一种多孔微细旦尼龙6三异纤维及其制备方法与应用
【专利说明】一种多孔微细旦尼龙6三异纤维及其制备方法与应用
[0001] 技术邻域
[0002] 本发明涉及纺丝材料领域，尤其涉及一种多孔微细旦尼龙6三异纤维的生产方 法。
【背景技术】
[0003] 目前，纺织纤维的粗细可用单丝纤度加以表征，通常单丝纤度为I. Idtex左右的 化学纤维叫细旦纤维，而单丝纤度为0. 55dtex左右的化学纤维称为超细旦纤维。单丝纤度 为0. 33dtex级以下的纤维称为微细旦纤维。尼龙纤维织物具有吸汗、轻质、韧性佳、回弹性 好、抗酸碱等特点，是最适合人类穿着的人造织物之一。在服装上的应用也是尼龙纤维的主 要用途之一。使用直接熔融纺丝方法得到的尼龙6纤维的单丝纤度可达到O.SOdtex。用这 样纤度的纤维纺织而得的产品，例如服装面料等，具有很多优点，因此市场应用空间广阔。 然而，随着人们生活水平的提高，对于纺织品的要求也越来越高，亟需能克服纺织品的一些 现有缺陷。例如现有的化纤服装面料，由于其纤维单丝纤度稍大，而导致其手感发硬、舒适 性差、吸水透气性差、等问题。为了解决这些问题，纺织纤维的超细旦或微细旦化成为一个 重要研宄课题。
[0004] 超细旦纤维和微细旦纤维的直径比常规化学纤维（单丝纤度一般为3-6dtex左 右）细得多，制造这类化学纤维的技术难度相当大，需要选用恰当的纺丝原料和助剂。还需 要合理的选择纺丝技术方案和严格控制熔融、纺丝、冷却、上油、牵伸、卷绕等各项生产工艺 过程。但对尼龙6纤维而言，目前运用熔融直接纺丝方法制造超细旦或微细旦尼龙6纤维 的技术尚不成熟。
[0005] 目前，制备多孔细旦尼龙6P0Y/DTY复合纤维的生产工艺，一般采用二步法生产工 艺技术路线：先采用熔纺POY的生产工序，再将POY制成DTY，之后再将POY与DTY进行交 络复合。常规的两步法的工艺流程长，加工工序复杂，染色性能及效果较差、产品质量差，生 产成本高，效率低。
[0006] 申请号为201110337465. 2的中国专利公开了一种多孔微细旦聚酯POY、FDY交络 复合丝的制备方法，它是一种同时生产POY丝和FDY丝并且将他们直接复合起来的制备方 法，所述制备方法包括下列步骤：a、聚酯切片进行干燥；b、干燥后的聚酯切片进入螺杆加 热熔融，形成聚酯熔体；c、聚酯熔体由两个计量泵进行流量计量，然后由两块喷丝板分别同 时拉出形成两束丝，并冷却固化成形；d、经上油后，其中一束经预网络、拉伸和热定型后得 到FDY丝，另一束被牵引到两个导丝辊得到POY丝；e、FDY丝和POY丝同时输入喷嘴进行交 络复合，并经所述卷绕装置卷绕成型。但是该发明的对象是聚酯纤维，与尼龙纤维纺丝要求 存在明显不同：包括螺杆结构、熔融温度、纺丝组件配置、单体抽吸、缓冷工艺、油剂、定型温 度、纺丝速度等均存在明显差别，尼龙纤维的纺丝工艺要求更高，更难实现。
【发明内容】
[0007] 为解决现有技术中二步法生产多孔细旦尼龙6P0Y/DTY交络复合纤维的工艺技术 方法存在的染色性差、质量差、手感差、工艺复杂、流程长、成本高等问题，本发明提供了一 种多孔微细旦尼龙6三异纤维及其制备方法与应用，本发明的纤维成本低、产量高、产品质 量好、附加值高、生产工艺技术易于调控。
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现：一种多孔微细旦尼龙6三异纤维，所述纤维的 断裂强度为3. 8?4. 8cN/dtex，断裂伸长率为20?40% ;沸水收缩率为25?40% ;卷曲 收缩率为8?20%。
[0009] 所述的三异是指异纤度、异伸长及异收缩。
[0010] 本发明所述的多孔微细旦尼龙6三异纤维的制备方法为：
[0011] (1)制备功能性尼龙6切片；
[0012] 功能性尼龙6切片的制备方法为：将己内酰胺单体聚合前添加第二主族金属盐类 化合物，经熔融混合除水后原位引发聚合得到功能性尼龙6切片，其中第二主族金属盐类 化合物的重量为己内酰胺单体重量的0. 001?0. 05%。
[0013] 己内酰胺单体聚合前添加改性剂第二主族金属盐类化合物，保证金属化合物在尼 龙6基体中均匀分散，并充分发挥出金属盐与尼龙分子间的相互作用以强化改性能力，聚 合完成后制得微细旦专用尼龙6树脂并纺出多孔微细旦尼龙6长丝；具体的制备方法如 CN102161755B专利所述：通过进料泵不断地将均匀溶解有第二主族金属盐类化合物的己 内酰胺单体熔体送入常压直型连续聚合管（简称直型VK管）中，物料由开环剂引发聚合， 聚合物熔体经过层层挡板下流至VK管底部，由出料泵将其带出，以保持管中液面高度。将 所得聚合物熔体经水洗切粒，经真空干燥，以除去水分和小分子物质。
[0014] (2)功能性尼龙6切片、经干燥、螺杆熔融、箱体、单体抽吸、缓冷、环吹、高速纺丝、 卷绕后制得多孔微细旦尼龙6预取向丝（POY);
[0015] 具体方法为将功能性尼龙6切片树脂在单螺杆挤出机中加热熔融并挤出后进入 纺丝箱体再经计量泵将熔融体定量压入纺丝组件中，通过特定的喷丝孔喷出，预固丝束经 单体抽吸装置、缓冷装置以及环吹风冷却成型，再经上油集束和卷绕得到一种多孔微细旦 尼龙6POY长丝。
[0016] 熔融纺丝（功能性尼龙6切片树脂加热熔融）温度为250?280°C，所述螺杆机熔 融时的螺杆压力为120?160kg/cm2,螺杆转速为15?30r/min，螺杆机的螺杆直径35? 66mm，长径比28?35。作为优选，螺杆机内含有静态、动态混合器。
[0017] 所述的纺丝箱体温度为250?260°C。
[0018] 功能性尼龙6切片经熔融纺丝，其中纺丝组件里喷丝板的孔数为68?196个，孔 径为0. 10?0. 25mm，喷丝板长径比为3. 0?5. 0,喷丝板长径比为微孔长度与微孔直径 之比。丝束经单体抽吸、缓冷装置、环吹冷却，再经上油集束和卷绕成型，其中卷绕速度为 2900?4300m/min，得到多孔微细旦尼龙6预取向丝（POY)。
[0019] 缓冷装置长度为15?20cm，所述缓冷装置为安装在喷丝头及单体抽吸装置下方 的一个长方形的金属隔板，并与单体抽吸装置紧密连接。因所纺纤维单丝纤度很小，丝束比 表面积较大，冷却速度较快，致使纤维结晶变脆，不宜进一步拉伸，需添加缓冷装置。
[0020] 另外，尼龙6纺丝时，易分解产生己内酰胺单体或低聚物。若不及时除去，会对纤 维条干和后续染整应用产生影响；尤其对于多孔微细旦尼龙6纤维，影响更为明显，因此需 添加单体抽吸装置。
[0021] 吹风吹出的风温18?30°C，湿度60?80%，风速0. 2?0. 5m/s。由于丝束为多 孔，为了更好的控制纤维的条干，喷丝头需采用内环吹风装置冷却，以使丝束冷却均匀，条 干均一，染色性能好。