一种抗菌高强聚乙烯纤维的制造方法与流程

本发明属于纤维制造技术领域，尤其涉及一种抗菌高强聚乙烯纤维的制造方法。

背景技术：

现在技术中的高强高模聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶并称为当今世界上三大高性能纤维，是世界上强度和模量最高的纤维。高强高模聚乙烯纤维是以超高分子量聚乙烯为原料，经过冻胶纺丝、超倍拉伸将原先相互缠绕呈无序排列的聚乙烯大分子逐渐解缠，达到极高的取向度和结晶度得到。从而使纤维具有质轻、柔软、高强度、高模量、耐紫外线、耐冲击、耐酸碱、耐海水腐蚀等优良性能，而且高强高模聚乙烯纤维的热传导率也很高，和钢一样高；聚乙烯纤维现在利用这个高热传导率功能开发用在床上用品和制造内衣上，特别是用在女性内衣上。

目前生产高强高模聚乙烯纤维大多采用湿法纺丝工艺，但制造出的高强高模聚乙烯纤维不具有抗菌效果，而女性内衣等产品在制造过程中对纤维材料的抗菌性能有一定的需求，因此需要一种具有抗菌性能的高强高模聚乙烯纤维材料解决这一问题。

技术实现要素：

本发明提供一种抗菌高强聚乙烯纤维的制造方法，旨在解决目前生产高强高模聚乙烯纤维大多采用湿法纺丝工艺，但制造出的高强高模聚乙烯纤维不具有抗菌效果，而女性内衣等产品在制造过程中对纤维材料的抗菌性能有一定的需求，因此需要一种具有抗菌性能的高强高模聚乙烯纤维材料解决这一问题的问题。

本发明是这样实现的，一种抗菌高强聚乙烯纤维的制造方法，包括以下制造步骤：

步骤(1)制备纺丝原液：将定量白油加温至50℃～60℃，按照白油：超高分子量聚乙烯＝11：1的重量比将超高分子量聚乙烯加入白油中，并在高速乳化机中充分进行分散乳化，形成超高分子量聚乙烯和白油的混合物；再将以超高分子量聚乙烯重量计的1.2‰～3‰的纳米银粉体抗菌添加剂投入上述混合物，再次在高速乳化机内进行充分乳化；

步骤(2)制备冻胶纺丝：将制备好的纺丝原液输送到双螺杆纺丝机内，经挤压、熔融、搅拌，然后经纺丝组件喷射出粘流态细丝，经循环冷却水冷却后形成冻胶纺丝；

步骤(3)半成品冻胶纺丝的平衡：将形成的冻胶纺丝存放于温度在22～30℃之间，湿度为65±5％的平衡间内；

步骤(4)萃取置换干燥：将平衡好的冻胶纺丝，经冷拉伸后，在装有碳氢清洗剂的超声波槽内高频萃取，将冻胶纺丝中的白油置换出来，然后将冻胶纺丝在负压的干燥箱内烘干脱湿形成纤维；

步骤(5)热态高倍牵伸：将干燥烘干后的纤维，在热箱内进行热态牵伸，经卷绕后制成抗菌高强高模聚乙烯纤维。

优选的，所述步骤(1)中还包括溶胀料的配置，具体步骤为：将步骤(1)得到的混合物料放到反应釜内进行升温搅拌，进行溶胀料的配制，得到纺丝原液。

优选的，所述溶胀料的配置过程中，其中反应釜内的温度为100～120℃，时间为2～3个小时。

优选的，所述步骤(2)中制备冻胶纺丝时，纺丝原液的温度控制在250～300℃之间。

优选的，所述步骤(3)在平衡间中的平衡时间为1天。

优选的，所述步骤(4)中萃取液的温度控制在42℃～50℃之间，干燥箱温度为45℃～47℃。

优选的，所述步骤(5)中热箱的温度控制在120～150℃之间，并将干燥烘干后的纤维分2～4级，5～10倍进行热态牵伸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种抗菌高强聚乙烯纤维的制造方法，以超高分子量聚乙烯作为原料，将原料与白油混合形成混合物，然后在混合物中加入聚乙烯重量的1.2‰～3‰的纳米银粉体抗菌添加剂；使得制造出的高强高模聚乙烯纤维具有良好的抗菌效果，满足女性内衣等产品在制造过程中对纤维材料抗菌性能的需求。

应当理解的是，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种抗菌高强聚乙烯纤维的制造方法，包括以下制造步骤：

步骤(1)制备纺丝原液：将定量白油加温至50℃～60℃，按照白油：超高分子量聚乙烯＝1：11的重量比将白油加入超高分子量聚乙烯中，并在高速乳化机中充分进行分散乳化，形成超高分子量聚乙烯和白油的混合物；再将以超高分子量聚乙烯重量计的1.2‰～3‰的纳米银粉体抗菌添加剂投入上述混合物，再次在高速乳化机内进行充分乳化；

步骤(2)制备冻胶纺丝：将制备好的纺丝原液输送到双螺杆纺丝机内，经挤压、熔融、搅拌，然后经纺丝组件喷射出粘流态细丝，经循环冷却水冷却后形成冻胶纺丝；

步骤(3)半成品冻胶纺丝的平衡：将形成的冻胶纺丝存放于温度在22～30℃之间，湿度为65±5％的平衡间内；

步骤(4)萃取置换干燥：将平衡好的冻胶纺丝，经冷拉伸后，在装有碳氢清洗剂的超声波槽内高频萃取，将冻胶纺丝中的白油置换出来，然后将冻胶纺丝在负压的干燥箱内烘干脱湿形成纤维；

步骤(5)热态高倍牵伸：将干燥烘干后的纤维，在热箱内进行热态牵伸，经卷绕后制成抗菌高强高模聚乙烯纤维。

在本实施方式中，可以理解的是，步骤(1)中将白油升温至50℃～60℃，利于白油与超高分子量聚乙烯的混合；加入超高分子量聚乙烯重量计的1.2‰～3‰的纳米银粉体抗菌添加剂则是为了保证该高强聚乙烯纤维具有良好的性能及较佳的抗菌效果；步骤(3)中平衡间的温度及湿度范围可保证冻胶纺丝得到较佳的平衡效果，使得冻胶纺丝内的成分更加稳定，保证良好的除菌性能。

在本实施方式中，以超高分子量聚乙烯作为原料，将原料与白油混合形成混合物，然后在混合物中加入聚乙烯重量的1.2‰～3‰的纳米银粉体抗菌添加剂；使得制造出的高强高模聚乙烯纤维具有良好的抗菌效果，满足女性内衣等产品在制造过程中对纤维材料抗菌性能的需求。

进一步的，步骤(1)中还包括溶胀料的配置，具体步骤为：将步骤(1)得到的混合物料放到反应釜内进行升温搅拌，进行溶胀料的配制，得到纺丝原液。

在本实施方式中，将混合物料进行溶胀处理，得到纺丝原液，使得纺丝原液的各成分能够均匀混合，保证后续的制造步骤可顺利完成，利于后续制造工作的进行。

进一步的，溶胀料的配置过程中，其中反应釜内的温度为100～120℃，时间为2～3个小时。

在本实施方式中，反应釜内的温度控制在100～120℃之间可保证纺丝原液中的有效成分不会被破坏，发挥最大功效，在反应釜中搅拌2～3个小时则保证了纺丝原液中各物料的充分混合。

进一步的，步骤(2)中制备冻胶纺丝时，纺丝原液的温度控制在250～300℃之间。

在本实施方式中，将纺丝原液的温度控制在250～300℃之间利于冻胶纺丝的成型。

进一步的，步骤(3)在平衡间中的平衡时间为1天。

在本实施方式中，充足的平衡时间保证了冻胶纺丝得到较佳的平衡效果，使得冻胶纺丝内的成分更加稳定，保证良好的除菌性能。

进一步的，优选的，步骤(4)中萃取液的温度控制在42℃～50℃之间，干燥箱温度为45℃～47℃。

在本实施方式中，萃取液的温度控制在42℃～50℃之间更加利于将白油的充分置换，在45℃～47℃下进行干燥，较低的干燥温度可保证干燥后的纤维不被损坏，保证最佳的性能。

进一步的，步骤(5)中热箱的温度控制在120～150℃之间，并将干燥烘干后的纤维分2～4级，5～10倍进行热态牵伸。

在本实施方式中，120～150℃的温度范围，利于牵伸工作的进行，而对纤维分级、超倍进行牵伸则是为了保证牵伸效果，确保丝的指标合格。

以下将结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1：

步骤(1)制备纺丝原液：将330g白油加温至50℃，加入30g超高分子量聚乙烯中，在高速乳化机中充分进行分散乳化，形成超高分子量聚乙烯和白油的混合物；将0.396g的纳米银粉体抗菌添加剂投入上述混合物，再次在高速乳化机内充分乳化；将得到的混合物料放到100℃的反应釜内进行升温搅拌2个小时，进行溶胀料的配制，得到纺丝原液；

步骤(2)制备冻胶纺丝：将制备好的纺丝原液输送到双螺杆纺丝机内，经挤压、熔融、搅拌，并将纺丝原液的温度控制在250℃，经纺丝组件喷射出粘流态细丝，经循环冷却水冷却后形成冻胶纺丝；

步骤(3)半成品冻胶纺丝的平衡：将形成的冻胶纺丝存放于温度在22℃，湿度为60％的平衡间内，存放在平衡间的时间为1天；

步骤(4)萃取置换干燥：将平衡好的冻胶纺丝，经冷拉伸后，在装有碳氢清洗剂的超声波槽内高频萃取，将白油置换出来，再在负压的干燥箱内烘干脱湿形成纤维，其中：萃取液温度控制在42℃，干燥箱温度为45℃；

步骤(5)热态高倍牵伸：将干燥烘干后的纤维，在120℃的热箱内，分2～4级，5～10倍热态牵伸，经卷绕后制成抗菌高强高模聚乙烯纤维。

上述方法制造的高强高模聚乙烯纤维具有良好的抗菌效果。

实施例2：

步骤(1)制备纺丝原液：将330g白油加温至55℃，加入到30g超高分子量聚乙烯中，在高速乳化机中充分进行分散乳化，形成超高分子量聚乙烯和白油的混合物；将0.693g的纳米银粉体抗菌添加剂投入上述混合物，再次在高速乳化机内充分乳化；将得到的混合物料放到110℃的反应釜内进行升温搅拌2.5小时，进行溶胀料的配制，得到纺丝原液；

步骤(2)制备冻胶纺丝：将制备好的纺丝原液输送到双螺杆纺丝机内，经挤压、熔融、搅拌，并将纺丝原液的温度控制在275℃，经纺丝组件喷射出粘流态细丝，经循环冷却水冷却后形成冻胶纺丝；

步骤(3)半成品冻胶纺丝的平衡：将形成的冻胶纺丝存放于温度在26℃，湿度为65％的平衡间内，存放在平衡间的时间为1天；

步骤(4)萃取置换干燥：将平衡好的冻胶纺丝，经冷拉伸后，在装有碳氢清洗剂的超声波槽内高频萃取，将白油置换出来，再在负压的干燥箱内烘干脱湿形成纤维，其中：萃取液温度控制在46℃，干燥箱温度为46℃；

步骤(5)热态高倍牵伸：将干燥烘干后的纤维，在135℃的热箱内，分2～4级，5～10倍热态牵伸，经卷绕后制成抗菌高强高模聚乙烯纤维。

上述方法制造的高强高模聚乙烯纤维具有较佳的抗菌效果。

实施例3：

步骤(1)制备纺丝原液：将330g白油加温至60℃，加入到30g超高分子量聚乙烯中，在高速乳化机中充分进行分散乳化，形成超高分子量聚乙烯和白油的混合物；将0.99g的纳米银粉体抗菌添加剂投入上述混合物，再次在高速乳化机内充分乳化；将得到的混合物料放到120℃的反应釜内进行升温搅拌3个小时，进行溶胀料的配制，得到纺丝原液；

步骤(2)制备冻胶纺丝：将制备好的纺丝原液输送到双螺杆纺丝机内，经挤压、熔融、搅拌，并将纺丝原液的温度控制在300℃，经纺丝组件喷射出粘流态细丝，经循环冷却水冷却后形成冻胶纺丝；

步骤(3)半成品冻胶纺丝的平衡：将形成的冻胶纺丝存放于温度在30℃，湿度为70％的平衡间内，存放在平衡间的时间为1天；

步骤(4)萃取置换干燥：将平衡好的冻胶纺丝，经冷拉伸后，在装有碳氢清洗剂的超声波槽内高频萃取，将白油置换出来，再在负压的干燥箱内烘干脱湿形成纤维，其中：萃取液温度控制在50℃，干燥箱温度为47℃；

步骤(5)热态高倍牵伸：将干燥烘干后的纤维，在150℃的热箱内，分2～4级，5～10倍热态牵伸，经卷绕后制成抗菌高强高模聚乙烯纤维。

上述方法制造的高强高模聚乙烯纤维具有良好的抗菌效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。