CN1271030A - 有色聚丙烯超细旦抗静电纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

有色聚丙烯超细旦抗静电纤维的制造方法,是利用碳黑和其他金属衍生物具有较好的导电性能及自身具有的颜色的特点与聚二乙酸磷酸酯制成抗静电染色母粒,在生产时加进聚丙烯原料中。再采用改进的大熔腔纺丝组件,使得更进一步控制工艺温度以保持原料的机械物理性能。再经喷丝拉伸制得超细旦抗静电纤维。该纤维的优点是:单丝纤度小,具有良好的织物风格,手感、服用性能及尺寸稳定性好,生产成本低。并且工艺稳定,操作简便。

Description

有色聚丙烯超细旦抗静电纤维的制造方法

本发明属于对合成纤维——聚丙烯纤维的改性技术的研究开发领域。

聚丙烯纤维具有耐腐蚀、抗老化等优点。但也存在很多缺点，使它很难用于服装生产。其主要原因是单纤度太大(＞5D)，也就是单根纤维纤度大。而纤度小或超细度纤维又很难制造。纤维纤度大，就会使织物风格、手感、服用性能以及尺寸稳定性都受到很大影响。再一个问题是静电大、染色困难。目前国内外都在研究它的改性技术，使其达到纤度低、抗静电、易染色。但都没有什么好的办法。国际上有的采取化学方法，即降低分子间的磨擦力和降低分子量。但改性后的切片物料成本太高，而且质量也不稳定。

本发明的目的是提出一种制造有色聚丙烯超细旦抗静电纤维的方法。具体是在间接纺丝工艺中加入抗静电染色母粒和利用改进的纺丝组件，以制造出理想的有色超细旦抗静电纤维。

本发明的技术方案是，由碳黑或金属衍生物和聚乙二酸磷酸酯配制成抗静电染色母粒。因为碳黑或金属衍生物均是导电性能好的物质。碳黑或金属衍生物，既作为抗静电物质使用，又作为颜料使用。如纺黑色纤维则加碳黑，如纺红色，则用红色金属衍生物作为颜料和抗静电剂使用。采用的是间接纺丝工艺，生产中将抗静电染色母粒定量加入到聚丙烯切片物料中，再通过纺丝机上改进的纺丝组件制得有色丙纶超细旦抗静电纤维。其具体方案是：

一、抗静电染色母粒的配制

(1)配方(重量比)

碳黑或金属衍生物     1

聚乙二酸磷酸酯       1

(2)制法

将以上二者按比例混合，经充分搅拌使其混合均匀，然后送进造粒机或挤出机料斗经熔融后制成粒状物或挤出条状再切成切片的抗静电色母粒，装袋备用。

(3)加入时间和加入量

加入时间：在纺丝产生中，原料与色母粒同时进入纺丝机料斗

加入量：色母粒为聚丙烯原料的0.8～1.2％

二、改进纺丝组件

现有的纺丝机上的纺丝组件是由组件外壳、纺丝头、喷丝板、过滤材料、桥板和压紧部分构成，为圆柱体状。所谓改进纺丝组件是由原普通纺丝组件中的纺丝头小熔腔改进为大熔腔。在原组件上的喷丝板上的出丝孔横截面积在原来基础上增大2～3倍以上。也就是增大纺丝头熔腔和扩大出丝孔横截面积。丙纶之所以难纺细旦丝，主要是它的自身结构所致，在聚丙烯的分子结构中没有极性分子和极性官能团，丙纶大分子没有分子间力的相互吸引，而是靠大分子间的相互缠绕。所以分子量要相当大时，才具有一定的物理机械性能，而分子量大，加之它的分子链长度要比聚酯和聚酰胺分子链长度大几十倍，所以流动性极差，那么就必须要高温纺丝，以加大流动性，但高温纺丝又会造成分子量降解，而影响其机械物理性能，熔体破碎现象严重。在纺丝过程中，物料由螺杆的入口处进入，在加热的螺杆中，物料被挤压、熔融，通过导管进入纺丝箱体，最后进入纺丝组件，然后由喷丝头挤出，冷却成型制得纤维。在这一过程中决定纺丝效果的就是物料在纺丝组件中的状态，状态均一，满足工艺要求，纺丝效果就好。由于普通纺丝头熔腔小，所以为了跟上纺丝速度，物料熔体在输送时就要达到工艺要求的状态，也就是熔体在输送时就要达到或接近纺丝温度，致使熔体受热时间过长，分子热降解现象严重，其降解率达到30％左右，这样就得不到好纤维。大熔腔纺丝头就是将工艺要求温度控制点集中在纺丝组件上，在纺丝组件以前尽量使物料处于低温状态，控制操作温度，以减小热降解，保持其具有优良的物理性能。增大喷丝板出丝孔孔径，也就是增大了出丝孔面积。此时物料熔体在流经喷丝板时，熔体的压缩比减小，流线收缩率减小，相对剪切应力减小，相应的弹性能贮存也减小。相反，如出丝孔径小，熔体的压缩比增大，产生湍流，使熔体大分子滚动前进，在纤维成型时造成大分子的有序度下降，强力降低，很难得到合格纤维。另外增大出丝孔面积，也是在纺丝成型中建立一个熔体拉伸区，使丙纶大分子在拉伸区中有序度增加，使物理性能优化。在丝条成型后通过拉伸区时使丝条变得更细。改进纺丝组件，实质上是使丙纶在纺丝工序中能够保持良好的机械物理性能，而在最后通过拉伸区将纤维拉细后仍能保持其各种性能。从而制得性能优良的有色、超细、抗静电聚丙烯纤维。

本发明方法简单，易于操作，且生产成本大大低于其他方法生产的同类产品。产品质量高，性能优良。对于我国目前生产设备和技术水平较低的现状来讲，本发明是十分符合我们实际情况的生产高档有色聚丙烯超细旦抗静电纤维的一种既经济又有效的方法。

本发明无附图

实施例1

纺丝机机型  KV461  纺丝工艺  间接纺丝  生产黑色细旦纤维

将碳黑色母粒与原料同时投入纺丝机料斗。碳黑色母粒的加入量为聚丙烯原料重量的0.8～1.2％。并使色母粒均匀分散，均匀度为3.5级，色母粒熔融指数为12～22。将工艺温度控制点集中在纺丝组件的大熔腔纺丝头上。在组件以前尽量使物料处于低温状态，以减小分子量降解。控温点(℃)     一区    二区    三区    四区    法兰    箱体    组件普通组件(对比) 240     255     270     280     275     280     280大熔腔组件     240     255     260     260     260     265     280

经大熔腔组件纺出的丝其强力可提高1～1.5CN/dtex。再经过一次和二次拉伸制得理想的有色丙纶细旦抗静电纤维。

技术指标：

单丝纤度＜1.0dtex             色泽均匀度≥3.5级

表面电阻≤10⁸Ω/cm           色牢度≥5级

断裂强力≥4.0CN/dtex          断裂伸长率60％

CV值≤1.5％

实施例2

纺丝机机型  KV461  纺丝工艺  间接纺丝  生产粉红色纤维

将由氧化钕和聚乙二酸磷酸酯以1∶1的比例经造粒制得的色母粒与原料同时按比例投入纺丝机料斗。色母粒的加入量为原料重量的0.8～1.2％。各工序中的温度控制在与实施例1相同的程度。经实施制得与实施例1相同的技术指标的成品纤维。

Claims (2)

1.有色聚丙烯超细旦抗静电纤维的制造方法，其技术方案是纺丝操作时在原料中加进抗静电染色母粒和改进纺丝组件来更好地控制原料熔体在纺丝各工序阶段的工艺温度，最后经拉伸制得纤维，其特征在于：

一、抗静电染色母粒的配制

(1)配方(重量比)

碳黑或金属衍生物       1

聚乙二酸磷酸酯         1

(2)制法

将碳黑或金属衍生物和聚乙二酸磷酸酯，按比例混合，充分搅拌，使其混合均匀，然后经造粒机经熔融混合后制得，

(3)加入时间和加入量

加入时间：在纺丝生产中与原料同时加入纺丝机料斗

加入量：色母粒为聚丙烯原料的0.8～1.2％

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的纺丝各工序阶段的工艺温度控制在：

(℃)

一区    二区    三区    四区    法兰    箱体    组件

240     255     260    260     260     265     280