Jak se vyrábí nylonové vlákno: Aplikace, kritéria výběru a praktické pokyny

Zvlákňovací deska pro textilní nylon pojme více než 300 otvorů v kotouči o průměru zhruba 60 mm. Každý otvor musí vytlačovat roztavený polyamid ven stejnou rychlostí a stejnou teplotou po celé hodiny. Jedna dírka, která je mírně horká nebo mírně ucpaná, se později ukáže jako pruh barviva, zlomený konec nebo denier, který leží mimo toleranci ve specifikaci hotové tkaniny.

Krátká odpověď na to, jak se vyrábí nylonové vlákno, je tato: malé molekuly reagují na polyamid s dlouhým řetězcem, polymer se taví a protlačuje jemnými otvory, vlákna se ochladí a poté se natahují, dokud se jejich molekulární řetězce nezarovnají. Pracují čtyři stupně – příprava monomeru, polymerace, zvlákňování z taveniny a tažení s konečnou úpravou – a každý z nich zanechává na vláknu měřitelný otisk prstu: denier, počet filamentů, houževnatost, prodloužení, smrštění, krimpování a příjem barviva.

Vše po proudu, od texturování po tkaní, pletení a barvení, může fungovat pouze s tím, co vyrobila spřádací linka. To je důvod, proč jsou užitečné otázky pro kupujícího zřídkakdy "co je nylon", ale "jaká trasa, jaké podmínky tažení a jaké tolerance".

Chemie: Dva monomery a jedna molekula vody

Nylon je polyamid. Jeho kostra opakuje amidovou vazbu a volné aminové skupiny ponechané na koncích řetězce jsou místa barviva, na která se kyselá barviva připojují. Proto se nylon snadno barví v konvenční barvicí lázni, zatímco polyester potřebuje 130 °C a disperzní barviva.

Nylon 6,6 je vyroben z kyseliny adipové a hexamethylendiaminu. Oba se spojí do soli a poté se zahřejí na zhruba 270-290 °C pod dusíkem. Jedná se o kondenzační polymeraci a voda je vedlejším produktem, který musí být odstraněn, aby se zvýšila molekulová hmotnost; oba monomery nesou šest atomů uhlíku, odkud pochází název.

Nylon 6 vychází z kaprolaktamu, šestiuhlíkového kruhu, který se otevírá a polymeruje při teplotě přibližně 240-270 °C s malým množstvím vody, která působí jako iniciátor. Neexistuje žádný vedlejší produkt vody, který by se měl odstranit. První komerční nylonové vlákno z těchto tras se dostalo na trh koncem 30. let 20. století.

Molekulová hmotnost řídí vše, co se děje po reaktoru, a vláknité třísky jsou normálně řízeny relativní viskozitou v kyselině mravenčí. Příliš nízká a přestávky při předení rostou, zatímco houževnatost klesá. Příliš vysoká a viskozita taveniny stoupá, dokud se tlak v náplni nestane nestabilním a neutrpí rovnoměrnost vlákna.

Předení taveniny: Od třísek k vláknu

Oba polyamidy jsou zvlákňovány z taveniny, což znamená, že polymer je zahříván, dokud neteče, takže není potřeba regenerace rozpouštědla a proces je levnější než zvlákňování v roztoku používané pro některá jiná vlákna. Sekvence na moderní lince probíhá takto.

1. Sušení. Nylon je hygroskopický, takže třísky se suší, dokud vlhkost neklesne pod zhruba 0,03-0,05 procenta. Zbytková voda hydrolyzuje taveninu a způsobuje bubliny a praskání vlákna.
2. Tavení a dávkování. Šnekový extrudér taví třísky při 250-290 °C a zubové čerpadlo dodává pevný objem na otáčku. Přehřátí polyamid rychle degraduje.
3. Filtrace. Balení z písku nebo kovových vláken zachycuje gely, aglomeráty a nečistoty. Tlak v balení, často mezi 10 a 20 MPa, je jedním z nejjasnějších ukazatelů kvality taveniny.
4. Vytlačování. Zvlákňovací tryska tvaruje vlákno. Průměry otvorů se běžně pohybují od 0,15 do 0,5 mm a počet otvorů určuje počet vláken - například 36 vláken pro přízi 70 denier.
5. Kalení. Křížový nebo radiální vzduch při 15-25 °C vlákna tuhne. Nerovnoměrné chlazení vytváří nepravidelné průřezy a nepravidelné průřezy se barví nerovnoměrně.
6. Spin finish. Aplikuje se emulze na vodní bázi, takže vlákna mají třecí a antistatické chování, které vyžaduje tažení, texturování a pletení. Nárůst oleje se obvykle pohybuje mezi 0,4 a 0,8 procenta.
7. Nabírání. Konvenční čáry se navíjejí rychlostí 1 000-1 500 m/min a kreslí se ve druhém kroku. Vysokorychlostní linky běží rychlostí 4 000-6 000 m/min a produkují částečně orientovanou přízi neboli POY pro pozdější texturování.

Kreslení činí vlákno pevným, tepelným nastavením je stabilní

Přímo z zvlákňovací trysky je nylon slabý. Dlouhé řetězy sedí zamotané a náhodně orientované, takže při zatížení klouzají jeden po druhém. Kreslení vytáhne vlákno na trojnásobek, čtyřnásobek nebo pětinásobek původní délky, čímž se řetězy zarovnají a zvýší se krystalinita. Pevnost se vyšplhá na 4,5-7,5 g/denier pro textilní druhy, přičemž prodloužení při přetržení je řízeno zhruba mezi 20 a 45 procenty.

Tepelné nastavení pak uvolňuje vnitřní pnutí a fixuje zkadeření, které určuje, jak moc se příze srazí, když mlýn později látku zahřeje. Příze, která se srazí o tři procenta více než předchozí šarže, může stát mlýn dvě nebo tři procenta použitelné šířky tkaniny a při dlouhém výrobním cyklu to jsou skutečné peníze.

Nylon 6 a Nylon 6,6: Podobné, nezaměnitelné

Oba jsou polyamidy, oba jsou taveniny a oba se barví kyselými barvivy. Rozdíly se projevují ve zpracování okének a v ruce hotové látky.

Vyberte si nylon 6, pokud záleží na měkkosti a hloubce vybarvení; vyberte si nylon 6,6 tam, kde záleží na tepelné odolnosti. Výměna jednoho za druhý bez opětovné kontroly teplot tuhnutí a barvení je běžná a drahá chyba.

Od vlákna k látce: Kde vlákno končí

Nylon opouští spřádací šňůru ve třech širokých formách. Plochá příze z nekonečných vláken jde do lehkých tkaných skořepin a podšívek. Texturovaná příze se svou objemností a roztažností se hodí do plavek, aktivního oblečení a punčochového zboží. Příze s vysokou pevností v jemnosti 840–1 680 denier se používají na koberce, lana a průmyslové popruhy.

Pletená nylonová síťovina ukazuje, jak se vlastnosti vláken promítají do hotového výrobku. Tricot mesh se opírá o odolnost vlákna proti oděru a jeho schopnost tepelného usazení do stabilní otevřené struktury, která stále obnovuje svůj tvar, a proto se objevuje ve podšívkách, sportovních podprsenkách a technickém oblečení.

Prodyšná lehká trikotová síťovina SUZHOU JUNHUI TEXTILE CO.,LTD Zobrazit produkt →

Recyklovaný nylon: Stejný polymer z jiné suroviny

Recyklovaný nylon je důležitý, protože surovina je na fosilní bázi a vlákno se biologicky nerozkládá. Zpět do spřádací linky vedou dvě cesty a nejsou stejné ve výstupní kvalitě.

Mechanická recyklace rozmělní látkový odpad, rybářské sítě nebo koberec na vločky, které se pak znovu roztaví a znovu roztočí. Šetří energii a udržuje materiál mimo skládku, ale opakovaná historie tepla snižuje molekulovou hmotnost a zvyšuje kontaminaci, takže výstup je obvykle smíchán s původním polymerem.

Chemická recyklace depolymerizuje odpad zpět na kaprolaktam, který je následně repolymerizován. U nylonu 6 je tato cesta dobře zavedená a polymer se při spřádání chová jako panenský materiál, takže chemicky recyklovaná příze může splňovat stejné specifikace. Pro nylon 6,6 je chemie tvrdší a komerčně ji provozuje méně závodů.

Certifikace je místo, kde kupující získávají jistotu, a standardy, jako je GRS, spoléhají spíše na dokumenty o spotřebitelském řetězci než na jediný výsledek testu. Tento návod k přeměna nylonového odpadu na ekologické vlákno podrobně sleduje kroky.

SD DTY (D/F) Vysoce pevná recyklovaná polyesterová příze SUZHOU JUNHUI TEXTILE CO.,LTD Zobrazit produkt →

Co si před nákupem ověřit

Specifikace vláken jsou užitečné pouze v případě, že obsahují čísla, proti kterým můžete mnohé odmítnout. Na každém osvědčení o analýze si vyžádejte následující informace a uchovejte si retenční vzorky z každé zásilky.

• Denier a počet vláken s uvedenou tolerancí; plus minus dvě až tři procenta jsou běžné a stálý nedostatek tiše mění hmotnost látky a cenu.
• Pevnost a prodloužení při přetržení, se zkušební metodou nazvanou například ASTM D2256 nebo ISO 2062.
• Smrštění horkým vzduchem při definované teplotě, protože smrštění nad očekávání způsobí ztrátu šířky po tepelném vytvrzení.
• Nasávání oleje, protože příliš mnoho nebo příliš málo konečné úpravy mění chod příze na pletacích a texturovacích strojích.
• Úroveň delustrantu - světlá, polomatná nebo matná - protože obsah oxidu titaničitého posouvá jak lesk, tak odstín barviva.
• Obsah vlhkosti a balení, protože nylon absorbuje vodu při přechodu vlhkosti a může přijít těžší a lepkavější, než odešel.
• Konzistence odstínů mezi jednotlivými šaržemi, zvláště pro programy barvené nebo barvené roztokem.

Většina reklamací selhává na malých počtech spíše než na dramatických: denier běžící o několik procent méně, smrštění nad očekávání, které pohlcuje šířku látky, nebo vlhkost nashromážděná během přepravy. Přepínání mezi dodavateli bez porovnání těchto čísel na papíře je způsob, jakým tyto náklady přicházejí neohlášeně.

Lehká voděodolná nylonová tkanina pro výrobu outdoorového vybavení SUZHOU JUNHUI TEXTILE CO.,LTD Zobrazit produkt →

Nic z toho není exotická chemie. Nylonové vlákno se vyrábí velmi pevným držením řetězu běžných průmyslových kroků: štěpky vysušte, roztavte, přefiltrujte, prostrčte je otvory, rovnoměrně je ochlaďte, natáhněte a nastavte.

Pokud zvažujete nylonový program s polyesterem nebo porovnáváte původní a recyklované cesty, náš tým na Textil Suzhou Junhui dokáže přizpůsobit specifikaci konečnému použití, od třísek a přízí POY, FDY a DTY až po pletené a tkané látky.