[发明专利]外场条件下的尼龙6熔体纺丝方法及熔体纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺丝方法和装置，特别是涉及一种尼龙6熔体纺丝装置及纤维细化方法，应用于合成纤维制备技术领域。

背景技术

尼龙6由于具有优良的染色性、强度高、光泽好、悬垂性良好、吸湿性较好等特点，在各行业得到了广泛应用，其中工业上用作帘子线、传送带、渔网、缝纫线、非织造布等；民用产品包括织造衣着和装饰织物，可用于织袜、内衣、运动服、地毯等。尼龙6，即锦纶6通常是由己内酰胺开环聚合制得聚己内酰胺经熔体纺丝而成的。

熔体纺丝是将成纤高聚物熔体经纺丝喷丝头流出熔体细流、在周围空气或水中冷却凝固成型的方法。传统熔体纺丝装置主要由螺杆、套筒、加热装置、冷却装置、喷丝板组成。随着日益激烈的市场竞争，及人们对服装、装饰材料等的品种、品质和品位要求的不断提高，对差别化纤维的需求也与日俱增，如多孔中空、高收缩、抗起球、抗静电、阻燃、防水透湿、抗菌、保健等差别化纤维在市场上也有了一定量的需求，通过熔体纺丝设备改进和原料改性制备而成的纤维应运而生。专利CN101694015A发明了一种高粘度熔体纺丝专用组件，具有改换成本低、方便组装拆卸、喷丝均匀等优点；专利CN101755081A利用高速旋转分配盘通过纺丝熔体制备纳米纤维，所得纤维收集为均匀的纤维网可用于选择性屏障；专利CN102766933A采用POY-DTY纤维纺丝工艺制备得到的尼龙6纤维具有抗静电、抗菌功能；专利CN1888155介绍了一种将原料与染料、助剂和功能化添加剂按比例直接混合制成有色抗菌母料，在高温下熔融由双螺杆挤出机作用后经碱水解法制成有色纳米抗菌超细纤维。张大省(张大省,花卉.直接纺超细纤维生产的关键技术分析[J].纺织导报,2009(8):44-46.)等讨论了原料相对分子质量、喷丝孔尺寸、缓冷装置的设置、吹风冷却装置、纺程长度、纺丝速度等与纤维线密度的关系，发现可以改善熔体流动性能和降低丝条拉伸张力的因素均有利于降低单纤维的线密度。

针对尼龙6熔体纺丝的工作集中于在传统装置上进行改装或对原料进行改进。迄今为止，关于利用外场对尼龙6纺丝装置进行改进而从控制纤维尺寸及性能的研究却未见报道。专利102030911A对热塑性聚合物如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚丙烯和聚乳酸等施加脉冲磁场，可以影响其结晶行为，从而实现结构的可控，性能的优化。前人研究工作已经证明在聚合物的成型过程施加脉冲磁场可以产生“磁结晶效应”，对高分子链和链段在空间排布及构象行为产生影响，这种作用可以调控高分子材料的尺寸和性能，在该方法至今尚未应用于改进尼龙6熔融纺丝技术方面。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种外场条件下的熔体纺丝方法及熔体纺丝装置，在现有的尼龙6纤维纺丝装置上增加辅助脉冲磁场，使尼龙6熔体在纺丝过程中受到脉冲磁场的作用，尼龙6链段运动活性提高，熔体的流动性得以改善，制得纤维的直径细化，抗拉强度提高。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种外场条件下的熔体纺丝方法，步骤如下：首先将尼龙6切片加热熔融后经可调的辅助脉冲磁场处理，然后由送料装置推至喷丝头喷出，在纤维收集板上进行在室温下的纺丝接收，在尼龙6熔体纺丝工艺的尼龙6凝固过程中，使尼龙6受到辅助脉冲磁场的作用，辅助脉冲磁场的强度调节范围为0～2T，辅助脉冲磁场的频率控制范围为0～60次/min。

一种本发明外场条件下的熔体纺丝方法的熔体纺丝装置，包括熔融加热装置、盛料装置、送料装置、喷丝头和纤维收集板，熔融加热装置加热温度范围0～600℃，送料装置提供恒定推力，熔融加热装置设置于盛料装置的外围，对进入盛料装置中的尼龙6材料进行加热，使尼龙6材料加热至熔融形成尼龙6熔体，喷丝头安装于盛料装置底部，送料装置将盛料装置内的液态材料下压推送至喷丝头中喷出，在室温下形成的纺丝在纤维收集板上进行接收，在盛料装置外围和喷丝头的外部还设置可调控辅助脉冲磁场装置，通过冷却循环水套对辅助脉冲磁场装置进行降温，开启辅助脉冲磁场装置，向盛料装置内部和喷丝头内部的尼龙6熔体施加辅助脉冲磁场，并通过调节辅助脉冲磁场的磁场强度和磁场频率，将辅助脉冲磁场向喷丝头下方喷射出的尚未完全凝固的初生纤维施加，从而在盛料装置内部和下方形成辅助脉冲磁场有效区域，经辅助脉冲磁场处理的尼龙6熔体经喷丝头喷出，并保持尼龙6纤维丝在其整个凝固过程中都处在辅助脉冲磁场的作用下，控制辅助脉冲磁场的强度和频率分别为0～2T和0～60次/min。

作为本发明优选的技术方案，将辅助脉冲磁场装置的脉冲线圈设置于盛料装置外围和喷丝头的外部。