CN112281240A - 一种熔体直纺中控卷曲hoy生产工艺及涤纶长丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其包括如下步骤：步骤S1、熔体的制备、步骤S2、纺丝前处理、步骤S3、纺丝、步骤S4、纺丝后处理。本发明公开的熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺简单易行，对设备依赖性低，流程短、效率高、产品稳定，可以为中空卷曲HOY的工业化生产提供指导；能有效解决中空卷曲HOY冷却效果差、中空度低、产品质量差的问题，投资少，见效快，大大降低纺织成本；制得的中空卷曲HOY综合性能优异，功能多样，手感良好，性能稳定性佳，穿着舒适度高。
Description
技术领域
本发明涉及纺织加工技术领域，尤其涉及一种熔体直纺中控卷曲HOY生产工艺及涤纶长丝。
背景技术
随着生活水平和生活质量的提高，人们对服装穿着方面的要求也越来越高，棉、麻及普通合成纤维的面料由于其自身特点和固有的局限性，已经不能满足人们日益增长的需求，特别是在外套服装及玩具毛绒方面，人们提出了更高的要求，如织物的手感要柔软，悬垂性好，有弹性，干爽细腻等。
HOY是一种锦纶高取向丝，其中最具代表的产品锦纶6高取向丝是一种近年来的新产品，其性能与锦纶6长丝相近，织物手感良好、整经效率高。高取向丝与预取向丝相比，其拉伸程度更高，去向程度也更好，稳定性好。锦纶6是常用的纺织纤维之一，具有一系列的优良性能，被广泛应用于服装、家纺、装饰、农业、渔业等领各个域。
中空卷曲HOY是横截面沿轴向具有空腔的锦纶高取向丝的简称，是一种重要的异形纤维。这种取向丝的空腔提供静止空气从而提高了纤维的保暖性，增加了单位体积内的表面积，从而提高了其蓬松性。中空卷曲HOY对水、气、血液等介质的吸附能力，以及作为复合材料时和基体材料的结合能力，在一定程度上不仅提高了其的刚度和挺括度，而且还提高了其抗弯性能和耐磨性能。因此，中空卷曲HOY成为现阶段功能纤维市场的明星产品，具有非常大的市场潜能和应用价值。
目前，中空卷曲HOY的主要生产方法为熔融纺丝法，熔融纺丝是最常用且成本最低的方法。对于熔融纺丝，一般分为两种，熔体直接纺丝法和切片纺丝法。熔体直纺纺丝工艺，是利用聚合物熔体直接进行纺丝的方法，由于熔体直纺工艺流程短，生产能耗和运行成本低，因此熔体直纺已经成为现今民用丝主要的生产方式。但由于这种方法对聚合和纺丝的稳定性要求较高，现有的熔体直纺生产中空卷曲HOY的工艺复杂，纺丝成本高，劳动强度大，制成的产品综合性能有待进一步改善。
因此，开发出一套稳定高效的熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺具有实质工业化意义，对促进功能纺织品行业的发展具有非常重要的作用。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种熔体直纺中控卷曲HOY生产工艺及涤纶长丝，该生产工艺简单易行，对设备依赖性低，流程短、效率高、产品稳定，可以为中空卷曲HOY的工业化生产提供指导；能有效解决中空卷曲HOY冷却效果差、中空度低、产品质量差的问题，投资少，见效快，大大降低纺织成本；制得的中空卷曲HOY综合性能优异，功能多样，手感良好，性能稳定性佳，穿着舒适度高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔体的制备：将聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺混合后得到混合物料，然后将混合物料在螺杆挤压机中加热熔融挤压，挤出后加入至反应器中，在温度为220～250℃和压力为1.8～2.0MPa的条件下进行保压；释放所述反应器内的压力并将温度升至285℃～300℃；抽真空并经搅拌得到纺丝熔体；
步骤S2、纺丝前处理：将经过步骤S1制成的纺丝熔体经过熔体过滤器后经齿轮增压泵增压输送，通过冷却器冷却；得到前处理后纺丝熔体；
步骤S3、纺丝：将经过步骤S2制成的前处理后纺丝熔体输送到纺丝箱体中，分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经喷丝板上的喷丝孔后呈细流喷出，依次经过纤维冷却区进行环吹风冷却后，形成具有中空结构的单丝；
步骤S4、纺丝后处理：将经过步骤S3制成的中空结构的单丝通过油嘴装置上油后，进行牵伸定型，再经网络器加网络，接着经卷绕机卷装成型，最后检验，分级包装，得到中空卷曲HOY成品。
优选的，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为(3-5)∶(0.1-0.3)∶0.4。
优选的，所述超支化聚酰胺的制备方法参见申请号为201811622362.9的中国发明专利实施例1。
优选的，所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维3-5份、橄榄石粉3-6份、凹凸棒土2-4份、偶联剂0.5-1.5份、纳米氧化锌纤维1-3份。
优选的，所述氧化石墨烯纤维的直径为150-300nm，长径比为(14-17)∶1。
优选的，所述纳米氧化锌纤维的直径为300-500nm，长径比为(13-15)∶1。
优选的，所述凹凸棒土的粒径为1000-1300目。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选的，所述热熔融挤压分为4个过程，其熔融温度分别为：275-280℃、280-285℃、285-295℃、295-300℃。
优选的，步骤S3中所述纺丝熔体输送温度为280-285℃。
优选的，步骤S3中所述纺丝箱体的温度为285-290℃；吹风冷却温度为22-25℃，吹风速度为0.5-0.7m/s。
优选的，步骤S4中所述上油的纺丝油剂为高取向丝质量的0.7-0.9％。
优选的，步骤S4中所述所述卷绕机的卷绕速度为5200～5600m/min，拉伸比为2.0-2.5，卷绕超喂率为1.05-1.25。
优选的，步骤S3中所述喷丝板为2C+2C形状设计。
所述熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺生产的涤纶长丝，所述涤纶长丝的纤度为0.2～0.3dpf，力学强度为3.0～4.0cN/dtex，断裂生产率为15～20％，以常规聚酯熔体为主熔体。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺及涤纶长丝，该生产工艺简单易行，对设备依赖性低，流程短、效率高、产品稳定，可以为中空卷曲HOY的工业化生产提供指导；能有效解决中空卷曲HOY冷却效果差、中空度低、产品质量差的问题，投资少，见效快，大大降低纺织成本；制得的中空卷曲HOY综合性能优异，功能多样，手感良好，性能稳定性佳，穿着舒适度高。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔体的制备：将聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺混合后得到混合物料，然后将混合物料在螺杆挤压机中加热熔融挤压，挤出后加入至反应器中，在温度为220～250℃和压力为1.8～2.0MPa的条件下进行保压；释放所述反应器内的压力并将温度升至285℃～300℃；抽真空并经搅拌得到纺丝熔体；
步骤S2、纺丝前处理：将经过步骤S1制成的纺丝熔体经过熔体过滤器后经齿轮增压泵增压输送，通过冷却器冷却；得到前处理后纺丝熔体；
步骤S3、纺丝：将经过步骤S2制成的前处理后纺丝熔体输送到纺丝箱体中，分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经喷丝板上的喷丝孔后呈细流喷出，依次经过纤维冷却区进行环吹风冷却后，形成具有中空结构的单丝；
步骤S4、纺丝后处理：将经过步骤S3制成的中空结构的单丝通过油嘴装置上油后，进行牵伸定型，再经网络器加网络，接着经卷绕机卷装成型，最后检验，分级包装，得到中空卷曲HOY成品。
优选的，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为(3-5)∶(0.1-0.3)∶0.4。
优选的，所述超支化聚酰胺的制备方法参见申请号为201811622362.9的中国发明专利实施例1。
优选的，所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维3-5份、橄榄石粉3-6份、凹凸棒土2-4份、偶联剂0.5-1.5份、纳米氧化锌纤维1-3份。
优选的，所述氧化石墨烯纤维的直径为150-300nm，长径比为(14-17)∶1。
优选的，所述纳米氧化锌纤维的直径为300-500nm，长径比为(13-15)∶1。
优选的，所述凹凸棒土的粒径为1000-1300目。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选的，所述热熔融挤压分为4个过程，其熔融温度分别为：275-280℃、280-285℃、285-295℃、295-300℃。
优选的，步骤S3中所述纺丝熔体输送温度为280-285℃。
优选的，步骤S3中所述纺丝箱体的温度为285-290℃；吹风冷却温度为22-25℃，吹风速度为0.5-0.7m/s。
优选的，步骤S4中所述上油的纺丝油剂为高取向丝质量的0.7-0.9％。
优选的，步骤S4中所述所述卷绕机的卷绕速度为5200～5600m/min，拉伸比为2.0-2.5，卷绕超喂率为1.05-1.25。
优选的，步骤S3中所述喷丝板为2C+2C形状设计。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，该生产工艺简单易行，对设备依赖性低，流程短、效率高、产品稳定，可以为中空卷曲HOY的工业化生产提供指导；能有效解决中空卷曲HOY冷却效果差、中空度低、产品质量差的问题，投资少，见效快，大大降低纺织成本；制得的中空卷曲HOY综合性能优异，功能多样，手感良好，性能稳定性佳，穿着舒适度高。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
实施例1提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔体的制备：将聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺混合后得到混合物料，然后将混合物料在螺杆挤压机中加热熔融挤压，挤出后加入至反应器中，在温度为220℃和压力为1.8MPa的条件下进行保压；释放所述反应器内的压力并将温度升至285℃；抽真空并经搅拌得到纺丝熔体；
步骤S2、纺丝前处理：将经过步骤S1制成的纺丝熔体经过熔体过滤器后经齿轮增压泵增压输送，通过冷却器冷却；得到前处理后纺丝熔体；
步骤S3、纺丝：将经过步骤S2制成的前处理后纺丝熔体输送到纺丝箱体中，分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经喷丝板上的喷丝孔后呈细流喷出，依次经过纤维冷却区进行环吹风冷却后，形成具有中空结构的单丝；
步骤S4、纺丝后处理：将经过步骤S3制成的中空结构的单丝通过油嘴装置上油后，进行牵伸定型，再经网络器加网络，接着经卷绕机卷装成型，最后检验，分级包装，得到中空卷曲HOY成品。
步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为3∶0.1∶0.4。
所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维3份、橄榄石粉3份、凹凸棒土2份、偶联剂0.5份、纳米氧化锌纤维1份。
所述氧化石墨烯纤维的直径为150nm，长径比为14∶1；所述纳米氧化锌纤维的直径为300nm，长径比为13∶1；所述凹凸棒土的粒径为1000目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
所述热熔融挤压分为4个过程，其熔融温度分别为：275℃、280℃、285℃、295℃。
步骤S3中所述纺丝熔体输送温度为280℃；所述纺丝箱体的温度为285℃；吹风冷却温度为22℃，吹风速度为0.5m/s。
步骤S4中所述上油的纺丝油剂为高取向丝质量的0.7％；所述所述卷绕机的卷绕速度为5200m/min，拉伸比为2.0，卷绕超喂率为1.05。
实施例2
实施例2提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为3.5∶0.15∶0.4；所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维3.5份、橄榄石粉4份、凹凸棒土2.5份、偶联剂0.7份、纳米氧化锌纤维1.5份。
实施例3
实施例3提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为4∶0.2∶0.4；所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维4份、橄榄石粉4份、凹凸棒土3份、偶联剂1份、纳米氧化锌纤维2份。
实施例4
实施例4提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为4.5∶0.25∶0.4；所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维4.5份、橄榄石粉5.5份、凹凸棒土3.5份、偶联剂1.3份、纳米氧化锌纤维2.5份。
实施例5
实施例5提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为5∶0.3∶0.4；所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维5份、橄榄石粉6份、凹凸棒土4份、偶联剂1.5份、纳米氧化锌纤维3份。
对比例1
对比例1提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加超支化聚酰胺。
对比例2
对比例2提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加氧化石墨烯纤维。
对比例3
对比例3提供一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加纳米氧化锌纤维。
为了进一步说明本发明实施例涉及到的熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺制成的中空卷曲HOY的有益技术效果，将各例中的中空卷曲HOY进行效果测试，测试方法参见我国相应国标，测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出，本发明实施例公开的熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺制成的中空卷曲HOY具有更佳优异的机械力学性能和稳定性，这是各组分协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔体的制备：将聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺混合后得到混合物料，然后将混合物料在螺杆挤压机中加热熔融挤压，挤出后加入至反应器中，在温度为220～250℃和压力为1.8～2.0MPa的条件下进行保压；释放所述反应器内的压力并将温度升至285℃～300℃；抽真空并经搅拌得到纺丝熔体；
步骤S2、纺丝前处理：将经过步骤S1制成的纺丝熔体经过熔体过滤器后经齿轮增压泵增压输送，通过冷却器冷却；得到前处理后纺丝熔体；
步骤S3、纺丝：将经过步骤S2制成的前处理后纺丝熔体输送到纺丝箱体中，分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经喷丝板上的喷丝孔后呈细流喷出，依次经过纤维冷却区进行环吹风冷却后，形成具有中空结构的单丝；
步骤S4、纺丝后处理：将经过步骤S3制成的中空结构的单丝通过油嘴装置上油后，进行牵伸定型，再经网络器加网络，接着经卷绕机卷装成型，最后检验，分级包装，得到中空卷曲HOY成品。
2.根据权利要求1所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，步骤S1中所述聚己内酰胺切片、功能填料、超支化聚酰胺的质量比为(3-5)∶(0.1-0.3)∶0.4。
3.根据权利要求1所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，所述功能填料是由如下按重量份计的各组分制成：氧化石墨烯纤维3-5份、橄榄石粉3-6份、凹凸棒土2-4份、偶联剂0.5-1.5份、纳米氧化锌纤维1-3份。
4.根据权利要求3所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，所述氧化石墨烯纤维的直径为150-300nm，长径比为(14-17)∶1。
5.根据权利要求3所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，所述纳米氧化锌纤维的直径为300-500nm，长径比为(13-15)∶1。
6.根据权利要求3所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，所述凹凸棒土的粒径为1000-1300目。
7.根据权利要求3所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，所述热熔融挤压分为4个过程，其熔融温度分别为：275-280℃、280-285℃、285-295℃、295-300℃。
9.根据权利要求1所述的一种熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺，其特征在于，步骤S3中所述纺丝熔体输送温度为280-285℃；所述纺丝箱体的温度为285-290℃；吹风冷却温度为22-25℃，吹风速度为0.5-0.7m/s；所述喷丝板为2C+2C形状设计。
10.权利要求1至9中任一所述熔体直纺中空卷曲HOY生产工艺生产的涤纶长丝，其特征在于：所述涤纶长丝的纤度为0.2～0.3dpf，力学强度为3.0～4.0cN/dtex，断裂生产率为15～20％，以常规聚酯熔体为主熔体。
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| CN113403742A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-17 | 浙江真爱时尚家居有限公司 | 一种hoy高收缩卷曲纤维拉舍尔毛毯的制备方法 |
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