CN104032408B

CN104032408B - 一种异收缩聚酰胺6 poy/fdy复合纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN104032408B
Application number: CN201410221063.XA
Authority: CN
Inventors: 管新海; 席丽媛; 张其锋; 朱新生; 胡德宝
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: CN104032408A

Abstract

本发明涉及一种异收缩聚酰胺6？POY/FDY复合纤维及其制备方法。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，形成两束丝，将其中的一束丝经环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、预网络、在第一牵伸辊和第二牵伸热辊之间拉伸热定型后，再输入第三导丝盘，得到FDY；将另一束丝经徐冷和环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、导丝卷绕装置后，得到聚酰胺6？POY；将它们同时输入并丝器及喷嘴进行复合后，再经卷绕成型工艺，制得一种沸水异收缩率达到50%～65%的异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维，它在热的作用下能够产生较大的超高多异收缩特性和形状记忆功能，以及纤维群形成的毛细芯吸效应功效。

Description

一种异收缩聚酰胺6 POY/FDY复合纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法，特别涉及采用一步法制备异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维，属于化纤技术领域。

背景技术

超高多异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维是利用不同纤维高次结构中非结晶取向区在受热后产生不同解取向而引起差异性热收缩所致。目前国内外市场上制备的异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维及技术主要采用调整拉伸条件或者在低温、低倍率下拉伸，分别制得聚酰胺6预取向丝（POY）、全拉伸丝（FDY），再将POY与FDY在二步法复合设备上进行复合加工，或者用粗细纤度差异、取向差异进行复合加工，制得的聚酰胺6POY/FDY复合纤维的异收缩率通常在25%～35%，但用这种加工方法制备的复合纤维往往最终得不到具有较高异收缩差异的效果。

上述生产工艺流程均存在如下缺点：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尺寸稳定性差、易缩水受热变形、抗皱保形性及染色性差，且由于两步法生产导致产品批次之间质量不稳定。目前，国内外关于一步法超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法还未见的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对现有二步法利用粗细纤度差异、取向差异生产异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维在制备技术上存在的不足，通过对现有FDY生产设备的改造及调整纺丝工艺条件，提供一种生产流程短，产品质量稳定的异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法。

本发明的技术方案是提供一种制备异收缩聚酰胺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，形成两束丝，将其中的一束丝经环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、预网络、在第一牵伸辊和第二牵伸热辊之间拉伸热定型后，再输入第三导丝盘，得到聚酰胺6FDY；将另一束丝经徐冷和环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、平行设置的导丝卷绕系统装置后，得到聚酰胺6POY；将FDY与POY同时输入并丝器及喷嘴进行复合处理后，再经卷绕成型工艺，制得一种异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维。

本发明进一步的技术方案是：

采用螺杆6区分段熔融挤压，6级螺杆的温度依次为249±2℃,259±2℃,262±2℃,263±2℃，264±2℃和264±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260±2℃，螺杆挤压头压力为155bar。

聚酰胺6FDY冷却固化成形工艺条件为：环吹风速度为0.30m/s～0.60m/s，环吹风温度为19℃±2℃，环吹风湿度为90%±5%。聚酰胺6POY冷却固化成形工艺条件为：徐冷温度为230～260℃，环吹风速度为0.30m/s～0.60m/s，环吹风温度为19℃±2℃，环吹风湿度为90%±5%。

制备聚酰胺6POY的预网络的压力为0.75±0.05bar，第一牵伸辊的速度为3000m/min～3600m/min，第二牵伸热辊的速度为3600m/min～4300m/min，第二牵伸热辊的温度为135℃～155℃；第三导丝盘速度为3600m/min～4300m/min。制备聚酰胺6FDY的导丝卷绕系统装置包括平行设置的第一导丝盘、张力调节器和第二导丝盘速度；第一导丝盘的速度为3500m/min～4100m/min，第二导丝盘的速度为3600m/min～4200m/min。卷绕成型工艺，卷绕速度为3600m/min～4200m/min。

本发明技术方案还包括按上述制备方法得到的一种异收缩聚酰胺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％，沸水异收缩率为50%～65%，网络度为20个/米～30个/米。

本发明的原理是：通过在纺制聚酰胺6POY的喷丝板的下方加装徐冷装置和平行设置的导丝卷绕系统装置以及调整纺丝拉伸工艺条件，以获得具有高取向、低结晶结构特征的超高收缩型聚酰胺6POY预取向丝和具有高结晶结构的聚酰胺6FDY全拉伸丝，并将该聚酰胺6POY和FDY同时输入交络喷嘴进行复合、卷绕成型，制备获得超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维，该复合纤维具有在热的作用下产生较大的超高多异收缩特性和形状记忆功能以及纤维群形成的毛细芯吸效应所形成潜在的吸水导湿功效，从而弥补了现有二步法和一步法制备技术不能制备获得的超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维的缺陷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用一步法制备聚酰胺6POY/FDY复合纤维，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，再经纺丝、徐冷和环吹风冷却成型，至拉伸交络复合、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、本发明提供的一步法超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法，采用纺丝徐冷环吹风冷却及平行导丝卷绕系统技术,使制得的超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维在热的作用下产生较大的超高异收缩性效果和形状记忆功能等特点。

3、本发明的一步法超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维具有三维立构形态和触感丰满柔软效果，以及纤维群形成的毛细芯吸效应所形成潜在的吸水导湿功能。

4、本发明所采用的工艺路线明显低于传统生产流程，实现了流程短、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要求。

5、采用本发明工艺方法，经济核算克制，其生产成本明显降低，投资成本有所减少，依据是：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，水电气耗量仍然降低较多，约280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50元/t；合计综合成本约降低元610元/t左右。同时，比二步法装置和加弹复络装置少投资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140万元；合计初始设备及厂房投入即可减少近460万元。因此，本发明技术方案的经济效益及节能减排的社会效益十分明显。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种一步法制备超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供一种超高多异收缩型聚酰胺6POY/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）一步法超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维及其制备方法，其工艺流程参见附图1。生产工艺如下：

将达到纺丝工艺指标要求的聚酰胺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，其中一束丝经环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、预网络、在第一牵伸辊和第二牵伸热辊之间进行拉伸热定型，然后再输入第三导丝盘，获得聚酰胺6FDY；另一束丝经徐冷和环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、导丝卷绕系统装置，导丝卷绕系统装置包括平行设置的第一导丝盘、张力调节器和第二导丝盘，得到超高收缩型聚酰胺6POY；将FDY与POY同时输入并丝器、交络喷嘴进行复合，并卷绕成型，制得超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维。有关110dtex/96f超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维工艺参数见表1及性能指标见表2。

表1超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维工艺参数

表2超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维性能

序号	项目	单位	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	3.02
4	断裂伸长率	%	49.6
				5	网络度	个/米	20
6	沸水异收缩率	%	61

实施例2

本实施例提供一种136dtex/96f（其中：43dtex/48f全拉伸丝、93dtex/48f预取向丝）一步法制备超高多异收缩型聚酰胺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：

将达到纺丝工艺指标要求的聚酰胺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，其中一束丝经环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、预网络、在第一牵伸辊和第二牵伸热辊之间进行拉伸热定型，然后再输入第三导丝盘，获得聚酰胺6FDY；另一束丝经徐冷和环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、平行设置的导丝卷绕系统装置（如实施例1所示），得到超高收缩型聚酰胺6POY；将FDY与POY同时输入并丝器、交络喷嘴进行复合，并卷绕成型，制得超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维。有关136dtex/96f超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维工艺参数见表3及性能指标见表4。

表3超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维工艺参数

表4超高多异收缩型聚酰胺6POY/FDY复合纤维性能

序号	项目	单位	复合纤维
				1	纤度规格	dtex/f	136/96
2	线密度	dtex	136
				3	断裂强度	cN/dex	3.06
4	断裂伸长率	%	45.2
				5	网络度	个/米	20
6	沸水异收缩率	%	55

Claims

1.一种制备异收缩聚酰胺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，形成两束丝，将其中的一束丝经环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、预网络、在第一牵伸辊和第二牵伸热辊之间拉伸热定型后，再输入第三导丝盘，得到聚酰胺6FDY；将另一束丝经徐冷和环吹风冷却固化成形、喷嘴上油、平行设置的导丝卷绕系统装置后，得到聚酰胺6POY；将FDY与POY同时输入并丝器及喷嘴进行复合处理后，再经卷绕成型工艺，制得一种异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维；

其中，螺杆熔融挤压工艺条件为：采用螺杆6区分段熔融挤压，6级螺杆的温度依次为249±2℃,259±2℃,262±2℃,263±2℃，264±2℃和264±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260±2℃，螺杆挤压头压力为155bar；

聚酰胺6FDY冷却固化成形工艺条件为：环吹风速度为0.30m/s～0.60m/s，环吹风温度为19℃±2℃，环吹风湿度为90%±5%；

聚酰胺6POY冷却固化成形工艺条件为：徐冷温度为230～260℃，环吹风速度为0.30m/s～0.60m/s，环吹风温度为19℃±2℃，环吹风湿度为90%±5%。

2.根据权利要求1所述的一种制备异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于：制备聚酰胺6FDY的预网络的压力为0.75±0.05bar，第一牵伸辊的速度为3000m/min～3600m/min，第二牵伸热辊的速度为3600m/min～4300m/min，第二牵伸热辊的温度为135℃～155℃；第三导丝盘速度为3600m/min～4300m/min。

3.根据权利要求1所述的一种制备异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于：制备聚酰胺6POY的导丝卷绕系统装置包括平行设置的第一导丝盘、张力调节器和第二导丝盘；第一导丝盘的速度为3500m/min～4100m/min，第二导丝盘的速度为3600m/min～4200m/min。

4.根据权利要求1所述的一种制备异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维的方法，其特征在于：卷绕成型工艺，卷绕速度为3600m/min～4200m/min。

5.按权利要求1制备方法得到的一种异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维。

6.根据权利要求5所述的一种异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维，其特征在于：它的规格为110dtex～167dtex/48f～144f。

7.根据权利要求5或6所述的一种异收缩聚酰胺6POY/FDY复合纤维，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％，沸水异收缩率为50%～65%，网络度为20个/米～30个/米。