專利名稱：細旦/超細旦錦綸母粒、poy長絲、dty彈力絲及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于紡絲材料領域，具體涉及一種細旦/超細旦錦綸專用母粒及其制備方法和由其制備的細旦/超細旦錦綸POY長絲、DTY彈力絲。
背景技術：
目前服用合成纖維一般有滌綸(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、錦綸(聚酰胺類)、丙
綸(聚丙烯)、氨綸(聚氨酯)、腈綸(聚丙烯腈)等。這些纖維具有不同特性，因而也有不同的用途。但是目前一般服用面料，由于其纖維較粗，手感粗糙、柔軟性差、透氣性差、吸水性差、易于起毛起球。隨著人們生活水平的提高，對于紡織品的穿著要求也越來越高。解決這些問題，滿足人們的不同要求，開發(fā)不同種類，新型的、功能性纖維的研究正如火如荼的開展起來。 目前，纖維細旦化是新纖維開發(fā)的一個重要研究方向，已有不少相關報道以及產(chǎn)品。諸如聚酯類、聚丙烯類的細旦或超細旦化技術已經(jīng)獲得廣泛推廣。"旦"是一種專業(yè)術語，指的是9000m長絲重l克，即稱為l旦。目前通用術語為"dtex"來表示纖維的粗細程度10000m長纖維重l克，即為ldtex。纖維越細，旦數(shù)越小。細旦指的是單絲纖度在3_0. 6dtex的纖維；超細旦指的是單絲纖度在0. 1-0. 55dtex的纖維。 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迅速發(fā)展。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。錦綸具有優(yōu)越的物理性能，廣泛用于針織內(nèi)衣、襪類、運動衣、滑雪衫、緊身衣等領域；而且與聚烯烴、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(chǎn)品；錦綸細旦彈力絲手感平滑，舒適柔軟，彈性好，透氣性好，橫紋少，因此在針織領域應用也越來越廣
泛。但是由于尼龍本身的特性，分子結構中含有大量氫鍵，結晶速度快，結晶度高，不易拉伸變形，因此造成目前利用常規(guī)紡絲改良法直接生產(chǎn)細旦及超細旦錦綸還不能實現(xiàn)的局面。常規(guī)后加工工藝方法并不適合細旦及超細錦綸POY長絲的后加工，從而也大大限制了細旦及超細錦綸的應用。 專利號為ZL03112242. 6中國發(fā)明專利提供一種改性聚酯及其制備方法，是采用對苯二甲酸(或對苯二甲酸二甲酯)、乙二醇為原料，在酯化(或酯交換)或縮聚階段加入含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分以及平均分子量為500-10000的聚亞烷基二醇以批次的形式進行嵌段共聚而制成。以此原料在復合紡絲機上制成海島型纖維，經(jīng)堿液處理后得到超細纖維。這種發(fā)明雖可以制得超細纖維，有以下本質區(qū)別首先，其是用在聚酯超細纖維制造方面，不是用在錦綸細旦或超細旦纖維方面；其次，其加入的鹽類是磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸，不是通常意義上的金屬鹽類；其三，該種超細纖維的制作是海島型纖維，需經(jīng)堿液處理后才能得到，與直接紡絲法相比，工藝復雜，成本高昂。
專利號為ZL200510036637. 7的中國發(fā)明專利提供一種尼龍6/聚電解質抗靜電復合材料和抗靜電母粒的制備方法，通過將堿金屬或烷基苯磺酸鹽、親水性聚合物依次加入反應釜中，加入無水乙醇或乙腈，攪拌反應；真空干燥的粉末狀或顆粒狀聚電解質；所得聚電解質、尼龍6、抗氧化劑、分散劑熔融共混，制備得到的尼龍6/聚電解質復合材料具有良好力學性能，優(yōu)異的抗靜電性能和耐久性。還可制得抗靜電母粒，可與尼龍6熔融紡絲成抗靜電錦綸。但是，此發(fā)明與我們闡述的發(fā)明存在本質區(qū)別首先，其是通過將堿金屬鹽或烷基苯磺酸鹽以及親水性聚合物進行攪拌反應并干燥后獲得聚電解質，金屬鹽類僅包括堿金屬或烷基苯磺酸鹽，而且是以聚電解質的方式與尼龍6進行混合制成復合材料；其次，此種方法僅是用在抗靜電纖維領域，不屬于細旦/超細旦纖維領域；其三，此種方法相對來講工藝路線較長，比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的缺點和不足，從制備細旦/超細旦高附加值錦綸POY長絲和DTY加彈絲的目的出發(fā)，通過使用自行研制的細旦/超細旦錦綸母粒，制成細旦/超細旦錦綸POY長絲，對細旦/超細旦錦綸POY長絲進行加彈而生產(chǎn)出細旦/超細旦錦綸DTY加彈絲。所述的工藝簡單可行，節(jié)約成本，紡絲過程穩(wěn)定；同時，制成的細旦/超細旦錦綸POY長絲和DTY加彈絲，性能穩(wěn)定，大大拓展細旦/超細旦錦綸的應用范圍。
發(fā)明人從制備錦綸母粒角度出發(fā)，通過在錦綸母粒中添加改性劑金屬鹽類物質，改變尼龍6熔體結構，改善尼龍熔體結構的同時，增強尼龍熔體的拉伸強度，降低尼龍熔體的結晶速率，從而提供一種在普通高速紡絲設備上即能生產(chǎn)出細旦/超細旦錦綸POY長絲和DTY加彈絲。本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸POY長絲，其單絲纖度為0. 3-0. 8dtex ;本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸DTY加彈絲，其單絲纖度為0. 25-0. 70dtex。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案得以實施的 發(fā)明人首先提供一種細旦/超細旦錦綸母粒，其是由改性劑、抗氧化劑、分散劑和尼龍6切片熔融共混擠出制成，其中，按尼龍6切片重量計，改性劑加入量為0. 5-10% 、抗氧化劑0. 1_1%、分散劑0. 1_1%，所述改性劑為能與尼龍基體發(fā)生作用的金屬鹽類物質，選自第1、2主族元素的化合物中的一種或多種組合。 本發(fā)明的抗氧化劑可以保證尼龍6切片在高溫熔融過程中不氧化降解，不變色；金屬鹽類物質可與尼龍分子發(fā)生明顯的螯合配位作用，改變尼龍熔體結構，增加尼龍熔體拉伸強度，對細旦化紡絲起到重要作用。分散劑的加入，可以明顯改善尼龍與金屬鹽之間的混合性能，使有效成分能夠均勻分散，以制得性能好且穩(wěn)定的細旦/超細旦錦綸專用母粒。將改性劑金屬鹽類物質、抗氧化劑、分散劑和尼龍6切片在適當?shù)呐浔?、合適的溫度等條件下制成母粒，進而可以在常規(guī)紡絲設備上紡制出細旦/超細旦錦綸POY長絲和DTY彈力絲。
作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明的細旦/超細旦錦綸母粒，其中，所述金屬鹽類物質選自第1、第2主族金屬元素的化合物，包括氯化物、硫酸鹽類、羧酸鹽類物質中的一種或多種組合，其含量為尼龍基體重量的O. 5X-10X。氯化物如LiCl、CaCl2，硫酸鹽類物質如MgS(V硅酸鹽類物質如Na2Si03等等，這些鹽類價廉易得，既能夠與尼龍發(fā)生明顯相互作用，改善其紡絲性能；同時大幅提高了纖維的附加值，創(chuàng)造出可觀效益。 作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明的細旦/超細旦錦綸母粒，其中，所述抗氧化劑選自受阻酚類、三唑類、胺類、亞磷酸酯類或硫酯類抗氧化劑中的一種或多種。其中，所述的受阻酚類抗氧化劑選自抗氧劑1010等；三唑類抗氧化劑選自抗氧劑BHT等；胺類抗氧化劑選自抗
氧劑5057等；亞磷酸酯類抗氧化劑選自抗氧劑168等；硫酸酯類抗氧化劑選自抗氧劑DLTP等。 作為更優(yōu)選的方案，本發(fā)明中的抗氧化劑來自受阻酚類抗氧劑IOIO和亞磷酸酯類抗氧劑168?？寡鮿?010是一種性能良好的抗氧化劑，性能穩(wěn)定，和大多數(shù)聚合物具有良好的相容性，能有良好的防止光和熱引起的變色作用；抗氧劑168是一種抗水解性能優(yōu)良的抗氧化劑，性能穩(wěn)定，應用廣泛。二者協(xié)同使用，抗氧化效果會更好。
作為優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明的細旦/超細旦錦綸母粒，其中，所述的分散劑，其主要選自石蠟、低分子量聚合物中至少一種。所述的低分子量是指分子量在200-10000的聚合物，所述的聚合物包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、PCL(聚己內(nèi)酯)等，如分子量為600及10000的聚乙二醇(PEG)、分子量為5000的PLA (聚乳酸)、分子量為10000的PVA(聚乙烯醇)等。這些分散劑一方面能與尼龍基體發(fā)生相互作用而達到混溶；另一方面也與金屬鹽存在明顯的作用，從而使金屬鹽、尼龍基體以及分散劑等組分充分混合，充分作用。 本發(fā)明還提供上述的細旦/超細旦錦綸母粒的制備方法，所述制備方法包括將改性劑金屬鹽類物質、抗氧化劑、分散劑與尼龍6切片混合熔融，經(jīng)雙螺桿擠壓機造粒，其中，尼龍6熔體溫度為190-270。C、螺桿轉速為10-30r/min、?？跍囟葹?90-250。C。
作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸母粒的制備方法，其中，所述尼龍6切片含水率在600卯m以下；金屬鹽類物質使用之前在真空干燥箱內(nèi)于150-25(TC干燥6-12h。含水率對尼龍細旦化紡絲具有重要的影響含水率高，易引起尼龍熔體的氧化降解，分子量降低，熔體粘度降低，導致拉伸強度降低，紡絲毛絲增多，斷頭率增加，嚴重影響尼龍細旦化紡絲生產(chǎn)及其纖維品質。所述的尼龍6切片和改性劑金屬鹽類物質可按下述方法干燥真空轉鼓干燥，干燥溫度85-95°C ，干燥時間在18-24小時，切片含水率即可控制在600卯m以內(nèi)；金屬鹽類物質在加入之前真空干燥箱內(nèi)在150-25(TC干燥6-12h即可。
本發(fā)明獲得的細旦/超細旦錦綸母粒，其熔融流動指數(shù)為l-10g/10min，熔程為100-200°C。 本發(fā)明還提供一種細旦/超細旦錦綸P0Y長絲，其是由尼龍6切片添加上述的細旦/超細旦錦綸母粒經(jīng)直接高速紡絲法制得，所得錦綸POY長絲的單絲纖度為0. 3-0. 8dtex，其中，添加劑母粒的含量占尼龍6切片重量的1_10% 。所述母粒添加量少時，導致在細旦尼龍紡絲過程中，纖維易斷頭、產(chǎn)生毛絲，造成成本升高。當所述母粒添加量過高時，會引起纖維強度下降，不利于后續(xù)染整加工織造。 上述的高速紡絲法是指在紡絲速度超過3500m/min的情況下，進行細旦/超細旦尼龍的紡絲生產(chǎn)。當紡絲速度低于4000m/min時，所得巻繞絲具有一定取向度，伸長率介于55-100%之間，稱作預取向絲(POY)。 作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸POY長絲，其中，添加劑母粒的含量占尼龍6切片重量的1_10%。優(yōu)選方案中所述的母粒添加范圍在實現(xiàn)本發(fā)明目的即提供細旦/超細旦錦綸POY長絲的同時，亦能使生產(chǎn)成本最優(yōu)化。 作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸POY長絲，其中，所述細旦/超細旦錦綸的斷裂強度為3. 3-3. 8cN/dtex，斷裂伸長率為60-120%。 本發(fā)明還提供上述的細旦/超細旦錦綸POY長絲的制備方法，所述制備方法依次包括下述步驟 (1)混合熔融紡絲尼龍6切片添加上述母粒進行混合熔融紡絲，其中，熔融時的螺桿壓力為90-120kg/cn^，螺桿轉速為18-35r/min，熔融紡絲溫度為230-290°C ;采用的噴絲孔其直徑為0. 15-0. 35mm、長徑比為2. 5_4. 0， (2)側吹風冷卻噴絲頭環(huán)吹風，風溫28-4(TC、濕度40-60%、風速0. 3_0. 5m/s，
(3)上油、集束經(jīng)側吹風冷卻的纖維經(jīng)油霧噴嘴上油集束，所用油劑為8_12wt%的錦綸油劑二次蒸餾水乳液；上油率為0. 8-1. 8%。 (4)巻繞上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲頭進入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為3500-4500m/min，即得細旦/超細旦錦淪POY長絲。 本發(fā)明所述的錦綸油劑二次蒸餾水乳液即將錦綸油劑按比例添加到二次蒸餾水中攪拌制成乳液即可，用量按其占錦綸油劑和二次蒸餾水總重量計算。錦綸油劑選用本領域通用的試劑即可，如實施例中用的錦綸長絲HOY，牌號為DELI0NH0-7。
作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸POY長絲的制備方法，其中，所述尼龍6切片含水率在600ppm以下；母粒含水率在1200ppm以下(更優(yōu)選900ppm以下)。含水率高，易引起尼龍熔體的氧化降解，分子量降低，熔體粘度降低，導致拉伸強度降低，紡絲毛絲增多，斷頭率增加。嚴重影響尼龍細旦化紡絲生產(chǎn)及其纖維品質。所述的尼龍6切片和母?？砂聪率龇椒ǜ稍镎婵辙D鼓干燥，干燥溫度85-95t:，干燥時間在18-24小時，切片含水率即可控制在600ppm以內(nèi)；母粒在真空干燥箱里lOO-ll(TC干燥12_24h即可將含水率控制在1200卯m以下。 本發(fā)明還提供一種細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其中，所述DTY彈力絲是由尼龍6切片添加上述的細旦/超細旦錦綸母粒直接高速紡絲后，再經(jīng)加彈工藝制得，所得DTY彈力絲的單絲纖度為O. 25-0. 70dtex，其中，所述母粒添加量為尼龍6切片重量的1-10% 。所述母粒添加量少時，導致在細旦尼龍紡絲過程中，纖維易斷頭、毛絲，造成成本升高。當所述母粒添加量過高時，會引起纖維強度下降，不利于后續(xù)染整加工織造。 作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其中，添加劑母粒的含量占尼龍6切片重量的3-6%。優(yōu)選方案中所述的母粒添加范圍在實現(xiàn)本發(fā)明目的即提供細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲的同時，亦能使生產(chǎn)成本最優(yōu)化。
本發(fā)明還提供上述細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲的制備方法，所述制備方法依次包括下述步驟 (1)混合熔融紡絲尼龍6切片添加上述母粒進行混合熔融紡絲，其中，熔融時的螺桿壓力為90-120kg/cn^，螺桿轉速為18-35r/min，熔融紡絲溫度為230-290°C ;采用的噴絲孔其直徑為0. 15-0. 35mm、長徑比為2. 5_4. 0， (2)側吹風冷卻噴絲頭環(huán)吹風，風溫28-4(TC、濕度40-60%、風速0. 3-0. 5m/s，
(3)上油、集束經(jīng)側吹風冷卻的纖維經(jīng)油霧噴嘴上油集束，所用油劑為8_12wt%的錦綸油劑二次蒸餾水乳液；上油率為0. 8-1. 8% . (4)巻繞上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲頭進入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為3500-4500m/min，即得細旦/超細旦錦淪POY長絲，
(5)加彈工序 ①導絲加熱將細旦/超細旦錦綸P0Y長絲經(jīng)導絲器、第一羅拉至第一熱箱加熱，加熱溫度為140-175°C (對于細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲的生產(chǎn)加工，加熱溫度須嚴格控制，不能太高)； ②冷卻假捻P0Y長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷卻，進入假捻器進行加捻，摩擦盤材質為陶瓷，組裝形式為1-5-3，D/Y比值在1. 50-1. 75之間(對于超細錦綸的生產(chǎn)，D/Y比值需嚴格控制)； ③牽伸經(jīng)過步驟②后，所得纖維進入第二羅拉，進行牽伸，然后進入油嘴上油，接著再做巻繞處理，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其中，牽伸倍數(shù)在1. 05-1. 25之間(進行適當牽伸，在增加纖維強度的同時，還可降低纖維的伸長率及纖度)；巻繞速度為200-400m/min。 作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲的制備方法，其中，所述尼龍6切片含水率在600卯m以下；母粒含水率在1200卯m以下(更優(yōu)選900卯m以下)。含水率高，易引起尼龍熔體的氧化降解，分子量降低，熔體粘度降低，導致拉伸強度降低，紡絲毛絲增多，斷頭率增加。嚴重影響尼龍細旦化紡絲生產(chǎn)及其纖維品質。所述的尼龍6切片和母?？砂聪率龇椒ǜ稍镎婵辙D鼓干燥，干燥溫度85-95t:，干燥時間在18-24小時，切片含水率即可控制在600卯m以內(nèi)；母粒在真空干燥箱里100-1 l(TC干燥12_24h即可將含水率控制在1200卯m以下。 本發(fā)明所述的細旦/超細旦錦綸母粒是一種專用于生產(chǎn)細旦/超細旦錦綸POY長絲和DTY彈力絲的專用母粒，其利用改進劑金屬鹽類物質與尼龍6切片及其他助劑(包括抗氧化劑、分散劑)熔融共混擠出造粒，改性劑含量為尼龍6切片重量的0.5-10%。然后用所述的母粒與尼龍6切片在螺桿里混合熔融后直接紡絲，母粒添加量為尼龍6切片重量的1-10% (優(yōu)選3-6% )，母粒與尼龍分子發(fā)生相互作用，會改變尼龍熔體的分子結構，從而最終可達到在常規(guī)紡絲機上生產(chǎn)細旦/超細旦錦綸POY長絲的目的，所得的細旦/超細旦錦綸POY長絲再經(jīng)過加彈工藝即可獲得細旦/超細旦錦綸DTY加彈絲。所得細旦/超細旦錦綸POY長絲的單絲纖度為0. 3-0. 8dtex，纖維斷裂強度為3. 3_3. 8cN/dtex，斷裂伸長率為60-120% ;所得細旦/超細旦錦綸DTY加彈絲的單絲纖度為0. 25-0. 70dtex，纖維斷裂強度為3. 9-4. 4cN/dtex，斷裂伸長率為20-40 % ，沸水收縮率為6. 0_9. 0 % ，巻曲收縮率為40-55% 。本發(fā)明提供的細旦/超細旦錦綸POY長絲和DTY加彈絲產(chǎn)品質量穩(wěn)定、性能優(yōu)良，染色效果較好。 本發(fā)明的細旦/超細旦錦綸母粒一般按下述方法制備 (1)備料以尼龍6切片重量計，稱取其重量0. 5-10 %的改性劑金屬鹽類物質、0. 1_1%的抗氧化劑、0. 1_1%的分散劑， (2)制備方法將真空干燥好的尼龍6切片與改性劑金屬鹽類物質、抗氧化劑、分散劑在攪拌器中混合，混合均勻。接著將混合物倒入雙螺桿擠出機(內(nèi)含有靜態(tài)、動態(tài)混合器)的料斗中，混合物熔融共混擠出牽條，其中尼龍6熔體溫度為190-27(TC、螺桿轉速為10-30r/min、擠出模口溫度為190-250°C ，擠出產(chǎn)物經(jīng)金屬履帶冷卻牽條后切粒，母粒生產(chǎn)能力為10-20kg/h。所得母粒的熔融流動指數(shù)為l-10g/10min，熔程為100-200°C。
本發(fā)明的細旦/超細旦錦綸POY長絲一般按下述方法制備
將真空干燥后的尼龍6切片和細旦/超細旦錦綸母粒輸送到雙螺桿高速紡絲機 中，尼龍切片泵供量為50-100g/min，母粒泵供流量為0. 5-10g/min，在熔融紡絲溫度為 230-290。C、螺桿轉速為18-35r/min和螺桿壓力為90-120kg/cm2下將熔融的混合物熔體 經(jīng)螺桿(內(nèi)含有靜態(tài)、動態(tài)混合器)擠壓，經(jīng)計量泵入噴絲組件，經(jīng)海砂過濾后再經(jīng)噴絲孔 (噴絲孔特征為直徑0. 15-0. 35mm，長徑比2. 5_4. 0)擠出。然后在噴絲頭環(huán)吹風裝置中于 吹出的風溫為28-4(TC、濕度為40-60%和風速為0. 3-0. 5m/s下側吹風冷卻。接著經(jīng)側吹 風冷卻的纖維經(jīng)油霧噴嘴集束上油，上油率為0. 8-1. 8wt^，所用油劑為濃度為8-12wt% 的錦綸油劑二次蒸餾水乳液。接著上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲頭進入巻繞頭，開始 巻繞紡絲，紡絲速度為3500-4500m/min。所得細旦/超細旦錦綸POY長絲的單絲纖度為 0. 3-0. 8dtex，斷裂強度為3. 3-3. 8cN/dtex，斷裂伸長率為60-120% 。
本發(fā)明的細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲一般按下述方法制備
將真空干燥后的尼龍6切片和細旦/超細旦錦綸母粒輸送到雙螺桿高速紡絲機 中，尼龍切片泵供量為50-100g/min，母粒泵供流量為0. 5-10g/min，在熔融紡絲溫度為 230-290。C、螺桿轉速為18-35r/min和螺桿壓力為90-120kg/cm2下將熔融的混合物熔體 經(jīng)螺桿(內(nèi)含有靜態(tài)、動態(tài)混合器)擠壓，經(jīng)計量泵入噴絲組件，經(jīng)海砂過濾后再經(jīng)噴絲 孔(噴絲孔特征為直徑O. 15-0. 35mm，長徑比2. 5-4.0)擠出。然后在噴絲頭環(huán)吹風裝 置中于吹出的風溫為28-4(TC、濕度為40-60%和風速為0. 3_0. 5m/s下側吹風冷卻。接 著經(jīng)側吹風冷卻的纖維經(jīng)油霧噴嘴集束上油，上油率為O. 8-1.8wt^，所用油劑為濃度為 8-12wt^的錦綸油劑二次蒸餾水乳液。接著上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲頭進入巻繞 頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為3500-4500m/min。所得細旦/超細旦錦綸POY長絲經(jīng)導絲 器、第一羅拉至第一熱箱加熱(加熱溫度控制在140-175°C) ;POY長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷 卻，進入假捻器進行加捻處理(D/Y比值選擇一般在1. 50-1. 75之間，摩擦盤材質為陶瓷，組 裝形式為1-5-3);經(jīng)過冷卻假捻后進入第二羅拉，進行適當牽伸(牽伸倍數(shù)在1.05-1. 25 之間，增加纖維強度的同時，還可降低纖維的伸長率及纖度；然后進入油嘴上油，接著再巻 繞成筒包裝(巻繞速度為200-400m/min)，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其單絲纖 度為0. 25-0. 70dtex ;斷裂強度為3. 9-4. 4cN/dtex ;斷裂伸長率為20-40% ;沸水收縮率為 6. 0-9. 0% ;巻曲收縮率為40-55%。 本發(fā)明使用的是常規(guī)的雙螺桿高速紡絲機，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噴絲孔徑0. 15-0. 35mm、長徑比2. 5_4. 0 ;組件內(nèi)海砂過濾材料為 40-80目。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。
本發(fā)明所得的細旦/超細旦錦綸POY長絲成品絲性能如下
①單絲纖度0. 3-0. 8dtex ;
②斷裂強度3. 3-3. 8cN/dtex ;
③斷裂伸長率為60-120% ;
含油率為0. 8-1. 8%。 本發(fā)明所得的細旦/超細旦錦綸DTY加彈絲成品絲性能如下
①單絲纖度0. 25-0. 70dtex ;
②斷裂強度3. 90-4. 40cN/dtex ;
③斷裂伸長率為20-40% ;
④沸水收縮率為6. 0-9. 0% ; ⑤巻曲收縮率為40-55%。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明申請具有以下優(yōu)點 ①本發(fā)明采用添加改性劑金屬鹽類物質改變尼龍熔體結構，同時增強尼龍熔體的 拉伸強度，降低尼龍熔體的結晶速率，從而提供一種在普通高速紡設備上即能生產(chǎn)出細旦/ 超細旦錦綸POY長絲和DTY彈力絲；本發(fā)明所得到的超細纖維可以涵蓋多種規(guī)格，具有穩(wěn)定 優(yōu)異性能，可滿足后織造整理加工不同需求，本發(fā)明開發(fā)的超細纖維品種，也可生產(chǎn)非織造 布，醫(yī)用、過濾材料等，擴大其應用范圍； ②本發(fā)明采用添加自行研制的細旦/超細旦錦綸專用母粒的方法，在常規(guī)高速紡 絲機上生產(chǎn)細旦/超細旦錦綸P0Y長絲和DTY彈力絲，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(chǎn)技術； ③本發(fā)明采用常規(guī)高速紡絲法，生產(chǎn)成本大幅下降，所得纖維性能穩(wěn)定，易染色；
④本發(fā)明生產(chǎn)方法簡便，填補了國內(nèi)外細旦/超細旦錦綸P0Y長絲和DTY彈力絲 采用常規(guī)高速紡絲法即可生產(chǎn)的空白，提升了錦綸產(chǎn)品的科技含量及附加值。


圖1是本發(fā)明細旦/超細旦錦綸母粒的生產(chǎn)工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明細旦/超細旦錦綸P0Y長絲的生產(chǎn)工藝流程示意圖。
圖3是本發(fā)明細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲的生產(chǎn)工藝流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應當理解，本發(fā)明的實施并不局 限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護范 圍。 在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設備和原料等均 可從市場購得或是本行業(yè)常用的。
主要原料、儀器和設備 尼龍6切片相對粘度2. 47±0. 02，密度1. 14g/cm 熔點為215_222°C ，含水率小 于600ppm。 油劑為錦綸油劑二次蒸餾水乳液，其中所述錦綸油劑為蘇州竹本油脂有限公司
生產(chǎn)的錦綸長絲HOY，牌號為DELION HQ-7。 攪拌器高速混合攪拌機(張家港創(chuàng)佳機械) 雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機(南京聚力化工SHJ-35) 母粒計量泵色母粒計量泵(無錫市越新化纖設備廠DKTJ-1) 雙螺桿高速紡絲試驗機(大連合成纖維研究所) 計量泵規(guī)格0. 6ml/r印(每轉0. 6毫升)，其轉速根據(jù)成品絲纖度、原料配比、紡 絲速度等計算。 加彈機英國Scragg DCS-1200A型錦綸加彈機 摩擦盤英國Scragg Positorg II型低雪花陶瓷等離子噴涂4cm摩擦盤。
實施例1 : 備料以尼龍6切片重量計，稱取其重量0. 2%的抗氧化劑(質量比為1 : 1的抗 氧化劑1010和抗氧劑168) 、0. 3%的分散劑(質量比為1 : 1的液體石蠟和PEG600) 、0. 8% 的金屬鹽MgS(V 制備方法將真空干燥好的尼龍6切片(含水率600卯m)、金屬鹽、抗氧化劑、分散 劑在攪拌器中混合，混合均勻。接著將混合物倒入雙螺桿擠出機的料斗中，熔融共混擠出， 尼龍6熔體溫度為245t:、螺桿轉速70r/min、擠出?？跍囟葹?40°C ，金屬履帶冷卻牽條后 切粒，生產(chǎn)能力為llkg/h。所得母粒的熔融流動指數(shù)為6. Og/10min，熔程為185-200°C。所 得母粒用于實施例2中。
實施例2 將真空干燥后的尼龍6切片、母粒(含水率700卯m)輸送到雙螺桿常規(guī)紡絲機中， 尼龍切片泵供量為64g/min，母粒泵供流量為6. 4g/min，在熔融紡絲溫度為285。C、螺桿轉 速為22r/min和螺桿壓力為90-100kg/cm2下將熔融的混合物熔體經(jīng)螺桿(內(nèi)含有靜態(tài)、動 態(tài)混合器)擠壓，經(jīng)計量泵入噴絲組件，經(jīng)60-80目海砂過濾后再經(jīng)噴絲孔(噴絲孔特征 為直徑O. 18mm，長徑比3.8)擠出。然后在噴絲頭環(huán)吹風裝置中于吹出的風溫為32°C、濕 度為50%和風速為0. 3m/s下冷卻。經(jīng)冷卻的纖維接著經(jīng)油霧噴嘴集束上油，上油率1. 6%， 所用油劑為重量分數(shù)為12%的錦綸油劑二次蒸餾水乳液，上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲 頭進入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為4000m/min。所得錦綸POY長絲的單絲纖度為 0. 5dtex，斷裂強度為3. 7cN/dtex，伸長率為68X，含油率1.5%。所得錦綸POY長絲用于 實施例3中。
實施例3 細旦/超細旦錦綸POY長絲經(jīng)導絲器、第一羅拉至第一熱箱于溫度163t:加熱； POY長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷卻，然后進入假捻器進行加捻處理(D/Y比值為1.65，摩擦盤材 質為陶瓷，組裝形式為1-5-3);經(jīng)過冷卻假捻后進入第二羅拉，進行適當牽伸(牽伸倍數(shù) 為1.25)，增加纖維強度的同時，還可降低纖維的伸長率及纖度；然后進入油嘴上油，接著 再巻繞成筒包裝(巻繞速度為300m/min)，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其單絲纖度 為0. 4dtex，斷裂強度為4. 2cN/dtex，伸長率為28%，沸水收縮率為7. 2%，巻曲收縮率為 43%。 實施例4 備料以尼龍6切片重量計，稱取其重量0. 5%的抗氧化劑(質量比為1 : 1的抗 氧化劑1010和抗氧劑168) 、0. 5%的分散劑(質量比為1 : 1的液體石蠟和PEG600) 、2. 5% 的金屬鹽無水CaClp 制備方法將真空干燥好的尼龍6切片(含水率600卯m)與金屬鹽、抗氧化劑、分 散劑在攪拌器中混合，混合均勻。接著將混合物倒入雙螺桿擠出機的料斗中，熔融共混擠 出，尼龍6熔體溫度為247°C 、螺桿轉速60r/min、擠出模口溫度為243°C ，金屬履帶冷卻牽條 后切粒，生產(chǎn)能力為10kg/h。所得母粒的熔融流動指數(shù)為3. 9g/10min，熔程為180-200°C。 所得母粒用于實施例5中。
實施例5 將真空干燥后的尼龍6切片、母粒(含水率850卯m)輸送到雙螺桿紡絲機中，尼龍切片泵供量為76g/min，母粒泵供流量為7. 6g/min，在熔融紡絲溫度為282。C、螺桿轉速為 25r/min和螺桿壓力為90-100kg/cm2下將熔融的混合物熔體經(jīng)螺桿(內(nèi)含有靜態(tài)、動態(tài)混 合器)擠壓，經(jīng)計量泵入噴絲組件，經(jīng)60-80目海砂過濾后再經(jīng)噴絲孔(噴絲孔特征為直 徑O. 25mm，長徑比3)擠出。然后在噴絲頭環(huán)吹風裝置中于吹出的風溫為33°0、濕度為45% 和風速為0. 3m/s下冷卻。經(jīng)冷卻的纖維接著經(jīng)油霧噴嘴集束上油，上油率為1. 5%，所用 油劑為重量分數(shù)為12%的錦綸油劑二次蒸餾水乳液，上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲頭進 入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為4000m/min。所得常規(guī)細旦錦綸POY長絲的單絲纖度 為0. 6dtex，斷裂強度為3. 65cN/dtex，伸長率為78% ，纖維吸濕率為6. 5% ，含油率1.4%。 所得錦綸POY長絲用于實施例6中。
實施例6 細旦/超細旦錦綸POY長絲經(jīng)導絲器、第一羅拉至第一熱箱于溫度163t:加熱； POY長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷卻，然后進入假捻器進行加捻處理(D/Y比值為1.65，摩擦盤材 質為陶瓷，組裝形式為1-5-3);經(jīng)過冷卻假捻后進入第二羅拉，進行適當牽伸(牽伸倍數(shù) 為1.25)，增加纖維強度的同時，還可降低纖維的伸長率及纖度；然后進入油嘴上油，接著 再巻繞成筒包裝(巻繞速度為300m/min)，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其單絲纖度 為0. 5dtex，斷裂強度為4. 25cN/dtex，伸長率為30%，沸水收縮率為7. 8%，巻曲收縮率為 45%。 實施例7 備料以尼龍6切片重量計，稱取其重量0. 8%的抗氧化劑(質量比為1 : 1的抗 氧化劑BHT及抗氧劑DLTP) 、0. 8%的分散劑(質量比為1 : 1的液體石蠟和分子量為5000 的PLA，質量比為2 : 1)、4%的金屬鹽(無水CaCl2與Na2Si03，比例為6 : 1)。
制備方法將真空干燥好的尼龍6切片(含水率600卯m)與金屬鹽組合物、抗氧 化劑、分散劑在攪拌器中混合，混合均勻。接著將混合物倒入雙螺桿擠出機的料斗中，熔融 共混擠出，尼龍6熔體溫度為248t:、螺桿轉速58r/min、擠出模口溫度為247。C，金屬履帶 冷卻牽條后切粒，生產(chǎn)能力為10kg/h。所得母粒的熔融流動指數(shù)為2.6g/10min，熔程為 170-190°C。所得母粒用于實施例8中。
實施例8 將真空干燥后的尼龍6切片、母粒(含水率950卯m)輸送到雙螺桿常規(guī)紡絲機中， 尼龍切片泵供量為89g/min，母粒泵供流量為8. 9g/min，在熔融紡絲溫度為283。C、螺桿轉 速為29r/min和螺桿壓力為90-100kg/cm2下將熔融的混合物熔體經(jīng)螺桿(內(nèi)含有靜態(tài)、動 態(tài)混合器)擠壓，經(jīng)計量泵入噴絲組件，經(jīng)60-80目海砂過濾后再經(jīng)噴絲孔(噴絲孔特征 為直徑0.30mm，長徑比2.8)擠出。然后在噴絲頭環(huán)吹風裝置中于吹出的風溫為36°C、濕 度為55%和風速為0. 4m/s下冷卻。經(jīng)冷卻的纖維接著經(jīng)油霧噴嘴集束上油，上油率1. 2%， 所用油劑為重量分數(shù)為12%的錦綸油劑二次蒸餾水乳液，上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲 頭進入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為4050m/min。所得常規(guī)細旦錦綸POY長絲的單絲 纖度為0. 7dtex，斷裂強度為3. 7cN/dtex，伸長率為72%，含油率1. 1%。所得錦綸POY長 絲用于實施例9中。
實施例9 細旦/超細旦錦綸POY長絲經(jīng)導絲器、第一羅拉至第一熱箱于溫度163t:加熱；POY長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷卻，然后進入假捻器進行加捻處理(D/Y比值為1.65，摩擦盤材 質為陶瓷，組裝形式為1-5-3);經(jīng)過冷卻假捻后進入第二羅拉，進行適當牽伸(牽伸倍數(shù) 為1.25)，增加纖維強度的同時，還可降低纖維的伸長率及纖度；然后進入油嘴上油，接著 再巻繞成筒包裝(巻繞速度為300m/min)，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其單絲纖度 為0. 6dtex，斷裂強度為4. 30cN/dtex，伸長率為28%，沸水收縮率為8. 2%，巻曲收縮率為 47%。 實施例10 備料以尼龍6切片重量計，稱取其重量1.0%的抗氧化劑(質量比為1 : l的抗 氧化劑BHT及抗氧劑DLTP)、1.0X的分散劑(質量比為l : 1的液體石蠟和分子量為10000 的PVA，質量比為3 : 1)、6. 8%的金屬鹽(無水LiCl與MgS(^質量比為5 : 1)。
制備方法將真空干燥好的尼龍6切片(含水率600卯m)與金屬鹽、抗氧化劑、分 散劑在攪拌器中混合，混合均勻。接著將混合物倒入雙螺桿擠出機的料斗中，熔融共混擠 出，尼龍6熔體溫度為250°C 、螺桿轉速55r/min、擠出?？跍囟葹?49°C ，金屬履帶冷卻牽條 后切粒，生產(chǎn)能力為10kg/h。所得母粒的熔融流動指數(shù)為1.9g/10min，熔程為160-180°C。
所得母粒用于實施例ll中。
實施例11 將真空干燥后的尼龍6切片、母粒(含水率1050卯m)輸送到雙螺桿常規(guī)紡絲機 中，尼龍切片泵供量為100g/min，母粒泵供流量為10g/min，在熔融紡絲溫度為286。C、螺桿 轉速為34r/min和螺桿壓力為100-110kg/cm2下將熔融的混合物熔體經(jīng)螺桿(內(nèi)含有靜態(tài)、 動態(tài)混合器)擠壓，經(jīng)計量泵入噴絲組件，經(jīng)60-80目海砂過濾后再經(jīng)噴絲孔(噴絲孔特征 為直徑0.35mm，長徑比2.5)擠出。然后在噴絲頭環(huán)吹風裝置中于吹出的風溫為36°C、濕 度為55%和風速為0. 5m/s下冷卻。經(jīng)冷卻的纖維接著經(jīng)油霧噴嘴集束上油，上油率1. 1%， 所用油劑為重量分數(shù)為12%的錦綸油劑二次蒸餾水乳液，上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲 頭進入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為4050m/min。所得常規(guī)細旦錦綸POY長絲的單絲 纖度為0.8dtex，斷裂強度為3.80cN/dtex，伸長率為80% ;含油率1.0%。所得錦綸POY 長絲用于實施例12中。
實施例12 細旦/超細旦錦綸POY長絲經(jīng)導絲器、第一羅拉至第一熱箱于溫度163t:加熱； POY長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷卻，然后進入假捻器進行加捻處理(D/Y比值為1.65，摩擦盤材 質為陶瓷，組裝形式為1-5-3);經(jīng)過冷卻假捻后進入第二羅拉，進行適當牽伸(牽伸倍數(shù) 為1.25)，增加纖維強度的同時，還可降低纖維的伸長率及纖度；然后進入油嘴上油，接著 再巻繞成筒包裝(巻繞速度為300m/min)，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其單絲纖度 為0. 7dtex，斷裂強度為4. 30cN/dtex，伸長率為30%，沸水收縮率為9. 0%，巻曲收縮率為 48%。 盡管發(fā)明人已經(jīng)對本發(fā)明的技術方案做了較為詳細的闡述和列舉，應當理解，對 于本領域一個熟練的技術人員來說，根據(jù)本發(fā)明所揭示的內(nèi)容，對上述實施例作出修改和 /或變通或者采用等同的替代方案是顯然的，都不能脫離本發(fā)明精神的實質，本發(fā)明中出現(xiàn) 的術語用于對本發(fā)明技術方案的闡述和理解，并不能構成對本發(fā)明的限制。
權利要求
一種細旦/超細旦錦綸母粒，其特征在于，其是由改性劑、抗氧化劑、分散劑和尼龍6切片熔融共混擠出制成，其中，按尼龍6切片重量計加入改性劑0.5-10％、抗氧化劑0.1-1％、分散劑0.1-1％，所述改性劑為能與尼龍基體發(fā)生作用的金屬鹽類物質，選自第1、2主族元素的化合物中的一種或多種組合。
2. 如權利要求1所述的細旦/超細旦錦綸母粒，其特征在于，所述的金屬鹽類物質選自 氯化物、硫酸鹽類、羧酸鹽類物質中的一種或多種組合；所述的抗氧化劑選自受阻酚類、三 唑類、胺類、亞磷酸酯類或硫酯類抗氧化劑中的一種或多種；所述分散劑選自石蠟、低分子 量聚合物中至少一種。
3. 權利要求l-2之一所述的母粒的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括將改性 劑、抗氧化劑、分散劑與尼龍6切片混合熔融，經(jīng)雙螺桿擠壓機造粒，其中，尼龍6熔體溫度 為190-270。C、螺桿轉速為10-30r/min、模口溫度為190-250。C。
4. 如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述尼龍6切片含水率在600ppm以下。
5. —種細旦/超細旦錦綸P0Y長絲，其特征在于，其是由尼龍6切片添加權利要 求1-2之一所述的細旦/超細旦錦綸母粒直接高速紡絲法制得，所得纖維的單絲纖度為0. 3-0. 8dtex，其中，所述母粒添加量為尼龍6切片重量的1-10% 。
6. 權利要求5所述的細旦/超細旦錦綸POY長絲的制備方法，其特征在于，所述制備方 法依次包括下述步驟(1) 熔融高速紡絲尼龍6切片添加母粒進行熔融高速紡絲，其中，熔融時的螺桿壓力 為90-120kg/cm2，螺桿轉速為18-35r/min，熔融紡絲溫度為230-290°C ;采用的噴絲孔其直 徑為0. 15-0. 35mm、長徑比為2. 5-4. 0，(2) 側吹風冷卻噴絲頭環(huán)吹風，風溫28-4(TC、濕度40-60%、風速0. 3_0. 5m/s，(3) 上油、集束經(jīng)側吹風冷卻的纖維經(jīng)油霧噴嘴上油集束，所用油劑為8-12wt^的錦 綸油劑二次蒸餾水乳液，上油率為0. 8-1. 8%，(4) 巻繞上油絲束經(jīng)下導輪、上導輪、兔絲頭進入巻繞頭，開始巻繞紡絲，紡絲速度為 3500-4500m/min，即得細旦/超細旦錦淪POY長絲。
7. 如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述尼龍6切片含水率在600ppm以下； 母粒含水率在1200卯m以下。
8. —種細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其特征在于，所述DTY彈力絲是由尼龍6切片 添加權利要求1-2之一所述的細旦/超細旦錦綸母粒直接高速紡絲后，再經(jīng)加彈工藝制得， 所得DTY彈力絲的單絲纖度為0. 25-0. 70dtex，其中，所述母粒添加量為尼龍6切片重量的 1-10%。
9. 權利要求8所述細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲的制備方法，其特征在于，所述制備方 法為權利要求6所述的制備方法在巻繞步驟后進入如下加彈工序① 導絲加熱將細旦/超細旦錦綸POY長絲經(jīng)導絲器、第一羅拉至第一熱箱加熱，加熱 溫度為140-175°C ;② 冷卻假捻POY長絲加熱后經(jīng)冷卻板冷卻，進入假捻器進行加捻，D/Y比值在[1. 50-1. 75之間；③ 牽伸經(jīng)過步驟②后，所得纖維進入第二羅拉，進行牽伸，然后進入油嘴上油，接著再做巻繞處理，即得細旦/超細旦錦綸DTY彈力絲，其中，牽伸倍數(shù)在1. 05-1. 25之間；巻繞速度為200-400m/min。
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述尼龍6切片含水率在600ppm以下；母粒含水率在1200卯m以下。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡絲材料領域，首先提供一種細旦/超細旦錦綸母粒，其是改性劑、抗氧化劑、分散劑按比例加入到尼龍6切片熔融共混擠出制成，所述的改性劑為能與尼龍基體發(fā)生作用的金屬鹽類；將所述的細旦/超細旦錦綸母粒與尼龍6切片按比例混合熔融紡絲、再經(jīng)冷卻、上油集束和卷繞制得細旦/超細旦錦綸POY長絲；所述POY長絲再經(jīng)加彈處理得到DTY彈力絲。本發(fā)明提供的細旦/超細旦錦綸POY長絲的單絲纖度為0.3-0.8dtex，DTY彈力絲的單絲纖度為0.25-0.70dtex，填補了國內(nèi)外采用常規(guī)紡絲法可生產(chǎn)細旦/超細旦錦綸POY長絲和DTY彈力絲的空白。
文檔編號C08L77/02GK101724265SQ20091031139
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權日2009年12月14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