专利名称：一种彩色定岛复合短纤维及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种定岛复合短纤维，尤其涉及ー种彩色定岛复合尼龙短纤维及其生产方法。
背景技术：
国内现有的尼龙基彩色超细纤维合成革一般是采用尼龙为岛组分、聚こ烯为海组分制备海岛短纤维，利用不定岛共混熔融纺丝法或定岛复合纺丝法制得纤度为3 Sdtex的海岛型短纤维之后，经针刺等加工络合成三维网络结构的高密度无纺布，填充具有微孔结构的聚氨酯，经减量开纤得到束状超细纤维聚氨酯合成革基布，将基布进行片皮、磨皮后，再使用染料进行染色，然后经上油、烘干、贴面等后整理得到彩色超细纤维合成革。由于合成革基布是由尼龙纤维及聚氨酯树脂两种组分构成，減量开纤后的尼龙纤维纤度可达0. Idtex以下，比表面积大大高于普通纤维，不定岛共混熔融纺丝法生产的超细纤维经减量后粗细不均匀，染色过程中主要选用中性或酸性染料染色，所用染料和染色エ艺复杂，染色温度依存性差，产品质量不稳定，且制成超细纤维彩色合成革显色性差、匀染性差、染色牢度差；采用定岛复合纺丝法(參见发明专利公开说明书ー种定岛超细纤维、聚氨酯合成革及其基布，及制备方法，申请号201019063013. 2，公开号CN101787586A)的超细纤维减量后粗细均匀，制得的合成革起毛均一、上染率较好、绒感強、染色效果较好，但仍然需要染色エ序，产品存在不同批次间的色差等问题；而且高温时尼龙容易收缩，染色后手感较差，必须使用大量的整理剂恢复其柔软的手感，从而増加了生产成本。另外，在染色过程中需消耗大量水和能源，染色后的废水处理困难，污水对环境污染比较严重。也有专利(ZL200510110717. 2，彩色超细纤维尼龙聚氨酯绒面革的制造方法)采用在纺丝过程中直接添加色母粒对复合纤维造色，然后在浸溃过程中含浸与纤维颜色相似的湿法聚氨酯，最后制得顔色均一的基布，简化了染色エ序，提高了着色牢度。但是，该专利采用不定岛共混熔融纺丝法生产海岛短纤维，岛的数量不一、纤度不一、长短各异，因此仍然会出现不定岛合成革的ー些缺点，如颜色不够鲜艳、磨皮后粉尘不易清除、磨皮后起毛效果不好、绒感不强等。
发明内容
本发明的目的是提供ー种彩色定岛复合超细尼龙短纤维及其生产方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足市场上对彩色超细纤维聚氨酯合成革的高水平要求。本发明所述的彩色定岛复合短纤维是ー种以低密度聚こ烯为海组分、聚己内酰胺 (尼龙6)和尼龙基着色母粒为岛组分的定岛型海岛复合短纤维，各组分的重量百分含量为低密度聚Zi烯 25% 60% 尼龙630% 70% 尼龙基着色母粒 0.01% 25% 相容剂0 4%。添加相容剂，可以降低着色后的尼龙与低密度聚こ烯的两相界面张力，提高可纺性。优选的，所述的彩色定岛复合短纤维各组分的重量百分含量为
低密度聚こ烯 35% 60%尼龙635% 65%尼龙基着色母粒 0.3% 20% 相容剂0.5% 2%各个组分的百分比之和为100%。所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37 ；岛数的定义为单根海岛纤维横截面中岛(分散相尼龙6)的数量，可在高倍显微镜下观察岛的数量及分布情況。所述低密度聚こ烯的密度为0. 910 0. 925g/cm3，熔融指数为40 65g/10min，熔点104 126°C ；所述的聚己内酰胺(尼龙6)的密度为I. 12 I. 14g/cm3，相对粘度为2. 25 2. 75 ；所述的尼龙基着色母粒是ー种把超常量的顔料均匀载附于尼龙6之中然后造粒制得的聚集体，相对粘度为2. 25 2. 75，其中，颜料的重量含量为15% 45%，可直接采用市售产品，例如张家港迪爱生化工有限公司的产品；所述的相容剂选自聚烯烃接枝马来酸酐或聚烯烃接枝丙烯酸中的ー种或几种，可直接采用市售产品；优选的，所述的聚烯烃接枝马来酸酐为聚こ烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)或聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的ー种以上，所述的聚烯烃接枝丙烯酸为聚こ烯接枝丙烯酸(PE-g-AA)和聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)的ー种或几种；本发明所述的ー种彩色定岛复合超细尼龙短纤维的生产方法，包括如下步骤(I)将岛组分尼龙6、尼龙基着色母粒和相容剂的混合物、海组分低密度聚こ烯分别加入各自的储料仓，然后分别进入各自的螺杆挤出机，在一个螺杆挤出机中将海组分加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体A，在另ー个螺杆挤出机中将岛组分的混合物加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体B，过滤后，可纺丝熔体A和可纺丝熔体B通过各自的纺丝箱体计量,再进入同一纺丝组件中，在喷丝板处瞬间完成汇合，自喷丝孔喷出熔体细流；所述的海组分的纺丝箱体温度为120 170°C，岛组分的纺丝箱体温度为275 295°C，纺丝速度为 500 1200m/min ；(2)自喷丝孔喷出的熔体细流经冷却成形，得到最佳性能指标的纤维，然后依次上油、集束、落桶，放置24 72小时，消除其内应カ；所述的上油时所用的油剂为重量含量为6% 8%的多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液，可采用上海泰胜纺织助剂有限公司牌号为TS-909的产品；所述的落桶速度为500 1200m/min ；(3)将步骤(2)获得的纤维束通过集束架集束，集束后的丝束进入第一牵伸机，然后经过油浴槽进入第二牵伸机；
所述的集束后丝束的旦数为20 160万旦；第一牵伸棍速度40 80m/min,第二牵伸棍速度80 250m/min,牵伸倍数2 4. 5 倍；油浴槽中的油剂为6% 8%的多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液，温度为 35 64°C ；(4)经牵伸后的丝束，经过叠丝机进入卷曲机，进行卷曲，再送入松弛热定型机中定型；所述的松弛热定型机采用分段加热，温度由高到低为80 30°C。(5)将松弛热定型后的丝束通过切断机切断，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维。所述的切断机速度为30 80m/min，切断长度为38 64mm ；与现有技术相比，本发明的彩色定岛复合短纤维的岛数量固定、大小和分布规则，利用其制得的彩色超细纤维合成革不仅色彩鲜艳、顔色均一、色牢度高，不同批次间几乎没有色差，而且起毛均一、绒感强、耐磨性好，磨皮后粉尘容易去除，摩擦过程中不易掉粉尘等，同时简化了高能耗、高污染的染色エ序，大大降低了生产成本。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进ー步的描述，通过下列实施例将有助于理解本发明，但不能限制本发明的内容。实施例I 5所采用原料低密度聚こ烯中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司产；尼龙6切片新会美达-DSM尼龙切片有限公司产；尼龙基着色母粒张家港迪爱生化工有限公司产。实施例I将尼龙6切片、尼龙基着色母粒(棕色母粒，顔料重量含量30% )和聚こ烯接枝丙烯酸(PE-g-AA，沈阳金斯维橡塑科技有限公司)按重量比为70 4 I混合后加入岛组分料仓，将低密度聚こ烯切片加入海组分料仓。将料仓中的料加入各自的螺杆挤出机加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体，按照岛组分与海组分的重量比为75 25分别计量后进行纺丝(海组分的纺丝箱体温度为150°C，岛组分的纺丝箱体温度为295°C，纺丝速度为700m/min)，自喷丝孔喷出的熔体细流经环吹风进行丝条冷却成形，冷却后的丝束经过ー对上油辊上油，然后集束、落桶(落桶速度为700m/min)，储存在盛丝桶中，所用的油剂为重量浓度为6%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液。将5个放置了 24小时后的盛丝桶中的丝束通过集束架集束，集束后丝束的旦数为20万旦；集束后的丝束进入第一牵伸机(速度60m/min)，然后经过温度为50°C的上油槽油浴(6%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液)，再进入第二牵伸机(速度180m/min,牵伸倍数为3);牵伸后的丝束经过叠丝机进入卷曲机，使纤维得到一定的卷曲度，卷曲机速度60m/min ;然后由输送机送入松弛热定型机中(松弛热定型机的温度分段加热，温度由高到低为80 30°C )定型15min，使纤维达到所需的含湿量，将干燥定形后的丝束根据产品要求切成规定长度，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维，所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37。所得的彩色定岛复合短纤维单丝纤度为6dtex、长度为51mm，该纤维记为DXWl。
实施例2将尼龙6切片、尼龙基着色母粒(蓝色母粒，顔料重量含量45% )和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH，秦皇岛科瑞达高分子材料有限公司)按重量比为39. 2 0. 3 0. 5混合均匀后加入岛组分料仓，将低密度聚こ烯加入海组分料仓。将料仓中的料加入各自的螺杆挤出机加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体，按照岛组分与海组分的重量比为40 60分别计量后进行纺丝(海组分的纺丝箱体温度为170°C，岛组分的纺丝箱体温度为285°C，纺丝速度为500m/min)，自喷丝孔喷出的熔体细流经环吹风进行丝条冷却成形，冷却后的丝束经过ー对上油辊上油,然后集束、落桶(落桶速度为500m/min)，储存在盛丝桶中，所用的油剂为8%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液。将20个放置了 24小时后的盛丝桶中的丝束通过集束架集束，集束后丝束的旦数为80万旦；集束后的丝束进入第一牵伸机(速度40m/min)，然后经过温度为35°C的上油槽油浴(8%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液)，再进入第二牵伸机(速度180m/min，牵伸倍数为4.5);牵伸后的丝束经过叠丝机进入卷曲机，使纤维得到一定的卷曲度，卷曲机速度60m/min ;然后由输送机送入松弛热定型机中(松弛热定型机的温度分段加热，温度由高到低为80 30°C )定型12min，使纤维达到所需的含湿量，将干燥定形后的丝束根据产品要求切成规定长度，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维。所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37。所得的彩色定岛复合短纤维单丝纤度为6dtex、长度为51mm，该纤维记为DXW2。实施例3将尼龙6切片、尼龙基着色母粒(黒色母粒，顔料重量含量15% )和聚こ烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH，河北天旗塑胶有限公司)按重量比为30 25 2混合均匀后加入岛组分料仓，将低密度聚こ烯加入海组分料仓。将料仓中的料加入各自的螺杆挤出机加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体，按照岛组分与海组分的重量比为55 43分别计量后进行纺丝(海组分的纺丝箱体温度为120°C，岛组分的纺丝箱体温度为295°C，纺丝速度为1200m/min)，自喷丝孔喷出的熔体细流经环吹风进行丝条冷却成形，冷却后的丝束经过ー对上油辊上油，然后集束、落桶(落桶速度为1200m/min)，储存在盛丝桶中，所用的油剂为6%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液。将40个放置了 24小时后的盛丝桶中的丝束通过集束架集束，集束后丝束的旦数为160万旦；集束后的丝束进入第一牵伸机(速度80m/min)，然后经过温度为64°C的上油槽油浴(6%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液)，再进入第二牵伸机(速度160m/min，牵伸倍数为2);牵伸后的丝束经过叠丝机进入卷曲机，使纤维得到一定的卷曲度，卷曲机速度80m/min ;然后由输送机送入松弛热定型机中(松弛热定型机的温度分段加热，温度由高到低为80 30°C )定型20min，使纤维达到所需的含湿量，将干燥定形后的丝束根据产品要求切成规定长度，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维。所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37所得的彩色定岛复合短纤维单丝纤度为4. 5dtex、长度为64mm，该纤维记为DXW3。实施例4将尼龙6切片和尼龙基着色母粒(黄色母粒，顔料重量含量35% )按重量比为35 15混合均匀后加入岛组分料仓，将低密度聚こ烯加入海组分料仓。将料仓中的料加入各自的螺杆挤出机加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体，按照岛组分与海组分的重量比为50 50分别计量后进行纺丝(海组分的纺丝箱体温度为150°C，岛组分的纺丝箱体温度为2750C，纺丝速度为800m/min)，自喷丝孔喷出的熔体细流经环吹风进行丝条冷却成形，冷却后的丝束经过ー对上油辊上油，然后集束、落桶(落桶速度为800m/min)，储存在盛丝桶中，所用的油剂为6%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液。将25个放置了 24小时后的盛丝桶中的丝束通过集束架集束，集束后丝束的旦数为100万旦；集束后的丝束进入第一牵伸机(速度70m/min)，然后经过温度为55°C的上油槽油浴(6%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液)，再进入第二牵伸机(速度250m/min，牵伸倍数为3. 57);牵伸后的丝束经过叠丝机进入卷曲机，使纤维得到一定的卷曲度，卷曲机速度100m/min ;然后由输送机送入松弛热定型机中(松弛热定型机的温度分段加热，温度由高到低为80 30°C )定型15min，使纤维达到所需的含湿量，将干燥定形后的丝束根据产品要求切成规定长度，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维。所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37。所得的彩色定岛复合短纤维单丝纤度为5dtex、长度为38mm，该纤维记为DXW4。实施例5将尼龙6切片、尼龙基着色母粒(棕色母粒，顔料重量含量30% )和聚こ烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH，河北天旗塑胶有限公司)按重量比为48 10 2混合均匀后加入岛组分料仓，将低密度聚こ烯加入海组分料仓。将料仓中的料加入各自的螺杆挤出机加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体，按照岛组分与海组分的重量比为60 40分别计量后进行纺丝(海组分的纺丝箱体温度为160°C，岛组分的纺丝箱体温度为295°C，纺丝速度为800m/min)，自喷丝孔喷出的熔体细流经环吹风进行丝条冷却成形，冷却后的丝束经过ー对上油辊上油，然后集束、落桶(落桶速度为800m/min)，储存在盛丝桶中，所用的油剂为7%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液。将30个放置了 24小时后的盛丝桶中的丝束通过集束架集束，集束后丝束的旦数为120万旦；集束后的丝束进入第一牵伸机(速度60m/min)，然后经过温度为50°C的上油槽油浴(7%多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液)，再进入第二牵伸机(速度210m/min，牵伸倍数为3.5);牵伸后的丝束经过叠丝机进入卷曲机，使纤维得到一定的卷曲度，卷曲机速度70m/min ;然后由输送机送入松弛热定型机中(松弛热定型机的温度分段加热，温度由高到低为80 30°C )定型15min，使纤维达到所需的含湿量，将干燥定形后的丝束根据产品要求切成规定长度，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维。所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37。所得的彩色定岛复合短 纤维单丝纤度为5dtex、长度为51mm，该纤维记为DXW5。将实施例I 5中制得的彩色定岛复合短纤维DXWl 5，分别在高倍显微镜下观察岛的分布情况，按国际首选的等速伸长(CRE)原理，采用YG(B)003A型电子单纤维强力机测试断裂強力和断裂伸长率，采用GB/T6504-2008测试纤维含油率，列表如下
权利要求
1.彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，各组分的重量百分含量为低密度聚乙烯 25% 60%尼龙630% 70% 尼龙基着色母粒 0.01% 25%相容剂0 4%。
2.根据权利要求I所述的彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，各组分的重量百分含量为低密度聚乙烯 35% 60%尼龙635% 65% 尼龙基着色母粒 0.3% 20%相容剂0.5% 2% 各个组分的百分比之和为100% ； 所述的彩色定岛复合短纤维的岛数为37。
3.根据权利要求I所述的彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，所述低密度聚乙烯的密度为0. 910 0. 925g/cm3，熔融指数为40 65g/10min，熔点104 126。。。
4.根据权利要求I所述的彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，所述的聚己内酰胺(尼龙6)的密度为I. 12 I. 14g/cm3，相对粘度为2. 25 2. 75。
5.根据权利要求I所述的彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，所述的尼龙基着色母粒的相对粘度为2. 25 2. 75，其中，颜料的重量含量为15% 45%。
6.根据权利要求I 5任一项所述的彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，所述的相容剂选自聚烯烃接枝马来酸酐或聚烯烃接枝丙烯酸中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的彩色定岛复合短纤维及其生产方法，其特征在于，所述的聚烯烃接枝马来酸酐为聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)或聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的一种以上，所述的聚烯烃接枝丙烯酸为聚乙烯接枝丙烯酸(PE-g-AA)和聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)的一种或几种。
8.根据权利要求I 7任一项所述的彩色定岛复合短纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将岛组分尼龙6、尼龙基着色母粒和相容剂的混合物、海组分低密度聚乙烯分别加入各自的储料仓，然后分别进入各自的螺杆挤出机，在一个螺杆挤出机中将海组分加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体A，在另一个螺杆挤出机中将岛组分的混合物加热、挤压、熔融成为可纺丝熔体B，过滤后，可纺丝熔体A和可纺丝熔体B通过各自的纺丝箱体计量，再进入同一纺丝组件中，在喷丝板处瞬间完成汇合，自喷丝孔喷出熔体细流； (2)自喷丝孔喷出的熔体细流经冷却成形，得到纤维，然后依次上油、集束、落桶，放置24 72小时，消除其内应力； (3)将步骤(2)获得的纤维束通过集束架集束，集束后的丝束进入第一牵伸机，然后经过油浴槽进入第二牵伸机； (4)经牵伸后的丝束，经过叠丝机进入卷曲机，进行卷曲，再送入松弛热定型机中定型； (5)将松弛热定型后的丝束通过切断机切断，即可得到本发明的彩色定岛复合短纤维。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)的海组分的纺丝箱体温度为120 170°C，岛组分的纺丝箱体温度为275 295°C，纺丝速度为500 1200m/min。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中上油时所用的油剂为重量含量为6% 8%的多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液，落桶速度为500 1200m/min0
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中集束后丝束的旦数为20 160万旦,第一牵伸棍速度40 80m/min,第二牵伸棍速度80 250m/min,牵伸倍数2 4. 5倍，油浴槽中的油剂为6% 8%的多组分磷酸酯矿物油基纺丝油剂的水溶液，温度为 35 64°C。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤⑷中松弛热定型机的温度由高到低，为80 30。。。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中切断机速度为30 80m/min,切断长度为38 64mm。
全文摘要
本发明提供了一种彩色定岛复合短纤维及其生产方法，彩色定岛复合短纤维各组分的重量百分含量为低密度聚乙烯25％～60％，尼龙(6)30％～70％，尼龙基着色母粒0.01％～25％，相容剂0～4％。与现有技术相比，本发明的彩色定岛复合短纤维的岛数量固定、大小和分布规则，利用其制得的彩色超细纤维合成革不仅色彩鲜艳、颜色均一、色牢度高，不同批次间几乎没有色差，而且起毛均一、绒感强、耐磨性好，磨皮后粉尘容易去除，摩擦过程中不易掉粉尘等，同时简化了高能耗、高污染的染色工序，大大降低了生产成本。
文档编号D01D5/30GK102650081SQ201110047108
公开日2012年8月29日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者刘文辉, 吴义根, 孙向浩, 王克亮, 王贺玲 申请人:上海华峰超纤材料股份有限公司