CN108589028B - 一种海岛纤维合成革基布及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型海岛纤维合成革基布，是由水可溶的海岛纤维组成的经针刺而形成三维网络结构的网状物，海岛纤维针刺布层由水溶性PVA为海相组分，PA或PET材料为岛相组分组成的海岛纤维经铺网、针刺制成，岛相组分占纤维截面积的60%～85%，海组分占纤维截面积的40%～15%，海岛纤维的纤度为1.6～14dtex，断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为7～10%，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，PVA为水溶性PVA母粒，熔点180～190℃；熔程175‑195℃，热分解温度210℃～220℃。还公开了该基布的生产工艺。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。

Description

一种海岛纤维合成革基布及其生产工艺
技术领域
本发明涉及超细纤维技术领域，尤其涉及一种海岛纤维合成革基布及其生产工艺。
背景技术
纤维合成革过去均采用机织布、针织布，后来逐渐被针刺法非织造布和水刺法非织造布所替代。采用机织布或针织布作为基布的合成革产品弹性差、表面风格不理想，只能生产中低档次的合成革产品；采用普通针刺布、水刺布作为基布的合成革产品虽然具有一定的仿真皮作用，但纤维较粗，基布结构的密度较低，还不能满足中高档产品的要求；进入21世纪后随着超细纤维制造技术的进步，从不定岛海岛超细纤维到定岛海岛超细纤维的量产，超细纤维的量产引起了高端纺织品开发热潮；海岛超纤维PU合成革的出现是第五代人工皮革其三维结构网络的无纺布为合成革在基材方面创造了赶超天然皮革的条件。海岛超纤维巨大表面积和强烈的吸水性作用使得超细级PU合成革具有了束状超细胶原纤维的天然革所固有的吸湿特性因而不论从内部微观结构还是外观质感及物理特性和人们穿着舒适性等方面都能与高级天然皮革相媲美了。此外。海岛超细纤维合成革在耐化学性、质量均一性、大生产加工适应性以及防水、防霉变性等方面更超过了天然皮革。
目前，市场上也相继开发出应用于合成革行业针刺法或水刺法海岛超纤的非织造产品，但是由于针刺法或水刺法制造出的产品本身存在的优弱势如:针刺法合成革基布产品具有强力高剥离度好，但存在针刺痕迹明显、影响布面的外观的缺陷。而水刺法合成革基布布面密实、纹路细腻、外观平整，但产品存在强度较低、易剥离、易分层的缺陷。现有技术中的针刺水刺复合工艺，即先预针刺后经水刺加工，可以达到不损伤基布的目的，但存在结合力不够、拉伸强力差的问题。
国内定岛超纤合成革主要工艺形式为：海岛超纤→针刺基布→基布整理→湿法制革→减量处理→磨皮上油→PU贴合→成品革。此项工艺投资较大，工艺流程长且控制复杂。主要是其碱减量设备复杂，生产难度大，成本高。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，利用聚乙烯醇的单组分来生产海岛纤维，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，在与热塑性材料复合熔融纺丝时，很容易由于熔体间的热传导而导致PVA发生热分解而无法熔融复合纺丝，因此在海岛纤维复合熔融纺丝领域一直未能解决这个问题。传统海岛纤维成型只能是溶液纺丝，例如CN 105648576 A公开的一种PTFE/PVA海岛纤维及其制备方法，属于溶液纺丝，但是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海岛纤维合成革基布及其生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种海岛纤维合成革基布，包括两层由水可溶的海岛纤维组成的海岛纤维针刺布层以及设于于两层海岛纤维针刺布层之间的与其形成三维网络结构的锦纶丝网层，所述海岛纤维针刺布层由水溶性PVA为海相组分，PA或PET材料为岛相组分组成的海岛纤维经铺网、针刺制成，所述海岛纤维的岛相组分占纤维截面积的60％～85％，海组分占纤维截面积的40％～15％，海岛纤维的纤度为1.6～14dtex，断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，PVA为水溶性PVA母粒，所述水溶性PVA母粒由如下重量份比例的原料融合而成：
Figure GDA0002096358070000021
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℃。
上述的具有水溶性海相的PA/PVA海岛纤维，所述水溶性PVA母粒由如下重量份比例的原料融合而成：
Figure GDA0002096358070000031
上述的海岛纤维合成革基布，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。
上述的海岛纤维合成革基布，所述抗氧化剂为苯胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂。
上述的海岛纤维合成革基布，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)。
上述的海岛纤维合成革基布，所述润滑剂为硬脂酸钙或多官能团的脂肪酸复合酯。
一种生产海岛纤维合成革基布的工艺，包括如下步骤：
(一)、水溶性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3mm的颗粒；
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。
所述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：
RDS系列立式锥形螺带混合机技术参数
Figure GDA0002096358070000032
Figure GDA0002096358070000041
PVA原料输送，是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熔融的挤出，是通过螺杆挤出机造粒的。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20～160mm、长径比L/D＝20～30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：
Figure GDA0002096358070000042
(二)、海岛纤维短纤的制备
(5)、PA干燥温度115℃～125℃，干燥时间4～6小时，PVA干燥温度105℃～110℃，干燥时间4～6小时，将作为岛组分的PA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；PA进入A螺杆挤出机，A螺杆挤出机挤出比例60％～80％，PVA进入B螺杆挤出机，B螺杆挤出机挤出比例40％～20％；
(6)、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为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的标准，岛组分与海组分的热传递温度差设置为20℃～45℃；
(7)、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PA为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；
(8)、将制得的海岛型初生纤维即制得海岛纤维。如果溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，即获得超细的岛纤维。
(9)、将获得的海岛纤维进行冷却、牵伸等工序后，进行拉伸定性、上油、干燥、卷曲、切断处理，得海岛纤维短纤；
(三)、基布的制备：
(10)、将海岛纤维短纤依次经过开松、梳理、铺网和预针刺处理，形成预针刺布，再经5～12次的主针刺制成100～600刺/cm2海岛纤维针刺合成革基布。
上述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，所述步骤(二)中，PA原料的熔体管道温度设置为260℃～285℃，PVA原料的熔体管道温度设置为145℃～160℃。
上述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，所述步骤(二)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％～85％，海组分体积百分比范围为40％～15％。
上述的海岛纤维合成革基布的工艺，在热水温度设置为98℃～100℃，浸泡时间为30秒～1分钟，将海相PVA溶解掉。
本发明海岛纤维合成革基布及其生产工艺的优点是：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。采用本发明的工艺不但具有较高的剥离强力，提高了产品的密实度，布面外观纹路细腻且更加平整，有效提高制革后的真皮效果；而且解决了传统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。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：
本实施例一种海岛纤维合成革基布，由水可溶的海岛纤维组成的经针刺而形成三维网络结构的网状物，所述海岛纤维针刺布层由水溶性PVA为海相组分，PA材料为岛相组分组成的海岛纤维经铺网、针刺制成，海岛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1.6～14dtex，断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，PVA为水溶性PVA母粒，所述水溶性PVA母粒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℃。
本实施例生产具有水溶性海相的PA/PVA海岛纤维的工艺，包括如下步骤：
(一)、水溶性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3mm的颗粒；
(二)、海岛纤维短纤的制备
(5)、将作为岛组分的PA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；本实施例的海组分选择牌号为0599/B的PVA母粒，岛组分PA选择PA6，首先，PA6切片干燥温度115℃，干燥时间6小时。PVA0599/B干燥温度105℃，干燥时间6小时。然后，PA6进入A螺杆，分区温度为一区220℃、二区235℃、三区245℃、四区250℃、五区260℃。PVA0599/B进入B螺杆，分区温度一区105℃、二区120℃、三区135℃、四区145℃、五区155℃。A螺杆挤出比例60％，B螺杆挤出比例40％。
(6)、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为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的标准，本实施例中，PA原料的熔体管道温度设置为285℃，PVA原料的熔体管道温度设置为145℃，岛组分与海组分的热传递温度差设置为45℃；由于PA的熔点为240度，所以当两种原料熔体接触的瞬间，PA与PVA之间不可避免的会发生热传递，PA将45℃的温度传递给PVA，PVA在瞬间会从145℃升高到190℃，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190℃即可融化，因此，不但确保了PVA海组分能够与高熔点的PA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PA发生分解而无法熔融复合纺丝的问题。
(7)、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PA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。
(8)、将制得的海岛型初生纤维拉伸和后整理，即可获得集束状的海岛纤维长丝束。如果溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，即获得超细的岛纤维。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。
(9)、所述的拉伸和后整理工艺为：冷却、烘干、牵伸等工序后，进行卷曲、上油、干燥、切断处理，得到海岛纤维短纤；
(三)、基布的制备：
(10)、将海岛纤维短纤依次经过开松、梳理、铺网和预针刺处理，形成预针刺布，再经5次的主针刺制成100刺/cm2海岛纤维针刺合成革基布。
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：
一种海岛纤维合成革基布，由水可溶的海岛纤维组成的经针刺而形成三维网络结构的网状物，所述海岛纤维针刺布层由水溶性PVA为海相组分，PA材料为岛相组分的海岛纤维制成的。海岛纤维经铺网、针刺制成，海岛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1.6～14dtex，断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，PVA为水溶性PVA母粒，所述水溶性PVA母粒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℃。
本实施例生产具有水溶性海相的PA/PVA海岛纤维的工艺，包括如下步骤：
(一)、水溶性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3mm的颗粒；
(二)、海岛纤维短纤的制备
(5)、将作为岛组分的PA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；本实施例的海组分选择牌号为0599/B的PVA母粒，岛组分PA选择PA6，首先，PA6切片干燥温度120℃，干燥时间5小时。PVA0599/B干燥温度108℃，干燥时间5小时。然后，PA6进入A螺杆，分区温度为一区222℃、二区238℃、三区247℃、四区253℃、五区262℃。PVA0599/B进入B螺杆，分区温度一区110℃、二区122℃、三区138℃、四区147℃、五区158℃。A螺杆挤出比例70％，B螺杆挤出比例30％。
(6)、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为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的标准，本实施例中，PA原料的熔体管道温度设置为272℃，PVA原料的熔体管道温度设置为154℃，岛组分与海组分的热传递温度差设置为32℃；由于PA的熔点为240度，所以当两种原料熔体接触的瞬间，PA与PVA之间不可避免的会发生热传递，PA将32℃的温度传递给PVA，PVA在瞬间会从154℃升高到186℃，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186℃即可融化，因此，不但确保了PVA海组分能够与高熔点的PA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PA发生分解而无法熔融复合纺丝的问题。
(7)、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PA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。
(8)、将制得的海岛型初生纤维拉伸和后整理，即可获得集束状的海岛纤维长丝束；如果溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，即获得超细的岛纤维。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。
(9)、将获得的海岛纤维长丝束进行冷却、牵伸等工序后，进行上油、干燥、卷曲、切断处理，得海岛纤维短纤；
(三)、基布的制备：
(10)、将海岛纤维短纤依次经过开松、梳理、铺网和预针刺处理，形成预针刺布，再经8次的主针刺制成300刺/cm2海岛纤维针刺合成革基布。
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：
一种海岛纤维合成革基布布，由水可溶的海岛纤维组成的经针刺而形成三维网络结构的网状物，所述海岛纤维针刺布层由水溶性PVA为海相组分，PA材料为岛相组分的海岛纤维制成的。海岛纤维经铺网、针刺制成，所述海岛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1.6～14dtex，断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，PVA为水溶性PVA母粒，所述水溶性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PA/PVA海岛纤维的工艺，包括如下步骤：
(一)、水溶性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3mm的颗粒；
(二)、海岛纤维短纤的制备
(5)、将作为岛组分的PA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；本实施例的海组分选择牌号为0599/B的PVA母粒，岛组分PA选择PA6，首先，PA6切片干燥温度125℃，干燥时间4小时。PVA0599/B干燥温度110℃，干燥时间4小时。然后，PA6进入A螺杆，分区温度为一区225℃、二区240℃、三区250℃、四区255℃、五区265℃。PVA0599/B进入B螺杆，分区温度一区115℃、二区125℃、三区140℃、四区150℃、五区160℃。A螺杆挤出比例85％，B螺杆挤出比例15％。
(6)、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为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的标准，本实施例中，PA原料的熔体管道温度设置为260℃，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PA的熔点为240度，所以当两种原料熔体接触的瞬间，PA与PVA之间不可避免的会发生热传递，PA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PA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PA发生分解而无法熔融复合纺丝的问题。
(7)、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PA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。
(8)、将制得的海岛型初生纤维经拉伸等工序即可获得集束状的海岛纤维长丝束；如果溶掉海岛纤维中的海相组分PVA，即获得超细的岛纤维。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。
(9)、将获得的海岛纤维长丝束进行冷却、烘干、牵伸等工序后，进行上油、干燥、卷曲、切断处理，得海岛纤维短纤；
(三)、基布的制备：
(10)、将海岛纤维短纤依次经过开松、梳理、铺网和预针刺处理，形成预针刺布再经12次的主针刺制成600刺/cm2海岛纤维针刺合成革基布。
实施例4：
本实施例与实施例1、2、3相同部分不再赘述，其不同之处在于：本实施例的海组分选择牌号为0899/B的PVA母粒，岛组分PA选择PA66，首先，PA66切片干燥温度115℃～125℃，干燥时间4～6小时，PVA0599/B干燥温度105℃～110℃，干燥时间4～6小时。然后，PA66进入A螺杆，分区温度为一区225℃～230℃、二区240℃～245℃、三区250℃～255℃、四区265℃～270℃、五区275℃～285℃。PVA0899/B进入B螺杆，分区温度一区125℃～130℃、二区140℃～145℃、三区160℃～165℃、四区175℃～180℃、五区185℃～190℃。A螺杆挤出比例70％，B螺杆挤出比例0％。
制备岛相为PET的海岛纤维，只需要相应调整干燥和纺丝温度即可。
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 (6)

1.一种海岛纤维合成革基布的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(一)、水溶性PVA母粒的制备
(1)、按相应重量份比例将多元醇类或盐类化合物改性剂在去离子水溶解后注入到真空上料机中，按照配比依次将抗氧化剂、润滑剂、聚乙烯醇加入到真空上料机内；
(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3mm的颗粒；
(二)、海岛纤维短纤的制备
(5)、PA干燥温度115℃～125℃，干燥时间4～6小时，PVA干燥温度105℃～110℃，干燥时间4～6小时，将作为岛组分的PA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；PA进入A螺杆挤出机，A螺杆挤出机挤出比例60％～85％，PVA进入B螺杆挤出机，B螺杆挤出机挤出比例40％～15％；
(6)、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为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的标准，岛组分与海组分的热传递温度差设置为20℃～45℃，所述PA原料的熔体管道温度设置为260℃～285℃，PVA原料的熔体管道温度设置为145℃～160℃；
(7)、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PA为岛组份，PVA为海组份的海岛型初生纤维；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％～85％，海组分体积百分比范围为40％～15％；
(8)、将制得的海岛型初生纤维拉伸和后整理，即可获得集束状的海岛纤维长丝束；
(9)、将获得的海岛纤维长丝束进行冷却、牵伸工序后，进行拉伸定型、上油、干燥、卷曲、切断处理，得海岛纤维短纤；
(三)、基布的制备：
(10)、将海岛纤维短纤依次经过开松、梳理、铺网和预针刺处理，形成预针刺布，再经5～12次的主针刺制成100～600刺/cm2海岛纤维针刺合成革基布；
所述海岛纤维合成革基布由水可溶的海岛纤维组成的经针刺而形成三维网络结构的网状物，海岛纤维针刺布层由水溶性PVA为海相组分，PA材料为岛相组分组成的海岛纤维经铺网、针刺制成，所述海岛纤维的岛相组分占纤维截面积的60％～85％，海组分占纤维截面积的40％～15％，海岛纤维的纤度为1.6～14dtex，断裂强度为3～6cN/dtex，断裂伸长率为7～10％，岛组分单纤纤度在0.8dtex以下，PVA为水溶性PVA母粒，所述水溶性PVA母粒由如下重量份比例的原料融合而成：
Figure FDA0002783200680000011
Figure FDA0002783200680000021
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母粒，该PVA母粒的熔点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。
2.根据权利要求1所述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，其特征是：在热水温度设置为98℃～100℃，浸泡时间为30秒～1分钟，将海相PVA溶解掉。
3.根据权利要求1所述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，其特征是，所述水溶性PVA母粒由如下重量份比例的原料融合而成：
Figure FDA0002783200680000022
4.根据权利要求1所述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，其特征是：所述抗氧化剂为苯胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂。
5.根据权利要求4所述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，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)。
6.根据权利要求1所述的海岛纤维合成革基布的生产工艺，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。
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Patentee after: Zhejiang Hongtai Dejian New Fiber Co.,Ltd.

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Patentee before: SHANDONG KEBEIER NONWOVEN MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Patentee after: Ningbo Hengqide Chemical Fiber Technology Co.,Ltd.

Address before: 323000 No.11, Tongji street, nanmingshan street, Liandu District, Lishui City, Zhejiang Province

Patentee before: Zhejiang Hongtai Dejian New Fiber Co.,Ltd.

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