CN114395810B - 一种全部可降解复合长丝及其制造方法和应用 - Google Patents

一种全部可降解复合长丝及其制造方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种全部可降解复合长丝及其制造方法和应用，涉及纤维制备技术领域，包括外表层和内芯层，所述外表层包覆在内芯层的表面，内芯层为空芯管结构，所述内芯层是由高熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维，所述外表层是由低熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维；所述内芯层的熔点高于所述外表层的熔点；本发明中复合长丝的材料组成为“皮(低熔点PLA)+芯(高熔点PLA)”，利用PLA的可降解特性，实现复合长丝具备完全降解功能的技术目的。

Description

一种全部可降解复合长丝及其制造方法和应用
技术领域
本发明涉及纤维丝制备技术领域，特别是涉及一种全部可降解复合长丝及其制造方法和应用。
背景技术
现有的吸水纤维棒由纯的PET(涤纶)或PP(聚丙烯)材料的单纤维丝复合而成，这些作为吸水芯的纤维丝是通过胶水粘结或热融的方式复合到一起，进而使得纤维丝内部紧密粘结而形成一定弹性的棒状结构，
上述现有技术存在如下问题：PET(涤纶)或PP(聚丙烯)材料不具备降解功能，不能适用于现在环保的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种全部可降解复合长丝及其制造方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，使复合长丝具备完全降解功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种全部可降解复合长丝，包括外表层和内芯层，所述外表层包覆在内芯层的表面，内芯层为空芯管结构，所述内芯层是由高熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维，所述外表层是由低熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维；所述内芯层的熔点高于所述外表层的熔点。
优选的，所述低熔点聚乳酸纤维材料的熔点为150-160℃，所述高熔点聚乳酸纤维材料的熔点为185-209℃。
优选的，所述外表层组分占总量的40％-60％，所述内芯层组分占总量的60％-40％。
优选的，所述每根复合长丝的纤度范围为3D-12D。
本发明中还提供一种全部可降解复合长丝的制造方法，包括如下内容：
步骤一：制作空芯内芯层单层纤维，将聚L-乳酸PLLA切片与聚D-乳酸PDLA切片在干燥时间为12-48h、干燥温度为60～140℃以及真空度<1000Pa的条件下进行真空干燥，干燥后切片的含水率低于100ppm；将上述干燥的PLLA切片与PDLA切片按重量比20:80～80:20混合，再加入占PLA切片总重量0.01wt％～5wt％的成核剂进行充分混合均匀；其中，成核剂为有机磷酸酯金属盐与水滑石的组合物，重量比为1:1，金属选自铝、镁、钙、铁的其中一种；将上述混合物料送入双螺杆纺丝机在160～245℃下进行熔融共混，共混熔体经喷丝板喷出，通过吹风冷却、上油后卷绕成初生纤维；
步骤二：制作复合长丝，将低熔点聚乳酸纤维材料，在熔融箱中反应，反应温度为175℃，去渣、酸碱中和，将空芯内芯层单层纤维牵引至熔融箱内，并充入惰性高压气体，在高压环境中将熔融状态的低熔点聚乳酸纤维材料贴附在空芯内芯层单层纤维的外表面，形成双层结构的复合长丝，该复合长丝在牵引过程中施加冷却，将复合长丝拉到所需长度和直径；
步骤三：复合长丝再经过加弹机进行加弹让纤维形成毛孔和膨松性更好的DTY纤维丝。
本发明还提供一种将上述所述的全部可降解复合长丝在制作纤维笔头、吸水棒、过滤棒中的应用。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中复合长丝的材料组成为“皮(低熔点PLA)+芯(高熔点PLA)”，利用PLA的可降解特性，实现复合长丝具备完全降解功能的技术目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明复合长丝的结构示意图；
图2为本发明的制备流程图；
其中，1-外表层；2-内芯层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考如图1所示，本发明提供一种全部可降解复合长丝，包括外表层1和内芯层2，外表层1包覆在内芯层的表面，内芯层2为空芯管结构，内芯层2是由高熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维，外表层1是由低熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维；内芯层2的熔点高于外表层1的熔点。即复合长丝的材料组成为“皮(低熔点PLA)+芯(高熔点PLA)”，利用PLA的可降解特性，实现复合长丝具备完全降解功能的技术目的，相比于现有技术中PET(涤纶)或PP(聚丙烯)材料，本发明中的复合长丝具备很大的优势；
为了保证复合长丝在后续制备纤维棒工序中的有效应用；本发明中低熔点聚乳酸纤维材料的熔点为150～160℃，高熔点聚乳酸纤维材料的熔点为185～209℃。
为了保证复合长丝的在后续制备纤维棒工序时，能够具备较好的成型性以及成型后的吸水性；本发明中外表层1组分占总量的40％-60％，内芯层2组分占总量的60％-40％。
本发明中每根复合长丝的纤度范围为3D-12D。
本发明中还提供一种全部可降解复合长丝的制造方法，包括如下内容：
步骤一：制作空芯内芯层单层纤维，将聚L-乳酸PLLA切片与聚D-乳酸PDLA切片在干燥时间为12-48h、干燥温度为60～140℃以及真空度<1000Pa的条件下进行真空干燥，干燥后切片的含水率低于100ppm；将上述干燥的PLLA切片与PDLA切片按重量比20:80～80:20混合，再加入占PLA切片总重量0.01wt％～5wt％的成核剂进行充分混合均匀；其中，成核剂为有机磷酸酯金属盐与水滑石的组合物，重量比为1:1，金属选自铝、镁、钙、铁的其中一种；将上述混合物料送入双螺杆纺丝机在160～245℃下进行熔融共混，共混熔体经喷丝板喷出，通过吹风冷却、上油后卷绕成初生纤维；其中，有机磷酸酯金属盐为芳基磷酸酯羟基铝盐；
步骤二：制作复合长丝，将低熔点聚乳酸纤维材料，在熔融箱中反应，反应温度为175℃，去渣、酸碱中和，将空芯内芯层单层纤维牵引至熔融箱内，并充入惰性高压气体，在高压环境中将熔融状态的低熔点聚乳酸纤维材料贴附在空芯内芯层单层纤维的外表面，形成双层结构的复合长丝，该复合长丝在牵引过程中施加冷却，将复合长丝拉到所需长度和直径；
步骤三：复合长丝再经过加弹机进行加弹让纤维形成毛孔和膨松性更好的DTY纤维丝。
本发明还提供一种将上述的全部可降解复合长丝在制作纤维笔头、吸水棒、过滤棒中的应用。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种全部可降解复合长丝的制造方法，其特征在于，包括如下内容：
步骤一：制作空芯内芯层单层纤维，将聚L-乳酸PLLA切片与聚D-乳酸PDLA切片在干燥时间为12-48h、干燥温度为60～140℃以及真空度<1000Pa的条件下进行真空干燥，干燥后切片的含水率低于100ppm；将上述干燥的PLLA切片与PDLA切片按重量比20:80～80:20混合，再加入占PLA切片总重量0.01wt％～5wt％的成核剂进行充分混合均匀；其中，成核剂为有机磷酸酯金属盐与水滑石的组合物，重量比为1:1，金属选自铝、镁、钙、铁的其中一种；将上述混合物料送入双螺杆纺丝机在160～245℃下进行熔融共混，共混熔体经喷丝板喷出，通过吹风冷却、上油后卷绕成初生纤维；
步骤二：制作复合长丝，将低熔点聚乳酸纤维材料，在熔融箱中反应，反应温度为175℃，去渣、酸碱中和，将空芯内芯层单层纤维牵引至熔融箱内，并充入惰性高压气体，在高压环境中将熔融状态的低熔点聚乳酸纤维材料贴附在空芯内芯层单层纤维的外表面，形成双层结构的复合长丝，该复合长丝在牵引过程中施加冷却，将复合长丝拉到所需长度和直径；
步骤三：复合长丝再经过加弹机进行加弹让纤维形成毛孔和膨松性更好的DTY纤维丝。
2.一种按照权利要求1所述方法制造的全部可降解复合长丝，其特征在于：包括外表层和内芯层，所述外表层包覆在内芯层的表面，内芯层为空芯管结构，所述内芯层是由高熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维，所述外表层是由低熔点聚乳酸纤维材料制成的单层纤维；所述内芯层的熔点高于所述外表层的熔点。
3.根据权利要求2所述的全部可降解复合长丝，其特征在于：所述低熔点聚乳酸纤维材料的熔点为175℃，所述高熔点聚乳酸纤维材料的熔点为209℃。
4.根据权利要求2所述的全部可降解复合长丝，其特征在于：所述外表层组分占总量的40％-60％，所述内芯层组分占总量的60％-40％。
5.根据权利要求2所述的全部可降解复合长丝，其特征在于：所述每根复合长丝的纤度范围为3D-12D。
6.一种如权利要求2-5任一项所述的全部可降解复合长丝在制作纤维笔头、吸水棒、过滤棒中的应用。
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