超细纤维的制造方法 (论文)

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1、5 8 维纶通讯 2 0 1 4年 O 3月 超细纤维 的制造方法 北村晋等 ( 日 本尤尼奇卡株式会社) 专利申请范围 将平均 聚合度 为 5 O一3 0 0 、 醇解 度 为 ( 5 O 8 O ) ( m o 1 ) 的聚乙烯醇与具有纤维形成能力的高 分子化合物一起进行混合纺丝或复合纺丝 ， 再加 以拉 伸 、 热处理 之后 ， 将所得纤维再 进行水洗 处 理， 将聚乙烯醇溶解除去， 此为本超细纤维的制造 特征。 发明的详细说明 本项发明涉及的是将纤维组成 的一部分通过 水洗处理而溶解除去从而获得超细纤维的制造方 法。 近来， 随着成衣的高档化、 多样化， 人们试图 通过纤维的超细化来改

2、善手感质量， 同时在合成 纸张、 无纺布等方面的用途开发， 生产制造出超细 的合成纤维正是人们所需要的。 但是采用通常的纺丝方法制得的细旦纤维也 只有 0 51 0旦 ， 作为制造 0 1旦及其 以下的超 细纤维的生产方法 ， 已有 了各种的提案 ， 但 目前仍 处于未 能实用化 的现状。例如特公 昭 4 42 1 l 6 7 号公报就提出了， 将两种以上的不同组分进行混 合纺丝 ， 之后将其 中 1种 以上 的组分用特定 的溶 剂除去后而制取超细纤维的方法 ， 但是 ， 在此方法 当中， 作为溶剂， 就会使用到有机类的化学品， 就 会出现臭气 ， 引火爆炸等安全问题 ， 而且要除去混 合纺丝

3、中的组分， 不仅要限定溶剂， 而且在溶解除 去过程 中还得注意装置 的安全生产性 ， 所 以难 以 实用化 本项的发明者们， 认为以往的这些问题必须 使用有机类的溶剂引起的， 现以水为溶剂取而代 之， 将纤 维的组成成分溶解 除去 1种。用 2种 以 上的成分经混合纺丝制造出超细纤维是很容易 的 而且可实用化。根据用途 的需要 ， 可将纤维或纤 维制成品采用常规的水洗处理工序即可溶解除去 其中的某一组分， 其潜力是巨大的。找到这种既 易溶解于水又能与其它的具有纤维形成能力的有 机高分子化合物一起混合纺丝或复合纺丝的高分 子化合物。经过锐意的研究， 发现平均聚合度为 5 0 3 0 0， 醇解度

4、为( 5 O8 O ) ( m o 1 ) 的聚乙烯醇 ( 以下简写为 P V A) 就具有水溶性、 热熔融性而且 还有纤维形成能力 ， 从而完成 了本项发明。 也就是说 ， 本项发明是 ： 将平均聚合度为5 O 3 00、 醇解度为( 5 08 0 ) ( too 1 ) 的 P V A与具有纤 维形成能力的高分子化合物一起经过混合纺丝或 是复合 纺丝 ， 如果需要再经拉伸热处理之后 ， 将所 得纤丝经过水洗处 理将其 中的 P V A溶解除去从 而制造 出超细纤维 。 本项发明中所使用的平均聚合度为5 0 3 0 0 ， 醇解度为( 5 O 8 0 ) ( to o 1 ) 的 P V A

5、， 可在聚合温 度下链转移常数为 2 01 0 以上的醇类中使醋酸 乙烯聚合， 聚合度为 5 0 3 0 0 ， 加热条件下追出溶 刺之后， 用无水甲醇 混合溶解 ， 再加碱 ， 进行脱醋 酸反 趋， 如此便可制得我们所需要的 P V A。 这样所制得的平均聚合度为 5 03 0 0， 醇解度 为( 5 O8 0 ) ( m o t ) 的 P V A， 该 P V A可单独使用 ， 2 0 1 4年第 3 4卷第 1 期 王大仁译超细纤维的制造方法 5 9 也可以加入适量 的助融剂后 ， 在 1 0 0 2 4 0的任 意温度下都能够加热熔融， 因此可以与尼龙、 聚 酯 、 聚乙烯 、 聚丙

6、烯 、 聚对苯二 甲酸酯等几乎所有 的热熔融性高分子化合物熔融混合纺丝或熔融复 合纺丝。 此外， 本项发明中使用 的平均聚合度 5 O一 3 0 0， 醇解度( 5 08 0 ) ( mo 1 ) 的 P V A可溶解 于常 温的水中， 因此可与以水为溶剂的常规 P V A或波 莱克勒尔进行? 昆 合纺丝， 并且， 由于能溶解在丙 酮 二甲基乙酰胺、 二甲基甲酰胺等有机溶剂中， 这样也就可以与由这些溶剂做成的纺丝原液如醋 酸酯、 P V C ( 干式方法) 、 聚丙烯腈、 聚尿烷等进行 混合纺丝了。 将此类特定 的 P V A与具 有纤维形成 能力 的 高分子化合物进行混合或复合纺丝后， 所得

7、的纤 维经水洗处理， 把纤维组成之一的 P V A溶解 除 去， 而且务必要很容易地水洗除去该 P V A组分。 然而平均聚合度小于 5 O的P V A不仅制造困 难， 而且也难以与其它的高分子化合物进行混合 纺丝； 另一方面， 若 P V A的平均聚合度大于 3 0 0 的话， 其热熔融性不好， 也难以与其它的高分子化 合物进行熔融混合纺丝， 这些在本发明中是不适 用的。此外， 平均聚合度为 5 O一 3 0 0的 P V A若其 醇解度在( 5 0 8 0 ) ( m o 1 ) 之外的话， 则失去其 热熔融性以及水溶性， 依然不适用于本发明。因 此， 适合用于本项发明的 P V A必须是

8、平均聚合度 为5 0 3 0 0 ， 醇解度为( 5 0 8 O ) ( m o 1 ) 。 对 于如此特定的 P V A来说 ， 所用 的熔 融剂 如 多元的醇类 、 尿素衍生物等的用量少于该 P V A的 5 0 时， 也很容易溶解在水中， 因此与其它的高分 子化合物进行混合纺丝时， 熔融剂的用量以小于 P V A重量 的 5 O 为好。 本发明中所用的平均聚合度为5 0 3 0 0 、 醇解 度为( 5 0 8 0 ) ( m o 1 ) 的 P V A， 或是在该 P V A中 添加了小于5 0 ( 重量) 熔融剂的混合物料 ， 即使 与其它的具有纤维形成能力的高分子化合物进行 混合熔

9、融或者使用溶剂进行混合时， 各原液也没 有完全混合， 而是保持了各个独自的成分， 因而在 混合纺丝时， 可选定适当的混合 比率来调节所得 超细纤维的纤细度。 在熔融纺丝时， 特定的 P V A为海成分， 其它 的高分子化合物为岛成分， 进行复合纺丝。 如此所制得的混合纺丝纤维或是复合纺丝纤 维根据需要可进行拉伸 、 热处理( 收缩 ) ， 因此所得 纤维的纤细程度可进行任意调节。 本发明中所用的平均聚合度为 5 0 3 0 0 ， 醇解 度为( 5 O一 8 0 ) ( m o 1 ) 的 P V A ， 与通常使用的纤 维用高分子相比， 其取向性非常的小， 因而在熔融 纺丝 、 干法纺丝或湿

10、法纺丝时 ， 在溶丝拉伸或后处 理中的拉伸时， 都处于无取向状态， 很容易将该 P V A成分通过水洗溶解而除去。 本项发明是将特定的 P V A与具有纤维形成 能力的高分子化合物进行混合或是复合纺丝， 根 据需要加以拉伸、 热处理之后， 将该纤维经水洗处 理以溶解除去 P V A 。但也可以将特定的 P V A单 独或者加入小 于 5 0 ( 重量 ) 的熔融剂经加 热熔 融， 切片之后， 再与其它的具有纤维形成能力的高 分子化合物混合， 进行熔融、 干法纺丝或是湿法纺 丝。将所得纤维经拉伸、 热处理之后， 直接经水洗 处理， 溶解除去 P V A， 就可制得超细纤维， 而不经 水洗处理 ，

11、 处于残存有少量 P V A 的状态 ， 则 可进 行编织加工等， 将所制得的布匹后加工时可溶解 除去残存的 P V A， 从而可直接制成超细纤维的产 品。 本发明所制得的超细纤维如果完全溶解除去 了P V A的话， 则对于纤维丝的处理， 或是织造加 工时的操作性有所降低 ， 而对于残存了部分 P V A 或全部残存了P V A的纤维来说 ， 其加工时的操作 性不仅 良好 ， 而且用这种纤 维所制得 的编织产品 布匹等则与预先完全溶解去掉了 P V A的超细纤 维所制成的编织产 品布匹等是 不一样 的 ， 产品质 量非常的良好。 本发明经过混合纺丝法很容易制得超细纤 维 ， 值得注意的是这样除

12、去 的 P V A具有再湿性粘 接性能， 可控制水洗的程度而制得用于抄纸、 无纺 布等方面的超细纤维。 由此看来 ， 按本发 明方法所 制得 的纤维其 中 之一的组份为易 于溶解 的特定 的 P V A， 不但便 于 实用 ， 而且还可 以利用特定 的 P V A的粘接性能 因而本发明纤维的用途非常广泛 ， 利用价值甚大。 下面， 可通过实施例对本发明加以更为详细 的说 明， 但本发 明的要 旨并不局 限于下述实施 例 所限定 的内容。 6 0 维纶通讯 实施例 1 一 将平均聚合度 2 5 0 、 醇解度 6 0 ( mo 1 ) 的 P V A 1 0 0份与 I O 份甘油加热混合熔融，

13、 并挤出成形为 切片 ， 该切片在 1 6 0下能够完全熔融 ， 将其置于 2 0 o C 以上的水中便可使之完全溶解分散。将该 切片与聚乙烯( 分子量4 8 0 0 0 、 融点 1 2 0 1 2 2 q C ) 按 各个重量比例加以混合， 投入到螺杆直径为 3 0 1T l l n ， 长4 5 0 m m的熔融挤出机中于1 6 0下熔融混练， 经 孔径0 6 m m、 孑 L 数4 0的喷咀， 以1 0 0 5 0 0 m m in的 速度挤出纺丝， 制得各个重量比例的纤维， 卷曲。 这当中， 该切片 7 O份与聚乙烯 3 O份的混合 物， 在 2 0 0 m m in的速度下纺出，

14、成为 1 1 0旦的 原纤维， 将其在 1 4 0的拉伸机中进行 2 倍拉伸， 得到 5 8旦、 强度2 7 g , a 、 伸度 2 3 8 的拉伸纤 维。该纤维在3 0 cC的流水中水洗处理 3 分钟后， 其中所含有的水溶性成分几乎完全溶解于水中， 制成为 0 6 I z m的纤维状的聚乙烯纤维 。 实施例2 将平均聚合度 1 2 0 、 醇解度 7 2 ( m o 1 ) 的 P V A 5 O 份与常用的 P V A 平均聚合度 1 7 0 0 、 醇解度 9 9 9 5 ( m o 1 ) 5 0份混合， 投人到水中， 加热、 溶 解 、 过滤， 制得成为固含量浓度为 1 8 O 的

15、纺丝用 原液。该原液经过常规的维尼纶湿法纺丝条件 ， 纺入到硫酸钠饱和水溶液中， 以浸渍长 1 2 m、 速 度 8 m m i n ， 纺丝拉伸 3 0倍 的工艺条件进行纺丝， 进行常规的湿热处理( 硫酸纳 2 5 0 g L、 硫酸 5 g L、 9 0、 1 分钟) 和干燥， 再于 2 3 8 o C 的热空气中热 拉伸 3 5倍 ， 再于 2 3 8 o C的热空气中热收缩 5 。 所得热处理纤维的纤度为 2 5旦 、 强度为 3 4 g d 伸度为 1 6 8 。该纤维在 3 0的流水中水洗处 理 2分钟 ， 所含有的水溶性 的组份被完 全溶解在 水中， 得到 0 8 m的 P V A纤维。 实施例 3 将平均聚合度 8 O 、 醇解度 5 7 ( m o 1 ) 的 P V A 完全溶解成为 9 5 的丙酮溶液， 这在 2 0 。 【二 的水中 是可溶解的。该 P V A 5 0份与醋酸酯切片( 赛路珞 二醋酸酯、 聚合度为 1 9 0 、 醋酸化度为 5 4 3 ) 5 O 份溶解为9 5 的丙酮溶液， 调制成为 2 6 5 的纺 丝用原液， 按照通常的醋酸酯干法纺丝条件， 送入 1 0 0 c【 = 空气加热的纺丝筒的上部以约 3 5 0 m m in 的速度纺丝 。 所得纤维经过常温水