本發(fā)明涉及聚乳酸纖維紡織
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：聚乳酸纖維是以玉米、小麥、甜菜等含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品為原料，經(jīng)發(fā)酵生成乳酸后，再經(jīng)縮聚和熔融紡絲制成。聚乳酸纖維是一種原料可種植、易種植，廢棄物在自然界中可自然降解的合成纖維。它在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)，不會(huì)散發(fā)毒氣，不會(huì)造成污染，是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維。其織物面料手感、懸垂性好，抗紫外線，具有較低的可燃性和優(yōu)良的加工性能,適用于各種時(shí)裝、休閑裝、體育用品和衛(wèi)生用品等，具有廣闊的應(yīng)用前景。高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲是模量高、尺寸穩(wěn)定性好的一種產(chǎn)業(yè)用纖維，多用于床上用品和家居服飾等用途。影響聚乳酸纖維長絲強(qiáng)伸和模量的關(guān)鍵在于紡絲成型、拉伸熱定型階段，即自紡絲箱體下來至出卷繞前的關(guān)系。高強(qiáng)耐磨聚乳酸纖長絲具有成本低、初始模量高、耐候性、抗蠕變性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因此，制備性能優(yōu)良的高強(qiáng)型、尺寸穩(wěn)定性指數(shù)好的一種高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲，可以拓展聚乳酸材料的用途。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為了克服現(xiàn)有聚乳酸纖維耐磨性差的缺陷，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲，該纖維斷裂強(qiáng)度≥4.0cn/dtex，斷裂伸長率為28±2％，沸水收縮率為13±2％，含油率為0.35±0.05％。高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的網(wǎng)格度≥6個(gè)/m，該網(wǎng)格度是通過epm針刺法測(cè)定。一種高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：聚乳酸切片經(jīng)真空干燥，將聚乳酸切片熔融，熔體依次經(jīng)紡絲、后加熱、無風(fēng)冷卻、側(cè)吹風(fēng)冷卻、上油、牽伸熱定型和卷繞階段后形成高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲。所述的紡絲階段，擠壓機(jī)擠出壓力為9.5～10.5mpa，后加熱溫度為225～235℃。所述無風(fēng)冷卻的區(qū)域始終呈波動(dòng)狀態(tài)，其長度在100-300mm之間浮動(dòng)。所述的無風(fēng)冷卻長度為200mm。所述的側(cè)吹風(fēng)冷卻階段，風(fēng)溫為46～52℃，風(fēng)速為1.3～1.7m/s，相對(duì)濕度52～57％。所述的上油階段，采用油嘴或油輥上油，油劑泵轉(zhuǎn)速為55hz。所述的牽伸熱定型包括中溫拉伸和等高溫拉伸。所述的牽伸熱定型在五對(duì)輥之間進(jìn)行，第一對(duì)輥和第二對(duì)輥為中溫拉伸階段，第三至第五對(duì)輥為等高溫拉伸階段；所述第一對(duì)輥處溫度為50℃，第二對(duì)輥處的溫度為90℃，第三對(duì)輥處溫度為155℃，第四對(duì)輥處溫度為155℃，第五對(duì)輥處溫度為155℃。所述的卷繞階段，網(wǎng)絡(luò)壓力0.3～0.6mpa，卷繞面壓100～120n；卷繞角在6.5～7.2°之間波動(dòng)，且卷繞角先增后減。有益效果：本申請(qǐng)的生產(chǎn)方法將首要?jiǎng)?chuàng)新重心放在后加熱與側(cè)吹風(fēng)冷卻之間，在加工過程中，不僅將后加熱與側(cè)吹風(fēng)之間距離縮短了，而且增加了一段無風(fēng)自然冷卻，這對(duì)于直接從紡絲箱體擠出的熔體而言，絲束在自然無風(fēng)狀態(tài)下逐漸硬化，有利于提高條干均勻性，而后再進(jìn)入側(cè)吹風(fēng)冷卻中，進(jìn)入側(cè)吹風(fēng)冷卻的條干內(nèi)外均衡，此時(shí)收到側(cè)吹風(fēng)冷卻中，就很容易形成均勻度高的絲條，絲條內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，結(jié)晶、取向度均一，避免皮芯結(jié)構(gòu)的形成，其所獲得的高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的斷裂強(qiáng)度≥4.0cn/dtex，斷裂伸長率為28±2％，沸水收縮率13±2.0％，含油率為0.35±0.05％，將其再進(jìn)行后續(xù)的牽伸熱定型等處理時(shí)，由于其前期條干成形良好，從根本上確保了拉伸變形的均勻性，物理性質(zhì)和機(jī)械性能穩(wěn)定。本發(fā)明的第二創(chuàng)新點(diǎn)在于無風(fēng)自然冷卻區(qū)域可以呈波動(dòng)狀態(tài)浮動(dòng)，以適應(yīng)不同的操作氛圍。本申請(qǐng)中，后加熱與側(cè)吹風(fēng)冷卻之間的距離可調(diào)，這就確保了無風(fēng)冷卻的區(qū)域長度處于可靈活調(diào)整狀態(tài)，因此，可根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)狀況，調(diào)整后加熱與側(cè)吹風(fēng)冷卻之間的距離，調(diào)整無風(fēng)冷卻的程度。實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的加工，有利于拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域和使用壽命。本申請(qǐng)中高強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)主要是通過三方面的配合實(shí)現(xiàn)的：紡絲階段，控制計(jì)量泵前后壓力，無風(fēng)冷卻與側(cè)吹風(fēng)冷卻相互配合，使擠出熔體在無風(fēng)冷卻階段的內(nèi)張力和表面張力盡量釋放，而后在側(cè)吹風(fēng)冷卻階段，由于條干均勻性較好，因此，該階段的風(fēng)況可在很大的幅度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以滿足產(chǎn)能與纖維品質(zhì)的最佳匹配；本申請(qǐng)中，上油采用油嘴或油輥上油，待上油完畢后，經(jīng)導(dǎo)絲輥出來的條干再經(jīng)第一和第二對(duì)輥的中溫預(yù)牽伸，以及第三對(duì)輥至第五對(duì)輥之間的等高溫前身熱點(diǎn)定型即可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的加工，其強(qiáng)度相對(duì)常規(guī)高模低縮滌綸工業(yè)絲而言，可提高10％。將本申請(qǐng)應(yīng)用于高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的加工，不僅滿足了纖維的延展性，使強(qiáng)度達(dá)到4.0cn/dtex以上，又增加其耐磨性，提高使用壽命。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提出一種高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲，該纖維斷裂強(qiáng)度≥4.0cn/dtex，斷裂伸長率為28±2％，沸水收縮率為13±2％，含油率為0.35±0.05％。實(shí)施例1：切片紡100dtex/48f高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的加工本實(shí)施例高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的加工設(shè)備，以切片為初料，切片粘度1.8dl/g，其加工流程為：紡絲→后加熱→無風(fēng)冷卻→側(cè)吹風(fēng)冷卻→上油→牽伸熱定型(中溫拉伸→等高溫拉伸)→預(yù)網(wǎng)絡(luò)→卷繞。(1)紡絲階段工藝設(shè)定：(2)無風(fēng)冷卻階段：室溫，無風(fēng)；區(qū)域長度100mm。(3)側(cè)吹風(fēng)冷卻階段：冷卻采用側(cè)吹風(fēng)：風(fēng)溫50℃，相對(duì)濕度55％，風(fēng)壓1000pa。(4)上油階段：上油油劑型號(hào)：pl-15641；油劑泵轉(zhuǎn)速55rpm。(5)牽伸階段：項(xiàng)目參數(shù)第一對(duì)輥2500m/min,50℃第二對(duì)輥3000m/min，90℃第三對(duì)輥4000m/min，155℃第四對(duì)輥4000m/min，155℃第五對(duì)輥3850m/min，110℃(6)卷繞階段：項(xiàng)目參數(shù)網(wǎng)絡(luò)壓力0.6mpa卷繞面壓100n卷繞速度3800m/min卷繞張力100cn其中，卷繞角具體設(shè)置參見表1.項(xiàng)目參數(shù)啟動(dòng)6.5°范圍16.7°范圍26.9°范圍37.0°范圍47.1°范圍57.0°范圍66.9°范圍76.7°范圍86.5°表2牽伸卷繞過程中拉伸比匯總表項(xiàng)目參數(shù)冷牽伸(一、二輥之間)1.2中溫拉伸比(二、三輥之間)1.33松弛比(四輥、卷繞頭之間)1.05總拉伸比(四輥、一輥之間)1.6在上述加工過程中，熔體經(jīng)熔體主進(jìn)口進(jìn)入紡絲箱體，在聯(lián)苯箱體和后加熱器保溫下，經(jīng)計(jì)量泵送入噴絲頭形成絲條后，先在后加熱器與紡絲甬道之間的一段無風(fēng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行無風(fēng)自然冷卻，然后再進(jìn)入紡絲甬道進(jìn)行側(cè)吹風(fēng)冷卻，待冷卻半成型后，上油機(jī)構(gòu)采用油嘴上油對(duì)其進(jìn)行均勻上油，上油完畢的絲條送至牽伸熱定型機(jī)構(gòu)處進(jìn)行牽伸熱定型，先經(jīng)第一對(duì)輥送至第二對(duì)輥，第二對(duì)輥處進(jìn)行中溫預(yù)熱后，送至第三對(duì)輥、第四對(duì)輥，完成高溫牽伸熱定型后，再送至第五對(duì)輥，之后經(jīng)預(yù)網(wǎng)絡(luò)處理后，經(jīng)卷繞機(jī)構(gòu)處進(jìn)行卷繞階段，完成高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的成型。其中，后加熱器下端與氣缸的伸縮桿相連接，該氣缸與伸縮桿則固定于升降平臺(tái)上，紡絲甬道下方連接有波浪形風(fēng)管，且紡絲甬道與波浪形風(fēng)管一體固定于伸縮桿上，伸縮桿帶動(dòng)后加熱器底部向下降入紡絲甬道中，即可改變無風(fēng)冷卻階段的長度，從而改變無風(fēng)冷卻與側(cè)吹風(fēng)冷卻的配比，在這個(gè)過程中，不僅將后加熱與側(cè)吹風(fēng)之間距離縮短了，而且增加了一段無風(fēng)自然冷卻，這對(duì)于直接從紡絲箱體擠出的熔體而言，適宜的無風(fēng)冷卻避免了驟冷、驟濕環(huán)境造成的條干表面硬化，熔體在自然無風(fēng)狀態(tài)下，熔體內(nèi)張力以及表面張力均得到釋放，并順勢(shì)形成均勻結(jié)構(gòu)，而后再進(jìn)入側(cè)吹風(fēng)冷卻中，進(jìn)入側(cè)吹風(fēng)冷卻的條干內(nèi)外均衡，此時(shí)收到側(cè)吹風(fēng)冷卻中，就很容易形成均勻度高的絲條，絲條內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，結(jié)晶、取向度均一，結(jié)構(gòu)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)疵點(diǎn)，強(qiáng)伸比例達(dá)到最佳，其所獲得的高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的斷裂強(qiáng)度≥4.0cn/dtex，斷裂伸長率為28±2％，沸水收縮率為13±2.0％，含油率為0.35±0.05％，將其再進(jìn)行后續(xù)的牽伸熱定型等處理時(shí)，由于其前期條干成形良好，從根本上確保了拉伸變形的均勻性，物理性質(zhì)和機(jī)械性能穩(wěn)定。同時(shí)，通過升降平臺(tái)與氣缸的伸縮桿，可對(duì)后加熱與側(cè)吹風(fēng)冷卻之間的距離進(jìn)行調(diào)整，這就確保了無風(fēng)冷卻的區(qū)域長度處于可靈活調(diào)整狀態(tài)，因此，可根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)狀況，調(diào)整后加熱與側(cè)吹風(fēng)冷卻之間的距離，調(diào)整無風(fēng)冷卻的程度。紡絲階段，控制計(jì)量泵前后壓力，無風(fēng)冷卻與側(cè)吹風(fēng)冷卻相互配合，使擠出熔體在無風(fēng)冷卻階段的內(nèi)張力和表面張力盡量釋放，而后在側(cè)吹風(fēng)冷卻階段，由于條干均勻性較好，因此，該階段的風(fēng)況可在很大的幅度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以滿足產(chǎn)能與纖維品質(zhì)的最佳匹配；待冷卻完畢后進(jìn)行上油，油劑為非乳化液，基于紡絲組件出來?xiàng)l干的特性，必須要確保上油均勻，本申請(qǐng)中，上油采用油嘴上油，待上油完畢后，經(jīng)導(dǎo)絲輥出來的條干再經(jīng)第二對(duì)輥的中溫預(yù)牽伸與第三對(duì)輥至第五對(duì)輥之間的等高溫前身熱點(diǎn)定型即可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)型高模低縮滌綸工業(yè)絲的加工，其強(qiáng)度相對(duì)常規(guī)聚乳酸長絲而言，可提高30-40％。將本申請(qǐng)應(yīng)用于高強(qiáng)耐磨聚乳酸長絲的加工，不僅滿足了強(qiáng)伸性的最佳配伍，使強(qiáng)度達(dá)到4.0cn/dtex以上，可將其應(yīng)用從常規(guī)應(yīng)用拓寬至運(yùn)動(dòng)服飾、過濾材料等領(lǐng)域。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12