对位芳纶纤维的上油方法
【专利摘要】一种对位芳纶纤维的上油方法，属于人造纤维制备技术领域。步骤：对油剂槽内的油剂加热使其依次经过纺丝、水洗、中和以及干燥后的对位芳纶纤维丝束途经对应于油剂槽设置的配有复数个喷嘴的上油装置，使每一束对位芳纶纤维丝束分别对应于一个喷嘴，由喷嘴对对位芳纶纤维丝束上油；在上油后的对位芳纶纤维丝束行出上油装置后使其进入辊式挤压装置，使沾附在对位芳纶纤维丝束表面的油剂均匀渗透至对位芳纶纤维丝束的纤维组织内部，得到上油的对位芳纶纤维。能使对位芳纶纤维丝束获得丰沛的油剂；能使油剂内渗至纤维内部，使对位芳纶纤维丝束的表里获得均匀的油剂，为后续产品的生产提供质量保障。
【专利说明】
对位芳纶纤维的上油方法
技术领域
[0001] 本发明属于人造纤维制备技术领域，具体涉及一种对位芳纶纤维的上油方法。
【背景技术】：
[0002] 对位芳纶纤维的化学名称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(PPTA纤维），是将聚对苯 二甲酰对苯二胺聚合体粉末溶解在浓硫酸中形成各向异性的并且具有液晶行为的纺丝溶 液，采用干喷湿纺的纺丝方法经喷丝头喷出后，在特殊的凝固装置中以稀硫酸为凝固浴凝 固成型为纤维丝束，再依次经洗涤、中和、烘干、拉伸或定型，然后上油卷绕形成成品纤维， 该纤维属于高强度、高模量耐高温型纤维。如美国专利US 3767756和世界专利W09634732都 叙述了该类纤维的制备方法。
[0003] 美国专利US 20130157054叙述了一种粗旦丝芳纶的制备方法，所述的芳纶纤维为 对位芳纶纤维，具有小于8度的纤维取向角，所述对位芳纶纤维的纤度至少为2666dtex，所 述对位芳纶纤维的模量至少为900g/d。在该专利的说明书中详细叙述了制备流程:将液晶 态的对位芳纶纺丝溶液经过多孔喷丝板喷出，然后经过一个空气层和凝固浴凝固成形为纤 维丝束，清洗该纤维丝束并将纤维表面的液体去除，然后在120~260 °C和1~2.5g/d的张力 下烘干，烘干时间为1.6~6s，随后再对该纤维进一步的热处理，热处理温度为300~400°C， 张力为2.5~5g/d，时间为0.2~5s。热定型后冷却该纤维到125~170°C，而后对纤维进行上 油处理，该专利中提到了上油，但没有明确具体的上油方式，从该专利说明书的附图可以看 出该专利上油次数仅为一次。
[0004] 中国发明专利申请公布号CN104963010A推荐有"一种对位芳纶纤维双面上油装 置"，具体公开了自上而下竖直排列的第一上油机构和第二上油机构，由于将第一上油机构 的油嘴与第二上油机构的油嘴设置为相向，因而能实现对纤维的两侧上油(说明书第0019 段），该专利的积极意义可参见其说明书第0022至0024段。此外，实用新型专利授权公告号 CN203855723U提供有"一种对位芳纶上油装置"，其由进油管向滴油管供油，由滴油管将油 剂滴至途经其下方的上油辑上的对位芳给纤维，上油辑的下部浸在接油槽内，接油槽内的 油剂由与接油槽配接的接油槽出油管引出并循环使用(参见说明书第0008和0010段）。并非 限于例举的前述两项专利方案虽然各有相应的建树之处，但是难以使油剂渗透到纤维内部 系其缺憾，而只有使油剂有效地渗透到纤维内部才能获得真正意义上的上油均匀性，否则 会出现表里不一的阴阳情形。
[0005] 如业界所知，对位芳纶纤维在纺丝的过程中，由每一个喷丝板出来的都是一束纤 维，根据纤维旦数的不同，纤维丝束中的单纤维的根数从几十根到几千根，而上油要求油剂 能够均匀地接触到每一根单纤维的表面，油剂越均匀，纤维的品质越好。
[0006] 对位芳纶的分子结构为刚性链的大分子结构，而且具有非常高的纤维取向度和结 晶度，虽然对位芳纶拉伸强度很高，但是纤维在径向的剪切强度非常低，于是在下游产品生 产时，纤维都首先要进行倒筒和经过一系列装置的加工，而由于对位芳纶特殊的分子结构 使得对位芳纶在倒筒和后道加工过程中由于摩擦作用非常容易起毛，影响到产品质量。而 均匀上油的目的一方面旨在解决对位芳纶纤维在后道加工过程中起毛问题。
[0007] 另一方面，对位芳纶由于特别高的拉伸强度，使得其在复合材料领域具有广泛的 用途，如防弹复合布，防刺复合布，轮胎帘子线，橡胶管增强材料等。但是对位芳纶纤维由于 特殊的分子结构，其分子链上活性基团比较少，纤维表面基本呈惰性状态，与其他材料结合 力比较弱。而在复合材料领域使用时，纤维与基体树脂或橡胶之间的结合力直接影响到复 合材料的质量。因此对位芳纶上油的另一个目的是提高纤维与基体树脂之间的粘合力。合 适的油剂配方对对位芳纶纤维上油可改善对位芳纶与树脂或橡胶之间的粘合力，同样对对 位芳纶纤维上油的均匀性也是增进对位芳纶与树脂或橡胶之间的结合效果的不可偏废的 重要因素。
【发明内容】
[0008] 本发明的任务在于提供一种对位芳纶纤维的上油方法，该方法能使对位芳纶纤维 在制备过程中获得优异的均匀上油效果而藉以为后续产品的生产提供质量保障。
[0009] 本发明的任务是这样来完成的，一种对位芳纶纤维的上油方法，包括以下步骤：
[0010] A)上油，在对油剂槽内的油剂加热而藉以提高油剂流动性的状态下使依次经过纺 丝、水洗、中和以及干燥后的对位芳纶纤维丝束途经对应于所述油剂槽设置的配有复数个 喷嘴的上油装置，并且使每一束对位芳纶纤维丝束分别对应于一个喷嘴，在油剂计量栗控 制油剂流量的状态下由所述喷嘴对所述对位芳纶纤维丝束上油，得到上油后的对位芳纶纤 维丝束；
[0011] B)油剂内渗，在步骤A)所述的上油后的对位芳纶纤维丝束行出所述上油装置后使 其进入辊式挤压装置，由辊式挤压装置对上油后的对位芳纶纤维丝束挤压而藉以使沾附在 对位芳纶纤维丝束表面的所述油剂均匀渗透至对位芳纶纤维丝束的纤维组织内部，得到上 油的对位芳纶纤维。
[0012] 在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)所述的依次经过纺丝、水洗、中和以及干 燥后的对位芳纶纤维丝束的纤度为200-3000D。
[0013] 在本发明的另一个具体的实施例中，步骤A)所述的依次经过纺丝、水洗、中和以及 干燥后的对位芳纶纤维丝束的含水率为7-15%。
[0014] 在本发明的又一个具体的实施例中，步骤A)中所述的对位芳纶纤维丝束向所述上 油装置行进的速度为400-1000m/min。
[0015] 在本发明的再一个具体的实施例中，步骤A)中所述的油剂加热的加热温度为60-8(TC〇
[0016] 在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤B)中所述的上油后的对位芳纶纤维丝 束行出所述上油装置后进入所述辊式挤压装置的速度400-1000m/min。
[0017] 在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的辊式挤压装置包括彼此上下对应设 置的一工作辊和一支承辊，所述的上油后的对位芳纶纤维丝束途经工作辊与支承辊之间。
[0018] 在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的工作辊为非金属辊，而所述的支承 辊为金属辊。
[0019] 在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的非金属辊为橡胶辊。
[0020] 在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤B)中所述的上油的对位芳纶纤维的 含油率为对位芳纶纤维重量的0.8-1.5%。
[0021] 本发明提供的技术方案由于使每一束对位芳纶纤维丝束分别途经上油装置的喷 嘴并且由喷嘴对其上油，因而能使对位芳纶纤维丝束获得丰沛的油剂；由于将上油后的对 位芳纶纤维引入辊式挤压装置，因而能使油剂内渗至纤维内部，使对位芳纶纤维丝束的表 里获得均匀的油剂，为后续产品的生产提供质量保障。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明方法所用的上油装置以及辊式乳压装置的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 请参见图1，在图1中示出了上油装置2,该上油装置具有与图中所示的对位芳纶纤 维丝束1的数量相等的复数个喷嘴。在图1中还示出了辊式乳压装置3,该辊式乳压装置3包 括一工作辊31和一支承辊32,工作辊31与支承辊32彼此上下对应设置，并且工作辊31为非 金属辊，非金属辊如橡胶辊，而支承辊则为金属辊。行出上油装置2的上油后的对位芳纶纤 维丝束从工作辊31与支承辊32之间通过。此外，依据专业常识，工作辊31以及支承辊32是转 动地支承在具有油剂回收槽的机架上的。
[0024] 实施例1:
[0025] 请结合图1。
[0026] A)上油，在对油剂槽（图中未示出）内的油剂加热至60°C (油剂槽内配有加热元件 如电加热管)而藉以提高油剂流动性的状态下使依次经过纺丝、水洗、中和以及干燥后的纤 度为200D、含水率为7%的对位芳纶纤维丝束1以400m/min的行进速度途经对应于油剂槽设 置的并且配有与对位芳纶纤维丝束1的数量相等的喷嘴的上油装置2,每一束对位芳纶纤维 丝束1对应于一个喷嘴，在油剂计量栗控制油剂流量的状态下由喷嘴（即上油嘴，以下同）对 对位芳纶纤维丝束1上油，得上油后的对位芳纶纤维丝束；
[0027] B)油剂内渗，在步骤A)的上油后的对位芳纶纤维丝束行出上油装置2后以400m/ min的行进速度使其进入辊式挤压装置3的工作辊31与支承辊32之间，由辊式挤压装置3对 上油后的对位芳纶纤维丝束挤压而藉以使沾附在对位芳纶纤维丝束表面的油剂均匀地渗 透至对位芳纶纤维丝束的纤维组织内部，得到含油率为对位芳纶纤维重量的0.8%的上油 的对位芳纶纤维。
[0028] 实施例2:
[0029] 请结合图1。
[0030] A)上油，在对油剂槽（图中未示出）内的油剂加热至80°C (油剂槽内配有加热元件 如电加热管)而藉以提高油剂流动性的状态下使依次经过纺丝、水洗、中和以及干燥后的纤 度为300D、含水率为10%的对位芳纶纤维丝束1以600m/min的行进速度途经对应于油剂槽 设置的并且配有与对位芳纶纤维丝束1的数量相等的喷嘴的上油装置2,每一束对位芳纶纤 维丝束1对应于一个喷嘴，在油剂计量栗控制油剂流量的状态下由喷嘴对对位芳纶纤维丝 束1上油，得上油后的对位芳纶纤维丝束；
[0031] B)油剂内渗，在步骤A)的上油后的对位芳纶纤维丝束行出上油装置2后以600m/ min的行进速度使其进入辊式挤压装置3的工作辊31与支承辊32之间，由辊式挤压装置3对 上油后的对位芳纶纤维丝束挤压而藉以使沾附在对位芳纶纤维丝束表面的油剂均匀地渗 透至对位芳纶纤维丝束的纤维组织内部，得到含油率为对位芳纶纤维重量的1.5%的上油 的对位芳纶纤维。
[0032] 实施例3:
[0033] 请结合图1。
[0034] A)上油，在对油剂槽（图中未示出）内的油剂加热至70°C (油剂槽内配有加热元件 如电加热管)而藉以提高油剂流动性的状态下使依次经过纺丝、水洗、中和以及干燥后的纤 度为1500D、含水率为10%的对位芳纶纤维丝束1以1000m/min的行进速度途经对应于油剂 槽设置的并且配有与对位芳纶纤维丝束1的数量相等的喷嘴的上油装置2,每一束对位芳纶 纤维丝束1对应于一个喷嘴，在油剂计量栗控制油剂流量的状态下由喷嘴对对位芳纶纤维 丝束1上油，得上油后的对位芳纶纤维丝束；
[0035] B)油剂内渗，在步骤A)的上油后的对位芳纶纤维丝束行出上油装置2后以1000m/ min的行进速度使其进入辊式挤压装置3的工作辊31与支承辊32之间，由辊式挤压装置3对 上油后的对位芳纶纤维丝束挤压而藉以使沾附在对位芳纶纤维丝束表面的油剂均匀地渗 透至对位芳纶纤维丝束的纤维组织内部，得到含油率为对位芳纶纤维重量的1%的上油的 对位芳纶纤维。
[0036] 为了表征纤维上油是否均匀，
【申请人】采用测试纤维与橡胶之间的粘合力测试方法 来表征。测试标准参照ASTM D4776-98的测试方法。实施例1-3以及对比例的测试结果如下 表所示。
【主权项】
1. 一种对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于包括以下步骤： A) 上油，在对油剂槽内的油剂加热而藉以提高油剂流动性的状态下使依次经过纺丝、 水洗、中和以及干燥后的对位芳纶纤维丝束途经对应于所述油剂槽设置的配有复数个喷嘴 的上油装置，并且使每一束对位芳纶纤维丝束分别对应于一个喷嘴，在油剂计量栗控制油 剂流量的状态下由所述喷嘴对所述对位芳纶纤维丝束上油，得到上油后的对位芳纶纤维丝 束； B) 油剂内渗，在步骤A)所述的上油后的对位芳纶纤维丝束行出所述上油装置后使其进 入辊式挤压装置，由辊式挤压装置对上油后的对位芳纶纤维丝束挤压而藉以使沾附在对位 芳纶纤维丝束表面的所述油剂均匀渗透至对位芳纶纤维丝束的纤维组织内部，得到上油的 对位芳纶纤维。2. 根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于步骤A)所述的依次经 过纺丝、水洗、中和以及干燥后的对位芳纶纤维丝束的纤度为200-3000D。3. 根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于步骤A)所述的依次经 过纺丝、水洗、中和以及干燥后的对位芳纶纤维丝束的含水率为7-15%。4. 根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于步骤A)中所述的对位 芳给纤维丝束向所述上油装置行进的速度为400-1000m/min。5. 根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于步骤A)中所述的油剂 加热的加热温度为60-80 °C。6. 根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于步骤B)中所述的上油 后的对位芳纶纤维丝束行出所述上油装置后进入所述辊式挤压装置的速度400-1000m/ min〇7. 根据权利要求1或6所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于所述的辊式挤压装 置包括彼此上下对应设置的一工作辊和一支承辊，所述的上油后的对位芳纶纤维丝束途经 工作辊与支承辊之间。8. 根据权利要求7所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于所述的工作辊为非金 属辊，而所述的支承辊为金属辊。9. 根据权利要求8所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于所述的非金属辊为橡 胶辊。10. 根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的上油方法，其特征在于步骤B)中所述的上油 的对位芳纶纤维的含油率为对位芳纶纤维重量的0.8-1.5%。
【文档编号】D06B5/06GK105926203SQ201610288897
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】陈建云
【申请人】江苏恒通印染集团有限公司