CN114592253B - 一种聚乳酸长丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚乳酸长丝及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：将干燥后的聚乳酸切片和任选地色母粒用螺杆挤出机挤压熔融，形成熔体；熔体经纺丝箱体中的纺丝组件过滤和喷丝，形成熔体细丝；熔体细丝用环吹风装置冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；初生纤维上油，然后进行网络处理，得到预取向聚乳酸长丝；或者，初生纤维上油，然后依次进行网络处理和牵伸热定型，得到全拉伸聚乳酸长丝。本发明提供的聚乳酸长丝具有线密度偏差低、断裂强度高、条干不匀率高、沸水收缩率低的优点，可应用于纺织、无纺布、装饰材料、服饰等领域。

Description

一种聚乳酸长丝及其制备方法

技术领域

本发明属于聚乳酸纺丝技术领域，具体涉及一种聚乳酸长丝及其制备方法。

背景技术

绿色纺织品、可生物降解材料已成为目前全世界所关注的热点。聚乳酸(PLA)作为一种可生物降解的高分子聚合物，广泛应用于医疗、医学、农业、包装、服装业等领域，以替代传统材料。聚乳酸还是一种低能耗产品，比以替代石油产品为原料生产的聚合物低30-50％的能耗。在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格暴涨，可再生的产品必将成为全球范围的紧张消费品。

聚乳酸纤维融合了天然纤维和合成纤维的优异性能，是新型的生态性纤维。聚乳酸可以通过溶液纺丝和熔融纺丝制成纤维。目前，溶液纺丝常用的溶剂有二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯，但由于溶剂有毒，纺丝环境恶劣，工艺较为复杂，溶剂回收困难，限制了其工业化生产。聚乳酸也能使用熔纺设备进行熔融纺丝，因此，熔融纺丝更具有前途并成为工业化生产的主流。国外对聚乳酸纺丝的研究较早，相比之下，国内聚乳酸的生产技术仍属起步阶段。目前国内生产聚乳酸纤维的生产线基本都是在原聚酯纤维生产线的基础上通过对关键工序设备和流程进行改造和完善。但是，聚乳酸切片与聚酯切片的特性有显著差异，这决定了聚乳酸和聚酯的熔融纺丝工艺会有明显的不同。

目前，国内聚乳酸纤维的纺丝技术研究较少，工业化的聚乳酸纤维生产方法仍然有待开发。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚乳酸长丝及其制备方法。本发明提供的聚乳酸长丝具有线密度偏差低、断裂强度高、条干不匀率高、沸水收缩率低的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种聚乳酸长丝的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)对聚乳酸切片进行干燥；

(2)将干燥后的聚乳酸切片和任选地色母粒用螺杆挤出机挤压熔融，形成熔体；

(3)将所述熔体经纺丝箱体中的纺丝组件过滤和喷丝，形成熔体细丝；

(4)将所述熔体细丝用环吹风装置冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

(5)将所述初生纤维上油，然后依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，得到预取向(POY)聚乳酸长丝；

或者，将所述初生纤维上油，然后依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，再依次经过第一热辊、第二热辊和第三热辊进行牵伸热定型，得到全拉伸(FDY)聚乳酸长丝。

需要说明的是，步骤(2)中所述“任选地色母粒”是指有或者没有色母粒。

本发明采用环吹风系统结合单体抽吸装置进行熔体细丝的冷却成型。相比较侧吹风系统，环吹风系统生产的长丝的条干不匀率更低(长丝纵向上粗细程度更加均匀)，更有利于后道的加工。单体抽吸系统时时刻刻地将降解后的小单体或低聚物从喷丝板面抽走，防止因为单体的存在导致纺丝的过程中出现断丝或飘丝。

在本发明一些实施方式中，步骤(1)中所述干燥的方法为：先用转鼓干燥机干燥，再用热风干燥塔连续干燥。

在本发明一些实施方式中，所述转鼓干燥机采用阶梯式干燥方式，先在95-100℃下干燥3h，然后在100-105℃下干燥3h，最后在105-110℃下干燥3h。

在本发明一些实施方式中，所述转鼓干燥机干燥后聚乳酸切片的含水量≤100ppm。

在本发明一些实施方式中，所述热风干燥塔的温度为95-105℃，例如可以是95℃、96℃、98℃、100℃、102℃、103℃或105℃等；干燥时间为8-10h，例如可以是8h、8.5h、9h、9.5h或10h等。

在本发明一些实施方式中，所述热风干燥塔干燥后聚乳酸切片的含水量≤20ppm。

本发明先利用转鼓干燥机干燥，可以将不同含水量的聚乳酸切片干燥至同一含水量水平，再利用热风干燥塔连续干燥，可以使初步干燥的聚乳酸切片在同一含水量水平上同时干燥，能够使每一颗聚乳酸切片同时达到工艺要求的含水率，且缩短干燥时间。

在本发明一些实施方式中，步骤(2)中所述挤压熔融的温度为220-240℃；例如可以是220℃、222℃、225℃、228℃、230℃、232℃、235℃、238℃或240℃等。

在本发明一些实施方式中，步骤(3)中所述过滤时，采用的组件滤网层数为5层，滤网目数为50-200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂。

在本发明一些实施方式中，所述纺丝组件的压力为6-16Mpa。

熔体经过螺杆挤出机熔融挤出后通过喷丝孔微孔时，如果熔体中含有凝胶粒子、杂质等尺寸较大的粒子，就会堵塞微孔，造成微孔异常，出现浆丝、疵点断头，严重影响产品质量。而聚乳酸纺丝温度较涤纶纺丝温度低，本发明通过选择上述过滤条件，满足了聚乳酸长丝纤维对熔体质量均匀性、纯度的高要求，保证了产品质量稳定，且组件使用周期较理想。

在本发明一些实施方式中，步骤(3)中所述纺丝箱体的温度为220-240℃；例如可以是220℃、222℃、225℃、228℃、230℃、232℃、235℃、238℃或240℃等。

由于纺丝箱体的喷丝板微孔细小，组件过滤网层数、目数的增加，会导致熔体在组件中流动阻力增加，流动性能变差。而且，熔体质量要满足粘度均匀性、减少凝聚粒子产生的要求，因此纺丝温度的控制非常重要。本发明中，控制螺杆、箱体温度为220-240℃，形成的熔体流动性好，可使高弹形变松弛时间缩短，有利于减少熔体膨化效应，防止熔体破裂。但纺丝温度不宜过高，否则易使熔体降解严重，无法保证纺丝正常。

在本发明一些实施方式中，步骤(3)中的纺丝速率为2800-3600m/min；例如可以是2800m/min、2900m/min、3000m/min、3100m/min、3200m/min、3300m/min、3400m/min、3500m/min或3600m/min等。纺丝速率与纤维取向结晶速率有关，影响纤维的断裂伸长率和强力。

在本发明一些实施方式中，步骤(4)中所述环吹风装置为双排环吹风装置。双排环吹风装置是在单排环吹风装置的基础上改造的，相较单排环吹风装置，双排环吹风装置能够在有限的空间内布置更多的纺丝位，有助于提高生产效率。

在本发明一些实施方式中，步骤(4)中所述环吹风装置的风压为300-650pa(例如可以是300pa、350pa、400pa、450pa、500pa、550pa、600pa或650pa等)，风温为20-22℃(例如可以是20℃、20.2℃、20.5℃、20.8℃、21℃、21.2℃、21.5℃、21.8℃或22℃等)，风速为0.3-0.7m/s(例如可以是0.3m/s、0.35m/s、0.4m/s、0.45m/s、0.5m/s、0.55m/s、0.6m/s、0.65m/s或0.7m/s等)。

本发明中，风速过高或过低，均会导致原丝的断面不均率(DVC)较高。若风速过低，初生纤维截面上冷却固化速度差较小，自卷效果差；若风速过高，丝条扰动大，不利于纺丝、牵伸，而且过高的风速会使初生纤维预取向度偏高，从而在牵伸中产生过渡牵伸，导致毛丝、断头、缠辊增多，牵伸过程不能正常进行，还会导致大分子收缩能力降低，不利于卷绕。

在本发明一些实施方式中，所述预网络器的气压为0.05-0.1MPa(例如可以是0.05MPa、0.06MPa、0.07MPa、0.08MPa、0.09MPa或0.1MPa等)，所述主网络器的气压为0.15-0.2MPa(例如可以是0.15MPa、0.16MPa、0.17MPa、0.18MPa、0.19MPa或0.2MPa等)。

预网络器和主网络器统称为网络器，其作用相似，均为给一束散的细丝加网络。一束丝内有多根细丝，此丝束在没有加捻的情况下是蓬松、松散的，需要使用压缩空气在此丝束上间隔一定距离形成一个抱合点，此抱合点即为网络点。根据网络点的气压不同，分为预网络器和主网络器。

在本发明一些实施方式中，步骤(5)中所述牵伸热定型的温度为70-110℃(例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃等)。

初生纤维在低温拉伸时，会产生较大的拉伸应力，且拉伸温度远低于T_g，不会发生应力松弛，应力使分子迁移性加大，强迫高弹形变导致纤维取向程度高，过度的取向，会降低大分子应力松弛的收缩能力，影响卷绕成型效果，同时也使蓬松性下降，甚至会产生毛丝和断头。而在高温拉伸时，拉伸应力较小，纤维塑性形变增大，高弹形变减小，整根纤维拉伸性能趋于一致，内部的应力差和分子结构差异减小，起到抑制网络的作用。因此，拉伸温度控制在聚乳酸纤维玻璃化温度以上，本发明中牵伸温度控制在70-110℃。

在本发明一些实施方式中，所述牵伸热定型的总牵伸倍率为1.2-2.4倍(例如可以是1.2倍、1.3倍、1.5倍、1.6倍、1.8倍、2倍、2.1倍、2.3倍或2.4倍等)，所述第一热辊和第二热辊之间的牵伸倍率为总牵伸倍率的80-90％(例如可以是80％、82％、84％、85％、86％、88％或90％等)。

牵伸倍率选择在初生纤维最大拉伸比和自然拉伸比之间。因为拉伸倍率若小于自然拉伸倍数，则被拉伸纤维中细颈尚未扩展到整个纤维，必然包含较多的未拉伸丝，这样的纤维没有实用价值；而拉伸倍率达到最大倍数时，纤维就要断裂。牵伸倍率偏小时，不足以拉开纤维截面微观结构的差异，网络效果不能充分体现；牵伸倍率偏大，则会加速大分子轴向排列均匀化，使自卷能力减弱。本发明中，在满足产品质量的前提下，牵伸倍率控制在1.2-2.4。

由于初生纤维内部微观结构存在差异，拉伸后存在的大分子塑性形变在外力消失后，高弹形变松弛会产生不同的收缩效应而使丝束绕轴向扭转，形成螺旋形网络效果。

在本发明一些实施方式中，所述第一热辊的温度为88-98℃(例如可以是88℃、90℃、92℃、95℃或98℃等)，所述第二热辊的温度为98-108℃(例如可以是98℃、100℃、102℃、105℃或108℃等)，第三热辊的温度为108-110℃。

热辊的作用是使丝束进一步牵伸和定型。高温可以使丝束在牵伸时更加容易，且牵伸后的丝束得到很好的定型。本发明通过设置三对温度和转速逐步提高的热辊，能够使丝束的升温和牵伸更加均匀，有助于减少断丝的发生。

在本发明一些实施方式中，所述预取向聚乳酸长丝的含油率为0.50-0.90wt％；例如可以是0.50wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％或0.90等。

在本发明一些实施方式中，所述全拉伸聚乳酸长丝的含油率为1.0±0.2wt％。

在本发明一些实施方式中，所述制备方法还包括将制备的聚乳酸长丝卷绕成丝饼。对于预取向聚乳酸长丝，卷绕速率优选为2800-3200m/min；对于全拉伸聚乳酸长丝，卷绕速率优选为3000-3600m/min。

本发明中，还可以进一步将所述预取向聚乳酸长丝依次经过剪丝器、第一罗拉、变形热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉、定型热箱、网络嘴、第三罗拉、上油罗拉、卷绕，制备拉伸变形(DTY)聚乳酸长丝。

第二方面，本发明提供一种聚乳酸长丝，由第一方面所述的制备方法制备得到。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的POY聚乳酸长丝的线密度偏差在±0.8％内，断裂强度≥2.2cN/dtex，条干不匀率CV值≤1.0％。提供的FDY聚乳酸长丝的线密度偏差在±0.7％内，断裂强度≥3.0cN/dtex，沸水收缩率为20-30％，染色均匀度≥4级。该聚乳酸长丝具有环保、无毒、抗菌、阻燃、可降解特性，可替代石油基产品的使用，可广泛应用于纺织、无纺布、装饰材料、服饰等领域。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

本发明实施例中使用的主要材料来源如下：

聚乳酸切片：安徽丰原福泰来聚乳酸有限公司的FY601牌号，粘度为1.4±0.02dL/g，熔点为170±5℃；

油剂：日本竹本公司的POY-F-3099#、FDY/DT-F-1768#。

实施例1

本实施例提供一种84dtex/72f的圆形截面POY聚乳酸长丝，其制备方法如下：

(1)将聚乳酸切片加入转鼓干燥机中，先在95℃下干燥3h，然后在100℃下干燥3h，最后在110℃下干燥3h；然后切片转入热风干燥塔中，在103℃下连续干燥8h，测得切片含水量小于20ppm；

(2)将干燥后的聚乳酸切片送入螺杆挤出机中，在220℃的螺杆温度下挤压熔融，形成熔体；

(3)熔体经输送管道送入纺丝箱体内的纺丝组件中进行过滤和喷丝，形成熔体细丝；

其中，组件过滤网层数为5层，滤网目数为200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂，组件压力为16Mpa；

其中，纺丝箱体的温度为220℃，喷丝板直径80mm，微孔直径0.25mm/72f，喷丝速率为25.2g/min；

(4)所述熔体细丝进入双排环吹风装置中冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

其中，双排环吹风装置的风压为300pa，风温为22℃，风速为0.3m/s；

(5)所述初生纤维经油剂喷嘴上油，油剂为POY-F-3099#，控制含油率为0.50wt％；

(6)上油后的初生纤维经过丝束甬道，再依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，得到POY聚乳酸长丝；

其中，每根丝束含72根初生纤维细丝，预网络器的气压为0.05MPa，主网络器的气压为0.15MPa，导丝辊的转速为3000m/min，导丝辊产生的张力为12g；

(7)POY聚乳酸长丝经卷绕装置，以3000m/min的卷绕速率卷绕成丝饼。

实施例2

本实施例提供一种115dtex/72f的圆形截面POY聚乳酸长丝，其制备方法如下：

(1)将聚乳酸切片加入转鼓干燥机中，先在97℃下干燥3.5h，然后在103℃下干燥3.5h，最后在107℃下干燥3.5h；然后切片转入热风干燥塔中，在95℃下连续干燥10h，测得切片含水量小于20ppm；

(2)将干燥后的聚乳酸切片送入螺杆挤出机中，在240℃的螺杆温度下挤压熔融，形成熔体；

(3)熔体经输送管道送入纺丝箱体内的纺丝组件中进行过滤和喷丝，形成熔体细丝；

其中，组件过滤网层数为5层，滤网目数为200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂，组件压力为16Mpa；

其中，纺丝箱体的温度为240℃，喷丝板直径80mm，微孔直径0.25mm/72f，喷丝速率为34.5g/min；

(4)所述熔体细丝进入双排环吹风装置中冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

其中，双排环吹风装置的风压为650pa，风温为20℃，风速为0.7m/s；

(5)所述初生纤维经油剂喷嘴上油，油剂为POY-F-3099#，控制含油率为0.90wt％；

(6)上油后的初生纤维经过丝束甬道，再依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，得到POY聚乳酸长丝；

其中，每根丝束含72根初生纤维细丝，预网络器的气压为0.1MPa，主网络器的气压为0.2MPa，导丝辊的转速为3000m/min，导丝辊产生的张力为17g；

(7)POY聚乳酸长丝经卷绕装置，以3000m/min的卷绕速率卷绕成丝饼。

实施例3

本实施例提供一种167dtex/48f的圆形截面POY聚乳酸长丝，其制备方法如下：

(1)将聚乳酸切片加入转鼓干燥机中，先在95℃下干燥3h，然后在105℃下干燥3h，最后在110℃下干燥3h；然后切片转入热风干燥塔中，在100℃下连续干燥10h，测得切片含水量小于20ppm；另将蓝色色母粒在色母粒注入机中120℃烘干6小时；

(2)将干燥后的聚乳酸切片和蓝色色母粒按质量比50:1送入螺杆挤出机中，在230℃的螺杆温度下挤压熔融，形成熔体；

(3)熔体经输送管道送入纺丝箱体内的纺丝组件中进行过滤和喷丝，形成熔体细丝；

其中，组件过滤网层数为5层，滤网目数为200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂，组件压力为16Mpa；

其中，纺丝箱体的温度为220℃，喷丝板直径80mm，微孔直径0.3mm/48f，喷丝速率为46.8g/min；

(4)所述熔体细丝进入双排环吹风装置中冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

其中，双排环吹风装置的风压为400pa，风温为21℃，风速为0.5m/s；

(5)所述初生纤维经油剂喷嘴上油，油剂为POY-F-3099#，控制含油率为0.70wt％；

(6)上油后的初生纤维经过丝束甬道，再依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，得到POY聚乳酸长丝；

其中，每根丝束含48根初生纤维细丝，预网络器的气压为0.08MPa，主网络器的气压为0.18MPa，导丝辊的转速为2800m/min，导丝辊产生的张力为22g；

(7)POY聚乳酸长丝经卷绕装置，以2800m/min的卷绕速率卷绕成丝饼。

实施例4

本实施例提供一种222dtex/36f的圆形截面FDY聚乳酸长丝，其制备方法如下：

(1)将聚乳酸切片加入转鼓干燥机中，先在95℃下干燥3h，然后在105℃下干燥3h，最后在110℃下干燥3h；然后切片转入热风干燥塔中，在103℃下连续干燥10h，测得切片含水量小于20ppm；

(2)将干燥后的聚乳酸切片送入螺杆挤出机中，在225℃的螺杆温度下挤压熔融，形成熔体；

(3)熔体经输送管道送入纺丝箱体内的纺丝组件中进行过滤和喷丝，形成熔体细丝；

其中，组件过滤网层数为5层，滤网目数为200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂，组件压力为16Mpa；

其中，纺丝箱体的温度为225℃，喷丝板直径80mm，微孔直径0.3mm/36f，喷丝速率为66.6g/min；

(4)所述熔体细丝进入双排环吹风装置中冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

其中，双排环吹风装置的风压为500pa，风温为22℃，风速为0.4m/s；

(5)所述初生纤维经油剂喷嘴上油，油剂为FDY/DT-F-1768#，控制含油率为2.0wt％；

(6)上油后的初生纤维经过丝束甬道，再依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理；

其中，每根丝束含36根初生纤维细丝，预网络器的气压为0.1MPa，主网络器的气压为0.2MPa，导丝辊的转速为3000m/min，导丝辊产生的张力为17g；

(7)网络处理后的丝束依次经过第一热辊、第二热辊和第三热辊进行牵伸热定型，得到FDY聚乳酸长丝；

其中，第一热辊的温度为90℃，转速为2500m/min；第二热辊的温度为100℃，转速为2700m/min；第三热辊的温度为109℃，转速为3000m/min；总牵伸倍率为1.2倍；

(8)FDY聚乳酸长丝经卷绕装置，以3000m/min的卷绕速率卷绕成丝饼。

实施例5

本实施例提供一种84dtex/72f的圆形截面FDY聚乳酸长丝，其制备方法如下：

(1)将聚乳酸切片加入转鼓干燥机中，先在95℃下干燥3h，然后在105℃下干燥3h，最后在110℃下干燥3h；然后切片转入热风干燥塔中，在103℃下连续干燥10h，测得切片含水量小于20ppm；

(2)将干燥后的聚乳酸切片送入螺杆挤出机中，在240℃的螺杆温度下挤压熔融，形成熔体；

(3)熔体经输送管道送入纺丝箱体内的纺丝组件中进行过滤和喷丝，形成熔体细丝；

其中，组件过滤网层数为5层，滤网目数为200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂，组件压力为16Mpa；

其中，纺丝箱体的温度为230℃，喷丝板直径80mm，微孔直径0.25mm/72f，喷丝速率为28.6g/min；

(4)所述熔体细丝进入双排环吹风装置中冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

其中，双排环吹风装置的风压为600pa，风温为20℃，风速为0.6m/s；

(5)所述初生纤维经油剂喷嘴上油，油剂为FDY/DT-F-1768#，控制含油率为1.0wt％；

(6)上油后的初生纤维经过丝束甬道，再依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理；

其中，每根丝束含72根初生纤维细丝，预网络器的气压为0.1MPa，主网络器的气压为0.2MPa，导丝辊的转速为3400m/min，导丝辊产生的张力为20g；

(7)网络处理后的丝束依次经过第一热辊、第二热辊和第三热辊进行牵伸热定型，得到FDY聚乳酸长丝；

其中，第一热辊的温度为88℃，转速为1417m/min；第二热辊的温度为98℃，转速为2992m/min；第三热辊的温度为108℃，转速为3400m/min；总牵伸倍率为2.4倍；

(8)FDY聚乳酸长丝经卷绕装置，以3400m/min的卷绕速率卷绕成丝饼。

实施例6

本实施例提供一种167dtex/48f的圆形截面FDY聚乳酸长丝，其制备方法如下：

(1)将聚乳酸切片加入转鼓干燥机中，先在95℃下干燥3h，然后在105℃下干燥3h，最后在110℃下干燥3h；然后切片转入热风干燥塔中，在103℃下连续干燥10h，测得切片含水量小于20ppm；另将蓝色色母粒在色母粒注入机中120℃烘干6小时；

(2)将干燥后的聚乳酸切片和蓝色色母粒按质量比50:1送入螺杆挤出机中，在235℃的螺杆温度下挤压熔融，形成熔体；

(3)熔体经输送管道送入纺丝箱体内的纺丝组件中进行过滤和喷丝，形成熔体细丝；

其中，组件过滤网层数为5层，滤网目数为200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂，组件压力为16Mpa；

其中，纺丝箱体的温度为235℃，喷丝板直径80mm，微孔直径0.3mm/48f，喷丝速率为53.4g/min；

(4)所述熔体细丝进入双排环吹风装置中冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

其中，双排环吹风装置的风压为500pa，风温为22℃，风速为0.5m/s；

(5)所述初生纤维经油剂喷嘴上油，油剂为FDY/DT-F-1768#，控制含油率为1.5wt％；

(6)上油后的初生纤维经过丝束甬道，再依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理；

其中，每根丝束含48根初生纤维细丝，预网络器的气压为0.1MPa，主网络器的气压为0.2MPa，导丝辊的转速为3200m/min，导丝辊产生的张力为20g；

(7)网络处理后的丝束依次经过第一热辊、第二热辊和第三热辊进行牵伸热定型，得到FDY聚乳酸长丝；

其中，第一热辊的温度为98℃，转速为1778m/min；第二热辊的温度为108℃，转速为2800m/min；第三热辊的温度为110℃，转速为3200m/min；总牵伸倍率为1.8倍；

(8)FDY聚乳酸长丝经卷绕装置，以3200m/min的卷绕速率卷绕成丝饼。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，步骤(5)中使用侧吹风装置进行冷却成型。

对比例2

与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中直接将聚乳酸切片加入热风干燥塔中，在103℃下连续干燥17h。测得切片含水量为>20ppm。

对比例3

与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中仅使用转鼓干燥机进行干燥，先在95℃下干燥5h，然后在100℃下干燥6h，最后在110℃下干燥6h。测得切片含水量为>20ppm。

性能测试：

对上述实施例和对比例得到的聚乳酸POY/FDY长丝的性能进行测试，测试标准如下：

线密度偏差：测试方法参照《GB/T 14343-2008化学纤维长丝线密度试验方法》国家标准。

断裂强度：测试方法参照《GB/T 14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法》国家标准。

条干不匀率：测试方法参照《GB/T 14346-2015化学纤维长丝电子条干不均匀率试验方法》国家标准。

沸水收缩率：测试方法参照《GB/T 6505-2017化学纤维长丝热收缩试验方法》国家标准。

染色均匀度(灰卡)：测试方法参照《GB/T 6508-2015涤纶长丝染色均匀度试验方法》国家标准。

其中，POY聚乳酸长丝的性能评价指标如下表1所示：

表1

FDY聚乳酸长丝的性能评价指标执行《FZ/T 54098-2017聚乳酸牵伸丝》标准，标准内容如下表2所示：

表2

上述测试的结果如下表3所示：

表3

从表3可以看出，本发明提供的聚乳酸POY长丝的线密度偏差在±0.8％内，断裂强度≥2.2cN/dtex，条干不匀率CV值≤1.0％。聚乳酸FDY长丝的线密度偏差在±0.7％内，断裂强度≥3.0cN/dtex，沸水收缩率为20-30％，染色均匀度≥4级。本发明提供的聚乳酸POY/FDY长丝具有环保、无毒、抗菌、阻燃、可降解特性，可替代石油基产品的使用，可广泛应用于纺织、无纺布、装饰材料、服饰等领域。

其中，与实施例1相比，对比例1使用侧吹风装置进行冷却成型，对比例2和3的切片含水量较高，均导致得到的聚乳酸POY长丝的线密度偏差和条干不匀率显著升高，断裂强度显著降低。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (16)

1.一种聚乳酸长丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)对聚乳酸切片进行干燥；

(2)将干燥后的聚乳酸切片和任选地色母粒用螺杆挤出机挤压熔融，形成熔体；

(3)将所述熔体经纺丝箱体中的纺丝组件过滤和喷丝，形成熔体细丝；

(4)将所述熔体细丝用环吹风装置冷却成型，同时用单体抽吸装置抽出单体和低聚物，形成初生纤维；

(5)将所述初生纤维上油，然后依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，得到预取向聚乳酸长丝；

或者，将所述初生纤维上油，然后依次经过预网络器、导丝辊、主网络器进行网络处理，再依次经过第一热辊、第二热辊和第三热辊进行牵伸热定型，得到全拉伸聚乳酸长丝；

其中，步骤(1)中所述干燥的方法为：先用转鼓干燥机干燥，再用热风干燥塔连续干燥，所述转鼓干燥机干燥后聚乳酸切片的含水量≤100ppm，所述热风干燥塔干燥后聚乳酸切片的含水量≤20ppm；

步骤(4)中所述环吹风装置为双排环吹风装置。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述转鼓干燥机采用阶梯式干燥方式，先在95-100℃下干燥3h，然后在100-105℃下干燥3h，最后在105-110℃下干燥3h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热风干燥塔的温度为95-105℃，干燥时间为8-10h。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述挤压熔融的温度为220-240℃。

5.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述过滤时，采用的组件过滤网层数为5层，滤网目数为50-200目，过滤砂为60目和80目的混合金属砂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝组件的压力为6-16Mpa。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述纺丝箱体的温度为220-240℃。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的纺丝速率为2800-3600m/min。

9.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，

步骤(4)中所述环吹风装置的风压为300-650pa，风温为20-22℃，风速为0.3-0.7m/s。

10.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预网络器的气压为0.05-0.1MPa，所述主网络器的气压为0.15-0.2MPa。

11.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述牵伸热定型的温度为70-110℃。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述牵伸热定型的总牵伸倍率为1.2-2.4倍，所述第一热辊和第二热辊之间的牵伸倍率为总牵伸倍率的80-90％。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一热辊的温度为88-98℃，所述第二热辊的温度为98-108℃，第三热辊的温度为108-110℃。

14.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预取向聚乳酸长丝的含油率为0.50-0.90wt％。

15.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述全拉伸聚乳酸长丝的含油率为1.0±0.2wt％。

16.一种聚乳酸长丝，其特征在于，由权利要求1-15任一项所述的制备方法制备得到。