一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法，将聚乳酸切片与改性组分切片分别经三段式干燥、螺杆熔融，进入纺丝箱体在喷丝板处并列复合，从喷丝板出来的并列型复合纤维经过吹风冷却后上油、卷绕牵引、盛丝，再经过浸油水浴拉伸、蒸汽拉伸、上油冷却、热定型后，得到聚乳酸并列复合纤维；所述改性组分选自涤纶、锦纶的一种或两者的组合；所述聚乳酸与改性组分的质量比为80:20‑50:50。所述聚乳酸并列复合纤维具有良好的卷曲性及耐温性，适用于填充材料或服装面料中的应用。

Preparation of a composite fiber with poly (lactic acid)

The invention relates to a preparation method of a poly (lactic acid) parallel composite fiber. The polylactic acid slice and the modified component slice are separated by three sections of drying and the screw melt respectively. After the water bath stretching, steam stretching, oil cooling, and heat setting, the composite fiber of polylactic acid was obtained. The modified group was selected from one or two combinations of polyester and polyamide, and the mass ratio of polylactic acid to the modified component was 80:20 50:50. The polylactic acid parallel composite fiber has good curl resistance and temperature resistance, and is suitable for filling materials or clothing fabrics.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法
本专利技术涉及一种复合纤维生产
，特别涉及一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法。
技术介绍
由于具有良好的生物降解性能及抗菌性能，聚乳酸纤维的应用前景受到广泛关注。然而，其本身弹性差、耐温性差的问题，限制了其在填充材料、服装行业中的应用。现有技术中对通过将聚乳酸与其他纤维制成复合纤维的改性方式有所涉足。CN106917161A通过以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆聚乳酸纤维，得到手感舒适、弹性好、可降解以及抗菌性好的复合纤维。但现有技术中未有涉及通过聚乳酸并列复合纤维的方法，改善聚乳酸本身弹性差、耐温性差的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何改善聚乳酸本身弹性差、耐温性差的问题。为此，本专利技术提供了一种聚乳酸并列复合纤维的方法。本专利技术所述聚乳酸并列复合纤维的方法，包括以下步骤：将聚乳酸切片与改性组分切片分别经三段式干燥、螺杆熔融，进入纺丝箱体在喷丝板处并列复合，从喷丝板出来的并列型复合纤维经过吹风冷却后上油、卷绕牵引、盛丝，再经过浸油水浴拉伸、蒸汽拉伸、上油冷却、热定型后，得到聚乳酸并列复合纤维；所述改性组分选自涤纶、锦纶的一种或两者的组合；所述聚乳酸与改性组分的质量比为80:20-50:50。进一步的，所述聚乳酸的特性粘度为1.00-1.50dl/g，所述改性组分的特性粘度为0.6-1.1dl/g。进一步的，所述聚乳酸切片、改性组分切片干燥后的含水率小于0.005％。进一步的，所述聚乳酸的螺杆熔融温度为230-350℃，箱体温度为280-300℃。进一步的，所述改性组分的螺杆熔融温度为300-310℃，箱体温度为250-270℃。进一步的，总拉伸倍数为4.0-5.0倍，热定型温度为105-120℃。进一步的，所述聚乳酸并列复合纤维的纤维纤度为8.80-22.20dtex。进一步的，所述聚乳酸并列复合纤维的卷曲率为35-45％，卷曲回复率为90％。进一步的，所述聚乳酸并列复合纤维的沸水收缩率为10-14％。本专利技术还提供上述聚乳酸并列复合纤维的制备方法制得的聚乳酸并列复合纤维。本专利技术还提供上述聚乳酸并列复合纤维在填充材料或服装面料中的应用。所述聚乳酸的特性粘度优选为1.00-1.50dl/g，特性粘度过高则切片成本上升、熔融纺丝困难，特性粘度过低，则并列纤维中三维卷曲结构少，进而导致并列纤维弹性性能不明显。所述改性组分的特性粘度优选0.6-1.1dl/g，更优选0.6-0.8dl/g。改性组分的特性粘度与聚乳酸的特性粘度存在一定差值，两者在相同的拉伸及热处理后产生的收缩量差值较大，利于形成三维卷曲结构。聚乳酸切片为无定型结构，软化点低，其中水分相较多，因此，如果一开始就高温干燥，切片水分还来不及扩散到表面，并蒸发到真空环境中，切片表面就会发生水解软化，并开始板结，而表面板结又限制了水分的扩散蒸发，导致聚乳酸切片的水解更加严重，而发生降解，分子量大幅下降，从而严重影响熔融纺丝工艺，并影响成品纤维的品质。因此，优选分段式干燥，更优选三段式干燥。优选三段式干燥工艺参数：第一阶段温度80℃，干燥时间4h；第二阶段100℃，干燥时间4h；第三阶段110℃，干燥时间20h。干燥后的聚乳酸切片及改性组分切片的含水率，优选0.005％以下。聚乳酸及改性组分通过热熔纺丝并列复合后，在进一步浸油水浴拉伸、蒸汽拉伸以及热定型时，两者产生的收缩量不同，从而绕纤维轴产生螺旋状弯曲，是纤维纵向呈现三维螺旋状卷曲。优选拉伸倍数4-5倍、浸油水浴拉伸温度60-80℃，浸油水浴拉伸倍数2-4倍，蒸汽拉伸倍数1-3倍，热定型温度100-110℃。进一步的，本专利技术在上述方案基础上采用特殊喷丝板进行喷丝工艺，极大的加强了复合纤维分界面上的纤维粘着力，避免产生剥离现象。所述喷丝板包括至少一个喷丝机构，所述喷丝机构包括两个挤出腔、一个喷丝孔和两个喷丝通道；所述喷丝通道连通在挤出腔和喷丝孔之间，喷丝通道沿挤出方向上依次包括导流段和粘结段；在粘结段上，所述两个喷丝通道之间连接有多个粘结小道，所述粘结小道的长度方向和喷丝通道的挤出喷丝方向一致；在截面方向上，每个粘结小道两端分别连通两个喷丝通道，相邻粘结小道之间上下平行，粘结段的所述喷丝通道和粘结小道均接入喷丝孔内；所述喷丝步骤，采用所述喷丝板。采用上述喷丝板，通过两个喷丝通道之间的多个粘结小道，对不同纤维丝的粘结部进行粘结，在其分界面产生交错的层叠状粘结，极大的加强了复合纤维分界面上的纤维粘着力，避免剥离现象产生，使得高热收缩差的聚合物可以作为并列型复合纤维的材料，并列型复合纤维的材料选择范围可以更大。进一步的，所述导流段与喷丝孔的轴心线的夹角大于粘结段与喷丝孔轴心线之间的夹角；在导流段上，两个喷丝通道上均设有用于热熔聚合物完全填充并向粘结小道内进行移动的多个导流小道；导流小道位于两个喷丝通道之间，每个所述导流小道的截面面积大于粘结小道截面面积；在截面方向上，每个导流小道一端与相应的喷丝通道内侧面连通，导流小道另一端与相对应的喷丝通道隔离；所述两个喷丝通道上的导流小道之间交错设置；导流小道末端为粘结段上的粘结小道起始段；所述喷丝通道一侧的导流小道的侧面沿挤出方向逐渐向另一侧喷丝通道扩展。进一步的，所述喷丝步骤包括：聚乳酸和改性组分分别通过两个喷丝通道复合；复合过程包括：热熔聚乳酸和热熔改性组分在挤出腔之后导流段的喷丝通道上填充喷丝通道本体和导流小道；导流小道往挤出喷丝方向上，热熔聚合物沿导流小道截面缩小同时沿导流小道末端拉长，直至导流小道末端伸入相对的喷丝通道时，导流段的导流小道对接进入粘结段的粘结小道；粘结段逐步复合进入喷丝孔完成并列复合喷丝。本专利技术得到的聚乳酸并列复合纤维，其具有以下有益效果：本专利技术所述的聚乳酸并列复合纤维中，聚乳酸和其他改性组分并列纺丝而成，两者在相同的拉伸和热处理后产生不同的收缩量，从而绕纤维轴产生螺旋状弯曲，使纤维纵向呈现三维螺旋状卷曲。所述聚乳酸并列复合纤维的这种卷曲具有永久的弹性，并且使纤维的耐温性也大大提升。本专利技术所述聚乳酸并列复合纤维的这种卷曲弹性，有利于改善织物的抗皱性，因而适用于服装面料的应用。同时，若将其短切成短纤维，作为填充材料可提供良好的弹性。附图说明图1为本专利技术实施例5中喷丝板的结构示意图；图2为图1中B处的局部放大图；图3为图2中A1-A1处的剖视图；图4为图2中A2-A2处的剖视图；图5为图2中A3-A3处的剖视图；图6为图2中A4-A4处的剖视图；图7为由粘结段进入喷丝孔时两种纤维丝的粘结示意图；图8为本专利技术并列型复合纤维喷丝设备实施例5的结构示意图；图9为本实施例6中流动腔的结构示意图；图10为实施例6中喷丝设备结构示意图。附图标记：1、挤出腔；2、喷丝通道；21、导流段；210、导流小道；22、粘结段；220、粘结小道；23、喷丝孔；3、纤维丝；30、粘结部；5、进料口；50、T型铝制密封圈；6、过滤腔；60、上过滤板；61、隔板；62、隔板；63、下过滤板；70、分配孔；71、分配通道；8、喷丝板；90、内腔；91、上扬腔；92、排气出口；93、下流腔。具体实施方式测试方法：采用GB/T6506-2001及GB/T14338-2008测试聚乳酸并列复合纤维的卷曲率、卷曲回复率。采用GB/T65本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；将聚乳酸切片与改性组分切片分别经三段式干燥、螺杆熔融，进入纺丝箱体在喷丝板上通过喷丝步骤并列复合，从喷丝板出来的并列型复合纤维经过吹风冷却后上油、卷绕牵引、盛丝，再经过浸油水浴拉伸、蒸汽拉伸、上油冷却、热定型后，得到聚乳酸并列复合纤维；所述改性组分选自涤纶、锦纶的一种或两者的组合；所述聚乳酸与改性组分的质量比为80:20‑50:50。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；将聚乳酸切片与改性组分切片分别经三段式干燥、螺杆熔融，进入纺丝箱体在喷丝板上通过喷丝步骤并列复合，从喷丝板出来的并列型复合纤维经过吹风冷却后上油、卷绕牵引、盛丝，再经过浸油水浴拉伸、蒸汽拉伸、上油冷却、热定型后，得到聚乳酸并列复合纤维；所述改性组分选自涤纶、锦纶的一种或两者的组合；所述聚乳酸与改性组分的质量比为80:20-50:50。2.根据权利要求1所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸的特性粘度为1.00-1.50dl/g，所述改性组分的特性粘度为0.6-1.1dl/g。3.根据权利要求1-2任一项所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸切片、改性组分切片干燥后的含水率小于0.005％。4.根据权利要求1-3任一项所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸的螺杆熔融温度为230-350℃，箱体温度为280-300℃；所述改性组分的螺杆熔融温度为300-310℃，箱体温度为250-270℃。5.根据权利要求1-4任一项所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，总拉伸倍数为4.0-5.0倍，热定型温度为105-120℃。6.根据权利要求1-5任一项所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸并列复合纤维的纤维纤度为8.80-22.20dtex。7.根据权利要求1-6任一项所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸并列复合纤维的卷曲率为35-45％，卷曲回复率为85-95％；所述聚乳酸并列复合纤维的沸水收缩率为10-14％。8.根据权利要求1任一项所述的聚乳酸并列复合纤维的制备方法，其特征在于，所述喷丝板包括至少一个喷丝机构，所述喷丝机构包括两个挤出腔(1)、一个喷丝孔(23)和两个喷丝通道(2)；所述喷丝通道(2)连通在挤出腔(1)和喷丝孔(23)之间，喷丝通道(2)沿挤出方向上依次包括导流...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈坤良，张春华，冯爱华，
申请(专利权)人：南通华盛高聚物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32