CN114262958A - 一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1、以黑色锦纶6废丝为原料，得到锦纶6废丝混合料；步骤S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统中依顺序进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥；步骤S3、将黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分；步骤S4、然后再将聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分；步骤S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器进行过滤；步骤S6、纺丝箱体将芯层组分和皮层组分复合后，经纺丝组件喷出形成丝束；本发明能够实现对黑色锦纶6废丝进行回收和再利用，制备出黑色再生锦纶6纤维。

Description

一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及化学纤维技术领域，特别是一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法。

背景技术

21世纪以来，如何利用绿色新材料技术，有效降低各种能源消耗、各种污染排放，成为需要社会各界思考的课题，创造绿色可持续的生存环境成为全球首要目标。作为纺织产业最为重要的原料，化学纤维纤不仅在体量上满足纺织产业发展需要，更是纺织产业科技、时尚、绿色发展的重要驱动力。锦纶纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化纤纤维的主要品种之一，随着居民可支配收入的稳步提高，年度人均消费水平持续提升，锦纶得以抢占部分涤纶市场，在化纤中占比不断提升，因此绿色再生锦纶纤维是未来化纤行业重要发展方向之一。

我国从80年代初期引进原液着色纤维的生产技术，原液着色纤维加工成纺织品可省去染色工序，减少大量废丝和二氧化碳排放，节能降耗，环境友好特征突出。目前，涤纶、锦纶、腈纶等纤维均已实现原液着色纤维产业化生产。由于原液着色纺丝技术较常规纺丝技术工艺要求更高，产品的废品率也更高。由于原液着色纤维中含有着色剂，不同厂家不同批次的相同颜色色母粒存在很大区别，纤维行业针对色丝处理以焚烧丢弃为主。2010年以来，原液着色纤维的年均增长率达到两位数，到2020年我国原液着色纤维的年产量约占化纤纤维年产量的15％，废弃色丝的污染不断增加，因此对废弃色丝进行回收和再利用，是纤维行业发展必然需要解决的问题。据统计，黑色锦纶6民用长丝纤维的消费量已约达3.5万吨，在原液着色锦纶6纤维占主导。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够实现对黑色锦纶6废丝进行回收和再利用，制备出黑色再生锦纶6纤维的制备方法。

本发明采用以下技术方法来实现：一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、以黑色锦纶6废丝为原料，将黑色锦纶6废丝通过破碎机进行破碎处理，得到锦纶6废丝混合料；

步骤S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统中依顺序进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥，从而形成黑色再生锦纶6切片；

步骤S3、将黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分；

步骤S4、然后再将聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分；

步骤S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器进行过滤，再经由皮层计量泵和芯层计量泵控制芯层组分和皮层组分的流量进入纺丝箱体；

步骤S6、纺丝箱体将芯层组分和皮层组分复合后，经纺丝组件喷出形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕成型，得到所述黑色再生锦纶6纤维。

进一步的，所述步骤S2中的再生锦纶6切片生产系统包括投料器、主螺杆挤出机和辅主螺杆挤出机，所述投料器的出料口与定量喂料器的进料口连接设置，所述投料器、定量喂料器、主螺杆挤出机、辅主螺杆挤出机、冷却水槽、抖水风冷却架、切粒机、振动筛、储料斗、连续干燥装置和破碎机，所述投料器、定量喂料器、主螺杆挤出机、辅主螺杆挤出机、冷却水槽、抖水风冷却架、切粒机、振动筛、储料斗从左向右依次连接设置，处于同一水平线，所述储料斗的出料口与所述连续干燥装置的投料口连接设置，所述破碎机的出料口与所述投料器的进料口连接设置。

进一步的，所述步骤S2中得到的黑色再生锦纶6切片相对粘度2.5～2.7、含水量≤500ppm，且在熔融挤出的过程中加入了0～1.0％的单一型炭黑超分散剂粉末。

进一步的，所述步骤S1中黑色锦纶6废丝经50％～90％无油黑色锦纶丝和10％～50％有油黑色锦纶丝组成，所述黑色是通过炭黑实现。

进一步的，所述步骤S3中的熔融温度范围为250～260℃，步骤S4中熔融温度为255～270℃。

进一步的，所述步骤S4中的聚酰胺锦纶6切片为有光聚酰胺锦纶6切片、半消光聚酰胺锦纶6切片、全消光聚酰胺锦纶6切片中的一种。

进一步的，所述步骤S5中皮层组分和芯层组分按70/30～85/15比例进入纺丝箱体。

进一步的，所述步骤S6中的纺丝组件包括双组份喷丝板、金属砂、滤网；所述双组份喷丝板上有同心圆形排列的喷丝孔，喷丝孔内圆为芯层通道，外环为皮层通道，所述的金属砂规格为60～80目；所述的滤网粒径为4～10μ。

本发明的有益效果在于：本发明能够对黑色锦纶6废丝进行回收和再利用，填补黑色再生锦纶6纤维制备技术的空白。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

图2为所述再生锦纶6切片生产系统的结构示意图。

图3为定量喂料器的结构示意图。

图4为所述定量喂料器的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1所示，本发明的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、以黑色锦纶6废丝为原料，将黑色锦纶6废丝通过破碎机进行破碎处理，得到锦纶6废丝混合料；

步骤S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统中依顺序进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥，从而形成黑色再生锦纶6切片；

步骤S3、将黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分；

步骤S4、然后再将聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分；

步骤S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器进行过滤，再经由皮层计量泵和芯层计量泵控制芯层组分和皮层组分的流量进入纺丝箱体；

步骤S6、纺丝箱体将芯层组分和皮层组分复合后，经纺丝组件喷出形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕成型，得到所述黑色再生锦纶6纤维。

请参阅图2所示，所述再生锦纶6切片生产系统，包括投料器1、主螺杆挤出机2和辅主螺杆挤出机3，所述投料器1的出料口与定量喂料器4的进料口连接设置，所述投料器1、定量喂料器4、主螺杆挤出机2、辅主螺杆挤出机3、冷却水槽5、抖水风冷却架6、切粒机7、振动筛8、储料斗9、连续干燥装置10和破碎机11，所述投料器1、定量喂料器4、主螺杆挤出机2、辅主螺杆挤出机3、冷却水槽5、抖水风冷却架6、切粒机7、振动筛8、储料斗9从左向右依次连接设置，处于同一水平线，所述储料斗9的出料口与所述连续干燥装置10的投料口连接设置，所述破碎机11的出料口与所述投料器1的进料口连接设置。使得通过破碎机11对锦纶6废丝进行破碎处理，将破碎后的锦纶6废丝输送至投料器1内，再通过投料器1将锦纶6废丝混合料投入定量喂料器4中，定量喂料器4将锦纶6废丝混合料经主螺杆挤出机2将锦纶6废丝混合料输送至辅螺杆挤出机3内进行稳压和降温，然后挤出再生聚酰胺熔体至冷却水槽5，冷却水槽5内的冷水对再生聚酰胺熔体进行冷却凝固，然后在通过抖水风冷却架6对再生聚酰胺熔体进行吹风干燥，干燥过后进入切粒机7内进行切粒，切粒后从振动筛8中对颗粒进行分级和冷却，然后将冷却后的再生聚酰胺切片放置在储料斗9内进行保存。

请继续参阅图2所示，本发明一实施例中，本发明中所述投料器1包括料仓12和提升机13，所述料仓12设置于一个支撑架14内，所述料仓12内设置有所述提升机13，所述提升机13的出料口与所述定量喂料器4的进料口相配合。使得通过提升机13的作用能够将料仓12内的物料提升输送至定量喂料器4内。

请参阅图3和图4所示，本发明一实施例中，所述定量喂料器4包括底板41，所述底板41上表面设置有机座42，所述机座42上表面与料斗43的出料口连接，所述机座42内设置有电动机44，所述电动机44的输出端连接有蜗轮减速器45，所述蜗轮减速器45的输出端连接有送料螺杆46，所述送料螺杆46的出料端与一连接管47连通。使得通过开启电动机44，电动机44能够带动蜗轮减速器45，再通过蜗轮减速器45带动送料螺杆46进行送料，通过蜗轮减速器45的作用，能够实现物料的定量出料。

本发明中的主螺杆挤出机、定量喂料器、辅主螺杆挤出机、抖水风冷却架、切粒机、振动筛、罗茨风机、喂料阀、振动电机、干燥塔、破碎机和电动机均为现有技术，本领域技术人员已经能够清楚了解，在此不进行详细说明，所述切粒机的型号可以是32刀快拆式龙门切粒机，主螺杆挤出机、辅主螺杆挤出型号可以是HXSJ160/140-S；切粒机：32刀快拆式龙门切粒机；振动筛：盐城惠通机械有限公司的；罗茨风机、喂料阀、振动电机、干燥塔均是：SZG-15000型；破碎机：TZ-400型，所述芯层过滤器和皮层过滤器的型号可以是SHJ300，所述皮层计量泵和芯层计量泵的型号可以是SDP-E01/10，但并不仅限于此。

本发明中抖水风冷却架6有抖动器和吹风器组成，所述抖动器的型号可以是GV-22,所述吹风器的型号可以是无锡市蓝天特种风机厂DF-2型的离心鼓风机，但并不仅限于此。

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

一种48D/24F黑色再生锦纶6纤维制备方法

S1、将80％无油黑色锦纶丝和20％有油黑色锦纶丝作为原料，将原料通过破碎机进行破碎处理，得到锦纶6废丝混合料。

S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥进行制备黑色再生锦纶6切片，主螺杆机挤出机频率为60HZ±10HZ，辅螺杆挤出机频率为50HZ±10HZ，主机下料口、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为190±10℃、270±10℃、270±10℃、270±10℃、260±10℃、255±10℃，辅机下料口、二区、三区温度分别为230±10℃、245±10℃、245±10℃，得到相对粘度2.6、含水量485ppm黑色再生锦纶6切片，并且在熔融挤出过程中从定量喂料除加入1.0％的

330单一型炭黑超分散剂粉末。

S3、将制备的黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分，螺杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：253℃、254℃、256℃、257℃、258℃、259℃；

S4、将有光聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分，杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：257℃、260℃、262℃、263℃、264℃、265℃；

S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器，再分别由皮层计量泵和芯层计量控制芯层组分和皮层组分的流量，将皮层组分和芯层组分按70：30比例进入纺丝箱体，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、牵伸卷绕成型，得到所述黑色再生锦纶6纤维。纺丝箱体温度为262℃，侧吹风风速为0.55m/S。

所述纺丝组件包括双组份喷丝板、金属砂、滤网。所述双组份喷丝板规格85mm、24孔。所述的金属砂规格为60～80目；所述的滤网粒径为4μ。

实施例2

本实施例的一种48D/36F黑色再生锦纶6纤维制备方法，

S1、将80％无油黑色锦纶丝和20％有油黑色锦纶丝作为原料，将原料通过破碎机进行破碎处理，得到锦纶6废丝混合料。

S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥进行制备黑色再生锦纶6切片，主螺杆机挤出机频率为60HZ±2HZ，辅螺杆挤出机频率为18HZ±1HZ，主机下料口、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为190±10℃、270±10℃、270±10℃、270±10℃、260±10℃、255±10℃，辅机下料口、二区、三区温度分别为230±10℃、245±10℃、245±10℃，得到相对粘度2.6、含水量485ppm黑色再生锦纶6切片，并且在熔融挤出过程中从定量喂料除加入1.0％的

330单一型炭黑超分散剂粉末。

S3、将制备的黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分，螺杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：253℃、254℃、256℃、257℃、258℃、259℃；

S4、将有光聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分，杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：257℃、260℃、262℃、263℃、264℃、265℃；

S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器，再分别由皮层计量泵和芯层计量控制芯层组分和皮层组分的流量，将皮层组分和芯层组分按60：40比例进入纺丝箱体，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、牵伸卷绕成型，得到所述黑色再生锦纶6纤维。纺丝箱体温度为260℃，侧吹风风速为0.55m/S。

所述纺丝组件包括双组份喷丝板、金属砂、滤网。所述双组份喷丝板规格85mm、36孔。所述的金属砂规格为60～80目；所述的滤网粒径为4μ。

实施例3

本实施例的一种48D/12F黑色再生锦纶6纤维制备方法

S1、将80％无油黑色锦纶丝和20％有油黑色锦纶丝作为原料，将原料通过破碎机进行破碎处理，得到锦纶6废丝混合料。

S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥进行制备黑色再生锦纶6切片，主螺杆机挤出机频率为60HZ±2HZ，辅螺杆挤出机频率为18HZ±1HZ，主机下料口、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为190±10℃、270±10℃、270±10℃、270±10℃、260±10℃、255±10℃，辅机下料口、二区、三区温度分别为230±10℃、245±10℃、245±10℃，得到相对粘度2.6、含水量485ppm黑色再生锦纶6切片，并且在熔融挤出过程中从定量喂料除加入1.0％的

330单一型炭黑超分散剂粉末。

S3、将制备的黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分，螺杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：253℃、254℃、256℃、257℃、258℃、259℃；

S4、将有光聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分，螺杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：257℃、260℃、262℃、263℃、264℃、265℃；

S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器，再分别由皮层计量泵和芯层计量控制芯层组分和皮层组分的流量，将皮层组分和芯层组分按50：50比例进入纺丝箱体，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、牵伸卷绕成型，得到所述黑色再生锦纶6纤维。纺丝箱体温度为258℃，侧吹风风速为0.55m/S。

所述纺丝组件包括双组份喷丝板、金属砂、滤网。所述双组份喷丝板规格85mm、12孔。所述的金属砂规格为60～80目；所述的滤网粒径为8μ。

对照样1：

1)将4.5％的炭黑母粒与93％聚酰胺6切片进行混合熔融，然后从纺丝组件的喷丝孔喷出后形成丝束；螺杆挤压机一区、二区、三区、四区、五区、六区温度分别为：260℃、261℃、262℃、263℃、264℃、265℃的条件下

2)将丝束经由吹风冷却、集束上油、卷绕拉伸得到复合结构黑色锦纶6纤维，其中冷却吹风风速为0.55m/s、风压500Pa。

3)所述纺丝组件包括单组分喷丝板、金属砂、滤网。所述单组份喷丝板规格85mm、36孔。所述的金属砂规格为45～80目；所述的滤网粒径为15μ。

上述的实验样品1-3与对照样1进行纤度、断裂强度、断裂伸长率、摩擦色牢度进行测试，并且对生产效率进行对比，结果如表1所示。

表1性能测试对比表

由上述“表1性能测试对比表”可以发现，本发明制备的黑色再生锦纶6纤维可达到常规熔融纺丝制备的黑色锦纶纤6维的理化性能，可应用于内衣、运动服、鞋、配饰等领域。同时，本发明制备的黑色再生切片通过皮芯复合熔融法，将炭黑粒子外层包裹一层锦纶6，相比较于常规熔融纺丝制备的黑色锦纶6纤维，表面更加光滑，摩擦系数降低，摩擦色牢度提供，并对下游织造设备磨损减少。

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 (8)

1.一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、以黑色锦纶6废丝为原料，将黑色锦纶6废丝通过破碎机进行破碎处理，得到锦纶6废丝混合料；

步骤S2、将锦纶6废丝混合料在再生锦纶6切片生产系统中依顺序进行熔融挤出、水冷固化、切粒机切粒、振动筛选和连续干燥，从而形成黑色再生锦纶6切片；

步骤S3、将黑色再生锦纶6切片进入芯层螺杆熔融挤压机熔融作为芯层组分；

步骤S4、然后再将聚酰胺6切片进入皮层螺杆熔融挤压机熔融作为皮层组分；

步骤S5、将芯层组分和皮层组分的熔体分别通过芯层过滤器和皮层过滤器进行过滤，再经由皮层计量泵和芯层计量泵控制芯层组分和皮层组分的流量进入纺丝箱体；

步骤S6、纺丝箱体将芯层组分和皮层组分复合后，经纺丝组件喷出形成丝束，再经由侧吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕成型，得到所述黑色再生锦纶6纤维。

2.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的再生锦纶6切片生产系统包括投料器、主螺杆挤出机和辅主螺杆挤出机，所述投料器的出料口与定量喂料器的进料口连接设置，所述投料器、定量喂料器、主螺杆挤出机、辅主螺杆挤出机、冷却水槽、抖水风冷却架、切粒机、振动筛、储料斗、连续干燥装置和破碎机，所述投料器、定量喂料器、主螺杆挤出机、辅主螺杆挤出机、冷却水槽、抖水风冷却架、切粒机、振动筛、储料斗从左向右依次连接设置，处于同一水平线，所述储料斗的出料口与所述连续干燥装置的投料口连接设置，所述破碎机的出料口与所述投料器的进料口连接设置。

3.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中得到的黑色再生锦纶6切片相对粘度2.5～2.7、含水量≤500ppm，且在熔融挤出的过程中加入了0～1.0％的单一型炭黑超分散剂粉末。

4.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中黑色锦纶6废丝经50％～90％无油黑色锦纶丝和10％～50％有油黑色锦纶丝组成，所述黑色是通过炭黑实现。

5.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的熔融温度范围为250～260℃，步骤S4中熔融温度为255～270℃。

6.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中的聚酰胺锦纶6切片为有光聚酰胺锦纶6切片、半消光聚酰胺锦纶6切片、全消光聚酰胺锦纶6切片中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中皮层组分和芯层组分按70/30～85/15比例进入纺丝箱体。

8.根据权利要求1所述的一种黑色再生锦纶6纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中的纺丝组件包括双组份喷丝板、金属砂、滤网；所述双组份喷丝板上有同心圆形排列的喷丝孔，喷丝孔内圆为芯层通道，外环为皮层通道，所述的金属砂规格为60～80目；所述的滤网粒径为4～10μ。

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