一种喷丝板、异形锦纶6纤维及其制备方法与流程

本发明涉及化学纤维技术，特别涉及一种喷丝板、由上述喷丝板制备获得的异形锦纶6纤维及上述异形锦纶6纤维的制备方法。

背景技术：

锦纶因其优异的物理性能，如强度高、吸湿性好和染色鲜艳等特点，广泛应用于服装行业。近年来，锦纶6纤维的研究，特别是针对具备各种附加功能锦纶6纤维的研究迅速发展。

传统的锦纶的截面为圆形，圆形截面的锦纶6纤维的吸湿性相对较差，易弯曲起皱，使其在高端织造领域的发展受到极大限制。异形锦纶6纤维为截面非圆形的锦纶。异形锦纶6纤维的研究方向在于增加锦纶6纤维的比表面积，即通过异形截面的设计，在锦纶6纤维表面的外轮廓引入沟槽，增强毛细效应，从而使锦纶6纤维的光泽、手感、吸湿性、硬挺度和弹性等得到不同程度的提高。

喷丝板又称纺丝帽，黏流态的高聚物熔体通过喷丝板上的喷丝孔转变成有特定截面的细流，经固化形成丝条。即，通过特定结构的喷丝孔可以获得特定截面的锦纶6纤维。

常见的异形截面的锦纶6纤维有“一”字形、“十”字形、三叶形、三角形、五叶形、“米”字形和中空圆形等。其中，公开号为CN104818538A的发明专利公开了一种超粗旦锦纶6扁平纤维，喷丝孔截面为“一”字形，提高了锦纶6差别化纤维产品的科技含量和附加值；公开号为CN104805519A的发明专利公开了一种锦纶6异形纤维，喷丝孔截面为“十”字形，其“十”字形中“竖”的长度是“横”的长度的二分之一，该截面的锦纶6纤维具有较强的导湿排汗能力；公开号为CN104060343A的发明专利公开了一种细旦及超细旦锦纶6纤维，喷丝孔截面为四角星形，该截面的锦纶6纤维具有较好的染色性能。现有的异形截面的锦纶6纤维都因比表面积的增大，吸湿性、光泽等方面得到不同程度的改善，但不同截面的异形锦纶6均存在着一定程度的缺陷。例如：“十”字形截面的异形锦纶6纤维的光泽较差，三角形截面的异形锦纶6纤维的吸水性、透湿作用相对较差，限制了其应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种兼具光泽良好与吸湿排汗功能的异形锦纶6纤维、制备获得上述异形锦纶6纤维的喷丝板及上述异形锦纶6纤维的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种喷丝板，包括基板和至少一个的喷丝微孔，所述喷丝微孔设置于所述基板上，所述喷丝微孔的横截面为锯齿结构，所述锯齿结构包括两个锯齿部，所述锯齿部包括四个半径相同的半圆弧，四个所述的半圆弧依次顺序设置，且相邻的两个半圆弧之间通过直线连接，两个所述的锯齿部互相连接形成对称的闭合结构，一锯齿部上的四个半圆弧与另一锯齿部上的四个半圆弧一一对应设置。

一种异形锦纶6纤维，将聚酰胺6切片经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得一种异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维的横截面为锯齿结构，所述锯齿结构包括两个锯齿部，所述锯齿部包括四个半径相同的半圆弧，四个的所述半圆弧依次顺序设置，且相邻的两个半圆弧之间通过直线连接，两个的所述锯齿部互相连接形成对称的闭合结构，一锯齿部上的四个半圆弧与另一锯齿部上的四个半圆弧一一对应设置。

一种异形锦纶6纤维的制备方法，将相对黏度为2.40-2.70的聚酰胺6干切片进行熔融，获得聚酰胺6熔体，所述熔融温度为250-270℃；将所述聚酰胺6熔体经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维，根据上述的异形锦纶6纤维的制备方法制备获得。

本发明的有益效果在于：

(1)通过喷丝板的喷丝微孔的上述异形截面设计，该截面整体呈现双刃锯齿形，从而使得采用本发明的喷丝板制备获得的异形锦纶6纤维的横截面呈双刃锯齿形；横截面呈上述双刃锯齿形的异形锦纶6纤维的比表面积得到有效增大，纤维表面的沟槽能够增强毛细效应，使异形锦纶6纤维具有比表面积大和膨松丰满的优点，兼具光泽良好与吸湿排汗功能；采用该异形锦纶6纤维纺织获得的织物既具有羊绒般柔软细腻的手感，又具有染色性能好和快速吸湿导湿等优良特性；

(2)本发明的异形锦纶6纤维的制备方法中，其生产过程可控，产品质量稳定，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、含油率、沸水伸缩率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。

附图说明

图1为本发明实施例的喷丝板的喷丝微孔的横截面的形状示意图；

图2为本发明实施例一的喷丝板的示意图；

图3为本发明实施例二的喷丝板的示意图；

图4为本发明实施例的异形锦纶6纤维放大1000倍的镜下截面结构图。

标号说明：

1、基板；2、喷丝微孔；21、半圆弧；22、直线。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：设计横截面呈上述双刃锯齿形的异形锦纶6纤维，以有效增大比表面积和增强毛细效应，使制得的异形锦纶6纤维兼具光泽良好与吸湿排汗功能。

请参照图1以及图2，一种喷丝板，包括基板1和至少一个的喷丝微孔2，所述喷丝微孔2设置于所述基板1上，所述喷丝微孔2的横截面为锯齿结构，所述锯齿结构包括两个锯齿部，所述锯齿部包括四个半径相同的半圆弧21，四个所述的半圆弧21依次顺序设置，且相邻的两个半圆弧21之间通过直线22连接，两个所述的锯齿部互相连接形成对称的闭合结构，一锯齿部上的四个半圆弧21与另一锯齿部上的四个半圆弧21一一对应设置。

一种异形锦纶6纤维，将聚酰胺6切片经上述的喷丝板上的喷丝微孔2挤出，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维的横截面为锯齿结构，所述锯齿结构包括两个锯齿部，所述锯齿部包括四个半径相同的半圆弧，四个的所述半圆弧依次顺序设置，且相邻的两个半圆弧之间通过直线连接，两个的所述锯齿部互相连接形成对称的闭合结构，一锯齿部上的四个半圆弧与另一锯齿部上的四个半圆弧一一对应设置。

一种异形锦纶6纤维的制备方法，将相对黏度为2.40-2.70的聚酰胺6干切片进行熔融，获得聚酰胺6熔体，所述熔融温度为250-270℃；将所述聚酰胺6熔体经上述的喷丝板上的喷丝微孔2挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，获得所述异形锦纶6纤维。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：

(1)通过喷丝板的喷丝微孔的上述异形截面设计，该截面整体呈现双刃锯齿形，从而使得采用本发明的喷丝板制备获得的异形锦纶6纤维的横截面呈双刃锯齿形；横截面呈上述双刃锯齿形的异形锦纶6纤维的比表面积得到有效增大，纤维表面的沟槽能够增强毛细效应，使异形锦纶6纤维具有比表面积大和膨松丰满的优点，兼具光泽良好与吸湿排汗功能；采用该异形锦纶6纤维纺织获得的织物既具有羊绒般柔软细腻的手感，又具有染色性能好和快速吸湿导湿等优良特性；

(2)本发明的异形锦纶6纤维的制备方法中，其生产过程可控，产品质量稳定，制得的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、含油率、沸水伸缩率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。

本发明的喷丝板中，

进一步的，所述锯齿部中相邻的两个半圆弧21的圆心距离为半径的4-4.2倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧21的圆心距离为半径的1-1.2倍。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，上述锯齿部的结构参数设计可以进一步提高采用上述喷丝板制备获得的异形锦纶6纤维的比表面积和毛细效应。

进一步的，所述喷丝微孔的数目为7-12个。

由上述描述可知，作为一个具体的结构实例，喷丝微孔2的数目为7-12个，例如可以为7个或12个。

本发明的异形锦纶6纤维中，

进一步的，所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧的圆心的距离为半径的4-4.2倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧的圆心的距离为半径的1-1.2倍。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，上述锯齿部的结构参数设计可以进一步提高异形锦纶6纤维的比表面积和毛细效应，使其兼具光泽良好与吸湿排汗功能。

本发明的异形锦纶6纤维的制备方法中，

进一步的，聚酰胺6干切片进行熔融时，同时对聚酰胺6干切片进行混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为250-270℃。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，可采用螺杆挤压机进行上述熔融、混炼、压缩和挤出操作，螺杆挤压机中的温度优选为250-270℃，可以进一步保证熔融效果，便于控制且获得的聚酰胺6熔体产品质量稳定；另，可将聚酰胺6熔体送入纺丝箱进行纺丝。

进一步的，将所述聚酰胺6熔体先通过计量泵进行计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，可以对聚酰胺6熔体采用计量泵进行计量，然后通过纺丝组件过滤，再将其经喷丝板上的喷丝微孔挤出，可以实现对聚酰胺6熔体的精确计量和进一步过滤，保证产品质量。

进一步的，所述侧吹风冷却的温度为23-25℃，湿度为70-80％，风速为0.45-0.55m/s。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，侧吹风冷却具体可以采用上述参数设计，可使冷却充分，保证产品质量。

进一步的，所述集束上油中采用的油剂为浓度8-10％的竹本油剂。

由上述描述可知，集束上油可以为纤维丝束通过油剂泵计量供油的油嘴上油集束，采用的油剂优选为浓度8-10％的竹本油剂，可进一步保证产品质量。

进一步的，所述拉伸定型的温度为140-170℃。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，拉伸定型的温度采用上述设计，可进一步保证产品质量。

进一步的，所述卷绕的卷绕速度4500-4700m/min。

由上述描述可知，作为一个具体的示例，卷绕的卷绕速度采用上述设计，可进一步保证卷绕的顺利和高效进行。

请参照图1-3，本发明的实施例一为：

一种喷丝板，包括基板1和7个喷丝微孔2，所述喷丝微孔2设置于所述基板1上，所述喷丝微孔2的横截面为锯齿结构，所述锯齿结构包括两个锯齿部，所述锯齿部包括四个半径相同的半圆弧21，四个所述的半圆弧21依次顺序设置，且相邻的两个半圆弧21之间通过直线22连接，两个所述的锯齿部互相连接形成对称的闭合结构，一锯齿部上的四个半圆弧21与另一锯齿部上的四个半圆弧21一一对应设置。所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧21的圆心距离为半径的4倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧21的圆心距离为半径的1倍。

一种异形锦纶6纤维，将聚酰胺6切片经上述的喷丝板上的喷丝微孔2挤出，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维的制备方法，将相对黏度为2.40的聚酰胺6干切片通过管道送至螺杆挤压机中进行熔融、混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为245℃、250℃、251℃、252℃、253℃；将所述聚酰胺6熔体先通过计量泵进行精确计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，网络交络采用网络喷嘴进行，然后卷绕成形，所述侧吹风冷却的温度为23℃，湿度为70％，风速为0.45m/s，所述集束上油中采用的油剂为浓度8％的竹本油剂，所述拉伸定型的温度为140℃，所述卷绕的卷绕速度4600m/min，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维，根据上述的异形锦纶6纤维的制备方法制备获得。

请参照图1-3，本发明的实施例二为：

一种喷丝板，仅“喷丝微孔2的个数为12个，所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧21的圆心的距离为半径的4.2倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧21的圆心的距离为半径的1.2倍”与实施例一不同，其他均与实施例一相同。

一种异形锦纶6纤维，将聚酰胺6切片经上述的喷丝板上的喷丝微孔2挤出，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维的制备方法，将相对黏度为2.70的聚酰胺6干切片通过管道送至螺杆挤压机中进行熔融、混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为260℃、263℃、265℃、268℃、270℃；将所述聚酰胺6熔体先通过计量泵进行精确计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，所述侧吹风冷却的温度为22℃，湿度为80％，风速为0.50m/s，所述集束上油中采用的油剂为浓度10％的竹本油剂，所述拉伸定型的温度为160℃，所述卷绕的卷绕速度4500m/min，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维，根据上述的异形锦纶6纤维的制备方法制备获得。

请参照图1-3，本发明的实施例三为：

一种喷丝板，仅“喷丝微孔2的个数为10个，所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧21的圆心距离为半径的4.1倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧21的圆心距离为半径的1.1倍”与实施例一不同，其他均与实施例一相同。

一种异形锦纶6纤维，将聚酰胺6切片经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维的制备方法，将相对黏度为2.50的聚酰胺6干切片通过管道送至螺杆挤压机中进行熔融、混炼、压缩和挤出，获得聚酰胺6熔体，所述熔融、混炼、压缩和挤出的温度为248℃、250℃、253℃、255℃、257℃；将所述聚酰胺6熔体先通过计量泵进行计量，再通过纺丝组件进行过滤，然后经上述的喷丝板上的喷丝微孔挤出，获得聚酰胺6纤维丝束，将所述聚酰胺6纤维丝束依次经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型和网络交络，然后卷绕成形，所述侧吹风冷却的温度为24℃，湿度为75％，风速为0.50m/s，所述集束上油中采用的油剂为浓度8％的竹本油剂，所述拉伸定型的温度为150℃，所述卷绕的卷绕速度4600m/min，获得所述异形锦纶6纤维。

一种异形锦纶6纤维，根据上述的异形锦纶6纤维的制备方法制备获得。

请参照图4，本发明的实施例四为：

一种异形锦纶6纤维，所述异形锦纶6纤维的横截面为锯齿结构，所述锯齿结构包括两个锯齿部，所述锯齿部包括四个半径相同的半圆弧，四个所述的半圆弧依次顺序设置，且相邻的两个半圆弧之间通过直线连接，两个所述的锯齿部互相连接形成对称的闭合结构，一锯齿部上的四个半圆弧与另一锯齿部上的四个半圆弧一一对应设置。所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧的圆心距离为半径的4倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧的圆心距离为半径的1倍。

请参照图4，本发明的实施例五为：

一种异形锦纶6纤维，仅“所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧的圆心距离为半径的4.2倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧的圆心距离为半径的1.2倍”与实施例四不同，其他均与实施例四相同。

请参照图4，本发明的实施例六为：

一种异形锦纶6纤维，仅“所述锯齿部中的相邻的两个半圆弧的圆心距离为半径的4.1倍，两个锯齿部中对应设置的两个半圆弧的圆心距离为半径的1.1倍”与实施例四不同，其他均与实施例四相同。

请参照图1-4，本发明的实施例七为：

双刃锯齿形的异形锦纶6纤维的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将聚酰胺6全消光干切片进行熔融纺丝，聚酰胺6全消光干切片黏度2.48，将聚酰胺6全消光干切片经管道输送至螺杆挤压机熔融、混炼、压缩、挤出，经熔体管道输送进入纺丝箱体，螺杆各区温度为245℃、250℃、252℃、253℃和255℃；

步骤2、熔体经计量泵精确计量后通过纺丝组件，再经异形截面喷丝板挤出，进行纺丝，喷丝孔微孔截面如图1所示，喷丝板结构如图2所示，孔数为7F；

步骤3、喷丝孔挤出的纤维丝束经侧吹风冷却，侧吹风温度23℃，湿度80％，风速0.45m/s，再经油嘴上油集束，集束点距离喷丝板180cm，油剂浓度10％，经拉伸定型、网络交络后卷绕成形，热辊温度160℃，卷绕速度4600m/min，得到双刃锯齿形锦纶6异形FDY(40D/7F)。

请参照图1-4，本发明的实施例八为：

双刃锯齿形的异形锦纶6纤维的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将聚酰胺6半消光干切片进行熔融纺丝，聚酰胺6半消光干切片黏度2.45，将聚酰胺6半消光干切片经管道输送至螺杆挤压机熔融、混炼、压缩、挤出，经熔体管道输送进入纺丝箱体，螺杆各区温度为245℃、248℃、250℃、253℃、255℃；

步骤2、熔体经计量泵精确计量后进入纺丝组件，再经异形截面喷丝板挤出，进行纺丝，喷丝孔微孔截面如图1所示，喷丝板结构如图3所示，孔数为12F；

步骤3、喷丝孔挤出的纤维丝束经侧吹风冷却，侧吹风温度23℃，湿度80％，风速0.5m/s，再经油嘴上油集束，集束点距离喷丝板170cm，油剂浓度10％，后经拉伸定型、网络交络后卷绕成形，热辊温度165℃，卷绕速度4600m/min，得到双刃锯齿形锦纶6异形FDY(70D/12F)。

性能测试

将实施例一至实施例八获得的异形锦纶6纤维分别采用缕纱测长机进行纤度测试、全自动单纱强力机进行纤维的断裂强度及断裂伸长率测试。

测试结构为：

实施例一至六获得的异形锦纶6纤维的纤度为40.0-80.0dtex，纤维的断裂强度为3.21-3.88cN/dtex，断裂伸长率为42.73-47.55％；

实施例七获得的异形锦纶6纤维(双刃锯齿形锦纶6FDY(40D/7F))的纤度为45.0dtex，纤维的断裂强度为3.41cN/dtex，断裂伸长率为43.73％；

实施例八获得的异形锦纶6纤维(双刃锯齿形锦纶6FDY(70D/12F))的纤度为78.5dtex，纤维的断裂强度为3.63cN/dtex，断裂伸长率为45.45％。

综上所述，本发明提供的异形锦纶6纤维的断裂强度、断裂伸长率、含油率、沸水伸缩率等指标均达到GB/T16603-2008《锦纶牵伸丝》的规定范围，并能满足后续加工和使用要求。

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同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。