CN102168321A - 海岛型复合纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种海岛型复合纤维的制造方法，应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，采用双螺杆海岛型复合纺丝方法，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹，一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，再经后纺制成海岛型复合短纤维。其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，海相组份是混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。所制成的海岛型复合纤维中除了定岛型纤维外，海相中也包含了一定量的不定岛纤维，使综合的岛组份的比例显著提高，岛相比例高达85％左右，需要萃取出的PE相应减少，以此制成的超纤基布的密度和物性将得到提高。

Description

海岛型复合纤维的制造方法

技术领域

本发明涉及一种海岛型复合纤维的制造方法。

背景技术

海岛型复合纤维是一种聚合物以多个极细的微纤(称之为岛)的形式在另一种聚合物(称之为海)之中。用该类纤维制成针刺非织造布后经在聚氨酯的DMF溶液中浸渍，然后在凝固液DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，再用有机溶剂溶去海相LDPE，留下的岛组份微纤即为超细纤维，最终制成透气、柔软近似真皮结构的超细纤维人工皮革基布。目前用在合成革行业的海岛型复合纤维生产方法共有二种，即定岛法和不定岛法海岛型复合纤维。

定岛法生产海岛型复合纤维，是由二种聚合物通过双螺杆复合纺丝机分别熔融、进入海岛型纺丝组件，岛相和海相分别通过各自的路径在喷丝孔的出口处汇合喷出，形成海岛纤维，其岛相和海相在纤维的长度方向是连续、均匀分布的，岛数固定，一般在37岛以上，用这种方法生产的复合纤维的海组份与岛组份的比例通常为30∶70或20∶80，岛组份的含量较高，但是用这种生产工艺的关键设备部件——喷丝板的加工费用大，维护成本高。岛数越多，喷丝板的开孔越少，生产能力越低，投资较大。

不定岛法生产海岛型复合纤维，常用锦纶切片PA6和低密度聚乙烯LDPE在一定温度和条件下混合，经同一个螺杆挤压机熔融、共混，再经计量泵、纺丝组件喷出，形成不定岛的超细纤维。此种方法生产的海岛纤维其岛相不连续，不固定，生产成本低，产量高。但此法中岛相组份的比例较低，一般在50％左右，如果达到55％以上时，岛相就会出现不规则的异常形状(特别大的岛或岛与岛粘连)，由于海的成份较高，在用甲苯萃取后，纤维留下的空隙较多，密度较低，制成合成革的物性就相对较低。

发明内容

本发明旨在提出一种海岛型复合纤维的制造方法，能综合定岛法和不定岛法海岛两种生产工艺，从而提高海岛型复合纤维中的超细纤维的有效成分比例。

这种海岛型复合纤维的制造方法如下：应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，采用双螺杆海岛型复合纺丝方法，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹，一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，再经后纺的集束、浸渍槽、第一牵伸机、水浴拉伸、第二牵伸机、水浴拉伸、第三牵伸机、上油、卷曲、松弛热定型和切断，成为海岛型复合短纤维。其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，海相组份是混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。

这种海岛型复合纤维的制造方法，由于海相组份采用混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物，所制成的海岛型复合纤维中除了定岛型纤维外，海相中也包含了一定量的不定岛纤维，使综合的岛组份的比例显著提高，岛相比例高达85％左右，需要萃取出的PE相应减少。成品纤维的单丝纤度为4～12dtex，岛相分离后单丝纤度为0.05～0.5dtex，海相中的岛分离后单丝纤度为0.001～0.3dtex，以此制成的超纤基布的密度和物性将得到提高。

附图说明

图1为纺丝工艺流程图；

图2为后纺工艺流程图。

具体实施方式

这种海岛型复合纤维的制造方法，应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，采用双螺杆海岛型复合纺丝方法，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹，一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，再经后纺的集束、浸渍槽、第一牵伸机、水浴拉伸、第二牵伸机、水浴拉伸、第三牵伸机、上油、卷曲、松弛热定型和切断，成为海岛型复合短纤维，其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，海相组份采用混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。

这种海岛型复合纤维的制造方法中，海相可使用熔融指数为40～60MFI的低密度聚乙烯LDPE和相对粘度为2.6～3.2η的锦纶PA6的共混物，岛相与海相的重量比为：1∶0.4～2.3，岛相的岛数可以少一些，可为7～37个。

这种海岛型复合纤维的制造方法中，岛相采用PA6时，岛组份的熔体温度可控制在270～280℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

这种海岛型复合纤维的制造方法中，岛相为PET时，岛组份的熔体温度可控制为280～290℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

这种海岛型复合纤维的制造方法中，岛相为PTT时，岛组份的熔体温度可控制为255～265℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

这种海岛型复合纤维的制造方法的具体工艺流程如图1和图2所示。

这种海岛型复合纤维的制造方法所用的纺丝设备是双螺杆复合短纤生产设备，海岛喷丝板可以根据需要加工其孔数和岛数，岛数可选范围在7～37个，例如，采用规格为孔数×岛数×孔径为520×16×0.35mm的喷丝板。螺杆和计量泵由变频调速控制。螺杆各区和箱体温度自动控制。

这种海岛型复合纤维的制造方法的具体工艺参数如下：

①切片干燥

低密度聚乙烯LDPE本身不含水，PA6直接使用厂商已干燥好的干切片，为了保证二种原料在投料和计量混合过程中不吸水，保证纺丝顺利，干燥塔1底部通入0.3m³/小时的露点为-40℃的干燥N₂气进行保护，纺丝时PA6干切片含水率控制在1000ppm以下。

岛相PA6干切片的使用方式也是在干燥塔2底部通入0.3m³/小时的露点为-40℃的干燥N₂气进行保护，使切片含水率控制在1000ppm以下。

PET、PTT若是湿切片，使用前经过切片预结晶器和充填干燥塔用加热空气进行干燥，切片含水率控制在100ppm以下。

②纺丝工艺参数：

原料重量比：定岛组份与海组份(低密度聚乙烯LDPE和锦纶PA6的共混物)重量比可以为：1∶0.4～2.3；

计量泵规格：15cc/rev；

根据成品纤度、原料配比计算，PA6在280℃下熔体密度1.04g/cm³，PET在285℃下熔体密度1.13g/cm³，LDPE+PA6的共混物在275℃下熔体密度0.875g/cm³；

螺杆转速：螺杆转速是由过滤器出口压力控制的，生产中过滤器出口压力控制为：PA6、PET、PTT 90bar，LDPE+PA690bar；

螺杆各区温度设定：LDPE+PA6  130～285℃，

PA6       220～280℃，

PET       260～290℃，

PTT       200～265℃；

冷却风温度：14℃～18℃；

纺丝箱下部的抽风装置抽风风速：3.0m/秒，以便排除PA6、PE纺丝挥发出的单体；

纺丝速度：250～500m/min。

③卷绕工艺参数：

上油盘转速：20～30rpm/min；

油剂浓度为：1.5％；

卷绕速度：250～500m/min；

④后纺工艺参数：

集束旦数：70万dtex；

浸渍槽是水浴；

第一牵伸机速度：20～25m/min；

第二牵伸机速度：50～70m/min；

第三牵伸机速度：60～80m/min；

第一牵伸水浴温度：80～82℃；

第二牵伸水浴温度：82～90℃；

牵伸总倍数：2.8～3.8；

油剂槽油剂浓度：3％(江苏天音化工股份有限公司生产的YJS-3002锦纶专用油剂)；

油剂槽油剂温度：45～55℃；

丝束进卷曲机的温度：45～55℃；

卷曲机速度：60～80m/min；

松弛热定型温度：60～75℃；

松弛热定型时间：8～12min；

切断机速度：50～70m/min；

切断长度：51mm。

⑤纤维成品性能：

单丝纤密度：4～12dtex；

海相的岛分离后单丝纤度：0.001～0.3dtex；

定岛分离后单丝纤度：0.05～0.5dtex；

断裂强度：2.5～4.5CN/dtex；

断裂伸长率：40～120％；

卷曲数：15～25个/25cm；

含油率：2～3％。

这种海岛型复合纤维的制造方法具有如下优点：

①用这种海岛型复合纤维的制造方法制成的海岛型短纤维，分离后的岛相比例最高可达85％左右，例如70％定岛组分和30％的不定岛组分的纤维中，其超细纤维的有效成分是85％，高于常规定岛型海岛纤维或不定岛型共混型超细纤维，为高密度基布生产提供了可靠手段，从而提高了生产效率。

②用这种海岛型复合纤维的制造方法制成的海岛型短纤维，海相的岛分离后单丝纤度为0.001～0.3dtex，定岛分离后单丝纤度为0.05～0.5dtex，定岛纤维部分的绒毛长度均一、分布均匀，用此纤维可制成高档的长毛型绒面革，因绒毛相对均匀，毛感强，毛羽不易脱落，也不易起球，而不定岛部分的超细纤维则增强了产品细腻的触感和密实的弹性感。

③用这种海岛型复合纤维的制造方法制成的海岛型短纤维，在抽出PE组分后，定岛纤维的强度高，增加了基布的强力。定岛纤维的岛数可以根据工艺要求和最终产品的性能选择得较少，可以为7～37岛，从而可降低纺丝组件制造成本，提高生产能力。

④用这种海岛型复合纤维的制造方法制成的海岛型短纤维，选用不同的岛相，所生产的产品就有不同的风格，为超细纤维人工皮革基布提供了更多的发展空间。例如，其中的定岛使用PET成份时，由于PET超细纤维的强度比PA6的大，而断裂伸长小，因此这类基布更适合用做车用革。若定岛使用PTT成份，由于PTT是高弹性纤维，所生产的基布弹性好，可作为服装革面料。

实施例1：用于车用革基布的超细纤维制备工艺

(a)纺丝原料：

定岛组份：涤纶切片，粘度为0.64dl/g；

海组份：熔融指数为50MFI的LDPE和粘度为2.8η的PA6的共混物，其中：

PE，牌号MB9500，熔融指数为50，韩国LG公司生产，

锦纶切片，牌号M32800，相对粘度为2.8η；

(b)原料配比：重量比：PET/(LDPE+PA6)＝50/(25+25)

(c)海岛喷丝板规格：孔数×岛数×孔径为520×16×0.35mm；

(d)螺杆挤压机：规格105，长径比L/D＝30∶1；

(e)计量泵规格：15cc/rev；

(f)冷却风温度：16℃，风速：2.5m/s，静态区高度：25mm；

(g)上油盘转速：22rpm/min，油剂浓度为：1.5％；

(h)纺丝(卷绕)速度：400m/min；

(i)纺丝工艺及物性：

纺丝工艺表：

前纺原丝物性测试数据：

纤度dtex	强度cn/dtex	伸长％	断裂功
				22.9	1.32	309	393

(j)延伸工艺及物性：

后纺延伸时的拉伸比设定为：第一牵伸比为2.96，第二牵伸比为1.08，总牵伸比为3.20倍，考虑到打滑系数，有效拉伸比为3.0倍。

延伸工艺表：

延伸丝物性测试数据：

用该海岛纤维制成无纺布后经含浸PU，抽出PE，制成超细纤维人工皮革基布，其物性与普通PA6超纤基布相比，由于PET纤维刚性好，断裂伸长小，因此基布的热稳定性好，不易发生形变，是优秀的车用革材料。

实施例2：用于弹性革基布的超细纤维制备工艺

(a)纺丝原料：

定岛组份：PTT切片，特性粘度1.10dl/g；

海组份：熔融指数为50MFI的LDPE和粘度为2.6η的PA6的共混物，其中：

PE，牌号MB9500，熔融指数为50，韩国LG公司生产；

锦纶切片，牌号M32600，相对粘度为2.6η；

(b)原料配比：重量比：PTT/(LDPE+PA6)＝50/(25+25)；

(c)海岛喷丝板规格：孔数×岛数×孔径为520×16×0.35mm；

(d)螺杆挤压机：规格105，长径比L/D＝30∶1；

(e)计量泵规格：15cc/rev；

(f)冷却风温度：16℃，风速：2.0m/s，静态区高度：25mm；

(g)上油盘转速：22rpm/min，油剂浓度为：1.5％；

(h)纺丝(卷绕)速度：400m/min；

(i)纺丝工艺及物性：

纺丝工艺表：

前纺原丝物性测试数据：

纤度dtex	强度cn/dtex	伸长％	断裂功
				25.47	1.07	457	489

(j)延伸工艺及物性：

后纺延伸时的拉伸比设定为：第一牵伸比为27，第二牵伸比为1.08，总牵伸比为2.92数，有效拉伸比为2.80，二牵水浴温度为82℃；

延伸工艺表：

延伸丝物性测试数据：

用该海岛纤维制成无纺布后经含浸PU，抽出PE，制成超细纤维人工皮革基布，其物性与普通PA6超纤基布相比，由于PTT纤维有较高的拉伸性能和优秀的弹性回复性，制成的皮革基布同样具有优良的拉伸弹性和弹性回复性，是制作服装革面料的最佳材料。

Claims (5)

1.一种海岛型复合纤维的制造方法，应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，采用双螺杆海岛型复合纺丝方法，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹，一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，再经后纺的集束、浸渍槽、第一牵伸机、水浴拉伸、第二牵伸机、水浴拉伸、第三牵伸机、上油、卷曲、松弛热定型和切断，成为海岛型复合短纤维，其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，其特征是海相组份是混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。

2.如权利要求1所述的海岛型复合纤维的制造方法，其特征是其海相使用熔融指数为40～60MFI的低密度聚乙烯LDPE和相对粘度为2.6～3.2η的锦纶PA6的共混物，岛相与海相的重量比为：1∶0.4～2.3，岛相的岛数为7～37个。

3.如权利要求2所述的海岛型复合纤维的制造方法，其特征是其中岛相为PA6，纺丝时岛组份的熔体温度控制在270～280℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

4.如权利要求2所述的海岛型复合纤维的制造方法，其特征是其中岛相为PET，纺丝时岛组份的熔体温度控制在280～290℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

5.如权利要求2所述的海岛型复合纤维的制造方法，其特征是其中岛相为PTT，纺丝时岛组份的熔体温度控制在255～265℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

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