CN114262965B - 一种高强锦纶6 dty的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强锦纶6DTY的制备方法，是采用加弹原料经过加弹工艺制成的，所述加弹原料为断裂强度5.5～8.7cN/dtex且断裂伸长率25～38％的高强锦纶6FDY；在加弹工艺中，牵伸比DR为1.02～1.10。制得的高强锦纶6DTY，其性能指标为：断裂强度为5.0～6.5cN/dtex，断裂伸长率为24.3～32％，染色性能为4～5级。产品具有良好的弹性和蓬松性，且无毛丝、僵丝、紧点等，可用于如军警用服装、携具、骑行服、滑雪服等对DTY强度和耐磨性要求较高的应用领域，具有可观的应用前景和实际价值。
Description
技术领域
本发明属于长丝技术领域，涉及一种高强锦纶6 DTY的制备方法。
背景技术
众所周知，锦纶6 DTY具有良好的弹性和蓬松性，被广泛应用与服装服饰等应用领域。传统的锦纶6 DTY都是通过POY加弹制备而成，这种方法所得DTY强度一般为3.8～4.5cN/dtex范围左右，如专利号为CN200910311396.0所述，其制备的锦纶DTY强度仅为3.9～4.4cN/dtex，而该强度范围的锦纶6 DTY在一些如军工等对纤维强度和耐磨性要求高的领域受到了限制，因此，研究一种能够显著提高锦纶6 DTY强度的方法具有十分重要的意义。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高强锦纶6 DTY的制备方法。本发明使用高强锦纶6 FDY为原料，将该高强锦纶6 FDY通过特殊的加弹工艺制备高强度锦纶6DTY，避免了低断裂伸长率的高强FDY进一步加工成DTY后造成断裂伸长率大幅度降低的问题，所得DTY的强度可达到5.0～6.5cN/dtex，同时断裂伸长率为24.3～32％，满足后道织造的要求(通常情况下DTY的断裂伸长率范围为22～35％)，同时该高强DTY还具有良好弹性和蓬松性，该高强锦纶6 DTY的制备弥补了高强锦纶6 DTY市场的空白。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种高强锦纶6 DTY的制备方法，将加弹原料经过加弹工艺制成，加弹工艺是指加弹原料依次经过原丝架、吸丝管道、切丝器、第一罗拉、止捻器、第一热箱、升头杆、冷却板、假捻器(采用PU盘材质的假捻器，这样丝束能被夹持得更紧，不易打滑，有利于假捻的进行)、移丝器、第二罗拉、第二热箱、网络器、第三罗拉、探丝器、油辊和卷绕成型，所述加弹原料为断裂强度5.5～8.7cN/dtex且断裂伸长率25～38％的高强锦纶6 FDY；
在加弹工艺中，牵伸比DR为1.02～1.10。
由于织造时，对锦纶6 DTY的断裂伸长率的要求很高，即控制在断裂伸长率为22～35％的范围内，针对本发明采用的加弹原料是高强锦纶6 FDY，由于高强锦纶6 FDY制备时要求较高的牵伸倍数，所以得到的纤维强度高，但断裂伸长率则比常规POY低很多，本发明采用的高强锦纶6 FDY的断裂强度为5.5～8.7cN/dtex时，断裂伸长率为25～38％。因此，如何避免在加弹工艺中，使DTY保持良好的强力的同时还保证DTY的断裂伸长率不至于下降得很明显，成为一个很大的技术难题。
本发明在制备DTY使时，控制加弹工艺中的牵伸倍数不能太高，比常规POY加工工艺低许多，即本发明牵伸比DR为1.02～1.10，因为牵伸倍数低，所以在加弹过程中由于纤维再次受到高温作用，而又未受到较大的拉伸力，造成高强锦纶6 FDY纤维内部发生应力松弛，分子链从伸直状态变为卷曲状态，再加上假捻过程对分子链的扭曲作用力，使得锦纶6分子链取向度降低，造成加弹之后的高强锦纶6 DTY强度比加弹原料高强锦纶6 FDY的强度会略微降低，而相较于使用常规锦纶6POY制备的DTY的强度仍然更大，同时保证所得高强锦纶6 DTY的断裂伸长率在可织造范围内(即断裂伸长率为22～35％)。
高强锦纶6 DTY的光泽度可以为大有光、半消光或者全消光。
高强锦纶6 DTY的截面形状可以为圆形、三角形、十字形、一字形或者中空形等。
高强锦纶6 DTY的规格为5～210D/6～48F。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，在加弹工艺中采用的第一热箱为高温防氧化热箱，防止纤维在高温下被氧化降解；
所述高温防氧化热箱为联苯热箱；联苯热箱包括通过铰接方式连接的箱体X2以及与其相匹配的上盖g2；箱体X2内设有两个并列设置的V型丝道热轨；联苯热箱内加有联苯保温，并设有电加热器为联苯加热(常规联苯热箱加热元件)，加热产生的热量传递给丝道热轨；箱体X2的两端分别设有进丝口和出丝口C3，在进丝口和出丝口C3处分别设导丝器d2，导丝器d2使丝束与V型丝道热轨直接接触且在V型丝道热轨的底部通过；V型丝道传热于丝束上；从V型丝道热轨内引出的丝束通过箱体X2的出丝口C3，经由导丝器d2导丝；
上盖g2的盖面底部间隔设置有若干个氮气出气口D2，用于使箱体X2内充入氮气；所述氮气出气口D2为发散喷嘴，各个喷嘴朝下且相邻喷嘴方向不同。氮气出气口D2通过氮气输送管道G2连接外部的氮气输出装置S2；氮气输送管道G2上设有换热器H2(现有常规装置)，换热器H2有氮气输入端和氮气输出端；换热器H2的氮气输入端连接氮气输出装置S2的氮气输出端，换热器H2的氮气输出端连接氮气出气口D2。相邻喷嘴方向不同使喷出来的氮气呈发散性，可以使箱体X2内快速充满氮气；氮气输出装置S2经氮气输送管向联苯热箱内充入氮气，氮气气压一般为0.005～0.2bar。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，第一热箱的加热温度为185～195℃，且第一热箱中氮气出气口喷出的氮气的温度比第一热箱的设定温度低0～40℃。可尽量避免因充入的氮气使热箱温度下降过多而造成丝条的加工温度大幅降低。
因为该高强锦纶6 FDY取向度和结晶度比较高，且结晶比较完善，所以在加弹时，第一热箱的加热温度要比POY的更高，设定为185～195℃，这样才能保证高强锦纶6 FDY分子链能够运动，假捻时才不会因为纤维刚性过而导致撕裂和断开，因第一热箱温度高，处于该热箱里面的纤维非常容易发生氧化降解，造成纤维发黄、毛丝等质量问题，所以在第一热箱中通入热氮气，用来防止锦纶6纤维发生氧化降解，提高产品质量和生产稳定性。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，加弹工艺中的冷却板出口处的丝束的温度为80℃以下。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，冷却板包括套体；套体由两根横截面呈优弧的直线形管内外组合构成的中空管件形成，两根直线形管的端部连接使中空管件的两个端面均为具有一定厚度的优弧结构；优弧的结构使丝条的冷却散热更加均匀且在生头过程中将丝条通过该优弧形成的缺口放进该中空管件的中空结构内；两根直线形管之间形成空腔，用于流通冷冻水；
位于外侧的直线形管上设进水口和出水口c3，进水口和出水口c3分别位于外侧的直线形管的下端和上端(所述进水口和出水口c3可交替使用)，所述进水口和出水口c3通过冷冻水循环管道连接冷冻水循环系统(现有装置)；冷冻水循环系统使空腔内的循环水维持2～5℃的低温，从而对丝条快速降温。冷冻水回水经循环水泵进入制冷机组，使其温度降低成为冷冻水，冷冻水循环泵将冷冻水加压后再输送至空腔内，换热后从出水口c4出来，再回到制冷机组内进行循环再处理；
套体两端分布有导丝器d3。丝条从第一热箱出来后经导丝器d3导丝，通过套体上的优弧形成的缺口进入中空结构内进行冷却降温，使丝条有效冷却至80℃以下，冷却后经另一个导丝器d3导丝。在套体两端各设置一个导丝器d3是为了使丝束不与冷却板直接接触，减少丝束的摩擦。还可通过在套体内壁设置温度传感器，监测套体温度从而判断丝条的温度。
本发明中采用特别设计的冷却板，使得分子链刚性变大，受到加捻作用力的破坏变小，所得DTY的断裂强度和断裂伸长率下降幅度变小。丝束经过第一热箱后进入冷却板，常规冷却板使用金属材质，空气冷却，丝束被冷却至80℃以下，而由于高强FDY加弹过程第一热箱温度高，所以用常规金属冷却板温度冷却不到位，因此，本发明通过重新设计冷却板，这样才能保证丝束从热箱出来后能被冷却至80℃以下，保证丝束的刚性，有利于假捻工艺的进行。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，加弹的主要工艺参数还包括：
D/Y比为1.4～2.5；
第二罗拉速度为(加工速度YS)450～900m/min；
K值为0.6～1.5；K值为解捻张力与加捻张力的比值，其值过大容易产生毛丝，过小则容易导致僵丝和紧点。
第二热箱(定型热箱)温度为140～170℃；由于假捻温度较高，因此定型温度也需要相应的提高；丝束经过此第二热箱，其内应力被消除，丝束稳定性提高，沸水收缩率降低，但是其弹性降低。通过对热箱温度以及定型超喂OF2(第二罗拉速度与卷绕速度的差值的百分比)的调节，可以调整所得高强锦纶6 DTY的弹性(从低弹态到高弹态)。
网络气压力为0～2.0bar(压力不同可制备无网、轻网、中网、重网四种规格的DTY)；
第三罗拉速度为420～890m/min；
油辊转速为0.3～1.2r/min；
卷绕速度为400～890m/min。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，高强锦纶6 FDY的断裂强度的CV％值为1～4％，断裂伸长率的CV％值为3～5％；染色性能达4～5级，条干不均匀率为0.6～1.2％。这是保证了高强锦纶6 FDY作为加弹原料使用时，生产的DTY能有较好的生产稳定性和产品性能均匀性。
高强锦纶6 FDY的制备过程为：先将相对粘度为2.30～3.40的锦纶6切片用干燥机在循环氮气气氛下干燥12～20h，使其含水低于100ppm，因为切片含水量低，有利于减少纺丝过程中的飘丝和成品的毛丝数量；然后将干燥好的锦纶6切片依次经过螺杆挤出机、熔体管道、组件、喷丝板、带有氮气喷出装置的缓冷器、侧吹风网、油嘴(采用京瓷耐磨油嘴)、导丝器、纺丝甬道、冷辊组、热辊组I、热辊组II、热辊组III、导丝盘和卷绕头卷绕成型，得到高强锦纶6 FDY。
高强锦纶6 FDY的制备过程中的主要工艺参数为：
螺杆挤出机温度为240～280℃；
箱体温度为250～280℃；
缓冷器温度为275～320℃；
侧吹风速度为0.3～0.5m/s；
侧吹风温度为20～25℃；
冷辊组转速为1530～2600m/min；
热辊组I转速为1800～3500m/min；
热辊组II的转速为2300～4500m/min；
热辊组III的转速为3000～5500m/min；
热辊组I的温度为80～120℃；
热辊组II的温度为110～150℃；
热辊组III的温度为160～205℃；
导丝盘转速3000～5500m/min；
卷绕速度为4200～5500m/min。
上述设置缓冷器的作用是为了让丝束缓慢冷却，使锦纶6大分子链有足够的运动时间沿着牵伸方向规整排列，以增加大分子链的取向度，从而提高纤维的强度。由于缓冷器温度是通过空气传导给丝束，这会造成传导过程中温差的产生，因此，此处缓冷器温度设置较高，又因丝束离开喷丝板后本身带有温度，加上缓冷器加热的温度，容易造成丝束氧化降解，从而影响正常生产和产品品质，因此，可以在缓冷器位置均匀设置6个氮气喷出装置，用以防止丝束的氧化降解。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，高强锦纶6 FDY的制备过程中采用三道热辊组加工；
本发明采用三道热辊组的高倍热牵伸技术，使每个热辊组速度和温度逐渐增加，通过三道热辊组一步步地增加锦纶6纤维的取向度和结晶度，采用这种牵伸方法的好处是其符合高分子随温度逐渐升高，分子运动从链段扩散到整个大分子链的规律，这样使锦纶6大分子链有足够的时间取向，从而使纤维强度尽可能达到最大值，同时保证每根纤维受到的拉伸尽可能的保持一致，从使纤维的断裂强度、条干不均匀率、断裂伸长率、染色等物化性能的CV值降至最低。
为了让丝束从高温热辊组出来后强度更高，保证纤维的性能稳定性，所述三道热辊组分别位于各自的热箱内并与热箱转动连接(整体记为防氧化热箱)；每个所述热箱内还设有两个氮气出气口D1，用于喷出氮气；所述氮气出气口D1为发散喷嘴，使喷出来的氮气呈发散性，可以使热箱内快速充满氮气；每个所述氮气出气口D1通过氮气输送管道G1连接外部的氮气输出装置S1(现有常规装置)且两个氮气出气口D1通过连通的氮气输送支管连接；所述氮气输送管道G1上设有换热器H1(现有常规装置)，所述换热器H1的氮气输入端连接所述氮气输出装置S1的氮气输出端，所述换热器H1的氮气输出端连接所述氮气出气口D1。所述氮气输送管道G1上还设有气体流量控制阀，用于控制氮气流速；氮气输出装置S1经氮气输送管向热箱内充入氮气，气体流量控制阀设定氮气流速为0.3～0.5m/s，且经换热器H1使氮气出气口D1中氮气的温度与所对应的热箱的设定温度相同，从而不影响热辊组表面温度；
所述热箱本体上设有进丝口和出丝口C1，丝束经进丝口引入热辊组，并在上面绕转若干圈后从出丝口C1引出。
为了保证锦纶6纤维在热牵伸时的高温状态下不被氧化降解，造成产品单纤断裂、发黄等质量问题以及多断头等生产不稳定情况的发生，在热辊组所在热箱内设置氮气出气口，以保护高温下的锦纶6纤维不被氧化降解；该氮气的作用为：因为1.该高强锦纶6 FDY是在较高温度下进行牵伸(温度最高到205℃)；2.牵伸倍数大；3.由于锦纶6切片存在分子量分布，所以分子链中存在一些链长较短、不稳定的分子链结构，而这些不稳定的低分子量的结构在氧气氛围中，在高温、高拉伸力下作用下非常容易发生氧化降解，从而造成单根纤维断裂，引发生产断头、产品出现毛丝等质量问题，而在热箱内充满氮气后可以减少因上述问题造成的生产不稳定和产品质量问题。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，因为锦纶6纤维经过三道热牵伸，造成纤维上油时吸收的水分几乎被蒸发殆尽，又因为热辊组III温度高，锦纶6纤维经过该热辊组III后本身残余温度较高，如果不将温度降下来，可能也会使得1.纤维从热箱中出来被空气氧化；2.纤维因残余较高温度，还处于可塑状态，且纤维在热辊组III到卷绕头之间还会存在张力作用，使得纤维在卷绕前状态还未达到稳定，造成产品质量不佳，因此，所述三道热辊组中的最后一组热辊组III的出口处安装一个增湿降温装置，使纤维从热辊组III出来后能够被迅速降温，防止被氧化，分子运动被冻结，处于不可塑状态，纤维吸水达到饱和状态，保证了不同卷绕时间，即丝饼内外纤维性能稳定。
所述增湿降温装置包括通过铰接方式连接的上盖g1以及箱体X1；当盖子打开时，将丝条放置于箱体X1内，关上盖g1子后将水雾集中在内部，有利于丝束的增湿降温。所述上盖g1为框式上盖，形成上部空间，开盖可更好地观察和调整丝束；所述上盖g1顶部还可设置把手，使其易于开盖。
所述箱体X1相对的两侧分别设有入丝口和出丝口C2，且分别设置于箱体X1与上盖g1的连接处，并在引入的丝束上方和下方分别设置喷雾头，丝束上方的喷雾头设置在上盖g1底部(这样将盖子移开的时候，丝束不会受到喷雾头的干扰)，丝束下方的喷雾头设置在箱体X1的底部，所述喷雾头面对丝束设置；丝束上方的喷雾头设置在上盖g1底部；
所述喷雾头(常规喷雾原理)与常规水箱的出水口c2连接；水箱可以位于所述箱体X1内部或外部，置于外部可以更方便注水(可通过水泵送水)；
为了固定丝束，使丝束在导丝器d1上水平间隔排列，在箱体X1内设置两个分别位于入丝口和出丝口C2处的梳状导丝器d1；
所述箱体X1的底部设有出水口c1。出水口c1使箱体X1内由水雾形成的水流及时排出。由于丝束的速度非常快，因此喷出的水雾不会在丝上生成水珠，但是没有上到丝上的雾气会在装置内积累汇集成水，所以需要设置出水口c1。
如上所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，喷雾头中的水为脱盐水，且水温为常温，水雾流量为5～10g/min。
有益效果
(1)本发明的一种高强锦纶6 DTY的制备方法制得的高强锦纶6 DTY，其性能指标为：断裂强度为5.0～6.5cN/dtex，断裂伸长率为24.3～32％，沸水收缩率为5.2～9.0％，卷曲率为40～73％，卷曲稳定度为35～71％，染色性能为4～5级。产品具有良好的弹性和蓬松性，且无毛丝、僵丝、紧点等；
(2)本发明的一种本发明所得DTY强度高，可用于如军警用服装、携具、骑行服、滑雪服等对DTY强度和耐磨性要求较高的应用领域，具有可观的应用前景和实际价值。
附图说明
图1为防氧化热箱的部分结构示意图；
图2为防氧化热箱的立体结构示意图；
图3为增湿降温装置的主视图；
图4为增湿降温装置的立体结构示意图；
图5为第一热箱的结构示意图；
图6为第一热箱中氮气出气口D2与V型丝道热轨的位置关系示意图；
图7为第一热箱中氮气出气口D2通过氮气输送管道G2连接外部的氮气输出装置S2的结构示意图；
图8为冷却板的结构示意图；
其中，1-热箱，2-热辊组，3-氮气出气口D1，4-氮气输送管道G1，5-氮气输出装置S1，6-换热器H1，7-气体流向控制阀，11-进丝口，12-出丝口C1，41-氮气输送支管；
301-上盖g1，302-箱体X1，303-喷雾头，304-导丝器d1，3011-入丝口，3012-出丝口C2，3013-出水口c1；
401-第一热箱，402-氮气输送管道G2，403-氮气输出装置S2，404-换热器H2，405-导丝器d2，4011-箱体X2，4012-上盖g2，4013-V型丝道热轨，4014-氮气出气口D2；
801-套体，802-导丝器d3，8011-空腔，8012-进水口，8013-出水口c3，8014-中空结构，100-丝束。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例5～8中的脱盐水温度为常温，其常温是指25℃。
实施例1
一种FDY工艺用且内部设有热辊组的热箱，其中热辊组2位于热箱1内且与热箱1转动连接(整体记为防氧化热箱)；如图1和图2所示，热箱1内设有两个氮气出气口D1 3，其形状为发散喷嘴，用于喷出氮气；氮气出气口D1通过氮气输送管道G1 4连接外部的氮气输出装置S1 5(现有常规装置)，且两个氮气出气口D1通过连通的氮气输送支管41连接；氮气输送管道G1上设有换热器H1 6(现有常规装置)，换热器H1 6的氮气输入端连接氮气输出装置S1的氮气输出端，换热器H1的氮气输出端连接氮气出气口D1；氮气输送管道G1 4上还设有气体流量控制阀7，用于控制氮气流速；氮气输出装置S1经氮气输送管向热箱1内充入氮气，气体流量控制阀设定氮气流速为0.3～0.5m/s，且经换热器H1使氮气出气口D1中的氮气的温度与对应热箱的设定温度相同，从而不影响热辊组表面温度；热箱本体上设有进丝口11和出丝口C1 12，用于丝束100经进丝口引入热辊组，并在上面绕转若干圈后从出丝口C1引出(图1中箭头表示丝束的路径)。
实施例2
一种FDY工艺用的增湿降温装置，如图3～4所示，包括通过铰接方式连接的上盖g1301以及箱体X1 302；上盖g1为框式上盖，形成上部空间，开盖可更好地观察和调整丝束；上盖g1顶部还可设置把手，使其易于开盖；
箱体X1相对的两侧分别设有入丝口3011和出丝口C2 3012，且分别设置于箱体X1与上盖g1的连接处，并在引入的丝束上方和下方分别设置喷雾头303，丝束上方的喷雾头设置在上盖g1底部，丝束下方的喷雾头设置在箱体X1的底部；所述喷雾头均面对丝束设置；所述喷雾头(常规喷雾原理)与常规水箱的出水口c2连接；水箱可以位于所述箱体X1内部或外部，置于外部可以更方便注水(可通过水泵送水)；
在箱体X1内设置两个分别位于入丝口和出丝口C2处的梳状导丝器d1 304；箱体X1的底部设有出水口c1 3013。当盖子打开时，将丝条放置于箱体X1内，关上盖g1子后将水雾集中在内部，有利于丝束的增湿降温。
实施例3
一种DTY工艺用的高温防氧化热箱，如图5～7所示，为联苯热箱401；联苯热箱包括通过铰接方式连接的箱体X2 4011以及与其相匹配的上盖g2 4012；箱体X2内设有两个V型丝道热轨4013；联苯热箱内加有联苯保温，并设有电加热器为联苯加热(常规联苯热箱加热元件)，加热产生的热量传递给V型丝道热轨；箱体X2的两端分别设有进丝口11和出丝口C3，在进丝口11和出丝口C3处分别设导丝器d2 405，导丝器d2使丝束100与V型丝道热轨直接接触且在V型丝道热轨4013底部通过；V型丝道热轨传热于丝束上；从丝道内引出的丝束通过箱体X2的出丝口C3，经由导丝器d2导丝；
上盖g2的盖面底部间隔设置有若干个氮气出气口D2 4014；氮气出气口D2为发散喷嘴，各个喷嘴朝下且相邻喷嘴方向不同；氮气出气口D2通过氮气输送管道G2 402连接外部的氮气输出装置S2 403；氮气输送管道G2上设有换热器H2 404(现有常规装置)，换热器H2有氮气输入端和氮气输出端；换热器H2的氮气输入端连接氮气输出装置S2 403的氮气输出端，换热器H2的氮气输出端连接氮气出气口D2 4014；相邻喷嘴方向不同使喷出来的氮气呈发散性，可以使箱体X2内快速充满氮气；氮气输出装置S2经氮气输送管向联苯热箱内充入氮气，氮气气压为0.005～0.2bar。
实施例4
一种DTY工艺用的冷却板，包括套体801；如图8所示，套体由两根横截面呈优弧的直线形管内外组合构成的中空管件形成，两根直线形管的端部连接使中空管件的两个端面均为具有一定厚度的优弧结构；优弧的结构使丝条的冷却散热更加均匀且在生头过程中将丝条通过该优弧形成的缺口放进该中空管件的中空结构8014内；两根直线形管之间形成空腔8011，用于流通冷冻水；
位于外侧的直线形管上设进水口8012和出水口c3 8013，进水口和出水口c3分别位于外侧的直线形管的下端和上端(进水口和出水口c3可交替使用)，进水口和出水口c3通过冷冻水循环管道连接冷冻水循环系统(现有装置)；冷冻水循环系统使空腔内的循环水维持2～5℃的低温，从而对丝条快速降温；冷冻水回水经循环水泵进入制冷机组，使其温度降低成为冷冻水，冷冻水循环泵将冷冻水加压后再输送至空腔内，换热后从出水口c4出来，再回到制冷机组内进行循环再处理；
套体两端分布有导丝器d3 802；丝条从第一热箱出来后经导丝器d3导丝，通过套体上的优弧形成的缺口进入中空结构内进行冷却降温，使丝条有效冷却至80℃以下，冷却后经另一个导丝器d3导丝；还可通过在套体内壁设置温度传感器，监测套体温度从而判断丝条的温度。
实施例5
一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤如下：
(1)制作加弹原料：
先将相对粘度为2.5的锦纶6切片用干燥机在循环氮气气氛下干燥12h，使其含水量为97ppm；
然后将干燥好的锦纶6切片依次经过螺杆挤出机、熔体管道、组件、喷丝板、带有氮气喷出装置的缓冷器、侧吹风网、油嘴(采用京瓷耐磨油嘴)、导丝器、纺丝甬道、冷辊组、热辊组I、热辊组II、热辊组III、导丝盘和卷绕头，卷绕成型，得到高强锦纶6 FDY；
其中，缓冷器的位置均匀设置6个氮气喷出装置；热辊组I、热辊组II和热辊组III均采用实施例1所述热辊组并将其置于所述实施例1中的热箱内；三道热辊组中的最后一组热辊组III的出口处安装一个实施例2所述的增湿降温装置，增湿降温装置的喷雾头中的水为脱盐水，且水温为常温，水雾流量为5g/min；高强锦纶6 FDY的制备过程中的工艺参数为：
熔体管道中熔体的温度为255℃；
缓冷器温度为275℃；
侧吹风速度为0.5m/s；
侧吹风温度为25℃；
冷辊组转速为1830m/min；
热辊组I转速为3500m/min；
热辊组II的转速为4500m/min；
热辊组III的转速为5500m/min；
热辊组I的温度为120℃；
热辊组II的温度为150℃；
热辊组III的温度为205℃；
热辊组I所在的热箱内的氮气流速为0.3m/s；
热辊组II所在的热箱内的氮气流速为0.45m/s；
热辊组III所在的热箱内的氮气流速为0.5m/s；
导丝盘转速为5455m/min；
卷绕速度为5420m/min；
制得的高强锦纶6 FDY的断裂强度为8cN/dtex、断裂伸长率为27％、断裂强度的CV％值为2％、断裂伸长率的CV％值为3％、染色性能达4.5级、条干不均匀率为0.6％；
(2)制作高强锦纶6 DTY：将制得的高强锦纶6 FDY作为加弹原料，依次经过原丝架、吸丝管道、切丝器、第一罗拉、止捻器、第一热箱、升头杆、冷却板、假捻器(PU盘材质)、移丝器、第二罗拉、第二热箱、网络器、第三罗拉、探丝器、油辊和卷绕成型，制成高强锦纶6DTY；
其中第一热箱为实施例3所述的高温防氧化热箱，且第一热箱中氮气出气口喷出的氮气与第一热箱的设定温度相同，且氮气气压为0.01bar；加弹工艺中采用实施例4所述的冷却板，其出口处的丝束的温度为50℃；加弹的主要工艺参数还包括：
D/Y比为1.4；
第二罗拉速度为600m/min；
牵伸比DR为1.02；
K值为0.6；
第一热箱温度为190℃；
第二热箱温度为160℃；
网络气压力为2bar；
第三罗拉速度为590m/min；
油辊转速为0.3r/min；
卷绕速度为580m/min；
制得的高强锦纶6 DTY，其断裂强度为6.5cN/dtex，断裂伸长率为24.3％，沸水收缩率为8.6％，卷曲率为61％，卷曲稳定度为53％，染色性能为4.5级。
对比例1
一种锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：牵伸比DR为0.99，制得的锦纶6 DTY的性能指标见表1。
对比例2
一种锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：牵伸比DR为1.2，制得的锦纶6 DTY的性能指标见表1。
对比例3
一种锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：热辊组I、热辊组II和热辊组III所采用的热箱中氮气流速均为0，制得的锦纶6 DTY的性能指标见表1。
对比例4
一种锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：增湿降温装置中的水雾流量为0，制得的锦纶6 DTY的性能指标见表1。
对比例5
一种锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：高温防氧化热箱中不喷出氮气，制得的锦纶6 DTY的性能指标见表1。
对比例6
一种锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：冷却板中的空腔内不流通冷冻水，其出口处的丝束的温度为112℃，制得的锦纶6 DTY的性能指标见表1。
表1
将对比例1～6与实施例5的数据进行对比，可以看出：
对比例1中牵伸倍数DR为0.99，小于1，得到的DTY断裂强度为4.7cN/dtex，与实施例5相比，其断裂强度明显降低，这是因为由于牵伸倍数小于1，则第二罗拉的速度小于第一罗拉的速度，造成了1.加弹过程中丝束抖动，且丝束容易缠第一罗拉，生产不稳定；2.丝束在第一罗拉和第二罗拉之间受到的张力极小，使其在高温假捻过程中几乎只有横向假捻作用力，没有纵向拉伸作用力，导致纤维在高温下解取向严重，断裂强度大幅降低。而对比例2中，由于原料高强FDY的断裂伸长率本身较小，为27％，当加弹过程中随着牵伸倍数的提高，所得DTY的断裂伸长率则越低。当DR比为1.2时，首先，由于1.假捻温度较高，纤维在高温下更容易被拉伸；2原料的断裂伸长率低，使得所得DTY的断裂伸长率过低，为17％，不利于后道织造。其次，由于高强FDY在高温假捻过程中，纤维的取向结构会被破坏，即假捻使纤维解取向，所以得到的高强DTY断裂强度会低于其原料高强FDY。
对比例3中，由于制备高强FDY时，热箱温度较高，尤其是最后一个热箱，其温度可达205℃，这就使得在热箱中没有氮气的情况下纤维极易被空气中的氧气氧化降解，造成高强FDY产品的断裂强度下降，且产品性能均一性变差，导致高强DTY的强度随之降低。
对比例4中，由于没有开启增湿降温装置，导致丝束从最后一个热箱中出来后余温还很高，直接接触空气也容易被之氧化，造成纤维强度降低，产品质量下降，其次纤维由于高温还处于可塑状态，因其受到导丝盘和热辊组III的张力作用会使得纤维的断裂伸长率降低；再次，纤维在连续经过三个高温热箱后，其所含水分已被蒸发完全，若没有给其加湿，会使得卷绕成型的丝饼内外纤维的性能不均一，因为丝饼外部的在空气中可以吸收水分，而丝饼内部纤维很难吸收到水分。增加增湿降温装置不仅可以提高纤维质量，还能让其丝饼内外纤维快速达到平衡，快速用于制备高强DTY，且吸收一定水分的纤维断裂伸长率会有所增加。
对比例5中，由于1.热箱没有氮气，2.加工温度高(190℃)，3.加弹工艺纺速较慢(580m/min)，丝束在热箱停留时间较长，使得纤维在热箱中容易被氧化降解，且由于该热箱上下端均有一个抽吸装置，会从外部抽吸一部分空气进入热箱(公知的)，也会加重纤维的氧化降解，最终造成DTY纤维断裂强度和断裂伸长率均降低，且容易发生断头，产生毛丝，导致生产不稳定。
冷却板主要作用为：使纤维温度降低，没有可塑性，具有一定的刚性，利于捻度的传递。对比例6中，由于冷却板没有接通冷冻水，造成其对丝束的冷却不充分，丝束温度过高，不具备一定的刚性，丝束捻度不能从假捻器较好的传到热箱中的丝束，严重影响假捻过程，造成纤维在假捻过程中纤维卷曲结构不均匀，进而导致染色不均匀，纤维容易产生僵丝，紧点等等，且由于丝束从热箱出来后仍处于一个较高的温度下(165℃)，即在热箱外丝束仍处于一个可塑状态，这也会导致纤维假捻过于严重，纤维取向结构被进一步破坏，使DTY断裂强度和断裂伸长率降低。
实施例6
一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤如下：
(1)制作加弹原料：
先将相对粘度为3.4的锦纶6切片用干燥机在循环氮气气氛下干燥20h，使其含水量为86ppm；
然后将干燥好的锦纶6切片依次经过螺杆挤出机、熔体管道、组件、喷丝板、带有氮气喷出装置的缓冷器、侧吹风网、油嘴(采用京瓷耐磨油嘴)、导丝器、纺丝甬道、冷辊组、热辊组I、热辊组II、热辊组III、导丝盘和卷绕头，卷绕成型，得到高强锦纶6 FDY；
其中，缓冷器的位置均匀设置6个氮气喷出装置；热辊组I、热辊组II和热辊组III均采用实施例1所述热辊组并将其置于所述实施例1中的热箱内；三道热辊组中的最后一组热辊组III的出口处安装一个实施例2所述的增湿降温装置，增湿降温装置的喷雾头中的水为脱盐水，且水温为常温，水雾流量为10g/min；高强锦纶6 FDY的制备过程中的主要工艺参数为：
熔体管道中熔体的温度为280℃；
缓冷器温度为320℃；
侧吹风速度为0.3m/s；
侧吹风温度为22℃；
冷辊组转速为1758m/min；
热辊组I转速为2110m/min；
热辊组II的转速为3165m/min；
热辊组III的转速为5100m/min；
热辊组I的温度为100℃；
热辊组II的温度为120℃；
热辊组III的温度为180℃；
热辊组I所在的热箱内的氮气流速为0.3m/s；
热辊组II所在的热箱内的氮气流速为0.38m/s；
热辊组III所在的热箱内的氮气流速为0.46m/s；
导丝盘转速为5050m/min；
卷绕速度为5000m/min；
制得的高强锦纶6 FDY的断裂强度为7.5cN/dtex、断裂伸长率30％、断裂强度的CV％值为2.3％、断裂伸长率的CV％值为3.5％、染色性能达4.5级、条干不均匀率为0.9％；
(2)制作高强锦纶6 DTY：将制得的高强锦纶6 FDY作为加弹原料，依次经过原丝架、吸丝管道、切丝器、第一罗拉、止捻器、第一热箱、升头杆、冷却板、假捻器(PU盘材质)、移丝器、第二罗拉、第二热箱、网络器、第三罗拉、探丝器、油辊和卷绕成型，制成高强锦纶6DTY；
其中第一热箱为实施例3所述的高温防氧化热箱，且第一热箱中氮气出气口喷出的氮气比第一热箱的设定温度低15℃，且氮气气压为0.015bar；加弹工艺中采用实施例4所述的冷却板，其出口处的丝束的温度为50℃；加弹的主要工艺参数还包括：
D/Y比为2.5；
第二罗拉速度为900m/min；
牵伸比DR为1.05；
K值为0.8；
第一热箱温度为188℃；
第二热箱温度为150℃；
网络气压力为0bar；
第三罗拉速度为870m/min；
油辊转速为1.2r/min；
卷绕速度为865m/min；
制得的高强锦纶6 DTY，其断裂强度为6.3cN/dtex，断裂伸长率为28％，沸水收缩率为7.4％，卷曲率为55％，卷曲稳定度为62％，染色性能为4.5级。
实施例7
一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤如下：
(1)制作加弹原料：
先将相对粘度为2.7的锦纶6切片用干燥机在循环氮气气氛下干燥15h，使其含水量为95ppm；
然后将干燥好的锦纶6切片依次经过螺杆挤出机、熔体管道、组件、喷丝板、带有氮气喷出装置的缓冷器、侧吹风网、油嘴(采用京瓷耐磨油嘴)、导丝器、纺丝甬道、冷辊组、热辊组I、热辊组II、热辊组III、导丝盘和卷绕头，卷绕成型，得到高强锦纶6 FDY；
其中，缓冷器的位置均匀设置6个氮气喷出装置；热辊组I、热辊组II和热辊组III均采用实施例1所述热辊组并将其置于所述实施例1中的热箱内；三道热辊组中的最后一组热辊组III的出口处安装一个实施例2所述的增湿降温装置，增湿降温装置的喷雾头中的水为脱盐水，且水温为常温，水雾流量为5g/min；高强锦纶6 FDY的制备过程中的主要工艺参数为：
熔体管道中熔体的温度为265℃；
缓冷器温度为290℃；
侧吹风速度为0.4m/s；
侧吹风温度为20℃；
冷辊组转速为1535m/min；
热辊组I转速为1935m/min；
热辊组II的转速为2687m/min；
热辊组III的转速为4300m/min；
热辊组I的温度为110℃；
热辊组II的温度为130℃；
热辊组III的温度为195℃；
热辊组I所在的热箱内的氮气流速为0.37m/s；
热辊组II所在的热箱内的氮气流速为0.45m/s；
热辊组III所在的热箱内的氮气流速为0.5m/s；
导丝盘转速为4245m/min；
卷绕速度为4200m/min；
制得的高强锦纶6 FDY的断裂强度为6.5cN/dtex、断裂伸长率35％、断裂强度的CV％值为4％、断裂伸长率的CV％值为5％、染色性能达4.5级、条干不均匀率为0.7％；
(2)制作高强锦纶6 DTY：将制得的高强锦纶6 FDY作为加弹原料，依次经过原丝架、吸丝管道、切丝器、第一罗拉、止捻器、第一热箱、升头杆、冷却板、假捻器(PU盘材质)、移丝器、第二罗拉、第二热箱、网络器、第三罗拉、探丝器、油辊和卷绕成型，制成高强锦纶6DTY；
其中第一热箱为实施例3所述的高温防氧化热箱，且第一热箱中氮气出气口喷出的氮气比第一热箱的设定温度低30℃，且氮气气压为0.005bar；加弹工艺中采用实施例4所述的冷却板，其出口处的丝束的温度为50℃；加弹的主要工艺参数还包括：
D/Y比为2；
第二罗拉速度为750m/min；
牵伸比DR为1.08；
K值为1.2；
第一热箱温度为185℃；
第二热箱温度为140℃；
网络气压力为1bar；
第三罗拉速度为735m/min；
油辊转速为0.5r/min；
卷绕速度为725m/min；
制得的高强锦纶6 DTY，其断裂强度为5.7cN/dtex，断裂伸长率为32％，沸水收缩率为8％，卷曲率为72％，卷曲稳定度为41％，染色性能为4.5级。
实施例8
一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其具体制备步骤如下：
(1)制作加弹原料：
先将相对粘度为3.1的锦纶6切片用干燥机在循环氮气气氛下干燥18h，使其含水量为90ppm；
然后将干燥好的锦纶6切片依次经过螺杆挤出机、熔体管道、组件、喷丝板、带有氮气喷出装置的缓冷器、侧吹风网、油嘴(采用京瓷耐磨油嘴)、导丝器、纺丝甬道、冷辊组、热辊组I、热辊组II、热辊组III、导丝盘和卷绕头，卷绕成型，得到高强锦纶6 FDY；
其中，缓冷器的位置均匀设置6个氮气喷出装置；热辊组I、热辊组II和热辊组III均采用实施例1所述热辊组并将其置于所述实施例1中的热箱内；三道热辊组中的最后一组热辊组III的出口处安装一个实施例2所述的增湿降温装置，增湿降温装置的喷雾头中的水为脱盐水，且水温为常温，水雾流量为8g/min；高强锦纶6 FDY的制备过程中的主要工艺参数为：
熔体管道中熔体的温度为275℃；
缓冷器温度为300℃；
侧吹风速度为0.5m/s；
侧吹风温度为25℃；
冷辊组转速为1958m/min；
热辊组I转速为2186m/min；
热辊组II的转速为3060m/min；
热辊组III的转速为4895m/min；
热辊组I的温度为80℃；
热辊组II的温度为110℃；
热辊组III的温度为160℃；
热辊组I所在的热箱内的氮气流速为0.3m/s；
热辊组II所在的热箱内的氮气流速为0.4m/s；
热辊组III所在的热箱内的氮气流速为0.5m/s；
导丝盘转速为4846m/min；
卷绕速度为4800m/min；
制得的高强锦纶6 FDY的断裂强度为5.5cN/dtex、断裂伸长率38％、断裂强度的CV％值为3％、断裂伸长率的CV％值为4％、染色性能达4.5级、条干不均匀率为1.1％；
(2)制作高强锦纶6 DTY：将制得的高强锦纶6 FDY作为加弹原料，依次经过原丝架、吸丝管道、切丝器、第一罗拉、止捻器、第一热箱、升头杆、冷却板、假捻器(PU盘材质)、移丝器、第二罗拉、第二热箱、网络器、第三罗拉、探丝器、油辊和卷绕成型，制成高强锦纶6DTY；
其中第一热箱为实施例3所述的高温防氧化热箱，且第一热箱中氮气出气口喷出的氮气比第一热箱的设定温度低40℃，且氮气气压为0.2bar；加弹工艺中采用实施例4所述的冷却板，其出口处的丝束的温度为50℃；加弹的主要工艺参数还包括：
D/Y比为1.8；
第二罗拉速度为450m/min；
牵伸比DR为1.1；
K值为1.5；
第一热箱温度为195℃；
第二热箱温度为170℃；
网络气压力为1.5bar；
第三罗拉速度为420m/min；
油辊转速为1r/min；
卷绕速度为400m/min；
制得的高强锦纶6 DTY，其断裂强度为5.2cN/dtex，断裂伸长率为29％，沸水收缩率为5.6％，卷曲率为43％，卷曲稳定度为70％，染色性能为4.5级。
Claims (5)
1.一种高强锦纶6 DTY的制备方法，采用加弹原料经过加弹工艺制成，其特征是：所述加弹原料为断裂强度5.5~8.7cN/dtex且断裂伸长率25~38%的高强锦纶6 FDY；
加弹工艺是指加弹原料依次经过原丝架、吸丝管道、切丝器、第一罗拉、止捻器、第一热箱、升头杆、冷却板、假捻器、移丝器、第二罗拉、第二热箱、网络器、第三罗拉、探丝器、油辊和卷绕成型；
在加弹工艺中，牵伸比DR为1.02~1.10；
在加弹工艺中采用的第一热箱为高温防氧化热箱；
所述高温防氧化热箱为联苯热箱；联苯热箱包括通过铰接方式连接的箱体X2以及与其相匹配的上盖g2；箱体X2内设有两个并列设置的V型丝道热轨；箱体X2的两端分别设有进丝口和出丝口C3，在进丝口和出丝口C3处分别设有导丝器d2，导丝器d2使丝束与V型丝道热轨直接接触且在V型丝道热轨的底部通过；从V型丝道热轨内引出的丝束通过箱体X2的出丝口C3，经由导丝器d2导丝；
上盖g2的盖面底部间隔设置有若干个氮气出气口D2，用于使箱体X2内充入氮气；所述氮气出气口D2为发散喷嘴，各个喷嘴朝下且相邻喷嘴方向不同；
第一热箱的加热温度为185~195℃，且第一热箱中氮气出气口喷出的氮气的温度比第一热箱的设定温度低0~40℃；
冷却板包括套体；套体由两根横截面呈优弧的直线形管内外组合构成的中空管件形成，两根直线形管的端部连接使中空管件的两个端面均为具有一定厚度的优弧结构；两根直线形管之间形成空腔，用于流通冷冻水；
位于外侧的直线形管上设进水口和出水口c3，进水口和出水口c3分别位于外侧的直线形管的两端，所述进水口和出水口c3通过冷冻水循环管道连接冷冻水循环系统；
套体两端分布有导丝器d3；
高强锦纶6 FDY的制备过程中采用三道热辊组加工；
所述三道热辊组分别位于各自的热箱内并与热箱转动连接；每个所述热箱内还设有两个氮气出气口D1，设定氮气流速为0.3~0.5m/s，且氮气出气口D1中氮气的温度与所对应的热箱的设定温度相同；
所述热箱本体上设有进丝口和出丝口C1，丝束经进丝口引入热辊组，并在上面绕转若干圈后从出丝口C1引出；
所述三道热辊组中的最后一组热辊组III的出口处安装一个增湿降温装置；
所述增湿降温装置包括通过铰接方式连接的上盖g1以及箱体X1；
所述箱体X1相对的两侧分别设有入丝口和出丝口C2，且分别设置于箱体X1与上盖g1的连接处，并在引入的丝束上方和下方分别设置喷雾头，丝束上方的喷雾头设置在上盖g1底部，丝束下方的喷雾头设置在箱体X1的底部，喷雾头面对丝束设置；
所述喷雾头与水箱的出水口c2连接；
在箱体X1内设置两个分别位于入丝口和出丝口C2处的导丝器d1；
所述箱体X1的底部设有出水口c1。
2.根据权利要求1所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其特征在于，加弹工艺中的冷却板出口处的丝束的温度为80℃以下。
3.根据权利要求1所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其特征在于，加弹工艺的主要工艺参数还包括：
D/Y比为1.4~2.5；
第二罗拉速度为450~900m/min；
K值为0.6~1.5；
第二热箱温度为140~170℃；
网络气压力为0~2.0bar；
第三罗拉速度为420~890m/min；
油辊转速为0.3~1.2r/min；
卷绕速度为400~890m/min。
4.根据权利要求3所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其特征在于，高强锦纶6 FDY的断裂强度的CV%值为1~4%，断裂伸长率的CV%值为3~5%；染色性能达4-5级，条干不均匀率为0.6~1.2%。
5.根据权利要求1所述的一种高强锦纶6 DTY的制备方法，其特征在于，喷雾头中的水为脱盐水，且水温为常温，水雾流量为5~10g/min。
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