一种基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法与流程

1.本发明属于纺织技术领域，涉及一种纺丝生产方法，尤其是涉及一种基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法。


背景技术：

2.汽车安全气囊袋是用中低旦工业丝织成的囊状织物，尼龙66中低旦工业丝因具有优异的特性而成为气囊袋最理想的原材料。尼龙66纤维具有初始模量低、较高的体积热容量、伸长大、弹性好等特点，使得尼龙66织物在动态负荷下具有应力分布均匀及抗冲击性能好等优点，而且尼龙66织物的柔韧性、阻燃性优越。因此，高强尼龙66工业丝被广泛应用于制备安全气囊袋等织物。随着汽车工业的突飞猛进的发展，也促进了汽车安全气囊袋用尼龙66纤维的快速发展。涂层型气囊织物以尼龙66长丝纱为原料涂覆氯丁橡胶、硅橡胶等，涂层厚，涂层织物易变质，不便回收利用；非涂层气囊织物仍使用尼龙66长丝纱生产，通过提高经纬纱密度，并采取后整理、一次性袋状等加工途径来实现。目前普遍使用的非涂层型安全气囊用尼龙66长丝构成的布面，覆以聚乙烯膜，强度高，回弹性好，耐磨性高。安全气囊在其生产加工过程中不可避免产生边角料，其量往往可达产量的5～10％。因此，气囊边角料的回收利用具有较大的经济意义和现实意义。
3.作为气囊边角料用尼龙66纤维组分简单、比较干净，便于回收再利用。同时，气囊边角料用尼龙66纤维具有初始模量低、断裂伸长大、弹性好、耐磨性高及热含量高等特点。其但气囊边角料经回收再造粒后，切片往往分子量分布宽，结晶度分布不均匀，粘度较高，流动性较差，给后续的纺丝再加工带来一定困难。因此，迫切需要寻求一种合适的纺丝方法对气囊边角料的回收再利用具有重要意义。
4.中国专利cn106497025a公开了一种制衣废弃布料的回收方法，具体为：挑选单一布料成分为尼龙材料的废旧布料，经紫外消毒处理后，剪碎成长、宽不超过8cm的碎废旧布料；加入助剂和新尼龙66粒子，经双螺杆挤出装置挤出、冷却、造粒，即得到再生尼龙66塑料粒子。但是该方案用于安全气囊边角料的直接回收并进行纤维再生，则会使再生尼龙66力学性能的不足。
5.中国专利cn107739525a公开了一种废旧安全气囊回收在生产方法，具体为：通过苯酚
‑
冰醋酸溶液对废旧气囊加热溶解后，过滤，蒸发；再通过在真空条件下与腰果壳油反应；加入聚丙烯等助剂，熔融挤出、冷却、造粒，即得到汽车保险杠专用再生尼龙66塑料粒子。但是该专利在回收过程中使用大量有机溶剂及其他助剂，不利于环保。


技术实现要素：

6.本技术发明的目的是针对上述问题，提供一种基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法。
7.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
8.本发明创造性地提供了一种基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法，包括以
下步骤：
9.(1)将脱除聚乙烯薄膜并经粉碎的尼龙66安全气囊边角料加入第一挤出机挤出造粒得到再生尼龙66切片；
10.(2)将再生尼龙66切片经分子筛保护连续式循环氮气除湿得到干燥再生尼龙66切片；
11.(3)将干燥再生尼龙66切片与助剂混合加入第二挤出机中经熔融挤压后进行纺丝以获得再生尼龙66纤维。
12.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，
13.所述分子筛保护连续式循环氮气除湿的干燥温度为95
‑
105℃，得到干燥再生尼龙66切片的含水量为0.07
‑
0.08％。
14.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，
15.所述分子筛保护连续式循环氮气除湿的具体方式为，将再生尼龙66切片密封，并采用加热后的氮气进行循环干燥。
16.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，
17.所述分子筛保护连续式循环氮气除湿采用连续式循环氮气并分子筛除湿干燥设备进行，该连续式循环氮气并分子筛除湿干燥设备包括密封的干燥容器，该干燥容器上连接有进风装置和出风装置，其中出风装置与进风装置之间依次设置填充有分子筛除湿剂的除湿装置和氮气加热器。
18.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，所述助剂包括聚醚、n
‑
烷基聚酰胺、碘苯甲酸、poe接枝马来酸酐、尼龙6、sbs接枝马来酸酐、乙烯
‑
辛烯共聚物接枝马来酸酐和epdm接枝马来酸酐中的一种或两种以上的组合，所述助剂的用量为干燥再生尼龙66切片与助剂之总量的1
‑
30wt％。
19.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，所述助剂还包括匀染成分，该匀染成分包括葡萄糖酸、乙二胺四甲叉膦酸和1
‑
苯氧基
‑2‑
丙醇。
20.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，该匀染成分的用量为干燥再生尼龙66切片与助剂之总量的0.5
‑
1wt％。
21.按重量份计，所述匀染成分为1
‑
2份槲皮素3
‑
o
‑
葡萄糖酸苷、1
‑
2份乙二胺四甲叉膦酸和5
‑
8份1
‑
苯氧基
‑2‑
丙醇。
22.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，所述出风装置的下游端与氮气加热器之间并联有两个除湿装置，每个除湿装置的前后分别设置有一个阀门。
23.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，所述干燥容器内设置有干燥腔，该干燥腔通过设置在其顶部的多通道氮气输入管与进风装置连接，所述干燥腔的侧壁为向外凸的弧形面，所述干燥腔的底部设置有与干燥腔侧壁可开合连接的半球形封盖，该半球形封盖的顶部设有用于承托再生尼龙66切片且具有网孔的弹性网结构，弹性网结构下方形成通过网孔与干燥腔连通的除湿空间，该除湿空间设有与出风装置连接的抽气管。
24.在上述的基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法中，所述多通道氮气输入管包括分配主管道、若干沿周向连接在分配主管道上的第一支管和若干沿周向连接在分配主管道上的第二支管，所述若干第一支管的出口沿背离分配主管道轴线方向斜向下倾斜设
置，且若干第一支管在轴向投影方向沿同一旋转方向倾斜；所述第二支管的出口沿背离分配主管道轴线方向斜向下倾斜设置，且若干第二支管在轴向投影方向沿与第一支管同方向倾斜；所述第一支管位于第二支管上方，且所述若干第二支管的出口所形成的圆周直径小于所述若干第一支管的出口所形成的圆周直径。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
26.本发明提供了一种基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法，通过本发明通过环保的方式消除气囊边角料中的水分及杂质，以消除其对再生尼龙66纤维力学性能的影响，同时避免尼龙66切片在相应的干燥温度条件下发生氧化反应，提高产品的质量并且保持产品的原色，再加入助剂熔融以获得良好的性能。
27.通过本发明中选用的助剂，能够降低熔体的塑性温度和熔点，降低熔体的熔混，相容性好。助剂在冷却结晶时，与干燥再生尼龙66切片的晶型和结晶度相互影响，有利于获得力学性能优异的再生尼龙66纤维。
28.在其中一种可选的实施方式中，助剂中还添加有匀染成分，能够增强再生尼龙66纤维的柔性和形成致密的分子结构，有利于再生尼龙66纤维的匀染效果，进一步提升其应用场景和经济效益。
29.槲皮素3
‑
o
‑
葡萄糖酸苷，cas号为22688
‑
79
‑
5，分子结构中含有酮氧基和羟基基团，与匀染成分相结合，能够与提高尼龙纤维的柔韧性，并且有利于染料的渗透与结合。
30.本发明中通过连续式循环氮气并分子筛除湿干燥设备进行再生尼龙66切片的干燥，通过对设备的改进，使氮气在干燥腔中形成双旋流模式，有助于气体的流通，气流配合弹性网结构使切片粒子在干燥腔中充分运动，氮气由上方挤压水气向下排出，夹带水气的氮气从底部除湿空间抽出，避免水气的堆积，极大提高了除湿能力。与传统的烘箱相比，可以缩短80％的干燥时间。
附图说明
31.图1为本发明中提供的工艺流程框图；
32.图2为本发明中提供的分子筛保护连续式循环氮气除湿系统结构示意图；
33.图3为本发明中提供的多通道氮气输入管的结构示意图。
34.图中，干燥容器1、干燥腔10、多通道氮气输入管11、分配主管道110、第一支管111、第二支管112、抽气管12、弹性网结构13、除湿空间14、半球形封盖15、进风装置2、出风装置3、除湿装置4、氮气加热器5。
具体实施方式
35.通过以下具体实施例进一步阐述；
36.实施例1
37.如图1所示为一种基于气囊边角料再生尼龙66纤维的纺丝方法，步骤为：
38.s1选择非涂层型安全气囊用尼龙66长丝作为尼龙66安全气囊边角料，脱出聚乙烯薄膜，经过粉碎后得到尼龙66料。
39.s2将尼龙66料加入第一挤出机中，该第一挤出机为双螺杆挤出机，第一挤出机中各段温度分别为290℃、290℃、295℃、295℃、300℃和295℃，螺杆转速为250r/min，然后经
循环水冷却，在进行造粒，得到再生尼龙66切片。
40.s3将再生尼龙66切片经分子筛保护连续式循环氮气除湿得到含水量为0.07
‑
0.08％的干燥再生尼龙66切片，其中用于干燥的氮气温度达到95
‑
105℃。
41.结合图2和图3所示，分子筛保护连续式循环氮气除湿采用连续式循环氮气并分子筛除湿干燥设备进行，该连续式循环氮气并分子筛除湿干燥设备包括密封的干燥容器1，该干燥容器1上连接有进风装置2和出风装置3，其中出风装置3与进风装置2之间依次设置填充有分子筛除湿剂的除湿装置4和氮气加热器5。
42.进风装置2和出风装置3为循环风机。出风装置3的下游端与氮气加热器5之间并联有两个除湿装置4，每个除湿装置4的前后分别设置有一个阀门，便于在不停机状态下进行除湿剂的更换。
43.干燥容器1内设置有干燥腔10，该干燥腔10通过设置在其顶部的多通道氮气输入管11与进风装置2连接，干燥腔10的侧壁为向外凸的弧形面，干燥腔10的底部设置有与干燥腔10侧壁可开合连接的半球形封盖15。干燥腔10呈宽度大于高度的空间，侧壁圆弧形有利于形成气旋，并且能够使弹起的切片粒子在侧壁上保持充足的运动时间，加速水分的脱除，通过半球形封盖15形成对干燥腔10内产品的封闭和出料。
44.半球形封盖10的顶部设有用于承托再生尼龙66切片且具有网孔的弹性网结构13，弹性网结构13下方形成通过网孔与干燥腔10连通的除湿空间14，该除湿空间14设有与出风装置3连接的抽气管12。
45.弹性网结构13为具有网孔的钢丝网或耐高温纤维网。能够使落在弹性网结构13上的切片粒子自由弹动。
46.多通道氮气输入管11包括分配主管道110、五个沿周向连接在分配主管道110上的第一支管111和五个沿周向连接在分配主管道110上的第二支管112。
47.五个第一支管111的出口沿背离分配主管道110轴线方向斜向下倾斜设置，且若干第一支管111在轴向投影方向沿同一旋转方向倾斜。五个第一支管111的出口产生的气流形成第一螺旋气流。
48.第二支管112的出口沿背离分配主管道110轴线方向斜向下倾斜设置，且若干第二支管112在轴向投影方向沿与第一支管111同方向倾斜。五个第二支管112的出口产生的气流形成第二螺旋气流。
49.第一支管111位于第二支管112上方，且若干第二支管112的出口所形成的圆周直径小于若干第一支管111的出口所形成的圆周直径。使第一螺旋气流设于第二螺旋气流外侧，从而构成双螺旋气流的氮气输入装置。
50.具体而言，第一支管111和第二支管112的出口均可以设置喷气头。
51.s4选择poe接枝马来酸酐、碘苯甲酸按照6.5:3.5的重量比混合作为助剂，以干燥再生尼龙66切片与助剂之总量的10wt％加入第二挤出机中，第二挤出机为双螺杆挤出机，第二挤出机中各段温度分别为284℃、292℃、292℃、292℃、300℃和292℃，螺杆转速为290r/min，经熔融挤压后通过计量泵进入纺丝组件进行纺丝。
52.s5纺丝组件的喷丝板中喷出的丝束通过环吹风冷却，经甬道到达卷绕工段，把平衡后的卷绕丝通过集束架，加张力均匀铺丝后导入牵伸辊，经53℃油浴和100℃蒸汽热牵伸到工艺值，上防腐剂后装箱堆放。
53.实施例2
54.本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，助剂为重量比为6.5:3.5:10的poe接枝马来酸酐、碘苯甲酸和尼龙6，助剂以干燥再生尼龙66切片与助剂之总量的20wt％添加。
55.实施例3
56.本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，助剂为重量比为6.5:3.5:1:1:5的poe接枝马来酸酐、碘苯甲酸、槲皮素3
‑
o
‑
葡萄糖酸苷、乙二胺四甲叉膦酸和1
‑
苯氧基
‑2‑
丙醇。
57.应用例
58.分别采用实施例1
‑
3的方法制作再生尼龙66纤维，与市售气囊边角料再生尼龙66纤维(下称市售产品)一起进行测试熔融指数如下表1所示：
59.表1
[0060][0061]
结果表明，本发明所制备的再生尼龙66纤维具有更好的流动性，从而具备更好的柔韧性。
[0062]
对比例1
[0063]
本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，不进行步骤s3处理。
[0064]
对比例2
[0065]
本对比例与对比例1基本相同，不同之处在于，将步骤s3改为采用相同温度的空气进行热风循环干燥。
[0066]
分别采用实施例1
‑
3以及对比例1和2的方法制作再生尼龙66纤维，测试力学性能如下表2所示：
[0067]
表2
[0068][0069][0070]
结果表明，本发明所制备的再生尼龙66纤维具有更好的力学性能。
[0071]
将实施例1
‑
3以及对比例1和2的方法制作的再生尼龙66纤维分别制成织物1
‑
5。
[0072]
取500ml水升温至45℃，加入再生尼龙纤维织成的面料25g，染料2％，冰醋酸1％，平平加o 0.5％，不添加其他匀染剂，以5℃/分钟的升温速率升温至93℃，保温30分钟。所用染料为酸性染料翠兰染料，染色在红外染色机中进行。染后清洗，洗衣机甩干脱水，80℃烘干15分钟。
[0073]
将染好的再生尼龙面料进行均匀性测试，测试使用的设备为datacolor 800，
datacolor的基本组成是由光源，分离单色器和光电侦测器三大部分组成的。其运作过程是由分光仪仪器的光源所发放的白光照射在样品上，其反射光被三棱镜或光栅分离后由光电侦测后计算成各波长的反射率，电脑对色系统即以此反射率来计算色值或在三度色彩空间的座标来进行运算配方或色差。
[0074]
测试方法为在同一块面料上选取15个点，测试其cie de与cmc de值，分别计算15个点的cie de与cmc de值的平均值，两组平均值越小，则色差越小。测试结果如下表3所示：
[0075]
表3
[0076] 实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2cie de1.441.420.921.651.53cmc de0.720.710.550.830.76
[0077]
结果表明，本发明能够提升尼龙面料的染色均匀度，尤其是实施例3中由于添加了匀染成分能够大大改善面料的染色性能，在没有另外添加匀染剂的情况下也能具有很好的染色均匀度。
[0078]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0079]
尽管本文较多地使用了干燥容器1、干燥腔10、多通道氮气输入管11、分配主管道110、第一支管111、第二支管112、抽气管12、弹性网结构13、除湿空间14、半球形封盖15、进风装置2、出风装置3、除湿装置4、氮气加热器5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。