CN110820071A - 一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法 - Google Patents

一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，包括以下步骤：（1）对聚酯湿切片进行预结晶，然后进行干燥；（2）将干燥后的聚酯切片与添加剂放入螺杆挤出机中熔融；（3）熔体喷丝；（4）冷却凝固；（5）拉伸假捻；（6）上油，卷绕机卷绕成型，得到高性能涤纶长丝。本发明所述的高性能纳米涤纶长丝制备方法采用了纳米碳化锆共混聚酯熔体进行纺丝拉伸假捻技术，利用添加的纳米碳化锆的热传导、热对流机理以及自然再生源属性的外部环境，使得产品可吸收太阳能辐射线中的可见光、近红外线及可反射人体热辐射，达到了双向感应蓄热保温保暖功能的目的。

Description

一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法
技术领域
本发明属于涤纶长丝的制备领域，具体地，涉及一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法。
背景技术
近年来，由于国内化纤发展迅速，同时存在产品研发与技术创新严重不足，导致涤纶行业产能过剩，经济效益下滑。虽然在产品结构上有些调整，但与日本、欧美国家在阻燃、抗菌、抗紫外、远近红外线等高性能、多功能、差别化的高附加值化纤产品相比，还有很大差距。
目前，在国内外市场上的保温保暖纤维及其产品主要通过后整理涂层加工活微胶囊涂层法制备，但涂层法的耐洗性能不佳，而且涂层会影响纺织品的透气性、吸湿性以及保温保暖性能，导致产品性能下降。因此，这些加工方法制备的涤纶长丝保温保暖性能远达不到要求。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明提供了一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，该种高性能纳米涤纶长丝采用了纳米碳化锆共混聚酯熔体进行纺丝拉伸假捻技术，添加了60nm、1-5重量份的纳米碳化锆，利用热传导、热对流机理以及自然再生源属性的外部环境，使得产品可吸收太阳能辐射线中的可见光、近红外线及可反射人体热辐射，达到了双向感应蓄热保温保暖功能的目的。
技术方案：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用160-165℃的热空气对聚酯湿切片进行预结晶，预结晶时间为30-35min，然后将预结晶切片放入干燥塔内，从塔底输入干空气进行干燥，干燥温度为165-170℃，干燥时间为4-6h，干燥风量为290-320Nm3/h，干空气入口露点≤-85℃；
(2)将干燥后的聚酯切片与添加剂放入螺杆挤出机中熔融，熔融温度为280-285℃；
(3)将步骤(2)所得的熔体输入纺丝箱体经喷丝板喷出预取向丝，所述喷丝板上设有微孔，所述微孔数量为48；
(4)将步骤(3)中的预取向丝经侧吹风冷却凝固成初生丝纤维，侧吹风速度为0.6m/s，侧吹风温度为19-23℃，侧吹风湿度为70-80％，侧吹风压力为550Pa；
(5)将步骤(4)所得的初生丝纤维经拉伸假捻制得拉伸假捻纤维，拉伸假捻速度为650-750m/min，速度比为1.65-1.85，拉伸倍数为1.50-1.70；
(6)将步骤(5)所得的拉伸假捻纤维经上油后，通过卷绕机卷绕成型，得到高性能涤纶长丝。添加剂在纺丝阶段添加，生产过程中没有废料排出，达到了节能减排、保护环境、清洁生产的目的。
进一步的，所述步骤(2)中的添加剂为纳米碳化锆。纳米碳化锆为自然再生属性的原材料，可吸收太阳能辐射线中的可见光、近红外线及可反射人体热辐射，达到双向感应调节功能的特性。
进一步的，所述纳米碳化锆的粒径为60nm。
进一步的，所述纳米碳化锆的添加量为1-5份，所述聚酯切片重量为95-99份。纳米碳化锆的添加量为1-5份，聚酯切片重量为95-99份时，纺丝温度控制在285-280℃，可使纺丝熔体获得良好的流动性和均匀稳定性。
进一步的，所述聚酯切片为纤维级优等品，其羧基含量≤30mol/t，凝聚粒子(≥10μm)<0.6个/mg。
进一步的，所述步骤(6)中的卷绕速度为650-750m/min。
进一步的，所述卷绕速度低于步骤(5)中的拉伸假捻速度，其超喂率为-4.0—-5.0％。高性能纳米涤纶长丝的成型质量主要取决于卷绕速度，同时还与纳米碳化锆的不同加入量有关，因此选择的卷绕速度不宜过高，应比拉伸假捻速度相应低一点，超喂率控制在-4.0—-5.0％，可获得较好的卷装成型质量。
一种高性能纳米涤纶长丝，由上述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法制备所得。此种方法获得的产品技术含量高，耐久性好，附加值高，性价比优势明显，具备良好的可持续发展前景，是一种新型差别化的多功能复合纤维材料。
进一步的，所述高性能纳米涤纶长丝的规格为120tdex/48f，断裂强度为3.20cN/dtex，断裂伸长率为20％。该种高性能纳米涤纶长丝相比一般纤维更柔软，触感和回弹性更好，吸水性、吸油性以及清洁功能较高，具有高染显色性，吸湿透气性，抗静电、抗起毛球、柔软蓬松等优点。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述的高性能纳米涤纶长丝采用了纳米碳化锆共混聚酯熔体进行纺丝拉伸假捻技术，利用添加的纳米碳化锆的热传导、热对流机理以及自然再生源属性的外部环境，使得产品可吸收太阳能辐射线中的可见光、近红外线及可反射人体热辐射，达到了双向感应蓄热保温保暖功能的目的。
附图说明
图1为本发明的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1
一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用160-165℃的热空气对聚酯湿切片进行预结晶，预结晶时间为30-35min，然后将预结晶切片放入干燥塔内，从塔底输入干空气进行干燥，干燥温度为165-170℃，干燥时间为4-6h，干燥风量为290-320Nm3/h，干空气入口露点≤-85℃；
(2)将干燥后99重量份的聚酯切片与粒径60nm、1重量份的纳米碳化锆放入螺杆挤出机中熔融，熔融温度为285℃；
(3)将步骤(2)所得的熔体输入纺丝箱体经喷丝板喷出预取向丝，所述喷丝板上设有微孔，所述微孔数量为48；
(4)将步骤(3)中的预取向丝经侧吹风冷却凝固成初生丝纤维，侧吹风速度为0.6m/s，侧吹风温度为19-23℃，侧吹风湿度为70-80％，侧吹风压力为550Pa；
(5)将步骤(4)所得的初生丝纤维经拉伸假捻制得拉伸假捻纤维，拉伸假捻速度为650-750m/min，速度比为1.65-1.85，拉伸倍数为1.50-1.70；
(6)将步骤(5)所得的拉伸假捻纤维经上油后，通过卷绕机卷绕成型，得到高性能纳米涤纶长丝，卷绕速度为650-750m/min。
其中，所述聚酯切片为纤维级优等品，其羧基含量≤30mol/t，凝聚粒子(≥10μm)<0.6个/mg。
此外，所述步骤(6)中的卷绕速度低于步骤(5)中的拉伸假捻速度，其超喂率为-4.0—-5.0％。
实施例2
本实施例是实施例1的变化例，也是提供一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，变化之处在于，步骤(2)中聚酯切片的重量份为97份，纳米碳化锆的重量份为3份，熔融温度为284℃，其它步骤及参数均相同。
实施例3
本实施例是实施例1的变化例，也是提供一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，变化之处在于，步骤(2)中聚酯切片的重量份为95份，纳米碳化锆的重量份为5份，熔融温度为282℃，其它步骤及参数均相同。
对比例1
本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，步骤(2)中不含纳米碳化锆，其它步骤及参数均相同。
以下通过实验数据进一步说明本发明的有益效果，分别对实施例1-3、对比例1和普通聚酯纤维进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1本发明所述的为力学性能测试结果
断裂强度(cN/dtex) 断裂伸长率(％)
实施例1 3.9 26
实施例2 3.5 22
实施例3 3.2 20
对比例1 2.1 17
普通聚酯纤维 1.8 8
力学性能测试参考GB 1040-79(塑料拉伸试验方法)的标准进行，样品尺寸为200mm×15mm×5mm，测试条件为10±5mm/min的空载速度，100±10mm/min的试验速度。
从表1的结果可知，本发明提供的一种高性能纳米涤纶长丝制备方法制备的高性能纳米涤纶长丝其断裂强度≥3.2cN/dtex，断裂伸长率≥20％，相比普通聚酯纤维更为柔软，其触感和回弹感更好。
为了测试该种高性能纳米涤纶长丝的辐射温升性能，分别对实施例1-3、对比例1和普通聚酯纤维进行辐射温升性能测试，所取样品尺寸为100mm×100mm×5mm，将样品置于同一空间，经红外线照射2min，测试样品温度，测试结果如表2所示。
表2为本发明所述的辐射温升性能测试结果
Figure BDA0002221382020000071
从表2所示结果可知，该种高性能纳米涤纶纤维比普通聚酯纤维升温更高，而且升温速率更快，因此该种高性能纳米涤纶长丝可很好地吸收红外线，具有很好的辐射温升性能，达到了双向感应调节功能的特性，增强了产品的保温保暖功效。
以上所述仅是发明的几个实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）采用160-165 ℃的热空气对聚酯湿切片进行预结晶，预结晶时间为30-35 min，然后将预结晶切片放入干燥塔内，从塔底输入干空气进行干燥，干燥温度为165-170 ℃，干燥时间为4-6 h，干燥风量为290-320 Nm3/h，干空气入口露点≤-85 ℃；
（2）将干燥后的聚酯切片与添加剂放入螺杆挤出机中熔融，熔融温度为280-285 ℃；
（3）将步骤（2）所得的熔体输入纺丝箱体经喷丝板喷出预取向丝，所述喷丝板上设有微孔，所述微孔数量为48；
（4）将步骤（3）中的预取向丝经侧吹风冷却凝固成初生丝纤维，侧吹风速度为0.6 m/s，侧吹风温度为19-23℃，侧吹风湿度为70-80 %，侧吹风压力为550 Pa；
（5）将步骤（4）所得的初生丝纤维经拉伸假捻制得拉伸假捻纤维，拉伸假捻速度为650-750 m/min，速度比为1.65-1.85，拉伸倍数为1.50-1.70；
（6）将步骤（5）所得的拉伸假捻纤维经上油后，通过卷绕机卷绕成型，得到高性能涤纶长丝。
2.根据权利要求1所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的添加剂为纳米碳化锆。
3. 根据权利要求2所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述纳米碳化锆的粒径为60 nm。
4.根据权利要求3所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述纳米碳化锆的添加量为1-5份，所述聚酯切片重量为95-99份。
5.根据权利要求4所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述聚酯切片为纤维级优等品，其羧基含量≤30 mol/t，凝聚粒子（≥10 µm）<0.6 个/mg。
6. 根据权利要求1所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中的卷绕速度为650-750 m/min。
7. 根据权利要求6所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法，其特征在于：所述卷绕速度低于步骤（5）中的拉伸假捻速度，其超喂率为-4.0— -5.0 %。
8.一种高性能纳米涤纶长丝，其特征在于：由权利要求1-7任一项所述的一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法制备所得。
9. 根据权利要求8所述的一种高性能纳米涤纶长丝，其特征在于：所述高性能纳米涤纶长丝的规格为120 tdex/48f，断裂强度为3.20 cN/dtex，断裂伸长率为20 %。
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