一種聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，采用分子量為400萬~800萬的纖維用超高分子量聚乙烯在萘烷中溶脹為懸浮液，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)溶解、剪切，聚乙烯大分子鏈充分解纏形成均勻的紡絲液，再經(jīng)噴絲板噴絲，絲束在熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中脫除萘烷，并經(jīng)預(yù)拉伸，進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)熱拉伸步驟，再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松aa弛步驟，得到纖度為22dtex~1776dtex的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維，所述熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為氮?dú)饬魍ǖ姆忾]加熱腔室。本發(fā)明提供的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維，比常規(guī)聚乙烯纖維品種更加輕薄柔軟，并且保持了高強(qiáng)高模特性，纖維截面呈橢圓形、卵形、狗骨形或豆形等異形，軸向有微細(xì)溝槽，導(dǎo)濕效果較濕法纖維有明顯改善，服用性能明顯提高，其織物有導(dǎo)濕、快干、舒爽的性能。
【專利說明】
一種聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及合成纖維生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯纖維的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粘均分子量在150萬以上的線性結(jié)構(gòu)聚乙烯，分子鏈呈平面鋸齒形，結(jié)構(gòu)規(guī)整，沒有龐大的側(cè)基，結(jié)晶度高，分子鏈不含親水基團(tuán)，規(guī)整有序的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了聚乙烯纖維高強(qiáng)度、高模量、高能量吸收性以及耐切割等優(yōu)異性能，能滿足防護(hù)用品的功能需求，因此在纜繩繩索、無紡布、硬質(zhì)防彈衣等領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值。但其本身結(jié)構(gòu)規(guī)整，缺乏親水性，無法兼顧防護(hù)服用的舒適性，因此，一直以來國內(nèi)外對(duì)該纖維在導(dǎo)濕性能要求較高的軟質(zhì)防護(hù)用品及服用家紡等領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)注較少。濕法紡絲所制備的聚乙烯纖維，單絲纖度在2.0dtex以上，質(zhì)地粗硬，服用性差；截面呈圓形，結(jié)構(gòu)致密，缺少微孔和縫隙，纖維導(dǎo)濕效果差，限制了其在服用防護(hù)用品中的應(yīng)用和發(fā)展。
[0003]專利CN201110090624.3公開了一種超高分子量聚乙烯細(xì)旦纖維的制備方法，預(yù)牽伸總倍數(shù)為15~35倍，牽伸介質(zhì)為35~50°C的空氣、水或油；熱拉伸總倍數(shù)為35~50倍，熱拉伸之前，將原絲在20~40°C，濕度30%~60%條件下靜置48~72小時(shí)。所制備纖維總旦數(shù)30-400D,斷裂強(qiáng)度35cN/dtex以上。專利CN200610170738.8公開一種超高分子量聚乙烯凍膠法連續(xù)直紡細(xì)旦絲生產(chǎn)方法，該方法特點(diǎn)為一步連續(xù)，工藝流程緊湊，產(chǎn)品均一性高。美國Honeywell公司在專利US20130225022A1中公開了一種制備超高分子量聚乙烯纖維的方法，采用傳統(tǒng)凝膠紡絲工藝，所制備纖維截面各不相同，可以是圓形、扁平、橢圓形或具有一個(gè)或多個(gè)規(guī)則或不規(guī)則的線性或縱向軸突的多葉形橫截面。
[0004]以上專利所制備纖維主要立足于纖維的高強(qiáng)高模特性，或優(yōu)化生產(chǎn)工藝，或改進(jìn)生產(chǎn)方法，但均不涉及纖維的細(xì)旦導(dǎo)濕性能，沒有克服聚乙烯纖維缺乏親水性，服用舒適性差的缺點(diǎn)，軸向無溝槽且沒有一定的自然卷曲，不能通過微細(xì)溝槽的芯吸效應(yīng)實(shí)現(xiàn)纖維的吸濕、導(dǎo)濕和排濕作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，制成的纖維保持高強(qiáng)高模、耐切割等優(yōu)異性能的同時(shí)，導(dǎo)濕效果良好，服用舒適性大大提高。
[0006]技術(shù)方案:一種聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，采用分子量為400萬~800萬的纖維用超高分子量聚乙烯在萘烷中溶脹為懸浮液，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)溶解、剪切，聚乙烯大分子鏈充分解纏形成均勻的紡絲液，再經(jīng)噴絲板噴絲，絲束在熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中脫除萘烷，并經(jīng)預(yù)拉伸，進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)熱拉伸步驟，再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松弛步驟，得到纖度為22dtex~1776dtex的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維，所述熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為有流動(dòng)氮?dú)獾姆忾]加熱腔室。腔室位于噴絲頭后部，氮?dú)鉃椴换顫姎怏w，使萘烷溶劑閃蒸，在剛出噴絲板的原絲表面迅速形成穩(wěn)定的皮層結(jié)構(gòu)，在繼續(xù)干燥過程中，內(nèi)部的萘烷不斷揮發(fā)，纖維體積發(fā)生徑向收縮，表面皮層形成縱向微細(xì)溝槽，具有導(dǎo)濕效應(yīng)。
[0007]進(jìn)一步，所述超高分子量聚乙烯與萘烷的質(zhì)量配比為1:20~3:20,使聚乙烯充分溶劑化。
[0008]進(jìn)一步，所述熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中的熱風(fēng)從絲束側(cè)面吹出，使絲束迎風(fēng)面和背風(fēng)面產(chǎn)生不對(duì)稱冷卻，在一個(gè)或多個(gè)熱拉伸過程中，由于聚乙烯分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)因冷卻不同而使拉伸應(yīng)力不同，使纖維形成橢圓形、卵形、狗骨形或豆形等異形截面，且具有自然卷曲，蓬松柔軟。
[0009]優(yōu)選的，所述熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中風(fēng)溫為70~150°C，風(fēng)量為50~180m3/h ;此溫度下萘烷閃蒸，剛出噴絲板的原絲表面迅速形成穩(wěn)定的皮層結(jié)構(gòu)，同時(shí)絲束產(chǎn)生適度不對(duì)稱冷卻， 形成異性截面。
[0010]進(jìn)一步，所述預(yù)拉伸的拉伸倍率為1.0~5.0,聚乙稀原料無定形區(qū)取向，初步形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步，絲束在所述熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)的熱拉伸，熱拉伸溫度為 90~160°C，熱拉伸倍率為2~10,再進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)松弛處理，松弛溫度為90~160°C，松弛伸倍率不大于1.0 ;可使纖維有一定的自然卷曲，與已知品種相比較為蓬松，提高導(dǎo)濕效果。
[0012]有益效果:1、本發(fā)明提供的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維，單絲纖度0.33~2.0dtex，束絲纖度22 ~1776dtex，比常規(guī)聚乙烯纖維品種更加輕薄柔軟，并且保持了高強(qiáng)高模特性，斷裂強(qiáng)度15~35cN/dteX，斷裂伸長率2°/p6% ;2、纖維截面呈橢圓形、卵形、狗骨形或豆形等異形， 軸向有微細(xì)溝槽，導(dǎo)濕效果較濕法纖維有明顯改善，服用性能明顯提高，其織物有導(dǎo)濕、快干、舒爽的性能；3、纖維在松弛過程中產(chǎn)生自然卷曲，與已知品種相比更為蓬松，手感更加柔軟舒適，并有助于改善導(dǎo)濕效果；4、具有較好的紡絲成形穩(wěn)定性和高品質(zhì)纖維質(zhì)量的效果，具有良好的紡織加工性能。【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明制備方法的工藝流程圖；圖2為干、濕法生產(chǎn)的纖維在墨水中的自吸高度對(duì)比；圖3為聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維截面顯微圖；圖4為聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維表面顯微圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0015]實(shí)施例:實(shí)施例1:一種聚乙烯超細(xì)旦纖維的生產(chǎn)工藝:制備聚乙烯粉末在萘烷中的溶脹懸浮液，分子量為400萬~800萬的纖維用超高分子量聚乙烯與萘烷的質(zhì)量配比為1:10,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠壓剪切，充分溶解得聚乙烯溶液，螺桿各區(qū)溫度為90?180°C ;聚乙烯溶液經(jīng)噴絲板噴絲，絲束由熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)脫除萘烷，熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為氮?dú)饬魍ǖ姆忾]加熱腔室，風(fēng)溫145°C，風(fēng)量135 m3/h ;經(jīng)預(yù)拉伸，拉伸倍率為3.0， 并在一個(gè)或多個(gè)步驟中熱拉伸，多級(jí)熱拉伸熱箱溫度為140?150°C，熱拉伸總倍率為5.0 ;再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松弛步驟，松弛溫度146°C，松弛倍率1.0，制得聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維。
[0016]得到的聚乙烯超細(xì)旦纖維纖度為445dtex，強(qiáng)度28.21CN/dtex，斷裂伸長率
5.96%，模量1215CN/dtex，芯吸高度大于10cm。圖2為濕法聚乙烯纖維(左)和本實(shí)施的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維(右)同時(shí)浸入5%墨水中5min后染色高度對(duì)比，濕法聚乙烯纖維染色高度1cm，細(xì)旦導(dǎo)濕纖維染色高度> 10cm，可以看出細(xì)旦導(dǎo)濕纖維具有明顯的導(dǎo)濕特性。
[0017]由圖3、4可以看出，所制細(xì)旦導(dǎo)濕纖維截面異形，且縱向有溝槽，可保持高強(qiáng)高模、耐切割等優(yōu)異性能的同時(shí)，通過微細(xì)溝槽的芯吸效應(yīng)實(shí)現(xiàn)纖維的吸濕、導(dǎo)濕、排濕作用，服用舒適性有很大提高。用此纖維配合其它纖維原料或鋼絲生產(chǎn)的防護(hù)手套，與其它化纖手套或同類型產(chǎn)品相比，具有明顯的吸濕透汗效果，長期佩戴不悶燥，在提升防護(hù)效果的同時(shí)，增加了產(chǎn)品使用的舒適度。
[0018]實(shí)施例2:—種聚乙烯超細(xì)旦纖維的生產(chǎn)工藝:
制備聚乙烯粉末在萘烷中的溶脹懸浮液，分子量為400萬~800萬的纖維用超高分子量聚乙烯與萘烷的質(zhì)量配比為1:20，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠壓剪切，聚乙烯料充分解纏聚乙烯溶液，螺桿各區(qū)溫度為90?180°C ;聚乙烯溶液噴絲板噴絲，絲束由熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)脫除萘烷，熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為氮?dú)饬魍ǖ姆忾]加熱腔室，風(fēng)溫70°C，風(fēng)量160 m3/h ;經(jīng)預(yù)拉伸，拉伸倍率為1.0，并在一個(gè)或多個(gè)步驟中熱拉伸，多級(jí)熱拉伸熱箱溫度為120?140°C，熱拉伸總倍率為8.0 ;再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松弛步驟，松弛溫度120°C，松弛倍率0.8，制得聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維。
[0019]纖維纖度1676dtex，強(qiáng)度 32.69CN/dtex，斷裂伸長率 2.66%，模量 1319CN/dtex，芯吸高度大于14cm。
[0020]此纖維或配合其它纖維生產(chǎn)的面料，具有涼爽、吸汗透氣的效果，用于夏季家紡床上用品、汽車座椅靠墊、休閑運(yùn)動(dòng)面料等，在提升舒適度的同時(shí)，具有一定的節(jié)能效果。
[0021]實(shí)施例3:—種聚乙烯超細(xì)旦纖維的生產(chǎn)工藝:
制備聚乙烯粉末在萘烷中的溶脹懸浮液，分子量為400萬~800萬的纖維用超高分子量聚乙烯與萘烷的質(zhì)量配比為1:10，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠壓剪切，聚乙烯料充分解纏聚乙烯溶液，螺桿各區(qū)溫度為90?180°C ;聚乙烯溶液經(jīng)噴絲板噴絲，絲束由熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)脫除萘烷，熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為氮?dú)饬魍ǖ姆忾]加熱腔室，風(fēng)溫110°C，風(fēng)量90 m3/h ;經(jīng)預(yù)拉伸，拉伸倍率為4.0，并在一個(gè)或多個(gè)步驟中熱拉伸，多級(jí)熱拉伸熱箱溫度為90?120°C，熱拉伸總倍率為10.0 ;再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松弛步驟，松弛溫度90°C，松弛倍率0.6，制得聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維。
[0022]纖維纖度22dtex，強(qiáng)度35CN/dtex，斷裂伸長率2.07%，模量1310CN/dtex，芯吸高度大于10cm。
[0023]用此纖維或配合其它纖維可制成超舒爽透氣的輕薄織物，用于家紡用品或休閑運(yùn)動(dòng)服裝等，也可用于漁線和醫(yī)療用品行業(yè)。
[0024]實(shí)施例4:一種聚乙烯超細(xì)旦纖維的生產(chǎn)工藝:
制備聚乙烯粉末在萘烷中的溶脹懸浮液，分子量為400萬~800萬的纖維用超高分子量聚乙烯與萘烷的質(zhì)量配比為3:20，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠壓剪切，聚乙烯料充分解纏聚乙烯溶液，螺桿各區(qū)溫度為90?180°C ;聚乙烯溶液經(jīng)噴絲板噴絲，絲束由熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)脫除萘烷，熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為氮?dú)饬魍ǖ姆忾]加熱腔室，風(fēng)溫150°C，風(fēng)量50 m3/h ;經(jīng)預(yù)拉伸，拉伸倍率為5.0,并在一個(gè)或多個(gè)步驟中熱拉伸，多級(jí)熱拉伸熱箱溫度為150?160°C，熱拉伸總倍率為2.0 ;再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松弛步驟，松弛溫度160°C，松弛倍率0.4,制得聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維。
[0025]纖維纖度 221dtex，強(qiáng)度 30.18CN/dtex，斷裂伸長率 2.35 %，模量 1320CN/dtex， 芯吸高度大于l〇cm。
[0026]用此纖維或配合其它纖維可生產(chǎn)漁線、縫紉線和導(dǎo)濕透氣針織布等，特別是極具舒適感的輕薄透氣防切割手套。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，其特征在于:采用分子量為400萬~800萬 的纖維用超高分子量聚乙烯在萘烷中溶脹為懸浮液，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)溶解、剪切，聚乙 烯大分子鏈充分解纏形成均勻的紡絲液，再經(jīng)噴絲板噴絲，絲束在熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中脫除 萘烷，并經(jīng)預(yù)拉伸，進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)熱拉伸步驟，再經(jīng)一個(gè)或多個(gè)松弛步驟，得到纖度為 22dtex~1776dtex的聚乙稀細(xì)旦導(dǎo)濕纖維，所述熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)為氮?dú)饬魍ǖ姆忾]加熱腔室。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，其特征在于:所述超高分 子量聚乙稀與萘燒的質(zhì)量配比為1:20~3:20。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，其特征在于:所述熱風(fēng)循 環(huán)系統(tǒng)中的熱風(fēng)從絲束側(cè)面吹出，使絲束迎風(fēng)面和背風(fēng)面產(chǎn)生不對(duì)稱冷卻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，其特征在于:所述熱風(fēng)循 環(huán)系統(tǒng)中風(fēng)溫為70~150°C，風(fēng)量為50~180m3/h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，其特征在于:所述預(yù)拉伸 的拉伸倍率為1.〇~5.0。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯細(xì)旦導(dǎo)濕纖維的制備方法，其特征在于:絲束在所述 熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)的熱拉伸，熱拉伸溫度為90~160°C，熱拉伸倍率為2~10， 再進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)松弛處理，松弛溫度為90~160°C，松弛伸倍率不大于1.0。
【文檔編號(hào)】D01F6/04GK106032583SQ201510107582
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日
【發(fā)明人】陳建軍, 趙付平, 肖平, 楊勇, 郭團(tuán)春, 周桂存, 高玉文, 沈云
【申請(qǐng)人】中國石油化工股份有限公司, 中國石化儀征化纖股份有限公司