[发明专利]一种高强耐磨聚乳酸长丝及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸纤维纺织技术领域，尤其涉及一种高强耐磨聚乳酸长丝及其生产工艺。

背景技术

聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成。聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能,适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。

高强耐磨聚乳酸长丝是模量高、尺寸稳定性好的一种产业用纤维，多用于床上用品和家居服饰等用途。影响聚乳酸纤维长丝强伸和模量的关键在于纺丝成型、拉伸热定型阶段，即自纺丝箱体下来至出卷绕前的关系。高强耐磨聚乳酸纤长丝具有成本低、初始模量高、耐候性、抗蠕变性能优良等特点，因此，制备性能优良的高强型、尺寸稳定性指数好的一种高强耐磨聚乳酸长丝，可以拓展聚乳酸材料的用途。

发明内容

本发明要解决的技术问题为了克服现有聚乳酸纤维耐磨性差的缺陷，本发明提供了一种高强耐磨聚乳酸长丝，该纤维断裂强度≥4.0cN/dtex，断裂伸长率为28±2％，沸水收缩率为13±2％，含油率为0.35±0.05％。

高强耐磨聚乳酸长丝的网格度≥6个/m，该网格度是通过EPM针刺法测定。

一种高强耐磨聚乳酸长丝的生产方法，包括以下步骤：

聚乳酸切片经真空干燥，将聚乳酸切片熔融，熔体依次经纺丝、后加热、无风冷却、侧吹风冷却、上油、牵伸热定型和卷绕阶段后形成高强耐磨聚乳酸长丝。

所述的纺丝阶段，挤压机挤出压力为9.5～10.5mpa，后加热温度为225～235℃。

所述无风冷却的区域始终呈波动状态，其长度在100-300mm之间浮动。

所述的无风冷却长度为200mm。

所述的侧吹风冷却阶段，风温为46～52℃，风速为1.3～1.7m/s，相对湿度52～57％。

所述的上油阶段，采用油嘴或油辊上油，油剂泵转速为55HZ。

所述的牵伸热定型包括中温拉伸和等高温拉伸。

所述的牵伸热定型在五对辊之间进行，第一对辊和第二对辊为中温拉伸阶段，第三至第五对辊为等高温拉伸阶段；所述第一对辊处温度为50℃，第二对辊处的温度为90℃，第三对辊处温度为155℃，第四对辊处温度为155℃，第五对辊处温度为155℃。

所述的卷绕阶段，网络压力0.3～0.6mpa，卷绕面压100～120N；卷绕角在6.5～7.2°之间波动，且卷绕角先增后减。

有益效果：

本申请的生产方法将首要创新重心放在后加热与侧吹风冷却之间，在加工过程中，不仅将后加热与侧吹风之间距离缩短了，而且增加了一段无风自然冷却，这对于直接从纺丝箱体挤出的熔体而言，丝束在自然无风状态下逐渐硬化，有利于提高条干均匀性，而后再进入侧吹风冷却中，进入侧吹风冷却的条干内外均衡，此时收到侧吹风冷却中，就很容易形成均匀度高的丝条，丝条内部结构趋于稳定，结晶、取向度均一，避免皮芯结构的形成，其所获得的高强耐磨聚乳酸长丝的断裂强度≥4.0cN/dtex，断裂伸长率为28±2％，沸水收缩率13±2.0％，含油率为0.35±0.05％，将其再进行后续的牵伸热定型等处理时，由于其前期条干成形良好，从根本上确保了拉伸变形的均匀性，物理性质和机械性能稳定。

本发明的第二创新点在于无风自然冷却区域可以呈波动状态浮动，以适应不同的操作氛围。本申请中，后加热与侧吹风冷却之间的距离可调，这就确保了无风冷却的区域长度处于可灵活调整状态，因此，可根据实际的生产状况，调整后加热与侧吹风冷却之间的距离，调整无风冷却的程度。

实现高强耐磨聚乳酸长丝的加工，有利于拓宽其应用领域和使用寿命。本申请中高强的实现主要是通过三方面的配合实现的：纺丝阶段，控制计量泵前后压力，无风冷却与侧吹风冷却相互配合，使挤出熔体在无风冷却阶段的内张力和表面张力尽量释放，而后在侧吹风冷却阶段，由于条干均匀性较好，因此，该阶段的风况可在很大的幅度范围内进行调整，以满足产能与纤维品质的最佳匹配；本申请中，上油采用油嘴或油辊上油，待上油完毕后，经导丝辊出来的条干再经第一和第二对辊的中温预牵伸，以及第三对辊至第五对辊之间的等高温前身热点定型即可实现高强耐磨聚乳酸长丝的加工，其强度相对常规高模低缩涤纶工业丝而言，可提高10％。