CN106381534B - 一种无染锦纶6色丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺丝领域，公开了一种无染锦纶6色丝的制备方法，包括：1）混料：将预干燥的锦纶6切片与色母粒添加到混料装置中混合；2）熔融：锦纶6切片和色母粒混合后在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体；3）动态混合：纺丝熔体从螺杆挤压机流出后进入动态混合装置，进行动态混合；4）纺丝：纺丝熔体进入纺丝箱体进行纺丝，从喷丝板中喷出单丝；5）集束上油：单丝到达集束上油点处进行集束并在丝束表面上油；6）热拉伸：上油后的丝束被导入至拉伸热辊，进行热拉伸；7）卷绕：热拉伸后的丝束先进行预网络，最后卷绕成型。本发明方法制得的无染锦纶6色丝工艺可控性好，污染小，且还能提高锦纶6色丝的基本性能。

Description

一种无染锦纶6色丝的制备方法
技术领域
本发明涉及纺丝领域，尤其涉及一种无染锦纶6色丝的制备方法。
背景技术
锦纶纤维具有较好的吸湿、柔软以及良好的弹性等特性，适用于内衣、运动服装等面料，具有较好的穿着舒适性。
在现有技术中，一般都是在纺丝后对锦纶纤维进行染色，但是这种方法会产生大量的印染废水，且这些印染废水处理很难处理，处理成本高，对环境的影响也较大。由于环保压力以及国家产业政策等原因，发展色丝生产，减少印染对环境的影响，已经成为行业发展的重要趋势。
目前国内用于PA6色母粒添加的工艺主要还是参照PET纤维和PP纤维的色母粒注入技术，或者是在此基础上进行组合改进的失重式母粒固体计量添加单一的PA6色丝制造工艺技术。其二者的缺点是：1、固体计量的准确度和精密度低；2、螺杆混炼头混合不均匀。
基于上述原因，亟需开发出一种污染小、工艺可控性好，且不影响纤维基本性能的锦纶6色丝的制备方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无染锦纶6色丝的制备方法。本发明方法制得的无染锦纶6色丝工艺可控性好，污染小，且还能提高锦纶6色丝的基本性能。
本发明的具体技术方案为：一种无染锦纶6色丝的制备方法，包括以下步骤：
1）混料：将预干燥的锦纶6切片与色母粒添加到混料装置中混合，其中所述色母粒占重质量的2-4%。
2）熔融：所述锦纶6切片和色母粒混合后在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体。
3）动态混合：所述纺丝熔体从所述螺杆挤压机流出后进入动态混合装置，进行动态混合。
4）纺丝：纺丝熔体进入纺丝箱体进行纺丝，从喷丝板中喷出单丝。
5）集束上油：单丝到达集束上油点处进行集束并在丝束表面上油。
6）热拉伸：上油后的丝束被导入至拉伸热辊，进行热拉伸。
7）卷绕：热拉伸后的丝束先进行预网络，最后卷绕成型，制得无染锦纶6色丝。
本发明在锦纶6切片熔融前即将色母粒与锦纶6切片混料，然后一同添加到螺杆挤压机中共同熔融。与纤维纺丝后再进行染色相比，此方法对环境的影响大大降低，且纤维色牢度高，不易褪色。但是将色母粒与锦纶6切片混合熔融，容易发生色母粒在主料中分散不均，导致纤维产品的色均匀度 不高，因此本发明特定地增加了动态混合装置，确保两种或多种高聚物熔混合绝对均匀，确保纺丝无色差。
作为优选，步骤1）至步骤4）的过程由以下纺丝设备完成，其包括依次连接的混料装置，螺杆挤压机，动态混合装置和纺丝组件。
作为优选，所述混料装置包括主料添加单元、母粒添加单元和混合料斗；所述主料添加单元包括依次连接的主料仓，主料下料阀，主料玻璃视镜和主料计量器；所述主料计量器上设有主料计量器电机，主料计量器与所述混合料斗连接；所述母粒添加单元包括依次连接的母粒料斗，母粒干燥器，母粒下料阀，母粒玻璃视镜和母粒计量器；所述母粒干燥器上连接有氮气管，所述母粒计量器上设有母粒计量器电机，母粒计量器与混合料斗连接；混合料斗与螺杆挤出机的进口连接。
作为优选，所述动态混合装置包括动态混合器和动态混合器电机；所述动态混合器分别与螺杆挤压机与纺丝组件连接。
作为优选，所述纺丝组件包括纺丝箱体和纺丝计量泵。
上述纺丝设备具有以下优点：将混料装置、螺杆挤压机及动态混合装置配套呈一体化使用。1、主料和母粒计量器经数据设定自动配比，计量精度可控制在0.3%以内；2、熔体经过双面多曲面流动剪切动态混合，使得聚酰胺和母粒熔体在动态混合器中流动时的界面面积远远大于一般的剪切流动，还能使熔体在流动过程中产生数倍于一般剪切流动的形变能力，从而大大提高熔体分布混合和分散混合的效果。上述设备既保证了主料和母粒计量精确度，又保证了熔体混合高度均匀，最终生产出着色均匀度5.0级，M率≥99%的无染锦纶6色丝。使用环境要求更宽松，耐高温性、抗震动、抗静电、抗电磁干扰性比失重式计量好很多，操作简且低能耗，全面提升了无染锦纶6色丝生产和品质的稳定性。
作为优选，所述锦纶6切片与色母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，其温度分别为240-250℃、250-260℃、260-270℃、265-270℃、260-265℃。
作为优选，在步骤5）的集束上油工艺中，上油的纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8-1.0%。
在纺丝油剂中添加双噁唑啉，上油后双噁唑啉附着于纤维表面，在后续的导丝过程中，受到一定的拉伸作用，随着纤维的拉伸，双噁唑啉能够逐渐渗透进入纤维内部。双噁唑啉能够在较高的温度下与聚酰胺发生反应，能够作为聚酰胺的扩链剂，提高分子量。由于锦纶的耐老化性较差，容易受到高温以及长时间光照后发生降解，导致纤维性能下降。双噁唑啉的添加，能够阻抗大分子聚酰胺的降解，并且能够将降解的聚酰胺分子进行连接，提高分子量，从而防止纤维老化，保持纤维性能。但是如果将双噁唑啉在熔融前的混料过程中添加，由于后续的纺丝过程温度较高，双噁唑啉会提前与熔体进行反应，从而无法达到效果。而且过添加剂的添加，会影响熔体的可纺性。本发明在上油阶段将双噁唑啉附着于纤维表面，然后通过拉伸渗透进入纤维内部，不仅不会与熔体发生反应，而且不会影响熔体的可纺性。
作为优选，步骤6）中依次经过三个拉伸热辊的热拉伸，拉伸比依次为1.10-1.15，1.15-1.25，1.04-1.06。
作为优选，步骤7）中的预网络压力为0.9-1.3bar；所述卷绕速度为4400-4800m/min。
本发明结合本发明的原料，对纺丝过程中的工艺参数进行相应的设定，使得色母粒、双噁唑啉等在纤维中均匀分布，分散性好。特别是对于双噁唑啉的渗透，在拉伸、预网络工艺中需要针对性设定，从而提高其渗透率。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明方法制得的无染锦纶6色丝工艺可控性好，污染小，且还能提高锦纶6色丝的基本性能。
附图说明
图1为本发明方法中步骤1）至步骤4）的纺丝设备的一种结构示意图。
附图标记为：母粒料斗1，主料仓2，母粒干燥器3，氮气管4，主料下料阀5，母粒下料阀6，主料玻璃视镜7，母粒玻璃视镜8，主料计量器电机9，母粒计量器电机10，主料计量器11，母粒计量器12，混合料斗13，螺杆挤压机14，动态混合器电机15，动态混合器16，纺丝计量泵17，纺丝箱体18。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种无染锦纶6色丝的制备方法，包括以下步骤：
1）混料：将预干燥的锦纶6切片与色母粒添加到混料装置中混合，其中所述色母粒占重质量的3%。
2）熔融：所述锦纶6切片和色母粒混合后在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体。其中锦纶6切片与色母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，其温度分别为245℃、255℃、265℃、268℃、262℃。
3）动态混合：所述纺丝熔体从所述螺杆挤压机流出后进入动态混合装置，进行动态混合。
4）纺丝：纺丝熔体进入纺丝箱体进行纺丝，从喷丝板中喷出单丝。
5）集束上油：单丝到达集束上油点处进行集束并在丝束表面上油。其中在上油时，纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.9%。
6）热拉伸：上油后的丝束被导入至拉伸热辊，进行热拉伸。热拉伸过程中依次经过三个拉伸热辊的热拉伸，拉伸比依次为1.12，1.20，1.05。
7）卷绕：热拉伸后的丝束先进行预网络，最后卷绕成型，制得无染锦纶6色丝。其中，预网络压力为1.1bar；所述卷绕速度为4600m/min。
实施例2
一种无染锦纶6色丝的制备方法，包括以下步骤：
1）混料：将预干燥的锦纶6切片与色母粒添加到混料装置中混合，其中所述色母粒占重质量的2%。
2）熔融：所述锦纶6切片和色母粒混合后在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体。其中锦纶6切片与色母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，其温度分别为240℃、250℃、260℃、265℃、260℃。
3）动态混合：所述纺丝熔体从所述螺杆挤压机流出后进入动态混合装置，进行动态混合。
4）纺丝：纺丝熔体进入纺丝箱体进行纺丝，从喷丝板中喷出单丝。
5）集束上油：单丝到达集束上油点处进行集束并在丝束表面上油。其中在上油时，纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8%。
6）热拉伸：上油后的丝束被导入至拉伸热辊，进行热拉伸。热拉伸过程中依次经过三个拉伸热辊的热拉伸，拉伸比依次为1.10，1.15，1.04。
7）卷绕：热拉伸后的丝束先进行预网络，最后卷绕成型，制得无染锦纶6色丝。其中，预网络压力为0.9bar；所述卷绕速度为4400m/min。
实施例3
一种无染锦纶6色丝的制备方法，包括以下步骤：
1）混料：将预干燥的锦纶6切片与色母粒添加到混料装置中混合，其中所述色母粒占重质量的4%。
2）熔融：所述锦纶6切片和色母粒混合后在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体。其中锦纶6切片与色母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，其温度分别为250℃、260℃、270℃、270℃、265℃。
3）动态混合：所述纺丝熔体从所述螺杆挤压机流出后进入动态混合装置，进行动态混合。
4）纺丝：纺丝熔体进入纺丝箱体进行纺丝，从喷丝板中喷出单丝。
5）集束上油：单丝到达集束上油点处进行集束并在丝束表面上油。其中在上油时，纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的1.0%。
6）热拉伸：上油后的丝束被导入至拉伸热辊，进行热拉伸。热拉伸过程中依次经过三个拉伸热辊的热拉伸，拉伸比依次为1.15，1.25，1.06。
7）卷绕：热拉伸后的丝束先进行预网络，最后卷绕成型，制得无染锦纶6色丝。其中，预网络压力为1.3bar；所述卷绕速度为4800m/min。
实施例4
实施例1-3的步骤1）至步骤4）的过程由以下纺丝设备完成，如图1所示，其包括依次连接的混料装置，螺杆挤压机14，动态混合装置和纺丝组件。
所述混料装置包括主料添加单元、母粒添加单元和混合料斗13；所述主料添加单元包括依次连接的主料仓2，主料下料阀5，主料玻璃视镜7和主料计量器11；所述主料计量器上设有主料计量器电机9，主料计量器与所述混合料斗连接；所述母粒添加单元包括依次连接的母粒料斗1，母粒干燥器3，母粒下料阀6，母粒玻璃视镜8和母粒计量器12；所述母粒干燥器上连接有氮气管4，所述母粒计量器上设有母粒计量器电机10，母粒计量器与混合料斗连接；混合料斗与螺杆挤出机的进口连接。
所述动态混合装置包括动态混合器16和动态混合器电机15；所述动态混合器分别与螺杆挤压机与纺丝组件连接。
所述纺丝组件包括纺丝箱体18和纺丝计量泵17。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）混料：将预干燥的锦纶6切片与色母粒添加到混料装置中混合，其中所述色母粒占重质量的2-4%；
2）熔融：所述锦纶6切片和色母粒混合后在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体；
3）动态混合：所述纺丝熔体从所述螺杆挤压机流出后进入动态混合装置，进行动态混合；
4）纺丝：纺丝熔体进入纺丝箱体进行纺丝，从喷丝板中喷出单丝；
5）集束上油：单丝到达集束上油点处进行集束并在丝束表面上油；上油的纺丝油剂中含有双噁唑啉，所述双噁唑啉占成品色丝总质量的0.8-1.0%；
6）热拉伸：上油后的丝束依次经过三个拉伸热辊的热拉伸，进行热拉伸；拉伸比依次为1.10-1.15，1.15-1.25，1.04-1.06；
7）卷绕：热拉伸后的丝束先进行预网络，最后卷绕成型，制得无染锦纶6色丝。
2.如权利要求1所述的一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于，步骤1）至步骤4）的过程由以下纺丝设备完成，其包括依次连接的混料装置，螺杆挤压机，动态混合装置和纺丝组件。
3.如权利要求2所述的一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于，所述混料装置包括主料添加单元、母粒添加单元和混合料斗；所述主料添加单元包括依次连接的主料仓，主料下料阀，主料玻璃视镜和主料计量器；所述主料计量器上设有主料计量器电机，主料计量器与所述混合料斗连接；所述母粒添加单元包括依次连接的母粒料斗，母粒干燥器，母粒下料阀，母粒玻璃视镜和母粒计量器；所述母粒干燥器上连接有氮气管，所述母粒计量器上设有母粒计量器电机，母粒计量器与混合料斗连接；混合料斗与螺杆挤出机的进口连接。
4.如权利要求3所述的一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于，所述动态混合装置包括动态混合器和动态混合器电机；所述动态混合器分别与螺杆挤压机与纺丝组件连接。
5.如权利要求4所述的一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于，所述纺丝组件包括纺丝箱体和纺丝计量泵。
6.如权利要求1所述的一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于，所述锦纶6切片与色母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，其温度分别为240-250℃、250-260℃、260-270℃、265-270℃、260-265℃。
7.如权利要求1所述的一种无染锦纶6色丝的制备方法，其特征在于，步骤7）中的预网络压力为0.9-1.3bar；所述卷绕速度为4400-4800m/min。
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