Понимание Пряжа из нейлонового волокна : Производство, типы и производительность
Нить из нейлонового волокна представляет собой синтетическую пряжу непрерывной длины, производимую методом прядения из расплава полиамидного полимера (чаще всего нейлона 6 или нейлона 6,6) в длинные непрерывные нити, которые вытягиваются, текстурируются и наматываются в форму упаковки для последующей текстильной и промышленной обработки. В отличие от пряжи из штапельного волокна, которая прядется из волокон короткой длины, комплексная пряжа состоит из непрерывных прядей, проходящих по всей длине паковки, что придает получаемой ткани или структуре гладкую, однородную поверхность, высокую прочность на разрыв и одинаковые свойства поперечного сечения по всему периметру.
Количество нитей в пряже — количество отдельных непрерывных нитей, скрученных или связанных вместе, — во многом определяет ее тактильные и эксплуатационные характеристики. Пряжа с малым количеством нитей (монофиламент или мультифиламент с низким денье) производят жесткие, высокопрочные структуры, используемые в рыболовных лесках, промышленных фильтрующих тканях и щетине для щеток. Пряжа с большим количеством нитей и тонким денье (микрофиламент, 100–300 нитей в пучке пряжи) производят мягкие, драпируемые ткани, используемые в чулочно-носочных изделиях, купальниках, нижнем белье и спортивной одежде. Один и тот же химический состав полимера — полиамид — подходит для обоих применений за счет изменения количества нитей, денье на нить (dpf) и текстурирования после прядения.
Плоская (FDY) и текстурированная (DTY) нейлоновая пряжа
Нейлоновые нити коммерчески доступны в двух основных структурных формах, которые определяют их пригодность для конечного использования:
- Полностью вытянутая пряжа (FDY): Производится в одноэтапном процессе центрифугирования, при котором пряжа вытягивается до своей окончательной ориентации сразу после экструзии. Нейлон FDY обладает высокой прочностью (обычно 4,5–7,0 сН/дтекс ), низкое удлинение и плоская, гладкая поверхность. Это стандартная спецификация для трикотажных тканей, промышленных лямок, ткани для ремней безопасности, парашютной ткани и технического текстиля, где прочность и стабильность размеров являются основными требованиями.
- Ничья текстурированная (DTY): Производится путем текстурирования частично ориентированной пряжи (POY) ложной крутки, при котором каждая отдельная нить имеет спиральную извитость. Нейлон DTY имеет меньшую прочность, чем FDY, но значительно более высокую объемность, способность к восстановлению при растяжении и мягкость — свойства, которые делают его предпочтительным для чулочно-носочных изделий, купальных костюмов, спортивной одежды и тканей круговой вязки, где растяжимость и комфорт являются целями дизайна.
Нейлон 6 против нейлоновой нити 6,6
Два доминирующих химических состава полиамида, используемые при производстве комплексной пряжи, имеют различные профили свойств, которые влияют на решения по спецификациям:
- Нейлон 6 (поликапролактам): температура плавления около 220°C, хорошая окрашиваемость кислотными красителями, легче перерабатываться благодаря деполимеризации обратно в мономер капролактама. Доминирует на европейских и азиатских рынках одежды и чулочно-носочных изделий. Более широко производится во всем мире благодаря методу синтеза одного мономера.
- Нейлон 6,6 (полигексаметиленадипамид): температура плавления около 255°C, более высокая термостойкость, немного более высокая прочность и стойкость к истиранию, чем у нейлона 6 при эквивалентном денье. Предпочтителен в автомобильной, промышленной и автомобильной промышленности Северной Америки, а также в шинных кордах, где термостабильность имеет решающее значение. Исторически ассоциируется с чулочно-носочными изделиями премиум-класса и спортивной одеждой.
Основные характеристики пряжи для покупателей
Группы по закупкам, закупающие нейлоновую нить для текстильной или промышленной переработки, должны оценить и указать следующие параметры, чтобы гарантировать пригодность материала и согласованность от партии к партии:
- Линейная плотность (денье или дтекс): Общая тонина пряжи выражается в массе в граммах на 9000 м (денье) или на 10 000 м (дтекс). Пряжа для одежды обычно имеет толщину от 20D до 140D; промышленная и техническая пряжа варьируется от 210D до 1890D и выше.
- Количество нитей: Количество отдельных непрерывных нитей в пучке пряжи, выраженное как второе число в обозначении денье/нити (например, 70D/34f = 70 денье, 34 нити).
- Упорство: Прочность на разрыв, нормированная по линейной плотности (сН/дтекс или г/д). Стандартные марки текстиля: 4,0–5,5 сН/дтекс; высокопрочные промышленные марки: 7,0–9,5 сН/дтекс.
- Удлинение при разрыве: Выражается в процентах. нейлон FDY обычно 20–35%; DTY нейлон 25–45%; высокопрочная техническая пряжа 15–25%.
- Готовое содержание масла: Отделка центрифугированием, наносимая во время производства, для контроля трения и статического электричества во время последующей обработки. Обычно 0,6–1,2% по массе; отклонения вызывают проблемы обработки на высокоскоростном вязальном и ткацком оборудовании.
Чипсы из нейлонового волокна : Сырье для разведки и добычи
Чипсы из нейлонового волокна — также называемые полиамидной крошкой, нейлоновыми гранулами или нейлоновыми ломтиками — представляют собой твердое полимерное сырье, из которого производят нейлоновую нить. Они представляют собой небольшие цилиндрические или гранулированные кусочки полиамидной смолы, обычно 2–4 мм в диаметре и 2–3 мм в длину. , полученный полимеризацией мономера(ов), экструзией расплава полученного полимера через фильеру, закалкой в воде и гранулированием. Форма чипсов обеспечивает стабильный, сыпучий материал, который можно транспортировать, хранить, сушить и последовательно подавать в прядильные экструдеры.
Качество нейлоновой стружки, а именно ее молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение, содержание влаги при прядении и отсутствие примесей, определяет прядимость полимера и конечные физические свойства производимой из него пряжи. Таким образом, качество стружки является основополагающим параметром в цепочке производства нейлоновой пряжи, начиная с условий прядения, коэффициентов вытяжки и параметров текстурирования.
Критические параметры качества чипа
Производители пряжи, оценивающие поставщиков нейлоновой крошки, в качестве основных показателей качества оценивают следующие технические параметры:
- Относительная вязкость (RV) или вязкость муравьиной кислоты: Самый важный параметр нейлоновой стружки, предназначенной для производства филаментной пряжи. RV отражает среднюю длину молекулярной цепи — прямой определяющий фактор прочности, удлинения и технологичности пряжи. Стандартная волокнистая стружка из нейлона 6 для прядения текстильных нитей обычно имеет RV 2,4–2,8 (измерено при концентрации 1% в 96% серной кислоте); Для высокопрочных марок технической пряжи требуется RV 3,0–3,5 или выше.
- Содержание влаги: Нейлоновая стружка гигроскопична и ее необходимо сушить до температуры ниже 0,05–0,08 % влаги непосредственно перед формованием расплава. Остаточная влажность выше этого порога вызывает гидролитическую деградацию полимерных цепей в фазе расплава, снижая молекулярную массу, образуя частицы геля и вызывая разрывы нити во время прядения. Стандартной практикой предварительного прядения являются сушилки для щепы, работающие при температуре 80–100 °C в вакууме или с циркуляцией сухого воздуха в течение 8–16 часов.
- Концентрация концевых амино- и карбоксильных групп: Баланс концевых амино- и карбоксильных групп в полимерных цепях влияет на окрашиваемость, термическую стабильность и поведение сшивки. Чипсы, предназначенные для глубокого крашения, имеют повышенную концентрацию концевых аминогрупп для увеличения поглощения кислотного красителя готовой пряжей.
- Содержание TiO₂ (антисмутирующее средство): Частицы диоксида титана включаются в нейлоновую крошку во время полимеризации для контроля блеска пряжи. Яркая стружка не содержит TiO₂ и дает блестящую нить; полутусклая стружка содержит примерно 0,3–0,5 % TiO₂ для стандартных приложений одежды; матовая стружка содержит 1,5–2,0% для матовой технической и технической пряжи.
- Содержание экстрагируемых веществ (олигомеров): В результате полимеризации нейлона 6 образуются циклические олигомеры — в первую очередь мономер капролактама, а также его димеры и тримеры — которые растворяются в горячей воде и должны быть удалены путем экстракции стружки горячей водой перед прядением. Остаточные экстрагируемые вещества выше 0,5% вызывают повышение давления фильтрующего пакета во время прядения, снижение поглощения красителя и вздутие поверхности готовой ткани во время влажной обработки.
| Параметр | Текстильная нить | Промышленный / высокопрочный класс |
|---|---|---|
| Относительная вязкость (RV) | 2,4–2,8 | 3,0–3,8 |
| Содержание влаги (до отжима) | <0,08% | <0,05% |
| Экстрагируемые вещества (олигомеры) | <0,5% | <0,3% |
| Содержание TiO₂ (полуматовый) | 0,30–0,50% | 0,10–0,30% или яркий |
| Температура плавления (Нейлон 6) | 218°С–222°С | 218°С–222°С |
| Первичное конечное использование | Чулочно-носочные изделия, купальники, одежда, ковры | Шнур, ремни безопасности, веревка, фильтрация |
От стружки к пряже: процесс прядения из расплава
Преобразование нейлоновой крошки в филаментную пряжу следует четко определенной последовательности технологических этапов, каждый из которых должен строго контролироваться, чтобы производить пряжу в соответствии со спецификациями. Понимание этой последовательности проясняет, почему параметры качества щепы напрямую влияют на качество пряжи.
Высушенная щепа подается самотеком или в инертной атмосфере в шнековый экструдер, где она плавится при температуре от 255°С и 285°С для Нейлона 6, образуя однородный расплав постоянной вязкости. Расплав перекачивается под точно контролируемым давлением через дозирующий шестеренный насос в прядильный пакет — фильтрованный узел, содержащий фильерную пластину с множеством точно просверленных отверстий (обычно диаметром 0,2–0,4 мм), соответствующих желаемому количеству нитей пряжи.
Тонкие струи расплава, выдавливаемые через отверстия фильеры, охлаждаются поперечным или радиальным потоком воздуха во вращающейся трубе, затвердевая в отдельные нити, которые собираются в пучок пряжи, покрываются прядильной отделкой и наматываются со скоростью 3000–6000 м/мин для POY или пропускают непосредственно через нагретые тянущие валки для производства FDY. Весь процесс от плавления стружки до намотанной упаковки является непрерывным и осуществляется под контролем давления расплава, натяжения пряжи и структуры упаковки в режиме реального времени, чтобы обеспечить согласованность партии.
Любые изменения в RV стружки, влажности или содержании олигомеров распространяются непосредственно на процесс прядения в виде колебаний давления, изменения скорости разрыва нити или отклонений физических свойств пряжи. Именно поэтому требования к качеству стружки соблюдаются с жесткими допусками производителями пряжи, использующими высокоскоростное прядильное оборудование, где незапланированные простои и некачественная продукция влекут за собой значительные финансовые последствия.
