CN110644074A - 一种抗紫外高弹性阻燃长丝及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗紫外高弹性防辐射长丝及其生产工艺，包括芯层及设置于芯层外表面的表层；芯层包括防紫外纤维和防辐射纤维；所述芯层外表面沿芯层长度方向开设有若干沟槽，若干沟槽沿芯层周向间隔排布；沟槽数量为3道，形成芯层的三叶草型截面结构；或沟槽数量为4道，形成芯层的十字型截面结构；或沟槽数量为8道，形成芯层的米字型截面结构；表层包括由内至外依次设置于芯层外表面的抗菌层和抗氧化层。所述长丝的芯层由防紫外纤维和防辐射纤维形成，具有良好的防紫外和防辐射性能，芯层外表层的抗菌层和抗氧化层的设计，使得长丝具备加好的抗菌和抗氧化能力，芯层表面沟槽的开设，使得长丝具备较好的弹性，长丝生产成本低，经济效益好。

Description

一种抗紫外高弹性阻燃长丝及其生产工艺
【技术领域】
本发明属于化学合成纤维技术领域，具体地，涉及一种抗紫外高弹性阻燃长丝及其生产工艺。
【背景技术】
长丝又称连续长丝，是化学纤维形态的一类。长丝是连续长度很长的丝条。在化纤制造过程中，纺丝流体连续从喷丝孔挤出，经空气冷却或在凝固浴中凝固成丝，成为连续不断的丝条，然后再经拉伸、加捻，或变形等后加工工序以供进一步加工应用。这样所制得的长度达几千米或几万米的长丝可分单丝和复丝两种。化学纤维长丝普遍应用于各种衣着，装饰用和其他产业部门。
在化纤制造过程中，纺丝流体连续从喷丝孔挤出，经空气冷却或在凝固浴中凝固成丝，成为连续不断的丝条，然后再经拉伸、加捻，或变形等后加工工序以供进一步加工应用。这样所制得的长度达几千米或几万米的长丝可分单丝和复丝两种。
对于复合长丝，目前国内主要存在如下专利文献：
中国专利公开号：CN102704020A，公开了一种及摩天轮型海岛复合长丝的制造方法及其复合纺丝组件。采用双螺杆复合纺丝方法，使二种熔融的组份相经复合纺丝组件，汇合在喷丝孔入口处，一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕制得半成品UDY丝，再经拉伸制成成品DT或再经拉伸变形制成DTY摩天轮型海岛复合长丝，其中一相是混合比例为50∶50到60∶40之间的PE与PA的不定岛组份共混物，另一相是一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的定岛组份高聚物；所使用的复合纺丝组件中，针管板上的每个针管与喷丝板上的每个喷丝孔同心并一一对应，针管的出口一端被加工成2～32个“∩”形狭缝，并与喷丝板面直接接触，所制得的纤维横截面像摩天轮一样，外层有一圈定岛、其余为不定岛的海岛型复合长丝。然而，该专利所提供的复合长丝，其结构复杂，导致制造方法复杂，制造成本高。
【发明内容】
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗紫外高弹性阻燃长丝及其生产工艺，所述长丝的芯层由防紫外纤维和阻燃抗静电纤维复合混纺形成，具有良好的防紫外以及阻燃抗静电性能，芯层外表层的抗菌层和抗氧化层的设计，使得长丝具备加好的抗菌和抗氧化能力，芯层表面沟槽的开设，使得长丝具备较好的弹性，长丝生产成本低，经济效益好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种抗紫外高弹性阻燃长丝，所述长丝包括芯层及设置于芯层外侧的表层；所述芯层包括防紫外纤维和阻燃抗静电纤维；所述芯层表面设置有若干沟槽，若干所述沟槽沿芯层周向间隔排布；所述沟槽数量为3道，形成所述芯层的三叶草型截面结构；或所述沟槽数量为4道，形成所述芯层的十字型截面结构；或所述沟槽数量为8道，形成所述芯层的米字型截面结构；所述表层包括由内至外依次设置于芯层外表面的抗菌层和抗氧化层。
进一步地，所述防紫外纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸乙二酯切片：50～60份和防紫外母粒：20～30份，所述防紫外母粒包括如下重量份的成分：聚丙烯树脂：20～30份，纳米二氧化钛：10～15份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮：1～5份，防紫外线剂：5～10份，硅烷偶联剂：1～5份，硬脂酸钙：1～5份，抗氧剂1076：1～5份。
进一步地，所述防紫外线剂包括质量比为1:1的纳米氧化锌和二苯甲酮。
进一步地，所述阻燃抗静电纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸丁二醇酯切片：60～70份和阻燃母粒：20～30份，所述阻燃母粒包括如下重量份的成分：聚磷酸铵：20～30份，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物：15～25份，聚乙烯蜡：5～10份，硅烷偶联剂：1～5份，三氧化二锑：5～10份，抗氧化剂：1～5份，抗静电剂：1～5份。
进一步地，所述抗静电剂为季铵盐粒子表面活性剂。
进一步地，所述抗菌层为纳米银颗粒抗菌涂层。
进一步地，所述抗氧化层为酚酞抗氧化涂层。
进一步地，所述抗菌层的厚度为20～30μm；所述抗氧化层的厚度为30～40μm。
同时，本发明还提供一种抗紫外高弹性阻燃长丝的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
1)混料
将聚对苯二甲酸乙二酯切片和防紫外母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1500～2000转/分的转速下搅拌、共混10～20分钟，得混料A；将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片和阻燃母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1600～1800转/分的转速下搅拌、共混10～20分钟，得混料B；
2)熔融挤出
将混料A送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体A，纺丝温度为250～300℃；将混料B送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体B，纺丝温度为280～300℃；
3)纺丝
将所得纺丝熔体A和纺丝熔体B送入混合纺丝箱，混合纺丝箱内温度为280～300℃，纺丝速度200～250m/min，熔体从喷丝板微孔中喷出，喷丝板微孔形状与芯层横截面相匹配，得所述芯层丝束；
4)纺丝后所得的芯层丝束进行侧吹风、集束上油、拉伸处理；
5)将拉伸处理后的芯层丝束表面依次浸涂抗菌层和抗氧化层，干燥；
6)以800～1000米/分的卷绕速度纺丝成型，并在170～180℃下热定型处理，冷却至室温，得到所述抗紫外高弹性阻燃长丝。
本发明的有益效果在于：
本发明所提供的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，所述长丝的芯层由防紫外纤维和阻燃抗静电纤维复合混纺形成，具有良好的防紫外以及阻燃抗静电性能，芯层外表层的抗菌层和抗氧化层的设计，使得长丝具备加好的抗菌和抗氧化能力，芯层表面沟槽的开设，使得长丝具备较好的弹性，长丝生产成本低，经济效益好。
所述长丝线密度：30tex-1000tex，线密度不均匀率CV：0.8～1.8％，断裂强度：3.1～3.6cN/dtex，断裂强度不均匀率CV：5.0～11.0％，断裂伸长不均匀率CV：10.0～19.0％，含油率：1.1～1.4％，100℃下的沸水收缩率为0.5～1％，弹性回复率：98～99％，防辐射性能：70～80DB。
【附图说明】
图1为本发明所提供的一种抗紫外高弹性防辐射长丝中芯层截面为三叶草型的结构示意图；
图2为本发明所提供的一种抗紫外高弹性防辐射长丝中芯层截面为十字型的结构示意图；
图3为本发明所提供的一种抗紫外高弹性防辐射长丝中芯层截面为米字型的结构示意图。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
参照图1，本发明所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，所述长丝包括芯层1及设置于芯层1外侧的表层2；所述芯层1包括防紫外纤维(未图示)和阻燃抗静电纤维(未图示)；所述芯层1表面设置有若干沟槽11，若干所述沟槽11沿芯层1周向间隔排布；所述沟槽11数量为3道，形成所述芯层1的三叶草型截面结构；所述表层2包括由内至外依次设置于芯层外表面的抗菌层21和抗氧化层22。
一种抗紫外高弹性阻燃长丝的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
1)混料
将聚对苯二甲酸乙二酯切片和防紫外母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1800转/分的转速下搅拌、共混15分钟，得混料A；将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片和阻燃母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1700转/分的转速下搅拌、共混15分钟，得混料B；
2)熔融挤出
将混料A送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体A，纺丝温度为280℃；将混料B送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体B，纺丝温度为290℃；
3)纺丝
将所得纺丝熔体A和纺丝熔体B送入混合纺丝箱，混合纺丝箱内温度为290℃，纺丝速度230m/min，熔体从喷丝板微孔中喷出，喷丝板微孔形状与芯层横截面相匹配，得所述芯层丝束；
4)纺丝后所得的芯层丝束进行侧吹风、集束上油、拉伸处理；
5)将拉伸处理后的芯层丝束表面依次浸涂抗菌层和抗氧化层，干燥；
6)以900米/分的卷绕速度纺丝成型，并在175℃下热定型处理，冷却至室温，得到所述抗紫外高弹性阻燃长丝。
所述防紫外纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸乙二酯切片：55份和防紫外母粒：25份，所述防紫外母粒包括如下重量份的成分：聚丙烯树脂：25份，纳米二氧化钛：13份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮：3份，防紫外线剂：8份，硅烷偶联剂：4份，硬脂酸钙：3份，抗氧剂1076：2份。
所述防紫外线剂包括质量比为1:1的纳米氧化锌和二苯甲酮。
所述阻燃抗静电纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸丁二醇酯切片：65份和阻燃母粒：25份，所述阻燃母粒包括如下重量份的成分：聚磷酸铵：25份，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物：20份，聚乙烯蜡：8份，硅烷偶联剂：3份，三氧化二锑：7份，抗氧化剂：4份，抗静电剂：3份。
所述抗静电剂为季铵盐粒子表面活性剂。
所述抗菌层为纳米银颗粒抗菌涂层。
所述抗氧化层为酚酞抗氧化涂层。
所述抗菌层的厚度为25μm；所述抗氧化层的厚度为35μm。
本发明所提供的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，所述长丝的芯层由防紫外纤维和阻燃抗静电纤维复合混纺形成，具有良好的防紫外以及阻燃抗静电性能，芯层外表层的抗菌层和抗氧化层的设计，使得长丝具备加好的抗菌和抗氧化能力，芯层表面沟槽的开设，使得长丝具备较好的弹性，长丝生产成本低，经济效益好。
所述长丝线密度：100tex，线密度不均匀率CV：1.0％，断裂强度：3.5cN/dtex，断裂强度不均匀率CV：8.0％，断裂伸长不均匀率CV：15.0％，含油率：1.3％，100℃下的沸水收缩率为0.8％，弹性回复率：99％，防辐射性能：75DB。
实施例2
参照图2，或所述沟槽11数量为4道，形成所述芯层1的十字型截面结构。
一种抗紫外高弹性阻燃长丝的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
1)混料
将聚对苯二甲酸乙二酯切片和防紫外母粒按照配比送入搅拌机，在转速为2000转/分的转速下搅拌、共混20分钟，得混料A；将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片和阻燃母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1800转/分的转速下搅拌、共混20分钟，得混料B；
2)熔融挤出
将混料A送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体A，纺丝温度为300℃；将混料B送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体B，纺丝温度为300℃；
3)纺丝
将所得纺丝熔体A和纺丝熔体B送入混合纺丝箱，混合纺丝箱内温度为300℃，纺丝速度250m/min，熔体从喷丝板微孔中喷出，喷丝板微孔形状与芯层横截面相匹配，得所述芯层丝束；
4)纺丝后所得的芯层丝束进行侧吹风、集束上油、拉伸处理；
5)将拉伸处理后的芯层丝束表面依次浸涂抗菌层和抗氧化层，干燥；
6)以1000米/分的卷绕速度纺丝成型，并在80℃下热定型处理，冷却至室温，得到所述抗紫外高弹性阻燃长丝。
所述防紫外纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸乙二酯切片：60份和防紫外母粒：30份，所述防紫外母粒包括如下重量份的成分：聚丙烯树脂：30份，纳米二氧化钛：15份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮：5份，防紫外线剂：10份，硅烷偶联剂：1～5份，硬脂酸钙：5份，抗氧剂1076：5份。
所述防紫外线剂包括质量比为1:1的纳米氧化锌和二苯甲酮。
所述阻燃抗静电纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸丁二醇酯切片：70份和阻燃母粒：30份，所述阻燃母粒包括如下重量份的成分：聚磷酸铵：30份，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物：25份，聚乙烯蜡：10份，硅烷偶联剂：5份，三氧化二锑：10份，抗氧化剂：5份，抗静电剂：5份。
所述抗静电剂为季铵盐粒子表面活性剂。
所述抗菌层为纳米银颗粒抗菌涂层。
所述抗氧化层为酚酞抗氧化涂层。
所述抗菌层的厚度为30μm；所述抗氧化层的厚度为40μm。
所述长丝线密度：1000tex，线密度不均匀率CV：1.8％，断裂强度：3.6cN/dtex，断裂强度不均匀率CV：11.0％，断裂伸长不均匀率CV：19.0％，含油率：1.4％，100℃下的沸水收缩率为1％，弹性回复率：98％，防辐射性能：80DB。
其余同实施例1。
实施例3
参照图3，所述沟槽11数量为8道，形成所述芯层1的米字型截面结构。
一种抗紫外高弹性阻燃长丝的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
1)混料
将聚对苯二甲酸乙二酯切片和防紫外母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1500转/分的转速下搅拌、共混10分钟，得混料A；将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片和阻燃母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1600转/分的转速下搅拌、共混10分钟，得混料B；
2)熔融挤出
将混料A送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体A，纺丝温度为250℃；将混料B送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体B，纺丝温度为280℃；
3)纺丝
将所得纺丝熔体A和纺丝熔体B送入混合纺丝箱，混合纺丝箱内温度为280℃，纺丝速度200m/min，熔体从喷丝板微孔中喷出，喷丝板微孔形状与芯层横截面相匹配，得所述芯层丝束；
4)纺丝后所得的芯层丝束进行侧吹风、集束上油、拉伸处理；
5)将拉伸处理后的芯层丝束表面依次浸涂抗菌层和抗氧化层，干燥；
6)以800米/分的卷绕速度纺丝成型，并在170℃下热定型处理，冷却至室温，得到所述抗紫外高弹性阻燃长丝。
所述防紫外纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸乙二酯切片：60份和防紫外母粒：20份，所述防紫外母粒包括如下重量份的成分：聚丙烯树脂：20份，纳米二氧化钛：10份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮：5份，防紫外线剂：5份，硅烷偶联剂：4份，硬脂酸钙：2份，抗氧剂1076：2份。
所述防紫外线剂包括质量比为1:1的纳米氧化锌和二苯甲酮。
所述阻燃抗静电纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸丁二醇酯切片：60份和阻燃母粒：30份，所述阻燃母粒包括如下重量份的成分：聚磷酸铵：20份，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物：15份，聚乙烯蜡：5份，硅烷偶联剂：5份，三氧化二锑：10份，抗氧化剂：5份，抗静电剂：2份。
所述抗静电剂为季铵盐粒子表面活性剂。
所述抗菌层为纳米银颗粒抗菌涂层。
所述抗氧化层为酚酞抗氧化涂层。
所述抗菌层的厚度为20μm；所述抗氧化层的厚度为30μm。
所述长丝线密度：30tex，线密度不均匀率CV：0.8％，断裂强度：3.1cN/dtex，断裂强度不均匀率CV：5.0％，断裂伸长不均匀率CV：10.0％，含油率：1.1％，100℃下的沸水收缩率为0.5％，弹性回复率：98％，防辐射性能：70DB。
其余同实施例1。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述长丝包括芯层及设置于芯层外侧的表层；
所述芯层包括防紫外纤维和阻燃抗静电纤维；
所述芯层表面设置有若干沟槽，若干所述沟槽沿芯层周向间隔排布；
所述沟槽数量为3道，形成所述芯层的三叶草型截面结构；
或所述沟槽数量为4道，形成所述芯层的十字型截面结构；
或所述沟槽数量为8道，形成所述芯层的米字型截面结构；
所述表层包括由内至外依次设置于芯层外表面的抗菌层和抗氧化层。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述防紫外纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸乙二酯切片：50～60份和防紫外母粒：20～30份，所述防紫外母粒包括如下重量份的成分：聚丙烯树脂：20～30份，纳米二氧化钛：10～15份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮：1～5份，防紫外线剂：5～10份，硅烷偶联剂：1～5份，硬脂酸钙：1～5份，抗氧剂1076：1～5份。
3.根据权利要求2所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述防紫外线剂包括质量比为1:1的纳米氧化锌和二苯甲酮。
4.根据权利要求1所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述阻燃抗静电纤维包括如下重量份的成分：聚对苯二甲酸丁二醇酯切片：60～70份和阻燃母粒：20～30份，所述阻燃母粒包括如下重量份的成分：聚磷酸铵：20～30份，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物：15～25份，聚乙烯蜡：5～10份，硅烷偶联剂：1～5份，三氧化二锑：5～10份，抗氧化剂：1～5份，抗静电剂：1～5份。
5.根据权利要求4所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述抗静电剂为季铵盐粒子表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述抗菌层为纳米银颗粒抗菌涂层。
7.根据权利要求1所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述抗氧化层为酚酞抗氧化涂层。
8.根据权利要求1所述的一种抗紫外高弹性阻燃长丝，其特征在于，所述抗菌层的厚度为20～30μm；所述抗氧化层的厚度为30～40μm。
9.一种如权利要求1～8所述的抗紫外高弹性阻燃长丝的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括如下步骤：
1)混料
将聚对苯二甲酸乙二酯切片和防紫外母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1500～2000转/分的转速下搅拌、共混10～20分钟，得混料A；将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片和阻燃母粒按照配比送入搅拌机，在转速为1600～1800转/分的转速下搅拌、共混10～20分钟，得混料B；
2)熔融挤出
将混料A送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体A，纺丝温度为250～300℃；将混料B送入螺杆挤出机，熔融挤出得纺丝熔体B，纺丝温度为280～300℃；
3)纺丝
将所得纺丝熔体A和纺丝熔体B送入混合纺丝箱，混合纺丝箱内温度为280～300℃，纺丝速度200～250m/min，熔体从喷丝板微孔中喷出，喷丝板微孔形状与芯层横截面相匹配，得所述芯层丝束；
4)纺丝后所得的芯层丝束进行侧吹风、集束上油、拉伸处理；
5)将拉伸处理后的芯层丝束表面依次浸涂抗菌层和抗氧化层，干燥；
6)以800～1000米/分的卷绕速度纺丝成型，并在170～180℃下热定型处理，冷却至室温，得到所述抗紫外高弹性阻燃长丝。
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