專利名稱：錦綸6膨體長絲三色地毯紗及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地毯紗加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錦綸6膨體長絲三色地毯紗及制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，世界地毯需求呈增長趨勢。我國機(jī)制地毯業(yè)起步于20世紀(jì)80年代中期，近幾年，隨著旅游酒店業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，商用地毯需求量持續(xù)增長；隨著人們生活水平的提高和技術(shù)的發(fā)展，家居地毯已經(jīng)成為許多家庭的重要裝飾品；我國汽車產(chǎn)量近年來的高速增長，將帶動車用地毯更大的需求量，估計(jì)未來幾年，地毯需求增勢依然強(qiáng)勁。地毯工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊隨時(shí)尚潮流不斷地進(jìn)行變化，品種不斷翻新，品質(zhì)不斷提高。目前地毯紗中相當(dāng)一部分是多色紗，主要是三色紗，其中又分為混色紗和清晰紗，混色紗，色彩不是以獨(dú)立色彩的形式顯示，而是以高度混色的形式呈現(xiàn)，從而按照不同的需求創(chuàng)造出不同特性的地毯；清晰紗，其各種色彩清晰飽滿，從而使地毯料的色彩鮮艷、多姿多彩。不同的客戶所要求的分色幅度具有很大的差異，很有必要制備從高度混色到非常清晰的分色紗以滿足不同消費(fèi)群體、不同使用場所的需求。聚丙烯采用三螺桿膨體長絲紡絲機(jī)組一步法工藝紡制丙綸膨體長絲三色地毯紗，早已工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。而現(xiàn)在市場上做為高檔地毯中大量使用的錦綸膨體長絲三色地毯紗，均是采用二步法工藝完成，即先分別紡制出三種不同顏色的所要求三色紗線1/3線密度的膨體長絲紗，再以此為單紗，經(jīng)空氣網(wǎng)絡(luò)合股、加捻合股、定型等工藝生產(chǎn)三色清晰紗。兩種工藝相比，兩步法工藝能源消耗高、生產(chǎn)效率低，其產(chǎn)品也有一定的差別，兩步法工藝不能生產(chǎn)混色紗，所生產(chǎn)的清晰紗與一步法工藝生產(chǎn)的紗線風(fēng)格也不完全相同。所以針對錦綸三色地毯紗生產(chǎn)過程節(jié)能降耗環(huán)保需求和增加產(chǎn)品特色的市場需求，很有必要開發(fā)一步法錦綸三色地毯紗制備方法。丙綸一步法制備三束線密度相同三色地毯紗，在三螺桿膨體長絲紡絲機(jī)組的三個(gè)螺桿上控制相同或相近的工藝條件，即可順利生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的合格品。利用此種方法，在錦綸6單色紗的工藝控制條件下，紡絲過程中斷頭率高，毛絲較難控制，且三束色紗線密度通常有較大的差異，從而導(dǎo)致錦綸6混色型和一步法風(fēng)格的清晰型三色紗一直沒有面市。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是基于上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有一步法紡絲所產(chǎn)生的特有風(fēng)格的錦綸6膨體長絲三色混色型或清晰型地毯紗，滿足地毯行業(yè)的需求。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種以錦綸6切片和錦綸紡絲用經(jīng)干燥的色母粒為原料，利用三螺桿膨體長絲紡絲機(jī)組一步法生產(chǎn)錦綸6膨體長絲三色地毯紗的制備方法，解決紡絲過程中斷頭率高，毛絲多，同一根紗線上的三束色紗線密度差異較大的問題，一步法生產(chǎn)錦綸6膨體長絲三色地毯紗，達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能降耗的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種錦綸6膨體長絲三色地毯紗，所述的三色地毯紗具有三色混色型地毯紗和三色清晰型地毯紗，所述的三色混色型地毯紗和三色清晰型地毯紗為三種顏色不同、單纖線密度相同的錦綸6膨體纖維束構(gòu)成的單紗，所述的單紗線密度為1600dtex 3000dtex。上述的三色混色型地毯紗是指分別獨(dú)立的由紡絲組件噴出三種不同顏色的絲束，各自經(jīng)過側(cè)吹風(fēng)冷卻、上油、不經(jīng)過預(yù)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)牽伸后，集束進(jìn)入膨化器，在膨化器內(nèi)經(jīng)過高溫、高壓過熱蒸汽的吹散、膨化過程,形成高度蓬松的無規(guī)三維卷曲的膨化絲,從絲束的橫載面或外表面觀察，膨化前的三束單色紗在膨化絲中三種顏色的單纖維呈高度無規(guī)混合狀態(tài)，該狀態(tài)的膨化絲為混色型地毯紗。上述的三色清晰型地毯紗是指分別獨(dú)立的由紡絲組件噴出三種不同顏色的絲束，在集束前各色絲束經(jīng)過獨(dú)立的高密度預(yù)網(wǎng)絡(luò)，然后經(jīng)集束進(jìn)入膨化器，經(jīng)膨化后其整體也形成高度蓬松的無規(guī)三維卷曲有膨化絲，從絲束的橫載面或外表面觀察，三色絲呈現(xiàn)有少量返混的束狀分離狀態(tài)，該狀態(tài)的膨化絲為清晰型地毯紗。所述的錦纟侖6膨體纖維具有三葉型異型截面,線密度為18dtex 35dtex。三葉型異型截面與圓形截面相比，在相同橫截面積的情況下，異形截面纖維具有更大的挺度及抗褶皺性。另外，纖維間的接觸面積明顯減少而使得粘附力減小，使之表現(xiàn)出更大回彈和蓬松性，使之更適合于地毯的特性要求。所述的單紗的三種顏色為三束不同或兩束相同一束不同顏色的錦綸6膨體纖維的組合，其顏色是指任何一種顏色。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種錦綸6膨體長絲三色地毯紗的制備方法，包括如下工藝步驟使用三螺桿膨體長絲紡絲機(jī)組，分別計(jì)量錦綸6切片和經(jīng)干燥的色母粒后加料入料斗，從料斗進(jìn)入螺桿擠出機(jī)后被熔融并由螺桿推進(jìn)經(jīng)導(dǎo)管送入紡絲箱體，熔體在箱體中經(jīng)紡絲泵計(jì)量輸送至噴絲頭，由噴絲孔擠出的熔體細(xì)流在紡絲窗中遇到冷空氣冷卻固化成纖維，上油后纖維預(yù)網(wǎng)絡(luò)，然后對纖維進(jìn)行牽引拉伸、膨化、冷卻、輸出、網(wǎng)絡(luò)后由卷繞機(jī)構(gòu)卷繞在筒管上完成三色地毯絲紡絲。所述的螺桿擠出機(jī)溫度為250 285°C，熔體溫度為275°C，紡絲箱體溫度為265 280°C，其中，螺桿擠出機(jī)的較佳溫度為225 178°C。錦綸6的熔點(diǎn)為220°C，分解溫度約300°C。所以當(dāng)高于280°C時(shí)聚合物降解嚴(yán)重，明顯影響纖維強(qiáng)力；考慮到色紡過程中加入顏料所引起的粘度增加，如果低于250°C將引起螺桿阻力、過濾阻力、噴絲孔中流動阻力過高，導(dǎo)致不易紡絲成型和順利拉伸。所述的螺桿擠出機(jī)的螺桿壓力為110 150bar,紡絲機(jī)組的壓力為25 60bar,最佳壓力為40bar。螺桿擠出和噴絲過程是在三種不同或相近的螺桿壓力、三種相近或相同的紡絲組件壓力下完成。對于紡制相同線密度的丙綸BCF三色紗，當(dāng)色母粒(顏料)填加量相近時(shí)，若控制紡絲機(jī)組的三個(gè)螺桿壓力基本一致，在丙綸BCF的紡絲條件下即能順利完成丙綸BCF三色地毯紗的紡絲過程，得到合格產(chǎn)品。如果錦綸6三色紗按照該方式紡制，會導(dǎo)致出現(xiàn)紡出的不同顏色的三束紗線密度不同、毛絲多或斷頭率高而成為不合格紗的現(xiàn)象。經(jīng)探索，紡制錦綸6三色紗需根據(jù)加入的顏色特性、顏料重量，調(diào)整三個(gè)螺桿的壓力和紡絲組件壓力在一個(gè)不完全相同的范圍內(nèi)，才能紡出合格的錦綸6膨體長絲三色地毯紗。不同顏料、不同顏料量的情況下的螺桿壓力與紡絲組件壓力的合適的范圍與所使用的顏料的極性大小有直接關(guān)系，錦綸6 (聚酰胺6)的高分子鏈上有較高的極性鍵密度，每隔5個(gè)碳就有一個(gè)酰胺鍵，是極性較大的高聚物。在錦綸熔體紡絲中使用的顏料一般是耐高溫的粒徑I μ m以下的微粉狀無機(jī)和有機(jī)顏料，無機(jī)顏料如碳黑(黑色)、鈦白(白色)、C. I顏料黃184 (釩酸鉍)等，該類顏料極性較大；有機(jī)顏料如C. I.顏料黃147 (蒽醌類)、C. I.顏料紅202 (喹吖啶酮類)、C. I.顏料紫23 ( 二噁嗪類)、C. I.顏料藍(lán)15:1 (酞菁類)等，這些有機(jī)顏料分子中在都存在可與聚酰胺6形成氫鍵的極性基，在形成晶體微粒后也 存在著這種氫鍵形成特性，當(dāng)顏料微粒與極性聚酰胺6熔體混合時(shí)，相互之間存在著比與非極性聚合物聚丙烯之間大得多的作用力，其結(jié)果相當(dāng)于在聚酰胺6大分子之間形成了網(wǎng)狀交聯(lián)，增加熔體粘度，改變了熔體的流變性。兩者之間的作用越強(qiáng)，作用點(diǎn)越多，表觀粘度越大，流動阻力越大。相同的顏料加入量越多，將比在聚丙烯熔體表現(xiàn)出大得多的粘度增加值。由于不同顏色、不同品種的顏料具有不同的分子結(jié)構(gòu)，所形成的晶型不同，單位表面積的極性基分布密度及極性強(qiáng)弱不同，表現(xiàn)出與聚酰胺之間的作用力不同，即使加入相同量，在紡絲過程中聚酰胺熔體將表現(xiàn)出不同的粘度。在紡三色紗時(shí)加入三種不同顏料的熔體在經(jīng)過螺桿擠出機(jī)擠出后，再經(jīng)預(yù)過濾器、等長的熔體分配管、計(jì)量泵，到達(dá)紡絲組件，當(dāng)三色熔體中使用的顏料與聚酰胺6的作用力差別較大時(shí)，其粘度明顯不同，流經(jīng)上述相同路徑時(shí)產(chǎn)生的阻力不同，壓頭損失不同。正常的條件下，若保證三個(gè)噴絲板具有相同的熔體噴出速率，必須控制紡絲組件中三色熔體具有相同的壓力，或粘度較大的熔體具有較高的壓力條件下，才能克服紡絲組件中的過濾介質(zhì)和噴絲孔的阻力實(shí)現(xiàn)等速噴出。如果與丙綸BCF的紡絲方式一樣，控制三色熔體具有相同的螺桿壓力，由于各熔體的流動阻力不同，進(jìn)入紡絲組件后，高粘熔體和低粘熔體將分別呈現(xiàn)出最低和最高的紡絲組件壓力，與要求的壓力條件相反，所以紡絲不順、線密度不同。一般情況下，錦綸6熔體色紡常用顏料的極性順序如下無機(jī)顏料> 偶氮類> 二噁嗪類> 喹吖啶酮類 > 蒽醌類 >酞菁類。上述極性順序中，酞菁類顏料如酞菁藍(lán)使聚酰胺6熔體產(chǎn)生高于其它有機(jī)顏料的粘度，為一特例。其原因可能是該顏料是銅酞菁金屬絡(luò)合染料，其α或β晶型均為柱式晶格，柱晶側(cè)面由苯環(huán)構(gòu)成，呈非極性；而頂面和底面是N原子與Cu2+形成的4配位金屬螯合結(jié)構(gòu)，為極性中心，而Cu2+為6配位離子，在聚酰胺6熔體中酰胺鍵的羰基可能與之形成鍵能較高的配位鍵，整體形成健能較高的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而表現(xiàn)出熔體的高粘度。采用本發(fā)明提出的方法，根據(jù)所使用顏料的不同的極性特性、不同的加料量而導(dǎo)致的聚酰胺熔體的不同粘度，調(diào)整不同的螺桿壓力，使得在紡絲組件中的壓力基本相近或相同，或高粘熔體具有稍高的壓力，保證各噴絲板形成基本相同的熔體噴出速率，進(jìn)而產(chǎn)生三束線密度相同的三色紗。通過控制膨化前單色紗的預(yù)網(wǎng)絡(luò)密度、膨化溫度和膨化壓力，以本發(fā)明的方法可生產(chǎn)從混色到清晰紗之間的一系列過渡三色紗。本發(fā)明的有益效果是1. 一步法生產(chǎn)的錦綸6三色混色紗、清晰紗及系列過渡紗，風(fēng)格獨(dú)特、回彈性優(yōu)良，增加了地毯毯面組合的新穎性、舒適性，為地毯業(yè)的創(chuàng)新和品質(zhì)提升、滿足不同群體和不同場所的使用需求提供了基本條件；2. —步法制備錦綸6三色地毯紗的方法，與常規(guī)二步法合股網(wǎng)絡(luò)三色地毯紗生產(chǎn)工藝相比，生產(chǎn)效率提高30%以上，能耗明顯下降，為綠色制備方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例I :2420dtex/90f錦綸6膨體長絲三色混色型地毯紗使用三螺桿BCF紡絲機(jī)組，采用聚酰胺6切片(HY-2800A)、PA6長絲油劑、PA6色母粒(預(yù)干燥、主要載體聚酰胺6切片)。色母粒加入量A螺桿深藍(lán)色9. O %，B螺桿米黃色7. 8，C螺桿棕色8. 5 %。紡絲條件
權(quán)利要求
1.一種錦綸6膨體長絲三色地毯紗，其特征在于所述的三色地毯紗具有三色混色型地毯紗和三色清晰型地毯紗，所述的三色混色型地毯紗和三色清晰型地毯紗為三種顏色不同、單纖線密度相同的錦綸6膨體纖維束構(gòu)成的單紗，所述的單紗線密度為16 O O d t e X 3000dtex。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錦綸6膨體長絲三色地毯紗，其特征在于所述的錦綸6膨體纖維具有三葉型異型截面，線密度為18dtex 35dtex。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錦綸6膨體長絲三色地毯紗，其特征在于所述的單紗的三種顏色為三束不同或兩束相同一束不同顏色的錦綸6膨體纖維的組合。
4.一種錦綸6膨體長絲三色地毯紗的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟使用三螺桿膨體長絲紡絲機(jī)組，分別計(jì)量錦綸6切片和經(jīng)干燥的色母粒后加料入料斗，從料斗進(jìn)入螺桿擠出機(jī)后被熔融并由螺桿推進(jìn)經(jīng)導(dǎo)管送入紡絲箱體，熔體在箱體中經(jīng)紡絲泵計(jì)量輸送至噴絲頭，由噴絲孔擠出的熔體細(xì)流在紡絲窗中遇到冷空氣冷卻固化成纖維，上油后纖維預(yù)網(wǎng)絡(luò)，然后對纖維進(jìn)行牽引拉伸、膨化、冷卻、輸出、網(wǎng)絡(luò)后由卷繞機(jī)構(gòu)卷繞在筒管上完成三色地毯絲紡絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錦綸6膨體長絲三色地毯紗的制備方法，其特征在于所述的螺桿擠出機(jī)溫度為250 285°C，熔體溫度為275°C，紡絲箱體溫度為265 280°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錦綸6膨體長絲三色地毯紗的制備方法，其特征在于所述的螺桿擠出機(jī)的螺桿壓力為110 150bar,紡絲機(jī)組的壓力為25 60bar,最佳壓力為40bar。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錦綸6膨體長絲三色地毯紗及制備方法，所述的三色地毯紗具有三色混色型地毯紗和三色清晰型地毯紗，所述的三色混色型地毯紗和三色清晰型地毯紗為三種顏色不同、單纖線密度相同的錦綸6膨體纖維束構(gòu)成的單紗，所述的單紗線密度為1600dtex～3000dtex。其制備方法是由三螺桿膨體長絲紡絲機(jī)組，在三種不同或相近的螺桿壓力、三種相近或相同的紡絲組件壓力下一步完成。本產(chǎn)品風(fēng)格獨(dú)特，回彈性優(yōu)良，增加了地毯毯面組合的新穎性、舒適性；本工藝與常規(guī)二步法合股網(wǎng)絡(luò)三色地毯紗生產(chǎn)工藝相比，生產(chǎn)效率提高30％以上，能耗明顯下降。
文檔編號D01D5/253GK102618987SQ201210086190
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者孫顯明, 張立軍, 朱東范, 蔣文, 蔣楓, 薛小平, 陸惠林 申請人:常州靈達(dá)特種纖維有限公司