CN113550036A - 一种膨体纱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种膨体纱及其制备方法，原料选用废旧的塑胶材料、色母粒，并结合抗菌材料、UV稳定剂，采用一步法生产工艺制备BCF膨体纱，包括干燥结晶、混合熔融、纺丝、侧吹风冷却、上油、预网络、牵伸、膨化变形、冷却、网络打结和卷绕过程，本发明制备的BCF膨体纱柔软、蓬松、环保可回收、耐光照老化性能和抗菌性能优异，抗菌检验依据GB/T20944.2‑2007吸收法,抗菌性达到99％，耐光照老化性能检验依据JF03‑1301‑2010，试验后目视灰度等级≥4级，耐光老化性能优异，且该发明使用回收材料，将废弃物转换为原料，实现资源再生，降低生产过程中能源使用，达到节约资源的目的，具有较大的经济价值和社会意义。

Description

一种膨体纱及其制备方法
技术领域
本发明属于纱线制作领域，具体涉及一种膨体纱及其制备方法。
背景技术
目前，膨体纱在地毯的制作中得到广泛的应用，纱线通过割绒或圈绒簇绒加工过程制成地毯，由于膨体纱具有价格低廉、耐污渍、重量轻、对湿度和化学品具有惰性且生产简单等诸多优点，已成为制造地毯的最经济的长丝，地毯在使用过程中容易面临受光照紫外线影响而褪色老化的问题，影响地毯的美观性，同时也面临着一个显著的问题，即地毯常用于人流密集的公共场所或者家庭中，地毯藏污纳垢易引起交叉感染，当前疫情防控形势仍不容乐观，所以地毯的抗菌性能尤为重要。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种膨体纱及其制备方法，选用节能环保的可回收材料，制成的膨体纱在达到耐光照老化目的的同时，在抗菌性能方面也效果显著。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供了一种膨体纱的制备方法，包括以下原材料：按照重量比计，占比为85～94％的回收塑胶、占比为2～5％的色母粒、占比为2～5％的抗菌材料以及占比为2～5％的UV稳定剂；
制备过程为：
步骤一：混合熔融，将所述原材料在螺杆挤压机中进行熔融混合，得到混合熔体；
步骤二：纺丝，将所述混合熔体通过计量泵在70-110bar的压力下输送至纺丝箱体，所述混合熔体在所述纺丝箱体中经过喷丝板细孔形成连续状长丝；
步骤三：侧吹风冷却，所述连续状长丝经过侧吹风冷却，形成固化长丝；
步骤四：上油，将所述固化长丝输送至上油装置，将油分布至所述固化长丝中；
步骤五：预网络，将步骤四形成的所述固化长丝输送至预网络器进行预打结；
步骤六：牵伸，将步骤五形成的所述固化长丝输送至牵伸导辊进行牵伸；
步骤七：膨化变形，将经过步骤六牵伸形成的所述固化长丝输送至膨化变形箱进行膨化处理，形成膨体纱BCF；
步骤八：冷却，将所述膨体纱BCF输送至冷却鼓进行冷却；
步骤九：网络打结，将经过步骤八冷却后的所述膨体纱BCF输送至网络箱，经网络箱内的高压气体打结；
步骤十：卷绕，将经过步骤十网络打结后的所述膨体纱BCF输送至卷绕机，卷绕形成圆柱形纱筒。
作为本发明的优选方案，所述回收塑胶均来源于废弃旧品，所述回收塑胶是回收PA6或回收PP或回收PET。
作为本发明的优选方案，所述回收塑胶是回收PA6，所述步骤一的熔融温度是250℃-280℃；所述步骤六中，导辊1.1温度为30-40℃，导辊1.2温度为55-80℃，再进入对辊，所述对辊温度为160-200℃，总牵伸倍率为1.8-4.0。
作为本发明的优选方案，所述回收塑胶是回收PP，所述步骤一的熔融温度是200℃-255℃；所述步骤六中，导辊1.1温度为30-40℃，导辊1.2温度为60-90℃，再进入对辊，所述对辊温度为130-160℃，总牵伸倍率为2.5-4.5。
作为本发明的优选方案，所述回收塑胶是回收PET，所述步骤一之前还需进行连续干燥结晶步骤，所述步骤一的熔融温度是270℃-310℃；所述步骤六中，导辊1.1温度为70-110℃，导辊1.2温度为90-130℃，再进入对辊，所述对辊温度为170-200℃，总牵伸倍率为2.5-4.5。
作为本发明的优选方案，所述步骤二中喷丝板截面为Y型。
本发明还提供一种膨体纱，使用以上所提及方案进行制备。
本发明提供的一种膨体纱及其制备方法，抗菌性能和耐光照老化性能显著，抗菌检验依据GB/T20944.2-2007吸收法，抗菌性达99％，耐光照老化性能检验依据JF03-1301-2010，黑标温度100℃，波长420nm，辐照度1.20W/m2，试验总周期200h(3个周期，约65小时/周期)，试验后目视灰度等级≥4级，且该发明使用回收材料，将废弃物转换为原料，实现资源再生，降低生产过程中能源使用，达到节约资源的目的，具有较大的经济价值和社会意义。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
本发明实施例一提供一种膨体纱，按照以下方法制备：
步骤一：混合熔融，将各原材料进行计量混合，回收塑胶选用回收PA6切片，占比为85～94％wt，色母粒占比2～5％wt，抗菌材料占比2～5％wt，UV稳定剂占比2～5％wt，将各原材料进行混合，将混合材料在螺杆挤压机中250～280℃条件下进行熔融混合，得到混合熔体；其中，回收PA6材料可以来源于废弃渔网丝、废地毯纱线等材料，色母粒的载体为PA6切片，抗菌材料是一种含有银离子络合物抗菌剂，其载体是PA6切片，UV稳定剂选用受阻胺光稳定剂，其载体也是PA6切片；
步骤二：纺丝，将步骤一的混合熔体通过计量泵、在70-110bar的压力下输送至纺丝箱体，纺丝熔体在纺丝箱体中经过喷丝板细孔形成连续状长丝，其中喷丝板截面为“Y”型，使纱线的截面呈“Y”型，“Y”型截面相对于圆形截面，增加了纱线表面积，不仅提高纱线的覆盖性和蓬松性能，而且增加了纱线的耐磨性；
步骤三：侧吹风冷却，将步骤二制成的连续状长丝经过垂直往下的甬道，被恒温恒湿恒速的侧吹风冷却形成固化的长丝，该固化的长丝称为初生纤维；其中，侧吹风温度为18-21℃，侧吹风相对湿度为70-90％，侧吹风风速度为0.25-0.8m/s；
步骤四：上油，将步骤三固化的初生纤维输送至上油装置，总上油率控制在0.6-1.5％，上油装置分为上油嘴和下油嘴，上、下油嘴可以可以更均匀的将油分布在纤维中；
步骤五：预网络，纤维上油以后进入预网络器进行预打结，预网络气压提高纱线的集束性，而且使油剂更均匀地分散在每根丝上，为后续牵伸提供更好的条件；
步骤六：牵伸，将经过步骤五的固化长丝输送至牵伸导辊进行牵伸，导辊1.1温度为30～40℃，导辊1.2温度为55-80℃；再进入对辊，对辊温度为160-200℃，总牵伸倍率为1.8-4.0；导辊1.1速度为800-1300m/min，单辊1.2速度为830～1400m/min；对辊速度为2200-3300m/min；
步骤七：膨化变形，经过步骤六牵伸后的长丝进入膨化变形箱进行膨化处理，长丝在膨化箱中固定、堆积变形形成膨化形状的纱线，即膨体纱BCF；膨化变形箱内控制膨化温度160-200℃，膨化压力5-8bar；
步骤八：冷却，将膨体纱BCF输送至冷却鼓进行冷却，冷却鼓转速为20-50r/min,吸入负压为3-6KPa；
步骤九：网络打结，经冷却的膨体纱BCF被导辊引入网络箱，膨体纱BCF经箱内高压气体打结，气体压力为3-7bar；
步骤十：卷绕，将步骤九打结后的膨体纱BCF再次被导辊引入卷绕机，卷绕成圆柱形纱筒，卷绕机速度为2200-2900m/min，卷绕张力为150-250cN。
实施例二
本发明实施例二提供一种膨体纱，按照以下方法制备：
步骤一：混合熔融，将各原材料进行计量混合，回收塑胶选用回收PP切片，占比为85～94％wt，色母粒占比2～5％wt，抗菌材料占比2～5％wt，UV稳定剂占比2～5％wt，将各原材料进行混合，将混合材料在螺杆挤压机中200～255℃条件下进行熔融混合，得到混合熔体；其中，回收PP材料可以来源于废旧PP制品，色母粒的载体为PP切片，抗菌材料是一种含有银离子络合物抗菌剂，其载体是PP切片，UV稳定剂选用受阻胺光稳定剂，其载体也是PP切片；
步骤二：纺丝，将步骤一的混合熔体通过计量泵、在70-110bar的压力下输送至纺丝箱体，纺丝熔体在纺丝箱体中经过喷丝板细孔形成连续状长丝，其中喷丝板截面为“Y”型，使纱线的截面呈“Y”型，“Y”型截面相对于圆形截面，增加了纱线表面积，不仅提高纱线的覆盖性和蓬松性能，而且增加了纱线的耐磨性；
步骤三：侧吹风冷却，将步骤二制成的连续状长丝经过垂直往下的甬道，被恒温恒湿恒速的侧吹风冷却形成固化的长丝，该固化的长丝称为初生纤维；其中，侧吹风温度为12-18℃，侧吹风相对湿度为70-90％，侧吹风风速度为0.25-0.8m/s；
步骤四：上油，将步骤三固化的初生纤维输送至上油装置，总上油率控制在0.6-1.5％，上油装置分为上油嘴和下油嘴，上、下油嘴可以可以更均匀的将油分布在纤维中；
步骤五：预网络，纤维上油以后进入预网络器进行预打结，预网络气压提高纱线的集束性，而且使油剂更均匀地分散在每根丝上，为后续牵伸提供更好的条件；
步骤六：牵伸，将经过步骤五的固化长丝输送至牵伸导辊进行牵伸，导辊1.1温度为30～40℃，导辊1.2温度为60-90℃；再进入对辊，对辊温度为130-160℃，总牵伸倍率为2.5-4.5；导辊1.1速度为800-1300m/min，单辊1.2速度为830～1400m/min；对辊速度为2200-3300m/min；
步骤七：膨化变形，经过步骤六牵伸后的长丝进入膨化变形箱进行膨化处理，长丝在膨化箱中固定、堆积变形形成膨化形状的纱线，即膨体纱BCF；膨化变形箱内控制膨化温度160-200℃，膨化压力5-8bar；
步骤八：冷却，将膨体纱BCF输送至冷却鼓进行冷却，冷却鼓转速为20-50r/min,吸入负压为3-6KPa；
步骤九：网络打结，经冷却的膨体纱BCF被导辊引入网络箱，膨体纱BCF经箱内高压气体打结，气体压力为3-7bar；
步骤十：卷绕，将步骤九打结后的膨体纱BCF再次被导辊引入卷绕机，卷绕成圆柱形纱筒，卷绕机速度为2200-2900m/min，卷绕张力为150-250cN。
实施例三
本发明实施例三提供一种膨体纱，按照以下方法制备：
步骤一：干燥结晶，回收塑胶选用回收PET切片，占比为85～94％wt，色母粒占比2～5％wt，抗菌材料占比2～5％wt，UV稳定剂占比2～5％wt，将回收PET进行连续干燥和结晶，干燥时间为≥12h，干空气露点≤-80℃，干燥温度160～175℃，结晶温度160～175℃，回收PET切片干燥后含水量低于30ppm；其中，回收PET材料可以来源于塑料瓶、矿泉水瓶等废弃材料，色母粒的载体为PET切片，抗菌材料是一种含有银离子络合物抗菌剂，其载体是PET切片，UV稳定剂选用受阻胺光稳定剂，其载体也是PET切片；
步骤二：混合熔融，将各原材料进行计量混合，将混合材料在螺杆挤压机中270～310℃条件下进行熔融混合，得到混合熔体；
步骤三：纺丝，将步骤二的混合熔体通过计量泵、在70-110bar的压力下输送至纺丝箱体，纺丝熔体在纺丝箱体中经过喷丝板细孔形成连续状长丝，其中喷丝板截面为“Y”型，使纱线的截面呈“Y”型，“Y”型截面相对于圆形截面，增加了纱线表面积，不仅提高纱线的覆盖性和蓬松性能，而且增加了纱线的耐磨性；
步骤四：侧吹风冷却，将步骤三制成的连续状长丝经过垂直往下的甬道，被恒温恒湿恒速的侧吹风冷却形成固化的长丝，该固化的长丝称为初生纤维；其中，侧吹风温度为19-25℃，侧吹风相对湿度为70-90％，侧吹风风速度为0.25-0.8m/s；
步骤五：上油，将步骤四固化的初生纤维输送至上油装置，总上油率控制在0.6-1.5％，上油装置分为上油嘴和下油嘴，上、下油嘴可以可以更均匀的将油分布在纤维中；
步骤六：预网络，纤维上油以后进入预网络器进行预打结，预网络气压提高纱线的集束性，而且使油剂更均匀地分散在每根丝上，为后续牵伸提供更好的条件；
步骤七：牵伸，将经过步骤六的固化长丝输送至牵伸导辊进行牵伸，导辊1.1温度为70～110℃，导辊1.2温度为90-130℃；再进入对辊，对辊温度为170-200℃，总牵伸倍率为2.5-4.5；导辊1.1速度为800-1300m/min，单辊1.2速度为830～1400m/min；对辊速度为2200-3300m/min；
步骤八：膨化变形，经过步骤七牵伸后的长丝进入膨化变形箱进行膨化处理，长丝在膨化箱中固定、堆积变形形成膨化形状的纱线，即膨体纱BCF；膨化变形箱内控制膨化温度160-200℃，膨化压力5-8bar；
步骤九：冷却，将膨体纱BCF输送至冷却鼓进行冷却，冷却鼓转速为20-50r/min,吸入负压为3-6KPa；
步骤十：网络打结，经冷却的膨体纱BCF被导辊引入网络箱，膨体纱BCF经箱内高压气体打结，气体压力为3-7bar；
步骤十一：卷绕，将步骤九打结后的膨体纱BCF再次被导辊引入卷绕机，卷绕成圆柱形纱筒，卷绕机速度为2200-2900m/min，卷绕张力为150-250cN。
对比例一
本对比例一与实施例一相比，其区别在于，不选用抗菌材料，其他方法步骤均相同。
对比例二
本对比例一与实施例一相比，其区别在于，不选用UV稳定剂，其他方法步骤均相同。
分别对实施例一、实施例二、实施例三、对比例一、对比例二制取的膨体纱进行取样，检测抗菌性能和耐光老化性能，抗菌检验依据GB/T20944.2-2007吸收法，耐光照老化性能检验依据JF03-1301-2010，黑标温度100℃，波长420nm，辐照度1.20W/m2，试验总周期200h(3个周期，约65小时/周期)。检测结果见表1：
表1五种膨体纱取样检测结果
Figure BDA0003188701060000091
据上表，由实施例一、实施例二、实施例三与对比例检测结果可知，本发明提供的一种膨体纱及其制备方法，抗菌性能和耐光照老化性能显著，且该发明使用回收材料，将废弃物转换为原料，实现资源再生，降低生产过程中能源使用，达到节约资源的目的，具有较大的经济价值和社会意义。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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和改进，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 (10)

1.一种膨体纱的制备方法，其特征在于，包括以下原材料：按照重量比计，占比为85～94％的回收塑胶、占比为2～5％的色母粒、占比为2～5％的抗菌材料以及占比为2～5％的UV稳定剂；
制备过程为：
步骤一：混合熔融，将所述原材料在螺杆挤压机中进行熔融混合，得到混合熔体；
步骤二：纺丝，将所述混合熔体通过计量泵在70-110bar的压力下输送至纺丝箱体，所述混合熔体在所述纺丝箱体中经过喷丝板细孔形成连续状长丝；
步骤三：侧吹风冷却，所述连续状长丝经过侧吹风冷却，形成固化长丝；
步骤四：上油，将所述固化长丝输送至上油装置，将油分布至所述固化长丝中；
步骤五：预网络，将步骤四形成的所述固化长丝输送至预网络器进行预打结；
步骤六：牵伸，将步骤五形成的所述固化长丝输送至牵伸导辊进行牵伸；
步骤七：膨化变形，将经过步骤六牵伸形成的所述固化长丝输送至膨化变形箱进行膨化处理，形成膨体纱BCF；
步骤八：冷却，将所述膨体纱BCF输送至冷却鼓进行冷却；
步骤九：网络打结，将经过步骤八冷却后的所述膨体纱BCF输送至网络箱，经网络箱内的高压气体打结；
步骤十：卷绕，将经过步骤十网络打结后的所述膨体纱BCF输送至卷绕机，卷绕形成圆柱形纱筒。
2.根据权利要求1所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述回收塑胶均来源于废弃旧品，所述回收塑胶是回收PA6或回收PP或回收PET。
3.根据权利要求2所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述回收塑胶是回收PA6，所述步骤一的熔融温度是250℃-280℃。
4.根据权利要求3所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，导辊1.1温度为30-40℃，导辊1.2温度为55-80℃，再进入对辊，所述对辊温度为160-200℃，总牵伸倍率为1.8-4.0。
5.根据权利要求2所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述回收塑胶是回收PP，所述步骤一的熔融温度是200℃-255℃。
6.根据权利要求5所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，导辊1.1温度为30-40℃，导辊1.2温度为60-90℃，再进入对辊，所述对辊温度为130-160℃，总牵伸倍率为2.5-4.5。
7.根据权利要求2所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述回收塑胶是回收PET，所述步骤一之前还需进行连续干燥结晶步骤，所述步骤一的熔融温度是270℃-310℃。
8.根据权利要求7所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，导辊1.1温度为70-110℃，导辊1.2温度为90-130℃，再进入对辊，所述对辊温度为170-200℃，总牵伸倍率为2.5-4.5。
9.根据权利要求1所述的膨体纱的制备方法，其特征在于，所述步骤二中喷丝板截面为Y型。
10.一种膨体纱，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备。
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