CN105040124A - 一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺，本发明的生产工艺，经过以下步骤：步骤1、尼龙6切片，送入设定温度为240-265℃螺杆挤压机1中，经过加热熔融、步骤2、随后尼龙6熔体在夹套管道保温条件下，由等长的熔体输送管道3分配给纺丝箱体4中纺丝计量泵5，步骤3、尼龙6熔体在纺丝计量泵5提供的压力下进入装满金属过滤砂的纺丝组件6中，步骤4、然后尼龙6熔体自纺丝组件的喷丝板微孔中喷出，形成尼龙6熔体细流。步骤5、冷却成形的丝束在进入纺丝甬道9之前，先通过一定功率的蒸汽加湿器8加湿，之后进入油轮上油装置，在上油后，去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸和热定型后，在卷绕机的卷绕头上卷装成丝饼，制成尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。
Description
技术领域
本发明涉及一种尼龙6纤维制备及生产工艺，特别是涉及一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺。
背景技术
尼龙纤维是世界合成纤维的第二大品种，我国合成纤维第三大品种，随着人民生活水平的提升，人们对纺织原料的需求，越来越趋向差别化、高档化、个性化。尼龙6单丝纤度达到20D及以上的产品在后道花边网布上用途广泛，通过常规纺丝工艺生产母丝存在纺丝工艺速度低，设备配置复杂等诸多不利之处，并且后道的分牵整经速度仅300-450m/min，生产效率低，市场竞争没有优势。
在上世纪未之前我国尼龙6纤维的生产由于生产技术的限制，主要产品为尼龙6预取向纤维POY，生产路线多采用POY到DTY的方式，在尼龙6差别化方面几乎是个空白，尤其是单丝纤度超过10den以上的尼龙6纤维品种。随着尼龙6纤维行业在近十几年来的快速发展，将高速纺丝工艺技术逐渐推广至尼龙6产品的各个方面，以及后道产业领域的不断开发与拓展，尼龙6全牵伸母丝纤维品种得到了发展。
常规现有工艺中制备尼龙6全牵伸母丝纤维的方法一般采用二步法生产：首先在纺丝机上采用低速纺丝工艺，生产出一定取向的母丝原丝，然后再在平牵机上进行二次牵伸得到最终产品。这种生产工艺生产流程长，纺丝速度不到1000m/min，生产效率很低，产能小，物能耗高，染色性能差，产品品质差，不宜长久保存等诸多问题存在。
本发明提供的一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺，它采用一步法工艺，将纺丝与牵伸步骤高效结合，一步完成全牵伸母丝纤维的纺丝、牵伸与热定型过程，大大缩短了整体生产流程，不仅纺丝速度大大提高(≥4200m/min)，产能得到极大解放，并且解决了常规现有生产工艺中存在的一系列影响产品质量的问题，产品品质更加优良，生产操作过程更加简单和可控。
本发明提供的一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺，产品后道分牵整经速度可达到550-650m/min，大大提高了纺丝及后道整经的生产效率，降低生产成本，提高了单丝纤度大于10den以上规格尼龙6母丝的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺。
本发明提供的一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺的适用范围为单丝纤度10～30den，适纺纤度范围150～300den。
本发明的生产工艺，经过以下步骤：
步骤1、以生产1000kg产品计算，990kg～1010kg的干燥尼龙6切片，依重力送入设定温度为240-265℃螺杆挤压机1中，经过加热熔融、挤压、混合计量后，形成均匀的尼龙6熔体。然后熔体经测量头2进入熔体输送管道3，测量头处熔体温度245-265℃。
步骤2、随后尼龙6熔体在夹套管道保温条件下，由等长的熔体输送管道3分配给纺丝箱体4中纺丝计量泵5，然后按工艺要求流量，泵送给纺丝组件6。
步骤3、尼龙6熔体在纺丝计量泵5提供的压力下进入装满金属过滤砂的纺丝组件6中，以实现熔体的高效混合和过滤。
步骤4、然后尼龙6熔体自纺丝组件的喷丝板微孔中喷出，形成尼龙6熔体细流。该熔体细流在一定风型分布的侧吹风装置7内均匀稳定地被冷却固化形成丝束。
步骤5、冷却成形的丝束在进入纺丝甬道9之前，先通过一定功率的蒸汽加湿器8加湿，之后进入油轮上油装置，在上油后，去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸和热定型后，在卷绕机的卷绕头上卷装成丝饼，制成尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。
本发明优选的生产工艺，步骤如下：
1)990kg～1010kg干燥的尼龙6切片(以生产1000kg母丝计算)进入螺杆挤压机加热熔融、挤压、混合计量后变成尼龙6熔体，螺杆转速为30-60rpm，其中螺杆挤压机分为5～6区温度控制，一区加热温度240-250℃，二区加热温度245-255℃，三区加热温度245-260℃，四区加热温度245-260℃，五区加热温度245-265℃，六区加热温度245-265℃，由螺杆挤压机出来的尼龙6熔体温度为245-265℃。
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒进行保温，由等长的纺丝箱体外管道送达纺丝箱体中，然后经纺丝计量泵计量，将尼龙6熔体均匀分配到纺丝组件中。本发明的计量泵供给量30-60g/min，其计量泵转速为9-25rpm。
3)尼龙6熔体进入纺丝组件的砂杯中，砂杯中金属砂的装入量为200-400g，金属砂细度规格为20-120目中的一种或几种组合，以保证纺丝组件起始压力在120-170bar之间。
4)然后尼龙6熔体从纺丝组件底部的喷丝板高压喷出形成熔体细流，该熔体细流在恒温恒湿的侧吹风条件下冷却成型，侧吹风的风温13-16℃±1℃，相对风湿85-92％，风压550-650Pa。
5)冷却成形的丝束在进入纺丝甬道前通过蒸汽加湿器进行增湿，加湿温度16-22℃，加湿相对温度为85-90％。之后进入油轮上油装置进行上油，上油率在0.9～1.8％，然后去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸和热定型后，在卷绕机的卷绕头上卷装成丝饼，制成尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。其卷绕工艺为第一对辊速度3200～4000m/min，第二对辊速度4000～5000m/min、热定型温度为120～160℃，牵伸倍率为1.15～1.35，第三单辊(稳定辊)转速4200～5200m/min，卷绕速度4200～5200m/min。
本发明的生产工艺需要用到以下设备，这些设备均为通用的纺丝设备，这些纺丝设备及配套装置包括螺杆挤压机1、测量头2、熔体分配管道3、纺丝箱体4、纺丝计量泵5、纺丝组件6、侧吹风装置7、蒸汽加湿器8、纺丝甬道9、油轮上油装置10、卷绕机11和联苯蒸汽发生器12。
上述的熔体分配管、纺丝箱体都是通过联苯蒸汽发生器供给的热媒蒸汽循环加热。
本发明的尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺，其生产条件是经过科学筛选获得的，特别是温度控制，供给量控制，转数控制等优选的技术参数，使本发明产品获得了优良的质量，其主要优点是：纺丝过程为连续化生产，自动化程度高，工艺成熟、可靠，产品质量优良，后道分牵整经效率高，适合大批量生产。
以下通过实验数据进一步说明本发明的有益效果：
| 对比项目 | 纤度CV％ | 纤维强度CV％ | 断裂伸长CV％ | 条干CV值 |
| 本发明 | 1.0％以下 | ≤4％ | ≤6％ | ≤1.5％ |
| 现有技术 | ≥2～3％ | ≥6-8％ | ≥8～12％ | 2.5％以上 |
附图说明
图1为粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维纺丝工艺流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维纺丝工艺做进一步说明，但不作为对本发明的限制。
以下结合工艺流程图作进一步说明。
实施例1：
1)1000kg干燥的尼龙6切片(以生产1000kg母丝计算)进入螺杆挤压机中加热熔融、挤压、混合计量后变成尼龙6熔体，螺杆转速为40rpm，其中螺杆挤压机分为6区温度控制，一区加热温度248℃，二区加热温度260℃，三区加热温度258℃，四区加热温度255℃，五区加热温度255℃，六区加热温度255℃，由螺杆挤压机出来的尼龙6熔体温度为252-253℃。
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒进行保温，由等长的纺丝箱体外管道送达纺丝箱体中，然后经纺丝计量泵计量，将尼龙6熔体均匀分配到纺丝组件中。本发明的计量泵供给量48g/min，其计量泵转速为16rpm。
3)尼龙6熔体进入纺丝组件的砂杯中，砂杯中金属砂的装入量为330g，金属砂规格为40～60目60克，60～80目210克，80～100目60克，纺丝组件起始压力154bar。
4)然后尼龙6熔体从纺丝组件底部的喷丝板高压喷出形成熔体细流，该熔体细流在恒温恒湿的侧吹风条件下冷却成型，侧吹风的风温15℃，相对风湿90％，风压600Pa。
5)冷却成形的丝束在进入纺丝甬道前通过蒸汽加湿器进行增湿，加湿温度20℃，加湿相对温度为88％。之后进入油轮上油装置进行上油，上油率在1.5％，然后去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸以及热定型，其卷绕工艺为第一对辊速度3595m/min，第二对热辊速度4490m/min、热定型温度为140℃，牵伸倍率为1.25，第三单辊(稳定辊)转速4505m/min，最后在卷绕速度4500m/min的卷绕头上卷装成丝饼，制成纤度为222.2分特，孔数为10孔的尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。其各项指标达到：
| 纤度dtex | 孔数 | 纤度CV | 强度CN/dtex | 强度CV | 伸长％ | 伸长CV |
| 222.2 | 10 | 0.56 | 4.62 | 2.44 | 52.3 | 3.33 |
尼龙6全牵伸母丝纤维在后道分牵整经速度600-650米/分钟。
实施例2：
1)995kg干燥的尼龙6切片(以生产1000kg母丝计算)进入螺杆挤压机中加热熔融、挤压、混合计量后变成尼龙6熔体，螺杆转速为32rpm，其中螺杆挤压机分为6区温度控制，一区加热温度245℃，二区加热温度255℃，三区加热温度254℃，四区加热温度252℃，五区加热温度252℃，六区加热温度252℃，由螺杆挤压机出来的尼龙6熔体温度为249-250℃。
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒进行保温，由等长的纺丝箱体外管道送达纺丝箱体中，然后经纺丝计量泵计量，将尼龙6熔体均匀分配到纺丝组件中。本发明的计量泵供给量36g/min，其计量泵转速为12rpm。
3)尼龙6熔体进入纺丝组件的砂杯中，砂杯中金属砂的装入量为300g，金属砂规格为40～60目40克，60～80目200克，100～120目60克，纺丝组件起始压力146bar。
4)然后尼龙6熔体从纺丝组件底部的喷丝板高压喷出形成熔体细流，该熔体细流在恒温恒湿的侧吹风条件下冷却成型，侧吹风的风温15.5℃，相对风湿88％，风压650Pa。
5)冷却成形的丝束在进入纺丝甬道前通过蒸汽加湿器进行增湿，加湿温度19℃，加湿相对温度为90％。之后进入油轮上油装置进行上油，上油率在1.3％，然后去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸以及热定型，其卷绕工艺为第一对辊速度3570m/min，第二对热辊速度4495m/min、热定型温度为137℃，牵伸倍率为1.26，第三单辊(稳定辊)转速4510m/min，最后在卷绕速度4500m/min的卷绕头上卷装成丝饼，制成纤度为166.8分特，孔数为10孔的尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。其各项指标达到：
| 纤度dtex | 孔数 | 纤度CV | 强度CN/dtex | 强度CV | 伸长％ | 伸长CV |
| 166.8 | 10 | 0.77 | 4.49 | 3.18 | 53.6 | 2.24 |
尼龙6全牵伸母丝纤维在后道分牵整经速度600-650米/分钟。
Claims (4)
1.一种粗旦尼龙6全牵伸母丝纤维生产工艺，其特征在于，经过以下步骤：
步骤1、以生产1000kg产品计算，990kg～1010kg的干燥尼龙6切片，依重力送入设定温度为240-265℃螺杆挤压机1中，经过加热熔融、挤压、混合计量后，形成均匀的尼龙6熔体，然后熔体经测量头，2进入熔体输送管道3，测量头处熔体温度245-265℃，
步骤2、随后尼龙6熔体在夹套管道保温条件下，由等长的熔体输送管道3分配给纺丝箱体4中纺丝计量泵5，然后按工艺要求流量，泵送给纺丝组件6，
步骤3、尼龙6熔体在纺丝计量泵5提供的压力下进入装满金属过滤砂的纺丝组件6中，以实现熔体的高效混合和过滤，
步骤4、然后尼龙6熔体自纺丝组件的喷丝板微孔中喷出，形成尼龙6熔体细流，该熔体细流在一定风型分布的侧吹风装置7内均匀稳定地被冷却固化形成丝束，
步骤5、冷却成形的丝束在进入纺丝甬道9之前，先通过一定功率的蒸汽加湿器8加湿，之后进入油轮上油装置，在上油后，去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸和热定型后，在卷绕机的卷绕头上卷装成丝饼，制成尼龙6全牵伸母丝纤维丝束，
本发明的生产工艺需要用到以下设备，这些设备均为通用的纺丝设备，这些纺丝设备及配套装置包括螺杆挤压机1、测量头2、熔体分配管道3、纺丝箱体4、纺丝计量泵5、纺丝组件6、侧吹风装置7、蒸汽加湿器8、纺丝甬道9、油轮上油装置10、卷绕机11和联苯蒸汽发生器12。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤如下：
1)990kg～1010kg干燥的尼龙6切片(以生产1000kg母丝计算)进入螺杆挤压机加热熔融、挤压、混合计量后变成尼龙6熔体，螺杆转速为30-60rpm，其中螺杆挤压机分为5～6区温度控制，一区加热温度240-250℃，二区加热温度245-255℃，三区加热温度245-260℃，四区加热温度245-260℃，五区加热温度245-265℃，六区加热温度245-265℃，由螺杆挤压机出来的尼龙6熔体温度为245-265℃，
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒进行保温，由等长的纺丝箱体外管道送达纺丝箱体中，然后经纺丝计量泵计量，将尼龙6熔体均匀分配到纺丝组件中，本发明的计量泵供给量30-60g/min，其计量泵转速为9-25rpm，
3)尼龙6熔体进入纺丝组件的砂杯中，砂杯中金属砂的装入量为200-400g，金属砂细度规格为20-120目中的一种或几种组合，以保证纺丝组件起始压力在120-170bar之间，
4)然后尼龙6熔体从纺丝组件底部的喷丝板高压喷出形成熔体细流，该熔体细流在恒温恒湿的侧吹风条件下冷却成型，侧吹风的风温13-16℃±1℃，相对风湿85-92％，风压550-650Pa，
5)冷却成形的丝束在进入纺丝甬道前通过蒸汽加湿器进行增湿，加湿温度16-22℃，加湿相对温度为85-90％，之后进入油轮上油装置进行上油，上油率在0.9～1.8％，然后去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸和热定型后，在卷绕机的卷绕头上卷装成丝饼，制成尼龙6全牵伸母丝纤维丝束，其卷绕工艺为第一对辊速度3200～4000m/min，第二对辊速度4000～5000m/min、热定型温度为120～160℃，牵伸倍率为1.15～1.35，第三单辊(稳定辊)转速4200～5200m/min，卷绕速度4200～5200m/min。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤如下：
1)1000kg干燥的尼龙6切片(以生产1000kg母丝计算)进入螺杆挤压机中加热熔融、挤压、混合计量后变成尼龙6熔体，螺杆转速为40rpm，其中螺杆挤压机分为6区温度控制，一区加热温度248℃，二区加热温度260℃，三区加热温度258℃，四区加热温度255℃，五区加热温度255℃，六区加热温度255℃，由螺杆挤压机出来的尼龙6熔体温度为252-253℃，
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒进行保温，由等长的纺丝箱体外管道送达纺丝箱体中，然后经纺丝计量泵计量，将尼龙6熔体均匀分配到纺丝组件中，本发明的计量泵供给量48g/min，其计量泵转速为16rpm，
3)尼龙6熔体进入纺丝组件的砂杯中，砂杯中金属砂的装入量为330g，金属砂规格为40～60目60克，60～80目210克，80～100目60克，纺丝组件起始压力154bar，
4)然后尼龙6熔体从纺丝组件底部的喷丝板高压喷出形成熔体细流，该熔体细流在恒温恒湿的侧吹风条件下冷却成型，侧吹风的风温15℃，相对风湿90％，风压600Pa，
5)冷却成形的丝束在进入纺丝甬道前通过蒸汽加湿器进行增湿，加湿温度20℃，加湿相对温度为88％，之后进入油轮上油装置进行上油，上油率在1.5％，然后去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸以及热定型，其卷绕工艺为第一对辊速度3595m/min，第二对热辊速度4490m/min、热定型温度为140℃，牵伸倍率为1.25，第三单辊(稳定辊)转速4505m/min，最后在卷绕速度4500m/min的卷绕头上卷装成丝饼，制成纤度为222.2分特，孔数为10孔的尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤如下：
1)995kg干燥的尼龙6切片(以生产1000kg母丝计算)进入螺杆挤压机中加热熔融、挤压、混合计量后变成尼龙6熔体，螺杆转速为32rpm，其中螺杆挤压机分为6区温度控制，一区加热温度245℃，二区加热温度255℃，三区加热温度254℃，四区加热温度252℃，五区加热温度252℃，六区加热温度252℃，由螺杆挤压机出来的尼龙6熔体温度为249-250℃，
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒进行保温，由等长的纺丝箱体外管道送达纺丝箱体中，然后经纺丝计量泵计量，将尼龙6熔体均匀分配到纺丝组件中，本发明的计量泵供给量36g/min，其计量泵转速为12rpm，
3)尼龙6熔体进入纺丝组件的砂杯中，砂杯中金属砂的装入量为300g，金属砂规格为40～60目40克，60～80目200克，100～120目60克，纺丝组件起始压力146bar，
4)然后尼龙6熔体从纺丝组件底部的喷丝板高压喷出形成熔体细流，该熔体细流在恒温恒湿的侧吹风条件下冷却成型，侧吹风的风温15.5℃，相对风湿88％，风压650Pa，
5)冷却成形的丝束在进入纺丝甬道前通过蒸汽加湿器进行增湿，加湿温度19℃，加湿相对温度为90％，之后进入油轮上油装置进行上油，上油率在1.3％，然后去往卷绕机11，丝束在卷绕机11内部经过高速、高倍率牵伸以及热定型，其卷绕工艺为第一对辊速度3570m/min，第二对热辊速度4495m/min、热定型温度为137℃，牵伸倍率为1.26，第三单辊(稳定辊)转速4510m/min，最后在卷绕速度4500m/min的卷绕头上卷装成丝饼，制成纤度为166.8分特，孔数为10孔的尼龙6全牵伸母丝纤维丝束。
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