CN103981580A

CN103981580A - 一种聚酰胺6 poy/fdy复合纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN103981580A
Application number: CN201410221064.4A
Authority: CN
Inventors: 管新海; 王丽萍; 左保齐; 陈明学; 费万春
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: CN103981580B

Abstract

本发明涉及一种聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法。将聚酰胺6干切片输入螺杆加热熔融过滤后进入纺丝箱体，纺丝熔体由两个计量泵、纺丝组件和两块喷丝板微孔中挤出，经骤冷环吹风冷却固化形成两束丝，其中的一束丝经喷嘴上油、预网络、二次喷嘴上油、第一牵伸辊组和第二牵伸热辊组之间拉伸热定型，得到聚酰胺6FDY；另一束丝经喷嘴上油、第一导丝盘及第二导丝盘，得到聚酰胺6POY；同时输入中网络器和第三导丝盘，经喷嘴进行复合、超高速卷绕成型，制得聚酰胺6POY/FDY复合纤维。本发明采用气动的纺丝骤冷技术,提高了纺丝速度，具有生产速度快，产量高，成本低，节能减排，产品质量好的特点。

Description

一种聚酰胺6 POY/FDY复合纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法，属于纺织材料领域。

背景技术

聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其产品主要是由两种不同规格、不同形态及性能的聚酰胺6POY和FDY纤维组合而成，目前，国内外市场上通常采用纺丝拉伸和后加工的二步法工艺技术路线制备获得，即通过高速纺丝POY与纺丝拉伸一步法加工工序分别制得预取向丝（POY）、全拉伸丝（FDY），再将POY与FDY进行组合网络后加工制得复合纤维，这种制备方法存在工艺流程长、加工工序复杂、加工速度低、生产成本高、效率低等的诸多缺点，近年来，已有一步法生产聚酰胺网络丝的相关报道，但其制成的产品均匀性较差和染色不均匀，产品质量不好且不稳定。

上述生产工艺流程存在如下不足：1、加工工艺流程长、且加工工艺复杂；2、生产速度低，一般在2500～3500m/min，导致产量低下，效率低，生产成本居高不下；3、传统方法制得的产品网络均匀性效果较差、染色不均匀，所加工制得的产品外观较差，无法生产高档织物和面料；4、传统方法制得的复合纤维弹性差、易缩水、抗皱保形性和导水性差，且由于是两步法导致产品批次之间质量不稳定。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对现有聚酰胺6POY/FDY二步法或者一步法复合纤维在制备技术上存在的生产成本高、效率低，产品质量不稳定的不足，采用超高速纺丝技术，提供一种聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是提供一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，将聚酰胺6干燥切片采用螺杆熔融挤压工艺加热熔融过滤后进入纺丝箱体进行纺丝；纺丝工艺采用双计量泵，分别对应两套纺丝组件和两块喷丝板；熔体分别从两块喷丝板微孔中挤出，经骤冷吹风冷却固化形成两束丝，其中一束丝经喷嘴上油、预网络、二次喷嘴上油、压丝棒、导丝器、第一牵伸辊组和第二牵伸热辊组之间进行拉伸热定型后，得到聚酰胺6 FDY全拉伸丝；另一束丝经喷嘴上油、第一导丝盘及第二导丝盘，得到聚酰胺6 POY预取向丝；将FDY与POY同时输入中网络器和第三导丝盘，经交络喷嘴进行复合交络、超高速卷绕成型，得到聚酰胺6POY/FDY复合纤维。

所述的螺杆熔融挤压工艺，采用螺杆6区分段熔融挤压，6级螺杆的温度依次为251±2℃,263±2℃,266±2℃, 268±2℃，270±2℃和270±2℃；由螺杆加热熔融的熔体输入纺丝箱体进行纺丝的温度为265±2℃，螺杆挤压头压力为155bar。

骤冷吹风冷却固化的工艺条件为：骤冷装置高度350mm～550mm，骤冷吹风风速0.40m/s～0.70m/s，骤冷吹风风温17℃±2℃，骤冷吹风湿度90%±5%。

聚酰胺6 FDY全拉伸丝的工艺条件：预网络器压力为1.0±0.05 bar，第一牵伸辊组速度为4200m/min～5200m/min，第二牵伸热辊组速度为5100m/min～6200m/min，拉伸热定型温度为140℃～160℃。聚酰胺6POY预取向丝的工艺条件：第一导丝盘的速度为4800m/min～5900m/min，第二导丝盘的速度为4900m/min～6000m/min。

复合交络工艺，第三导丝盘的速度为4900m/min～6000m/min，交络喷嘴的压力为3.5bar～4.5bar，超高速卷绕成型的速度为5000m/min～6000m/min。

本发明技术方案还包括一种按上述制备方法得到的聚酰胺6POY/FDY复合纤维。它的规格为110dtex～167dtex/48f～144f。它的断裂强度为2.5cN/dtex～4.0cN/dtex,断裂伸长率为30％～55％，网络度为20～30个/米。

本发明采用超高速纺丝交络一步法制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的技术，其原理是：通过在每个纺丝喷丝板下方加装骤冷吹风环形装置，骤冷空气沿环形装置径向吹送，并利用丝束的轴向运动线速度，将通过沿环形装置径向吹入的骤冷空气沿着丝束轴向方向吹送，降低丝束与侧吹风之间的空气摩擦阻力，达到迅速加快丝束轴向的纺速和冷却速率，在纺丝速度提高到一定范围内使丝的张应力保持恒定而不会引起丝的更高取向，从而获得一种纺丝速度为5000m/min～6000m/min的超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法。本发明超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法与目前国内现有传统的聚酰胺6POY/FDY复合纤维制备技术相比具备生产加工速度高、生产成本低、产品质量好以及性价比优势明显的特点。

与现有二步法或者一步法技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用超高速一步法制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维技术及方法，使用同一套纺丝熔融装置，将聚酰胺6干燥切片熔融，熔体通过相同的熔体分配管后，分别通过两套计量泵注入两套纺丝组件，纺丝组件根据所纺品种规格分别设计，再经由相同的纺丝骤冷吹风冷却成型，至拉伸交络复合、超高速卷绕成型。本发明的生产流程决定熔体均匀性好，生产流程短，质量稳定。

2、本发明采用超高速聚酰胺6 POY/FDY复合纤维制备方法，其特征在于通过在纺丝喷丝板的下方加装骤冷吹风冷却环形装置、第一导丝盘、第二导丝盘及第三导丝盘、中网络器以及交络喷嘴装置的丝路，可使纺丝速度提高到5000m/min～6000m/min；本发明产品的交络度均匀性和稳定性好以及染色均匀性效果更好。

3、本发明的制备方法具有生产流程短、加工速度快、产量高，产能大、用工少，能耗低，综合生产成本低、附加值高，并且符合当前节能减排的工业化生产的潮流，是传统工艺无法超越的。

4、采用本发明技术方案，可有效降低生产成本，投资成本减少明显。其核算依据表现在：（1）综合成本约降低元700元/t左右，主要包括采用一步法纺丝，工序减少，可节约人工成本约200元/t，生产流程简化，虽增加骤冷装置，但水电气耗量仍然降低较多，约320元/t,采用一步法生产，各个环节的消耗下降，降低成本约80元/t，其他费用如维修、定保等费用下降约100元/t；（2）初始设备及厂房投入估计可减少近500万元，具体包括取消二步法装置和大型复络装置少投资500万元，厂房及用地投入可减少100万(按5万吨/年规模)，增加纺丝冷却装置及卷绕复合交络装置100万元。因此，本发明的经济效益及节能减排的社会效益是非常可观的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维的工艺流程图。

具体实施方式

本发明在于提供一种超高速制备聚酰胺6 POY/FDY复合纤维，下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本实施例提供一种110dtex/96f（其中：43dtex/48f全拉伸丝、67dtex/48f预取向丝）超高速制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其工艺流程参见附图1。生产工艺如下：

将达到纺丝工艺要求的聚酰胺6干切片输入螺杆加热熔融过滤后进入纺丝箱体，纺丝熔体由两个计量泵、纺丝组件和两块喷丝板微孔中挤出，经骤冷吹风冷却固化形成两束丝，其中一束丝经喷嘴上油、预网络、二次喷嘴上油、压丝棒、导丝器、第一牵伸辊组和第二牵伸热辊组之间进行拉伸、热定型，获得聚酰胺6全拉伸丝（FDY）；另一束丝经喷嘴上油、第一导丝盘及第二导丝盘，得到聚酰胺6预取向丝（POY）；将FDY与POY同时输入中网络器和第三导丝盘，并经喷嘴进行复合、超高速卷绕成型，制得超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维。有关110dtex/96f超高速聚酰胺6 POY/FDY复合纤维工艺参数见表1，有关性能见表2。

表1 110dtex/96f超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维工艺参数

表2 110dtex/96f超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维性能

序号	项目	单位	POY/FDY复合纤维
				1	纤度规格	dtex/f	110/96
2	线密度	dtex	110
				3	断裂强度	cN/dex	3.25
4	断裂伸长率	%	32.9
				5	网络度	个/米	20

实施例2

本实施例提供一种136dtex/108f（其中：43dtex/36f全拉伸丝、93dtex/72f预取向丝）超高速制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其工艺流程参见附图1。生产工艺如下：

将达到纺丝工艺要求的聚酰胺6干切片输入螺杆加热熔融过滤后进入纺丝箱体，纺丝熔体由两个计量泵、纺丝组件和两块喷丝板微孔中挤出，经骤冷吹风冷却固化形成两束丝，其中一束丝经喷嘴上油、预网络、二次喷嘴上油、压丝棒、导丝器、第一牵伸辊组和第二牵伸热辊组之间进行拉伸、热定型，获得聚酰胺6全拉伸丝（FDY）；另一束丝经喷嘴上油、第一导丝盘及第二导丝盘，得到聚酰胺6预取向丝（POY）；将FDY与POY同时输入中网络器和第三导丝盘，并经喷嘴进行复合定型、超高速卷绕成型，制得超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维。有关136dtex/108f超高速聚酰胺6 POY/FDY复合纤维工艺参数见表3，有关性能见表4。

表3 136dtex/108f超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维工艺参数

表4 136dtex/108f超高速聚酰胺6POY/FDY复合纤维性能

序号	项目	单位	POY/FDY复合纤维
				1	纤度规格	dtex/f	136/108
2	线密度	dtex	136
				3	断裂强度	cN/dex	3.28
4	断裂伸长率	%	32.3
				5	网络度	个/米	20

Claims

1.一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，将聚酰胺6干燥切片采用螺杆熔融挤压工艺加热熔融过滤后进入纺丝箱体进行纺丝，其特征在于：纺丝工艺采用双计量泵，分别对应两套纺丝组件和两块喷丝板；熔体分别从两块喷丝板微孔中挤出，经骤冷吹风冷却固化形成两束丝，其中一束丝经喷嘴上油、预网络、二次喷嘴上油、压丝棒、导丝器、第一牵伸辊组和第二牵伸热辊组之间进行拉伸热定型后，得到聚酰胺6 FDY全拉伸丝；另一束丝经喷嘴上油、第一导丝盘及第二导丝盘，得到聚酰胺6 POY预取向丝；将FDY与POY同时输入中网络器和第三导丝盘，经交络喷嘴进行复合交络、超高速卷绕成型，得到聚酰胺6POY/FDY复合纤维。

2.根据权利要求1所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于螺杆熔融挤压工艺，采用螺杆6区分段熔融挤压，6级螺杆的温度依次为251±2℃,263±2℃,266±2℃, 268±2℃，270±2℃和270±2℃；由螺杆加热熔融的熔体输入纺丝箱体进行纺丝的温度为265±2℃，螺杆挤压头压力为155bar。

3.根据权利要求1所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于骤冷吹风冷却固化的工艺条件为：骤冷装置高度350mm～550mm，骤冷吹风风速0.40m/s～0.70m/s，骤冷吹风风温17℃±2℃，骤冷吹风湿度90%±5%。

4.根据权利要求1所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于聚酰胺6 FDY全拉伸丝的工艺条件：预网络器压力为1.0±0.05 bar，第一牵伸辊组速度为4200m/min～5200m/min，第二牵伸热辊组速度为5100m/min～6200m/min，拉伸热定型温度为140℃～160℃。

5.根据权利要求1所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于聚酰胺6POY预取向丝的工艺条件：第一导丝盘的速度为4800m/min～5900m/min，第二导丝盘的速度为4900m/min～6000m/min。

6.根据权利要求1所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于复合交络工艺，第三导丝盘的速度为4900m/min～6000m/min，交络喷嘴的压力为3.5bar～4.5bar，超高速卷绕成型的速度为5000m/min～6000m/min。

7.一种按权利要求1制备方法得到的聚酰胺6POY/FDY复合纤维。

8.根据权利要求7所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于：它的规格为110dtex～167dtex/48f～144f。

9.根据权利要求7或8所述的一种制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于：它的断裂强度为2.5cN/dtex～4.0cN/dtex,断裂伸长率为30％～55％，网络度为20～30个/米。