CN111349979A - 一种高强低伸锦纶6聚合纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强低伸锦纶6聚合纤维，其拉伸强度≥6.5cN/dtex，拉伸模量≤130cN/dtex，断裂伸长率≤9.6％，线密度为1.89～2.62dtex，断裂强度≥6.4cN/dtex，所述锦纶6的数均分子量为20000～30000，其制作方法包括：备料、熔融、纺丝、上油、拉伸，备料时选用切片的相对粘度为2.45‑2.50之间的锦纶6大有光切片、和色母粒，切片与色母粒的配比为48：1；熔融时将切片与色母粒加入螺杆挤出机中加热熔融挤出得到纺丝液；纺丝时将纺丝液经计量泵计量和过滤组件过滤后通过喷丝板中挤出单丝并形成丝束。优点在于：本工艺生产的聚合纤维具有高强低伸的特性的同时具有一定的弹性；织成的织物既透气又保暖，通过特制的色母粒与聚酯纤维配合，生产工艺设计合理，经济效益好。

Description

一种高强低伸锦纶6聚合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及锦纶制备技术领域，尤其涉及一种高强低伸锦纶6聚合纤维及其制备方法。
背景技术
锦纶纤维具有较好的吸湿、柔软以及良好的弹性等特性，适用于内衣、运动服装等面料，具有较好的穿着舒适性。
在现有技术中，一般都是在纺丝后对锦纶纤维进行染色，但是这种方法会产生大量的印染废水，且这些印染废水处理很难处理，处理成本高，对环境的影响也较大。由于环保压力以及国家产业政策等原因，发展色丝生产，减少印染对环境的影响，已经成为行业发展的重要趋势。
锦纶纤维是通过熔融纺丝生产并按照要求将长丝束切成一定长度后制得的纤维。锦纶6纤维密度小、耐磨性好、强度高、质轻柔软、弹性恢复率高且吸湿性好，因而使得其混纺织物也具有良好的耐磨性和强度。但是由于其弹性模量较小，因而其保形性差，同时，锦纶短纤维断裂伸长率较其他短纤维高，但其混纺纱线的强度低，限制了其应用范围。伴随着市场对产品要求的提高，人们对高强低伸锦纶6短纤维的需求也越来越迫切。
专利CN201811060817.2公开了一种高强低伸锦纶6短纤维及其制备方法，将高强低伸锦纶6熔体进行纺丝制得高强低伸锦纶6短纤维，高强低伸锦纶6是由混合物先后经增强粉体表面链增长反应、开环预缩聚反应、终缩聚反应和增粘反应制得的，但是该专利公开的技术仅能单一生产高强低伸锦纶6短纤维，无法满足现实生活中中更多的需求。
现有的高强低伸锦纶6纤维的制备还存在以下问题：
1)使用高粘度的切片制备锦纶是使其强度提高的常用方法，然而由于其相对粘度的提高，其在一定温度下的流动性能也会变差，为了使其正常纺丝不得不提高纺丝温度，但提高纺丝温度又容易造成聚合物分子链的降解，因此其强度提升程度有限；
2)为了提高强度会在聚合物中增添一些功能母粒，但功能母粒常会存在分散不均匀的现象，使得纤维结晶区分布有差异，从而导致纤维的断裂强度不匀。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种高强低伸锦纶6聚合纤维及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高强低伸锦纶6聚合纤维，包括高强低伸锦纶6聚合纤维的拉伸强度≥6.5cN/dtex，拉伸模量≤130cN/dtex，断裂伸长率≤9.6％，线密度为1.89～2.62dtex，断裂强度≥6.4cN/dtex，所述锦纶6的数均分子量为20000～30000。
一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料
选用切片的相对粘度为2.45-2.50之间的锦纶6大有光切片、和色母粒，切片与色母粒的配比为48：1，色母粒包括如下重量份的成分：聚乙烯：20～40份，聚氯乙烯：20～30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯：15～25份，硬脂酸钙：10～15份，纳米氧化镁：5～10份，羧甲基纤维素：10～15份，柠檬酸钠：5～10份，聚乙烯醇：5～10份，热稳定剂：1～5份，偶联剂：1～5份，分散剂：1～5份，着色剂：10～25份；
将干燥后的切片与色母粒送入搅拌机，在转速为1000～1200转/分的转速下搅拌、混合15～20分钟；
S2、熔融
将切片与色母粒加入螺杆挤出机中加热熔融挤出得到纺丝液，纺丝液为240～270℃；
S3、纺丝
纺丝液经计量泵计量和过滤组件过滤后通过喷丝板中挤出单丝并形成丝束；所述计量泵流量为200～220g/min；
S4、上油
将丝束浸入油池进行表面上油，丝束的浸油深度15～20cm，油池内转动连接有上油轮，丝束双股绕设在上油轮上，丝束在油池的入油以及出油倾角均为25°；
上油的纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8～1.0%；
S5、拉伸
上油后的丝束依次经过三套组合辊进行热拉伸，第一套组合辊的拉伸比为1.02～1.05，第一套组合辊至第二套组合辊的拉伸比为1.20～1.30，第二套组合辊的拉伸比为1.00～1.06，第二套组合辊至第三套组合辊的拉伸比为1.35～1.40，第三套组合辊的拉伸比为1.00～1.02。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，所述色母粒包括如下重量份的成分：聚乙烯：25～40份，聚氯乙烯：23～30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯：15～25份，硬脂酸钙：12～15份，纳米氧化镁：5～9份，羧甲基纤维素：10～13份，柠檬酸钠：7～10份，聚乙烯醇：7～10份，热稳定剂：2～5份，偶联剂：3～5份，分散剂：2～5份，着色剂：10～25份。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，喷丝板的板孔由相贯通的导流孔、纺丝甬道和毛细孔构成，纺丝液从导流孔形成单丝并流入穿过纺丝甬道，然后从毛细孔形成丝束喷出，所述毛细孔的出料口端截面呈长条形，长条形截面孔的长径比为1.2～1.7。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，纺丝甬道长度为3～12m，温度小于250℃，纺丝风速为0.1～0.5m/s，进风方式为上进中进下出或上进下进中出，进风和出风比为1:1，风为酸性。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，进风方式上进中进下出，上、中进风百分比为30～50％:70～50％。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，进风方式上进下进中出，上、下进风百分比为40～50％:60～50％。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，所述色母粒制备方法包括如下步骤：将聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、硬脂酸钙、纳米氧化镁、羧甲基纤维素、柠檬酸钠、聚乙烯醇、热稳定剂、偶联剂、分散剂、着色剂按重量比例配料，然后加入转速在1000～1500转/分的混合机中，在70～90℃下混合10～15分钟，将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在150～200℃，螺杆转速为250～300转/分，挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得所述色母粒。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：本工艺生产所得锦纶6聚合纤维具有高强低伸的特性，具备了手感好、耐虫蛀、耐磨性好的特点，且具有一定的弹性；织成的织物既透气又保暖，通过特制的色母粒与聚酯纤维配合，可有效提升聚酯纤维着色率，且不会出现脱色、掉色，生产工艺设计合理，经济效益好。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例一
一种高强低伸锦纶6聚合纤维，包括高强低伸锦纶6聚合纤维的拉伸强度≥6.5cN/dtex，拉伸模量≤130cN/dtex，断裂伸长率≤9.6％，线密度为1.89～2.62dtex，断裂强度≥6.4cN/dtex，所述锦纶6的数均分子量为20000～30000。
一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料
选用切片的相对粘度为2.45-2.50之间的锦纶6大有光切片、和色母粒，切片与色母粒的配比为48：1，色母粒包括如下重量份的成分：聚乙烯：34份，聚氯乙烯：28份，聚对苯二甲酸丁二醇酯：17份，硬脂酸钙：13份，纳米氧化镁：9份，羧甲基纤维素：12份，柠檬酸钠：10份，聚乙烯醇：8份，热稳定剂：2份，偶联剂：5份，分散剂：份，着色剂：15份；
将干燥后的切片与色母粒送入搅拌机，在转速为1200转/分的转速下搅拌、混合20分钟；
S2、熔融
将切片与色母粒加入螺杆挤出机中加热熔融挤出得到纺丝液，纺丝液为260℃；
S3、纺丝
纺丝液经计量泵计量和过滤组件过滤后通过喷丝板中挤出单丝并形成丝束；所述计量泵流量为210g/min；
S4、上油
将丝束浸入油池进行表面上油，丝束的浸油深度16cm，油池内转动连接有上油轮，丝束双股绕设在上油轮上，丝束在油池的入油以及出油倾角均为25°；
上油的纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8～1.0%；
S5、拉伸
上油后的丝束依次经过三套组合辊进行热拉伸，第一套组合辊的拉伸比为1.05，第一套组合辊至第二套组合辊的拉伸比为1.25，第二套组合辊的拉伸比为1.036，第二套组合辊至第三套组合辊的拉伸比为1.38，第三套组合辊的拉伸比为1.02。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，喷丝板的板孔由相贯通的导流孔、纺丝甬道和毛细孔构成，纺丝液从导流孔形成单丝并流入穿过纺丝甬道，然后从毛细孔形成丝束喷出，所述毛细孔的出料口端截面呈长条形，长条形截面孔的长径比为1.5。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，纺丝甬道长度为9m，温度小于250℃，纺丝风速为0.5m/s，进风方式为上进中进下出或上进下进中出，进风和出风比为1:1，风为酸性。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，进风方式上进中进下出，上、中进风百分比为40％:60％。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，进风方式上进下进中出，上、下进风百分比为50％:50％。
在上述的高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法中，所述色母粒制备方法包括如下步骤：将聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、硬脂酸钙、纳米氧化镁、羧甲基纤维素、柠檬酸钠、聚乙烯醇、热稳定剂、偶联剂、分散剂、着色剂按重量比例配料，然后加入转速在1000～1500转/分的混合机中，在70～90℃下混合10～15分钟，将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在150～200℃，螺杆转速为250～300转/分，挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得所述色母粒。
实施例二
一种高强低伸锦纶6聚合纤维，包括高强低伸锦纶6聚合纤维的拉伸强度≥6.5cN/dtex，拉伸模量≤130cN/dtex，断裂伸长率≤9.6％，线密度为1.89～2.62dtex，断裂强度≥6.4cN/dtex，所述锦纶6的数均分子量为20000～30000。
一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，包括以下步骤：
S1、备料
选用切片的相对粘度为2.45～2.50之间的锦纶6大有光切片、和色母粒，切片与色母粒的配比为48：1，色母粒包括如下重量份的成分：聚乙烯：35份，聚氯乙烯：30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯：18份，硬脂酸钙：15份，纳米氧化镁：9份，羧甲基纤维素：15份，柠檬酸钠：9份，聚乙烯醇：9份，热稳定剂：5份，偶联剂：4份，分散剂：4份，着色剂：18份；
将干燥后的切片与色母粒送入搅拌机，在转速为1100转/分的转速下搅拌、混合17分钟；
S2、熔融
将切片与色母粒加入螺杆挤出机中加热熔融挤出得到纺丝液，纺丝液为260℃；
S3、纺丝
纺丝液经计量泵计量和过滤组件过滤后通过喷丝板中挤出单丝并形成丝束；所述计量泵流量为200g/min；
S4、上油
将丝束浸入油池进行表面上油，丝束的浸油深度18cm，油池内转动连接有上油轮，丝束双股绕设在上油轮上，丝束在油池的入油以及出油倾角均为25°；
上油的纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8%；
S5、拉伸
上油后的丝束依次经过三套组合辊进行热拉伸，第一套组合辊的拉伸比为1.02～1.05，第一套组合辊至第二套组合辊的拉伸比为1.30，第二套组合辊的拉伸比为1.06，第二套组合辊至第三套组合辊的拉伸比为1.36，第三套组合辊的拉伸比为1.00。
喷丝板的板孔由相贯通的导流孔、纺丝甬道和毛细孔构成，纺丝液从导流孔形成单丝并流入穿过纺丝甬道，然后从毛细孔形成丝束喷出，所述毛细孔的出料口端截面呈长条形，长条形截面孔的长径比为1.4。
纺丝甬道长度为8m，温度小于250℃，纺丝风速为0.3m/s，进风方式为上进中进下出或上进下进中出，进风和出风比为1:1，风为酸性。
进风方式上进中进下出，上、中进风百分比为35:65％；进风方式上进下进中出，上、下进风百分比为40％:60％。
所述色母粒制备方法包括如下步骤：将聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、硬脂酸钙、纳米氧化镁、羧甲基纤维素、柠檬酸钠、聚乙烯醇、热稳定剂、偶联剂、分散剂、着色剂按重量比例配料，然后加入转速在1200转/分的混合机中，在75℃下混合12分钟，将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在180℃，螺杆转速为260转/分，挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得所述色母粒。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种高强低伸锦纶6聚合纤维，其特征在于，高强低伸锦纶6聚合纤维的拉伸强度≥6.5cN/dtex，拉伸模量≤130cN/dtex，断裂伸长率≤9.6％，线密度为1.89～2.62dtex，断裂强度≥6.4cN/dtex，所述锦纶6的数均分子量为20000～30000。
2.一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、备料
选用切片的相对粘度为2.45-2.50之间的锦纶6大有光切片、和色母粒，切片与色母粒的配比为48：1，色母粒包括如下重量份的成分：聚乙烯：20～40份，聚氯乙烯：20～30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯：15～25份，硬脂酸钙：10～15份，纳米氧化镁：5～10份，羧甲基纤维素：10～15份，柠檬酸钠：5～10份，聚乙烯醇：5～10份，热稳定剂：1～5份，偶联剂：1～5份，分散剂：1～5份，着色剂：10～25份；
将干燥后的切片与色母粒送入搅拌机，在转速为1000～1200转/分的转速下搅拌、混合15～20分钟；
S2、熔融
将切片与色母粒加入螺杆挤出机中加热熔融挤出得到纺丝液，纺丝液为240～270℃；
S3、纺丝
纺丝液经计量泵计量和过滤组件过滤后通过喷丝板中挤出单丝并形成丝束；所述计量泵流量为200～220g/min；
S4、上油
将丝束浸入油池进行表面上油，丝束的浸油深度15～20cm，油池内转动连接有上油轮，丝束双股绕设在上油轮上，丝束在油池的入油以及出油倾角均为25°；
上油的纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8～1.0%；
S5、拉伸
上油后的丝束依次经过三套组合辊进行热拉伸，第一套组合辊的拉伸比为1.02～1.05，第一套组合辊至第二套组合辊的拉伸比为1.20～1.30，第二套组合辊的拉伸比为1.00～1.06，第二套组合辊至第三套组合辊的拉伸比为1.35～1.40，第三套组合辊的拉伸比为1.00～1.02。
3.根据权利要求2所述的一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，所述色母粒包括如下重量份的成分：聚乙烯：25～40份，聚氯乙烯：23～30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯：15～25份，硬脂酸钙：12～15份，纳米氧化镁：5～9份，羧甲基纤维素：10～13份，柠檬酸钠：7～10份，聚乙烯醇：7～10份，热稳定剂：2～5份，偶联剂：3～5份，分散剂：2～5份，着色剂：10～25份。
4.根据权利要求2所述的一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，喷丝板的板孔由相贯通的导流孔、纺丝甬道和毛细孔构成，纺丝液从导流孔形成单丝并流入穿过纺丝甬道，然后从毛细孔形成丝束喷出，所述毛细孔的出料口端截面呈长条形，长条形截面孔的长径比为1.2～1.7。
5.根据权利要求3所述的一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，纺丝甬道长度为3～12m，温度小于250℃，纺丝风速为0.1～0.5m/s，进风方式为上进中进下出或上进下进中出，进风和出风比为1:1，风为酸性。
6.根据权利要求5所述的一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，进风方式上进中进下出，上、中进风百分比为30～50％:70～50％。
7.根据权利要求5所述的一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，进风方式上进下进中出，上、下进风百分比为40～50％:60～50％。
8.根据权利要求3所述的一种高强低伸锦纶6聚合纤维的其制备方法，其特征在于，所述色母粒制备方法包括如下步骤：将聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、硬脂酸钙、纳米氧化镁、羧甲基纤维素、柠檬酸钠、聚乙烯醇、热稳定剂、偶联剂、分散剂、着色剂按重量比例配料，然后加入转速在1000～1500转/分的混合机中，在70～90℃下混合10～15分钟，将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在150～200℃，螺杆转速为250～300转/分，挤出、冷却、切粒、干燥、包装即得所述色母粒。
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