CN101074503A - 聚合物合金纤维及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物合金纤维及生产方法，为海岛型结构，且海成分为易溶性聚合物，岛成分为难溶性聚酰胺聚合物，聚合物合金纤维形成织物或不织布后经碱处理，在作为海成分的易溶性聚合物溶解后，所剩岛成分形成的纳米纤维直径在30～300nm范围内。生产方法包括原料切片干燥、混炼挤出、合金切片干燥、熔融纺丝、成型卷绕、拉伸定型得聚合物合金纤维。本发明生产得到的合金纤维由于具有高吸附性，可广泛应用于不织布、美容布等领域，提高锦纶产业价值。
Description
技术领域：
本发明涉及一种化学纤维及生产方法。
背景技术：
以锦纶6为代表的聚酰胺纤维具有热力学稳定性优良的特点，而且耐碱性，在医疗，衣料，车内装璜等产业中得到广泛的运用。但在应用于不织布、美容布等领域时，因自身特点而受到限制。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可广泛应用于不织布、美容布等领域，提高锦纶产业价值的聚合物合金纤维及生产方法。
本发明的技术解决方案是：
一种聚合物合金纤维，其特征是：为海岛型结构，且海成分为易溶性聚合物，岛成分为难溶性聚酰胺聚合物，聚合物合金纤维形成织物或不织布后经碱处理，在作为海成分的易溶性聚合物溶解后，所剩岛成分形成的纳米纤维直径在30～300nm范围内。易溶性聚合物与难溶性聚合物的特性粘度比为：易溶性聚合物∶难溶性聚合物＝3∶1～8∶1，易溶性成分的碱处理速度为5～60％/分钟。易溶性聚合物与难溶性聚合物的重量比为：易溶性聚合物∶难溶性聚合物＝5～8∶5～2。易溶性聚合物是聚乳酸、水溶性聚合物或阳离子聚合物。纤维中含有500ppm～2000ppm的耐热剂，耐热剂是二(4，4-二辛基)苯胺和/或硬脂酸基磷酸化合物，可以提高耐热性，粘度保持率达到65～80％。纤维中含有500ppm～2000ppm的具分散安定功能的添加剂，添加剂是含有环氧功能团的乙烯类三元共聚物，此环氧功能团来源于甲基丙烯酸缩水三甘油酯。
一种聚合物合金纤维的生产方法，包括下列步骤：
(1)将易溶性聚合物切片与难溶性聚合物切片干燥，至水分含量为100ppm～500ppm；
(2)使用同向双螺杆挤出机，将上述切片按重量比例在180～260℃下混炼，挤出后冷却得合金切片；
(3)将合金切片干燥至水分含量为100～400ppm；
(4)将干燥后的合金切片按制造按制造单成分纤维的方法熔融纺丝、成型卷绕、拉伸定型得聚合物合金纤维。
步骤(2)中的螺杆转速为200～450rpm，混炼是在真空度为200～1000pa条件下进行的。步骤(4)的具体方法是：熔融纺丝：干燥后的合金切片，通过竖式的螺杆喂料机输送切片至热板，在热板上熔融至熔体后，输送至计量泵，准确计量后流向组件，在单成分组件中过滤后，从喷丝板中吐出，纺丝保温箱体的温度为210-260℃；成型卷绕：吐出的聚合物通过冷却风冷却定型，通过给油嘴，在高速卷曲机中卷曲成形，制得半拉伸丝，卷曲速度为2500-4000m/分钟；拉伸定型：半拉伸丝通过延伸机，延伸倍率1.5-3.5，延伸制得全拉伸丝。合金纤维的强度2.0cN/dtex-4.0cN/dtex，伸度在20％-60％。
本发明合金纤维形成织物或不织布后经碱处理，海成分被溶解除去后，纤维变成单丝直径在30～300nm的纳米纤维。
减量处理后得到纳米纤维的强度在2.0cN/dtex-4.0cN/dtex，伸度在10％-40％。
本发明生产得到的合金纤维由于具有高吸附性，可广泛应用于不织布、美容布等领域，提高锦纶产业价值。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
具体实施方式：
实施例1：(1)将水溶性切片(易溶性聚合物)和锦纶6(难溶性聚合物)作为原料干燥，至水分含量为100ppm～500ppm；易溶性聚合物与难溶性聚合物的特性粘度比为：易溶性聚合物∶难溶性聚合物＝3∶1～8∶1，易溶性成分的碱处理速度为5～60％/分钟。
(2)使用同向双螺杆挤出机，将上述切片按重量比例水溶性切片∶锦纶6＝7∶3(或5∶5、8∶2)混炼，混炼温度180～260℃(例180℃、230℃、260℃)，螺杆转速200～450rpm(例200rpm、300rpm、450rpm)，混炼时真空度为200～1000pa(例200pa、600pa、1000pa)，挤出后冷却得合金切片；
(3)将合金切片干燥至水分含量为100～400ppm；
(4)将干燥后的合金切片按制造单成分纤维的方法熔融纺丝、成型卷绕、拉伸定型得聚合物合金纤维：
熔融纺丝：干燥后的合金切片，通过竖式的螺杆喂料机输送切片至热板，在热板上熔融至熔体后，输送至计量泵，准确计量后流向组件，在单成分组件中过滤后，从喷丝板中吐出，纺丝保温箱体的温度为210～260℃(例210℃、240℃、260℃)；成型卷绕：吐出的聚合物通过冷却风冷却定型，通过给油嘴，在高速卷曲机中卷曲成形，制得半拉伸丝，卷曲速度为2500-4000m/分钟(例2500m/分钟、3300m/分钟、4000m/分钟)；拉伸定型：半拉伸丝通过延伸机，延伸倍率1.5-3.5，延伸制得全拉伸丝。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维，所得纳米纤维的强度在2.0cN/dtex-4.0cN/dtex，伸度在10％-40％。
实施例2：
以水溶性切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度260度，螺杆转速360rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例3：
以水溶性切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为6/4，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度235度。卷曲速度3500m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例4：
以水溶性切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为6/4，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度235度。卷曲速度3500m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例5：
以聚乳酸和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例6：
以聚乳酸切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度260度，螺杆转速360rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例7：
以聚乳酸切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为6/4，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度235度。卷曲速度3500m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例8：
以聚乳酸切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为6/4，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度235度。卷曲速度3500m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例9：
以阳离子切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例10：
以阳离子切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度260度，螺杆转速360rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例11：
以阳离子切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为6/4，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度235度。卷曲速度3500m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例12：
以阳离子切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为6/4，混炼温度230度，螺杆转速300rpm，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度235度。卷曲速度3500m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例13：
以阳离子切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度260度，螺杆转速360rpm，在混炼时，添加500ppm～2000ppm二(4，4-二辛基)苯胺(ODA)作为耐热剂，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成200nm以下的纳米纤维。其余同实施例1。
实施例14：
以阳离子切片和锦纶6作为原料，两者的混炼比率为7/3，混炼温度260度，螺杆转速360rpm，在混炼时，添加含有环氧功能团的乙烯类三元共聚物(PT862)500ppm～2000ppm，作为相容剂，混炼后得到合金切片干燥后，经纺丝工艺制得合金纤维，纺丝温度220度。卷曲速度3000m/min。通过织造筒篇，在经过碱处理后，纤维变成30～300nm的纳米纤维。其余同实施例1。
Claims (9)
1、一种聚合物合金纤维，其特征是：为海岛型结构，且海成分为易溶性聚合物，岛成分为难溶性聚酰胺聚合物，聚合物合金纤维形成织物或不织布后经碱处理，在作为海成分的易溶性聚合物溶解后，所剩岛成分形成的纳米纤维直径在30～300nm范围内。
2、根据权利要求1所述的聚合物合金纤维，其特征是：易溶性聚合物与难溶性聚合物的特性粘度比为：易溶性聚合物∶难溶性聚合物＝3∶1～8∶1，易溶性成分的碱处理速度为5～60％/分钟。
3、根据权利要求1所述的聚合物合金纤维，其特征是：易溶性聚合物与难溶性聚合物的重量比为：易溶性聚合物∶难溶性聚合物＝5～8∶5～2。
4、根据权利要求1、2或3所述的聚合物合金纤维，其特征是：易溶性聚合物是聚乳酸、水溶性聚合物或阳离子聚合物。
5、根据权利要求1、2或3所述的聚合物合金纤维，其特征是：纤维中含有500ppm～2000ppm的耐热剂，耐热剂是二(4，4-二辛基)苯胺和/或硬脂酸基磷酸化合物。
6、根据权利要求1、2或3所述的聚合物合金纤维，其特征是：纤维中含有500ppm～2000ppm的具分散安定功能的添加剂，添加剂是含有环氧功能团的乙烯类三元共聚物。
7、一种权利要求1所述的聚合物合金纤维的生产方法，其特征是：包括下列步骤：
(1)将易溶性聚合物切片与难溶性聚合物切片干燥，至水分含量为100ppm～500ppm；
(2)使用同向双螺杆挤出机，将上述切片按重量比例在180～260℃下混炼，挤出后冷却得合金切片；
(3)将合金切片干燥至水分含量为100～400ppm；
(4)将干燥后的合金切片按制造单成分纤维的方法熔融纺丝、成型卷绕、拉伸定型得聚合物合金纤维。
8、根据权利要求7所述的聚合物合金纤维的生产方法，其特征是：步骤(2)中的螺杆转速为200～450rpm，混炼是在真空度为200～1000pa条件下进行的。
9、根据权利要求7或8所述的聚合物合金纤维的生产方法，其特征是：步骤(4)的具体方法是：熔融纺丝：干燥后的合金切片，通过竖式的螺杆喂料机输送切片至热板，在热板上熔融至熔体后，输送至计量泵，准确计量后流向组件，在单成分组件中过滤后，从喷丝板中吐出，纺丝保温箱体的温度为210-260℃；
成型卷绕：吐出的聚合物通过冷却风冷却定型，通过给油嘴，在高速卷曲机中卷曲成形，制得半拉伸丝，卷曲速度为2500-4000m/分钟；
拉伸定型：半拉伸丝通过延伸机，延伸倍率1.5-3.5，延伸制得全拉伸丝。
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