CN111206298A

CN111206298A - 一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法

Info

Publication number: CN111206298A
Application number: CN202010163406.7A
Authority: CN
Inventors: 李永贵; 李书海; 刘冰灵
Original assignee: Minjiang University
Current assignee: Minjiang University
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-05-29

Abstract

本发明提供了一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其是将红色母粒和聚酰胺6切片熔融混合作为芯层组分；另将聚酰胺6切片熔融作为皮层组分；然后将皮层组分与芯层组分挤出，经计量泵计量后进入皮芯型复合纺丝组件，经纺丝组件复合喷出后形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、网络交络，最终卷绕成型，得到所述皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维。基于锦纶6纤维本身无明显颜色、接近透明的色彩特征，本发明通过皮芯复合结构的纺丝工艺设计，使置于芯层的颜料被透明外层保护，可使原液着色红色锦纶6纤维在稳定生产的同时，具有更高的断裂强度，并大幅提高色牢度，使其颜色分散性、色泽均匀度都达到更高的质量要求。

Description

一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法

技术领域

本发明属于化学纤维技术领域，具体涉及一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法。

背景技术

在纺织产业的各项环节中，染整是提高锦纶纤维附加值的重要环节，但染整也是污染最为明显的生产环节。在消耗大量水和化学用品的同时，还会排放出处理成本极高的污染废水废气，在国家节能环保要求逐年提高的政策指导下，染整行业大量排放废水废气所造成的环境污染问题也越发明显。因此，需要对有色锦纶的生产工艺进行改进。

聚合后着色法是较为常用的方法，其即是在聚酰胺熔体纺丝前，通过添加有色母粒进行混合熔融，共同纺丝的方式生产原液着色锦纶6纤维。但有色颜料粉体的加入会引起熔体粘度变化，影响熔体的均匀性和稳定性，使颜料自身分散不匀，同时会进一步影响到其物理性能和色牢度，导致成品质量不稳定。

基于锦纶6纤维本身无明显颜色、接近透明的色彩特征，本发明采用皮芯复合结构纺丝技术对原液着色纤维进行改进，皮芯复合结构纺丝组件由两组独立运行的熔融输送螺杆组成，内部芯层经过纺丝组件内圆形滤网过滤，进入喷丝孔内圆芯层通道后挤出；外部皮层经过纺丝组件外圈环形滤网过滤，进入喷丝孔外环皮层通道后挤出，包裹在芯层周围，为芯层提供保护。所得皮芯复合纤维由于其特殊的包覆结构，将纤维原液着色部分置于芯层，从而进一步提高其物理性能和色牢度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其通过改善纤维结构提高原液着色锦纶6纤维色牢度的方法，即将原液着色部分置入芯层，采用无明显颜色、接近透明的锦纶6纤维进行保护，以提高原液着色红色锦纶6纤维的色牢度，使皮芯复合原液着色红色锦纶6纤维能够稳定生产，并满足毛丝少、断裂强度高、色泽均匀等质量要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其包括以下步骤：

1）将1.0~6.0重量份红色母粒和94.0~99.0重量份聚酰胺6切片于270~275℃熔融混合，作为芯层组分；

2）另将聚酰胺6切片于265~270℃熔融，作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出，经计量泵计量后进入皮芯型复合纺丝组件内，分别经皮芯型复合纺丝组件内的同心圆形双层滤网过滤后，从皮芯型复合纺丝组件内的喷丝组件中喷出形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、网络交络，最终卷绕成型，得到所述皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维。

所述红色母粒由以下重量份的原料制成：红色颜料粉体25.0~35.0份，复配分散剂2.0~5.0份，聚酰胺6切片60.0~73.0份。所述红色颜料粉体的平均粒径为40~80nm。所述复配分散剂是由分散剂YY–5023、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、纳米二氧化硅、抗氧剂1010按质量比4:2:1:1组成。

所述同心圆形双层滤网分为内圆与外环两部分，该滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目。

所述喷丝组件内设有双组份喷丝板，双组份喷丝板上设有同心圆形排列的喷丝孔，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆为芯层通道，外环为皮层通道。

本发明最关键的构思在于：通过将红色母粒和聚酰胺6切片按一定比例熔融制成芯层；将聚酰胺6切片熔融制成皮层，并通过皮芯型复合纺丝组件挤出，形成皮芯复合原液着色红色锦纶6纤维，提高了原液着色红色锦纶6纤维的色牢度，改善了红色原液着色锦纶6纤维的光泽，达到了毛丝少、断裂强度高、色牢度高、色泽均匀等质量要求，解决了皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维生产过程中纺丝组件压力不稳定的问题，保障了皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的连续生产。

本发明的有益效果在于：

（1）通过对红色母粒的份数占比配比设计以及分散剂份数的搭配，使得红色颜料在原液着色锦纶6纤维中分散均匀，保障了芯层部分纤维质量的稳定；

（2）通过红色母粒对皮芯复合锦纶6纤维的芯层实现原液着色，再采用聚酰胺6皮层保护芯层部分，进一步提高了原液着色锦纶6纤维的色牢度，解决了皮芯复合原液着色锦纶6纤维生产过程中出现的毛丝、断头多及组件压力不稳定等问题；

（3）制得的皮芯复合红色原液着色锦纶6纤维条干均匀、毛丝少、断裂强度较高、色牢度高且色泽均匀，可满足后序加工使用要求。

附图说明

图1为本发明制备皮芯复合结构原液着色锦纶6纤维所用皮芯型复合纺丝组件的结构示意图；

其中：1为皮层第一通道，2为芯层第一通道，3为皮层过滤空间，4为皮层外环滤网，5为芯层过滤空间，6为芯层内圆滤网，7为皮层第二通道，8为芯层第二通道，9为喷丝孔。

图2为本发明所用皮芯型复合纺丝组件中同心圆形双层滤网的俯视图（a）和仰视图（b）；

图3为本发明所用皮芯型复合纺丝组件中同心圆形双层滤网的剖面图；

其中：10为芯层内圆滤网上层结构，11为皮层外环滤网上层结构，12为芯层内圆滤网下层结构，13为皮层外环滤网下层结构。

图4为本发明所用皮芯型复合纺丝组件中喷丝板上喷丝孔的排列示意图；

其中：14为内圆芯层通道，15为外环皮层通道。

图5为本发明实施例1制备的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的表面形态图。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

本发明提供了一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，包括如下步骤：

2）另将聚酰胺6切片于265~270℃熔融，作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出，经计量泵计量后进入皮芯型复合纺丝组件内，经纺丝组件复合喷出后形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、网络交络，最终卷绕成型，得到所述皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维。

进一步的，所述红色母粒由以下重量份的原料制成：红色颜料粉体25.0~35.0份，复配分散剂2.0~5.0份，聚酰胺6切片60.0~73.0份。所述红色颜料粉体的平均粒径为40~80nm。所述复配分散剂是由分散剂YY–5023、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、纳米二氧化硅、抗氧剂1010按质量比4:2:1:1组成。

在上述描述中可知，本发明的有益效果在于通过皮芯复合结构，利用皮层对内部有色芯层进行保护，可提高纤维色牢度、改善光泽，通过熔融温度的优化调配，避免芯层部分温度过低，促使红色母粒和聚酰胺6切片充分熔融，也能有效促进颜料粉体在螺杆中均匀分散；同时避免芯层温度过高，使得熔体性质稳定，有效解决了熔体不稳定使纺丝组件压力出现不稳定的波动，影响纤维连续生产的问题。

进一步的，皮层组分和芯层组分分别通过如图1所示皮芯型复合纺丝组件中的皮层第一通道1和芯层第一通道2进入相应的皮层过滤空间3和芯层过滤空间5；然后位于皮层过滤空间3的皮层组分经同心圆形双层滤网中的皮层外环滤网4过滤后，进入皮层第二通道7，再进一步进入双组份喷丝板的喷丝孔9；而位于芯层过滤空间5的芯层组分经同心圆形双层滤网中的芯层内圆滤网6过滤后，进入芯层第二通道8，再进一步进入双组份喷丝板的喷丝孔9中，通过喷丝孔的同时喷射形成皮芯复合结构的锦纶6纤维；所述皮层第二通道7呈圆柱形均匀设置于皮层外环滤网4下方并与之接通，芯层第二通道8与芯层内圆滤网6接通。

所述同心圆形双层滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目。

所述双组份喷丝板上的喷丝孔为同心圆形排列，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆14为芯层通道，外环15为皮层通道；

其中，喷丝孔的长径比设为2.5，其目的主要是为防止过滤介质或机械杂质堵塞喷丝孔，稳定纺丝过程，延长纺丝组件使用周期。喷丝孔分为内圆与外环部分，有效保障了皮芯结构的组合稳定。同心圆形双层滤网上层孔径为200目，下层孔径为50目，可有效过滤颜料，防止滤网孔径过大所导致的熔体杂质或较大颗粒颜料粉体进入，堵塞喷丝孔或造成断丝、飘丝等现象；同时防止滤网孔径过小所导致的颜料粉体在纺丝过程中发生团聚，堵塞滤网，大幅缩短纺丝组件使用周期。

实施例1

一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的生产方法，包括以下步骤：

1）将红色母粒4.0重量份和96.0重量份聚酰胺6切片充分熔融混合后作为芯层组分；其中所述红色母粒由红色颜料粉体25.0重量份，复配分散剂2.0重量份，聚酰胺6切片73.0重量份制成；

2）另将100.0重量份聚酰胺6切片充分熔融后作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出（芯层熔体温度为274℃，皮层熔体温度为268℃）；熔体经计量泵精确计量，进入皮芯型复合纺丝组件内，分别经纺丝组件内的同心圆形双层滤网过滤后从纺丝组件内的喷丝组件中喷出形成丝束，再经侧吹风冷却、集束上油、网络交络，然后卷绕成型，获得皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维；所述同心圆形双层滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目；所述喷丝组件内设有双组份喷丝板，双组份喷丝板上设有同心圆形排列的喷丝孔，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆为芯层通道，外环为皮层通道。

对通过上述工艺步骤生产出的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维（150D/36F）进行检测，结果如下：

纤度为165.39 dtex，断裂强度为4.08 cN/dtex，断裂伸长率30.04%，耐皂洗色牢度为4-5级，耐摩擦色牢度≥5级，耐汗渍色牢度≥4级，耐日晒色牢度为4-5级，达到优等品的要求，解决了原液着色红色锦纶6纤维生产过程中压力不稳定，达到了毛丝少、断裂强度高、色牢度高、色泽均匀等质量要求，满足后序加工使用要求。

实施例2

1）将红色母粒2.0重量份和98.0重量份聚酰胺6切片充分熔融混合后作为芯层组分；其中所述红色母粒由红色颜料粉体35重量份、复配分散剂5重量份、聚酰胺6切片60重量份制成；

2）另将100重量份聚酰胺6切片充分熔融后作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出（芯层熔体温度为272℃，皮层熔体温度为265℃）；熔体经计量泵精确计量，进入皮芯型复合纺丝组件内，分别经纺丝组件内的同心圆形双层滤网过滤后从纺丝组件内的喷丝组件中喷出形成丝束，再经侧吹风冷却、集束上油、网络交络，然后卷绕成型，获得皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维；所述同心圆形双层滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目；所述喷丝组件内设有双组份喷丝板，双组份喷丝板上设有同心圆形排列的喷丝孔，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆为芯层通道，外环为皮层通道。

对通过上述工艺步骤生产出的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维（90D/24F）进行检测，结果如下：

纤度为101.01 dtex，断裂强度为4.27 cN/dtex，断裂伸长率35.60%，耐皂洗色牢度≥5级，耐摩擦色牢度≥5级，耐汗渍色牢度为4-5级，耐日晒色牢度≥5级，达到优等品的要求，解决了原液着色红色锦纶6纤维生产过程中压力不稳定，达到了毛丝少、断裂强度高、色牢度高、色泽均匀等质量要求，满足后序加工使用要求。

实施例3

1）将红色母粒1.0重量份和99.0重量份聚酰胺6切片充分熔融混合后作为芯层组分；其中所述红色母粒由红色颜料粉体30.0重量份，复配分散剂2.5重量份，聚酰胺6切片67.5重量份制成；

2）另将100.0重量份聚酰胺6切片充分熔融后作为皮层组分；

对通过上述工艺步骤生产出的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维（120D/36F）进行检测，结果如下：

纤度为135.42 dtex，断裂强度为4.51 cN/dtex，断裂伸长率38.14%，耐皂洗色牢度≥5级，耐摩擦色牢度≥5级，耐汗渍色牢度为4-5级，耐日晒色牢度≥5级，达到优等品的要求，解决了原液着色红色锦纶6纤维生产过程中压力不稳定，达到了毛丝少、断裂强度高、色牢度高、色泽均匀等质量要求，满足后序加工使用要求。

实施例4

1）将红色母粒3.0重量份和97.0重量份聚酰胺6切片充分熔融混合后作为芯层组分；其中所述红色母粒由红色颜料粉体30.0重量份，复配分散剂2.5重量份，聚酰胺6切片67.5重量份制成；

2）另将100.0重量份聚酰胺6切片充分熔融后作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出（芯层熔体温度为274℃，皮层熔体温度为267℃）；熔体经计量泵精确计量，进入皮芯型复合纺丝组件内，分别经纺丝组件内的同心圆形双层滤网过滤后从纺丝组件内的喷丝组件中喷出形成丝束，再经侧吹风冷却、集束上油、网络交络，然后卷绕成型，获得皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维；所述同心圆形双层滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目；所述喷丝组件内设有双组份喷丝板，双组份喷丝板上设有同心圆形排列的喷丝孔，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆为芯层通道，外环为皮层通道。

纤度为132.09 dtex，断裂强度为4.27 cN/dtex，断裂伸长率36.25%，耐皂洗色牢度为4-5级，耐摩擦色牢度≥5级，耐汗渍色牢度为4-5级，耐日晒色牢度为4-5级，达到优等品的要求，解决了原液着色红色锦纶6纤维生产过程中压力不稳定，达到了毛丝少、断裂强度高、色牢度高、色泽均匀等质量要求，满足后序加工使用要求。

实施例5

1）将红色母粒5.0重量份和95.0重量份聚酰胺6切片充分熔融混合后作为芯层组分；其中所述红色母粒由红色颜料粉体30.0重量份，复配分散剂2.5重量份，聚酰胺6切片67.5重量份制成；

2）另将100.0重量份聚酰胺6切片充分熔融后作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出（芯层熔体温度为275℃，皮层熔体温度为270℃）；熔体经计量泵精确计量，进入皮芯型复合纺丝组件内，分别经纺丝组件内的同心圆形双层滤网过滤后从纺丝组件内的喷丝组件中喷出形成丝束，再经侧吹风冷却、集束上油、网络交络，然后卷绕成型，获得皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维；所述同心圆形双层滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目；所述喷丝组件内设有双组份喷丝板，双组份喷丝板上设有同心圆形排列的喷丝孔，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆为芯层通道，外环为皮层通道。

纤度为136.53 dtex，断裂强度为4.11 cN/dtex，断裂伸长率36.58%，耐皂洗色牢度为4-5级，耐摩擦色牢度为4-5级，耐汗渍色牢度≥4级，耐日晒色牢度为4-5级，达到优等品的要求，解决了原液着色红色锦纶6纤维生产过程中压力不稳定，达到了毛丝少、断裂强度高、色牢度高、色泽均匀等质量要求，满足后序加工使用要求。

对红色母粒含量不同、设计细度相同的实施例3~5进行色差测试，结果见表1。

表1

由表1可见，通过调整红色母粒含量，可制得不同的红色锦纶6纤维。

综上所述，本发明提供的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的生产方法通过皮芯复合结构，将红色母粒和聚酰胺6切片按一定比例混合后作为芯层，将聚酰胺6切片单独熔融作为皮层，复合挤出，解决了原液着色红色锦纶6纤维生产过程中出现的纺丝组件压力不稳定的问题，改善了原液着色红色锦纶6纤维的生产连续性，进一步提高了原液着色红色锦纶6纤维的色牢度，且满足毛丝少、断裂强度高、色泽均匀等质量要求，满足后序加工使用要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：

1）将红色母粒和聚酰胺6切片按比例熔融混合作为芯层组分；

2）另将聚酰胺6切片熔融作为皮层组分；

3）将皮层组分与芯层组分按重量比4:6挤出，经计量泵计量后进入皮芯型复合纺丝组件，经纺丝组件复合喷出后形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、网络交络，最终卷绕成型，得到所述皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维。

2.根据权利要求1所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：制备所述芯层组分采用红色母粒1.0~6.0重量份、聚酰胺6切片94.0~99.0重量份。

3.根据权利要求1或2所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述红色母粒由以下重量份的原料制成：红色颜料粉体25.0~35.0份，复配分散剂2.0~5.0份，聚酰胺6切片60.0~73.0份。

4.根据权利要求3所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述红色颜料粉体的平均粒径为40~80nm。

5.根据权利要求3所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述复配分散剂是由分散剂YY–5023、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、纳米二氧化硅、抗氧剂1010按质量比4:2:1:1组成。

6.根据权利要求1所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：步骤1）中熔融的温度控制在270~275℃；步骤2）中熔融的温度控制在265~270℃。

7.根据权利要求1所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述皮芯型复合纺丝组件中包括同心圆形双层滤网，其分为内圆与外环两部分；该滤网的上层孔径为200目，下层孔径为50目。

8.根据权利要求1所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述皮芯型复合纺丝组件中还包括喷丝组件，所述喷丝组件内设有双组份喷丝板。

9.根据权利要求8所述的皮芯复合结构原液着色红色锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述双组份喷丝板上设有同心圆形排列的喷丝孔，其长径比为2.5，所述喷丝孔的形状为同心圆形，内圆为芯层通道，外环为皮层通道。