CN110512294A - 一种皮芯型复合单丝、生产方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种皮芯型复合单丝、生产方法及其应用，属于复合单丝领域，一种皮芯型复合单丝，芯层为聚酯，皮层包括纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66的质量比为1：1.25‑1.75。一种皮芯型复合单丝的生产方法，S1：将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66进行混合，干燥，将聚酯干燥，S2：将混料和聚酯熔融挤出，S3：皮层熔体和芯层熔体分别进入复合纺丝组件，按比例挤出，冷却后，再经热水和热风进行两道牵伸，S4：松弛定型形成复合单丝。本发明的皮芯型复合单丝、生产方法及其应用以纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66共混料为皮，以高粘度聚酯为芯，制成的复合单丝的皮芯结合度好，圆整度佳，具有良好耐碱能力且便于制作螺旋网。
Description
技术领域
本发明属于复合单丝领域，尤其涉及一种皮芯型复合单丝、生产方法及其应用。
背景技术
螺旋网因具备安装方便、可任意拼接成无端接口、滤带平整度佳，近年来在工业固液分离行业得到越来越广泛的应用。用于制作螺旋网的材质一般为聚酯（PET）工业单丝，因聚酯耐酸不耐碱，而可以耐碱的尼龙单丝又不适合制作螺旋网，因而限制了其在强碱工况条件下的应用。
尼龙6（PA6）可纺性佳，但纤维的最大牵伸倍数比聚酯（PET）的小，因皮芯丝的强度主要取决于芯层聚酯（PET），采用尼龙6（PA6）作为皮层的话，皮芯丝牵伸倍数有限，聚酯（PET）强力得不到提高，用其制作螺旋网的抗拉性会比较差，使用时会出现伸长问题。尼龙66（PA66）的熔点和最大牵伸倍数与聚酯（PET）基本接近，但可纺性比较差，特别是纺大直径单丝的难度较大。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种皮芯型复合单丝、生产方法及其应用，以纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66共混料为皮，以高粘度聚酯为芯，制成的复合单丝的皮芯结合度好，圆整度佳，具有良好耐碱能力且便于制作螺旋网。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种皮芯型复合单丝，包括：芯层和皮层，皮层包覆在芯层的外部，芯层为特性粘度为0.94-0.95dl/g的聚酯，皮层包括纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66的质量比为1：1.25-1.75，复合单丝的直径为0.60-1.05mm，复合单丝在180℃条件下处理10分钟的干热收缩率为18-22%。
优选地，复合单丝的弹性模量为75-85MPa。
优选地，复合单丝的耐碱性为7.0-14.0。
优选地，复合单丝的断裂强度为45-55N/mm2。
优选地，复合单丝的断裂伸长率为12-16%。
本发明还提供一种皮芯型复合单丝的生产方法，包括如下步骤：
S1：将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66按1：1.25-1.75的质量比例进行混合，然后吸入除湿干燥机干燥，将特性粘度为0.94-0.95dl/g的聚酯吸入另一组除湿干燥机干燥；
S2：将干燥后的纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料和聚酯分别经两组螺杆熔融挤出，形成皮层熔体和芯层熔体；
S3：经熔融的皮层熔体和芯层熔体分别进入复合纺丝组件，皮层熔体和芯层熔体按1:0.9-1.1比例挤出初生纤维，经60-65℃的水冷却后，再经90-100℃的热水和120-130℃的热风进行两道牵伸；
S4：牵伸后经松弛定型形成复合单丝。
优选地，步骤S1中，两组除湿干燥机的干燥时间均为4-6h。
优选地，步骤S2中，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料的熔融温度为260-280℃，聚酯的熔融温度为270-290℃。
优选地，步骤S3中，挤出压力为8-12MPa，初生纤维的总拉伸倍数为4.5-5.5倍，初生纤维在热水中的牵伸倍数占总牵伸倍数的70%-80%。
优选地，步骤S4中，松弛定型的超喂率为2%-3%，定型温度为80-90℃。
本发明还提供如上述任一的皮芯型复合单丝在制备螺旋网中的应用。
本发明的有益效果为：
1、以纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66共混料为皮，以高粘度聚酯为芯，制成的复合单丝具有良好耐碱能力且便于制作螺旋网。
2、通过螺杆熔融挤出温度、复合纺丝组件的挤出压力、以及热定型方式的设定，制得的复合单丝的皮芯结合度好，圆整度佳。
3、通过将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66按特定比例共混作为皮层，可有效解决两种材料的缺陷，纺制出符合螺旋网使用要求的复合单丝。
4、初生纤维经过两道牵伸，并且在热水中的牵伸倍数占总牵伸倍数的70%-80%，使得制成的复合单丝具有高收缩性能。
具体实施方式
现结合具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
本实施例中提供的一种皮芯型复合单丝，包括：芯层和皮层，皮层包覆在芯层的外部，芯层的截面形状为圆形，芯层为特性粘度为0.945dl/g的聚酯，皮层包括纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66的质量比为1：1.5，复合单丝的直径为0.80mm，复合单丝在180℃条件下处理10分钟的干热收缩率为20%，复合单丝的弹性模量为80MPa，复合单丝的耐碱性为11，复合单丝的断裂强度为50N/mm2，复合单丝的断裂伸长率为14%。
本发明还提供一种皮芯型复合单丝的生产方法，包括如下步骤：
S1：将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66按1：1.5的质量比例进行混合，放入转鼓干燥机搅拌35min，使两者混合充分，然后吸入除湿干燥机干燥，将特性粘度为0.945dl/g的聚酯吸入另一组除湿干燥机干燥，具体的，两组除湿干燥机的干燥时间均为5h。
S2：将干燥后的纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料和聚酯分别经两组螺杆熔融挤出，形成皮层熔体和芯层熔体，为了使皮芯两组分能有更好的结合度及得到圆整度较佳的皮芯丝，必须保证皮芯两组料的熔体表观粘度即流动性能尽量接近，螺杆熔融挤出温度的设定就显得至关重要，经反复试验后得出纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料的熔融温度为271℃，聚酯的熔融温度为280℃。
S3：经熔融的皮层熔体和芯层熔体分别进入复合纺丝组件，具体的，物料经螺杆熔融挤出后经熔体纺丝计量泵匀速输送至复合纺丝组件，皮层熔体和芯层熔体按1:1的比例挤出初生纤维，挤出压力为10MPa，经63℃的水冷却后，再经95℃的热水和125℃的热风进行两道牵伸，复合纺丝组件背压的大小可表征熔体表观粘度，因此应该调整至复合纺丝组件内的皮层熔体和芯层熔体的背压接近，初生纤维的总拉伸倍数为5倍，为了得到高收缩的复合单丝，初生纤维在热水中的牵伸倍数占总牵伸倍数的75%。
S4：牵伸后经松弛定型形成复合单丝，具体的，松弛定型的超喂率为2.5%，定型温度为85℃，使复合单丝的皮层和芯层结合更加牢固。
本发明还提供如上述任一的皮芯型复合单丝在制备螺旋网中的应用，制作螺旋网前需将复合单丝用绕环设备绕成环，为了能得到利于拼接的螺旋环，采用本生产方法生产出大收缩（干热收缩率20%）的复合单丝。
实施例二：
本实施例中提供的一种皮芯型复合单丝，包括：芯层和皮层，皮层包覆在芯层的外部，芯层的截面形状为圆形，芯层为特性粘度为0.94dl/g的聚酯，皮层包括纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66的质量比为1：1.25，复合单丝的直径为0.70mm，复合单丝在180℃条件下处理10分钟的干热收缩率为18%，复合单丝的弹性模量为75MPa，复合单丝的耐碱性为8，复合单丝的断裂强度为45N/mm2，复合单丝的断裂伸长率为12%。
本发明还提供一种皮芯型复合单丝的生产方法，包括如下步骤：
S1：将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66按1：1.25的质量比例进行混合，放入转鼓干燥机搅拌30min，使两者混合充分，然后吸入除湿干燥机干燥，将特性粘度为0.94dl/g的聚酯吸入另一组除湿干燥机干燥，具体的，两组除湿干燥机的干燥时间均为4h。
S2：将干燥后的纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料和聚酯分别经两组螺杆熔融挤出，形成皮层熔体和芯层熔体，为了使皮芯两组分能有更好的结合度及得到圆整度较佳的皮芯丝，必须保证皮芯两组料的熔体表观粘度即流动性能尽量接近，螺杆熔融挤出温度的设定就显得至关重要，经反复试验后得出纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料的熔融温度为262℃，聚酯的熔融温度为274℃。
S3：经熔融的皮层熔体和芯层熔体分别进入复合纺丝组件，具体的，物料经螺杆熔融挤出后经熔体纺丝计量泵匀速输送至复合纺丝组件，皮层熔体和芯层熔体按1:0.9的比例挤出初生纤维，挤出压力为8MPa，经60℃的水冷却后，再经90℃的热水和120℃的热风进行两道牵伸，复合纺丝组件背压的大小可表征熔体表观粘度，因此应该调整至复合纺丝组件内的皮层熔体和芯层熔体的背压接近，初生纤维的总拉伸倍数为4.5倍，为了得到高收缩的复合单丝，初生纤维在热水中的牵伸倍数占总牵伸倍数的70%。
S4：牵伸后经松弛定型形成复合单丝，具体的，松弛定型的超喂率为2%，定型温度为80℃，使复合单丝的皮层和芯层结合更加牢固。
本发明还提供如上述任一的皮芯型复合单丝在制备螺旋网中的应用，制作螺旋网前需将复合单丝用绕环设备绕成环，为了能得到利于拼接的螺旋环，采用本生产方法生产出大收缩（干热收缩率18%）的复合单丝。
实施例三：
本实施例中提供的一种皮芯型复合单丝，包括：芯层和皮层，皮层包覆在芯层的外部，芯层的截面形状为椭圆形，芯层为特性粘度为0.95dl/g的聚酯，皮层包括纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66的质量比为1：1.75，复合单丝的直径为1.03mm，复合单丝在180℃条件下处理10分钟的干热收缩率为22%，复合单丝的弹性模量为85MPa，复合单丝的耐碱性为13，复合单丝的断裂强度为55N/mm2，复合单丝的断裂伸长率为16%。
本发明还提供一种皮芯型复合单丝的生产方法，包括如下步骤：
S1：将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66按1：1.75的质量比例进行混合，放入转鼓干燥机搅拌40min，使两者混合充分，然后吸入除湿干燥机干燥，将特性粘度为0.95dl/g的聚酯吸入另一组除湿干燥机干燥，具体的，两组除湿干燥机的干燥时间均为6h。
S2：将干燥后的纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料和聚酯分别经两组螺杆熔融挤出，形成皮层熔体和芯层熔体，为了使皮芯两组分能有更好的结合度及得到圆整度较佳的皮芯丝，必须保证皮芯两组料的熔体表观粘度即流动性能尽量接近，螺杆熔融挤出温度的设定就显得至关重要，经反复试验后得出纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料的熔融温度为280℃，聚酯的熔融温度为290℃。
S3：经熔融的皮层熔体和芯层熔体分别进入复合纺丝组件，具体的，物料经螺杆熔融挤出后经熔体纺丝计量泵匀速输送至复合纺丝组件，皮层熔体和芯层熔体按1:1.1的比例挤出初生纤维，挤出压力为12MPa，经65℃的水冷却后，再经100℃的热水和130℃的热风进行两道牵伸，复合纺丝组件背压的大小可表征熔体表观粘度，因此应该调整至复合纺丝组件内的皮层熔体和芯层熔体的背压接近，初生纤维的总拉伸倍数为5.5倍，为了得到高收缩的复合单丝，初生纤维在热水中的牵伸倍数占总牵伸倍数的80%。
S4：牵伸后经松弛定型形成复合单丝，具体的，松弛定型的超喂率为3%，定型温度为90℃，使复合单丝的皮层和芯层结合更加牢固。
本发明还提供如上述任一的皮芯型复合单丝在制备螺旋网中的应用，制作螺旋网前需将复合单丝用绕环设备绕成环，为了能得到利于拼接的螺旋环，采用本生产方法生产出大收缩（干热收缩率22%）的复合单丝。
本发明采用尼龙作为皮层材质，高粘聚酯作为芯层材质，既利用了尼龙的耐碱和耐磨性，又利用了高粘聚酯的高模量和抗变形性，将两种材料的优点利用起来，避开了其缺点。采用尼龙6和尼龙66按特定比例共混作为皮层材质可有效解决两种材料的缺陷，纺制出符合螺旋网使用要求的复合单丝。采用合理的螺杆熔融挤出温度、复合纺丝组件的挤出压力（皮芯挤出压力）及热定型方式，得到圆整度佳、皮芯结合度好的复合单丝。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种皮芯型复合单丝，其特征在于，包括：
芯层和皮层；
所述皮层包覆在所述芯层的外部；
所述芯层为特性粘度为0.94-0.95dl/g的聚酯；
所述皮层包括纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66，所述纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66的质量比为1：1.25-1.75，所述复合单丝的直径为0.60-1.05mm，所述复合单丝在180℃条件下处理10分钟的干热收缩率为18-22%。
2.根据权利要求1所述的皮芯型复合单丝，其特征在于，
所述复合单丝的弹性模量为75-85MPa。
3.根据权利要求1所述的皮芯型复合单丝，其特征在于，
所述复合单丝的断裂强度为45-55N/mm2。
4.根据权利要求1所述的皮芯型复合单丝，其特征在于，
所述复合单丝的断裂伸长率为12-16%。
5.一种皮芯型复合单丝的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66按1：1.25-1.75的质量比例进行混合，然后吸入除湿干燥机干燥，将特性粘度为0.94-0.95dl/g的聚酯吸入另一组除湿干燥机干燥；
S2：将干燥后的纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料和聚酯分别经两组螺杆熔融挤出，形成皮层熔体和芯层熔体；
S3：经熔融的皮层熔体和芯层熔体分别进入复合纺丝组件，皮层熔体和芯层熔体按1:0.9-1.1的比例挤出初生纤维，经60-65℃的水冷却后，再经90-100℃的热水和120-130℃的热风进行两道牵伸；
S4：牵伸后经松弛定型形成复合单丝。
6.根据权利要求5所述的皮芯型复合单丝的生产方法，其特征在于，
步骤S1中，两组除湿干燥机的干燥时间均为4-6h。
7.根据权利要求5所述的皮芯型复合单丝的生产方法，其特征在于，
步骤S2中，纺丝级尼龙6和纺丝级尼龙66混料的熔融温度为260-280℃，聚酯的熔融温度为270-290℃。
8.根据权利要求5所述的皮芯型复合单丝的生产方法，其特征在于，
步骤S3中，挤出压力为8-12MPa，初生纤维的总拉伸倍数为4.5-5.5倍，初生纤维在热水中的牵伸倍数占总牵伸倍数的70%-80%。
9.根据权利要求5所述的皮芯型复合单丝的生产方法，其特征在于，
步骤S4中，松弛定型的超喂率为2%-3%，定型温度为80-90℃。
10.如权利要求1-4任一所述的皮芯型复合单丝在制备螺旋网中的应用。
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