CN117845361A - 一种抗紫外线锦纶6长丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种抗紫外线锦纶6长丝及其制备方法，包括将有光锦纶6切片、纳米二氧化钛粉末和1‑5份分散剂进行熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工作制备而成，得到二氧化钛母粒；再将全消光锦纶6切片和二氧化钛母粒进行高温熔融混合，然后在静态混合器进一步混合；混合均匀后的熔融物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维，上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得到抗紫外线锦纶6长丝。本发明提供了一种工艺简单、耐久性好、防紫外线指数高且具有良好可纺性的一种抗紫外线锦纶6长丝及其制备方法，解决了现有工艺无法做到纺织性与抗紫外线效果并存的问题。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种抗紫外线锦纶6长丝及其制备方法。
背景技术
根据行业标准《FZ/T5104-2011纤维级聚己内酰胺切片》的分类，尼龙6切片可分为有光(二氧化钛含量小于或等于0.05％的聚己内酰胺切片)，半消光(二氧化钛含量大于0.1％小于0.6％的聚己内酰胺切片)，全消光(二氧化钛含量大于1.20％的聚己内酰胺切片)。纳米Ti02具有吸收和散射紫外线的能力，因此市场上销售的全消光锦纶纤维具有一定的抗紫外线性能。
但是，二氧化钛中Ti-O键极性较大，在水溶液中会使表面吸附的水分子因极化的作用下发生解离，并产生羟基，这种表面羟基提高了二氧化钛的吸附性，进而在悬浮液中发生团聚，形成较大尺寸的团聚体，因此二氧化钛含量过高会影响锦纶6切片性能，使切片的可纺性差。目前，市面上销售的锦纶6无法做到可纺性好与抗紫外线性能高兼具。
发明内容
本发明提供了防紫外线指数高且具有良好可纺性的一种抗紫外线锦纶6长丝制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，包括以下步骤:
步骤1，将65-89份有光锦纶6切片、10-30份纳米二氧化钛粉末、1-5份分散剂经熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工作制备而成，得到相对粘度2.1-2.6，含水量500-600ppm的二氧化钛母粒；
步骤2，将全消光锦纶6切片和所述二氧化钛母粒分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合；
步骤3，将混合均匀后的熔融物料通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将熔融物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维；
步骤4，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得到抗紫外线锦纶6长丝。
进一步的，步骤1所述二氧化钛粉末的粒径为100-400nm。
进一步的，步骤1所述分散剂为聚氨基甲酸酯、硬脂酸及单一型超分散剂粉末中的一种。
进一步的，步骤1所述的熔融塑化、螺杆剪切在双螺杆挤出机完成，所述双螺杆挤出机分为十一段温区和机头温区，第一段温区200-220℃，第二段温区220-230℃，第三段温区230-250℃，第四、五和六段温区230-240℃，第七段温区200-220℃，第八段温区200-210℃，第九段温区190-205℃，第十段温区190-200℃，第十一段温区190-200℃，机头温区240-270℃。
进一步的，步骤2所述全消光锦纶6切片和所述二氧化钛母粒的比例为95:5-90:10。
进一步的，步骤2在所述螺杆挤出机进行熔融的温度为250-260℃。
进一步的，步骤3所述喷丝板的喷丝孔为倒王字形。
进一步的，所述喷丝孔当量直径De为0.25-0.40mm，拐角处角度＞90°，横向弯曲处的横纵比为0-1/2，长径比为2:1-5:1。
进一步的，步骤3所述侧吹风室的侧吹风温度为17-24℃，风速为0.3-0.8m/s，相对湿度为85％。
本发明还包括一种抗紫外线锦纶6长丝，由上述任一项所述的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供了一种工艺简单、耐久性好、防紫外线指数高且具有良好可纺性的一种抗紫外线锦纶6长丝及其制备方法，解决了现有工艺无法做到可纺性与抗紫外线效果并存的问题。
附图说明
图1为喷丝板出料口形状示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
实施例1
将65～89份相对粘度为2.47-2.50、含水率400-500ppm的有光锦纶6切片、10～30份粒径为100-400nm纳米二氧化钛粉末、1～5份硬脂酸经熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工作制备而成，得到相对粘度2.1-2.6，含水量500-600ppm的二氧化钛母粒；
将相对粘度为2.45-2.50、含水量≤500ppm、可萃取物≤0.28％、二氧化钛含量1.6-3.0％、氧化度0的全消光锦纶6切片和二氧化钛母粒按95:5-90:10的比例分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合，均匀混合后的熔融物料再通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得到抗紫外线锦纶6长丝。
熔融塑化、螺杆剪切是在双螺杆挤出中完成，双螺杆挤出机优选分为十一段温区和机头温区，第一段温区为200-220℃，第二段温区220-230℃，第三段温区230-250℃，第四、五和六段温区230-240℃，第七段温区200-220℃，第八段温区200-210℃，第九段温区190-205℃，第十段温区190-200℃，第十一段温区190-200℃，机头温区240-270℃。
螺杆挤出机的熔融温度为250-260℃；侧吹风室的侧吹风温度为17-24℃，风速为0.3-0.8m/s，相对湿度为85％。
参阅图1，喷丝板的倒王字形喷丝孔当量直径De为0.25-0.40mm，拐角处角度＞90°，横向弯曲处的横纵比为0-1/2，长径比为2:1-5:1；严格限定喷丝孔的当量直径，确保喷丝孔的各处截面尺寸尽量相同，从而使喷丝孔喷出的熔体细流固化时受力均匀；拐角设计＞90°，方便清洗残留在纤维截面的拐角处纺丝油剂，避免染色过程中发生色花；横纵比严格限定在0-1/2，避免丝束冷却时弯曲处冷却不均匀，飘丝断头；本发明专利的熔体中含有较高含量的二氧化钛，需要严格限定长径比2:1-5:1，增加了熔体从入口到出口的流动时间，使膨化率降低，避免在喷丝口挤出过程中发生挤出胀大现象，从而避免断丝、毛丝现象。
根据上述制得的抗紫外线锦纶6长丝纤度可为20D-70D，断裂强度＞4.3cN/dtex；根据上述抗紫外线锦纶6长丝制备的面料紫外防护系数UPF＞50、UPFAV＞100，透射比平均值T(UVA)AV≤3％。同时，具有良好的吸湿排汗性，渗透面浸透时间可达5级，单向传递指数可达5级。
实施例2
将67份有光锦纶6切片、30份纳米二氧化钛粉末、3份硬脂酸经熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工作制备而成，得到相对粘度2.3，含水量500ppm的二氧化钛母粒；
双螺杆挤出机分为十一段温区和机头温区，第一段温区为215℃，第二段温区225℃，第三段温区240℃，第四、五和六段温区235℃，第七段温区210℃，第八段温区205℃，第九段温区200℃，第十段温区195℃，第十一段温区190℃，机头温区255℃。
实施例3
将全消光锦纶6切片和实施案例2制备的二氧化钛母粒按94：6的比例，分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合，均匀混合后的熔融物料再通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得到20D/24F抗紫外线锦纶6长丝，即样品1。
将所制备的样品1以双面大圆机进行织造，编织成双罗纹针织物，即织物1。
实施例4
将全消光锦纶6切片和实施案例2制备的二氧化钛母粒按93：7的比例，分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合，均匀混合后的熔融物料再通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得20D/24F抗紫外线锦纶6长丝，即样品2。
将所制备的样品2以双面大圆机进行织造，编织成双罗纹针织物，即织物2。
实施例5
将全消光锦纶6切片和实施案例2制备的二氧化钛母粒按92：8的比例，分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合，均匀混合后的熔融物料再通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得到20D/24F抗紫外线锦纶6长丝，即样品3。
将所制备的样品3以双面大圆机进行织造，编织成双罗纹针织物，即织物3。
实施例6
将全消光锦纶6切片和实施案例2制备的二氧化钛母粒按90：10的比例，分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合，均匀混合后的熔融物料再通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得20D/24F抗紫外线锦纶6长丝，即样品4。
将所制备的样品4以双面大圆机进行织造，编织成双罗纹针织物，即织物4。
实施例3-6所得的20D/24F抗紫外线锦纶6长丝可纺性如下表1所示：
表1抗紫外线锦纶6可纺性
| 样品 | 纺丝组件周期(天) | 满卷率(％) |
| 样品1 | 6 | 92 |
| 样品2 | 6 | 92 |
| 样品3 | 5 | 90 |
| 样品4 | 3 | 90 |
实施例3-6所得的20D/24F抗紫外线锦纶6长丝织物各项性能如下表2所示：
表2抗紫外线锦纶6织物的性能
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:
步骤1，将65-89份有光锦纶6切片、10-30份纳米二氧化钛粉末、1-5份分散剂经熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选和真空干燥工作制备而成，得到相对粘度2.1-2.6，含水量500-600ppm的二氧化钛母粒；
步骤2，将全消光锦纶6切片和所述二氧化钛母粒分别从切片储料罐和母粒配料机加入螺杆挤出机进行高温熔融和混合，螺杆挤出机通过熔体分配管道将熔融物料输送至静态混合器进行进一步混合；
步骤3，将混合均匀后的熔融物料通过熔体分配管道输送至纺丝箱体中的计量泵，计量泵将熔融物料准确注入纺丝箱体中的纺丝组件，物料经过喷丝板形成熔体细流，再经过侧吹风室进行冷却凝固为初生纤维；
步骤4，初生纤维经过上油、牵伸定型、卷绕工序，制备得到抗紫外线锦纶6长丝。
2.根据权利要1所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤1所述二氧化钛粉末的粒径为100-400nm。
3.根据权利要1所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤1所述分散剂为聚氨基甲酸酯、硬脂酸及单一型超分散剂粉末330中的一种。
4.根据权利要1所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤1所述的熔融塑化、螺杆剪切在双螺杆挤出机完成，所述双螺杆挤出机分为十一段温区和机头温区，第一段温区200-220℃，第二段温区220-230℃，第三段温区230-250℃，第四、五和六段温区230-240℃，第七段温区200-220℃，第八段温区200-210℃，第九段温区190-205℃，第十段温区190-200℃，第十一段温区190-200℃，机头温区240-270℃。
5.根据权利要1所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤2所述全消光锦纶6切片和所述二氧化钛母粒的比例为95:5-90:10。
6.根据权利要1所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤2在所述螺杆挤出机进行熔融的温度为250-260℃。
7.根据权利要1所述的一种抗紫外锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤3所述喷丝板的喷丝孔为倒王字形。
8.根据权利要7所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：所述喷丝孔当量直径De为0.25-0.40mm，拐角处角度＞90°，横向弯曲处的横纵比为0-1/2，长径比为2:1-5:1。
9.根据权利要1所述的一种抗紫外线锦纶6长丝的制备方法，其特征在于：步骤3所述侧吹风室的侧吹风温度为17-24℃，风速为0.3-0.8m/s，相对湿度为85％。
10.一种抗紫外线锦纶6长丝，由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
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