CN104278385A - 一步法生产抗静电型尼龙6(pa6)膨体纱生产工艺 - Google Patents

一步法生产抗静电型尼龙6(pa6)膨体纱生产工艺 Download PDF

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本发明公开了一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，本技术发明采用一步法生产工艺生产的尼龙6（PA6)膨体纱纤维具有优异的导电性能，能将制成的地毯在高度踩踏下摩擦产生静电及时导出，因而具有优异的抗静电性能。本技术发明采用的尼龙6导电纤维是10-20旦尼尔尼龙6-碳黑复合纤维，其以分散炭黑的聚乙烯为芯，尼龙6为鞘的芯鞘型复合型纤维，是一种具有尼龙6纤维物理和化学性能的导电纤维，能与尼龙6（PA6）纤维共同在高速生产过程中完成牵伸、膨化变形工艺过程。

Description

一步法生产抗静电型尼龙6(PA6)膨体纱生产工艺
技术领域
本发明涉及一步法生产抗静电型尼龙6（PA6）膨体纱生产工艺。
背景技术
尼龙6（PA6）纤维以其良好的弹性恢复性、耐磨性和较低的制造成本近年来成为高档地毯的首选原材料，但在尼龙6纤维长期的使用过程中，人们发现在高度摩擦情况下产生静电给使用环境造成安全隐患，尤其在干燥季节人员密集的场所如：商业繁华商场、酒店、宾馆等地方很容易产生静电，而静电的高度集聚后在一定程度上产生高压，严重时会发生人员伤亡或者火灾事故。因而国家逐渐对地毯产品的质量加强控制，先后出台了各类地毯产品的国家标准，而抗静电性能均被作为重要指标做严格控制。目前在地毯制造行业，为达到国家标准抗静电要求，有两种技术路线，一是在地毯生产中加一道抗静电剂喷涂工序，这一技术方案不仅增加了生产成本，而且也增加生产过程环境污染，第二种路线采用抗静电尼龙纤维，但在开发抗静电尼龙纤维上，所采用的尼龙6与导电纤维成分的比例在10-50:1时才能达到有效的抗静电效果，这一技术方案中由于导电纤维的含量高，而使尼龙6膨体纱的弹性恢复性能、耐磨性能下降，所制成的地毯产品的抗倒伏性和耐磨型能不能达到国家相关标准，因而大多数地毯生产者还是选择了第一种抗静电剂喷涂技术方案，本技术发明选择了具有优异导电性能的尼龙6-碳黑复合纤维后，将导电纤维的比例降低到50-120:1后，所开发的尼龙6抗静电膨体纱完全保留了尼龙66的良好弹性恢复性和耐磨性，能以良好的抗静电性能优势替代地毯产品常规工艺上加一道抗静电处理工序。为地毯生产者大大降低了生产成本以及消除环境污染带来的危害。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能以良好的抗静电性能优势替代地毯产品常规工艺上加一道抗静电处理工序，已解决现有技术的不足。
本发明的技术方案是：一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，包含以下步骤：
（1）将经过干燥的尼龙6切片喂入螺杆挤压机中，在螺杆挤压机中260-290℃温度下经过挤压熔融成为纺丝熔体，纺丝熔体在260-285℃联苯保温下被送入纺丝组件中进行高压纺丝；
（2）熔体在纺丝组件中形成高压通过喷丝板喷出形连续状长丝，在侧吹风甬道中经过侧吹风冷却被固化为丝条；
（3）冷却固化的丝条进入上油装置上油，上油率控制在0.4-0.6%；
（4）尼龙6-碳黑复合导电纤维被植入经过上油后高速运动的尼龙6初生纤维中，两种纤维组合成具有良好导电性能的复合丝条，两种纤维的混合比例50-120:1；
（5）复合丝条进入牵伸区进行牵伸，采用两组热辊一步牵伸，第一组预加热辊的温度为50-70℃ 速度为1300-1500米/分，第二组主加热辊的温度150-200 ℃ 速度为2600-3100米/分，牵伸倍率为1.8-2.2倍；
（6）经过牵伸后丝条进入膨化箱进行膨化处理，膨化温度为150-200℃，用以在膨化箱中固定和堆积丝条使之形成膨化状的抽吸空气负压为50-80mbar；
（7）丝条从膨化箱进入冷却鼓进行冷却，冷却鼓的转速为50-80转/分，冷却鼓冷却用吸入风负压为15-35mbar；
（8）通过第一组导丝盘后丝条进入主网络系统，经过主网络系统后丝条进入卷绕机被卷绕成圆柱型丝筒。
在纺丝组件下方安装有单体抽吸装置。
步骤（2）中，侧吹风温度为 18-22℃, 相对湿度65-85% 侧吹风速度为0.6-1.2m/s。
牵伸：采用两组热辊一步牵伸，第一组预加热辊的温度为50-70℃，速度为1300-1500米/分，第二组主加热辊的温度150-200℃，速度为2600-3100米/分。
主网络系统由主网络喷嘴、第一组导丝盘和第二组导丝盘组成。
主网络系统的参数为：第一组导丝盘速度 2400-2800米/分，第二组导丝盘的速度为 2450-2900米/分，网络张力120-200克，网络用压缩空气压力为5.0-8.0bar。 
本发明的有益效果：
本发明专利选用的导电纤维材料是尼龙6-碳黑复合导电纤维的初生纤维，其具有1.5-3.0倍的剩余拉伸，在一步法尼龙6膨体纱生产过程中植入尼龙6初生纤维中，两种纤维以初生纤维形态进行复合，然后进行同步高温牵伸-膨化-网络，得到的尼龙6膨体纱在膨化度、柔软度更加均与一致，避免了在后加工应用中导电纤维分离或凸显现象，提高后加工效率和地毯产品质量。
本技术发明是尼龙6-碳黑复合导电纤维在一步法尼龙6生产过程中植入复合，相对两步法工艺来说减少一道工序，生产成本大幅度降低。
在采用比电阻较高的导电纤维是，导电纤维的添加量比例较高，所生产的抗静电尼龙6膨体纱的物理机械性能大幅度下降，本技术发明选择了低比电阻的导电纤维-尼龙6-碳黑复合纤维后，将导电纤维的比例降低到50-120:1后，所开发的尼龙6抗静电膨体纱完全保留了尼龙6的良好弹性恢复性和耐磨性。
本技术发明采用一步法生产工艺生产的尼龙6（PA6)膨体纱纤维具有优异的导电性能，能将制成的地毯在高度踩踏下摩擦产生静电及时导出，因而具有优异的抗静电性能。
本技术发明采用的尼龙6导电纤维是10-20旦尼尔尼龙6-碳黑复合纤维，其以分散炭黑的聚乙烯为芯，尼龙6为鞘的芯鞘型复合型纤维，是一种具有尼龙6纤维物理和化学性能的导电纤维，能与尼龙6（PA6）纤维共同在高速生产过程中完成牵伸、膨化变形工艺过程。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；1、螺杆挤压机；                        2、纺丝箱体；3、计量泵；4、纺丝组件及喷丝板；5、侧吹风                     6、上油装置；7、预加热轮组； 8、主加热轮；9、膨化箱；10、冷却鼓；11、第一组导丝盘；12、网络箱及一组网络喷嘴；13、第二组导丝盘；14、卷绕机；15、尼龙6-碳黑复合纤维；16、尼龙-=碳黑复合纤维用筒子架。
具体实施方式
1、将经过干燥的尼龙6切片通过计量定量均匀喂入螺杆挤压机中，在螺杆挤压机中260-290℃温度下经过挤压熔融成为纺丝熔体，纺丝熔体在联苯260-285℃保温下被送入安装在纺丝箱体中计量泵，经过计量泵的精确计量熔体被送入纺丝组件中进行高压纺丝；
2、在纺丝组件下方安装有单体抽吸装置，以将纺丝过程高温分解的单体及时抽走，使纺丝区域及喷丝板保持清洁，不被污染，以利于纺丝生产的持续进行；
3、 熔体在纺丝组件中形成高压通过喷丝板喷出形连续状长丝，在侧吹风甬道中经过侧吹风冷却被固化为丝条，侧吹风是一种具有严格参数空调风，温度为 18-22℃, 相对湿度65-85% 侧吹风速度为0.6-1.2m/s；
4、 冷却固化的丝条进入上油装置上油，以使丝条具有良好的集束性、耐磨性和抗静电性能。上油率控制在0.4-0.6%；
5、 尼龙6-碳黑复合导电纤维被植入经过上油后高速运动的尼龙6初生纤维中，两种纤维组合成具有良好导电性能的复合丝条；
6、 复合丝条进入牵伸区进行牵伸，采用两组热辊一步牵伸，第一组预加热辊的温度为50-70℃ 速度为1300-1500米/分，第二组主加热辊的温度150-200 ℃ 速度为2600-3100米/分，牵伸倍率为1.6-2.2倍；
7、 经过牵伸后丝条进入膨化箱进行膨化处理，膨化温度为150-200℃.用以在膨化箱中固定和堆积丝条使之形成膨化状的抽吸空气负压为50-80mbar；
8、 经过膨化后的丝条温度较高，丝条所形成的卷曲膨化状处于松软不稳定状，因此，需要将既形成的膨化丝条送入冷却鼓进行冷却固化，丝条从膨化箱进入冷却鼓进行冷却，冷却鼓的转速为50-80转/分，冷却鼓冷却用吸入风负压为15-35mbar；
9、 经过冷却鼓后丝条进入第一组导丝盘，第一组导丝盘的速度与主加热轮的速度之差用以控制丝条在膨化箱中的丝条堆积量和停留时间，来控制丝条在膨化箱中形成的膨化度。第一组导丝盘的速度为2400-2800米/分；
10、 通过第一组导丝盘后丝条进入主网络系统，主网络系统由主网络喷嘴、第一组导丝盘和第二组导丝盘组成。通过第一组导丝盘和第二组导丝盘的速度差来控制丝条在主网络喷嘴中的张力，网络张力的大小是形成网络节点多少的关键工艺参数。主网络系统的参数为：第一组导丝盘速度 2400-2800米/分，第二组导丝盘的速度为 2450-2900米/分，网络张力120-200克，网络用压缩空气压力为5.0-8.0bar；
11、 通过主网络喷嘴后丝条可形成20-35个/米的网络节点，使膨化后的丝条具有良好的集束性和抱合性，使丝条在后加工过程不散开影响其后加工性能。经过主网络后丝条进入卷绕机被卷绕成圆柱型丝筒，通过卷绕速度与第二组导丝盘的速度来控制卷绕张力，以使丝条被卷绕为完美的圆柱型丝筒，卷绕速度为2500-2950米/分。卷绕张力为200-300克；
12、复合丝条经过以上工艺处理即形成具有良好抱合性的尼龙6抗静电型膨体纱。
本一步法生产工艺可生产的尼龙6抗静电膨体纱的纤度范围是900-2000旦尼尔。
常规尼龙6膨体纱抗静电-行走试验测试电压：3.5-5.0 KV； 本发明抗静电型尼龙6膨体纱抗静电-行走试验测试电压：＜2.0kv； 测试方法：GB/T 18044-2088 《地毯 静电习性评价法行走试验》。

Claims (6)

1.一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，其特征在于：包含以下步骤：
（1）将经过干燥的尼龙6切片喂入螺杆挤压机中，在螺杆挤压机中260-290℃温度下经过挤压熔融成为纺丝熔体，纺丝熔体在260-285℃联苯保温下被送入纺丝组件中进行高压纺丝；
（2）熔体在纺丝组件中形成高压通过喷丝板喷出形连续状长丝，在侧吹风甬道中经过侧吹风冷却被固化为丝条；
（3）经冷却固化的丝条进入上油装置上油，上油率控制在0.4-0.6%；
（4）尼龙6-碳黑复合导电纤维被植入经过上油后高速运动的尼龙6初生纤维中，两种纤维组合成具有良好导电性能的复合丝条，两种纤维复合比例为：50-120:1；
（5）复合丝条进入牵伸区进行牵伸，采用两组热辊一步牵伸，第一组预加热辊的温度为50-70℃ 速度为1300-1500米/分，第二组主加热辊的温度150-200 ℃ 速度为2600-3100米/分，牵伸倍率为1.8-2.2倍；
（6）经过牵伸后丝条进入膨化箱进行膨化处理，膨化温度为170-200℃，用以在膨化箱中固定和堆积丝条使之形成膨化状的抽吸空气负压为50-80mbar；
（7）丝条从膨化箱进入冷却鼓进行冷却，冷却鼓的转速为50-80转/分，冷却鼓冷却用吸入风负压为15-35mbar；
（8）通过第一组导丝盘后丝条进入主网络系统，经过主网络系统后丝条进入卷绕机被卷绕成圆柱型丝筒。
2.根据权利要求1所述的一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，其特征在于：在纺丝组件下方安装有单体抽吸装置。
3.根据权利要求1所述的一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，其特征在于：步骤（2）中，侧吹风温度为 18-22℃, 相对湿度65-85% 侧吹风速度为0.6-1.2m/s。
4.根据权利要求1所述的一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，其特征在于：牵伸：采用两组热辊一步牵伸，第一组预加热辊的温度为50-70℃，速度为1300-1500米/分，第二组主加热辊的温度150-200℃，速度为2600-3100米/分。
5.根据权利要求1所述的一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，其特征在于：主网络系统由主网络喷嘴、第一组导丝盘和第二组导丝盘组成。
6.根据权利要求1或5所述的一种一步法生产抗静电型尼龙6膨体纱生产工艺，其特征在于：主网络系统的参数为：第一组导丝盘速度 2400-2800米/分，第二组导丝盘的速度为 2450-2900米/分，网络张力120-200克，网络用压缩空气压力为5.0-8.0bar。
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