CN102433602A - 一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法。用本发明的方法生产的防紫外线锦纶6纤维含紫外线屏蔽剂纳米ZnO和纳米CeO₂，其在锦纶6纤维中的质量分数为1%~3%，其中纳米ZnO和纳米CeO₂的重量比为1︰（2~5）。由本发明的方法生产的防紫外线锦纶6面料由上述锦纶6纤维与氨纶长丝制成。本发明的锦纶6纤维和面料防紫外线效果良好，耐水洗，能广泛应用于防紫外线织物中。

Description

一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法

技术领域

本发明涉及一种锦纶6纤维的生产方法，特别是一种具有防紫外线功能的锦纶6纤维的生产方法。

背景技术

近年来，随着工业的迅速发展，氟里昂的大量排放，大气臭氧层的破坏日益严重，照射到地球表面的太阳光线中紫外线的强度也逐渐增强，给人类带来了皮肤癌等严重的病变，危害人类健康。随着纺织工业技术的发展和人们对紫外防护意识的增强，抗紫外线纤维纺织品应用前景广阔，在服用和产业用方面都大有用武之地。因此，有必要研究防护效果好的纺织品来有效地阻挡紫外线。

常规的锦纶纤维强力高、易染色，具有良好的弹性、耐磨性和耐蛀性能，可以纯纺和混纺作各种衣料和纸制品，还广泛应用于帘子线、绳索、渔网等工业方面。但是，锦纶纤维及其制成的面料不具有防紫外线功能。另外，单一屏蔽剂纳米ZnO粉、纳米TiO₂粉等对紫外线的屏蔽范围较小，屏蔽效果仍有改进的空间。此外，由于目前市场上的功能性锦纶面料常用后整理方法制成，例如使用涂层赋予面料特定的性能，但是这样生产的功能性面料耐水洗性比较差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种紫外线屏蔽效果良好、耐水洗的锦纶6纤维的生产方法。本发明所采用的技术方案是：

一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，锦纶6纤维中含紫外线屏蔽剂纳米ZnO和纳米CeO₂，紫外线屏蔽剂在锦纶6纤维中的质量分数为1%~3%，其中纳米ZnO和纳米CeO₂的重量比为1︰（2~5），包括以下步骤：

（1）纳米ZnO和纳米CeO₂的制造：取平均直径在100nm以下的纳米ZnO和纳米CeO₂，对其进行包覆处理；

（2）添加紫外线屏蔽剂的锦纶6母粒的配制：将纳米ZnO、纳米CeO₂和锦纶6切片以1：（2~5）：（30~50）的重量比混合，经铸带切粒制成锦纶6母粒；

（3）具有抗紫外线功能的锦纶6纤维的生产：将锦纶6切片和锦纶6母粒按9：（1~3）的重量比加到料筒中进行纺丝，制成PA-6/ZnO/CeO₂ FDY锦纶6长丝。

本发明的有益效果是：

（1）本发明方法生产的锦纶6纤维含有紫外线屏蔽剂纳米级的ZnO和CeO₂粉体，纳米ZnO对紫外光有较强的散射和反射作用，而纳米CeO₂对光吸收非常敏感，其吸收波段大多在紫外区，两者联合使用使本发明的锦纶6纤维对紫外线具有反射和吸收作用，其紫外线屏蔽范围更大，优于单一粉体，屏蔽效果良好。

（2）本发明防紫外线锦纶6纤维通过将紫外线屏蔽剂与锦纶6切片混合的方式制成母粒，再与锦纶6切片混合纺丝制成锦纶6纤维，与传统工艺使用涂层赋予织物特定性能的后整理方式比较，本发明的防紫外线锦纶6纤维具有永久的防紫外线性能，并且在物理性能符合常规锦纶6纤维的要求下，具有耐水洗的优点，是织造高档面料的理想纤维。

（3）通过本发明耐久性防紫外线锦纶6纤维生产的织物防紫外线性能好，织物克重在130～200g/m²的针织物其UPF值可达50+，紫外线UVA透过率小于5%，增强了织物的耐光性和使用寿命。

（4）通过本发明耐久性防紫外线锦纶6纤维生产的织物具有永久的防紫外线性能，经过多次水洗和日晒后，UPF值仍能达到50+，紫外线UVA透过率不大于5%。

（5）利用本发明耐久性防紫外线锦纶6纤维生产的织物服用性能好，手感柔软，悬垂性好，弹性好。

具体实施方式

本发明提供了一种耐久性防紫外线锦纶6纤维，所述锦纶6纤维中含紫外线屏蔽剂纳米ZnO和纳米CeO₂，其在锦纶6纤维中的质量分数为1%~3%（例如，1%、1.5%、2%、3%）。紫外线屏蔽剂的加入赋予锦纶6纤维防紫外辐射的作用，增强了其耐光性。除了永久的防紫外性能，所制得的锦纶6纤维耐水洗，物理性能符合常规锦纶6纤维的要求，是织造高档面料的理想纤维。

其中，所述锦纶6纤维中纳米ZnO和纳米CeO₂的比例为1：（2~5）。当前的技术水平可以将紫外线屏蔽剂无机颗粒做到纳米级。纳米ZnO和纳米CeO₂还具有无毒、无味、对皮肤无刺激性、不分解、不变质、热稳定性好等优点。纳米ZnO对紫外光有较强的散射和反射作用，而纳米CeO₂对光吸收非常敏感，其吸收波段大多在紫外区，两者联合使用使本发明的锦纶6纤维对紫外线具有反射和吸收作用，其紫外线屏蔽范围更大，优于单一粉体，屏蔽效果良好。

本发明还提供了一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，包括以下步骤：

（1） 纳米ZnO和纳米CeO₂的制造：取平均直径在100nm以下的纳米ZnO和纳米CeO₂，对其进行包覆处理。

（2） 添加紫外线屏蔽剂的锦纶6母粒的配制：含有紫外线屏蔽剂的锦纶6母粒由下述重量配比的原料制成：已经过预处理的纳米ZnO粉1份，已经过预处理的纳米CeO₂粉（2~5）份，锦纶6切片（30~50）份。把处理过的纳米粉体和锦纶6切片按照比例预先混合均匀，然后通过熔融挤压机的搅拌、熔融、混合、挤出细条，将该细条剪成约2毫米的粒子，即得锦纶6/纳米ZnO/纳米CeO₂母粒。

（3）具有抗紫外线功能的锦纶6长丝的配制：纺丝材料由下述重量配比的原料制成：锦纶6切片9份，含有纳米ZnO和纳米CeO₂的锦纶6母粒1份～3份。将锦纶6切片和锦纶6母粒加到料筒中，在纺丝组件上进行纺丝，并在牵伸装置上进行牵伸生产出PA-6/ZnO/CeO₂ FDY锦纶6长丝。

在所述耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法中：

优选地，使用分散剂、分子量调节剂和功能助剂对纳米ZnO和纳米CeO₂进行包覆处理。在不对纳米颗粒进行特别处理的情况下，纳米ZnO、纳米CeO₂与聚酰胺之间的亲和力较差，从而导致纳米颗粒与聚酰胺的混合效果差。本发明方法采用特定的分散剂、分子量调节剂和功能助剂以一定比例对纳米ZnO、纳米CeO₂进行包覆处理，有效降低了粒子的表面能，大大改善了纳米粒子与尼龙6熔体的亲和性，使纳米粒子在聚合物分布中更均匀。

优选地，使用高流速、多流道的高效混合器混合经处理的纳米粉体和锦纶6切片。通过控制己内酰胺的PH值和采用高流速、多流道的新型高效混合器改善对纳米ZnO和纳米CeO₂添加剂和聚酰胺的混合效果，使功能助剂能连续均匀地分散到聚酰胺熔体中。

优选地，在铸带切粒工序前增加过滤工序。通过在铸带切粒工序前加装高精度的熔体过滤器，可将熔体中的凝集粒子过滤掉，能有效改善熔体质量，提高母粒的可纺性能。

优选地，采用高拉伸低超喂工艺进行纺丝。通过改良卷绕装置，设计配套设备，实现纤维的高速可纺新技术。在本发明方法中，纺丝生产线设有添加剂喂入系统和净化系统，提高了纳米ZnO粉、纳米CeO₂粉的均匀度。

优选地，应用低温纺丝技术，优化解决纤维强伸度和染色性能均一性方面存在的问题。

根据本发明可提供一种耐久性防紫外线锦纶6面料，所述面料含有上述的防紫外线锦纶6纤维及氨纶长丝。本发明的面料防紫外性能好，织物克重在130～200g/m²的针织物其UPF值可达50+，紫外线UVA透过率小于5%。

根据本发明还可得到一种耐久性防紫外线锦纶6面料的生产方法，包括以下步骤：首先确定织物的织造方法，组织结构，线圈长度，和织物克重，然后添加氨纶长丝与权利要求1所述的锦纶6纤维混合，在织机上安排好上机工艺织出织物，该织物经过前处理和后处理工序后得到锦纶6织物。

由本发明方法制得的织物服用性能好，手感柔软，悬垂性好，弹性好，并具有永久的防紫外线性能，经过多次水洗和日晒后，UPF值仍能达到50+，紫外线UVA透过率不大于5%。

在上述耐久性防紫外线锦纶6面料的生产方法中：

优选地，所述织造方法为机织或针织。

优选地，所述组织结构为平纹，也可为其它组织。

优选地，所述氨纶长丝添加量为4%～8%（例如，4%、6%、8%）。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

    本发明采用掺入紫外线屏蔽剂，用共混方法纺丝，使纤维具有遮蔽紫外线的功能，从而生产出具有抗紫外线辐射功能的织物。其加工步骤如下：

1）选择纳米ZnO和纳米CeO₂作为紫外线屏蔽剂，并测试粉体的粒径大小，确定粒径范围为纳米级。

2）纳米ZnO和纳米CeO₂的预处理：采用特定的分散剂、分子量调节剂和功能助剂以一定比例对纳米ZnO、纳米CeO₂进行包覆处理。

3）锦纶6母粒的配制：锦纶6母粒由下述重量配比的原料制成。已经过预处理的纳米ZnO粉1份，已经过预处理的纳米CeO₂粉3份，锦纶6切片36份。把处理过的纳米粉体和锦纶6切片按照比例预先混合均匀，然后通过熔融挤压机的搅拌、熔融、混合、过滤后挤出细条，将该细条剪成约2毫米的粒子，即得锦纶6/纳米ZnO/纳米CeO₂母粒。

4）含有纳米ZnO和纳米CeO₂的锦纶6母粒的测试：用灰分测试法测试母粒中纳米材料的成分构成，并用扫描电子显微镜扫描该母粒内部结构形态和内部颗粒粒径大小，确定母粒内部颗粒粒径大小不超过0.1微米，以保证能顺利进行纺丝。

5）含有纳米ZnO和纳米CeO₂的锦纶6长丝的配制：纺丝材料由下述重量配比的原料制成。锦纶6切片9份，含有纳米ZnO和纳米CeO₂的锦纶6母粒1份～2份。根据纤维的粗细选择纺丝喷丝板规格，例如Ｃ－0.4*0.8*24F，纺丝温度为260℃至280℃。将锦纶6切片和锦纶6母粒按比例加到料筒中，在纺丝组件上通过4000m/min的纺丝速度进行纺丝，并在牵伸装置上进行牵伸生产出PA-6/ZnO/CeO₂ FDY锦纶6长丝。

实施例2

含有纳米ZnO和纳米CeO₂的锦纶6织物的生产步骤如下：

首先要先测试PA-6/ZnO/CeO₂ FDY锦纶长丝的基本物理性能，保证能顺利用于织造。然后选取织物的织造方法，例如针织，组织结构，例如平纹组织，线圈长度，例如85mm/40纵行，织物克重，例如172g/m²，并添加一定量的氨纶长丝，例如8%（也可为4%、6%），与92%的PA-6/ZnO/CeO₂ FDY锦纶6长丝混合，在纬编大圆机上安排好上机工艺编织出织物，该织物经过煮练、预定型、后定型等工序后，得到锦纶6平纹针织物。

Claims (6)

1.一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，锦纶6纤维中含紫外线屏蔽剂纳米ZnO和纳米CeO₂，紫外线屏蔽剂在锦纶6纤维中的质量分数为1%~3%，其中纳米ZnO和纳米CeO₂的重量比为1︰（2~5），其生产方法包括以下步骤：

（1）  纳米ZnO和纳米CeO₂的制造：取平均直径在100nm以下的纳米ZnO和纳米CeO₂，对其进行包覆处理；

（2）  添加紫外线屏蔽剂的锦纶6母粒的配制：将纳米ZnO、纳米CeO₂和锦纶6切片以1：（2~5）：（30~50）的重量比混合，经铸带切粒制成锦纶6母粒；

（3）  具有抗紫外线功能的锦纶6纤维的生产：将锦纶6切片和锦纶6母粒按9：（1~3）的重量比加到料筒中进行纺丝，制成PA-6/ZnO/CeO₂ FDY锦纶6长丝。

2.根据权利要求1所述的一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，其特征在于：步骤（1）所述包覆处理采用分散剂、分子量调节剂和功能助剂进行。

3.根据权利要求1所述的一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，其特征在于：步骤（2）所述混合使用高流速、多流道的高效混合器进行。

4.根据权利要求1所述的一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，其特征在于：在步骤（2）所述铸带切粒前增加过滤工序。

5.根据权利要求1所述的一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，其特征在于：步骤（3）所述纺丝采用高拉伸低超喂工艺。

6.根据权利要求1所述的一种耐久性防紫外线锦纶6纤维的生产方法，其特征在于：步骤（3）所述纺丝为低温纺丝。