CN108660524B - 以水可溶的改性pva为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，以热塑性树脂原料作为岛相组分，改性PVA作为海相组分，包括如下步骤：(一)、改性PVA母粒的制备(二)、海岛纤维的制备，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性PVA不发生热分解为标准；将制得的海岛型初生纤维浸入热水中，溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，本发明与传统的PVA相比，由于降低了熔点，不但确保了PVA海组分能够与高熔点的PET熔融复合纺丝，而且在达到熔点的同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温的PET发生分解而无法熔融复合纺丝的问题。

Description

以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法

技术领域

本发明涉及超细纤维技术领域，尤其涉及一种以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合 熔融纺丝方法。

背景技术

超细纤维以其高覆盖性、手感柔软、服用舒适、光泽柔和、有良好吸附性等性能而备受 人们关注，广泛用于服装、人造皮革、建筑材料、吸附及过滤材料等领域。海岛纤维是海岛 型复合纤维的简称，它采用复合纺丝技术将2种成纤聚合物分别作为“岛”和“海”组分， 按不同的配比进行熔融纺丝，然后利用这2种组分对某种化学溶剂的不同溶解性，溶去“海” 组分留下“岛”组分即复合超细纤维。根据海相聚合物类型和后加工工艺的不同，海岛纤维 分为溶剂溶海型(苯减量方法)和水解剥离型(碱减量方法)。苯减量方法利用甲苯等有机溶 剂溶去海相，存在溶剂的循环利用、海组分的回收以及超细纤维上微量溶剂的去除等多方面 问题；碱减量采用热碱水解剥离海相，虽避免了使用有机溶剂，减少了环境污染，但仍存在 水解产物的回收再利用以及及废碱液的处理等多方面问题。

为从源头解决海岛纤维在去除海相时的环境污染问题，本项目拟将水溶性聚合物切片用 于海岛纤维的海相，再利用热水溶解海相，制备超细纤维。其中，聚乙烯醇(PVA)具有优良 的水溶性、力学性能、成膜性、乳化性、耐有机溶剂性能等，广泛应用于纺织、造纸、木材 加工、日化、医药、污水处理等领域，是一种用途广泛的功能性高分子材料。此外，PVA被 认为是一种真正可生物降解的合成聚合物，可通过自然界中的单一微生物或共生种群完全降 解后生成CO₂和H₂O，是一种最具潜力的环境友好的材料。因此，如能将PVA用作海岛纤维的 水溶性海相，可望从源头彻底解决传统海岛纤维苯减量和碱减量带来的环境污染问题。但是， 聚乙烯醇的熔点温度低于分解温度，多数的聚乙烯醇纺丝采用湿法纺丝工艺。这种工艺只能用 于单组分的产品，例如CN106702530A公开的一种海岛纤维的制备方法，但是不能用于复合纺 丝产品。因此，必须将聚乙烯醇进行改性后才能进行复合熔融纺丝。

但是，PVA是一种多羟基聚合物，羟基间形成强的分子内和分子间氢键使其熔点(200℃) 与分解温度(200-220℃)十分接近，不能熔融加工。传统纤维成型只能是溶液纺丝，例如 CN 105648576A公开的一种PTFE/PVA海岛纤维及其制备方法，无法实现与岛相树脂的复合 熔融纺丝，是阻碍PVA用于海岛纤维水溶性海相的决定性因素。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种解决传统PVA切片 采用有机溶剂处理制备复合纤维所产生的污染问题，实现与岛相树脂的复合熔融纺丝目的， 增强生产连续性，减少人工劳动强度的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方 法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种以水可溶的改性PVA为海的海 岛纤维复合熔融纺丝方法，以热塑性树脂原料作为岛相组分，改性PVA作为海相组分，包括 如下步骤：

(一)、改性PVA母粒的制备

(1)、将聚乙烯醇加入到真空上料机中，并开启真空上料机；将多元醇类或盐类化合物改 性剂、抗氧化剂、润滑剂以及去离子水依次注入真空上料机内；

(2)、开启真空上料机的加温阀门，升温至75℃～85℃，经立式锥形螺带混合机混炼80～ 90分钟；

(3)、混炼完毕后，进入螺杆挤出机挤出造粒，螺杆挤出机一区温度80℃～95℃；二区 温度105℃～120℃；三区温度130℃～150℃；四区温度155℃～175℃；五区温度180℃～200 ℃，获得连续的丝条；

(4)、将挤出的丝条经风冷后进行切粒，获得颗粒状的水溶性PVA母粒；

(二)、海岛纤维的制备

(5)、以热塑性树脂切片为岛组分，水溶性PVA切片为海组分，将两种原料分别进行干燥； 干燥后的原料含水率小于15ppm；

(6)、将作为岛组分的热塑性树脂原料以及作为海组分的水溶性PVA母粒分别通过螺杆挤 出机进行熔融挤出；

(7)、将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置以

当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性 PVA不发生热分解为标准；

(8)、经计量泵精确计量后挤出，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到复合组件中， 经过复合组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出，进行复合纺 丝，得到以热塑性树脂为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；

(9)、将制得的海岛型初生纤维经拉仲和后整理即得到海岛纤维，溶掉海岛纤维中的海相 组分PVA条件是：热水温度设置为98℃～100℃，浸泡时间为30秒～1分钟，获得集束状的 岛相组分占纤维截面积60％～85％，海组分占纤维截面积40％～15％的超细纤维束形态的海岛纤 维；

(三)、海岛纤维的后整理

(10)、将获得的海岛纤维进行冷却、烘干、牵伸、网络、上油等工序后，卷绕得到最终 的海岛纤维成品。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述热塑性树脂原料为 PP，PP原料的熔体管道温度设置为195℃～205℃，PVA原料的熔体管道温度设置为160℃～ 170℃。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述热塑性树脂原料为 PE，PE原料的熔体管道温度设置为150℃～160℃，PVA原料的熔体管道温度设置为150℃～170℃。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述热塑性树脂原料为 PET，PET原料的熔体管道温度设置为280℃～305℃，PVA原料的熔体管道温度设置为160℃～ 170℃。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述热塑性树脂原料为 PA6或PA66，PA6或PA66原料的熔体管道温度设置为275℃～315℃，PVA原料的熔体管道温 度设置为160℃～170℃。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述改性PVA母粒由如 下重量份比例的原料融合而成：

融合方法是先将多元醇类或盐类化合物改性剂在去离子水溶解，再同抗氧化剂、润滑剂、 聚乙烯醇混合均匀，干燥后得到改性的PVA切片，该PVA切片的熔点180～190℃；熔程 175-195℃，热分解温度210℃～220℃。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述多元醇类或盐类化 合物改性剂为醇胺、聚乙二醇、醋酸盐或磷酸盐中的一种或几种。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述抗氧化剂为苯胺类 抗氧剂或受阻酚类抗氧剂。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，所述受阻酚类抗氧剂为 β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)或β-(3，5二叔丁基4-羟基-苯基)。

上述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述润滑剂 为硬脂酸钙或多官能团的脂肪酸复合酯。

本发明以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法的优点是：本发明通过分 子复合和增塑，采用与PVA有互补结构的、环境友好的小分子化合物或低聚物，与PVA形成 强氢键复合，削弱PVA自身分子内和分子间强氢键，抑制其结晶，降低其熔点，提高其热分 解温度，获得大于60℃以上的热塑加工窗口，并加入其它加工助剂，实现PVA的热塑加工， 通过螺杆挤出造粒，制备可熔融加工的PVA切片，为制备水减量海岛纤维提供关键材料。将 改性后的聚乙烯醇用做海岛纤维的水溶性海相组分，采用热水溶解PVA海相，不存在有机溶 剂的污染及水解产物回收再利用废碱液处理等问题。解决了传统PVA切片采用有机溶剂处理 制备复合纤维所产生的污染问题，实现与岛相树脂的复合熔融纺丝目的，增强生产连续性， 减少人工劳动强度。产品在生产过程中，遵照执行《中华人民共和国清洁生产促进法》，以可 生物降解的PVA及环境友好的改性剂为原料，制备复合超细纤维采用熔融加工方法生产，生 产过程中无高温、高压工序和设备，无废水、废气、废渣的“三废”排放，对环境无影响， 符合清洁生产的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明；

实施例1：

本实施例一种以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，由PP作为岛相组 分，PVA作为海相组分形成的初生纤维，纤拉伸、热定型获得海岛纤维，初生纤维的岛相组 分占纤维截面积的60％，海组分占纤维截面积的40％，海岛纤维的纤度为1.5～15dtex，断裂 强度为2.0～5.2cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.6dtex以下，水溶性 PVA海相是以PVA母粒为原料的，它由如下重量份比例的原料融合而成：聚乙烯醇50份；多 元醇类或盐类化合物改性剂15份；抗氧化剂3份；润滑剂3份；去离子水25份；其中，多 元醇类或盐类化合物改性剂为醇胺、聚乙二醇，抗氧化剂为苯胺类抗氧剂，润滑剂为硬脂酸 钙。抗氧化剂的添加旨在减缓PVA的热降解和黄变的问题，润滑剂的添加旨在改善PVA的流 动和成形性差的问题。

融合方法是先将多元醇类或盐类化合物改性剂在去离子水溶解，再同抗氧化剂、润滑剂、 聚乙烯醇混合均匀，干燥后得到改性的PVA切片，该PVA切片的熔点180℃；熔程175℃～ 195℃，热分解温度210℃。

本实施例以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，以热塑性树脂原料作 为岛相组分，改性PVA作为海相组分，包括如下步骤：

(一)、改性PVA母粒的制备

(1)、按相应重量份比例将聚乙烯醇加入到真空上料机中，并开启真空上料机；按照配比 依次将醇胺、聚乙二醇、苯胺类抗氧剂、硬脂酸钙以及去离子水注入真空上料机内；

(2)、开启真空上料机的加温阀门，升温至75℃，经立式锥形螺带混合机混炼80分钟；

(3)、混炼完毕后，进入螺杆挤出机挤出造粒，螺杆挤出机一区温度80℃；二区温度105 ℃；三区温度130℃；四区温度155℃；五区温度180℃，获得连续的丝条；

(4)、将挤出的丝条经风冷后进行切粒，获得颗粒状的水溶性PVA母粒；

(二)、海岛纤维的制备

(5)、以PP切片为岛组分，水溶性PVA切片为海组分，将两种原料分别进行干燥；干燥后 的原料含水率小于15ppm；

(6)、将作为岛组分的PP原料以及作为海组分的水溶性PVA母粒分别通过螺杆挤出机进 行熔融挤出；

(7)、将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置 以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性PVA 不发生热分解为标准；本实施例中，PP原料的熔体管道温度设置为195℃，PVA原料的熔体 管道温度设置为160℃。岛组分与海组分的热传递温度差设置为20℃；由于PP的熔点为175 ℃，所以当两种原料熔体接触的瞬间，PP与PVA之间不可避免的会发生热传递，PP将20℃ 的温度传递给PVA，PVA在瞬间会从160℃升高到180℃，进而瞬间融化达到纺丝的条件。本 发明改性后的水溶性PVA与传统的PVA相比，由于降低了熔点，其在180℃即可融化，因此， 不但确保了PVA海组分能够与高熔点的PET熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解 温度210℃较大，在达到熔点的同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温 的PET发生分解而无法熔融复合纺丝的问题。

(8)、经计量泵精确计量后挤出，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到复合组件 中，经过复合组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出，进行复 合纺丝，得到以PET为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；本实施例中，经纺丝箱体 内计量泵精确计量的岛组分体积百分比范围为60％，海组分体积百分比范围为40％。纺丝压力 10MPa。

(9)、将制得的海岛型初生纤维经拉伸和后整理，既可获得集束状的海岛纤维。如果将该 海岛纤维浸入热水中，溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，既可获得集束状的超细纤维。本实 施例中，溶解海相时，热水温度设置为98℃，浸泡时间为1分钟，即可将海岛纤维中的海组 分PVA完全溶解掉。

(三)、海岛纤维的后整理

(10)、将获得的海岛纤维进行冷却、烘干、牵伸、上油、卷曲和切断等工序后，即可得 到最终的海岛纤维成品。

本发明通过添加盐类化合物改性剂A和多元醇改性剂B对四种不同聚合度PVA(PVA1799， PVA1099，PVA0899，PVA0599)熔点、热分解温度、剪切流变性能、可纺性等的影响，优选出 较佳的改性PVA体系，制了可熔融加工水溶性PVA树脂切片，初步实现了其稳定熔融纺丝。 如果将该海岛纤维浸入热水中，溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，即得到到组分超细纤维。 热水温度设置为98℃～100℃，浸泡时间为30秒～1分钟，获得集束状的岛相组分占纤维截 面积60％～70％，海组分占纤维截面积40％～30％的超细纤维束形态的海岛纤维。

PVA原料配制设备：

改性PVA原料的制备是固体与液体的混合过程。可采用卧式螺带混合机或立式锥形螺带 混合机等。结合前期实验实践，考虑混合料出料难易，本发明拟采用更优的立式锥形螺带混 合机，并配置必要的雾式喷液装置、加热装置和真空上料机。该装备的螺带在混合过程中将 物料从底部不断往上提升，雾式喷液装置可将液体均匀地喷洒在混合中的物料上从而确保物 料充分混合，加热装置可促进PVA对改性剂的浸润、吸收，提高改性效果。可选择的设备参 数如下：

改性PVA原料输送设备：

在切片生产线上配置输料设备。用真空上料机将粉粒料PVA输送到螺带混合机，用螺旋 上料机将混合后的PVA改性料输送到单螺杆机料斗，增强生产连续性，减少人工劳动强度。

改性PVA熔融挤出加工设备：

PVA与改性剂混合后通过单螺杆挤出机造粒。单螺杆挤出机主要用于热塑性塑料的挤出， 由传动、加料、机筒、螺杆、机头和口模等组成，具有结构简单，价格低的特点，对聚合物 的剪切降解小，操作和工艺控制相对简单。挤出丝条经水冷切粒。

根据设计生产能力和改性PVA的特性，即：具一定吸水性或水溶性，熔体颗粒易粘连， 采用螺杆直径120mm、长径比L/D＝20的单螺杆挤出机-水冷牵条切粒制备PVA切片，切粒机 选用龙门式切粒机。下表为单螺杆挤出机主要技术参数：

型号	XJWP-120
		螺杆直径(mm)	φ120
螺杆长径(L/D)	20∶1
		螺杆最高转速(r/min)	45
电机功率(kw)	110
		最大生产能(kg/h)	700

实施例2：

本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于：

本实施例以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，由PP作为岛相组分， PVA作为海相组分形成的初生纤维，经拉伸、热定型获得海岛纤维，初生纤维的岛相组分占 纤维截面积的70％，海组分占纤维截面积的30％，海岛纤维的纤度为1.5～15dtex，断裂强度 为2.0～6.2cN/dtex，断裂仲长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，所述的PVA 海相是以PVA母粒为原料的，它由如下重量份比例的原料融合而成：聚乙烯醇 60份；多元醇类或盐类化合物改性剂20份；抗氧化剂5份；润滑剂5份；去离子水30份。 其中，多元醇类或盐类化合物改性剂为醋酸盐或磷酸盐，抗氧化剂为β-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯基)，润滑剂为多官能团的脂肪酸复合酯。抗氧化剂的添加旨在减缓PVA的热降解和黄 变的问题，润滑剂的添加旨在改善PVA的流动和成形性差的问题。

融合方法是先将多元醇类或盐类化合物改性剂在去离子水溶解，再同抗氧化剂、润滑剂、 聚乙烯醇混合均匀，干燥后得到改性的PVA切片，该PVA切片的熔点185℃；熔程175℃～ 195℃，热分解温度215℃。

本实施例以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，包括如下步骤：

(一)、改性PVA母粒的制备

(1)、按相应重量份比例将聚乙烯醇加入到真空上料机中，并开启真空上料机；按照配比 依次将醋酸盐或磷酸盐、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)、官能团的脂肪酸复合酯以及去离 子水注入真空上料机内；

(2)、开启真空上料机的加温阀门，升温至80℃，经立式锥形螺带混合机混炼85分钟；

(3)、混炼完毕后，进入螺杆挤出机挤出造粒，螺杆挤出机一区温度87℃；二区温度112 ℃；三区温度140℃；四区温度165℃；五区温度190℃，获得连续的丝条；

(4)、将挤出的丝条经风冷后进行切粒，获得颗粒状的水溶性PVA母粒；

(二)、海岛纤维的制备

(5)、以PP切片为岛组分，水溶性PVA切片为海组分，将两种原料分别进行干燥；干燥 后的原料含水率小于15ppm；

(6)、将作为岛组分的PP原料以及作为海组分的水溶性PVA母粒分别通过螺杆挤出机进行 熔融挤出；

(7)、将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置以

当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性 PVA不发生热分解为标准；本实施例中，PP原料的熔体管道温度设置为200℃，PVA原料的熔 体管道温度设置为165℃，岛组分与海组分的热传递温度差设置为20℃；由于PP的熔点为 180度，所以当两种原料熔体接触的瞬间，PP与PVA之间不可避免的会发生热传递，PP将20 ℃的温度传递给PVA，PVA在瞬间会从165℃升高到185℃，进而瞬间融化达到纺丝的条件。 通过采用隔热材料制作流体分配板和缩短两种流体接触管道措施，有效控制PP与PVA接触的 时间，使PVA从与PP接触到离开喷丝板，PVA的温度不超过其分解点。本发明改性后的水溶 性PVA与传统的PVA相比，由于降低了熔点，其在185℃即可融化，因此，不但确保了PVA 海组分能够与高熔点的PP熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度215℃较大， 在达到熔点的同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温的PET发生分解而 无法熔融复合纺丝的问题。

(8)、经计量泵精确计量后挤出，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到复合组件 中，经过复合组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出，进行复 合纺丝，得到以PP为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；本实施例中，经纺丝箱体内 计量泵精确计量的岛组分体积百分比范围为70％，海组分体积百分比范围为30％。纺丝压力 12MPa。

(9)、将制得的海岛型初生纤维经拉伸和后整理即得到海岛纤维，获得集束状的超细纤维 束形态的海岛纤维；本实施例中，溶解海相时，热水温度设置为99℃，浸泡时间为45秒， 即可将海岛纤维中的海组分PVA完全溶解掉。

(三)、海岛纤维的后整理

(10)、将获得的海岛纤维进行冷却、烘干、牵伸、网络、上油等工序后，卷绕得到最终 的海岛纤维成品。

实施例3：

本实施例与实施例1、2相同部分不再赘述，其不同之处在于：

本实施例以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，由PP作为岛相组分， PVA作为海相组分形成的初生纤维，经拉伸、热定型获得海岛纤维，初生纤维的岛相组分占 纤维截面积的85％，海组分占纤维截面积的15％，海岛纤维的纤度为1.5～15dtex，断裂强度 为2.0～6.2cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，所述的PVA 海相是以PVA母粒为原料的，它由如下重量份比例的原料融合而成：聚乙烯醇 50～70份；多元醇类或盐类化合物改性剂25份；抗氧化剂7份；润滑剂7份；去离子水35份；

其中，多元醇类或盐类化合物改性剂为聚乙二醇、醋酸盐，抗氧化剂为β-(3，5二叔丁 基4-羟基-苯基)，润滑剂为硬脂酸钙。抗氧化剂的添加旨在减缓PVA的热降解和黄变的问题， 润滑剂的添加旨在改善PVA的流动和成形性差的问题。

融合方法是先将多元醇类或盐类化合物改性剂在去离子水溶解，再同抗氧化剂、润滑剂、 聚乙烯醇混合均匀，干燥后得到改性的PVA切片，该PVA切片的熔点190℃；熔程175℃～ 195℃，热分解温度220℃。

本实施例生产具有水溶性海相的PET/PVA海岛纤维的工艺，包括如下步骤：

(一)、改性PVA母粒的制备

(1)、按相应重量份比例将聚乙烯醇加入到真空上料机中，并开启真空上料机；按照配比 依次将聚乙二醇、醋酸盐、β-(3，5二叔丁基4-羟基-苯基)、硬脂酸钙以及去离子水注入真 空上料机内；

(2)、开启真空上料机的加温阀门，升温至85℃，经立式锥形螺带混合机混炼90分钟；

(3)、混炼完毕后，进入螺杆挤出机挤出造粒，螺杆挤出机一区温度95℃；二区温度120 ℃；三区温度150℃；四区温度175℃；五区温度200℃，获得连续的丝条；

(4)、将挤出的丝条经风冷后进行切粒，获得颗粒状的水溶性PVA母粒；

(二)、海岛纤维的制备

(5)、以PP切片为岛组分，水溶性PVA切片为海组分，将两种原料分别进行干燥；干燥后 的原料含水率小于15ppm；

(6)、将作为岛组分的PP原料以及作为海组分的水溶性PVA母粒分别通过螺杆挤出机进 行熔融挤出；PP进入A螺杆挤出机，PVA进入B螺杆挤出机，A螺杆挤出机挤出比例85％，B螺杆挤出机挤出比例15％。

(7)、将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置以

当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性 PVA不发生热分解为标准；本实施例中，PP原料的熔体管道温度设置为205℃，PVA原料的熔 体管道温度设置为170℃，岛组分与海组分的热传递温度差设置为20℃；由于PP的熔点为 185度，所以当两种原料熔体接触的瞬间，PP与PVA之间不可避免的会发生热传递，PP将20 ℃的温度传递给PVA，PVA在瞬间会从170℃升高到190℃，进而瞬间融化达到纺丝的条件。 通过采用隔热材料制作流体分配板和缩短两种流体接触管道措施，有效控制PP与PVA接触的 时间，使PVA从与PP接触到离开喷丝板，PVA的温度不超过其分解点。本发明改性后的水溶 性PVA与传统的PVA相比，由于降低了熔点，其在190℃即可融化，因此，不但确保了PVA 海组分能够与高熔点的PP熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度220℃较大， 在达到熔点的同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温的PP发生分解而无 法熔融复合纺丝的问题。

(8)、经计量泵精确计量后挤出，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到复合组件中， 经过复合组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出，进行复合纺 丝，得到以PP为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；本实施例中，经纺丝箱体内计量 泵精确计量的岛组分体积百分比范围为85％，海组分体积百分比范围为15％。纺丝压力15MPa。

(9)、将制得的海岛型初生纤维经拉伸和后整理即得到海岛纤维，获得集束状的超细纤维 束形态的海岛纤维；本实施例中，溶解海相时，热水温度设置为100℃，浸泡时间为30秒， 即可将海岛纤维中的海组分PVA完全溶解掉。

(三)、海岛纤维的后整理

(10)、将获得的海岛纤维进行冷却、烘干、牵伸、网络、上油等工序后，卷绕得到最终 的海岛纤维成品。

实施例4：

本实施例与实施例1-3相同部分不再赘述，其不同之处在于，海岛纤维的制备中，岛组 分选择PE，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置 以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性PVA 不发生热分解为标准；PE原料的熔体管道温度设置为150℃，PVA原料的熔体管道温度设置 为170℃。岛组分与海组分的热传递温度差设置为20℃；由于PE的熔点为130℃，所以当两 种原料熔体接触的瞬间，PE与PVA之间不可避免的会发生热传递，PE将20℃的温度传递给 PVA，PVA在瞬间会从170℃升高到190℃，进而瞬间融化达到纺丝的条件。通过采用隔热材 料制作流体分配板和缩短两种流体接触管道措施，有效控制PP与PVA接触的时间，使PVA 从与PP接触到离开喷丝板，PVA的温度不超过其分解点。本发明改性后的水溶性PVA与传统 的PVA相比，由于降低了熔点，其在190℃即可融化，因此，不但确保了PVA海组分能够与 高熔点的PE熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度220℃较大，在达到熔点的 同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温的PE发生分解而无法熔融复合纺 丝的问题。

实施例5：

本实施例与实施例1-4相同部分不再赘述，其不同之处在于，海岛纤维的制备中，岛组 分选择PE，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置 以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性PVA 不发生热分解为标准；PE原料的熔体管道温度设置为155℃，PVA原料的熔体管道温度设置 为160℃。岛组分与海组分的热传递温度差设置为25℃；由于PE的熔点为130度，所以当两 种原料熔体接触的瞬间，PE与PVA之间不可避免的会发生热传递，PE将25℃的温度传递给 PVA，PVA在瞬间会从160℃升高到185℃，进而瞬间融化达到纺丝的条件。本发明改性后的 水溶性PVA与传统的PVA相比，由于降低了熔点，其在185℃即可融化，因此，不但确保了PVA海组分能够与高熔点的PP熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度220℃较 大，在达到熔点的同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温的PE发生分解 而无法熔融复合纺丝的问题。

实施例6：

本实施例与实施例1-5相同部分不再赘述，其不同之处在于，海岛纤维的制备中，岛组 分选择PE，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置 以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性PVA 不发生热分解为标准；PE原料的熔体管道温度设置为160℃，PVA原料的熔体管道温度设置 为150℃。岛组分与海组分的热传递温度差设置为30℃；由于PE的熔点为130度，所以当两 种原料熔体接触的瞬间，PE与PVA之间不可避免的会发生热传递，PE将30℃的温度传递给 PVA，PVA在瞬间会从150℃升高到180℃，进而瞬间融化达到纺丝的条件。本发明改性后的 水溶性PVA与传统的PVA相比，由于降低了熔点，其在180℃即可融化，因此，不但确保了 PVA海组分能够与高熔点的PP熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度220℃较 大，在达到熔点的同时并不会发生PVA分解的问题，解决了传统PVA遇到高温的PE发生分解 而无法熔融复合纺丝的问题。

实施例7：

本实施例与实施例1-6相同部分不再赘述，其不同之处在于，海岛纤维的制备中，岛组 分选择PET，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设 置以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性 PVA不发生热分解为标准；本实施例中，PET原料的熔体管道温度设置为280℃～305℃，PVA 原料的熔体管道温度设置为160℃～170℃。由于PET的熔点为270℃，所以当两种原料熔体 接触的瞬间，PET与PVA之间不可避免的会发生热传递，通过采用隔热材料制作流体分配板 和缩短两种流体接触管道措施，有效控制PET与PVA接触的时间，使PVA从与PET接触到离 开喷丝板，PVA的温度不超过其分解点。本发明改性后的水溶性PVA与传统的PVA相比，由 于降低了熔点，其在185℃即可融化，因此，不但确保了PVA海组分能够与高熔点的PET熔 融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度215℃较大，在达到熔点时不会发生PVA 分解，解决了传统PVA遇到高温的PET发生分解而无法熔融复合纺丝的问题。经计量泵精确 计量后，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到纺丝箱体内的复合组件中，经过复合组 件内的分配管道将海组分和岛组分由同一喷丝孔喷出，进行复合纺丝，得到以PET为岛组份， PVA为海组份的海岛型初生纤维；将制得的海岛型初生纤维经拉伸和后加工，即得到海岛纤 维；将获得的海岛纤维进行冷却、牵伸、上油等工序后，即得到最终的海岛纤维成品。

实施例8：

本实施例与实施例1-7相同部分不再赘述，其不同之处在于，海岛纤维的制备中，岛组 分选择PA6或PA66，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热 温度设置以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海， 水溶性PVA不发生热分解为标准；本实施例中，PA6原料的熔体管道温度设置为275℃～315 ℃，PVA原料的熔体管道温度设置为160℃～170℃。由于PA6的熔点为260℃，所以当两种 原料熔体接触的瞬间，PA6与PVA之间不可避免的会发生热传递，为此采用绝热和缩短接触 时间措施，使PVA在从接触PA6到离开纺丝板，温度不超过215℃。本发明改性后的水溶性 PVA与传统的PVA相比，由于降低了熔点，其在190℃即可融化，因此，不但确保了PVA海组 分能够与高熔点的PA6熔融复合纺丝，而且PVA的熔点距离其常规分解温度220℃较大，在 达到熔点的时不会分解，解决了传统PVA遇到高温的PA6发生分解而无法熔融复合纺丝的问 题。经计量泵精确计量后挤出，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到纺丝箱体内的复 合组件中，经过复合组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出， 进行复合纺丝，得到以PA6为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；

将制得的海岛型初生纤维经拉伸和后整理即得到海岛纤维。如果溶掉海岛纤维中的海相 组分PVA，既可获得集束状的超细纤维。本实施例中，海相溶解条件是：热水温度设置为100 ℃，浸泡时间为30秒，即可将海岛纤维中的海组分PVA完全溶解掉。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普 通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的 保护范围。

Claims (7)

1.一种以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，以热塑性树脂原料作为岛相组分，改性PVA作为海相组分，其特征在于，包括如下步骤：

(一)、改性PVA母粒的制备

(1)、将聚乙烯醇加入到真空上料机中，并开启真空上料机；将多元醇类或盐类化合物改性剂、抗氧化剂、润滑剂以及去离子水依次注入真空上料机内；所述改性PVA母粒由如下重量份比例的原料融合而成：聚乙烯醇50～70份；多元醇类或盐类化合物改性剂15～25份；抗氧化剂3～7份；润滑剂3～7份；去离子水25～35份；融合方法是先将多元醇类或盐类化合物改性剂在去离子水溶解，再同抗氧化剂、润滑剂、聚乙烯醇混合均匀，干燥后得到改性的PVA切片，该PVA切片的熔点180～190℃；熔程175-195℃，热分解温度210℃～220℃，所述多元醇类或盐类化合物改性剂为醇胺、聚乙二醇、醋酸盐或磷酸盐中的一种或几种，所述抗氧化剂为苯胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂；

(2)、开启真空上料机的加温阀门，升温至75℃～85℃，经立式锥形螺带混合机混炼80～90分钟；

(3)、混炼完毕后，进入螺杆挤出机挤出造粒，螺杆挤出机一区温度80℃～95℃；二区温度105℃～120℃；三区温度130℃～150℃；四区温度155℃～175℃；五区温度180℃～200℃，获得连续的丝条；

(4)、将挤出的丝条经风冷后进行切粒，获得颗粒状的水溶性PVA母粒；

(二)、海岛纤维的制备

(5)、以热塑性树脂切片为岛组分，水溶性PVA母粒为海组分，将两种原料分别进行干燥；干燥后的原料含水率小于15ppm；

(6)、将作为岛组分的热塑性树脂原料以及作为海组分的水溶性PVA母粒分别通过螺杆挤出机进行熔融挤出；

(7)、将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道进行加热；二者的加热温度设置以当两种原料熔体分别经纺丝箱体内复合组件的分配管道接触后确保形成岛与海，水溶性PVA不发生热分解为标准；

(8)、经计量泵精确计量后挤出，将两种原料熔体分别送入纺丝箱体，分配到复合组件中，经过复合组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出，进行复合纺丝，得到以热塑性树脂为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；

(9)、将制得的海岛型初生纤维经拉伸和后整理即得到海岛纤维，溶掉海岛纤维中的海相组分PVA条件是：热水温度设置为98℃～100℃，浸泡时间为30秒～1分钟，获得集束状的岛相组分占纤维截面积60％～85％，海组分占纤维截面积40％～15％的超细纤维束形态的海岛纤维；

(三)、海岛纤维的后整理

(10)、将获得的海岛纤维进行冷却、牵伸、上油、烘干、网络工序后，卷绕得到最终的海岛纤维成品。

2.根据权利要求1所述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述热塑性树脂原料为PP，PP原料的熔体管道温度设置为195℃～205℃，PVA原料的熔体管道温度设置为160℃～170℃。

3.根据权利要求1所述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述热塑性树脂原料为PE，PE原料的熔体管道温度设置为150℃～160℃，PVA原料的熔体管道温度设置为150℃～170℃。

4.根据权利要求1所述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述热塑性树脂原料为PET，PET原料的熔体管道温度设置为280℃～305℃，PVA原料的熔体管道温度设置为160℃～170℃。

5.根据权利要求1所述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述热塑性树脂原料为PA6或PA66，PA6或PA66原料的熔体管道温度设置为275℃～315℃，PVA原料的熔体管道温度设置为160℃～170℃。

6.根据权利要求1所述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述受阻酚类抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)。

7.根据权利要求1所述的以水可溶的改性PVA为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法，其特征是：所述润滑剂为硬脂酸钙或多官能团的脂肪酸复合酯。