CN109234883A - 锦纶6高强丝多级牵伸装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锦纶6高强丝多级牵伸装置和方法，牵伸装置包括依次平行设置的第一牵伸热辊、第二牵伸热辊、第三牵伸热辊和牵伸冷辊，第一牵伸热辊和第二牵伸热辊水平排列，第三牵伸热辊和牵伸冷辊水平排列，第三牵伸热辊位于第二牵伸热辊的右上方，第三牵伸热辊和牵伸冷辊之间设有热板。牵伸方法：第一牵伸热辊温度设置为50～70℃，第二牵伸热辊温度设置为100～120℃，第三牵伸热辊温度设置为160～180℃，热板温度设置为180～190℃，第一牵伸热辊与第二牵伸热辊之间的牵伸倍数为1.90～2.60，第二牵伸热辊与第三牵伸热辊之间的牵伸倍数为1.40～1.80，第三牵伸热辊与牵伸冷辊之间的牵伸倍数为1.05‑1.25。本发明能够增强锦纶6长丝的定型效果，改善长丝的韧性，提高长丝的取向度以提高其强度。

Description

锦纶6高强丝多级牵伸装置和方法
技术领域
本发明属于锦纶6长丝牵伸的技术领域，特别是涉及一种锦纶6高强丝多级牵伸装置和方法。
背景技术
聚酰胺6是聚酰胺中产量最大的品种。该材料具有优异的性能，耐磨、耐碱、耐低温性能优良，吸湿性能好，机械强度比较高，广泛应用于纺织服装领域。经过多年的发展，普通的纺织品已无法满足社会发展的需要，基于聚酰胺6的断裂强度高、耐磨、耐腐蚀等特点比较突出，因此除了服用以外，在产业应用中也有着广阔的前景。锦纶6高强丝在织带、箱包、花边方面备受青睐，广泛应用于军用、高级奢侈品等领域。
制备高强锦纶6长丝可以通过提高纤维的拉伸倍数来提高纤维的取向，减少折叠链分子的数量，使分子链大多数呈直链状态，从而提高了纤维的强度。但目前工业生产上锦纶6高强丝一般采用一次牵伸成型，定型时间较短，纤维在储存、运输和使用的过程中会发生解取向，导致纤维强度损失，断裂伸长降低，长丝的有效牵伸倍数降低，因此在实际生产中通常采用提高长丝牵伸倍数的方法以提高长丝强度。但较高的牵伸倍数会导致纤维毛丝增多，断头率增加，生产效率下降，同时牵伸倍数过高，长丝手感粗糙，韧性降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种锦纶6高强丝多级牵伸装置和方法，增强锦纶6长丝的定型效果，改善长丝的韧性，提高长丝的取向度以提高其强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种锦纶6高强丝多级牵伸装置，包括依次平行设置的第一牵伸热辊、第二牵伸热辊、第三牵伸热辊和牵伸冷辊，所述第一牵伸热辊和第二牵伸热辊水平排列，所述第三牵伸热辊和牵伸冷辊水平排列，所述第三牵伸热辊位于第二牵伸热辊的右上方，所述第三牵伸热辊和牵伸冷辊之间设有热板。
所述第二牵伸热辊下方的牵伸罗拉与锦纶6长丝之间的包角为45°～55°。
所述第三牵伸热辊上方的牵伸罗拉与锦纶6长丝之间的包角为140°～150°。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种锦纶6高强丝多级牵伸方法，采用了上述的锦纶6高强丝多级牵伸装置，所述第一牵伸热辊的温度设置为50～70℃，所述第二牵伸热辊的温度设置为100～120℃，所述第三牵伸热辊的温度设置为160～180℃，所述热板的温度设置为180～190℃，所述第一牵伸热辊与第二牵伸热辊之间的牵伸倍数为1.90～2.60，所述第二牵伸热辊与第三牵伸热辊之间的牵伸倍数为1.40～1.80，所述第三牵伸热辊与牵伸冷辊之间的牵伸倍数为1.05-1.25。
进行牵伸的锦纶6长丝采用尼龙6切片纺出后输送至牵伸装置。
有益效果
在本发明中，对锦纶6长丝进行了三级牵伸：第一级牵伸是在相对较低温度下进行高倍牵伸，有利于纤维形成高取向、低结晶的聚集态结构，便于纤维在后续的二级牵伸中产生大量的取向诱导结晶；第二级牵伸为高温低倍牵伸，牵伸辊温度升高，大分子活动能力增强，在张力作用下更有利于取向结晶转变，从而有利于形成高取向、高结晶的结构，以提高纤维的强度；第三级牵伸为高温低倍牵伸，对上级牵伸形成的结构进一步牵伸定型，有利于纤维进一步取向结晶，提高纤维的强度；第三牵伸热辊和牵伸冷辊之间设置一个热板，热板能够进一步提高纤维的定型效果，使更多的长链大分子在热和牵伸应力的双重作用下进一步舒展伸直，消除大分子链间内应力，对纤维起到定型作用；锦纶6长丝最后通过牵伸冷辊能使纤维温度迅速降低到玻璃化转变温度以下，以“冻结”取向结果，起到定型作用，防止大分子链解取向产生。
因此，本发明能够实现对锦纶6长丝进行有梯度的牵伸和定型，一方面避免了在一次牵伸中直接提高牵伸倍数造成纤维韧性降低、毛丝增多、断头增加、手感粗糙增加的问题，另一方面，这种牵伸方法有利于提高锦纶6长丝的总牵伸倍数，从而提高了纤维取向度和强度，更有利于增强对长丝的定型效果。
另外，锦纶6长丝纤维在第二牵伸热辊和第三牵伸热辊处与牵伸罗拉形成包角，使得长丝张力增加，有利于纤维形成高结晶结构，纤维的强度能够得到更进一步的提高。
本发明能够利用普通尼龙6切片来生产锦纶6高强丝，而通常纺制锦纶6高强丝一般采用高分子量的切片，有利于降低生产成本，简化工艺流程而又不影响产品质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示的一种锦纶6高强丝多级牵伸装置，包括依次平行设置的第一牵伸热辊1、第二牵伸热辊2、第三牵伸热辊3和牵伸冷辊4。
第一牵伸热辊1和第二牵伸热辊2水平排列，第三牵伸热辊3和牵伸冷辊4水平排列，第三牵伸热辊3位于第二牵伸热辊2的右上方。第三牵伸热辊3和牵伸冷辊4之间设有热板5。在进行锦纶6长丝牵伸时，第二牵伸热辊2下方的牵伸罗拉与锦纶6长丝之间的包角为45°～55°，第三牵伸热辊3上方的牵伸罗拉与锦纶6长丝之间的包角为140°～150°。
下面提供利用上述锦纶6高强丝多级牵伸装置进行锦纶6长丝牵伸的具体实施例：
实施例1
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4500m/min。将纺出的纺丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.60，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为50℃，第二牵伸热辊2的温度为100℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板5温度为180℃，第二牵伸热辊2的纺丝包角α为45°，第三牵伸热辊3的纺丝包角β为140°，经热定型后所得纤维的强度为7.69cN/dtex，伸长率为21.3％。
实施例2
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4500m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.60，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为105℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板5温度为180℃，第二牵伸热辊2的纺丝包角α为45°，第三牵伸热辊3的β为140°，经热定型后所得纤维的强度为7.9cN/dtex，伸长率为23.2％。
实施例3
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4500m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.6，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为70℃，第二牵伸热辊2的温度为120℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板5温度为180℃，纺丝包角α为45°，β为140°，经热定型后所得纤维的强度为7.95cN/dtex，伸长率为22.8％。
实施例4
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为对240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.6，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为168℃，热板5温度为185℃，纺丝包角α为50°，β为145°，经热定型后所得纤维的强度为7.63cN/dtex，伸长率为21.5％。
实施例5
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.6，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为183℃，热板5温度为190℃，纺丝包角α为50°，β为145°，经热定型后所得纤维的强度为7.86cN/dtex，伸长率为21.7％。
实施例6
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为对240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.6，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为188℃，热板5温度为190℃，纺丝包角α为50°，β为145°，经热定型后所得纤维的强度为7.86cN/dtex，伸长率为23.1％。
实施例7
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为对240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.6，二级牵伸的牵伸倍数为1.40，三级牵伸的牵伸倍数为1.09，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板5温度为180℃，纺丝包角α为55°，β为150°，经热定型后所得纤维的强度为8.18cN/dtex，伸长率为23.2％。
实施例8
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为对240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.6，二级牵伸的牵伸倍数为1.50，三级牵伸的牵伸倍数为1.15，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板5温度为180℃，纺丝包角α为55°，β为150°，经热定型后所得纤维的强度为8.23cN/dtex，伸长率为22.2％。
实施例9
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为对240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.4，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板温度为180℃，纺丝包角α为55°，β为150°，经热定型后所得纤维的强度为7.86cN/dtex，伸长率为28.6％。
实施例10
将粘度为2.4的尼龙6切片投入喂料机后经双螺杆挤出机熔融挤出，其中双螺杆挤出机的一区温度为225℃，二区温度为对240℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，机头温度为255℃，聚酰胺6熔体从喷丝板喷丝后经过温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％的双侧风冷却，纺丝速度为4600m/min。将纺出的丝进行三次牵伸，一级牵伸的牵伸倍数为2.5，二级牵伸的牵伸倍数为1.80，三级牵伸的牵伸倍数为1.05，第一牵伸热辊1的温度为55℃，第二牵伸热辊2的温度为115℃，第三牵伸热辊3的温度为178℃，热板温度为180℃，纺丝包角α为55°，β为150°，经热定型后所得纤维的强度为7.42cN/dtex，伸长率为25.4％。

Claims (5)

1.一种锦纶6高强丝多级牵伸装置，其特征在于：包括依次平行设置的第一牵伸热辊(1)、第二牵伸热辊(2)、第三牵伸热辊(3)和牵伸冷辊(4)，所述第一牵伸热辊(1)和第二牵伸热辊(2)水平排列，所述第三牵伸热辊(3)和牵伸冷辊(4)水平排列，所述第三牵伸热辊(3)位于第二牵伸热辊(2)的右上方，所述第三牵伸热辊(3)和牵伸冷辊(4)之间设有热板(5)。
2.根据权利要求1所述的一种锦纶6高强丝多级牵伸装置，其特征在于：所述第二牵伸热辊(2)下方的牵伸罗拉与锦纶6长丝之间的包角为45°～55°。
3.根据权利要求1所述的一种锦纶6高强丝多级牵伸装置，其特征在于：所述第三牵伸热辊(3)上方的牵伸罗拉与锦纶6长丝之间的包角为140°～150°。
4.一种锦纶6高强丝多级牵伸方法，采用权利要求1所述的锦纶6高强丝多级牵伸装置，其特征在于：所述第一牵伸热辊(1)的温度设置为50～70℃，所述第二牵伸热辊(2)的温度设置为100～120℃，所述第三牵伸热辊(3)的温度设置为160～180℃，所述热板(5)的温度设置为180～190℃，所述第一牵伸热辊(1)与第二牵伸热辊(2)之间的牵伸倍数为1.90～2.60，所述第二牵伸热辊(2)与第三牵伸热辊(3)之间的牵伸倍数为1.40～1.80，所述第三牵伸热辊(3)与牵伸冷辊(4)之间的牵伸倍数为1.05-1.25。
5.根据权利要求4所述的一种锦纶6高强丝多级牵伸方法，其特征在于：进行牵伸的锦纶6长丝采用尼龙6切片纺出后输送至牵伸装置。
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