一种纳米氧化锌丙纶长丝及其制造方法与流程

本发明属于纺织技术领域，具涉及一种纳米氧化锌丙纶长丝及其制造方法。

背景技术：

我国是化纤制造大国，但差别化纤维的比重仍然非常小，特别是功能性纤维比重更小。锌是人体内含量仅次于铁的微量元素，纳米氧化锌本身无毒，对皮肤无刺激性、热稳定性好；具有很强吸收紫外线功能，对UVA长波和UVB中波有屏蔽作用。氧化锌制成纳米级时，微粒尺寸与光波相当或更小；纳米氧化锌本身俗称远红外陶瓷粉，有很强的远红外线反射能力，可促进血液循环，还可遮蔽远红外线减少热量损失，故此有很好的蓄热保温效果。为此，人们用纳米级氧化锌作製造化纤的原材料之一，再将此种化纤织成布，製成服装。如公告号：CN101407948“纳米氧化锌/聚丙烯/聚乳酸复合纤维材料”，就是用纳米级氧化锌、聚丙烯作製造化纤的技术方案之一。但上述的技术方案和其它现有技术一样，需将纳米氧化锌粉末进行改性处理，纳米氧化锌粉末进行改性处理要求等离子气体纯度高，如其要求氦气、氩气的纯度为99.99％，因此，实际中现有技术还不能生产出纳米氧化锌丙纶长丝。不进行纳米氧化锌粉末改性处理不能生产出纳米氧化锌丙纶长丝的原因是因为：生产中添加了纳米氧化锌粉末后，丙纶切片和纳米氧化锌熔融后流体内的机械杂质增大，可纺性大幅降低，如要生产纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝，则在生产过程中，由于熔流体的弹性能过大，熔流体经喷丝板微孔喷出板面时膨化系数过大，造成丝条破裂，不能正常连续生产纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种纳米氧化锌丙纶长丝及其制造方法，其在于解决不进行纳米氧化锌粉末改性处理，丙纶切片和纳米氧化锌粉末熔融后熔流体内的机械杂质增大，可纺性大幅降低，无法生产出成品纳米氧化锌丙纶长丝的难题；以及克服纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝在生产过程中，由于熔流体的弹性能过大，熔流体经喷丝板微孔喷出时膨化系数过大，造成丝条破裂，不能正常连续生产成品纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的，一种纳米氧化锌丙纶长丝，包括长丝本体，其要点在于：所述的长丝本体包括纳米氧化锌母粒和丙纶切片经熔融混合的二种物质组份，纳米氧化锌母粒和丙纶切片二种物质组份的重量比为8～9:100～120；所述的纳米氧化锌母粒包括由不经改性处理的纳米氧化锌粉末和丙纶切片粉末经熔融混合的二种物质组份，不经改性处理的纳米氧化锌粉末和丙纶切片粉末二种物质组份的重量比为3～6:8～12。

一种纳米氧化锌丙纶长丝的制造方法，其要点在于：它由纳米氧化锌母粒和丙纶切片按照8～9:100～120的重量比混合搅拌均匀，投入干燥机加热干燥35～55分钟，然后经由螺杆挤出机熔融混合后送至纺织箱体，由纺织箱体上的计量泵精确计量，传送到纺织组件进行纺丝制造；所述的纳米氧化锌母粒由不经改性处理的纳米氧化锌粉末和丙纶切片粉末按照3～6:8～12的重量比混合搅拌均匀，经螺杆挤出机熔融加工含锌元素的纳米氧化锌母粒。

作为优选，所述纺织组件共分为四个制造纺织区间：

(1)进料区间：熔流体进料孔设置在中间由上而下进料，在纺织组件的内腔从进料孔开始为扇形结构，并向四周孤形过度，使熔流体压力均匀向四周辐射，使纺织组件内熔流体涡流减小，压力稳定，使含有纳米氧化锌的熔流体的可纺性大幅度提高；

(2)增压过滤区间：采用增压过滤，用金属砂作为过滤增压材料，过滤的不锈钢过滤网高达7层以上，这样的纺织组件压力更加稳定，可纺性提高；

(3)熔流体分流区间：过滤后的高压熔流体经分配板均匀分配至喷丝板，分配板与喷丝板之间的缓冲恒压区高度增大至17MM以上，分配板与喷丝板间的滤网层增加至三层以上，使熔流体压力进一步稳定；喷丝板的厚度加厚至25MM以上，从而使导流孔长度增加，使熔流体在导流孔内产生的涡流减至最低，提高可纺性；

(4)喷丝区间：增大喷丝板微孔的长径比至9～11：1；在喷丝板与侧吹风之间无风区加长至200MM以上；

经侧吹风冷却定型后的丝条在离喷丝板面700～900MM处集束上油，集束后的丝束经导丝盘传送至卷取速度为4000～5000M/min的全自动卷绕头卷取成型，制出纳米氧化锌丙纶长丝，即POY。

作为优选，丙纶切片与纳米氧化锌母粒干燥后含水率：900ug/g～1100ug/g；

螺杆挤出机的长径比：40～50：1；

螺杆挤出机的温度分5个区段，从进口至出口分别为：

一区段80°～120℃；

二区段205°～250℃；

三区段210°～265℃；

四区段125°～155℃；

五区段100°～135℃；

纺丝箱体温度：188℃～192℃；

纺丝压力：20～25Mpa；

卷取速度:1200～1600m/Min；

过滤金属砂：195～215目；

所述不锈钢过滤网为7层，不锈钢过滤网的目数按如下目数排列：150～250目、250～350目、400～550目、400～500目、450～500目、250～350目、50～100。

作为优选，所述的纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝的制造方法如下：纳米氧化锌丙纶长丝即POY原丝在平衡室内放置68～76小时，以平衡消除纳米氧化锌丙纶长丝内的内应力，经过68～76小时平衡后的纳米氧化锌丙纶长丝就可以进入拉伸变形工序，它由加弹机丝道经一罗拉进入上热箱加温，从上热箱出来的丝再喂入假捻器进行假捻变型，使丝束蓬松具有一定的弹性，上热箱与假捻器之间的牵伸比为1：1.2～1.8；从假捻器导出摩擦盘出来的假捻丝经二罗拉进入下热箱进行定型，经定型后的丝条不再回缩；从下热箱出来的丝束经三罗拉传至油辊上油后经锭子卷绕成型，即制得成品纳米氧化锌丙纶长丝低弹丝；以上上热箱温度：90～100℃，下热箱温度：87～97℃，牵伸比：1：2.5～2.8，一罗拉转速：420～470M/Min，二罗拉转速：460～500M/Min，三罗拉转速450～500M/Min，锭位卷装速度440～480m/min，钛丙纶纤维其拉伸变形丝含油率：3.5±0.5％。

本发明的有益效果在于：解决了不进行纳米氧化锌粉末改性处理，丙纶切片和纳米氧化锌粉末熔融后熔流体内的机械杂质增大，可纺性大幅降低，无法生产出成品纳米氧化锌丙纶长丝的难题；以及克服了纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝在生产过程中，由于熔流体的弹性能过大，熔流体经喷丝板微孔喷出时膨化系数过大，造成丝条破裂，不能正常连续生产成品纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝的弊病。本发明所以能有上述有益效果，是因为它对现有技术有如下创新：(1)进料区间：现有技术纺织组件的密封盖内侧为平面，熔流体进料孔在中间，或者在侧面，这样的结构会造成熔流体在纺织组件内形成窜流，造成压力不恒定，压力反复波动，影响正常纺丝。而本发明在纺织组件的内腔从进料孔开始为扇形结构，并向四周孤形过度，使熔流体压力均匀向四周辐射，使纺织组件内熔流体涡流减小，压力稳定，使含有纳米氧化锌的熔流体的可纺性大幅度提高。(2)增压过滤区间：增压过滤现有技术用60目海沙，滤网为5层。而本发明改为选用高质量的金属砂作为过滤增压材料，稳定压力及过滤的不锈钢过滤网高达7层以上，纺织组件内的压力更加稳定，可纺性提高。(3)熔流体分流区间：过滤后的高压熔流体经分配板分配至喷丝板，现有技术分配板与喷丝板之间的缓冲恒压区高度只有5MM，本发明增大至17MM以上，分配板与喷丝板间的滤网层增加至三层以上，使熔流体压力进一步稳定；喷丝板的厚度加厚至25MM以上，从而使导流孔长度增加，使熔流体在导流孔内产生的涡流减至最低，提高可纺性。(4)喷丝区间：现有技术的喷丝板微孔的长径比是2—4：1，因为高温高压的熔流体通过喷丝板微孔喷出时，由于压力的释放，在喷丝板面会造成丝条的膨化过大,使熔流体破裂造成断丝。而本发明增大喷丝板微孔的长径比至9～11：1，由于加大了喷丝板微孔的长径比，有助于喷出丝弹性能的松弛，减小出口处的压力和丝条膨化系数，从而极大地提高了可纺性。还有在喷丝板与侧吹风之间无风区加长至200MM以上，使丝条的冷却放缓，使含有纳米氧化锌的熔流体冷却结晶更均匀，解决了因添加纳米氧化锌增加了熔流体内的机械杂质而降低纤维强度的问题。

附图说明

图1:采用本发明织造的儿童内裤裆部的抗菌性能检测报告及分析检测结果

图2:采用本发明织造的衣服的锌含量检测报告

具体实施方式

以下结合1—2所表示的实施例对本发明作进一步描述。

一种纳米氧化锌丙纶长丝，包括长丝本体，所述的长丝本体包括纳米氧化锌母粒和丙纶切片经熔融混合的二种物质组份，纳米氧化锌母粒和丙纶切片二种物质组份的重量比为8.28:110；所述的纳米氧化锌母粒包括由不经改性处理的纳米氧化锌粉末和丙纶切片粉末经熔融混合的二种物质组份，不经改性处理的纳米氧化锌粉末和丙纶切片粉末二种物质组份的重量比为4:10。

一种纳米氧化锌丙纶长丝的制造方法，它由纳米氧化锌母粒和丙纶切片按照8.28:110的重量比混合搅拌均匀，投入干燥机加热干燥46分钟，然后经由螺杆挤出机熔融混合后送至纺织箱体，由纺织箱体上的计量泵精确计量，传送到纺织组件进行纺丝制造；所述的纳米氧化锌母粒由不经改性处理的纳米氧化锌粉末和丙纶切片粉末按照4:10的重量比混合搅拌均匀，经螺杆挤出机熔融加工含锌元素的纳米氧化锌母粒。

所述纺织组件共分为四个制造纺织区间：

(1)进料区间：熔流体进料孔设置在中间由上而下进料，在纺织组件的内腔从进料孔开始为扇形结构，并向四周孤形过度，使熔流体压力均匀向四周辐射，使纺织组件内熔流体涡流减小，压力稳定，使含有纳米氧化锌的熔流体的可纺性大幅度提高；

(2)过滤增压区间：采用增压过滤，用金属砂作为过滤增压材料，过滤的不锈钢过滤网高达7层，这样的纺织组件压力更加稳定，可纺性提高；

(4)熔流体分流区间：过滤后的高压熔流体经分配板均匀分配至喷丝板，分配板与喷丝板之间的缓冲恒压区高度增大至17MM，分配板与喷丝板间的滤网层增加至三层以上，使熔流体压力进一步稳定；喷丝板的厚度加厚至25MM，从而使导流孔长度增加，使熔流体在导流孔内产生的涡流减至最低，提高可纺性；

(4)喷丝区间：增大喷丝板微孔的长径比至10：1；在喷丝板与侧吹风之间无风区加长至200MM；

经侧吹风冷却定型后的丝条在离喷丝板面800MM处集束上油，集束后的丝束经导丝盘传送至卷取速度为4500M/min的全自动卷绕头卷取成型，制出纳米氧化锌丙纶长丝，即POY。

上述丙纶切片与纳米氧化锌母粒干燥后含水率：1000ug/g；

螺杆挤出机的长径比：45：1；

螺杆挤出机的温度分5个区段，从进口至出口分别为：

一区段110℃；

二区段230℃；

三区段250℃；

四区段140℃；

五区段120℃；

纺丝箱体温度：190℃±0.5℃；

纺丝压力：23Mpa；

卷取速度:1500m/Min；

过滤金属砂：205目；

七层过滤网按如下目数排列：205目、300目、420目、440目、650目、350目、205目；

所述的纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝的制造方法如下：纳米氧化锌丙纶长丝即POY原丝在平衡室内放置72小时，以平衡消除纳米氧化锌丙纶长丝内的内应力，经过72小时平衡后的纳米氧化锌丙纶长丝就可以进入拉伸变形工序，它由加弹机丝道经一罗拉进入上热箱加温，从上热箱出来的丝再喂入假捻器进行假捻变型，使丝束蓬松具有一定的弹性，上热箱与假捻器之间的牵伸比为1：1.5；从假捻器导出摩擦盘出来的假捻丝经二罗拉进入下热箱进行定型，经定型后的丝条不再回缩；从下热箱出来的丝束经三罗拉传至油辊上油后经锭子卷绕成型，即制得成品纳米氧化锌丙纶长丝其DTY即拉伸变形丝；以上上热箱温度：95℃，下热箱温度：90℃，牵伸比：1：2.6，一罗拉转速：450M/Min，二罗拉转速：480M/Min，三罗拉转速480M/Min，锭位卷装速度460m/min，钛丙纶纤维其拉伸变形丝含油率：3.5±0.5％。