CN101608351A - 一种熔融共混海岛纤维及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种熔融共混海岛纤维及其生产方法，其中岛的成分为PTT，海的成分为PE，其生产方法是：将PTT切片进行干燥；与PE按一定比例进行混合；进入螺杆挤压机进行熔融共混后喷丝，最后经牵伸、卷曲、切断后制得成品。本发明克服了现有技术的不足，其生产的产品性能优越，生产成本低，具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维及其生产方法，具体地说，是一种熔融共混海岛纤维及其生产方法。
背景技术
海岛纤维是将一种聚合物分散于另一种聚合物中所形成的复合纤维，在纤维的截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“海”。海岛纤维分离后，即得到超细纤维，与一般纤维相比，它具有一些独特的特性，是生产高档服装面料、高档服饰用布的理想原料。目前，在市场上占主导地位的海岛纤维是PA6/PE共混海岛纤维。近年来，生产PA6/PE共混海岛纤维的中下游企业越来越多地涌现出来，随着化工原料价格的不断上涨，利润空间一再缩小。在这种情况下，本申请人成功研制出了PET/PE共混聚酯海岛纤维，不但降低了生产成本，更重要的是解决了锦纶超细纤维的耐光稳定性、抗污性和耐磨性差等问题。然而，PET/PE共混聚酯海岛纤维在生产过程中仍存在如下不足：PET的刚性强，卷曲困难；双组分PET、PE的软化点温度相差较大，热定型温度很难控制，纤维的保型性差；PET超细纤维的染色上染率低，染料易迁移等。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种以PTT和PE为原料的不定岛海岛纤维及其生产方法，这种海岛纤维经剥离后可成为PTT超细纤维，其性能优越，并可降低生产成本。
为实现上述目的，本发明熔融共混海岛纤维的技术方案是岛的成分为PTT，海的成分为PE。其中PTT的重量占30-70％，余量为PE。成品海岛纤维的截面切片岛数为200-500岛/根纤维，线密度范围为3-100dtex，长度为38-65mm。
本发明海岛纤维的生产方法是采取以下步骤：
a、将PTT切片进行真空干燥除去水分并重新结晶，得到粘度适宜的物料；
b、将干燥好的PTT切片和PE按一定质量比通过不同的输送管道，进入混合管道混合均匀；
c、将混合后的物料进入螺杆挤压机进行熔融共混，然后通过喷丝板进行喷丝；喷丝过程中应进行冷却吹风；
d、喷出的丝经冷却后经过油槽上油，然后进入牵伸机进行牵伸；
e、经牵伸后的纤维进入卷曲机，通过调整卷曲机前后压力和对温度的控制，得到合适的卷曲数，经烘干定型后进入切断机按不同的规格进行切断。
按照上述方法生产海岛纤维，a步骤中PTT切片采用沸腾床预结晶连续干燥的方式进行干燥，干燥时的热空气温度为125-160℃，露点温度≤-50℃，干燥时间为4-8小时，干燥后切片的含水率控制在25ppm以下；b步骤中所说的一定质量比是指通过调整电机频率使PTT与PE的质量比为30∶70-70∶30；c步骤中螺杆挤压机的温度范围是230-250℃，喷丝的温度控制在230-265℃；冷却吹风的温度为16-25℃，相对湿度控制在60-90％，吹风速度为0.1-0.5m/s；d步骤中使用多组分磷酸酯和矿物油基的油剂，油槽的温度控制在60-100℃；牵伸时设定牵伸比为2-4倍，采用多水浴拉伸方法进行牵伸；e步骤中制成的海岛纤维的卷曲数为8-15个/25mm；烘干定型的温度范围为80-110℃；按照38mm、51mm或64mm的规格进行切断。
本发明是以PTT和PE为原料，通过熔融共混的纺丝方法生产出来的不定岛海岛纤维，是将聚合物PTT分散于另一种聚合物PE中，在纤维的截面中，分散相PTT呈“岛”的状态，而母体PE则相当于“海”，其成品纤维的线密度范围为3-100dtex，长度为38-65mm，剥离后成为超细纤维，纤维的细度只有0.01-0.0005dtex。
PTT全称为聚对苯二甲酸丙二醇酯。PTT聚合物的大分子链具有螺旋状的结构，这种分子构象赋予PTT纤维高度的“膨化”性能，有利于其发挥出良好的弹性性能，加之PTT纤维所具有的优异的拉伸回复性，使得制成的成品具有较高的形变回复性。PTT纤维综合了锦纶的柔软性、晴纶的蓬松性和涤纶的抗污性，具有良好的色牢度和柔软的手感。另外，由于使用PTT/PE海岛纤维制成的纺织物或成品中只含有PTT纤维，而PTT聚合物的玻璃化转变温度Tg明显低于PET，所以PTT纱线或成品在较低的温度下即可染色，克服了PET染色难的缺点。同时，生产过程中其纺丝的温度范围控制在230-265℃即可，低于PET/PE的纺丝工艺温度范围，因而可减少加工过程中的能量消耗，降低生产成本。
PTT/PE海岛纤维的研制成功，既克服了PET/PE海岛纤维的不足，又可为市场提供一种新型的、性能优越的超细纤维，满足市场对新材料的需求，具有较好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1、本实施例选取PTT为岛的成分，PE为海的成分，PTT和PE的质量各占50％。其成品海岛纤维的截面切片岛数为200-500岛/根纤维，线密度范围为3-100dtex，长度为38-65mm。本实施例海岛纤维的生产方法如下：
a、选取原料：PTT切片的主要技术指标为：
特性粘度(dl/g) 0.92
熔点(℃) 230±5
b值 4.5
L值 85
密度(g/cm3) 1.35
PE的主要技术参数为：
密度(g/cm3) 0.9162±0.0015
熔体流动速率(g/10min) 50±7.0
b、PTT切片的干燥：将PTT切片在真空干燥机内进行真空干燥，除去水分并重新结晶。本实施例采用沸腾床预结晶连续干燥的方式，干燥时的热空气温度为150℃，露点温度≤-50℃，干燥时间为5小时，干燥后切片的含水率控制在25ppm以下。PTT切片经干燥后，得到粘度适宜的物料。
c、原料的混合：将干燥好地PTT切片和PE分别通过不同的输送管道，然后进入混合管道进行混合。通过调整电机频率使PTT和PE的质量比为50∶50。设定合适的混合时间，保证物料混合均匀。
d、熔融纺丝：将混合均匀的物料进入螺杆挤压机进行熔融共混，然后通过喷丝板进行喷丝。螺杆挤压机的温度范围为230-250℃，喷丝的温度范围为230-265℃。喷丝的温度过高容易引起聚合物大分子的过度降解，从而影响成品丝的质量。喷丝的过程中应进行冷却吹风，冷却吹风的温度控制在25℃，相对湿度最好控制在65％。吹风的速度应根据纤维的粗细进行调整，本实施例控制在0.3m/s。
e、牵伸：喷丝冷却后经油槽上油然后进入牵伸机进行牵伸。牵伸过程中应根据纤维的粗细程度调整牵伸辊的速度，本实施例设定牵伸比为3倍，采用多水浴拉伸方法进行牵伸。上油时使用多组分磷酸酯和矿物油基的油剂，油槽的温度控制在90℃。
f、卷曲、定型、切断、打包：经牵伸后的纤维进入卷曲机，通过调整卷曲机前后压力及对温度的控制，使制成的海岛纤维卷曲数为12个/25mm。然后在80-100℃的温度范围内烘干定型。定型后，按51mm的短纤维规格将纤维切断，最后经打包、称重，储存到指定位置。
本实施例生产的PTT/PE海岛纤维的规格为51mm×8D，其物性指标如下：
单丝线密度(dtex) 8.8
线密度变异系数CV值(％) ≤1.0
线密度偏差率(％) ±4.0
断裂强度(CN/dtex) ≥3.0
断裂强度变异系数CV值(％) ≤8.0
断裂伸长率(％) ≤160
断裂伸长率变异系数CV值(％) ≤8.0
含油率(％) 0.3±0.05
含水率(％) 0.3±0.1
实施例2、本实施例PTT和PE的质量比为70∶30，生产过程中，调整电机的频率使PTT和PE按70∶30的质量比进行混合。其他技术特征同实施例1。
实施例3、本实施例PTT和PE的质量比为30∶70，生产过程中，调整电机的频率使PTT和PE按30∶70的质量比进行混合。其他技术特征同实施例1。
本发明所说的PTT为聚对苯二甲酸丙二醇酯；PE为聚乙烯；PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯；PA6为尼龙6。
Claims (10)
1、一种熔融共混海岛纤维，其特征是岛的成分为PTT，海的成分为PE。
2、按照权利要求1所述的海岛纤维，其特征是PTT的重量占30-70％，余量为PE。
3、按照权利要求1或2所述的海岛纤维，其特征是成品海岛纤维的截面切片岛数为200-500岛/根纤维。
4、按照权利要求1或2所述的海岛纤维，其特征是成品海岛纤维的线密度范围为3-100dtex，长度为38-65mm。
5、一种熔融共混海岛纤维的生产方法，其特征是采取以下步骤：
a、将PTT切片进行真空干燥除去水分并重新结晶，得到粘度适宜的物料；
b、将干燥好的PTT切片和PE按一定质量比通过不同的输送管道，进入混合管道混合均匀；
c、将混合后的物料进入螺杆挤压机进行熔融共混，然后通过喷丝板进行喷丝；喷丝过程中应进行冷却吹风；
d、喷出的丝经冷却后经过油槽上油，然后进入牵伸机进行牵伸；
e、经牵伸后的纤维进入卷曲机，通过调整卷曲机前后压力和对温度的控制，得到合适的卷曲数，经烘干定型后进入切断机按不同的规格进行切断。
6、按照权利要求5所述的海岛纤维的生产方法，其特征是a步骤中PTT切片采用沸腾床预结晶连续干燥的方式进行干燥，干燥时的热空气温度为125-160℃，露点温度≤-50℃，干燥时间为4-8小时，干燥后切片的含水率控制在25ppm以下。
7、按照权利要求5所述的海岛纤维的生产方法，其特征是b步骤中所说的一定质量比是指通过调整电机频率使PTT与PE的质量比为30∶70-70∶30。
8、按照权利要求5所述的海岛纤维的生产方法，其特征是c步骤中螺杆挤压机的温度范围是230-250℃，喷丝的温度控制在230-265℃；冷却吹风的温度为16-25℃，相对湿度控制在60-90％，吹风速度为0.1-0.5m/s。
9、按照权利要求5所述的海岛纤维的生产方法，其特征是d步骤中使用多组分磷酸酯和矿物油基的油剂，油槽的温度控制在60-100℃；牵伸时设定牵伸比为2-4倍，采用多水浴拉伸方法进行牵伸。
10、按照权利要求5所述的海岛纤维的生产方法，其特征是e步骤中制成的海岛纤维的卷曲数为8-15个/25mm；烘干定型的温度范围为80-110℃；按照38mm、51mm或64mm的规格进行切断。
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