CN106591978A - 一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，属于长丝生成技术领域。以共聚改性尼龙及常规尼龙和色母粒为原料，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，并通过喷丝板上的同一喷丝孔喷出不同的熔体，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的自卷曲双色尼龙FDY。将发明应用于自卷曲双色尼龙加工，具有一步成型等优点。

Description

一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺
技术领域
本发明涉及一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，属于长丝生成技术领域。
背景技术
并列型复合纤维是指由两种收缩性能不同的聚合物通过双组分复合纺丝制得的自卷曲弹性纤维，是复合纤维中的主要品种。近几年并列型复合纤维制备技术发展较快，其常用的复合组分主要有PET/PTT、PET/PBT、PTT/PBT及不同分子量的PET1/PET2等；纤维截面除了半圆形并列复合外，也有其它截面，如扁平型、哑铃型等。
申请号CN201410852229.8公开了“一种聚酯弹性丝及其制备方法”，分别由PTT和改性PET通过并列复合制得；申请号CN201410852074.8公开了“一种聚酯并列复合丝及其制备方法”，分别由PBT和改性PET通过并列复合制得。申请号CN201410370082.9公开了“一种PET复合弹性纤维及其制备方法”，分别由高粘PET和低粘PET通过并列复合制得。申请号CN201310315690.5公开了“一种双组份复合型弹性纤维”，以PBT和PET按70：30～30：70的比例进行并列复合，其截面为扁平型。为了实现单根纤维的双色效果，申请号CN201410117372.2公开了“一种灰色弹性纤维及其制备方法”，分别由高粘和低粘PET，并在其中一个组分中添加色母粒制得灰色弹性长丝；申请号CN201010597110.2公开了“纺前着色并列复合弹性纤维”，以PET、PTT、PA、PBT中的任意两个组分，并添加含着色剂的色母粒，制得含所需色泽的自卷曲纤维。这些技术都是以PET与PBT、PTT或改性PET通过并列复合的方式制得，虽然有较好的卷曲性能，但因PET组份缺乏弹性，所以纤维的弹性回复率仍较差。
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双色加工、弹性和回复性俱佳的自卷曲双色尼龙纤维加工工艺。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，以共聚改性尼龙(COPA)及常规尼龙(PA)和色母粒为原料，共聚改性尼龙(COPA)及常规尼龙(PA)各自添加色母粒后分别经两个螺杆挤压机熔融挤出，计量后进入双组份复合纺丝箱体及并列复合纺丝组件，并通过喷丝板上的同一喷丝孔喷出不同的熔体，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的自卷曲双色尼龙复合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。
所述的色母粒在使用前，经过一定的干燥预处理，使母粒中水份含量小于80ppm；其中颜料占熔体的质量百分比为0.5～2.5％。成品纤维的多色是通过熔体来实现的，色母粒的添加量会影响色泽的深浅以及可纺性：色母粒添加过少，虽然对熔体的可纺性影响较小，则所形成的纤维色泽不足，无法达到实际的双色效果；色母粒添加过多，则熔体的可纺性降低，成纤困难，尤其是对于要实现单板双色时，不同区域的熔体最终会自发的合股，这种影响会更加显著，当色母粒添加量控制在0.5～2.5％，纤维自身的微细结构并未发生破坏，且熔体均匀性好，因此纺丝成型过程中毛丝现象较少，纺况良好，所形成的纤维条干均匀度高，熔体可纺性、色泽的充足度、纤维的物理机械性能均达到最佳。
所述的喷丝板上设置有异型喷丝孔或圆形喷丝孔，每个喷丝孔由区域一和区域二构成，分别用于喷出改性尼龙(COPA)和常规尼龙(PA)。外侧的(远离喷丝板中心的一侧)区域一用于喷出改性尼龙，而靠近中心的内侧的区域二则用于喷出常规尼龙，从而确保不同螺杆挤压机挤出的熔体进入到不同的孔区，并由喷丝板挤出形成截面为异型或圆形的同时具有两种成分的熔体，再经冷却、上油、牵伸热定型和卷绕，一步纺丝形成尼龙纤维。更优选的，所述的异型喷丝孔为8字型或圆形。
所述的COPA与PA的复合比为40：60～60：40。
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。
所述的冷却套筒位于喷丝板下方，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，丝条在前盖与后盖所形成的闭合套筒中运行，从而达到冷却的目的，以控制冷却速度和冷却均匀性，保证良好的卷曲性能和卷曲稳定性。
所述的上油工序中，上油率0.8～1.0％。纤维表面的伸缩性与上油率也有一定的关联，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)、常规尼龙(PA)以及色母粒为原料，一步法制得自卷曲双色尼龙纤维，并通过特殊设计的冷却套筒进行冷却，该纤维因采用具有不同收缩性能的尼龙通过并列复合的方式制得，使其具有比常规尼龙纤维更好的卷取性能、弹性回复率和柔软性，用其制成的织物具有优良的弹性和舒适性。
附图说明
图1为本申请的加工流程图；
图2为本申请中喷丝板所形成纤维截面的第一种结构示意图(8字型)；
图3为本申请中喷丝板所形成纤维截面的第二种结构示意图(圆形)；
图4为本申请中冷却套筒的结构示意图。
其中标号：1.区域一；2.区域二；3.冷却套筒；31.前盖；32.后盖；33.扣片；34.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：强伸度和卷曲收缩率分别按GB/T--14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法、GB T 6506 2001变形丝卷缩性能测试方法测试。弹性回复率以GB/T--14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法的预张力消除卷曲后，测得定伸长30％时的弹性回复率。
其中，弹性回复率计算公式为：
式中，L0为试样原始长度，L为试样拉伸至定伸长后的长度，L1为试样复位后的长度。
实施例1-4为双色自卷曲双色尼龙纤维的加工。
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，同时添加红色母粒，颜料占熔体的比例为1％(质量百分比，以下均同)，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，同时添加黄色母粒，颜料占熔体的比例为0.5％，螺杆各区温度250～270℃。
COPA与PA的复合比为40：60，喷丝孔为圆形，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，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的自卷曲双色尼龙复合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，同时添加蓝色母粒，颜料占熔体的比例为1.5％，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，同时添加紫色母粒，颜料占熔体的比例为1.0％，螺杆各区温度250～270℃。
COPA与PA的复合比为50：50，喷丝孔为圆形，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的自卷曲双色尼龙复合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，同时添加绿色母粒，颜料占熔体的比例为1.5％，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，同时添加橙色母粒，颜料占熔体的比例为2.0％，螺杆各区温度250～270℃。
COPA与PA的复合比为50：50，喷丝孔为8字形，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的自卷曲双色尼龙复合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，其中不添加色母粒，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，同时添加黑色母粒，颜料占熔体的比例为2.5％，螺杆各区温度250～270℃。
COPA与PA的复合比为40：60，喷丝孔为8字形，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的自卷曲双色尼龙复合FDY。
表1主要制备工艺与纤维物理指标
上述实施例共聚改性尼龙(COPA)及常规尼龙(PA)为原料，一步法制得自卷曲双色尼龙纤维，并通过特殊设计的冷却套筒进行冷却，该纤维因采用具有不同收缩性能的尼龙通过并列复合的方式制得，使其具有比常规尼龙纤维更好的卷取性能、弹性回复率和柔软性，用其制成的织物具有优良的弹性和舒适性。
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)

1.一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：以共聚改性尼龙及常规尼龙和色母粒为原料，共聚改性尼龙及常规尼龙各自添加色母粒后，再分别经两个螺杆挤压机熔融挤出，计量后进入双组份复合纺丝箱体及并列复合纺丝组件，并通过喷丝板上的同一喷丝孔喷出不同的熔体，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的自卷曲双色尼龙复合FDY。
2.如权利要求1所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，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所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：所述的PA为PA6、PA66、PA1010、PA1012或 PA1212。
4.如权利要求1所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：所述的色母粒中水份含量小于80ppm；其中颜料占熔体的质量百分比为0.5～2.5%。
5.如权利要求1所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：所述的冷却工序中，风速0.4～0.6m/s。
6.如权利要求1所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：所述的喷丝板上设置有异型喷丝孔或圆形喷丝孔，每个喷丝孔由区域一和区域二构成。
7.如权利要求1所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，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所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：所述的冷却套筒是由前盖和后盖构成的筒状结构，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所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，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所述的一种自卷曲双色尼龙纤维加工工艺，其特征在于：所述的COPA与PA的复合比为40：60～60：40。
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