專利名稱：一種多孔微細旦錦綸6預取向絲、制備方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子聚合物的熔融紡絲技術，特別涉及一種制備多孔微細旦錦綸6預取向絲的工藝及其設備。
背景技術：
常規品種的錦綸6預取向絲可被加工成全拉伸絲、假捻變形絲和噴氣變形絲，具有一系列的優良性能，被廣泛應用于人民的生活和社會經濟的各個方面，其主要用途可分為三大領域，即服裝用，產業用和裝飾地毯用。服裝用主要是作為衣料，在運動衣、游泳衣、 健美服、襪類等方面占有穩定的市場，并日益發展；產業用涉及工農業、交通運輸業、漁業等領域；在地毯方面主要用于家居、賓館、車內裝飾等領域。
目前，國內外主要采用高速紡絲技術途徑來制備獲得錦綸6預取向絲常規品種， 存在著一些不足，如單絲纖度粗、抗靜電性、染色性及吸濕保濕性、透氣干爽性較差，手感柔軟性亦較差等，嚴重影響了它的穿著舒適性。因此，如何利用現有FDY設備生產性能穩定的且可柔性化操作的多孔微細旦錦綸6 POY對于發展化纖企業具有重大意義。發明內容
本發明的目的是為了解決現有技術存在的不足，通過改造FDY設備生產和調整生產工藝，提供一種具有超高延伸性能、易染勻染、均勻上染率和高顯色性、柔韌性好的功能化多孔微細旦錦綸6預取向絲，及其工藝和設備。
為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種多孔微細旦錦綸6預取向絲，規格為75dtex/144f 110dtex/144f，它包括質量分數為0. 5 5. 0%的添加劑，所述的添加劑為甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的納米隨機共聚物，按重量百分比，甲基丙烯酸酯的含量為75 85%，馬來酸酐的含量為10 12%，其余為苯已烯；預取向絲的斷裂強度為 3. 45 士 0.25 cN/dex，斷裂伸長率為 80 士 20 %。
一種制備本發明所述的多孔微細旦錦綸6預取向絲的設備，基于生產常規品種的 FDY設備，包括預結晶、干燥、螺桿熔融擠壓裝置，紡絲箱體、計量泵、紡絲組件、噴絲板紡絲裝置，冷卻固化裝置和卷繞成形裝置；在所述螺桿熔融擠壓裝置的進料口上安裝添加劑注入器；所述的冷卻固化裝置為徐冷和環吹風冷卻；在噴絲板的下方安裝徐冷加熱器，加熱區域高度為100 120mm ；徐冷加熱器的下方安裝環吹風冷卻裝置；上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置的下方，離開噴絲板的距離為800士50 mm處；卷繞成形裝置包括第一、第二導絲輥，預網絡器和卷繞機，所述的預網絡器置于第一導絲輥與第二導絲輥的中間。
—種制備本發明所述的多孔微細旦錦綸6預取向絲的方法，包括切片干燥、熔融擠壓、熔體擠出、冷卻固化、油嘴上油和卷繞成形工序，工藝條件如下1、在錦綸6切片中加入質量分數為0. 5 5. 0%的添加劑，所述的添加劑為甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的納米隨機共聚物，按重量百分比，甲基丙烯酸酯的含量為75 85%，馬來酸酐的含量為10 12%，其余為苯已烯；2、切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用5級螺桿熔融擠壓工藝，5級螺桿的溫度分別為 248士2°C、258士2°C、260士2°C、259士2°C和 259士2°C ；3、熔體經噴絲板擠出成為熔體細流后，采用徐冷和環吹風冷卻工藝凝固成為絲條；徐冷裝置的加熱溫度為230士2°C ；環吹風的工藝條件為壓力550Pa，風溫21 士2°C，濕度 90 士 5%，風速 0. 40 0. 50 m/s ；4、經噴嘴上油集束后的絲束輸入速度為3945 4455m/min的第一導絲輥，經壓力為0.7士0.05 bar的預網絡器進行預網絡后，再進入速度為4050 4565 m/min的第二導絲輥，導絲輥為冷輥；以4000 4500 m/mi的卷繞速度進行卷繞成型，制成規格為 75dtex/144f 110dtex/144f的多孔微細旦錦綸6預取向絲絲餅。
本發明的原理是采用常規的聚酰胺6 (錦綸6)原料，在原料中加入添加劑，使其勻細地分布于聚酰胺6 (錦綸6)熔體中，所產生的作用是(1)破壞纖維中分子結構有序排列的規整性，降低大分子的取向度和結晶度；(2)在聚酰胺6 (錦綸6)分子鏈上對取向和結晶形成位阻，在高速紡絲速度下獲得低結晶速率和低取向速率的超分子結構，使高速紡絲線上纖維取向和結晶發展得到有效的抑制，可以控制紡程應力和纖維的取向、結晶度； (3)在纖維形成的過程中形成微纖維結構，使這些微纖維部分地吸收高卷繞速度下多余的紡程應力，從而使在高卷繞速度下的取向和結晶得到了抑制。在此條件下，采用合適的紡絲和拉伸成形工藝條件，在纖維形成的過程中形成微纖維，所添加的微纖維部分地吸收高卷繞速度下多余的紡程應力，同時，聚酰胺6 (錦綸6)基體中的應力有效地減少，因此，在高卷繞速度下的取向和結晶通過添加劑得到了抑制。在本發明技術方案中，可根據添加劑的添加量來調整和控制加工過程中結晶、取向的超分子結構，采用合理的工藝條件，實現獲得具有超高延伸性能、易染勻染、均勻上染率和高顯色性、柔韌性好等性能優良的功能化細旦、微細旦、超細旦錦綸6系列產品。
與現有技術相比，本發明的有益效果是1、本發明選擇了一種高效、低價的聚合物添加劑，采用合理的添加速率和最佳添加量， 改進了裝置及相關的生產工藝條件，有效地控制了噴絲頭拉伸成形過程中聚集態結構調整、高次取向和結晶的超分子結構；同時，通過改造FDY設備生產，進一步提高熔體混合均勻性和壓力穩定性，有效調整和控制絲條的卷繞張應力和條干不均勻率，提高多孔微細旦錦綸6 POY的后拉伸性能。
3、本發明合理利用了現有的FDY設備資源，通過絲路調整的柔性化設計和合理選擇最佳的工藝條件，生產75dtex/144f 110dtex/144f多孔微細旦錦綸6預取向絲產品， 具有生產成本低、產量高、生產易于控制，產品質量好、附加值高等特點。提供的產品比表面積較高，其纖維結構體有毛細芯吸作用而形成吸水導濕功能、具有較好的超高仿真絲效果， 使其織物具有吸濕透氣、縮水率低、著色強、折迭性好、耐腐性強、觸感豐滿柔軟、易洗快干、 免燙、懸垂性佳、舒適性好等優良性能。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明技術方案作進一步的描述。
實施例1本實施例提供一種75dtex/144f多孔微細旦錦綸6預取向絲。它基于生產常規品種的FDY設備，包括預結晶、干燥、螺桿熔融擠壓裝置，在螺桿熔融擠壓裝置的進料口上安裝添加劑注入器，紡絲箱體、計量泵、紡絲組件、噴絲板紡絲裝置，在噴絲板的下方安裝徐冷加熱器，加熱區域高度為100 120mm ；徐冷加熱器的下方安裝環吹風冷卻裝置；上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置的下方，離開噴絲板的距離為800士50 mm處；卷繞成形裝置包括第一、第二導絲輥，預網絡器和卷繞機，所述的預網絡器置于第一導絲輥與第二導絲輥的中間。
生產工藝及條件如下錦綸6切片相對黏度為2. 70 3. 10，相對分子量為16000 18000，切片在145°C下預結晶30分鐘左右，送至干燥塔內干燥6 8小時，干燥溫度為155°C，保證切片含水率小于 30ppm，干燥后的錦綸6干切片進入螺桿，在錦綸6切片中加入質量分數為0. 5%的添加劑， 所述的添加劑為甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的納米隨機共聚物，按重量百分比，甲基丙烯酸酯的含量為75%，馬來酸酐的含量為10%，其余為苯已烯；切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用5級螺桿熔融擠壓工藝，加熱熔融，經混合、計量、過濾后進入紡絲箱體， 經計量泵、紡絲組件、噴絲板擠出成為熔體細流，經徐冷并在環吹風冷卻空氣中凝固成為絲條，然后經噴嘴上油集束、紡絲甬道被牽引到第一導絲輥，然后進行預網絡后再被牽引到第二導絲輥，以4000m/min速度經卷繞裝置進行卷繞成型，制成75dtex/144f多孔微細旦錦綸 6預取向絲(POY)絲餅。
75dtex/144f多孔微細旦錦綸6預取向絲工藝參數見表1 ； 75dtex/144f多孔微細旦錦綸6 POY性能見表2。
表 1權利要求
1.一種多孔微細旦錦綸6預取向絲，規格為75dtex/144f 110dtex/144f，其特征在于它包括質量分數為0. 5 5. 0%的添加劑，所述的添加劑為甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的納米隨機共聚物，按重量百分比，甲基丙烯酸酯的含量為75 85%，馬來酸酐的含量為10 12%，其余為苯已烯；預取向絲的斷裂強度為3. 45士0. 25 cN/dex，斷裂伸長率為 80士20 %。
2.一種制備如權利要求1所述的多孔微細旦錦綸6預取向絲的設備，基于生產常規品種的FDY設備，包括預結晶、干燥、螺桿熔融擠壓裝置，紡絲箱體、計量泵、紡絲組件、噴絲板紡絲裝置，冷卻固化裝置和卷繞成形裝置，其特征在于在所述螺桿熔融擠壓裝置的進料口上安裝添加劑注入器；所述的冷卻固化裝置為徐冷和環吹風冷卻；在噴絲板的下方安裝徐冷加熱器，加熱區域高度為100 120mm ；徐冷加熱器的下方安裝環吹風冷卻裝置；上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置的下方，離開噴絲板的距離為800士50 mm處；卷繞成形裝置包括第一、第二導絲輥，預網絡器和卷繞機，所述的預網絡器置于第一導絲輥與第二導絲輥的中間。
3.一種制備如權利要求1所述的多孔微細旦錦綸6預取向絲的方法，包括切片干燥、熔融擠壓、熔體擠出、冷卻固化、油嘴上油和卷繞成形工序，其特征在于工藝條件如下(1)在錦綸6切片中加入質量分數為0.5 5. 0%的添加劑，所述的添加劑為甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的納米隨機共聚物，按重量百分比，甲基丙烯酸酯的含量為75 85%，馬來酸酐的含量為10 12%，其余為苯已烯；(2)切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用5級螺桿熔融擠壓工藝，5級螺桿的溫度分別為 248士2°C、258士2°C、260士2°C、259士2°C和 259士2°C ；(3)熔體經噴絲板擠出成為熔體細流后，采用徐冷和環吹風冷卻工藝凝固成為絲條； 徐冷裝置的加熱溫度為230士2°C ；環吹風的工藝條件為壓力550Pa，風溫21 士2°C，濕度 90 士 5%，風速 0. 40 0. 50 m/s ；(4)經噴嘴上油集束后的絲束輸入速度為3945 4455m/min的第一導絲輥，經壓力為0.7士0.05 bar的預網絡器進行預網絡后，再進入速度為4050 4565 m/min的第二導絲輥，導絲輥為冷輥；以4000 4500 m/mi的卷繞速度進行卷繞成型，制成規格為 75dtex/144f 110dtex/144f的多孔微細旦錦綸6預取向絲絲餅。
全文摘要
本發明涉及一種高分子聚合物的熔融紡絲技術，提供一種多孔微細旦錦綸6預取向絲、制備工藝及其設備。在螺桿熔融擠出步驟中加入以甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的隨機共聚物添加劑；得到的預取向絲的斷裂強度為3.45±0.25cN/dex，斷裂伸長率為80±20%。本發明改進了常規的FDY設備及相關的生產工藝條件，有效地控制了噴絲頭拉伸成形過程中聚集態結構調整、高次取向和結晶的超分子結構，進一步提高熔體混合均勻性和壓力穩定性，有效調整和控制絲條的卷繞張應力和條干不均勻率，提高多孔微細旦錦綸6POY的后拉伸性能。該技術方案提供的產品可達到企業利益的最大化。
文檔編號D01D13/00GK102517679SQ201110432639
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者李海濤, 管新海, 趙廣兵 申請人:蘇州大學