CN118007261A - 一种硅基复合锦纶纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤一，制备功能性锦纶母粒；步骤二，将母粒、氨基氯化物、已经预聚物化的己内酰胺、磷酸、水加入反应釜中反应；步骤三，将步骤一中的溶液加入纳米二氧化硅干燥并均匀混合，并将熔体保温输送在螺杆挤压机内进行切片供给、熔融和计量挤出，使得物料混匀塑化作用；步骤四，将步骤二中的溶液通过除氧塔除掉氧气后，进入加热器中加热，再进入到泵中，通过加压将溶液喷出喷嘴，形成单丝，单丝通过拉伸、冷却处理后缠绕在收卷器上；步骤五，将缠绕完成的单丝进行检测后包装或进一步加工。本发明与现有的技术相比的优点在于：本发明绝热保温效果稳定，纤维条干均匀，纤维强力损失小，染色均匀，纤维无色、无味、无毒，对环境、人体友好。
Description
技术领域
本发明涉及锦纶纤维制备技术领域，具体是一种硅基复合锦纶纤维的制备方法。
背景技术
现在生活中一方面，随着人们对服装等纺织品的手感、光感、舒适度的不断要求，对锦纶丝的性能要求也不断提高；另一方面，目前锦纶丝的国内合纤都存在供大于求的关系，由于产能过剩，涤纶、锦纶等通用纤维产业链利润空间将被压缩，研发满足客户需求的高附加值产品被我司提上日程。
现有技术中专利号为CN113151943A的一种异形复合锦纶6纤维的生产方法，将正常截面的POY原丝依次经过原丝架、第一罗拉、切丝器、止捻器，再经过热箱热媒加热，冷却板空气冷却，再通过假捻器、第二罗拉、经网络器与锦纶-6FDY扁平纱复合、探丝器、上油罗拉、卷绕，即得锦纶6异形复合纱；本发明的工艺简单，生产出的异形复合锦纶纤维织成的布面具有柔软和顺滑的质感，同时还避免了生产过程因特殊工艺产生的退绕困难，其穿着舒适性有极大提高。
现有技术中还存在以下问题：锦纶纤维在喷丝过程中，无法保证中空直径的稳定，不能达到绝热保温指标的稳定性；锦纶纤维在喷丝过程中，很难控制纤维条干均匀性，增加后续织造的难度，影响布面的美观和纤维的染色性能；锦纶中空异形纤维，在水中或高潮湿的空气中，溶胀，中空孔径变小，亦会影响纤维的绝热保温性能，严重影响纤维的强力。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，绝热保温效果稳定，纤维条干均匀，纤维强力损失小，染色均匀，纤维无色、无味、无毒，对环境、人体友好。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为一种硅基复合锦纶纤维的制备方法：包括以下步骤：
步骤一，制备功能性锦纶母粒；
步骤二，将母粒、氨基氯化物、已经预聚物化的己内酰胺、磷酸、水加入反应釜中反应；
步骤三，将步骤一中的溶液加入纳米二氧化硅干燥并均匀混合，并将熔体保温输送在螺杆挤压机内进行切片供给、熔融和计量挤出，使得物料混匀塑化作用；步骤四，将步骤二中的溶液通过除氧塔除掉氧气后，进入加热器中加热，再进入到泵中，通过加压将溶液喷出喷嘴，形成单丝，单丝通过拉伸、冷却处理后缠绕在收卷器上；
步骤五，将缠绕完成的单丝进行检测后包装或进一步加工。
进一步，所述步骤一中取聚酰胺6，并加入纳米二氧化硅，控制原料含水率，再加入挤出机，通过高温高压塑化挤出，温度在260-280摄氏度之间，压力在100MPa-130Mpa之间，母粒直径为1.4mm-1.6mm，长度为3-5mm之间，经过水冷却25-35秒，水冷却温度为5-10摄氏度，经过筛选和干燥，最后送入注塑机成型，注塑机温度在250-300摄氏度之间，射出压力在75Mpa-100Mpa之间。
进一步，所述步骤二中原料加入反应釜之前加入一定量钢球，用于加快原料混合，反应釜内温度为260-280摄氏度之间，反应时间为5-7小时，原料按重量比份如下：功能性母粒10-12份、氨基氯化物20-30份、已经预聚物化的己内酰胺18-25份，磷酸0.1-0.3份，母粒为功能性着色颜料，磷酸作用为结合剂。
进一步，所述步骤三中原料在螺杆挤压机内停留5-10分钟，在螺杆各区温度和箱体温度分别为256、258、260、262、262、262摄氏度，经过计量泵的精确计量，进入纺丝组件。
进一步，所述纺丝组件一般包括加热器、泵、喷嘴、收卷器，加热器加热温度为260-280摄氏度，拉伸通常采用湿式拉伸法或干式拉伸法，湿式拉伸法将单丝直径从5毫米拉伸至1.5毫米，将单丝在水中拉伸至一定程度，再将单丝通过棍子拉伸，直到达到要求的强度和延伸度，最后再冷却、干燥收集。
进一步，所述步骤三中原料进入纺丝组件，经喷丝板喷出形成丝束，喷丝板上喷丝微孔的数量为70F；经单体抽吸的丝束通过侧吹风冷却，侧吹风冷却温度为22.5摄氏度，湿度为66％，风速为0.55ml s；经侧吹风冷却的纤维经计量的油剂通过油嘴上油集束，所用油剂为5％的锦纶油剂；上油丝束经预网络器、导丝盘后，卷绕成形，生产速度为4500m/min，制得锦纶预取向丝；将原液锦纶预取向丝经第一冷盘、止捻器后至热箱加热，热箱温度为160-190摄氏度；再经冷却板冷却后进行假捻，使用巴马格的摩擦锭组式假捻器，假捻速比设定在1.46-1.65；再经第二冷盘、第三冷盘进行牵伸，加弹速度为660m/min，牵伸倍数为1.36-1.54，第三冷盘超喂率为(-3.10％)-(-4.30％)；再经过上油、卷绕，网络气压为0.02-0.14MPa，喷嘴直径为1.1-1.6mm,制得原液锦纶弹力丝。
进一步，所述步骤五中检测项目包括断裂轻度、卷曲收缩率、卷曲稳定性。
进一步，步骤五中加工过程为染色、编织、整理。
本发明与现有的技术相比的优点在于：本发明通过加入特制的纳米二氧化硅和树脂混合，提高抗老化性，可以提高纤维强度和延伸率，提高耐磨性和改善材料表面的光洁度；通过改善拉伸工艺过程使得纤维条干均匀；纤维强力损失小，不会影响纤维在后续制丝、纺、织、染、缝制对纤维强力的要求；染色均匀，不会引起色变。
附图说明
图1是本发明一种硅基复合锦纶纤维的制备方法的高倍电子显微镜下的纤维横截面的成像图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，浅色部分点状，是绝热材料微纳米的完整结构。
实施例一
一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备功能性锦纶母粒；
步骤二，将母粒、氨基氯化物、已经预聚物化的己内酰胺、磷酸、水加入反应釜中反应；
步骤三，将步骤一中的溶液加入纳米二氧化硅干燥并均匀混合，并将熔体保温输送在螺杆挤压机内进行切片供给、熔融和计量挤出，使得物料混匀塑化作用；
步骤四，将步骤二中的溶液通过除氧塔除掉氧气后，进入加热器中加热，再进入到泵中，通过加压将溶液喷出喷嘴，形成单丝，单丝通过拉伸、冷却处理后缠绕在收卷器上；
步骤五，将缠绕完成的单丝进行检测后包装或进一步加工。
步骤一中取聚酰胺6，并加入纳米二氧化硅，控制原料含水率，再加入挤出机，通过高温高压塑化挤出，温度为260摄氏度，压力为100MPa，母粒直径为1.4mm，长度为3mm，经过水冷却25秒，水冷却温度为5摄氏度，经过筛选和干燥，最后送入注塑机成型，注塑机温度为250摄氏度，射出压力为75Mpa。
步骤二中原料加入反应釜之前加入一定量钢球，用于加快原料混合，反应釜内温度为260摄氏度之间，反应时间为5小时，原料按重量比份如下：母粒10份、氨基氯化物20份、已经预聚物化的己内酰胺27份，磷酸0.1份，母粒为功能性着色颜料，磷酸作用为结合剂。
步骤三中原料在螺杆挤压机内停留5分钟，在螺杆各区温度和箱体温度分别为256、258、260、262、262、262摄氏度，经过计量泵的精确计量，进入纺丝组件。
纺丝组件一般包括加热器、泵、喷嘴、收卷器，加热器加热温度为260摄氏度，拉伸通常采用湿式拉伸法或干式拉伸法，湿式拉伸法将单丝直径从5毫米拉伸至1.5毫米，将单丝在水中拉伸至一定程度，再将单丝通过棍子拉伸，直到达到要求的强度和延伸度，最后再冷却、干燥收集。
步骤三中原料进入纺丝组件，经喷丝板喷出形成丝束，喷丝板上喷丝微孔的数量为70F；经单体抽吸的丝束通过侧吹风冷却，侧吹风冷却温度为22.5摄氏度，湿度为66％，风速为0.55ml s；经侧吹风冷却的纤维经计量的油剂通过油嘴上油集束，所用油剂为5％的锦纶油剂；上油丝束经预网络器、导丝盘后，卷绕成形，生产速度为4500m/min，制得锦纶预取向丝；将原液锦纶预取向丝经第一冷盘、止捻器后至热箱加热，热箱温度为160摄氏度；再经冷却板冷却后进行假捻，使用巴马格的摩擦锭组式假捻器，假捻速比设定为1.46；再经第二冷盘、第三冷盘进行牵伸，加弹速度为660m/min，牵伸倍数为1.36，第三冷盘超喂率为(-3.10％)；再经过上油、卷绕，网络气压为0.02MPa，喷嘴直径为1.1mm,制得原液锦纶弹力丝。
步骤五中检测项目包括断裂轻度、卷曲收缩率、卷曲稳定性，加工过程为染色、编织、整理。
实施例二
一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备功能性锦纶母粒；
步骤二，将母粒、氨基氯化物、已经预聚物化的己内酰胺、磷酸、水加入反应釜中反应；
步骤三，将步骤一中的溶液加入纳米二氧化硅干燥并均匀混合，并将熔体保温输送在螺杆挤压机内进行切片供给、熔融和计量挤出，使得物料混匀塑化作用；
步骤四，将步骤二中的溶液通过除氧塔除掉氧气后，进入加热器中加热，再进入到泵中，通过加压将溶液喷出喷嘴，形成单丝，单丝通过拉伸、冷却处理后缠绕在收卷器上；
步骤五，将缠绕完成的单丝进行检测后包装或进一步加工。
步骤一中取聚酰胺6，并加入纳米二氧化硅，控制原料含水率，再加入挤出机，通过高温高压塑化挤出，温度为270摄氏度，压力为150MPa，母粒直径为1.5mm，长度为4mm，经过水冷却30秒，水冷却温度为7.5摄氏度，经过筛选和干燥，最后送入注塑机成型，注塑机温度为275摄氏度，射出压力为85Mpa。
步骤二中原料加入反应釜之前加入一定量钢球，用于加快原料混合，反应釜内温度为270摄氏度之间，反应时间为6小时，原料按重量比份如下：母粒11份、氨基氯化物25份、已经预聚物化的己内酰胺34份、磷酸0.2份，母粒为着色颜料，磷酸作用为结合剂。
步骤三中原料在螺杆挤压机内停留8分钟，在螺杆各区温度和箱体温度分别为256、258、260、262、262、262摄氏度，经过计量泵的精确计量，进入纺丝组件。
纺丝组件一般包括加热器、泵、喷嘴、收卷器，加热器加热温度为270摄氏度，拉伸通常采用湿式拉伸法或干式拉伸法，湿式拉伸法将单丝直径从5毫米拉伸至1.5毫米，将单丝在水中拉伸至一定程度，再将单丝通过棍子拉伸，直到达到要求的强度和延伸度，最后再冷却、干燥收集。
步骤三中原料进入纺丝组件，经喷丝板喷出形成丝束，喷丝板上喷丝微孔的数量为70F；经单体抽吸的丝束通过侧吹风冷却，侧吹风冷却温度为22.5摄氏度，湿度为66％，风速为0.55ml s；经侧吹风冷却的纤维经计量的油剂通过油嘴上油集束，所用油剂为5％的锦纶油剂；上油丝束经预网络器、导丝盘后，卷绕成形，生产速度为4500m/min，制得锦纶预取向丝；将原液锦纶预取向丝经第一冷盘、止捻器后至热箱加热，热箱温度为175摄氏度；再经冷却板冷却后进行假捻，使用巴马格的摩擦锭组式假捻器，假捻速比设定为1.57；再经第二冷盘、第三冷盘进行牵伸，加弹速度为660m/min，牵伸倍数为1.42，第三冷盘超喂率为(-3.70％)；再经过上油、卷绕，网络气压为0.08MPa，喷嘴直径为1.3mm,制得原液锦纶弹力丝。
步骤五中检测项目包括断裂轻度、卷曲收缩率、卷曲稳定性，加工过程为染色、编织、整理。
实施例三
一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备功能性锦纶母粒；
步骤二，将母粒、氨基氯化物、已经预聚物化的己内酰胺、磷酸、水加入反应釜中反应；
步骤三，将步骤一中的溶液加入纳米二氧化硅干燥并均匀混合，并将熔体保温输送在螺杆挤压机内进行切片供给、熔融和计量挤出，使得物料混匀塑化作用；
步骤四，将步骤二中的溶液通过除氧塔除掉氧气后，进入加热器中加热，再进入到泵中，通过加压将溶液喷出喷嘴，形成单丝，单丝通过拉伸、冷却处理后缠绕在收卷器上；
步骤五，将缠绕完成的单丝进行检测后包装或进一步加工。
步骤一中取聚酰胺6，并加入纳米二氧化硅，控制原料含水率，再加入挤出机，通过高温高压塑化挤出，温度为280摄氏度，压力为130MPa，母粒直径为1.6mm，长度为5mm，经过水冷却35秒，水冷却温度为10摄氏度，经过筛选和干燥，最后送入注塑机成型，注塑机温度为300摄氏度，射出压力为100Mpa。
步骤二中原料加入反应釜之前加入一定量钢球，用于加快原料混合，反应釜内温度为280摄氏度之间，反应时间为7小时，原料按重量比份如下：母粒12份、氨基氯化物30份、已经预聚物化的己内酰胺40份、磷酸0.3份，母粒为着色颜料，磷酸作用为结合剂。
步骤三中原料在螺杆挤压机内停留10分钟，在螺杆各区温度和箱体温度分别为256、258、260、262、262、262摄氏度，经过计量泵的精确计量，进入纺丝组件。
纺丝组件一般包括加热器、泵、喷嘴、收卷器，加热器加热温度为280摄氏度，拉伸通常采用湿式拉伸法或干式拉伸法，湿式拉伸法将单丝直径从5毫米拉伸至1.5毫米，将单丝在水中拉伸至一定程度，再将单丝通过棍子拉伸，直到达到要求的强度和延伸度，最后再冷却、干燥收集。
步骤三中原料进入纺丝组件，经喷丝板喷出形成丝束，喷丝板上喷丝微孔的数量为70F；经单体抽吸的丝束通过侧吹风冷却，侧吹风冷却温度为22.5摄氏度，湿度为66％，风速为0.55ml s；经侧吹风冷却的纤维经计量的油剂通过油嘴上油集束，所用油剂为5％的锦纶油剂；上油丝束经预网络器、导丝盘后，卷绕成形，生产速度为4500m/min，制得锦纶预取向丝；将原液锦纶预取向丝经第一冷盘、止捻器后至热箱加热，热箱温度为190摄氏度；再经冷却板冷却后进行假捻，使用巴马格的摩擦锭组式假捻器，假捻速比设定为1.65；再经第二冷盘、第三冷盘进行牵伸，加弹速度为660m/min，牵伸倍数为1.54，第三冷盘超喂率为(-4.30％)；再经过上油、卷绕，网络气压为0.14MPa，喷嘴直径为1.1mm,制得原液锦纶弹力丝。
步骤五中检测项目包括断裂轻度、卷曲收缩率、卷曲稳定性，加工过程为染色、编织、整理。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，制备功能性锦纶母粒；
步骤二，将母粒、氨基氯化物、已经预聚物化的己内酰胺、磷酸、水加入反应釜中反应；
步骤三，将步骤一中的溶液加入纳米二氧化硅干燥并均匀混合，并将熔体保温输送在螺杆挤压机内进行切片供给、熔融和计量挤出，使得物料混匀塑化作用；
步骤四，将步骤二中的溶液通过除氧塔除掉氧气后，进入加热器中加热，再进入到泵中，通过加压将溶液喷出喷嘴，形成单丝，单丝通过拉伸、冷却处理后缠绕在收卷器上；
步骤五，将缠绕完成的单丝进行检测后包装或进一步加工。
2.根据权利要求1所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤一中取聚酰胺6，并加入纳米二氧化硅，控制原料含水率，再加入挤出机，通过高温高压塑化挤出，温度在260-280摄氏度之间，压力在100MPa-130Mpa之间，母粒直径为1.4mm-1.6mm，长度为3-5mm之间，经过水冷却25-35秒，水冷却温度为5-10摄氏度，经过筛选和干燥，最后送入注塑机成型，注塑机温度在250-300摄氏度之间，射出压力在75Mpa-100Mpa之间。
3.根据权利要求1所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤二中原料加入反应釜之前加入一定量钢球，用于加快原料混合，反应釜内温度为260-280摄氏度之间，反应时间为5-7小时，原料按重量比份如下：母粒10-12份、氨基氯化物20-30份、已经预聚物化的己内酰胺18-25份、磷酸0.1-0.3份，母粒为着色颜料，磷酸作用为结合剂。
4.根据权利要求1所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤三中原料在螺杆挤压机内停留5-10分钟，在螺杆各区温度和箱体温度分别为256、258、260、262、262、262摄氏度，经过计量泵的精确计量，进入纺丝组件。
5.根据权利要求4所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：纺丝组件一般包括加热器、泵、喷嘴、收卷器，加热器加热温度为260-280摄氏度，拉伸通常采用湿式拉伸法或干式拉伸法，湿式拉伸法将单丝直径从5毫米拉伸至1.5毫米，将单丝在水中拉伸至一定程度，再将单丝通过棍子拉伸，直到达到要求的强度和延伸度，最后再冷却、干燥收集。
6.根据权利要求1所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤三中原料进入纺丝组件，经喷丝板喷出形成丝束，喷丝板上喷丝微孔的数量为70F；经单体抽吸的丝束通过侧吹风冷却，侧吹风冷却温度为22.5摄氏度，湿度为66％，风速为0.55mls；经侧吹风冷却的纤维经计量的油剂通过油嘴上油集束，所用油剂为5％的锦纶油剂；上油丝束经预网络器、导丝盘后，卷绕成形，生产速度为4500m/min，制得锦纶预取向丝；将原液锦纶预取向丝经第一冷盘、止捻器后至热箱加热，热箱温度为160-190摄氏度；再经冷却板冷却后进行假捻，使用巴马格的摩擦锭组式假捻器，假捻速比设定在1.46-1.65；再经第二冷盘、第三冷盘进行牵伸，加弹速度为660m/min，牵伸倍数为1.36-1.54，第三冷盘超喂率为(-3.10％)-(-4.30％)；再经过上油、卷绕，网络气压为0.02-0.14MPa，喷嘴直径为1.1-1.6mm,制得原液锦纶弹力丝。
7.根据权利要求1所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤五中检测项目包括断裂轻度、卷曲收缩率、卷曲稳定性。
8.根据权利要求1所述的一种硅基复合锦纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤五中加工过程为染色、编织、整理。
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