CN111235690A - 康绿环保复合短纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种康绿环保复合短纤维,为皮芯结构,皮层为改性PE,芯层为PET,其特征在于:所述改性PE包括:12‑16%的甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯,25‑35%的碳酸钙功能母粒,余量为HDPE,其中所述的碳酸钙功能母粒由以下组分组成:碳酸钙颗粒8‑12%,硅烷偶联剂2‑4%,硬脂酸钙3‑5%,余量为HDPE。并公开了其制备方法。本发明在皮层添加碳酸钙母粒,可有效提高纤维的吸水性能,添加甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯,在PE中引入极性基团,不但可以提高纤维的粘结性能,而且有助于碳酸钙母粒在皮层的分散,从而使纤维更柔软,更亲肤。本发明的PET采用钛系催化剂,成品中不含锑,对环境更友好,符合健康、绿色、环保的趋势。

Description

康绿环保复合短纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种康绿环保复合短纤维及其制备方法,属于纺织技术领域。
背景技术
以PE为皮层,聚酯PET为芯层的皮芯复合短纤维可以采用热风粘结成为非织造布,大幅度降低了非织造布制造成本和减低在制造过程中对环境的影响。从非织造布使用的角度,PE/PET的复合纤维对于材料的轻量化也明显有优势。相对PE/PP复合纤维的非织造布,其拉伸强度、撕裂强度、弹性、耐温、尺寸稳定性都有大幅度提升。因此所占的市场比重越来越重。
对于皮芯复合短纤维而言,吸水性能和粘结性能都十分重要,决定了其制得的非织造布的性能,因此提高皮芯复合短纤维的吸水性能和粘结性能对于进一步提高PE/PET皮芯复合短纤维在非织造布的比重十分重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种康绿环保复合短纤维,具有良好的吸水性能和粘结性能。
本发明的技术方案如下:
一种康绿环保复合短纤维,为皮芯结构,皮层为改性PE,芯层为PET,其特征在于:所述改性PE包括:12-16%的甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯,25-35%的碳酸钙功能母粒,余量为HDPE,其中所述的碳酸钙功能母粒由以下组分组成:
碳酸钙颗粒 8-12%
硅烷偶联剂 2-4%
硬脂酸钙 3-5%
余量为HDPE。
优选的,所述甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯的接枝度为3-8%。
优选的,所述碳酸钙颗粒的细度在40目以下。
本发明还公开了上述的康绿环保复合短纤维的制备方法,其步骤包括:
1)碳酸钙颗粒干燥,取合适比例的碳酸钙颗粒、HDPE切片、硅烷偶联剂、硬脂酸钙混合均匀后熔融挤出造粒,制得碳酸钙功能母粒;
2)取合适比例的HDPE切片、甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯切片和碳酸钙功能母粒投入搅拌机中,搅拌均匀后熔融挤出,送入纺丝箱体A;
3)将精对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1.2-1.5调配后进行酯化反应,酯化反应产物送入预缩反应釜,控制齐聚物管道温度在270±2℃,同时,在齐聚物管道上用注射器加入调配在乙二醇中的钛系催化剂,以及调配在乙二醇中的钛白粉,经过预缩反应的物料进入终聚釜,进行终缩聚反应,终缩聚产物计量进入纺丝箱体B;
4)两种熔体经复合喷丝组件喷出成皮芯结构的纤维,经后处理得到康绿环保复合短纤维。
优选的,步骤2)中熔融挤出温度为245-275℃。
优选的,步骤3)中酯化反应温度:265±2℃,压力为0.05-0.07MPa的相对压力,预缩聚控制料温270±2℃,反应压力10-30Kpa,钛系催化剂含聚酯含量的40-60PPM,酯化步骤和缩聚步骤添加钛系催化剂的比例为3:7-7:3,终聚釜反应料温275±2℃,真空不低于200Pa的绝对压力,得到的熔融体特性粘度0.67-0.75dl/g,温度283-285℃。
优选的,步骤4)进入纺丝箱体的熔体比例为改性PE:PET=50/50,纺丝成型温度:288-292℃,通过环状的冷却风冷却成型,经过牵引卷绕和表面处理成为复合纤维原丝进入盛丝筒,后经拉伸、卷曲、热定型,再切断成康绿环保复合短纤维。
本发明中所有的比例在未另行说明的情况下,均为重量比。
有益效果:本发明在皮层添加碳酸钙母粒,可有效提高纤维的吸水性能,添加甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯,在PE中引入极性基团,不但可以提高纤维的粘结性能,而且有助于碳酸钙母粒在皮层的分散,从而使纤维更柔软,更亲肤。本发明的PET采用钛系催化剂,成品中不含锑,对环境更友好,符合健康、绿色、环保的趋势。
具体实施方式
实施例1
一种康绿环保复合短纤维的制备方法,其步骤包括:
1)碳酸钙颗粒干燥,取合适比例的碳酸钙颗粒、HDPE切片、硅烷偶联剂、硬脂酸钙混合均匀后熔融挤出造粒,制得碳酸钙功能母粒,碳酸钙功能母粒中碳酸钙颗粒8%,硅烷偶联剂4%,硬脂酸钙5%,余量为HDPE;
2)取53%的HDPE切片、12%的接枝度为8%的甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯切片和35%碳酸钙功能母粒投入搅拌机中,搅拌均匀后熔融挤出,熔融挤出温度为255℃,送入纺丝箱体A;
3)将精对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1.2调配后进行酯化反应,酯化反应温度263℃,压力为0.07MPa的相对压力,酯化反应产物送入预缩反应釜,控制齐聚物管道温度在268℃,同时,在齐聚物管道上用注射器加入调配在乙二醇中的钛系催化剂,以及调配在乙二醇中的钛白粉,进行预缩聚反应,预缩聚控制料温268℃,反应压力10Kpa,钛系催化剂含聚酯含量的40PPM,酯化步骤和缩聚步骤添加钛系催化剂的比例为3:7,经过预缩反应的物料进入终聚釜,进行终缩聚反应,终聚釜反应料温273℃,反应压力为真空不低于200Pa的绝对压力,得到的熔融体特性粘度0.67dl/g,温度283℃,终缩聚产物计量进入纺丝箱体B;
4)两种熔体以重量比50:50的比例经复合喷丝组件喷出成皮芯结构的纤维,纺丝成型温度288℃,通过环状的冷却风冷却成型,风温33℃,吹风速度1.6m/s,吹风距离出丝口60mm,冷却高度300mm,成型后上油,采用多次亲水油剂,双排上油轮上油,油剂浓度2.2%,丝束含油水率24%,然后卷绕、拉伸、卷曲、定型、切断,拉伸采用二级拉伸:总拉伸控制4.77倍,其中一级拉伸2.65倍,二级拉伸1.8倍。拉伸加热:二级拉伸采用二浴一汽三次加热,浸油槽油水温95℃进行预加热、一次拉伸油浴98℃、二次拉伸蒸汽加热,温度110℃,牵伸二道牵伸辊加热到115℃;热定型温度110℃,切断成38长度的纤维,制成康绿环保复合短纤维。
对制得的纤维进行检测,结果为:纤度:2.16dtex、强力:2.8CN/dtex、伸长率:131%
实施例2
一种康绿环保复合短纤维的制备方法,其步骤包括:
1)碳酸钙颗粒干燥,取合适比例的碳酸钙颗粒、HDPE切片、硅烷偶联剂、硬脂酸钙混合均匀后熔融挤出造粒,制得碳酸钙功能母粒,碳酸钙功能母粒中碳酸钙颗粒12%,硅烷偶联剂2%,硬脂酸钙3%,余量为HDPE;
2)取59%的HDPE切片、16%的接枝度为3%的甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯切片和25%碳酸钙功能母粒投入搅拌机中,搅拌均匀后熔融挤出,熔融挤出温度为265℃,送入纺丝箱体A;
3)将精对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1.5调配后进行酯化反应,酯化反应温度:267℃,压力为0.05MPa的相对压力,酯化反应产物送入预缩反应釜,控制齐聚物管道温度在272℃,同时,在齐聚物管道上用注射器加入调配在乙二醇中的钛系催化剂,以及调配在乙二醇中的钛白粉,进行预缩聚反应,预缩聚控制料温272℃,反应压力30Kpa,钛系催化剂含聚酯含量的60PPM,酯化步骤和缩聚步骤添加钛系催化剂的比例为7:3,经过预缩反应的物料进入终聚釜,进行终缩聚反应,终聚釜反应料温277℃,反应压力为真空不低于200Pa的绝对压力,得到的熔融体特性粘度0.75dl/g,温度285℃,终缩聚产物计量进入纺丝箱体B;
4)两种熔体以重量比50:50的比例经复合喷丝组件喷出成皮芯结构的纤维,纺丝成型温度292℃,通过环状的冷却风冷却成型,风温37℃,吹风速度2.4m/s,吹风距离出丝口20mm,冷却高度450mm,成型后上油,采用多次亲水油剂,双排上油轮上油,油剂浓度1.8%,丝束含油水率32%,然后卷绕、拉伸、卷曲、定型、切断,拉伸采用二级拉伸:总拉伸控制4.81倍,其中一级拉伸2.6倍,二级拉伸1.85倍。拉伸加热:二级拉伸采用二浴一汽三次加热,浸油槽油水温95℃进行预加热、一次拉伸油浴98℃、二次拉伸蒸汽加热,温度115℃,牵伸二道牵伸辊加热到118℃;热定型温度115℃,切断成38长度的纤维,制成康绿环保复合短纤维。
对制得的纤维进行检测,结果为:纤度:2.14dtex、强力:3.1CN/dtex、伸长率:116%
实施例3
一种康绿环保复合短纤维的制备方法,其步骤包括:
1)碳酸钙颗粒干燥,取合适比例的碳酸钙颗粒、HDPE切片、硅烷偶联剂、硬脂酸钙混合均匀后熔融挤出造粒,制得碳酸钙功能母粒,碳酸钙功能母粒中碳酸钙颗粒10%,硅烷偶联剂3%,硬脂酸钙4%,余量为HDPE;
2)取56%的HDPE切片、14%的接枝度为5%的甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯切片和30%碳酸钙功能母粒投入搅拌机中,搅拌均匀后熔融挤出,熔融挤出温度为260℃,送入纺丝箱体A;
3)将精对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1.3调配后进行酯化反应,酯化反应温度:265℃,压力为0.06MPa的相对压力,酯化反应产物送入预缩反应釜,控制齐聚物管道温度在270℃,同时,在齐聚物管道上用注射器加入调配在乙二醇中的钛系催化剂,以及调配在乙二醇中的钛白粉,进行预缩聚反应,预缩聚控制料温270℃,反应压力20Kpa,钛系催化剂含聚酯含量的50PPM,酯化步骤和缩聚步骤添加钛系催化剂的比例为1:1,经过预缩反应的物料进入终聚釜,进行终缩聚反应,终聚釜反应料温275℃,反应压力为真空不低于200Pa的绝对压力,得到的熔融体特性粘度0.70dl/g,温度284℃,终缩聚产物计量进入纺丝箱体B;
4)两种熔体以重量比50:50的比例经复合喷丝组件喷出成皮芯结构的纤维,纺丝成型温度:290℃,通过环状的冷却风冷却成型,风温34℃,吹风速度2.0m/s,吹风距离出丝口40mm,冷却高度400mm,成型后上油,采用多次亲水油剂,双排上油轮上油,油剂浓度2.0%,丝束含油水率28%,然后卷绕、拉伸、卷曲、定型、切断,拉伸采用二级拉伸:总拉伸控制4.75倍,其中一级拉伸2.7倍,二级拉伸1.76倍。拉伸加热:二级拉伸采用二浴一汽三次加热,浸油槽油水温95℃进行预加热、一次拉伸油浴98℃、二次拉伸蒸汽加热,温度120℃,牵伸二道牵伸辊加热到120℃;热定型温度120℃,切断成38长度的纤维,制成康绿环保复合短纤维。
对制得的纤维进行检测,结果为:纤度:2.19dtex、强力:3.0CN/dtex、伸长率:114%。

Claims (7)

1.一种康绿环保复合短纤维,为皮芯结构,皮层为改性PE,芯层为PET,其特征在于:所述改性PE包括:12-16%的甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯,25-35%的碳酸钙功能母粒,余量为HDPE,其中所述的碳酸钙功能母粒由以下组分组成:
碳酸钙颗粒 8-12%
硅烷偶联剂 2-4%
硬脂酸钙 3-5%
余量为HDPE。
2.根据权利要求1所述的康绿环保复合短纤维,其特征在于:所述甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯的接枝度为3-8%。
3.根据权利要求2所述的康绿环保复合短纤维,其特征在于:所述碳酸钙颗粒的细度在40目以下。
4.权利要求1-3中任一项所述的康绿环保复合短纤维的制备方法,其步骤包括:
1)碳酸钙颗粒干燥,取合适比例的碳酸钙颗粒、HDPE切片、硅烷偶联剂、硬脂酸钙混合均匀后熔融挤出造粒,制得碳酸钙功能母粒;
2)取合适比例的HDPE切片、甲基丙烯酸甲酯接枝改性聚乙烯切片和碳酸钙功能母粒投入搅拌机中,搅拌均匀后熔融挤出,送入纺丝箱体A;
3)将精对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1.2-1.5调配后进行酯化反应,酯化反应产物送入预缩反应釜,控制齐聚物管道温度在270±2℃,同时,在齐聚物管道上用注射器加入调配在乙二醇中的钛系催化剂,以及调配在乙二醇中的钛白粉,经过预缩反应的物料进入终聚釜,进行终缩聚反应,终缩聚产物计量进入纺丝箱体B;
4)两种熔体经复合喷丝组件喷出成皮芯结构的纤维,经后处理得到康绿环保复合短纤维。
5.根据权利要求4所述的康绿环保复合短纤维的制备方法,其特征在于:步骤2)中熔融挤出温度为245-275℃。
6.根据权利要求4所述的康绿环保复合短纤维的制备方法,其特征在于:步骤3)中酯化反应温度:265±2℃,压力为0.05-0.07MPa的相对压力,预缩聚控制料温270±2℃,反应压力10-30Kpa,钛系催化剂含聚酯含量的40-60PPM,酯化步骤和缩聚步骤添加钛系催化剂的比例为3:7-7:3,终聚釜反应料温275±2℃,真空不低于200Pa的绝对压力,得到的熔融体特性粘度0.67-0.75dl/g,温度283-285℃。
7.根据权利要求4所述的康绿环保复合短纤维的制备方法,其特征在于:步骤4)进入纺丝箱体的熔体比例为改性PE:PET=50/50,纺丝成型温度:288-292℃,通过环状的冷却风冷却成型,经过牵引卷绕和表面处理成为复合纤维原丝进入盛丝筒,后经拉伸、卷曲、热定型,再切断成康绿环保复合短纤维。
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