CN106381535A - 一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，属于长丝生成技术领域。以共聚改性尼龙及常规尼龙为原料，分别经两个螺杆挤压机熔融挤出，各自计量后进入双组份复合纺丝箱体及纺丝组件，并通过同一喷丝板上相互独立的区域喷出不同的熔体，再经冷却套筒冷却后，上油、牵伸、热定型、卷绕完成纺丝工序，制得75～200 dtex /24～48f的单板异收缩尼龙FDY。将发明应用于异收缩尼龙纤维加工，具有一步成型等优点。

Description

一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺
技术领域
本发明涉及一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，属于长丝生成技术领域。
背景技术
高收缩纤维是指在湿热(或干热)处理时会发生较大收缩的纤维，其中高收缩涤纶是生产高密织物及优良蓬松性织物等的重要原料，其生产技术较为成熟，产量也逐年增加。但与涤纶相比，有关高收缩尼龙纤维(锦纶)的报道较少。申请号CN200780052618.0公开了“高收缩纤维”，由尼龙MXD6聚合物和尼龙6聚合物按重量比为45∶55～55∶45进行共混的原料纺丝制得高收缩纤维，具有沸水收缩率高、且作为织物使用时能够获得高密度，但MXD6的价格较高，不利于推广应用。
随着共聚尼龙合成技术的进步和产业化，为高收缩尼龙纤维的开发提供了原料保障。用高收缩尼龙纤维生产的织物，具有更好的手感和弹性，因此，未来有广阔的应用前景，尤其是高收缩尼龙纤维和常规尼龙纤维网络合股后，可以制备高密、高弹织物。但目前大多是按常规的技术路线制得高收缩尼龙纤维，然后再与常规尼龙纤维进行网络合股，纤维经反复的退卷——卷绕，会使纤维毛丝增加、性能指标下降，而且成本也增加。如何开发更经济、合理的生产方式，克服这些问题，成为研究的重点。
有关涤纶的单板多组分纺丝已有报道，申请号201210092699.X公开了“异收缩混色涤纶空气变形纱的加工方法”，利用原液着色技术，在同一块喷丝板内外层设计不同的喷丝孔直径，得到丝束中具有异纤度即异收缩的有色纤维；申请号201210003382.4公开了“一种双组份复合纤维的生产方法”，将两种颜色或性能不一的聚合物从同一块喷丝板的不同喷出孔互不交差独立喷出，得到双组分纤维。但针对尼龙纤维的单板多组分纺丝，仍未见报道。
基于此，做出本申请。
发明内容
针对现有尼龙纤维加工中所存在的上述缺陷，本申请提供一种可实现单板异收缩加工、弹性好的单板异收缩尼龙纤维的加工工艺。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，以共聚改性尼龙(COPA)及常规尼龙(PA)为原料，分别经两个螺杆挤压机熔融挤出，各自计量后进入双组份复合纺丝箱体及纺丝组件，并通过同一喷丝板上相互独立的区域喷出不同的熔体，再经冷却套筒冷却后，上油、牵伸、热定型、卷绕完成纺丝工序，制得75～200dtex/24～48f的单板异收缩尼龙FDY。
进一步的，作为优选：
所述的改性尼龙(COPA)是以PA6为主要成分，通过添加PA66、PA1010、PA1012、PA1212、PA10、PA11中的一种或几种单体制得，熔点为175～205℃、相对粘度3.0±0.10；如果从成本考虑，优选PA66作为共聚单体。
所述的PA可选用PA6、PA66、PA1010、PA1012、PA1212等，优选PA6，相对粘度2.5±0.10。
所述的喷丝板上设置有内圈和外圈，内圈与外圈相互独立，分别喷出改性尼龙和常规尼龙的熔体。更优选的，所述的内圈与外圈之间设置有中圈，外圈用于喷出改性尼龙，内圈和中圈用于喷出常规尼龙。在喷丝板上形成相互独立的喷丝孔区，从而确保不同螺杆挤压机挤出的熔体进入到不同的喷丝孔区，并由喷丝孔区挤出形成不同的熔体，其中常规尼龙居中，改性尼龙居表，再经冷却、上油、牵伸热定型和卷绕，一步纺丝形成尼龙纤维。
所述的尼龙纤维中，COPA纤维占总纤维线密度的百分比为20～40％。
所述的COPA螺杆各区温度200～250℃，PA螺杆各区温度250～270℃，纺丝箱体温度为270～280℃。
所述的侧吹风风速0.4～0.6m/s。
所述的上油工序中，上油率0.8～1.0％。上油率控制在0.8～1.0％，保证纤维很好的抱合性，又要满足确保后道加工。
所述的冷却套筒是由前盖和后盖构成的筒状结构，其前盖、后盖上分别设置有直径为5mm的小孔，分别呈半圆筒形，在侧吹风丝道上添加的冷却套筒，使丝条在前盖与后盖所形成的闭合套筒中运行，从而达到均匀和快速冷却的目的。
所述的纺丝工艺为：第一热辊速度3600～4200m/min，温度50～70℃；第二热辊速度4000～4400m/min，温度120～140℃。牵伸热定型是影响纤维毛圈丝和弹性的关键因素，要控制毛丝、确保纤维表面光洁和控制弹性和收缩率，牵伸热定型控制恰当，初始状态即第一热辊是预成型阶段，速度不宜过大，温度要逐渐从室温转到中温，即高于50℃、低于100℃，纤维可以缓慢而有效地形变，第二热辊是形变和定型的主要发生阶段，其温度、速度均可提高。不同位置、不同区域的温度、速度相互配合，才能实现规格为75～200dtex/24～48f的单板异收缩尼龙纤维FDY的加工，加工的纤维断裂强度控制在3.9cN/dtex左右，断裂伸长率控制在35％左右。
本申请以共聚改性尼龙(COPA)及常规尼龙(PA)为原料，一步法制得单板异收缩尼龙纤维，并通过特殊设计的冷却套筒进行冷却，与一般先制得单组份纤维，然后再采用网络合股的二步法不同，本发明生产工艺流程缩短、产品质量提高、成本降低，产品竞争力强。
附图说明
图1为本申请的加工流程图；
图2为本申请中喷丝板的结构示意图；
图3为本申请中冷却套筒的结构示意图。
其中标号：1.外圈；2.中圈；3.内圈；4.冷却套筒；41.前盖；42.后盖；43.扣片；44.小孔。
具体实施方式
本实施例下面通过具体实施例，对本发明作进一步的描述，其中：
相对粘度：按FZ/T 51004-2011纤维级聚己内酰胺切片的标准测试。
物理指标：强伸度按GB/T--14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法，沸水收缩率按GB/T--6505化学纤维长丝热收缩率试验方法。
120℃热水收缩率按GB/T--6505化学纤维长丝热收缩率试验方法测试，所不同的是把温度控制在120℃。
实施例1
COPA的相对粘度为2.9，熔点为175℃，干切片含水小于100ppm，螺杆各区温度200～250℃；PA的相对粘度为2.4，干切片含水小于100ppm螺杆各区温度250～270℃。
COPA纤维的线密度为15dtex、孔数为6f，PA纤维的线密度为60dtex、孔数为18f，纺丝箱体温度为270℃，出喷丝板的每束丝下安装专用冷却套筒4，侧吹风风速0.4m/s，第一热辊速度3600m/min，温度50℃，第二热辊速度4000m/min，温度120℃，上油率0.8％，制得75dtex/24f的单板异收缩尼龙FDY。
实施例2
COPA的相对粘度为3.0，熔点为185℃，干切片含水小于100ppm，螺杆各区温度200～250℃；PA的相对粘度为2.5，干切片含水小于100ppm，螺杆各区温度250～270℃。
COPA纤维的线密度为30dtex、孔数为6f，PA纤维的线密度为70dtex、孔数为18f，，纺丝箱体温度为273℃，出喷丝板的每束丝下安装专用冷却套筒，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度3800m/min，温度60℃，第二热辊速度4100m/min，温度130℃，上油率0.9％，制得100dtex/24f的单板异收缩尼龙FDY。实施例3
COPA的相对粘度为3.0，熔点为195℃，干切片含水小于100ppm，，螺杆各区温度200～250℃；PA的相对粘度为2.5，干切片含水小于100ppm，，螺杆各区温度250～270℃。
COPA纤维的线密度为45dtex、孔数为9f，PA纤维的线密度为105dtex、孔数为27f，，纺丝箱体温度为276℃，出喷丝板的每束丝下安装专用冷却套筒，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度4000m/min，温度60℃，第二热辊速度4200m/min，温度130℃，上油率0.9％，制得150dtex/36f的单板异收缩尼龙FDY。实施例4
COPA的相对粘度为3.1，熔点为205℃，干切片含水小于100ppm，螺杆各区温度200～250℃；PA的相对粘度为2.6，干切片含水小于100ppm，螺杆各区温度250～270℃。
COPA纤维的线密度为80dtex、孔数为12f，PA纤维的线密度为120dtex、孔数为36f，，纺丝箱体温度为280℃，出喷丝板的每束丝下安装专用冷却套筒，侧吹风风速0.4～0.6m/s，第一热辊速度4200m/min，温度70℃，第二热辊速度4400m/min，温度140℃，上油率1.0％，制得200dtex/48f的单板异收缩尼龙FDY。
表1主要制备工艺与纤维物理指标
*注：异收缩尼龙纤维的收缩率主要是由收缩率大的改性尼龙纤维所决定，因常规PA6纤维的沸水收缩率在7～9％之间，所以异收缩尼龙纤维的收缩率越大，即收缩差越大。
上述实施例通过共聚改性尼龙(COPA)及常规尼龙(PA)为原料，一步法制得单板异收缩尼龙纤维，并通过特殊设计的冷却套筒进行冷却。
以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：以共聚改性尼龙及常规尼龙为原料，分别经两个螺杆挤压机熔融挤出，各自计量后进入双组份复合纺丝箱体及纺丝组件，并通过同一喷丝板上相互独立的区域喷出不同的熔体，再经冷却套筒冷却后，上油、牵伸、热定型、卷绕完成纺丝工序，制得单板异收缩尼龙纤维。
2.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的改性尼龙是以PA6为主要成分，通过添加PA66、PA1010、PA1012、PA1212、PA10、PA11中的一种或几种单体制得；改性尼龙的熔点为175～205℃、相对粘度3.0±0.10。
3.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的PA为PA6、PA66、PA1010、PA1012或 PA1212。
4.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的冷却工序中，风速0.4～0.6m/s。
5.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的喷丝板上设置有内圈和外圈，内圈与外圈相互独立。
6.如权利要求1或5所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的内圈与外圈之间设置有中圈。
7.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的COPA螺杆各区温度200～250℃，PA螺杆各区温度250～270℃，纺丝箱体温度为270～280℃。
8.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的冷却套筒是由前盖和后盖构成，前盖与后盖均呈半圆筒形的结构，且前盖、后盖上分别设置有小孔，前盖与后盖扣合形成筒状结构的冷却套筒。
9.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的纺丝工艺为：第一热辊速度3600～4200 m/min，温度50～70℃；第二热辊速度4000～4400 m/min，温度120～140℃。
10.如权利要求1所述的一种单板异收缩尼龙纤维的加工工艺，其特征在于：所述的尼龙纤维中，COPA纤维占总纤维线密度的百分比为20～40%。
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