專利名稱：一種基于超低溫冷卻法生產(chǎn)具納米級凹槽化纖長絲的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有特殊結(jié)構(gòu)的化纖長絲的制備方法，具體涉及利用溶脹-超低溫冷卻-牽伸方法生產(chǎn)具有納米級凹槽的聚乙烯醇(PVA)長絲的方法。
背景技術(shù)：
防水透濕技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用于紡織服裝領(lǐng)域內(nèi)的一種技術(shù)，用該技術(shù)生產(chǎn)的服裝面料 使得水滴(或液滴)不能滲入織物，而身體散發(fā)的汗氣能夠通過織物擴(kuò)散傳遞到外界，不致 在衣服和皮膚間積累或冷凝，集美觀舒適于一身。用這種織物作成的服裝，不僅能夠滿足嚴(yán) 寒風(fēng)雪、大風(fēng)等惡劣天氣環(huán)境中的穿著需要，也適用于人們?nèi)粘Ｉ顚τ鹨逻\(yùn)動衣的要求，
具有較為廣闊的發(fā)展前景。目前比較成熟的防水透濕織物的形成原理如下利用水滴與水蒸 汽分子之間直徑的差異，設(shè)計織物表面的孔隙大小，使得水滴不能通過孔隙而水分子可以穿 過織物表面，以此來實(shí)現(xiàn)防水透濕功能。 一般來說，水滴的直徑約20微米左右，水蒸汽分子
的直徑約為0.4納米，設(shè)定空隙的大小為納米級(4納米)，即可滿足防水透濕功能。目前大 多采用圖層的方法，在織物表面實(shí)現(xiàn)此功能，本專利擬從纖維加工層面對該技術(shù)進(jìn)行改善， 生產(chǎn)具有納米級凹槽的纖維，為該類產(chǎn)品的發(fā)展提供新思路。
聚乙烯醇(PVA)纖維是一種很有價值的功能性差別化纖維，具有優(yōu)良的性能，強(qiáng)度較高， 耐磨性好(僅次于錦綸)，耐酸堿性能與耐干熱性能好，可以調(diào)整其水溶溫度(0 10(TC)， 能在較短的時間內(nèi)生物降解，可以溶于水，溶于水后成為無毒、無味、五色的透明狀溶液。 本發(fā)明提出使用高溫溶解PVA纖維，生產(chǎn)具有納米級凹槽的化纖長絲。
本發(fā)明通過機(jī)械牽伸的方法使得化纖長絲表面產(chǎn)生納米級凹槽。由于凹槽較小，牽伸比 很小，因此在常溫下不能對長絲進(jìn)行牽伸，需要在超低溫下進(jìn)行。在低溫下，長絲會產(chǎn)生收 縮現(xiàn)象，因此先要進(jìn)行纖維的溶脹過程，在其中加入水份，抵消長絲本身的收縮程度，保證 長絲的整體形態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具備防水透濕性能的聚乙烯醇(PVA)化纖長絲的制備方法，利 用牽伸作用在PVA纖維表面產(chǎn)生納米級凹槽，經(jīng)過溶脹作用、超低溫冷卻、羅拉牽伸獲得該
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具體步驟為(1) PVA長絲溶脹。該過程需要將水分子浸入至長絲內(nèi)部，在溶脹過程中，保證浴 比大于20: 1，浸水時間長短與水溫相關(guān)，水溫越低，則需要浸水時間越長。 控制水溫不可到達(dá)PVA的水溶解溫度。
(2) 超低溫冷卻。將溶脹之后的PVA長絲放入液態(tài)氮?dú)庵?〈-19(TC)，冷卻一段時 間，使長絲變硬。
(3) 羅拉牽伸。在低溫下，使化纖長絲產(chǎn)生納米級凹槽，經(jīng)過牽伸過程需要控制牽 伸的張力以及伸長，最終可以獲得具有納米級凹槽的PVA長絲。
本發(fā)明利用PVA長絲，經(jīng)過溶脹、低溫冷卻、羅拉牽伸過程生產(chǎn)具有納米級凹槽的長絲， 對于生產(chǎn)防水透濕產(chǎn)品提出了全新思路。


圖l具有納米級凹槽的PVA長絲纖維制備工藝流程。
圖2具有納米級凹槽的PVA長絲纖維的結(jié)構(gòu)圖
圖3具有納米級凹槽的PVA長絲纖維(掃描電子顯微鏡)
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
將600 ml的去離子水升溫至25°C，與2 g PVA (規(guī)格10 D)長絲混合，浸泡30分鐘。 將長絲取出放入液態(tài)氮中(<-190°C)，超低溫冷卻10分鐘后，根據(jù)此時長絲的初始模量采用 定張力羅拉牽伸，獲得具有納米級凹槽的PVA長絲。 實(shí)例2
將600 ml的去離子水，低溫下(5°C)與2 g PVA (規(guī)格10 D)長絲混合，浸泡60分 鐘。長絲取出放入液態(tài)氮中(<-190°C)，超低溫冷卻10分鐘后，根據(jù)凹槽的長度采用定伸長 羅拉牽伸，獲得具有納米級凹槽的PVA長絲。
權(quán)利要求
1、一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備工藝，其特征是通過溶脹-超低溫冷卻-羅拉牽伸的方法生產(chǎn)具有納米級凹槽的PVA化纖長絲。
2、 如權(quán)利1所述一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備工藝，其特征在于利用溶脹作用 機(jī)理，在PVA長絲內(nèi)部浸入水份，使得在其經(jīng)過液氮超低溫冷卻時不會引起長絲的 收縮變形。
3、 如權(quán)利1所述一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備工藝，其特征在于在超低溫下對 長絲進(jìn)行羅拉牽伸，使其產(chǎn)生納米級凹槽。
全文摘要
一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備方法，利用溶脹-超低溫冷卻-羅拉牽伸法制備具有納米級凹槽的PVA化纖長絲。本發(fā)明借助溶脹作用使水分子進(jìn)入到PVA長絲內(nèi)部，保證長絲在經(jīng)過液氮超低溫冷卻過程中的形態(tài)，通過羅拉牽伸作用在長絲的表面產(chǎn)生納米級凹槽。發(fā)明制備出的具有納米級凹槽的PVA長絲，形態(tài)穩(wěn)定，可加工性強(qiáng)，可以用于防水透濕服裝材料的加工。
文檔編號D02J11/00GK101173398SQ20071019044
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月24日
發(fā)明者劉基宏, 盧雨正, 孫廣旭, 江紅霞, 王宗嶺 申請人:江南大學(xué)