專利名稱：一種超細旦錦綸短纖生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種合成纖維，具體地說是一種以常規(guī)紡絲法生產超細旦錦綸短纖的方法。
背景技術：
超細纖維特有的結構性能，正越來越多的引起人們的興趣，對該類型纖維的研究也快速 廣泛的開展起來。目前制造超細纖維的方法有幾種，包括常規(guī)紡絲改良法，海島型復合紡絲 法，剝離型復合紡絲等方法。常規(guī)紡絲改良法是通過選擇適宜相對分子質量的原料、優(yōu)化紡 絲工藝等條件及進行必要的關鍵設備改造，對傳統(tǒng)的紡絲方法加以改造而是先超細纖維紡絲 的一種方法，該方法具有設備簡單、后加工工藝過程簡單，生產成本低，生產質量穩(wěn)定等特 點，但是，該方法對原料切片、紡絲組件及紡絲工藝條件要求很高，而且由于纖維細，易產 生斷頭毛絲，大大限制了推廣應用。而且該方法僅適用于超細滌綸及丙綸的生產。海島型復 合紡絲法是一種將一種聚合物以多個極細微纖(島)的形式分布在另一種聚合物(海)之中 ，該類纖維做成織物后，用特定溶劑將海組分溶解，剩下?lián)挫菇M分即為超細纖維。該方法生 產的纖維更細，但是由于使用有機溶劑，造成紡絲成本大幅增加，還面臨環(huán)境污染問題。剝 離型復合紡絲法采用機械剝離法，有效成分利用率高，但是設備投資大，紡絲加工難度也大 ，推廣有難度。
錦綸具有優(yōu)越的物理性能，廣泛用于針織內衣、襪類、運動衣、滑雪衫、緊身衣等領域 。與聚烯烴、聚酯纖維相比，錦綸的分子結構特性(含有酰胺基團，類似蛋白質結構)，具
有良好的親水親膚性，吸濕性，透氣性等優(yōu)異性能；錦綸的細旦化可進一步提高纖維的品質 和價值，制造出符合流行趨勢和時尚品味的高檔服用產品。1970年日本東麗公司利用海島法 生產細旦錦綸技術，并慢慢得以完善推廣。但利用海島型紡絲法生產工藝復雜，成本高昂， 還會造成大量有機物排放和環(huán)境污染，已經限制了其推廣應用。
目前利用常規(guī)紡絲改良法直接紡成細旦及超細旦錦綸還未見報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題是，使超細旦錦綸生產可以在常規(guī)紡絲設備上輕松實現(xiàn)，而 且紡出的超細錦綸性能穩(wěn)定，易染色，生產成本大幅降低，易于廣泛推廣應用。
所述纖維是一種常規(guī)紡絲法生產的超細短纖，其特征是利用母粒添加劑技術，所述母粒為自行研制的母粒，母粒包含尼龍基體改性劑、抗氧化劑、助劑等。母粒添加量為1 10%
，直接將切片熔融后紡絲，所得纖維單絲纖度為0.22 0.55dtex。纖維斷裂強度為
3. 3 3.8cN/dtex，斷裂伸長率為60 120%。后將多條絲束進行集束，再進行上油、拉伸巻繞
后切斷，所得短纖長度為3 40mm。本發(fā)明可在常規(guī)紡絲設備上生產錦綸短纖，該工藝簡單，
操作方便，大大降低了生產成本，所得短纖產品穩(wěn)定，染色效果良好，是一種綠色環(huán)保的生
產技術。
本發(fā)明的超細旦錦綸短纖及生產方法，其特征是按如下步驟
1) 紡絲，在雙螺桿熔融紡絲設備上，添加母粒與尼龍(尼龍6或尼龍66)切片混合，使 母粒含量為1 10%，將熔融的混合物熔體經螺桿擠壓入噴絲組件，經海砂過濾后經噴絲孔擠 出，形成絲束；其中噴絲孔直徑為O. 15 0.35mm，長徑比為2 4;所述的螺桿壓力為 8(Tl00kg/cm2;所述的海砂為60目、80目或100目；過濾網為250目或400目；
2) 冷卻，噴絲頭環(huán)吹風裝置，吹出的風溫28 4(TC，濕度40 60%，風速O. 3 0. 5m/s;
3) 上油巻繞，冷卻后的絲束通過導絲盤后，在上油盤上油，后經下油盤在巻繞盤上巻 繞；其中導絲盤速度為20(T800m/min;上油盤轉速為12 15r/min;上油所用油劑是錦綸油劑 含量為8 10%的二次水乳液，巻繞速度為20(T800m/min;
4) 集束，上油后的絲束再經過集束架集束，集束后的絲束的單旦數(shù)位2 3萬旦；
5) 浸油，絲束經集束后再經浸油槽浸油，油劑是錦綸油劑含量為8 10%的二次水乳液；
6) 拉伸，經過浸油后的絲束再在空氣介質中進行二次拉伸，室溫拉伸時，第一、二牽 伸輥速度分別為15 20m/min和5(T80m/min，牽伸倍數(shù)為2. 3 3. 8倍；
7) 巻曲，拉伸后的絲束再經6(T65'C預熱，然后在巻曲機上巻曲，巻曲機速度 55 65m/min，巻曲后的絲束在室溫下冷卻；
8) 松弛熱定型巻曲后的絲束在定型機內，65 7(TC下松弛熱定型，時間為6 10min;
9) 切斷，將松弛熱定型好的絲束經切斷機切斷，長度為3 40mm，即得產品。 上述的母粒以尼龍為基體，其中改性劑含量為1% 10%，抗氧化劑含量為0.01% 1%;其它
助劑枱稚12.梁 或穩(wěn)定劑含量為0. 01% 1%;所述的改性劑為第一或第二主族的元素鹽中的一 種或多種；所述的抗氧化劑選自抗氧劑1010、抗氧劑CA、抗氧劑163、抗氧劑168、抗氧劑 3114、抗氧劑DLTP和抗氧劑TNP中的一種或多種；
所述第一主族金屬元素選自鋰、鈉、鉀、銣或銫；第一主族金屬的化合物是第一主族金 屬鹽或/和絡合物，其中金屬鹽的陰離子或絡合物的配體選自磷酸根、碳酸根、羧酸根、硝 酸根、硫酸根、磺酸根、亞硫酸根、鹵素陰離子、擬鹵素離子以及其他含氮和/或含氧和/或含硫有機配體；所述第二主族金屬元素選自鎂、鈣或鍶，第二主族金屬的化合物是第二主族 金屬鹽或/和絡合物，其中金屬鹽的陰離子或絡合物的配體選自磷酸根、碳酸根、羧酸根、 硝酸根、硫酸根、磺酸根、亞硫酸根、鹵素陰離子、擬鹵素離子以及其他含氮和/或含氧和/ 或含硫有機配體；
所述的分散劑為聚乙二醇，聚乳酸或聚乙烯醇中的一種或多種；
所述的穩(wěn)定劑為液體石蠟，正己烷，環(huán)己烷中的一種或多種。
所述的步驟l)中，與尼龍切片混合的母粒含量為2 8%，螺桿轉速為15 30 r/min，熔融 紡絲溫度為23(T29(TC。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點
① 本發(fā)明采用添加母粒方法，在常規(guī)紡絲機上生產錦綸短纖，與海島法、剝離法等復合 紡絲法相比，工藝簡單，是一種環(huán)境友好的高性能纖維生產技術；
② 本發(fā)明利用常規(guī)紡絲設備進行生產，成本大幅下降；
③ 本發(fā)明所得到的超細纖維有多種規(guī)格，部分規(guī)格產品經浙江省纖維檢驗所檢驗，各種 性能均達到優(yōu)等或一等品規(guī)格要求；可滿足后制造整理加工不同需求，此種技術開發(fā)的超細 纖維品種，也可生產非織造布，醫(yī)用、過濾材料等，擴大其應用范圍。


圖l是本發(fā)明的工藝路線圖；圖中數(shù)字為步驟。
具體實施例方式
下面通過實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
本發(fā)明采用常規(guī)紡絲生產方法，通過添加自行研制母粒，與尼龍分子發(fā)生相互作用，以 改變尼龍熔體的分子結構，從而最終達到在利用常規(guī)紡絲法生產超細錦綸的目的。
(1) 本例的工藝路線如圖l所示。
(2) 原材料見實施例l。
(3) 紡絲設備
本發(fā)明使用的是雙螺桿常規(guī)紡絲機(機型為ASKV102A型長絲紡絲機)，采用母粒計量泵 精確控制母粒添加比例，利用特定的噴絲組件，過濾材料以控制組件壓力，及適宜的噴絲板 孔徑比等。螺桿各區(qū)溫度及箱體溫度自動控制，螺桿、計量泵轉速及熔體壓力變頻自動控制
(4) 常用工藝參數(shù)
a)尼龍切片真空轉鼓干燥，干燥溫度85 95'C，干燥時間在18 24小時，切片含水率控制在600ppm以內。
b) 紡絲工藝參數(shù)
計量泵規(guī)格0.6ml/r?。黄滢D速根據(jù)成品纖度、原料配比、紡絲速度、拉伸倍率等計
算
紡絲速度200 800m/min; 紡絲溫度23(T290。C
側吹風冷卻溫度，28 4CTC，濕度40 60%，風速O. 3、0. 5m/s。
c) 巻繞工藝參數(shù) 導絲盤速度200 800m/min; 上油盤轉速12 15r/min;
油劑濃度重量分數(shù)為8 10%的錦綸油劑二次水乳液。 巻繞速度20(T800m/min;
d) 后加工工藝參數(shù)
浸油槽油劑濃度重量分數(shù)為8、0%的錦綸油劑二次水乳液
第一牽伸輥速度15 20m/min
第二牽伸輥速度5(T80m/min，
牽伸倍數(shù)為2. 3^3. 8倍
巻曲預熱箱溫度6(T65。C
巻取機速度55 65m/min
松弛熱定型溫度65 70°C， 時間10min
剪切機速度2CT25 m/niin，長度為3、0mm可調
(5)成品絲性能
① 單絲纖度0. 22 0. 55dtex;
② 斷裂強度3.3 3.8c幽ex; 斷裂伸長率為60 120%; ④巻曲數(shù)(個/25mm) : 1(Tl5;
含水率0. 9 1. 1%;
⑥ 含油率1.0 1.2%;
⑦ 長度3 40mm。 實施例l:見圖l，本例按如下步驟。
1) 紡絲，在雙螺桿熔融紡絲設備上，添加母粒與尼龍6切片混合，將熔融的混合物熔體 經螺桿擠壓入噴絲組件，經海砂過濾后經噴絲孔擠出，形成絲束；母粒添加量是兩原料總重
量的5 %;
本例采用的原料是尼龍6切片，相對粘度2.47士0.02，密度1.14g/cm3，熔點為215 222 °C。專用母粒是以尼龍6切片為基體，加入含量為0.5 %的抗氧化劑一抗氧劑168和抗氧劑 1010 (兩者重量比l:l)，含量為0.5 %的分散劑一聚乙二醇，含量為O. 5%的穩(wěn)定劑一液體石 蠟，含量為4 。/。的改性劑一K2S04和SrCl2 (兩者重量比1:3)在雙螺桿擠出機上熔融擠出造粒 ，所得母粒熔融流動指數(shù)5 15g/10min，熔程為10(T20(TC;
其中噴絲孔直徑為0.20 mm，長徑比為3;所述的海砂為60目、80目或100目；過濾網為 250目或400目;
尼龍切片泵供量為86. 4g/min，母粒泵供流量為4. 32g/min，熔融紡絲溫度為24(T27(TC ;螺桿轉速為25r/min;螺桿壓力為80 100kg/cm2。紡絲速度為400m/min;
2) 冷卻，噴絲頭環(huán)吹風裝置，吹出的風溫35。C，濕度50 %，風速0.4 m/s;
3) 上油巻繞，冷卻后的絲束通過導絲盤后，在上油盤上油，后經下油盤在巻繞盤上巻 繞；其中導絲盤速度為400 m/min;上油盤轉速為12 15r/min;上油所用油劑是錦綸油劑含 量為IO %的二次水乳液，巻繞速度為400 m/min;
4) 集束，上油后的絲束再經過集束架集束，集束后的絲束的單旦數(shù)位2.5萬旦；
5) 浸油，絲束經集束后再經浸油槽浸油，油劑是錦綸油劑含量為8 %的二次水乳液；
6) 拉伸，經過浸油后的絲束再在空氣介質中進行二次拉伸，室溫拉伸時，第一、二牽 伸輥速度分別為18 20m/min和50 60 m/min，牽伸倍數(shù)為3倍；
7) 巻曲，拉伸后的絲束再經6(T65'C預熱，然后在巻曲機上巻曲，巻曲機速度 55 65m/min，巻曲后的絲束在室溫下冷卻；
8) 松弛熱定型巻曲后的絲束在定型機內，65 7(TC下松弛熱定型，時間為8 min;
9) 切斷，將松弛熱定型好的絲束經切斷機切斷，長度為IO mm，即得產品。 上述400m/min紡速的巻繞絲，拉伸2. 5倍，纖維斷裂強度為3. 65cN/dtex，斷裂伸長率為
90%。拉伸3倍，纖維斷裂強度為3. 95cN/dtex，斷裂伸長率為70%。拉伸3. 5倍，纖維斷裂強 度為4. 10cN/dtex，斷裂伸長率為54%。所得纖維單絲纖度為O. 35dtex。
權利要求
1.一種超細旦錦綸短纖生產方法，其特征是按如下步驟1)紡絲，在雙螺桿熔融紡絲設備上，添加母粒與尼龍切片混合，使母粒含量為1~10％，將熔融的混合物熔體經螺桿擠壓入噴絲組件，經海砂過濾后經噴絲孔擠出，形成絲束；其中噴絲孔直徑為0.15~0.35mm，長徑比為2~4；所述的螺桿壓力為80~100kg/cm2；所述的海砂為60目、80目或100目；過濾網為250目或400目；2)冷卻，噴絲頭環(huán)吹風裝置，吹出的風溫28~40℃，濕度40~60％，風速0.3~0.5m/s；3)上油卷繞，冷卻后的絲束通過導絲盤后，在上油盤上油，后經下油盤在卷繞盤上卷繞；其中導絲盤速度為200~800m/min；上油盤轉速為12~15r/min；上油所用油劑是錦綸油劑含量為8~10％的二次水乳液，卷繞速度為200~800m/min；4)集束，上油后的絲束再經過集束架集束，集束后的絲束的單旦數(shù)位2~3萬旦；5)浸油，絲束經集束后再經浸油槽浸油，油劑是錦綸油劑含量為8~10％的二次水乳液；6)拉伸，經過浸油后的絲束再在空氣介質中進行二次拉伸，室溫拉伸時，第一、二牽伸輥速度分別為15~20m/min和50~80m/min，牽伸倍數(shù)為2.3~3.8倍；7)卷曲，拉伸后的絲束再經60~65℃預熱，然后在卷曲機上卷曲，卷曲機速度55~65m/min，卷曲后的絲束在室溫下冷卻；8)松弛熱定型卷曲后的絲束在定型機內，65~70℃下松弛熱定型，時間為6~10min；9)切斷，將松弛熱定型好的絲束經切斷機切斷，長度為3~40mm，即得產品。
2 根據(jù)權利要求l所述的超細旦錦綸短纖生產方法，其特征是所述的 母粒以尼龍為基體，其中改性劑含量為1 10%，抗氧化劑含量為O. 01 1%;其它助劑抓分散劑和/或穩(wěn)定劑含量為0.01 1%;所述的改性劑為第一或第二主族的元素鹽中的一種或多種；所述的抗氧化劑選自抗氧劑1010、抗氧劑CA、抗氧劑163、抗氧劑168、抗氧劑3114、抗氧劑 DLTP和抗氧齊UTNP中的一種或多種；所述第一主族金屬元素選自鋰、鈉、鉀、銣或銫；第一主族金屬的化合物是第一主族金屬鹽或/和絡合物，其中金屬鹽的陰離子或絡合物的配體選自磷酸根、碳酸根、羧酸根、 硝酸根、硫酸根、磺酸根、亞硫酸根、鹵素陰離子、擬鹵素離子以及其他含氮和/或含氧和 /或含硫有機配體；所述第二主族金屬元素選自鎂、鈣或鍶，第二主族金屬的化合物是第二 主族金屬鹽或/和絡合物，其中金屬鹽的陰離子或絡合物的配體選自磷酸根、碳酸根、羧酸 根、硝酸根、硫酸根、磺酸根、亞硫酸根、鹵素陰離子、擬鹵素離子以及其他含氮和/或含 氧和/或含硫有機配體；所述的分散劑為聚乙二醇，聚乳酸或聚乙烯醇中的一種或多種；所述的穩(wěn)定劑為液體石蠟，正己烷，環(huán)己烷中的一種或多種。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的超細旦錦綸短纖生產方法，其特征是所 述的步驟l)中，與尼龍切片混合的母粒含量為2 8%，螺桿轉速為15 30 r/min，熔融紡絲溫 度為23CT290。C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超細旦錦綸短纖的生產方法。它需要解決的技術問題是，使超細旦錦綸生產可以在常規(guī)紡絲設備上輕松實現(xiàn)，而且紡出的超細錦綸性能穩(wěn)定，易染色，生產成本大幅降低。步驟為1)紡絲，在雙螺桿熔融紡絲設備上，添加母粒與尼龍切片混合，使母粒含量為1~10％，將熔融的混合物熔體經螺桿擠壓入噴絲組件，經海砂過濾后經噴絲孔擠出，形成絲束；其中噴絲孔直徑為0.15～0.35mm，長徑比為2～4；螺桿壓力為80～100kg/cm²；海砂為60目、80目或100目；過濾網為250目或400目；2)冷卻；3)上油卷繞；4)集束；5)浸油；6)拉伸；7)卷曲；8)松弛熱定型；9)切斷，得產品。
文檔編號D01D5/10GK101671856SQ20091030649
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權日2009年9月2日
發(fā)明者徐怡莊, 來國橋, 蔣劍雄, 郝超偉, 陸達天, 馬清芳 申請人:杭州師范大學