CN107164812B - 一种异形锦纶6纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边、第二长边、第一圆弧和第二圆弧，所述第一长边、第一圆弧、第二长边和第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。本发明还涉及一种异形锦纶6纤维的制备方法。本发明的异形锦纶6纤维可使扁平度的增大对锦纶6纤维的生产状况及物理性能的影响降至最低，制得的一种异形锦纶6纤维，扁平度更大，具有优良的吸湿透气性，光泽靓丽、染色性能更好，且具有良好的仿天然纤维效果。
Description
技术领域
本发明涉及化学纤维技术，特别涉及一种异形锦纶6纤维及其制备方法。
背景技术
锦纶因其优异的物理性能，如强度高、吸湿性好和染色鲜艳等特点，广泛应用于服饰领域。近年来，锦纶6纤维的研究，特别是针对具备各种差别化锦纶6纤维的研究迅速发展。
传统的锦纶的截面为圆形，圆形截面的锦纶6纤维的表面光泽弱、有蜡状感，易弯曲起皱、易起球，使其在高端织造领域的发展受到极大限制。异形锦纶6纤维为截面非圆形的锦纶。异形锦纶6纤维的研究方向在于增加锦纶6纤维的比表面积，即通过异形截面的设计，在锦纶6纤维表面的外轮廓引入沟槽，增强毛细效应，从而使锦纶6纤维的光泽、手感、吸湿性、硬挺度和弹性等得到不同程度的提高。
常见的异形截面的锦纶6纤维有“十”字形、三叶形、三角形、五叶形、“米”字形和中空圆形等。异形纤维具有特殊的光泽、蓬松性、抗起球性、回弹性、吸湿性优等特点。例如，公开号为CN104805519A的发明专利公开了一种锦纶6异形纤维，喷丝孔截面为“十”字形，其“十”字形中“竖”的长度是“横”的长度的二分之一，该截面的锦纶6纤维具有较强的导湿排汗能力；公开号为CN104060343A的发明专利公开了一种细旦及超细旦锦纶6纤维，喷丝孔截面为四角星形，该截面的锦纶6纤维具有较好的染色性能。
扁平截面的锦纶6纤维因比表面积的增大，吸湿性、光泽等方面得到不同程度的改善，而且其刚性较强，抗起毛起球的能力也得到显著改善。扁平度指截面的长宽比，是衡量扁平丝质量的重要指标。公开号为105442071A的发明专利公开了一种仿兔毛锦纶6纤维及其生产方法，扁平度为6.0-10.0，产品具有优良的蓬松性、耐热性和抗起球性。公开号为104818538A的发明专利公开了一种超粗旦锦纶6扁平丝生产方法及锦纶6超粗旦扁平丝，扁平度为4.0-9.0，产品是一种具有高附加值的新型锦纶6差别化纤维。公开号为104480557A的发明专利公开了一种扁圆形截面的锦纶6高强细旦全牵伸丝及其生产方法，扁平度为8.0-12.0，产品具有优良的吸湿透气性。
现有技术中，扁平度增大，可使锦纶6纤维的异形度增大，增强其异形效果，使其吸湿性、光泽、抗起毛起球等能力得到显著改善。但是，扁平度的增大，会造成喷丝板加工难度的增大，纤维断裂强度下降显著，给纺丝及后加工带来困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种异形锦纶6纤维及其制备方法，提高纤维扁平度，使锦纶6纤维具有优良的吸湿透气性，光泽靓丽、染色性能更好，且具有良好的仿天然纤维效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边、第二长边、第一圆弧和第二圆弧，所述第一长边、第一圆弧、第二长边和第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。
一种异形锦纶6纤维的制备方法，将所述聚酰胺6熔体经异形喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，获得所述异形锦纶6纤维；所述异形喷丝板上的喷丝微孔为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边、第二长边、第一圆弧和第二圆弧，所述第一长边、第一圆弧、第二长边和第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过上述扁平结构的设计和生产工艺的优化，制得一种异形锦纶6纤维，其扁平度更大，具有优良的吸湿透气性，光泽靓丽、染色性能更好，且具有良好的仿天然纤维效果；
(2)本发明的异形锦纶6纤维的制备方法中，其生产过程可控，产品质量稳定，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。
附图说明
图1为本发明实施例的异形锦纶6纤维的制备方法中使用的异形喷丝板上的喷丝微孔的形状示意图；
图2为本发明实施例七的异形锦纶6纤维的制备方法中使用的异形喷丝板的形状示意图；
图3为本发明实施例八的异形锦纶6纤维的制备方法中使用的异形喷丝板的形状示意图；
图4为本发明实施例的异形锦纶6纤维放大1000倍的镜下截面结构图。
标号说明：
1、基板；2、喷丝微孔；21、第一长边；22、第二长边；23、第一圆弧；24、第二圆弧。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：设计横截面呈上述扁平结构的异形锦纶6纤维，扁平度更大，具有优良的吸湿透气性，光泽靓丽、染色性能更好，且具有良好的仿天然纤维效果。
一种异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边、第二长边、第一圆弧和第二圆弧，所述第一长边、第一圆弧、第二长边和第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。
一种异形锦纶6纤维的制备方法，请参照图1-3，将所述聚酰胺6熔体经异形喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，获得所述异形锦纶6纤维；所述异形喷丝板上的喷丝微孔2为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边21、第二长边22、第一圆弧23和第二圆弧24，所述第一长边21、第一圆弧23、第二长边22和第二圆弧24分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过上述扁平结构的设计和生产工艺的优化，制得一种异形锦纶6纤维，其扁平度更大，具有优良的吸湿透气性，光泽靓丽、染色性能更好，且具有良好的仿天然纤维效果；
(2)本发明的异形锦纶6纤维的制备方法中，其生产过程可控，产品质量稳定，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。
本发明的异形锦纶6纤维中：
进一步的，所述第一长边和第二长边平行设置。
进一步的，所述第二长边设置于第一长边的正下方。
进一步的，所述第一圆弧和第二圆弧的凸出的弧面分别朝向外部。
由上述描述可知，作为一个具体的结构示例，第一长边和第二长边平行设置，更为具体的，第二长边设置于第一长边的正下方，即第一圆弧和第二圆弧相向设置，优选的，第一圆弧和第二圆弧的凸出的弧面均朝向外部。
由上述描述可知，作为一个具体的结构示例，异形锦纶6纤维的异形度增大，增强其异形效果，使其吸湿性、光泽度、抗起毛起球等能力得到显著改善。通过工艺条件的优化，使扁平度的增大对锦纶6纤维的生产状况及物理性能的影响降至最低，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。
本发明的异形锦纶6纤维的制备方法中：
进一步的，聚酰胺6干切片进行熔融时，同时对聚酰胺6干切片进行混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为250-260℃。
由上述描述可知，作为一个具体的示例，可采用螺杆挤压机进行上述熔融、混炼、压缩和挤出操作，螺杆挤压机中的温度优选为250-260℃，可以进一步保证熔融效果，便于控制且获得的聚酰胺6熔体产品质量稳定；另，可将聚酰胺6熔体送入纺丝箱进行纺丝。
进一步的，将所述聚酰胺6熔体先通过熔体计量泵进行计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经异形喷丝板上的喷丝微孔挤出。
由上述描述可知，作为一个具体的示例，可以对聚酰胺6熔体采用熔体计量泵进行计量，然后通过纺丝组件过滤，再将其经喷丝板上的喷丝微孔挤出，可以实现对聚酰胺6熔体的精确计量和进一步过滤，保证产品质量。
进一步的，将相对黏度为2.40-2.70的聚酰胺6干切片进行熔融，获得所述聚酰胺6熔体。
进一步的，所述第一长边21和第二长边22平行设置。
进一步的，所述第二长边22设置于第一长边21的正下方。
进一步的，所述第一圆弧23和第二圆弧24的凸出的弧面分别朝向外部。
由上述描述可知，作为一个具体的结构示例，第一长边和第二长边平行设置，更为具体的，第二长边设置于第一长边的正下方，即第一圆弧和第二圆弧相向设置，优选的，第一圆弧和第二圆弧的凸出的弧面均朝向外部。即：第一长边21和第二长边22以及二者的四个端点围成一长方形，第一长边21和第二长边22对应于长方形的两个长边，第一圆弧23和第二圆弧24的位置则对应于长方形的宽。
喷丝板上的喷丝微孔横截面的设计对异形锦纶6纤维的生产状况影响较大。设计喷丝微孔的横截面为上述扁平结构，可使其具有优良的吸湿透气性，光泽靓丽、染色性能更好，且具有良好的仿天然纤维效果；以第一圆弧和第二圆弧的位置对应于长方形的宽，可使生产异形锦纶6纤维的过程中，熔体通过喷丝微孔时不存在死角，保证通过喷丝微孔的锦纶6纤维的纤度和截面形状，确保异形锦纶6纤维的生产状况稳定，异形锦纶6纤维的截面形状和扁平度一致、均匀。
进一步的，所述喷丝微孔的扁平度为7.0-17.0。
进一步的，异形喷丝板上的喷丝微孔的孔数优选为3-96F，进一步优选为5～68F。
由上述描述可知，扁平度增大，可使锦纶6纤维的异形度增大，增强其异形效果，使其吸湿性、光泽、抗起毛起球等能力得到显著改善。但是，扁平度的增大，会造成纤维生产状况和物理性能变差。通过喷丝微孔孔数的优选，结合喷丝微孔的横截面的设计和喷丝板上喷丝微孔的排布，使扁平度的增大对锦纶6纤维的生产状况及物理性能影响降至最低，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率等指标满足后续加工和使用要求。
进一步的，所述侧吹风冷却的温度为22-23℃，湿度为70-80％，风速为0.60-0.65m/s。
由上述描述可知，作为一个具体的示例，侧吹风冷却具体可以采用上述参数设计，可使冷却充分，保证产品质量。
进一步的，所述集束上油中采用的油剂为浓度6-10％的锦纶油剂。
由上述描述可知，集束上油可以为纤维丝束通过油剂泵计量供油的油嘴上油集束，采用的油剂优选为浓度6-10％的锦纶油剂，可进一步保证产品质量。
进一步的，所述拉伸定型的温度为140-180℃。
由上述描述可知，作为一个具体的示例，拉伸定型的温度采用上述设计，可进一步保证产品质量。
进一步的，所述的卷绕速度4300-4800m/min。
由上述描述可知，作为一个具体的示例，丝饼的卷绕速度采用上述设计，可进一步保证卷绕的顺利和高效进行。
请参照图4，本发明的实施例一为：
本实施例的异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维为扁平结构，其横截面为扁平条状或趋于扁平条状，所述扁平结构包括第一长边、第二长边、第一圆弧和第二圆弧，所述第一长边、第一圆弧、第二长边和第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。其中，第一长边和第二长边平行设置，且第二长边设置于第一长边的正下方，第一圆弧和第二圆弧的凸出的弧面分别朝向外部。
制备上述异形锦纶6纤维采用的异形喷丝板的结构为：包括基板1和和至少一个的喷丝微孔2。喷丝微孔2设置于所述基板1上，所述喷丝微孔2为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边21、第二长边22、第一圆弧23和第二圆弧24，所述第一长边21、第一圆弧23、第二长边22和第二圆弧24分别依次首尾相连，形成所述扁平结构。其中，第一长边和第二长边平行设置，且第二长边设置于第一长边的正下方，第一圆弧和第二圆弧的凸出的弧面分别朝向外部。其中，其扁平度为11.0，喷丝微孔的孔数为8F。
请参照图4，本发明的实施例二为：
一种异形锦纶6纤维，仅“喷丝微孔的扁平度为12.0，喷丝微孔的孔数为12F”与实施例一不同，其他均与实施例一相同。
请参照图4，本发明的实施例三为：
一种异形锦纶6纤维，仅“喷丝微孔的扁平度为7.0，喷丝微孔的孔数为48F”与实施例一不同，其他均与实施例一相同。
请参照图1-3，本发明的实施例四为：
本实施例的异形锦纶6纤维的制备方法为：
将相对黏度为2.40的聚酰胺6干切片通过管道送至螺杆挤压机中进行熔融、混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为250℃、252℃、252℃；将所述聚酰胺6熔体先通过熔体计量泵进行精确计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经实施例一至三任意一个所述的异形喷丝板(仅“所述喷丝板上的喷丝微孔的扁平度为11.0，喷丝微孔的孔数为68F”不同)上的喷丝微孔2挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，网络交络采用网络喷嘴进行，然后卷绕成形。所述侧吹风冷却的温度为23℃，湿度为70％，风速为0.60m/s，所述集束上油中采用的油剂为浓度8％的锦纶油剂，所述拉伸定型的温度为140℃，所述的卷绕速度4300m/min，获得所述异形锦纶6纤维。
请参照图1-3，本发明的实施例五为：
本实施例的异形锦纶6纤维的制备方法为：
将相对黏度为2.70的聚酰胺6干切片通过管道送至螺杆挤压机中进行熔融、混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为265℃、268℃、268℃；将所述聚酰胺6熔体先通过熔体计量泵进行精确计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经实施例一至三任意一个所述的异形喷丝板(仅“所述喷丝板上的喷丝微孔的扁平度为17.0，喷丝微孔的孔数为8F”不同)上的喷丝微孔2挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，网络交络采用网络喷嘴进行，然后卷绕成形。所述侧吹风冷却的温度为23℃，湿度为70％，风速为0.65m/s，所述集束上油中采用的油剂为浓度6％的锦纶油剂，所述拉伸定型的温度为150℃，卷绕速度4500m/min，获得所述异形锦纶6纤维。
请参照图1-3，本发明的实施例六为：
本实施例的异形锦纶6纤维的制备方法为：
将相对黏度为2.50的聚酰胺6干切片通过管道送至螺杆挤压机中进行熔融、混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为253℃、255℃、255℃；将所述聚酰胺6熔体先通过熔体计量泵进行精确计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经实施例一至三任意一个所述的异形喷丝板(仅“所述喷丝板上的喷丝微孔的扁平度为8.0，喷丝微孔的孔数为5F”不同)上的喷丝微孔2挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，网络交络采用网络喷嘴进行，然后卷绕成形。所述侧吹风冷却的温度为22℃，湿度为70％，风速为0.65m/s，所述集束上油中采用的油剂为浓度10％的锦纶油剂，所述拉伸定型的温度为160℃，卷绕速度4600m/min，获得所述异形锦纶6纤维。
请参照图1-4，本发明的实施例七为：
本实施例的异形锦纶6纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将聚酰胺6全消光干切片进行熔融纺丝，聚酰胺6全消光干切片黏度2.48，将聚酰胺6全消光干切片经管道输送至螺杆挤压机熔融、混炼、压缩、挤出，经熔体管道输送进入纺丝箱体，螺杆各区温度为250℃、252℃和252℃；
步骤2、熔体经熔体计量泵精确计量后通过纺丝组件，再经实施例一至三任意一个所述的异形喷丝板(仅“喷丝微孔的数目为8F”不同)挤出，进行纺丝，喷丝孔微孔截面如图1所示，喷丝板结构如图2所示；
步骤3、喷丝孔挤出的纤维丝束经侧吹风冷却，侧吹风温度22.5℃，湿度80％，风速0.65m/s，再经油嘴上油集束，集束点距离喷丝板150cm，油剂浓度10％，经拉伸定型、网络交络后卷绕成形，热辊温度145℃，卷绕速度4500m/min，得到异形锦纶6FDY(40D/8F)。
请参照图1-4，本发明的实施例八为：
本实施例的异形锦纶6纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将聚酰胺6全消光干切片进行熔融纺丝，聚酰胺6全消光干切片黏度2.45，将聚酰胺6全消光干切片经管道输送至螺杆挤压机熔融、混炼、压缩、挤出，经熔体管道输送进入纺丝箱体，螺杆各区温度为252℃、256℃和256℃；
步骤2、熔体经熔体计量泵精确计量后进入纺丝组件，再经实施例一至三任意一个所述的异形喷丝板(仅“喷丝微孔的数目为68F”不同)挤出，进行纺丝，喷丝孔微孔截面如图1所示，喷丝板结构如图3所示；
步骤3、喷丝孔挤出的纤维丝束经侧吹风冷却，侧吹风温度23℃，湿度80％，风速0.65m/s，再经油嘴上油集束，集束点距离喷丝板70cm，油剂浓度8％，后经拉伸定型、网络交络后卷绕成形，热辊温度180℃，卷绕速度4300m/min，得到异形锦纶6FDY(40D/68F)。
性能测试
将实施例一至实施例八获得的异形锦纶6纤维分别采用缕纱测长机进行纤度测试、全自动单纱强力机进行纤维的断裂强度及断裂伸长率测试。
测试结构为：
实施例一至六获得的异形锦纶6纤维的纤度为44.0-80.0dtex，纤维的断裂强度为3.21-3.88cN/dtex，断裂伸长率为20.73-46.55％；
实施例七获得的异形锦纶6纤维(异形锦纶6FDY(40D/8F))的纤度为50.6dtex，纤维的断裂强度为3.29cN/dtex，断裂伸长率为20.28％，条干不匀率1.35％。
实施例八获得的异形锦纶6纤维(异形锦纶6FDY(40D/68F))的纤度为44.1dtex，纤维的断裂强度为4.03cN/dtex，断裂伸长率为45.37％，条干不匀率1.70％。
综上所述，本发明提供的异形锦纶6纤维可使扁平度的增大对锦纶6纤维的生产状况及物理性能的影响降至最低，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (1)
1.一种异形锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，
将聚酰胺6熔体经异形喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，获得所述异形锦纶6纤维；
所述异形喷丝板上的喷丝微孔为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的扁平结构，所述扁平结构包括第一长边、第二长边、第一圆弧和第二圆弧，所述第一长边、第一圆弧、第二长边和第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述扁平结构；
所述喷丝微孔的扁平度为7.0-17.0；所述第一长边和第二长边平行设置；
所述第二长边设置于第一长边的正下方；所述第一圆弧和第二圆弧的凸出的弧面分别朝向外部；
聚酰胺6干切片进行熔融时，同时对聚酰胺6干切片进行混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为250-260℃；
将相对黏度为2.40-2.70的聚酰胺6干切片进行熔融，获得所述聚酰胺6熔体；
所述侧吹风冷却的温度为22-23℃，湿度为70-80％，风速为0.60-0.65m/s；所述拉伸定型的温度为140-180℃；所述卷绕的速度为4300-4800m/min；
所述异形锦纶6纤维为横截面是扁平条状或趋于扁平条状的第二扁平结构，所述第二扁平结构包括纤维第一长边、纤维第二长边、纤维第一圆弧和纤维第二圆弧，所述纤维第一长边、纤维第一圆弧、纤维第二长边和纤维第二圆弧分别依次首尾相连，形成所述第二扁平结构；所述第二扁平结构的扁平度为7.0-17.0；所述纤维第一长边和纤维第二长边平行设置；所述纤维第二长边设置于纤维第一长边的正下方；所述纤维第一圆弧和纤维第二圆弧的凸出的弧面分别朝向外部。
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