专利名称：一种高色牢度有色超细纤维及其制造方法
技术领域：
本发明属化学纤维技术领域，涉及共轭纺丝制造超细纤维的生产方法，尤 其涉及一种高色牢度有色超细纤维及制造方法。
背景技术：
目前，超细纤维长丝的制造方法主要有以下几种直接纺丝法、涤锦型共 轭纺丝法、剥离型共轭纺丝法和多层型共轭纺丝法。超细纤维是具有高附加值 的高技术纤维，它具有诸多用途。超细纤维作为中高档服装面料主要用作仿真 丝绸、仿鹿皮、仿桃皮绒、精梳仿毛型织物、高密织物以及合成革底布、高效 清洁布料等。近年来，超细纤维在家具、装饰材料以及产业用纺织品上的应用 也取得了很大进展。但是超细纤维用于纺织品时也存在一个主要缺点，即染色 的深度和牢度有所下降。
用传统方法制造的剥离型超细纤维必须再经过染色，而且染色性能较差。 虽然可以用分散性染料染色，但通常需要高温高压或载体存在的条件下才能进 行，对纤维损伤大、还使染色后的耐洗牢度和耐光牢度变差，染色色谱范围比 较窄，更为重要的是这些染色过程都会产生大量的三废，严重污染环境。成本 高，生产周期长。
为了解决这些问题，有人希望通过改性的方法得到有色的纤维，研究者通 过单体共聚、聚合物共混或嵌段共聚的方法来改变合成纤维的化学组织和内部 结构，达到易染色的目的。但该方法成本太高，对纤维材料的选择面太窄，同 样也污染环境。
目前人们大都通过生产海岛型纤维并染色的工艺方法来生产有色超细纤 维，但它存在着一定的问题，1、由于后道染整处理需要用大量的碱液来溶解 海组分，因此会产生大量的工业废水，由于废水内存在有大量较为稳定的苯环， 在工业上对其进行彻底的处理及回收就较为困难，如果一旦处理不完全达标就 排放，就会对环境产生不良影响；2、由于海岛纤维中海组分的比例在20%左右， 要将这20%左右的海组分溶解掉后才能制得海岛超细纤维，所以其原材料损耗比较大，生产的原料成本就偏高，有失经济性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种高色牢度有色超细纤维，其在后 处理过程中无须附加的染色过程就能呈现所需的色彩，耐洗牢度和耐光牢度也 有大幅度提高。本发明还提供了一种高色牢度有色超细纤维制造方法，为采用 剥离式共轭纺丝，采用本方法制造高色牢度有色超细纤维縮短产品的工艺流 程，避免了现超细纤维生产中海组分溶解掉后才能得到超细纤维造成的高生产 成本现象，并减少三废污染。
一种高色牢度有色超细纤维，其是由以下重量份配比的原料制成有色母
粒0.2—15份，聚酯50-84.8份，聚酰胺15-35份。
在生产中有色母粒可以采用由以下的原料制成聚合物粉、着色剂和助剂 等，如采用聚合物粉、着色剂和助剂按重量计其配比分别为50-90份、3-40 份和1-10份比例来生产有色母粒。其中聚合物粉可以采用低熔点的聚酯或聚 酰胺。助剂为分散剂与偶联剂等，其中分散剂为白油、聚乙烯腊或氧化乙烯腊 等。偶联剂为硅垸或钛酸酯等。着色剂采用无机颜料、耐温型有机颜料或油溶 性染料。
所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲 酸丁二醇酯中的一种；而所述聚酰胺为聚酰胺6和聚酰胺66中的一种。
该有色超细纤维为采用聚酯和聚酰胺中的一种或两种加入有色母粒后经 共轭纺丝制成米字形有色预取向复合纤维，再将有色预取向复合纤维经包括拉 伸假捻变形和剥离工序后制成。
一种高色牢度有色超细纤维的制造方法，包括步骤 (1 )在聚合物粉中按占有色母粒重量3—40W t %的比例加入着色剂， 制成有色母粒，可采用助剂，以提高效果；其中聚合物粉可以采用低熔点的聚 酯或聚酰胺。助剂为分散剂与偶联剂等，其中分散剂为白油、聚乙烯腊或氧化 乙烯腊等。偶联剂为硅烷或钛酸酯等。着色剂采用无机颜料、耐温型有机颜料 或油溶性染料；
(2)将纺丝聚合物聚酯切片和聚酰胺切片进行干燥，之后将有色母粒按占制成有色超细纤维总重量的0.2—15W t %加入到干燥后的纺丝聚合物聚 酯切片和聚酰胺切片中的一种或两种中并混合；
(3) 上述纺丝聚合物共轭纺丝，经熔融挤出纺丝制成有色预取向复合纤 维；可采用目前常用的双螺杆共轭纺丝机熔融纺丝；
(4) 有色预取向复合纤维经拉伸假捻变形后制成高色牢度有色拉伸变形 复合纤维；
(5) 进行剥离后制得高色牢度有色超细纤维，采用目前常规的超细纤维 制造方法将复合纤维生产成纺织织物进行剥离开纤制得高色牢度有色超细纤 维。
其中步骤(l)中的着色剂为无机颜料、耐温型有机颜料或油溶性染料；而 聚合物粉为低熔点聚酯或聚酰胺；助剂为分散剂与偶联剂。
而聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸 丁二醇酯中的一种；聚酰胺为聚酰胺6和聚酰胺66中的一种。
所述步骤(3)中共轭纺丝为纺丝聚合物聚酯和聚酰胺经双螺杆共轭纺丝 机熔融，所得到的两种纺丝熔体过滤后汇入三箱式复合箱体进行复合纺丝，纺 丝温度控制280-300°C，再经侧吹风冷却、上油和巻绕成型，得到有色预取向 复合丝。
生产中可以采用将有色母粒加入到聚酯中混合，纺丝成的有色预取向复合 丝的截面形状呈米字型，其中米字部分为聚酰胺6或聚酰胺66，而其余成份为 含有色料的聚酯。
步骤(4)中的有色预取向纤维拉伸假捻变形可采用目前常用的双热箱加 热方式，第一、第二热箱温度分别为140-17(TC和25-150°C，速度为570-600 m/min，拉伸倍数1. 5-1. 705倍。
实际生产中着色剂可以选自炭黑、颜料和染料中的至少一种，如果仅使用 炭黑，则超细纤维为黑色；如果希望超细纤维具有不同于黑色的其他颜色，则 应该正确选择颜料或染料的类型。比如，染料包括如Papilion黄S-4G、 Papilion红S-G、 Papilion蓝S-GL等溶剂染料(Eastwell公司产品)、颜料 包括如Heliogen蓝D7030、 P即ilionA红L 3885、 Papilion黄D 1819 Heliogen等BASF公司产品，如果将这些红绿蓝颜色的颜料和染料适当混合，可以获得 想要的颜色。
考虑到着色剂的含量在纤维重量的0. 1%-15%时，纤维的耐洗牢度和耐光牢 度较高，而超过15%，可纺性会降低，所以着色剂的含量以占纤维重量的 0. 1%-15%为宜。
当着色剂是染料时，染料被熔化或分散成尺寸10—9米(埃)左右(单分子 水平)，因此无须特别限制染料的平均粒径。同样当着色剂是炭黑，炭黑是一 种其一次颗粒粒径为2-3纳米左右的无机颜料。因此，无须特别控制其平均粒 径。但是，当着色剂是不易溶的有机或无机颜料时，其平均粒径应该控制在 0. 001到0. 55微米范围内。如果有机颜料的平均粒径超过以上范围，则纤维的 物理特性会显著降低。
所述的高色牢度有色超细纤维的剥离工序为采用目前常用的碱水解法，又 称为化学剥离法，是复合超细纤维的剥离开纤中常用的一种，碱水解法是利用 复合纤维两种组分均可被碱加速水解的机理，在碱水溶液中复合纤维两组分的 界面发生水解，减弱粘合力，使之易于剥离，达到开纤的目的，从而得到O. 1 微米一几微米之间的超细纤维。
本发明的高色牢度有色超细纤维制造方法提供了一种采用剥离型共轭纺 丝制造高色牢度有色超细纤维的方法，由于在纺丝过程中，只是将复合丝的各 组分进行开纤分离，所以各成分仍旧存在于超细纤维中，避免了现超细纤维生 产中海组分溶解掉后才能得到超细纤维造成的浪费和高生产成本现象，减少三 废污染。制造的有色超细纤维的一种或两种组分中均匀地分布有纺前染色组 分，具有极佳手感特性、耐洗色牢度与耐光色牢度，产品色差小、色牢度好， 不易褪色，且具有色谱广泛、色泽鲜艳特点，并易于工业化生产。且因含有纺 前染色组分，所以在生产成织物后不需再染色。在制成机织织物或针织织物后， 色牢度及染色深度等性质都有很大提高，可以用作制造女装、毛巾、高档清洁 用布及艺术毯类的经编针织物的纱线。且因省去染整工序的染色难题，縮短产 品的工艺流程，因此工艺简单、成本低、污染少、消除了纤维染色给环境造成 的严重污染，减少三废污染，且利于环保，该技术被视为对传统染色工艺的重大革新，具有巨大的社会效益。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于 说明本发明而不用于限制本发明的范围，并且下述实施例中未对双螺杆挤出机 进行限定，是因为双螺杆挤出机的生产厂家和型号虽然不同，但并不影响本超 细纤维的制备。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要 求书所限定的范围。
实施例1
一种高色牢度有色超细纤维制造方法，其步骤如下
1、 在1000克熔点为245"聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入150克的Papilion 黄S-4G、 20克氧化聚乙烯腊混合后制成有色母粒；
2、 将38克有色母粒、800克聚对苯二甲酸乙二醇酯、200克聚酰胺6分 别在IO(TC、 70°C、 16(TC干燥，使水分含量降到25-50PPM;将干燥后的有色 母粒经注色机连续加入到800克聚对苯二甲酸乙二醇酯中混合均匀；
3、 采用双螺杆共轭纺丝机，将加有有色母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送 到一螺杆挤出机中融熔，将聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中融熔，采用共轭 纺丝，将这两种熔体通过各自管路及箱体送入复合纺丝箱，经复合喷丝组件制 得初生有色复合纤维；初生有色复合纤维经过冷却和上油后，在高速巻绕机上 巻绕制成有色预取向复合纤维(POY);
4、 将有色预取向复合纤维(POY)经拉伸假捻变形制成有色拉伸变形纤维 (DTY)，第一、第二热箱温度分别为160-17(TC和140-150°C，速度为590-600
m/min，拉伸倍数1. 7倍；
5、 然后，用该纤维制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到纤维直 径在0. 1微米一3微米之间的有色超细纤维织物。
所制成的有色超细纤维织物，其耐光牢度达到6级，耐磨擦牢度达到4级， 比通常后染色法所制得的同类超细纤维织物的各项牢度高出1-2级。其中上述 有色超细纤维织物及普通超细纤维织物的耐光牢度和耐磨擦牢度用常规测试方法测得。
实施例2
一种高色牢度黑色超细纤维的制造方法，其步骤如下
1、 在1000克熔点为25(TC聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入300克的炭黑、 30克聚乙烯腊制成黑色母粒；
2、 将40克有色母粒、700克聚对苯二甲酸乙二醇酯、300克聚酰胺6分 别在9(TC、 70°C、 17(TC干燥，使水分含量降到25-50PPM。将干燥后的黑色母 粒经注色机连续加入到700克聚对苯二甲酸乙二醇酯中混合均匀；
3、 采用双螺杆共轭纺丝机，将加有黑色母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送 到一螺杆挤出机中融熔，将聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中融熔；将这两种 熔体通过各自管路及箱体送入复合纺丝箱，经复合喷丝组件制得初生黑色复合 纤维，纺丝温度控制295-300°C;初生黑色复合纤维经过侧吹风冷却和上油后， 在高速巻绕机上巻绕制成268dtex的黑色预取向复合纤维(POY);制成的黑色 预取向复合丝的截面形状呈米字型，其中米字部分为聚酰胺6，而其余成份为 含黑色料的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4、 将268dtex黑色预取向复合纤维(POY)经拉伸假捻变形制成167dtex 高色牢度黑色拉伸变形纤维(DTY);
5、 然后，用该纤维制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到直径在 0. 1微米一2微米之间的黑色超细纤维织物。
所制成的黑色超细纤维织物，其耐光牢度达到6级，耐磨擦牢度达到4级， 比通常后染色法所制得的同类超细纤维织物的各项牢度高出1-2级。上述有色 超细纤维织物及普通超细纤维织物的耐光牢度和耐磨擦牢度用常规测试方法
实施例3
一种高色牢度有色超细纤维的制造方法，其步骤如下
1、 在1000克熔点为245。C聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入150克的Papilion 蓝S-GL、 20克氧化聚乙烯腊制成有色母粒；
2、 将38克有色母粒、800克聚对苯二甲酸乙二醇酯、200克聚酰胺6分别在100°C、 70°C、 160'C干燥，使水分含量降到25-50PPM;将干燥后的有色 母粒经注色机连续加入到800克聚对苯二甲酸乙二醇酯中混合均匀；
3、 采用双螺杆共轭纺丝机，将加有有色母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送
到一螺杆挤出机中融熔，将干燥后聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中融熔；将
这两种熔体通过各自管路及箱体送入复合纺丝箱。经复合喷丝组件制得初生有
色复合纤维，纺丝温度控制280-285°C;初生有色复合纤维经过侧吹风冷却和 上油后，在高速巻绕机上巻绕制成有色预取向复合纤维(POY);制成的有色预 取向复合丝的截面形状呈米字型，其中米字部分为聚酰胺6，而其余成份为含 有色料的聚对苯二甲酸乙二醇酯；
4、 将有色预取向复合纤维(POY)经拉伸假捻变形制成高色牢度的有色拉 伸变形纤维(DTY);第一、第二热箱温度分别为140-145匸和40-50°C，速度 为570-575 m/min,拉伸倍数1. 5倍。
5、 然后，用该纤维制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到直径在 0. 1微米一3微米之间的有色超细纤维织物。
所制成的有色超细纤维织物，其耐光牢度达到6级，耐磨擦牢度达到4级， 比通常后染色法所制得的同类超细纤维织物的各项牢度高出1-2级。上述有色 超细纤维织物及普通超细纤维织物的耐光牢度和耐磨擦牢度用常规测试方法 测得。
权利要求
1、一种高色牢度有色超细纤维，其特征在于其是由以下重量份配比的原料制成有色母粒0.2—15份，聚酯50—84.8份，聚酰胺15—35份。
2、 如权利要求1所述的高色牢度有色超细纤维，其特征在于所述聚酯 为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种；所述聚酰胺为聚酰胺6和聚酰胺66中的一种。
3、 如权利要求1或2所述的高色牢度有色超细纤维，其特征在于所述 高色牢度有色超细纤维为采用聚酯和聚酰胺中的一种或两种加入有色母粒后 经共轭复合纺丝制成米字形有色预取向复合纤维，再将有色预取向复合纤维经 包括拉伸假捻变形和剥离工序后制成。
4、 一种高色牢度有色超细纤维的制造方法，其特征在于包括步骤(1 )在聚合物粉中按重量百分比3—40W t %加入着色剂，制成有色母粒；(2)纺丝聚合物聚酯切片和聚酰胺切片进行干燥，将有色母粒按重量 百分比0. 2—15W t %加入到干燥后的纺丝聚合物聚酯切片和聚酰胺切片中的 一种或两种中并混合；(3 )将上述纺丝聚合物共轭纺丝，经熔融挤出纺丝制成有色预取向纤维；(4) 有色预取向纤维经拉伸假捻变形后制成高色牢度有色拉伸变形纤维；(5) 经剥离开纤后制得髙色牢度有色超细纤维。
5、 如权利要求4所述的高色牢度有色超细纤维的制造方法，其特征在于所述步骤(l)中所述着色剂为无机颜料、耐温型有机颜料或油溶性染料。
6、 如权利要求4所述的高色牢度有色超细纤维的制造方法，其特征在于所述步骤(l)中聚合物粉为低熔点聚酯或聚酰胺；所述助剂为分散剂与偶联剂。
7、 如权利要求4所述的高色牢度有色超细纤维的制造方法，其特征在于所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁 二醇酯中的一种；所述聚酰胺为聚酰胺6和聚酰胺66中的一种。
8、 如权利要求4所述的高色牢度有色超细纤维的制造方法，其特征在于 所述步骤(3)中共轭纺丝为纺丝聚合物聚酯和聚酰胺经双螺杆共轭纺丝机熔融，所得到的两种纺丝熔体过滤后汇入三箱式复合箱体进行复合纺丝，纺丝温度控制280-30(TC，再经侧吹风冷却、上油和巻绕成型，得到有色预取向复合 丝。
9、 如权利要求8所述的高色牢度有色超细纤维的制造方法，其特征在于有色预取向复合丝的截面形状呈米字型，其中米字部分为聚酰胺6或聚酰胺 66，而其余成份为含有色料的聚酯。
10、 如权利要求4至9中任一项所述的高色牢度有色超细纤维的制造方 法，其特征在于步骤(4)中的有色预取向纤维拉伸假捻变形时的第一、第 二热箱温度分别为140-170。C和25-150°C，速度为570-600m/min，拉伸倍数 1.5-1.705倍。
全文摘要
本发明涉及一种高色牢度有色超细纤维及其制造方法，采用包括以下步骤在聚合物粉中加入3-40％着色剂，制成有色母粒；将有色母粒以0.2-15％比例加入到纺丝聚合物聚酯或聚酰胺中一种或两种中并混合；将纺丝聚合物经共轭纺丝机熔融挤出后卷绕制成有色POY复合纤维；经拉伸假捻变形制成高色牢度有色纤维；然后通过碱水解法进行剥离，得高色牢度有色超细纤维。本高色牢度有色超细纤维具有极佳手感特性、耐洗色牢度与耐光色牢度，且因含有纺前染色组分，所以在生产成织物后不再染色。因本发明不需经染色工艺，因此工艺简单、成本低、污染少、产品色差小、色牢度好，不易褪色，且具有色谱广泛、色泽鲜艳特点。
文档编号D01F8/14GK101445973SQ20081024964
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者段宏伟, 罗根利, 邢立华 申请人:段宏伟