技术领域
[0001] 本
发明涉及合成
纤维技术领域，更具体地说，它涉及一种涤纶预取向长丝及其制造方法。
背景技术
[0002] 随着社会物质文化
水平的不断提高，人们对服饰面料、装饰材料的要求更加丰富。天然纤维和
纤维素再生纤维无论在产量还是
质量上已不能满足人们日益增长的需求。合成纤维技术因此得以广泛的研究和发展，化学纤维经过改性后赋予更多的功能，逐渐取代了天然纤维。而涤纶作为第一大合成纤维，开发适合消费者需求的多功能新产品备受人们的关注。
[0003] 现有授权公告号为CN1321230C的中国
专利公开了一种高模量低收缩涤纶工业丝的两步法制备工艺及其涤纶工业丝，其制备的涤纶工业丝虽然具有高模量低收缩率的性能，但是其抗紫外线性能不好。
发明内容
[0004] 针对
现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种涤纶预取向长丝，具有较好的抗紫外线性能和较高的断裂强度。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0006] 一种涤纶预取向长丝，以质量份数计，其原料包括：纤维级PET聚酯板90～100份、十六烷基三甲基溴化
银铵0.1～0.5份、1,1'-硫代双(2-
萘酚)1～1.3份、2-羟基二苯甲
酮0.7～1.2份、二价镍EDTA络合物0.1～0.5份、化纤油剂2.7～3.2份。
[0007] 本发明的另一目的在于提供上述所述的涤纶预取向长丝的制备方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1)将纤维级PET聚酯板进行切片；PET聚酯切片进行第一次干燥，干燥
温度为160～180℃，干燥时间为30min；PET聚酯切片进行第二次干燥，干燥温度为185℃，干燥时间为4～6小时，使PET聚酯切片的含水率≤25ppm；干燥之后的PET聚酯切片进行熔融，熔融完全之后加入十六烷基三甲基溴化银铵、1,1'-硫代双(2-萘酚)、2-羟基二苯甲酮、二价镍EDTA络合物，待混合均匀后
挤压成型成丝、冷却；
[0009] 步骤2)将步骤1)中所得的PET聚酯丝依次经过第一罗拉进行收集、上热箱加热、加捻器加捻、第二罗拉进行拉伸、下热箱定型、第三罗拉进一步定型、上油器进行加油、卷绕辊成型得涤纶预取向长丝；其中，所述上油器中盛有化纤油剂，控制所述涤纶预取向长丝的生产速度为3300rad/min；
[0010] 步骤1)中所述冷却采用环吹
风冷却，其中风温为18～22℃、
相对湿度为70～80％、风速为0.4～0.6m/s；
[0011] 步骤2)中上热箱定型步骤的热箱温度为175～180℃；
[0012] 在步骤1)中所得的PET聚酯丝后，直接进行步骤2)的处理。
[0013] 步骤1)中所述切片的厚度为0.5mm。
[0014] 步骤1)中所述熔融的温度为280～290℃。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0016] (1)十六烷基三甲基溴化银铵，银离子和季铵盐的抗菌机理不同，银离子的抗菌机理是：由于银离子带正电荷，
微生物一般带负电荷，根据库仑引
力的作用，两者相吸，当微生物表面蓄积到一定数量的浓度的阴离子时，阴离子就可以有效击穿微生物的细胞壁，并渗透到微生物细胞内与
蛋白质的巯基发生反应，使微生物蛋白质
凝固，蛋白酶失活，从而使微生物细胞丧失分裂、繁殖能力，同时银离子还具有极高的还原电势，能使周围的空间产生
原子氧而极大地提高抗菌效果；而季铵盐的抗菌机理是抗菌机理：季铵盐通过微生物表面阴离子结合逐渐进入细胞，破坏细胞膜，使细胞内容物外泻而导致细胞死亡，从而抑制微生物繁殖。意外发现十六烷基三甲基溴化银铵可以提高本发明所述
预取向丝的断裂强度，这可能是由于十六烷基三甲基溴化银铵可以提高纺丝时的结晶度，提高纤维结构的紧
密度，进而提高本发明所述预取向丝的断裂强度。
[0017] (2)1,1'-硫代双(2-萘酚)是一种高效多功能抗
氧化剂；2-羟基二苯甲酮是紫外光吸收剂，在其分子结构中含有邻羟基苯酮基，在分子内可形成氢键环，当分子吸收紫外线受激发后发生质子转移，且其分子具有高共轭结构，能形成共振稳态，处于
电子激发态的分子通过
能量转换成振动激发基态，以放热的形式减活恢复原状；二价镍EDTA络合物是很有效地淬灭剂，可以有效淬灭激发态羰基和淬灭单线态氧，并捕获游离基；2-羟基二苯甲酮和二价镍EDTA络合物共用时对抗紫外线方面产生协同效果，并且1,1'-硫代双(2-萘酚)对其协同效果具有增强的作用。
[0018] (3)本发明的生产工艺对涤纶预取向长丝的断裂强度有很大的影响，这均影响到涤纶预取向丝的取向和结晶，从而赋予涤纶预取向丝的力学性质。
具体实施方式
[0019] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0021] 步骤1)将纤维级PET聚酯板90Kg(聚对苯二
甲酸乙二醇酯板，品牌为德国盖尔)进行切片，切片的厚度为0.5mm；PET聚酯切片进行第一次干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为30min；PET聚酯切片进行第二次干燥，干燥温度为185℃，干燥时间为4小时，使PET聚酯切片的含水率≤25ppm；干燥之后的PET聚酯切片和0.2Kg的十六烷基三甲基溴化银铵、1.1Kg的
1,1'-硫代双(2-萘酚)、0.7Kg的2-羟基二苯甲酮、0.5Kg的二价镍EDTA络合物在螺杆
挤出机中充分混合、于280℃熔融、
挤压成型成丝、冷却，其中冷却风温为20℃、相对湿度75％、风速
0.5m/s。
[0022] 步骤2)将步骤1)中所得的PET聚酯丝依次经过第一罗拉进行收集、上175℃的热箱加热、加捻器加捻、第二罗拉进行拉伸、下热箱定型、第三罗拉进一步定型、上油器进行加油、卷绕辊成型得涤纶预取向长丝；其中，所述上油器中盛有化纤油剂(化纤油剂由中山市桑科化纤材料制品有限公司购得，上油率为3％，即化纤油剂2.775Kg)，，控制所述涤纶预取向长丝的生产速度为3300rad/min。
[0023] 实施例2
[0024] 其它同实施例1，不同的是PET聚酯切片进行第一次干燥的烦躁温度为180℃，第二次干燥的干燥时间为6小时，熔融温度为290℃；冷却时的风温为18℃、相对湿度为70％、风速为0.6m/s；上180℃的热箱定型；其中其原料包括：纤维级PET聚酯板90Kg、十六烷基三甲基溴化银铵0.4Kg、1,1'-硫代双(2-萘酚)1.3Kg、2-羟基二苯甲酮1.2Kg、二价镍EDTA络合物0.1Kg、化纤油剂3.2Kg。
[0025] 实施例3
[0026] 其它同实施例1，不同的是PET聚酯切片进行第一次干燥的烦躁温度为170℃，第二次干燥的干燥时间为5小时，熔融温度为285℃；冷却时的风温为22℃、相对湿度为80％、风速为0.4m/s；上177℃的热箱定型；其中其原料包括：纤维级PET聚酯板95Kg、十六烷基三甲基溴化银铵(
抗菌剂)0.5Kg、1,1'-硫代双(2-萘酚)(抗氧化剂)1Kg、2-羟基二苯甲酮(紫外光吸收剂)1Kg、二价镍EDTA络合物(淬灭剂)0.3Kg、化纤油剂3Kg。
[0027] 实施例4
[0028] 其它同实施例1，不同的是熔融温度为288℃；冷却时的风温为21℃、相对湿度为78％、风速为0.5m/s；上177℃的热箱定型；其中其原料包括：纤维级PET聚酯板97Kg、十六烷基三甲基溴化银铵(抗菌剂)0.2Kg、1,1'-硫代双(2-萘酚)(抗氧化剂)1.1Kg、2-羟基二苯甲酮(紫外光吸收剂)1.1Kg、二价镍EDTA络合物(淬灭剂)0.2Kg、化纤油剂2.9Kg。
[0029] 实施例5
[0030] 其它同实施例1，不同的是PET聚酯切片进行第一次干燥的烦躁温度为165℃，第二次干燥的干燥时间为5.5小时，熔融温度为283℃；冷却时的风温为19℃、相对湿度为75％、风速为0.5m/s；上176℃的热箱定型；其中其原料包括：纤维级PET聚酯板92Kg、十六烷基三甲基溴化银铵(抗菌剂)0.3Kg、1,1'-硫代双(2-萘酚)(抗氧化剂)1.3Kg、2-羟基二苯甲酮(紫外光吸收剂)0.9Kg、二价镍EDTA络合物(淬灭剂)0.3Kg、化纤油剂3.1Kg。
[0031] 对比例1
[0032] 其它同实施例1，不同的是纤维级PET聚酯板切片后直接进行第二次干燥，省去第一次干燥的工艺。
[0033] 对比例2
[0034] 其它同实施例1，不同的是在步骤1)中所得的PET聚酯丝后，经过30min后再进行步骤2)的处理。
[0035] 对比例3
[0036] 其它同实施例1，不同的是在步骤1)不添加十六烷基三甲基溴化银铵(抗菌剂)，而是在步骤2)中添加到化纤油剂。
[0037] 对比例4
[0038] 其它同实施例1，省去了第三罗拉进一步定型的工艺，直接上油器进行加油。
[0039] 在上述实施例和对比例中，涤纶预取向长丝的断裂强度按照GB/T16604-1996在INSTRON-1122强力机上测定，拉伸速率500mm/min，样品夹持长度500mm。
[0040] 收缩率按照GB/T16604-1996测定，外加
张力0.5cN/Tex，在177℃
热处理10min，测定涤纶预取向长丝的长度变化，按下式计算出收缩率：
[0041] 收缩率＝(样品初始长度-样品最终长度)/样品初始长度×100％。
[0042] 伸长5％
应力是指利用INSTRON-1122强力机测定断裂强度时伸长5％时对应的应力。
[0043] 表1上述实施例中涤纶预取向长丝，经测试，其主要性能指标如下
[0044]
[0045] 通过对表1中的数据分析得出，本发明的生产工艺对涤纶预取向长丝的断裂强度有很大的影响，这均影响到涤纶预取向丝的取向和结晶，从而赋予涤纶预取向丝的力学性质。(1)纤维级PET聚酯板切片进行二次干燥的目的是让其进行预结晶，形成晶核，增强诱导结晶作用；(2)在步骤1)中所得的PET聚酯丝后，直接进行步骤2)的处理的目的是为了将未结晶的聚对苯二甲酸乙二醇酯进行再结晶，进一步提高涤纶预取向丝的结构紧密度和
稳定性；(3)十六烷基三甲基溴化银铵(抗菌剂)的添加时机，在熔融后添加，十六烷基三甲基溴化银铵成为异相晶核，让其提前结晶，十六烷基三甲基溴化银的熔融后被释放发挥抗菌剂的作用；(4)第三罗拉进一步定型的目的在于提高涤纶预取向丝的取向度。
[0046] 对比例5
[0047] 其它同实施例1，不同的是没有添加2-羟基二苯甲酮(紫外光吸收剂)。
[0048] 对比例6
[0049] 其它同实施例1，不同的是没有添加二价镍EDTA络合物(淬灭剂)。
[0050] 对比例7
[0051] 其它同实施例1，不同的是没有添加1,1'-硫代双(2-萘酚)(抗氧化剂)。
[0052] 对比例8
[0053] 采用授权公告号为CN1321230C的中国专利公开的一种高模量低收缩涤纶工业丝的两步法制备工艺来制造的涤纶工业丝。
[0054] 实施例1和对比例1至4中所得到的涤纶预取向长丝选用常见的平纹在ASL-2000型剑杆小样织机上进行制造，且织物的组织密度均为260×190根/10cm。然后采用英国SDL公司的防紫外线(UV)透过及防晒保护测试系统，按照AATCC Test Method 183-1998测试标准对织物进行测试，每个样品进行3次测试，
角度分别为0°、45°和90°，三次测试值平均后得到最终的UPF值。
[0055] 表2织物的抗紫外线的性能
[0056]测试项目 实施例1 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8
UPF值 60 10 5 25 11
[0057] 通过表2的数据分析可以得出：2-羟基二苯甲酮和二价镍EDTA络合物共用时对抗紫外线方面产生协同效果，并且1,1'-硫代双(2-萘酚)对其协同效果具有增强的作用。
[0058] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，但是，本发明不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的的保护范围。
