防紫外线功能纤维及其制造方法 本发明属于化学纤维分子改性、功能纤维设计与制造技术领域。
紫外线辐射是太阳光中的一种主要辐射，它具有促进维生素D的合成和抑制病菌以及消毒、杀菌等有益的作用。但是过量的紫外线辐射会导致人体皮肤病，如皮炎、色素性干皮病甚至皮癌。还可造成降低生物体免疫功能等不良后果。近年来，由于环境污染的不断加剧，臭氧层的破坏加重，地球表面受到紫外线辐射的危害越来越大，给人们的生产、生活造成很大影响。因此，采取必要的措施，防止过量紫外线辐射危害，是人们面临的一个重大课题。研制防紫外线功能纤维及其织物是其主要内容之一。截止目前为止，尚无防紫外线功能纤维及其制造方法问世。
本发明的目的是，提供一种防紫外线功能纤维及其制造方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
首先以氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)为原料，经煅烧加工，制成具有防紫外线辐射作用的复合功能材料。经细化处理后，再与聚丙烯树脂和分散剂进行共混造粒。再经纺丝加工，制成防紫外线功能纤维。
本发明所用原料为氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、聚丙烯树脂、聚丙烯切片、分散剂和油剂。
其制造工艺由四道工序组成：
四道工序是：防紫外线功能材料制备、细化、共混造粒和纺丝
整个工艺具体叙述如下：
一、防紫外线功能材料的制备
1.技术配方
原料名称 规 格 重 量 比
氧化锌(ZnO) 工业纯 1
二氧化钛(TiO2) 工业纯 0.3～0.4
2.制备工艺
按技术配方准确称量氧化锌、二氧化钛，送入球磨机中干磨2小时左右，然后将物料送至煅烧炉中，在1750～1800℃条件下煅烧5～6小时。物料出炉后自然冷却至常温，备用。
二、细化
将干磨后的物料装入球磨机中湿磨(干湿程度以水浸没物料为度)48小时，物料中粒径＜1μ的颗粒所占比例＞70％，为合格，将物料烘干备用；若＜1μ的粒径比例不到70％，需要再湿磨24小时。
三、共混造粒
1.技术配方 原 料 名 称 规 格 重量比防紫外线功能材料 粒度≤2μ(其中＜1μ占70％以上) 1聚丙烯树脂 MFI：13-18；等规度≥98％；
灰份≤150PPM；分子量分布≤4(Mw/Mn) 2.8～3.1分散剂 Luwax ES 9673 0.01～0.02
2.共混造粒工艺
按技术配方准确称量防紫外线功能材料、聚丙烯树脂、分散剂，并送入高速混合机中，搅拌2小时，由自动加料机将混合物料加至双螺杆挤出机中，同时开启真空脱气装置，抽吸物料水份(抽干为止)。
双螺杆挤出机工艺参数如下：
工 艺 温 度工艺指标 一区 二区 三区 四区 五区 熔体 转速 扭矩 挤出量参 数 160℃ 195℃ 200℃ 195℃ 195℃ 195℃ 240rpm 40％ 60Kg/h挤出的共混物料经模头进入冷却水中，冷却后出水浴，进行强力抽吸干燥，脱除表面水份。然后送到牵引切粒机切粒，切成防紫外线功能母粒备用。
四、纺丝
该工序的目的是，以防紫外线功能母粒、聚丙烯切片和油剂为原料，用纺织机、拉伸机纺出防紫外线功能丙纶纤维。
1.设备：纺丝机VC-40C
拉伸机VC-443A
2.原料：防紫外线功能材料母粒、聚丙烯切片PP-3702、油剂PP219
用其它型号的聚丙烯切片、油剂也可。
3.工艺流程
原料混合—熔融挤出—计量泵计量—喷丝头喷丝—上油—卷绕—拉伸—质检
4.工艺参数
1)配比(重量比) 母粒：聚丙烯切片＝2∶100 11)法兰温度：275℃
2)成品规格：150D/34F 12)箱体温度：280℃
3)纺丝速度：800m/min 13)熔体温度：278℃
4)泵供量：53g/min 14)拉伸速度768.58m/min
5)冷却区温度：＜100℃ 15)预拉伸倍数：1.006
6)一区温度：260℃ 16)总拉伸倍数：3.81
7)二区温度：280℃ 17)热盘温度：80℃
8)三区温度：285℃ 18)热板温度：150℃
9)四区温度：285℃ 19)热盘圈数：8
10)五区温度：280℃ 20)拉伸盘圈数：4
该纺丝工艺与普通丙纶丝纺丝工艺区别在于：母粒的种类和母粒与聚丙烯切片重量比不同。
本发明防紫外线功能纤维的织物经检测(见附件1)达到如下技术指标：
在200～400nm紫外线区，透过率为0.4～1.2％，即截止率99.6～98.8％。
实验证明：采用以氧化锌(ZnO)为主的无机矿物质作为防紫外线功能材料，可有效地屏蔽紫外线辐射，其屏蔽效率达到80％以上。
本发明防紫外线功能纤维(或其织物)，对紫外线辐射有优良的屏蔽效率(80％以上)，在200～400nm紫外线区内透过率仅为，0.4～1.2％，截止率为99.6～98.8％。所用材料易得，制造工艺简单，稳定可靠。
本发明无图。
在实施中，要严格按照技术配方选配原料，保证其屏蔽性能和加工性能统一和正常发挥。在细化过程中严格控制颗粒度指标，以获得较大的活化能和保证纺丝加工的质量。在共混造粒中，可采用德国BASF公司地专用聚丙烯分散剂LuwaxES9673，以使颗粒在聚丙烯树脂中分散均匀、稳定，不产生团聚，以保证下道纺丝工序的加工质量。