對位芳綸纖維的上油方法
【專利摘要】一種對位芳綸纖維的上油方法，屬于人造纖維制備技術領域。步驟：對油劑槽內的油劑加熱使其依次經過紡絲、水洗、中和以及干燥后的對位芳綸纖維絲束途經對應于油劑槽設置的配有復數個噴嘴的上油裝置，使每一束對位芳綸纖維絲束分別對應于一個噴嘴，由噴嘴對對位芳綸纖維絲束上油；在上油后的對位芳綸纖維絲束行出上油裝置后使其進入輥式擠壓裝置，使沾附在對位芳綸纖維絲束表面的油劑均勻滲透至對位芳綸纖維絲束的纖維組織內部，得到上油的對位芳綸纖維。能使對位芳綸纖維絲束獲得豐沛的油劑；能使油劑內滲至纖維內部，使對位芳綸纖維絲束的表里獲得均勻的油劑，為后續產品的生產提供質量保障。
【專利說明】
對位芳綸纖維的上油方法
技術領域
[0001] 本發明屬于人造纖維制備技術領域，具體涉及一種對位芳綸纖維的上油方法。
【背景技術】：
[0002] 對位芳綸纖維的化學名稱為聚對苯二甲酰對苯二胺纖維(PPTA纖維），是將聚對苯 二甲酰對苯二胺聚合體粉末溶解在濃硫酸中形成各向異性的并且具有液晶行為的紡絲溶 液，采用干噴濕紡的紡絲方法經噴絲頭噴出后，在特殊的凝固裝置中以稀硫酸為凝固浴凝 固成型為纖維絲束，再依次經洗滌、中和、烘干、拉伸或定型，然后上油卷繞形成成品纖維， 該纖維屬于高強度、高模量耐高溫型纖維。如美國專利US 3767756和世界專利W09634732都 敘述了該類纖維的制備方法。
[0003] 美國專利US 20130157054敘述了一種粗旦絲芳綸的制備方法，所述的芳綸纖維為 對位芳綸纖維，具有小于8度的纖維取向角，所述對位芳綸纖維的纖度至少為2666dtex，所 述對位芳綸纖維的模量至少為900g/d。在該專利的說明書中詳細敘述了制備流程:將液晶 態的對位芳綸紡絲溶液經過多孔噴絲板噴出，然后經過一個空氣層和凝固浴凝固成形為纖 維絲束，清洗該纖維絲束并將纖維表面的液體去除，然后在120~260 °C和1~2.5g/d的張力 下烘干，烘干時間為1.6~6s，隨后再對該纖維進一步的熱處理，熱處理溫度為300~400°C， 張力為2.5~5g/d，時間為0.2~5s。熱定型后冷卻該纖維到125~170°C，而后對纖維進行上 油處理，該專利中提到了上油，但沒有明確具體的上油方式，從該專利說明書的附圖可以看 出該專利上油次數僅為一次。
[0004] 中國發明專利申請公布號CN104963010A推薦有"一種對位芳綸纖維雙面上油裝 置"，具體公開了自上而下豎直排列的第一上油機構和第二上油機構，由于將第一上油機構 的油嘴與第二上油機構的油嘴設置為相向，因而能實現對纖維的兩側上油(說明書第0019 段），該專利的積極意義可參見其說明書第0022至0024段。此外，實用新型專利授權公告號 CN203855723U提供有"一種對位芳綸上油裝置"，其由進油管向滴油管供油，由滴油管將油 劑滴至途經其下方的上油輯上的對位芳給纖維，上油輯的下部浸在接油槽內，接油槽內的 油劑由與接油槽配接的接油槽出油管引出并循環使用(參見說明書第0008和0010段）。并非 限于例舉的前述兩項專利方案雖然各有相應的建樹之處，但是難以使油劑滲透到纖維內部 系其缺憾，而只有使油劑有效地滲透到纖維內部才能獲得真正意義上的上油均勻性，否則 會出現表里不一的陰陽情形。
[0005] 如業界所知，對位芳綸纖維在紡絲的過程中，由每一個噴絲板出來的都是一束纖 維，根據纖維旦數的不同，纖維絲束中的單纖維的根數從幾十根到幾千根，而上油要求油劑 能夠均勻地接觸到每一根單纖維的表面，油劑越均勻，纖維的品質越好。
[0006] 對位芳綸的分子結構為剛性鏈的大分子結構，而且具有非常高的纖維取向度和結 晶度，雖然對位芳綸拉伸強度很高，但是纖維在徑向的剪切強度非常低，于是在下游產品生 產時，纖維都首先要進行倒筒和經過一系列裝置的加工，而由于對位芳綸特殊的分子結構 使得對位芳綸在倒筒和后道加工過程中由于摩擦作用非常容易起毛，影響到產品質量。而 均勻上油的目的一方面旨在解決對位芳綸纖維在后道加工過程中起毛問題。
[0007] 另一方面，對位芳綸由于特別高的拉伸強度，使得其在復合材料領域具有廣泛的 用途，如防彈復合布，防刺復合布，輪胎簾子線，橡膠管增強材料等。但是對位芳綸纖維由于 特殊的分子結構，其分子鏈上活性基團比較少，纖維表面基本呈惰性狀態，與其他材料結合 力比較弱。而在復合材料領域使用時，纖維與基體樹脂或橡膠之間的結合力直接影響到復 合材料的質量。因此對位芳綸上油的另一個目的是提高纖維與基體樹脂之間的粘合力。合 適的油劑配方對對位芳綸纖維上油可改善對位芳綸與樹脂或橡膠之間的粘合力，同樣對對 位芳綸纖維上油的均勻性也是增進對位芳綸與樹脂或橡膠之間的結合效果的不可偏廢的 重要因素。
【發明內容】
[0008] 本發明的任務在于提供一種對位芳綸纖維的上油方法，該方法能使對位芳綸纖維 在制備過程中獲得優異的均勻上油效果而藉以為后續產品的生產提供質量保障。
[0009] 本發明的任務是這樣來完成的，一種對位芳綸纖維的上油方法，包括以下步驟：
[0010] A)上油，在對油劑槽內的油劑加熱而藉以提高油劑流動性的狀態下使依次經過紡 絲、水洗、中和以及干燥后的對位芳綸纖維絲束途經對應于所述油劑槽設置的配有復數個 噴嘴的上油裝置，并且使每一束對位芳綸纖維絲束分別對應于一個噴嘴，在油劑計量栗控 制油劑流量的狀態下由所述噴嘴對所述對位芳綸纖維絲束上油，得到上油后的對位芳綸纖 維絲束；
[0011] B)油劑內滲，在步驟A)所述的上油后的對位芳綸纖維絲束行出所述上油裝置后使 其進入輥式擠壓裝置，由輥式擠壓裝置對上油后的對位芳綸纖維絲束擠壓而藉以使沾附在 對位芳綸纖維絲束表面的所述油劑均勻滲透至對位芳綸纖維絲束的纖維組織內部，得到上 油的對位芳綸纖維。
[0012] 在本發明的一個具體的實施例中，步驟A)所述的依次經過紡絲、水洗、中和以及干 燥后的對位芳綸纖維絲束的纖度為200-3000D。
[0013] 在本發明的另一個具體的實施例中，步驟A)所述的依次經過紡絲、水洗、中和以及 干燥后的對位芳綸纖維絲束的含水率為7-15%。
[0014] 在本發明的又一個具體的實施例中，步驟A)中所述的對位芳綸纖維絲束向所述上 油裝置行進的速度為400-1000m/min。
[0015] 在本發明的再一個具體的實施例中，步驟A)中所述的油劑加熱的加熱溫度為60-8(TC〇
[0016] 在本發明的還有一個具體的實施例中，步驟B)中所述的上油后的對位芳綸纖維絲 束行出所述上油裝置后進入所述輥式擠壓裝置的速度400-1000m/min。
[0017] 在本發明的更而一個具體的實施例中，所述的輥式擠壓裝置包括彼此上下對應設 置的一工作輥和一支承輥，所述的上油后的對位芳綸纖維絲束途經工作輥與支承輥之間。
[0018] 在本發明的進而一個具體的實施例中，所述的工作輥為非金屬輥，而所述的支承 輥為金屬輥。
[0019] 在本發明的又更而一個具體的實施例中，所述的非金屬輥為橡膠輥。
[0020] 在本發明的又進而一個具體的實施例中，步驟B)中所述的上油的對位芳綸纖維的 含油率為對位芳綸纖維重量的0.8-1.5%。
[0021] 本發明提供的技術方案由于使每一束對位芳綸纖維絲束分別途經上油裝置的噴 嘴并且由噴嘴對其上油，因而能使對位芳綸纖維絲束獲得豐沛的油劑；由于將上油后的對 位芳綸纖維引入輥式擠壓裝置，因而能使油劑內滲至纖維內部，使對位芳綸纖維絲束的表 里獲得均勻的油劑，為后續產品的生產提供質量保障。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明方法所用的上油裝置以及輥式乳壓裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 請參見圖1，在圖1中示出了上油裝置2,該上油裝置具有與圖中所示的對位芳綸纖 維絲束1的數量相等的復數個噴嘴。在圖1中還示出了輥式乳壓裝置3,該輥式乳壓裝置3包 括一工作輥31和一支承輥32,工作輥31與支承輥32彼此上下對應設置，并且工作輥31為非 金屬輥，非金屬輥如橡膠輥，而支承輥則為金屬輥。行出上油裝置2的上油后的對位芳綸纖 維絲束從工作輥31與支承輥32之間通過。此外，依據專業常識，工作輥31以及支承輥32是轉 動地支承在具有油劑回收槽的機架上的。
[0024] 實施例1:
[0025] 請結合圖1。
[0026] A)上油，在對油劑槽（圖中未示出）內的油劑加熱至60°C (油劑槽內配有加熱元件 如電加熱管)而藉以提高油劑流動性的狀態下使依次經過紡絲、水洗、中和以及干燥后的纖 度為200D、含水率為7%的對位芳綸纖維絲束1以400m/min的行進速度途經對應于油劑槽設 置的并且配有與對位芳綸纖維絲束1的數量相等的噴嘴的上油裝置2,每一束對位芳綸纖維 絲束1對應于一個噴嘴，在油劑計量栗控制油劑流量的狀態下由噴嘴（即上油嘴，以下同）對 對位芳綸纖維絲束1上油，得上油后的對位芳綸纖維絲束；
[0027] B)油劑內滲，在步驟A)的上油后的對位芳綸纖維絲束行出上油裝置2后以400m/ min的行進速度使其進入輥式擠壓裝置3的工作輥31與支承輥32之間，由輥式擠壓裝置3對 上油后的對位芳綸纖維絲束擠壓而藉以使沾附在對位芳綸纖維絲束表面的油劑均勻地滲 透至對位芳綸纖維絲束的纖維組織內部，得到含油率為對位芳綸纖維重量的0.8%的上油 的對位芳綸纖維。
[0028] 實施例2:
[0029] 請結合圖1。
[0030] A)上油，在對油劑槽（圖中未示出）內的油劑加熱至80°C (油劑槽內配有加熱元件 如電加熱管)而藉以提高油劑流動性的狀態下使依次經過紡絲、水洗、中和以及干燥后的纖 度為300D、含水率為10%的對位芳綸纖維絲束1以600m/min的行進速度途經對應于油劑槽 設置的并且配有與對位芳綸纖維絲束1的數量相等的噴嘴的上油裝置2,每一束對位芳綸纖 維絲束1對應于一個噴嘴，在油劑計量栗控制油劑流量的狀態下由噴嘴對對位芳綸纖維絲 束1上油，得上油后的對位芳綸纖維絲束；
[0031] B)油劑內滲，在步驟A)的上油后的對位芳綸纖維絲束行出上油裝置2后以600m/ min的行進速度使其進入輥式擠壓裝置3的工作輥31與支承輥32之間，由輥式擠壓裝置3對 上油后的對位芳綸纖維絲束擠壓而藉以使沾附在對位芳綸纖維絲束表面的油劑均勻地滲 透至對位芳綸纖維絲束的纖維組織內部，得到含油率為對位芳綸纖維重量的1.5%的上油 的對位芳綸纖維。
[0032] 實施例3:
[0033] 請結合圖1。
[0034] A)上油，在對油劑槽（圖中未示出）內的油劑加熱至70°C (油劑槽內配有加熱元件 如電加熱管)而藉以提高油劑流動性的狀態下使依次經過紡絲、水洗、中和以及干燥后的纖 度為1500D、含水率為10%的對位芳綸纖維絲束1以1000m/min的行進速度途經對應于油劑 槽設置的并且配有與對位芳綸纖維絲束1的數量相等的噴嘴的上油裝置2,每一束對位芳綸 纖維絲束1對應于一個噴嘴，在油劑計量栗控制油劑流量的狀態下由噴嘴對對位芳綸纖維 絲束1上油，得上油后的對位芳綸纖維絲束；
[0035] B)油劑內滲，在步驟A)的上油后的對位芳綸纖維絲束行出上油裝置2后以1000m/ min的行進速度使其進入輥式擠壓裝置3的工作輥31與支承輥32之間，由輥式擠壓裝置3對 上油后的對位芳綸纖維絲束擠壓而藉以使沾附在對位芳綸纖維絲束表面的油劑均勻地滲 透至對位芳綸纖維絲束的纖維組織內部，得到含油率為對位芳綸纖維重量的1%的上油的 對位芳綸纖維。
[0036] 為了表征纖維上油是否均勻，
【申請人】采用測試纖維與橡膠之間的粘合力測試方法 來表征。測試標準參照ASTM D4776-98的測試方法。實施例1-3以及對比例的測試結果如下 表所示。
【主權項】
1. 一種對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于包括以下步驟： A) 上油，在對油劑槽內的油劑加熱而藉以提高油劑流動性的狀態下使依次經過紡絲、 水洗、中和以及干燥后的對位芳綸纖維絲束途經對應于所述油劑槽設置的配有復數個噴嘴 的上油裝置，并且使每一束對位芳綸纖維絲束分別對應于一個噴嘴，在油劑計量栗控制油 劑流量的狀態下由所述噴嘴對所述對位芳綸纖維絲束上油，得到上油后的對位芳綸纖維絲 束； B) 油劑內滲，在步驟A)所述的上油后的對位芳綸纖維絲束行出所述上油裝置后使其進 入輥式擠壓裝置，由輥式擠壓裝置對上油后的對位芳綸纖維絲束擠壓而藉以使沾附在對位 芳綸纖維絲束表面的所述油劑均勻滲透至對位芳綸纖維絲束的纖維組織內部，得到上油的 對位芳綸纖維。2. 根據權利要求1所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于步驟A)所述的依次經 過紡絲、水洗、中和以及干燥后的對位芳綸纖維絲束的纖度為200-3000D。3. 根據權利要求1所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于步驟A)所述的依次經 過紡絲、水洗、中和以及干燥后的對位芳綸纖維絲束的含水率為7-15%。4. 根據權利要求1所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于步驟A)中所述的對位 芳給纖維絲束向所述上油裝置行進的速度為400-1000m/min。5. 根據權利要求1所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于步驟A)中所述的油劑 加熱的加熱溫度為60-80 °C。6. 根據權利要求1所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于步驟B)中所述的上油 后的對位芳綸纖維絲束行出所述上油裝置后進入所述輥式擠壓裝置的速度400-1000m/ min〇7. 根據權利要求1或6所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于所述的輥式擠壓裝 置包括彼此上下對應設置的一工作輥和一支承輥，所述的上油后的對位芳綸纖維絲束途經 工作輥與支承輥之間。8. 根據權利要求7所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于所述的工作輥為非金 屬輥，而所述的支承輥為金屬輥。9. 根據權利要求8所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于所述的非金屬輥為橡 膠輥。10. 根據權利要求1所述的對位芳綸纖維的上油方法，其特征在于步驟B)中所述的上油 的對位芳綸纖維的含油率為對位芳綸纖維重量的0.8-1.5%。
【文檔編號】D06B5/06GK105926203SQ201610288897
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】陳建云
【申請人】江蘇恒通印染集團有限公司