由于用此种方法所得纤维单丝太少，通常一根纤维所含单丝只有2-8根，而且由于聚酰胺6长丝是采用高速纺丝，用此种喷丝板生产出的纤维冷却较困难，再加上摩擦力大，故在纺丝过程中很容易造成断头和毛羽。因此以“+”孔形设计相对简单，所得纤维的吸湿快感性能优良，制作相对容易。
为了进一步提高本发明产品的性能和合格率，本发明还提供一种上述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，它包括以下步骤：
(1)喷丝成型：聚酰胺6切片经料仓，进入螺杆挤压熔融，螺杆各区温度在235-270℃之间，熔体经过挤压输送至计量泵进行计量，而后通过箱体管道进入组件，进行混合、过滤，从异形喷丝板中喷出，在湿度80～95％、温度16～25℃的冷却风下的条件下冷却成型；
(2)上油：上油量为纤维重量的1.6％-1.9％；
(3)拉伸、卷绕：对上述纤维拉伸后卷绕，其中POY卷绕速度为3900-4200m/min，HOY、FDY卷绕速度为4400-4700m/min；
(4)加弹：待POY平衡后进行DTY加弹，加弹速度为500-650m/min m，热箱温度为168-178℃。
在上述加工步骤中，为了提高本发明的喷丝质量，作为优选，喷丝成型中过滤熔体所用金属无纺布为15-25u，滤砂为金属砂，目数为40-60目。
作为更优选，喷丝成型中冷却风风速为0.36-0.45m/s，风温16-21℃，风湿88-91％。
在上述加工步骤中，针对该纤维比表面积比常规圆孔纤维大40％以上，加工过程中摩擦力大的特点，增加纤维上油量，更换部分设备零部件，以降低纤维张力，使产品AA率达94.0％以上；
在加弹的过程中，采用叠盘摩擦式加弹机，其拉伸比1.190-1.220，D/R比1.65-1.95，同时通过合理控制DTY的剩余伸长，避免了毛丝产生及纤维表面沟槽由于拉伸而弱化。
为了提高纤维的一致性，减少摩擦，作为优选，加弹步骤中所采用的摩擦盘数为软质陶瓷盘或PU盘。这样可以减小纤维与导丝器件间的摩擦力，降低加工张力。
作为更优选，与纤维接触的导丝器件均采用表面做过钻石抛光处理的陶瓷导丝器，止捻器选用表面做过梨地处理的金属止捻器。
通过采用以上加工方法和步骤，本发明产品具有以下特点：
所得纤维物理性能指标良好，能很好地满足后续加工要求；用DTY产品织成织物，测试丝的吸湿性能，30秒后0.3ml水滴在布面的扩散面积≥7.5cm2，20cm×2.5cm织物15分钟的芯吸高度≥8cm；
本发明的纤维的染色均匀性≥4级，100万米中的毛羽数≤1个；
本发明的纤维高异形度″外中空″结构，使其单纤维间隙较一般圆断面纤维高，比普通聚酰胺体积重量减轻20-30％。
同时，所得的吸湿HOY、FDY、DTY纤维，在进行后续加工时，须注意织物组织结构，后整理加工方法对织物吸湿性能的影响，合理的织物组织结构和后整理方法都有利于织物吸湿性能的提高。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
吸湿聚酰胺6DTY的制备
(a)聚酰胺6POY的制备
产品规格POY 90dtex/24f，聚酰胺6切片，采用融融纺丝机，并采用十字形喷丝板，其微孔尺寸：长0.6mm，宽0.08mm，长宽比7.5∶1，其具体的生产工艺参数见表1
表1
(b)DTY的制备
对采用上述方法生产出的POY进行加弹，设备：意大利RPR加弹机，POY性质：断裂强度3.67cN/dtex，断裂伸长62％，条干0.81％。其具体参数见表2
表2
实施例2
吸湿聚酰胺6HOY、FDY制备
产品规格HOY 33dtex/12f，FDY 44dtex/12f，以聚酰胺6切片为基本原料，采用融融纺丝机，并采用十字形喷丝板，其微孔尺寸：长0.56mm，宽0.07mm，长宽比8∶1。其具体生产工艺参数见表3。
表3
Claims (9)
1.一种吸湿聚酰胺6纤维，其特征在于纤维丝表面带有沟槽。
2.根据权利要求1所述的吸湿聚酰胺6纤维，其特征在于所述的纤维横截面为十字型。
3.一种如权利要求2所述的吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，包括以下步骤：(1)喷丝成型：锦纶6切片经料仓，进入螺杆挤压熔融，螺杆各区温度在235-265℃之间，熔体经过挤压输送至计量泵进行计量，而后通过熔体管道进入组件，进行混合、过滤，从异形喷丝板中喷出，用湿度为85～95％、温度为16～21℃、风速为0.36-0.45m/s的冷却风冷却，所述的异型喷丝板微孔横截面为十字型，十字的长比宽是5-13，且0.3mm≤长(a)≤1.0mm，0.04mm≤宽(b)≤0.1mm；
(2)上油：上油量为1.6％-1.9％；
(3)拉伸、卷绕：对上述纤维拉伸后卷绕，其中POY卷绕速度为3900-4200m/min，HOY、FDY卷绕速度为4400-4700m/min；
(4)加弹：待POY平衡后进行DTY加弹，加弹速度为500-650m/min m，热箱温度为168-178℃。
4.根据权利要求3所述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，其特征在于：加弹步骤中所采用的摩擦盘为软质陶瓷盘或PU盘。
5.根据权利要求3所述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，其特征在于：喷丝成型中过滤熔体所用金属无纺布为15-25u，滤砂是目数为40-60的目金属砂。
6.根据权利要求3或4或5所述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，其特征在于：
喷丝成型中冷却风风速为0.36-0.45m/s，风温18-19℃，风湿88-90％。
7.根据权利要求3或4或5所述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，其特征在于：
加弹步骤中采用叠盘摩擦式加弹机，其拉伸比1.190-1.220，D/R比1.65-1.95。
8.根据权利要求3或4或5所述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，其特征在于：
与纤维接触的导丝器件均采用表面做过钻石抛光处理的陶瓷导丝器，止捻器选用表面做过梨地处理的金属止捻器。
9.根据权利要求3所述吸湿聚酰胺6纤维的制作方法，其特征在于：喷丝成型中过滤熔体所用金属无纺布为15-25u，滤砂为金属砂，目数为40-60目；喷丝成型中冷却风风速为0.36-0.45m/s，风温18-23℃，风湿88-91％；加弹步骤中采用叠盘摩擦式加弹机，其拉伸比1.190-1.220，D/R比1.65-1.95；加弹步骤中所采用的摩擦盘为软质陶瓷盘或PU盘；与纤维接触的导丝器件均采用表面做过钻石抛光处理的陶瓷导丝器，止捻器选用表面做过梨地处理的金属止捻器。
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