一种功能性锦纶FDY纤维及整理剂的制备方法与流程

本发明涉及纺丝材料技术领域，尤其涉及一种功能性锦纶FDY纤维及整理剂的制备方法。

背景技术：

尼龙纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维品种，它是由脂肪族二元酸和二元胺或脂肪族氨基酸经过缩聚反应合成的尼龙为原料，再经熔融纺丝所制得的一类合成纤维的总称。由于在其中都含有酰胺键，故统称为尼龙纤维。它属于杂链类合成纤维的一种。其中以聚己内酯酰胺纤维和聚己二酰己二胺纤维的产量最多，应用最广。锦纶不仅是最早工业化的合成纤维品种，而且它还具有多种优良特性，其具有较高的强度、弹性，而且耐磨、耐侯性好，因而深受广大消费者的欢迎，但随着人民生活水平的不断提高，人们对服装的多样性、舒适性、功能性要求也越来越广泛。纤维细旦化、功能化是差别化纤维发展的一个重要方向，也是尼龙纤维纺丝的主要发展趋势。与常规锦纶相比，差别化锦纶纤维具有更加优异的性能：透气性、柔顺性、舒适性、染色性、功能性等，开发不同种类，新型的、功能性尼龙纤维的研究正如火如荼的开展起来。

如中国专利CN102181951A公开了一种高强低收缩锦纶6细旦丝的加工方法，其特征在于包括以下步骤：A)备料，锦纶6切片加入到氮气保护气体的料仓内，得到待熔融料；B)熔融，将待熔融料引入具有电加热功能的螺杆挤压机中熔融，控制螺杆挤压机的熔融温度，得到熔体；C)成型，将熔体经熔体管道从纺丝箱上部引入经计量泵计量压入纺丝组件并且由喷丝板的喷丝孔喷出，得到丝束；D)冷却，将丝束引入缓冷区缓冷，然后通过侧吹窗侧吹风冷却成型，再经甬道进一步冷却，得到冷却成型的丝束；E)上油并预网络，由油唇或油轮对冷却成型的丝束上油并且预网络，控制预网络的气流压力,得到待牵伸丝束；F)牵伸，将待牵伸丝束由喂入辊喂入,依次经第一、第二组热辊和第三组热辊进行牵伸，并且在丝束途经第三组热辊和第四组热辊时进行松弛式定型，控制牵伸倍数和控制各组热辊的温度，得到牵伸定型丝；G)再网络和再上油，对牵伸定型丝进行再网络和再上油并且卷装，控制再网络的气流压力和控制卷绕速度，得到高强低收缩锦纶6细旦丝。本发明公开的技术方案对冷却成型的丝束进行上油并预网络然后进行二次定牵伸二次热定型，对松弛式定型的牵伸定型丝进行再网络和再上油，使得到的锦纶6细旦丝的断裂强力达到6.6CN/dtex以上，干热收缩≤4.0％，断裂强力比公知的一步法而言可高出10％，干热收缩率降低50％左右，从而可适应产品的不同用途，能应用于对断裂强力和干热收缩率具有苛刻要求的场合，如经编复合产品、皮件产品、涂层织物、过滤布、土工布、军工产品和汽车内饰产品等等。

又如中国专利CN102766934A公开了一种远红外锦纶6FDY纤维纺丝工艺，其是指在高速纺丝设备上以锦纶6切片和添加剂为原料，采用螺杆挤出机-预过滤器-静态混合器-计量泵-纺丝组件-细流-侧吹风-上油-甬道-第一导丝辊-第二导丝辊-第三导丝辊-卷绕的工艺路线，其特征在于：以所述的锦纶6切片的重量为基准，所述的添加剂包括0.2-0.5wt％的硫酸钡,0.5-1.0wt％的聚乙烯，0.25-0.50wt％的硫代双酚，0.5-1.0wt％的氧化铜微胶囊,0.25-0.5wt％的一氧化锰微胶囊，0.25-0.5wt％的氧化镁微胶囊，0.10-0.20wt％的氯化钙和0.5-1.0wt％分散剂。本发明公开的技术方案工艺方法简单易行，制备得到的尼龙纤维添加有复合远红外粒子，并且结合了微胶囊技术，使得所述的远红外纤维耐久性好。本发明的工艺适用于制备20D-70D的纤维纤维，同时添加消光剂可以制备得到相应的全消光或半消光产品。

但是，上述两个专利公开的技术方案功能单一，不能满足日常穿戴的多种需求。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种同时具备防紫外线及防粉尘附着的一种功能性锦纶FDY纤维及整理剂的制备方法。

本发明披露的一种功能性锦纶FDY纤维包括纤维本体，所述纤维本体外包覆有整理剂层，所述整理剂层中整理剂包括组分：有机硅油、二氧化钛、聚丙烯酰胺、增稠剂、壬基酚聚氧乙烯醚、分散剂、纳米分散型聚硅氧烷衍生物及溶剂。

在一些实施方式中，所述整理剂层中整理剂各组分按以下质量份组成：

在一些实施方式中，所述溶剂为丙三醇。

在一些实施方式中，所述聚硅氧烷衍生物为纳米分散型聚硅氧烷衍生物。

在一些实施方式中，所述增稠剂为羟乙基纤维素。

在一些实施方式中，所述分散剂为聚乙烯醇。

本发明披露的上述功能性锦纶FDY纤维中整理剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将各组分按质量份混合，加热、搅拌，制得混合溶液；

S2：采用有机酸溶液调整步骤S1中的混合溶液PH，制得整理剂。

在一些实施方式中，所述步骤S1具体包括:

S11：将聚丙烯酰胺、分散剂溶解于溶剂，并搅拌均匀；

S12：将有机硅油与所述步骤S11中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S13：将壬基酚聚氧乙烯醚与所述步骤S12中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S14：将二氧化钛加入所述步骤S13中的混合溶液，并搅拌均匀；

S15：将纳米分散型聚硅氧烷衍生物加入所述步骤S14中的混合溶液，并搅拌均匀；

S16：将增稠剂加入所述步骤S15中的混合溶液，并搅拌均匀；

S17：对所述步骤S16制得的混合溶液进行加热，在加热的过程中不断搅拌至混合均匀。

在一些实施方式中，所述步骤S17中，加热温度控制在65℃-75℃之间。

在一些实施方式中，采用有机酸调整步骤S1中的混合溶液PH至6-6.5。

本发明提供的一种功能性锦纶FDY纤维及整理剂的制备方法与现有技术相比，其优点在于：

一、本发明披露的一种功能性锦纶FDY纤维，具有较好的防紫外线功能，防紫外线功能提高至40-65UPF，且防紫外线效果持久。

二、本发明披露的一种功能性锦纶FDY纤维，具有防粉尘附着功能，有效防止花粉、粉尘过敏。

三、本发明披露的一种功能性锦纶FDY纤维，提高了保暖及透气性能，提高了舒适度。

四、本发明披露的一种功能性锦纶FDY纤维，生产效率高，强度大，断头少，成品合格率。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式披露的一种功能性锦纶FDY纤维的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明第二种实施方式披露的一种功能性锦纶FDY纤维的结构示意图。

具体实施方式

以下通过实施例及附图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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1至图3示意性地显示了根据本发明两种实施方式披露的一种功能性锦纶FDY纤维。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明第一种实施方式披露的一种功能性锦纶FDY纤维包括纤维本体1。作为本发明的一个发明点，纤维本体1为中空状纤维，且中空状纤维本体1的截面成蜂窝状，由此，可提高纤维本体1的透气性同时增加弹性。作为优选的，本发明此实施方式披露的一种功能性锦纶FDY纤维的纤维本体1内还设有保暖纤维2，作为进一步优选的，在本发明此实施方式中，保暖纤维2为短丝，如图1和图2所示，保暖纤维2嵌设于纤维本体1内，与纤维本体1融为一体。保暖纤维2具有多种可选性，如棉纤维，或为大豆蛋白纤维，或为棉纤维及大豆蛋白纤维，而在本发明的此实施方式中，保暖纤维2为棉纤维。

作为本发明的另一个发明点，纤维本体1外包覆有一层整理剂层3，整理剂层3具备防紫外线及防粉尘附着功能。

实施例2：

如图3所示，本发明第二种实施方式披露的一种功能性锦纶FDY纤维，其结构与实施例1中基本相同，其不同之处在于，保暖纤维2为长丝，如图3所示，保暖纤维2穿设于纤维本体1的蜂窝状空腔内，保暖纤维2可规则性均匀分布，也可无规则性分布，这里不做限制。

上述两个实施例披露的一种功能性锦纶FDY纤维提高了纤维的保暖性能，及透气性，因此提高了穿戴舒适度。

本发明还披露了上述实施例1及实施例2提供的一种功能性锦纶FDY纤维的生产工艺，具体包括以下步骤：

实施例3：

上述实施例1提供的一种功能性锦纶FDY纤维的生产工艺，具体包括以下步骤：

A)备料，将原料预先储存在料仓中，作为优选的，料仓中充满氮气保护气体，且原料在料仓中停留时间小于24h；

B)熔融，将原料及保暖纤维同时引入具有加热功能的螺杆挤出机中熔融，得到原料熔体，在此过程中，使原料与保暖纤维混合；

作为优选的，螺杆挤的加热温度为250℃-260℃之间。具体的，螺杆挤压机设有六个加热区，第一加热区的温度为250℃，第二加热区的温度为254℃，第三加热区的温度为256℃，第四加热区的温度为258℃，第五加热区的温度为259℃，第六加热区的温度为260℃。作为进一步优选的，螺杆挤出机出口处的压力大于130Kg，各熔体分管道压力保持均匀，熔体管道中的压力大于60kg。

C)计量，计量泵计量，计量泵的转速为15转；

D)纺丝成型，将原料熔体压入纺丝组件，并由喷丝板喷出，得到丝束；

具体的，选择异形喷丝板进行纺丝，纺丝起始压力为100kpa-250kPa，纺丝速度和纺丝速度和喷射速度之间形成一个拉伸倍数，拉伸倍数为120-300，纺丝速度为3500-5000m/min，拉伸后形成丝束。作为优选的，在本发明的此实施方式中，纺丝起始压力为150kpa，纺丝速度和纺丝速度和喷射速度之间形成一个拉伸倍数，拉伸倍数为150，纺丝速度为4500m/min，拉伸后形成丝束。

E)包覆整理剂层，将冷却后的丝束通过整理剂，使整理剂包覆于丝束外；作为优选的，整理剂中包括有机硅油、二氧化钛及纳米分散型聚硅氧烷衍生物，且对整理剂进行加热，使其温度控制在75℃。

F)冷却，将丝束进行侧吹风冷却，然后再经过甬道进一步冷却，得到冷却成型的丝束；作为优选的，侧吹风风速为0.35M/S,侧吹风冷却温度为18℃，甬道冷却温度为16℃。

G)上油并预网络，冷却后的丝束采用油剂进行润滑处理，并通过预网络提高上油均匀性；作为优选的，在本发明的此实施方式中，油剂溶液的浓度为8％-12％，上油率为1.0％-3.5％，而在本发明的此实施方式中，油剂溶液的浓度为10％，上油率为2.5％；另外，控制预网络的气流压力为0.1-0.25MPa，而在本发明的此实施方式中，控制预网络的气流压力为0.15MPa。

H)牵伸，通过拉伸冷辊和牵伸热辊，对丝束进行拉伸和热定型；具体的，拉伸冷辊和牵伸热辊的牵伸比控制在1.01-2.0倍，牵伸热辊的温度为150℃-200℃之间，作为优选的，在本发明的此实施方式中，拉伸冷辊和牵伸热辊的牵伸比控制在1.5倍，牵伸热辊的温度为180℃。

I)再网络再上油，对拉伸定型后的丝束进行再网络和再上油；具体的，控制再网络的气流压力为0.1-0.3MP,再上油的油剂溶液的浓度为8％-12％，上油率为1.0％-3.5％，作为优选的，在本发明的此实施方式中，控制再网络的气流压力为0.2MP,再上油的油剂溶液的浓度为10％，上油率为2.5％。

J)卷曲成型，卷绕速度为3500m/min-5000m/min。作为优选的，在本发明此实施方式中，卷绕速度为4500m/min。

实施例4：

上述实施例1提供的一种功能性锦纶FDY纤维的生产工艺，具体包括以下步骤：

A)备料，将原料预先储存在料仓中，作为优选的，料仓中充满氮气保护气体，且原料在料仓中停留时间小于24h；

B)熔融，将原料及保暖纤维同时引入具有加热功能的螺杆挤出机中熔融，得到原料熔体，在此过程中，使原料与保暖纤维混合；

作为优选的，螺杆挤的加热温度为250℃-260℃之间。具体的，螺杆挤压机设有六个加热区，第一加热区的温度为250℃，第二加热区的温度为254℃，第三加热区的温度为256℃，第四加热区的温度为259℃，第五加热区的温度为259℃，第六加热区的温度为259℃。作为进一步优选的，螺杆挤出机出口处的压力大于130Kg，各熔体分管道压力保持均匀，熔体管道中的压力大于60kg。

C)计量，计量泵计量，计量泵的转速为8转；

D)纺丝成型，将原料熔体压入纺丝组件，并由喷丝板喷出，得到丝束；

具体的，选择异形喷丝板进行纺丝，纺丝起始压力为100kpa-250kPa，纺丝速度和纺丝速度和喷射速度之间形成一个拉伸倍数，拉伸倍数为120-300，纺丝速度为3500-5000m/min，拉伸后形成丝束。作为优选的，在本发明的此实施方式中，纺丝起始压力为100kpa，纺丝速度和纺丝速度和喷射速度之间形成一个拉伸倍数，拉伸倍数为120，纺丝速度为3500m/min，拉伸后形成丝束。

E)包覆整理剂层，将冷却后的丝束通过整理剂，使整理剂包覆于丝束外；作为优选的，整理剂中包括有机硅油、二氧化钛及纳米分散型聚硅氧烷衍生物，且对整理剂进行加热，使其温度控制在65℃。

F)冷却，将丝束进行侧吹风冷却，然后再经过甬道进一步冷却，得到冷却成型的丝束；作为优选的，侧吹风风速为0.25M/S,侧吹风冷却温度为17.5℃，甬道冷却温度为15℃。

G)上油并预网络，冷却后的丝束采用油剂进行润滑处理，并通过预网络提高上油均匀性；作为优选的，在本发明的此实施方式中，油剂溶液的浓度为8％-12％，上油率为1.0％-3.5％，而在本发明的此实施方式中，油剂溶液的浓度为8％，上油率为1.0％；另外，控制预网络的气流压力为0.1-0.25MPa，而在本发明的此实施方式中，控制预网络的气流压力为0.1MPa。

H)牵伸，通过拉伸冷辊和牵伸热辊，对丝束进行拉伸和热定型；具体的，拉伸冷辊和牵伸热辊的牵伸比控制在1.01-2.0倍，牵伸热辊的温度为150℃-200℃之间，作为优选的，在本发明的此实施方式中，拉伸冷辊和牵伸热辊的牵伸比控制在1.01倍，牵伸热辊的温度为150℃。

I)再网络再上油，对拉伸定型后的丝束进行再网络和再上油；具体的，控制再网络的气流压力为0.1-0.3MP,再上油的油剂溶液的浓度为8％-12％，上油率为1.0％-3.5％，作为优选的，在本发明的此实施方式中，控制再网络的气流压力为0.1MP,再上油的油剂溶液的浓度为8％，上油率为1.0％。

J)卷曲成型，卷绕速度为3500m/min-5000m/min。作为优选的，在本发明此实施方式中，卷绕速度为3500m/min。

实施例5：

上述实施例2提供的一种功能性锦纶FDY纤维的生产工艺，具体包括以下步骤：

A)备料，将原料预先储存在料仓中，作为优选的，料仓中充满氮气保护气体，且原料在料仓中停留时间小于24h；

B)熔融，将原料引入具有加热功能的螺杆挤出机中熔融，得到原料熔体；

作为优选的，螺杆挤的加热温度为250℃-260℃之间。具体的，螺杆挤压机设有六个加热区，第一加热区的温度为250℃，第二加热区的温度为254℃，第三加热区的温度为256℃，第四加热区的温度为257℃，第五加热区的温度为258℃，第六加热区的温度为259℃。作为进一步优选的，螺杆挤出机出口处的压力大于130Kg，各熔体分管道压力保持均匀，熔体管道中的压力大于60kg。

C)计量，计量泵计量，计量泵的转速为25转；

D)纺丝成型，将原料熔体压入纺丝组件，并由喷丝板喷出，得到丝束，在纺丝的过程中引入保暖纤维；

具体的，选择异形喷丝板进行纺丝，纺丝起始压力为100kpa-250kPa，纺丝速度和纺丝速度和喷射速度之间形成一个拉伸倍数，拉伸倍数为120-300，纺丝速度为3500-5000m/min，拉伸后形成丝束。作为优选的，在本发明的此实施方式中，纺丝起始压力为250kpa，纺丝速度和纺丝速度和喷射速度之间形成一个拉伸倍数，拉伸倍数为300，纺丝速度为5000m/min，拉伸后形成丝束。

E)包覆整理剂层，将冷却后的丝束通过整理剂，使整理剂包覆于丝束外；作为优选的，整理剂中包括有机硅油、二氧化钛及纳米分散型聚硅氧烷衍生物，且对整理剂进行加热，使其温度控制在75℃。

F)冷却，将丝束进行侧吹风冷却，然后再经过甬道进一步冷却，得到冷却成型的丝束；作为优选的，侧吹风风速为0.5M/S,侧吹风冷却温度为20.5℃，甬道冷却温度为18℃。

G)上油并预网络，冷却后的丝束采用油剂进行润滑处理，并通过预网络提高上油均匀性；作为优选的，在本发明的此实施方式中，油剂溶液的浓度为8％-12％，上油率为1.0％-3.5％，而在本发明的此实施方式中，油剂溶液的浓度为12％，上油率为3.5％；另外，控制预网络的气流压力为0.1-0.25MPa，而在本发明的此实施方式中，控制预网络的气流压力为0.25MPa。

H)牵伸，通过拉伸冷辊和牵伸热辊，对丝束进行拉伸和热定型；具体的，拉伸冷辊和牵伸热辊的牵伸比控制在1.01-2.0倍，牵伸热辊的温度为150℃-200℃之间，作为优选的，在本发明的此实施方式中，拉伸冷辊和牵伸热辊的牵伸比控制在2.0倍，牵伸热辊的温度为200℃。

I)再网络再上油，对拉伸定型后的丝束进行再网络和再上油；具体的，控制再网络的气流压力为0.1-0.3MP,再上油的油剂溶液的浓度为8％-12％，上油率为1.0％-3.5％，作为优选的，在本发明的此实施方式中，控制再网络的气流压力为0.3MP,再上油的油剂溶液的浓度为12％，上油率为3.5％。

J)卷曲成型，卷绕速度为3500m/min-5000m/min。作为优选的，在本发明此实施方式中，卷绕速度为5000m/min。

上述实施例3至实施例5披露的一种功能性锦纶FDY纤维的生产工艺，提高了生产效率高，同时生产的纤维强度大，断头少，成品合格率。

本发明还披露了上述整理剂层3中整理剂及其制备方法。

实施例6：

本发明实施例6披露的整理剂包括以下质量份的组分：

其制备方法包括步骤：

S1：将各组分按质量份混合，加热、搅拌，制得混合溶液；

具体的，包括步骤：

S11：将聚丙烯酰胺、分散剂溶解于溶剂，并搅拌均匀；

S12：将有机硅油与所述步骤S11中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S13：将壬基酚聚氧乙烯醚与所述步骤S12中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S14：将二氧化钛加入所述步骤S13中的混合溶液，并搅拌均匀；

S15：将纳米分散型聚硅氧烷衍生物加入所述步骤S14中的混合溶液，并搅拌均匀；

S16：将增稠剂加入所述步骤S15中的混合溶液，并搅拌均匀；

S17：对所述步骤S16制得的混合溶液进行加热，在加热的过程中不断搅拌至混合均匀，作为优选的，加热温度至70℃。

S2：采用有机酸溶液调整步骤S1中的混合溶液PH，制得整理剂，具体的，采用有机酸调整步骤S1中的混合溶液PH至6。

实施例7：

本发明实施例7披露的整理剂包括以下质量份的组分：

其制备方法包括步骤：

S1：将各组分按质量份混合，加热、搅拌，制得混合溶液；

具体的，包括步骤：

S11：将聚丙烯酰胺、分散剂溶解于溶剂，并搅拌均匀；

S12：将有机硅油与所述步骤S11中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S13：将壬基酚聚氧乙烯醚与所述步骤S12中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S14：将二氧化钛加入所述步骤S13中的混合溶液，并搅拌均匀；

S15：将纳米分散型聚硅氧烷衍生物加入所述步骤S14中的混合溶液，并搅拌均匀；

S16：将增稠剂加入所述步骤S15中的混合溶液，并搅拌均匀；

S17：对所述步骤S16制得的混合溶液进行加热，在加热的过程中不断搅拌至混合均匀，作为优选的，加热温度至65℃。

S2：采用有机酸溶液调整步骤S1中的混合溶液PH，制得整理剂，具体的，采用有机酸调整步骤S1中的混合溶液PH至6。

实施例8：

本发明实施例8披露的整理剂包括以下质量份的组分：

其制备方法包括步骤：

S1：将各组分按质量份混合，加热、搅拌，制得混合溶液；

具体的，包括步骤：

S11：将聚丙烯酰胺、分散剂溶解于溶剂，并搅拌均匀；

S12：将有机硅油与所述步骤S11中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S13：将壬基酚聚氧乙烯醚与所述步骤S12中的混合溶液混合，并搅拌均匀；

S14：将二氧化钛加入所述步骤S13中的混合溶液，并搅拌均匀；

S15：将纳米分散型聚硅氧烷衍生物加入所述步骤S14中的混合溶液，并搅拌均匀；

S16：将增稠剂加入所述步骤S15中的混合溶液，并搅拌均匀；

S17：对所述步骤S16制得的混合溶液进行加热，在加热的过程中不断搅拌至混合均匀，作为优选的，加热温度至75℃。

S2：采用有机酸溶液调整步骤S1中的混合溶液PH，制得整理剂，具体的，采用有机酸调整步骤S1中的混合溶液PH至6.5。

本发明披露的一种功能性锦纶FDY纤维包覆有上述实施例6-8披露的整理剂层，使纤维具有较好的防紫外线功能，防紫外线功能提高至40-65UPF，且防紫外线效果持久。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。