CN115627549A - 一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织化纤制备技术领域，公开了一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，包括以下步骤：将锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末依次经定量加料、熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工序，制备改性锦纶6母粒；将锦纶6切片和改性锦纶6母粒加入螺杆挤出机中制备熔融物料，熔融物料依次经过静态混合器和纺丝机加工，纺丝机自出料端喷出熔体细流；熔体细流经过侧吹风室冷却凝固成丝束，丝束依次经过第一上油器、导丝钩、第二上油器、预网络器、第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组、主网络器后进入收卷机内收卷，收卷的丝束即为高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，属于纺织化纤制备技术领域。
背景技术
聚酰胺6受分子间强氢键作用影响，限制了牵伸倍数和纤维强度的提高。近年来，针对制备高强度锦纶6的关键问题进行了一系列研究，目前可行的方法主要有多级牵伸、区域热处理、固相挤出、增塑熔纺、冻胶纺丝、干法纺丝等，而锦纶6制造企业主要采用多级牵伸的方法实现纤维强度提高。
多级牵伸对于提升锦纶6强度具有显著的效果，但是随着牵伸倍数增加，拉伸张力也越大，产生的拉伸应力就越大，从而制备的锦纶6沸水收缩率就越大。沸水收缩率大的纱线，在下游应用过程中存在以下问题：(1)染色过程中收缩严重，容易造成色花现象；(2)筒纱退绕过程中，易因收缩导致张力差异大，退绕困难，容易造成断丝，增加织造难度；(3)沸水收缩率大的纱线织造成的面料保形性较差，且手感硬。因此，同时具备高强度和低沸水收缩率的锦纶6长丝生产仍具有挑战。
目前，中国专利授权公告号为CN102251324B的发明专利公开了一种高强度低沸缩锦纶6异形空变纱的生产工艺，其通过一道热辊热定型和加弹工艺，能够使得锦纶6的沸水收缩率低至3％，强度达到7.11cN/dtex，但是期生产出的锦纶6存在毛丝多、断头率高的情况，并不适用于实际生产。
中国专利申请公布号为CN112410899A的发明专利申请公开了一种高强结构聚酰胺6的制造工艺，其通过设置丝束经四道牵伸和纺丝工艺参数的创新设计，配合进行高温定型，可纺制出强度高、尺寸稳定性好的锦纶6高强纤维。根据热定型机理，随着定型温度的提高，所制备的沸水收缩率降低。但是，实际生产过程中发现，在拉伸条件下，随着拉伸温度的升高，锦纶6易发生局部晶格细滑移或晶区的熔融，有序程度下降，导致锦纶6的断裂强度下降，因此专利申请CN112410899A中的工艺也较难实现高强度和低沸水收缩率。
鉴于此现状，亟需解决多级牵伸条件下，锦纶6在高温定型过程中纤维强度下降的问题，我们提出一种制备高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的方法。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法。
本发明的技术方案如下：
第一方面，一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，包括原料储存罐、配料机、螺旋挤出机、静态混合器和纺丝机，原料储藏罐和配料机的出料端均接于螺旋挤出机的进料端上，螺旋挤出机的出料端通过管道连接的方式与静态混合器的进料端连接在一起，静态混合器的出料端通过设置管道连接的方式与纺丝机的进料端连接在一起，所述纺丝机的出料端上向外引出有初生纤维，引出的初生纤维依次穿过第一上油器、导丝钩、第二上油器、预网络器后穿入至拉伸组件内，拉伸组件用于对穿入的初生纤维进行高倍拉伸。
其中，所述拉伸组件包括第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组和主网络器，自预网络器穿出的初生纤维依次穿过第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组和主网络器后穿入至收卷机内。
其中，所述初生纤维的引出段的一侧位置设有侧吹风室，侧吹风室设于纺丝机至第一上油器之间的初生纤维引出段的一侧。
第二方面，本发明一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于，包括使用前述一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，还包括以下步骤：
将锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末依次经定量加料、熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工序，在经过熔融塑化进入螺杆剪切前，螺杆剪切主机的机头处添加400～800目的过滤网以控制机头整体熔压温度至1.3～1.5MPa，制备得到相对粘度为2.4～2.5、含水量≤500ppm的改性锦纶6母粒；
将锦纶6切片和所述改性锦纶6母粒按一定比例分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，形成熔融物料；
螺杆挤出机通过连接管道将所述熔融物料输送至静态混合器内进行进一步混合，均匀混合后的所述熔融物料再通过连接管道输送至纺丝机中，纺丝机对所述熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
所述熔体细流经过侧吹风室进行冷却凝固成丝束，所述丝束为初生纤维，初生纤维进入第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入第二上油器进行深入上油，再进入预网络器中进行均匀布油；
上油后的初生纤维依次进入第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组进行多级牵伸和热定型后，最后经过主网络器进入收卷机内进行收卷，收卷机内收卷的丝束为高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
其中，所述锦纶6切片选择57～94份，所述纳米蒙脱土选择5～40份，所述分散剂粉末为1～3份。
其中，所述锦纶6切片选择相对粘度为2.45～2.55、含水率为≤500ppm的锦纶6切片，锦纶6切片和改性锦纶6母粒比例为99:1～80:20，所述分散剂粉末为聚氨基甲酸酯、低相对分子质量共聚酰胺、单一型超分散剂粉末
330等中一种或多种。
其中，所述锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末进行熔融塑化时为在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机分为十一段温区和机头温区，第一段温区为210～245℃，第二段温区215～245℃，第三段温区220～245℃，第四、五和六段温区215～240℃，第七段温区200～215℃，第八段温区200～215℃，第九段温区195～205℃，第十段温区190～205℃，第十一段温区180～190℃，机头温区250～260℃。
其中，所述螺杆挤出机高温熔融温度为240～270℃。
其中，所述侧吹风室的侧吹风温度为20～24℃，风速为0.35～0.5m/s，所述第一上油器和第二上油器均使用JT-014型油剂，油剂浓度在25～40％之间，上油量保持在1.0～1.6％之间。
其中，所述第一对拉伸辊组温度为50-60℃，第二对拉伸辊组温度为160～170℃，牵伸倍数为3.0～4.0，第三对拉伸辊组温度为170～200℃，牵伸倍数为1.2～1.3，第四对拉伸辊组温度为175～220℃，牵伸倍数为1..1～1.2，第五对拉伸辊组温度为170～200℃，四级牵伸倍数为0.9～1.0。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过利用纳米蒙脱土表面所接枝的羧基官能团与聚酰胺6分子发生化学反应而形成共价键，以可以提高纳米蒙脱土与锦纶6分子的相容性，同时，利用纳米蒙脱土的片层结构，当锦纶6分子链受到拉伸应力时，可将应力有效传递到纳米蒙脱土片层，此时纳米蒙脱土片层起到承载应力的作用，提升纤维强度。并且，一定含量的纳米蒙脱土具有异相成核作用，可有效提高锦纶6分子在高温条件下的结晶速率，可促使锦纶6分子直接进入片晶的快速的生长阶段，提高锦纶6分子的结晶归整性和结晶度，有效减少高温定型过程中锦纶6分子局部晶格细滑移现象，从而提高纤维断裂强度，相较于现有技术，具有避免锦纶6发生局部晶格细滑移或晶区的熔融的现象、保证强度的优点。
2、本发明通过设置第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组和第五对拉伸辊组，通过采用5道辊组进行高温定型，具有增强热定型程度，提高纤维尺寸稳定性，降低沸水收缩率的优点。
附图说明
图1为本发明中高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置的结构示意图；
图中附图标记表示为：
1、原料储存罐；2、配料机；3、螺旋挤出机；4、静态混合器；5、纺丝机；6、初生纤维；7、第一上油器；8、导丝钩；9、第二上油器；10、预网络器；11、第一对拉辊组；12、第二对拉辊组；13、第三对拉辊组；14、第四对拉辊组；15、第五对拉辊组；16、主网络器；17、收卷机；18、侧吹风室；。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例1：
请参照图1，本实施例提供一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，包括原料储存罐、配料机、螺旋挤出机、静态混合器和纺丝机，原料储存罐和配料机内设有用于制备高强度低沸水收缩率锦纶6长丝所需材料，螺旋挤出机3、静态混合器4和纺丝机5分别用于挤出工艺、混合工艺和纺丝工艺，此均为现有技术中常见机械，具体可参见中国专利授权公告号为CN210237858U的实用新型内容。
原料储存罐、配料、螺旋挤出机、静态混合器和纺丝机，在使用时，原料储存罐和配料机的出料端均接于螺旋挤出机的进料端上，螺旋挤出机的出料端通过管道连接的方式与静态混合器的进料端连接在一起，静态混合器的出料端通过设置管道连接的方式与纺丝机的进料端连接在一起，使得自原料储存罐和配料机出料端排出的物料能够进入螺旋挤出机内，在螺旋挤出机内进行高温熔融以及挤出后可以进入静态混合器内进行进一步的混合，待混合完毕后可以进入纺丝机内进行纺丝工艺。
纺丝机的出料端上向外引出有经纺丝工艺获得的初生纤维，引出的初生纤维可为多条，具体条数可根据实际情况进行确定，引出的初生纤维依次穿过第一上油器、导丝钩、第二上油器、预网络器后穿入至拉伸组件内，拉伸组件用于对穿入的初生纤维进行高倍拉伸；
本实施例中，第一上油器、导丝钩和第二上油器的数量根据实际初生纤维条数进行确定，满足一条初生纤维对应一个第一上油器、一个导丝钩8和一个第二上油器，第一上油器和第二上油器能够对穿过的初生纤维进行上油，导丝钩用于对穿过的初生纤维起到固定作用；本实施例中，预网络器的数量为1个，所有引出的初生纤维均穿过预网络器，预网络器能够对穿过的初生纤维起到布油和集束的作用；
本实施例中，拉伸组件包括第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组和主网络器，其中，第一对拉伸辊组中的两个拉伸辊分别为一个热辊和一个冷辊，冷辊与热辊的直径比为1：1.5～3，第二对拉伸辊组中的两个拉伸辊也分别为一个热辊和一个冷辊，此处冷辊与热辊的直径比也为1：1.5～3，第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组和第五对拉伸辊组的两个牵伸辊均为热辊，且直径相同；通过前述设置，能够使得锦纶6大分子在第一对拉伸辊组11和第二对拉伸辊组12的牵伸过程中，配置较高的牵伸比，进行充分的牵伸，尽可能提升纤维强度，将其他对拉伸辊组配置低牵伸比，能够使纤维充分加热定型；自预网络器穿出的初生纤维依次穿过第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组和主网络器后穿入至收卷机内进行收卷；第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组12、第三对拉伸辊组13、第四对拉伸辊组14、第五对拉伸辊组15能够对穿过的初生纤维6进行高倍拉伸并进行热定型，主网络器16能够对穿过的初生纤维6进一步起到集束作用，使得最终进入收卷机17内进行收卷的初生纤维6即为所需高强锦纶6。
同时，初生纤维的引出段的一侧位置设有侧吹风室，侧吹风室设于纺丝机至第一上油器之间的初生纤维引出段的一侧，侧吹风室的吹风口朝向初生纤维设置，侧吹风室能够向外穿出冷风，以能够对初生纤维进行所需的冷却。
实施例2：
本实施例提供一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，包括使用实施例1中提供的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，还包括以下步骤：
步骤S1：将57～94份锦纶6切片、5～40份纳米蒙脱土粉末和1～3份分散剂粉末依次经定量加料、熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工序，在经过熔融塑化进入螺杆剪切前，螺杆剪切主机的机头处添加400～800目的过滤网以控制机头整体熔压温度至1.3～1.5MPa，制备得到相对粘度为2.4～2.5、含水量≤500ppm的改性锦纶6母粒；其中，定量加料采用主喂料位和侧喂料位联动加料的方式，主喂料位添加锦纶6切片，侧喂料位添加纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末，螺杆剪切的主机转速优选为540～580r/min，水冷切粒的切粒机的主机转速优选为850～1000r/min，振动筛选的筛网孔直径优选为2～8mm；
步骤S2：将锦纶6切片和改性锦纶6母粒按一定比例分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，形成熔融物料；
步骤S3：螺杆挤出机通过连接管道将熔融物料输送至静态混合器内进行进一步混合，均匀混合后的熔融物料再通过连接管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
步骤S4：熔体细流经过侧吹风室进行冷却凝固成丝束，丝束为初生纤维，初生纤维进入第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入第二上油器进行深入上油，再进入预网络器中进行均匀布油；
步骤S5：上油后的初生纤维依次进入第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组进行多级牵伸和热定型后，最后经过主网络器进入收卷机内进行收卷，收卷机内收卷的丝束为高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例中，锦纶6切片选择相对粘度为2.45～2.55，含水率≤500ppm的锦纶6切片，可以优选相对粘度为2.5±0.1，含水率450～500ppm的锦纶6切片。
本实施例中，锦纶6切片选择为有光、半光和全消光中的一种，可以优选有光锦纶6切片。
本实施例中，纳米蒙脱土选择粒径为600～800nm，含羧基的改性的纳米蒙脱土。
本实施例中，分散剂粉末选择聚氨基甲酸酯、低相对分子质量共聚酰胺、单一型超分散剂粉末
330等中一种或多种。
本实施例中，步骤S1中锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末进行熔融塑化时为在现有技术中常见的双螺杆挤出机中进行的，该双螺杆挤出机选择现有技术中分有十一段温区和机头温区的双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的第一段温区为210～245℃，第二段温区215～245℃，第三段温区220～245℃，第四、五和六段温区215～240℃，第七段温区200～215℃，第八段温区200～215℃，第九段温区195～205℃，第十段温区190～205℃，第十一段温区180～190℃，机头温区250～260℃。
本实施例中，螺杆挤出机高温熔融温度为240～270℃，以令步骤S2中锦纶6切片和改性锦纶6母粒的熔融温度为240～270℃。
本实施例中，锦纶6切片和改性锦纶6母粒比例为99:1～80:20，可以优选为99:1～90:10，更可以进一步优选为97:3～95:5。
本实施例中，纺丝机自出料端喷出熔体细流时可通过在纺丝机的出料端上设置现有技术中常见的喷丝板来确定喷出的熔体细流的数量，选择的喷丝板上喷孔的形状可为圆形、三角形、扁平、十字形中一种，孔数为12～96f，可以优选喷孔的形状为圆形、孔数为12～48f的喷丝板。
本实施例中，侧吹风室的侧吹风温度为20～24℃，风速为0.35～0.5m/s；
本实施例中，第一上油器和第二上油器均使用JT-014型油剂，油剂浓度在25～40％之间，丝束上油量保持在1.0～1.6％之间。
本实施例中，第一对拉伸辊组温度为50-60℃，第二对拉伸辊组温度为160～170℃，牵伸倍数为3.0～4.0，第三对拉伸辊组温度为170～200℃，牵伸倍数为1.2～1.3，第四对拉伸辊组温度为175～220℃，牵伸倍数为1..1～1.2，第五对拉伸辊组温度为170～200℃，四级牵伸倍数为0.9～1.0；以使得进入拉伸组件中的初生纤维能够在第一对拉伸辊组与第二对拉伸辊组之间进行一级拉伸，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，使得最后的初生纤维能够进行四次拉伸以及三次热定型，最后获得的初生纤维经过主网络器集束作用进入收卷机内时即可形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例中，进入拉伸组件中的初生纤维在第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三拉伸辊组、第四拉伸辊组和第五拉伸辊组中的热辊上绕丝圈数可以为4.5～6.5圈。
实施例3：
将80份锦纶6切片、18份纳米蒙脱土粉末和2份分散剂粉末依次经定量加料、熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工序，在经过熔融塑化进入螺杆剪切前，螺杆剪切主机的机头处添加600目的过滤网以控制机头整体熔压温度至1.4MPa，制备得到相对粘度为2.14、含水量490ppm的改性锦纶6母粒；
本实施例中，定量加料采用主喂料位和侧喂料位联动加料的方式，主喂料位添加锦纶6切片，侧喂料位添加纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末，螺杆剪切的主机转速为560r/min，水冷切粒的切粒机的主机转速优选为900r/min，振动筛选的筛网孔直径优选为5mm；
本实施例中，锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末进行熔融塑化时为在现有技术中常见的双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机分为十一段温区和机头温区，第一段温区为215℃，第二段温区225℃，第三段温区240℃，第四、五和六段温区235℃，第七段温区210℃，第八段温区205℃，第九段温区200℃，第十段温区195℃，第十一段温区190℃，机头温区255℃。
本实施例中，锦纶6切片选择为有光锦纶6切片。
本实施例中，纳米蒙脱土选择粒径为650nm，含羧基的改性的纳米蒙脱土。
本实施例中，分散剂粉末选择单一型超分散剂粉末
330。
实施例4：
将95％锦纶6切片和5％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺如表1所示。
表1本实施案例高强度低沸水收缩率锦纶6长丝(40D/12F)的卷绕工艺
| 设备 | 温度(℃) | 速度(m/min) | 挂丝圈数 |
| 第一对拉伸辊组 | 50 | 1000 | 5.5 |
| 第二对拉伸辊组 | 162 | 3150 | 5.5 |
| 第三对拉伸辊组 | 172 | 3870 | 5.5 |
| 第四对拉伸辊组 | 177 | 4380 | 5.5 |
| 第五对拉伸辊组 | 172 | 4330 | 5.5 |
| 卷绕机 | / | 4200 | / |
实施例5：
将100％锦纶6切片从原料储存罐中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例中所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺也如表1所示。
实施例6：
将95％锦纶6切片和5％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺如表2所示。
表2本实施案例高强度低沸水收缩率锦纶6长丝(40D/12F)的卷绕工艺
实施例7：
将100％锦纶6切片从原料储存罐加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺也如表2所示。
实施例8：
将95％锦纶6切片和5％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％为第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺如表3所示。
表3本实施案例高强度低沸水收缩率锦纶6长丝(40D/12F)的卷绕工艺
| 设备 | 温度(℃) | 速度(m/min) | 挂丝圈数 |
| 第一对拉伸辊组 | 50 | 1000 | 5.5 |
| 第二对拉伸辊组 | 175 | 3150 | 5.5 |
| 第三对拉伸辊组 | 195 | 3870 | 5.5 |
| 第四对拉伸辊组 | 210 | 4380 | 5.5 |
| 第五对拉伸辊组 | 205 | 4330 | 5.5 |
| 卷绕机 | / | 4200 | / |
实施例9：
将100％锦纶6切片从原料储存罐加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺也如表3所示。
实施例10：
将95％锦纶6切片和5％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺如表4所示。
表4本实施案例高强度低沸水收缩率锦纶6长丝(40D/12F)的卷绕工艺
| 设备 | 温度(℃) | 速度(m/min) | 挂丝圈数 |
| 第一对热辊 | 50 | 1000 | 5.5 |
| 第二对热辊 | 175 | 3150 | 5.5 |
| 第三对热辊 | 195 | 3870 | 5.5 |
| 第四对热辊 | 210 | 4380 | 5.5 |
| 第五对热辊 | 215 | 4330 | 5.5 |
| 卷绕装置 | / | 4200 | / |
实施例11：
将100％锦纶6切片从原料储存罐加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺也如表4所示。
实施例12：
将97.5％锦纶6切片和2.5％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺也如表4所示。
实施例13：
将90％锦纶6切片和10％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺也如表4所示。
实施例14：
将85％锦纶6切片和15％改性锦纶6母粒分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，使用的改性锦纶6母粒为实施例3制得的改性锦纶6母粒，螺杆挤出机选择为具有现有技术中常见的具有五区温度的螺杆挤出机，螺杆挤出机的一区、二区、三区、四区、五区的熔融温度分别为245℃、250℃、255℃、259℃、260℃；
螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器，然后通过熔体分配管道输送至纺丝机中，纺丝机对熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
熔体细流经过温度为22.5℃、风速为0.5m/s、相对湿度为85％的侧吹风室进行冷却凝固为丝束，丝束进入配油浓度为30％的第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入配油浓度为30％的第二上油器进行深入上油，再进入预网络器使油剂在丝束上附着更均匀；
上油后的丝束进入首先经过导丝辊喂入第一对拉伸辊组，然后在第二对拉伸辊组与第三对拉伸辊组之间进行二级拉伸并进行第一次热定型，接着在第三对拉伸辊组与第四对拉伸辊组之间进行三级拉伸并进行第二次热定型，接着在第四对拉伸辊组与第五对拉伸辊组之间进行四级拉伸并进行第三次热定型，多级牵伸和热定型后的丝束经过主网络器进入收卷机内形成高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
本实施例所得的高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的各项性质如表5所示。
其中，本实施例中的卷绕工艺如表5所示。
表5实施例与对比例中产品的性能
通过表5中可以发现，随着热定型温度的提高，添加纳米蒙脱土的锦纶6长丝其断裂强度比未添加纳米蒙脱土的锦纶6长丝断裂强度有明显提高，说明纳米蒙脱土可有效的提高高温条件下锦纶6分子纤维断裂强度；相同牵伸倍数及热定型温度的条件下，纳米蒙脱土含量的增加，锦纶6长丝的断裂强度先提高后降低，说明添加少量纳米蒙脱土提高锦纶6的结晶速率，提高纤维强度。但是，当纳米蒙脱土含量大于2％时，由于团聚和高含量纳米蒙脱土对锦纶6分子链运动能力限制的原因，延缓结晶速率和降低结晶度，导致强度下降。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，包括原料储存罐、配料机、螺旋挤出机、静态混合器和纺丝机，原料储藏罐和配料机的出料端均接于螺旋挤出机的进料端上，螺旋挤出机的出料端通过管道连接的方式与静态混合器的进料端连接在一起，静态混合器的出料端通过设置管道连接的方式与纺丝机的进料端连接在一起，其特征在于：所述纺丝机的出料端上向外引出有初生纤维，引出的初生纤维依次穿过第一上油器、导丝钩、第二上油器、预网络器后穿入至拉伸组件内，拉伸组件用于对穿入的初生纤维进行高倍拉伸。
2.根据权利要求1所述的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，其特征在于：所述拉伸组件包括第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组和主网络器，自预网络器穿出的初生纤维依次穿过第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组和主网络器后穿入至收卷机内。
3.根据权利要求1所述的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，其特征在于：所述初生纤维的引出段的一侧位置设有侧吹风室，侧吹风室设于纺丝机至第一上油器之间的初生纤维引出段的一侧。
4.一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于，包括使用如权利要求1～3任一所述的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备装置，还包括以下步骤：
将锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末依次经定量加料、熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工序，在经过熔融塑化进入螺杆剪切前，螺杆剪切主机的机头处添加400～800目的过滤网以控制机头整体熔压温度至1.3～1.5MPa，制备得到相对粘度为2.4～2.5、含水量≤500ppm的改性锦纶6母粒；
将锦纶6切片和所述改性锦纶6母粒按一定比例分别从原料储存罐和配料机中加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，形成熔融物料；
螺杆挤出机通过连接管道将所述熔融物料输送至静态混合器内进行进一步混合，均匀混合后的所述熔融物料再通过连接管道输送至纺丝机中，纺丝机对所述熔融物料进行纺丝工作后，自出料端喷出熔体细流；
所述熔体细流经过侧吹风室进行冷却凝固成丝束，所述丝束为初生纤维，初生纤维进入第一上油器进行初步上油，然后引入导丝钩，再进入第二上油器进行深入上油，再进入预网络器中进行均匀布油；
上油后的初生纤维依次进入第一对拉伸辊组、第二对拉伸辊组、第三对拉伸辊组、第四对拉伸辊组、第五对拉伸辊组进行多级牵伸和热定型后，最后经过主网络器进入收卷机内进行收卷，收卷机内收卷的丝束为高强度低沸水收缩率锦纶6长丝。
5.根据权利要求4所述的一种低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于，所述锦纶6切片选择57～94份，所述纳米蒙脱土选择5～40份，所述分散剂粉末为1～3份。
6.根据权利要求4所述的一种低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：所述锦纶6切片选择相对粘度为2.45～2.55、含水率为≤500ppm的锦纶6切片，锦纶6切片和改性锦纶6母粒比例为99:1～80:20，所述分散剂粉末为聚氨基甲酸酯、低相对分子质量共聚酰胺、单一型超分散剂粉末
330等中一种或多种。
7.根据权利要求4所述的一种低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：所述锦纶6切片、纳米蒙脱土粉末和分散剂粉末进行熔融塑化时为在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机分为十一段温区和机头温区，第一段温区为210～245℃，第二段温区215～245℃，第三段温区220～245℃，第四、五和六段温区215～240℃，第七段温区200～215℃，第八段温区200～215℃，第九段温区195～205℃，第十段温区190～205℃，第十一段温区180～190℃，机头温区250～260℃。
8.根据权利要求4所述的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于，所述螺杆挤出机高温熔融温度为240～270℃。
9.根据权利要求4所述的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于，所述侧吹风室的侧吹风温度为20～24℃，风速为0.35～0.5m/s，所述第一上油器和第二上油器均使用JT-014型油剂，油剂浓度在25～40％之间，上油量保持在1.0～1.6％之间。
10.根据权利要求4所述的一种高强度低沸水收缩率锦纶6长丝的制备方法，其特征在于，所述第一对拉伸辊组温度为50-60℃，第二对拉伸辊组温度为160～170℃，牵伸倍数为3.0～4.0，第三对拉伸辊组温度为170～200℃，牵伸倍数为1.2～1.3，第四对拉伸辊组温度为175～220℃，牵伸倍数为1..1～1.2，第五对拉伸辊组温度为170～200℃，四级牵伸倍数为0.9～1.0。
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|---|---|---|---|---|
| CN116288801A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-06-23 | 连云港富兴康渔具有限公司 | 一种特种渔业钓线及其制备方法 |
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2022
- 2022-09-27 CN CN202211181520.8A patent/CN115627549A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116288801A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-06-23 | 连云港富兴康渔具有限公司 | 一种特种渔业钓线及其制备方法 |
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Legal Events
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