专利名称：一种基于超低温冷却法生产具纳米级凹槽化纤长丝的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有特殊结构的化纤长丝的制备方法，具体涉及利用溶胀-超低温冷却-牵伸方法生产具有纳米级凹槽的聚乙烯醇(PVA)长丝的方法。
背景技术：
防水透湿技术是目前广泛应用于纺织服装领域内的一种技术，用该技术生产的服装面料 使得水滴(或液滴)不能渗入织物，而身体散发的汗气能够通过织物扩散传递到外界，不致 在衣服和皮肤间积累或冷凝，集美观舒适于一身。用这种织物作成的服装，不仅能够满足严 寒风雪、大风等恶劣天气环境中的穿着需要，也适用于人们日常生活对羽衣运动衣的要求，
具有较为广阔的发展前景。目前比较成熟的防水透湿织物的形成原理如下利用水滴与水蒸 汽分子之间直径的差异，设计织物表面的孔隙大小，使得水滴不能通过孔隙而水分子可以穿 过织物表面，以此来实现防水透湿功能。 一般来说，水滴的直径约20微米左右，水蒸汽分子
的直径约为0.4纳米，设定空隙的大小为纳米级(4纳米)，即可满足防水透湿功能。目前大 多采用图层的方法，在织物表面实现此功能，本专利拟从纤维加工层面对该技术进行改善， 生产具有纳米级凹槽的纤维，为该类产品的发展提供新思路。
聚乙烯醇(PVA)纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维，具有优良的性能，强度较高， 耐磨性好(仅次于锦纶)，耐酸碱性能与耐干热性能好，可以调整其水溶温度(0 10(TC)， 能在较短的时间内生物降解，可以溶于水，溶于水后成为无毒、无味、五色的透明状溶液。 本发明提出使用高温溶解PVA纤维，生产具有纳米级凹槽的化纤长丝。
本发明通过机械牵伸的方法使得化纤长丝表面产生纳米级凹槽。由于凹槽较小，牵伸比 很小，因此在常温下不能对长丝进行牵伸，需要在超低温下进行。在低温下，长丝会产生收 缩现象，因此先要进行纤维的溶胀过程，在其中加入水份，抵消长丝本身的收縮程度，保证 长丝的整体形态。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备防水透湿性能的聚乙烯醇(PVA)化纤长丝的制备方法，利 用牵伸作用在PVA纤维表面产生纳米级凹槽，经过溶胀作用、超低温冷却、罗拉牵伸获得该
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具体步骤为(1) PVA长丝溶胀。该过程需要将水分子浸入至长丝内部，在溶胀过程中，保证浴 比大于20: 1，浸水时间长短与水温相关，水温越低，则需要浸水时间越长。 控制水温不可到达PVA的水溶解温度。
(2) 超低温冷却。将溶胀之后的PVA长丝放入液态氮气中(〈-19(TC)，冷却一段时 间，使长丝变硬。
(3) 罗拉牵伸。在低温下，使化纤长丝产生纳米级凹槽，经过牵伸过程需要控制牵 伸的张力以及伸长，最终可以获得具有纳米级凹槽的PVA长丝。
本发明利用PVA长丝，经过溶胀、低温冷却、罗拉牵伸过程生产具有纳米级凹槽的长丝， 对于生产防水透湿产品提出了全新思路。
图l具有纳米级凹槽的PVA长丝纤维制备工艺流程。
图2具有纳米级凹槽的PVA长丝纤维的结构图
图3具有纳米级凹槽的PVA长丝纤维(扫描电子显微镜)
具体实施例方式
实施例1
将600 ml的去离子水升温至25°C，与2 g PVA (规格10 D)长丝混合，浸泡30分钟。 将长丝取出放入液态氮中(<-190°C)，超低温冷却10分钟后，根据此时长丝的初始模量采用 定张力罗拉牵伸，获得具有纳米级凹槽的PVA长丝。 实例2
将600 ml的去离子水，低温下(5°C)与2 g PVA (规格10 D)长丝混合，浸泡60分 钟。长丝取出放入液态氮中(<-190°C)，超低温冷却10分钟后，根据凹槽的长度采用定伸长 罗拉牵伸，获得具有纳米级凹槽的PVA长丝。
权利要求
1、一种具有纳米级凹槽的化纤长丝制备工艺，其特征是通过溶胀-超低温冷却-罗拉牵伸的方法生产具有纳米级凹槽的PVA化纤长丝。
2、 如权利1所述一种具有纳米级凹槽的化纤长丝制备工艺，其特征在于利用溶胀作用 机理，在PVA长丝内部浸入水份，使得在其经过液氮超低温冷却时不会引起长丝的 收縮变形。
3、 如权利1所述一种具有纳米级凹槽的化纤长丝制备工艺，其特征在于在超低温下对 长丝进行罗拉牵伸，使其产生纳米级凹槽。
全文摘要
一种具有纳米级凹槽的化纤长丝制备方法，利用溶胀-超低温冷却-罗拉牵伸法制备具有纳米级凹槽的PVA化纤长丝。本发明借助溶胀作用使水分子进入到PVA长丝内部，保证长丝在经过液氮超低温冷却过程中的形态，通过罗拉牵伸作用在长丝的表面产生纳米级凹槽。发明制备出的具有纳米级凹槽的PVA长丝，形态稳定，可加工性强，可以用于防水透湿服装材料的加工。
文档编号D02J11/00GK101173398SQ20071019044
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月24日 优先权日2007年11月24日
发明者刘基宏, 卢雨正, 孙广旭, 江红霞, 王宗岭 申请人:江南大学