專利名稱:丙滌直接共混改進的穩(wěn)定紡絲法的制作方法
本發(fā)明是將聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯，采用直接共混熔法紡制，可染的丙滌長絲，是丙綸改性纖維。
聚丙烯與聚對苯二甲酸乙二酯共混紡絲，克服了丙綸難染性，是丙綸改性的合纖新產(chǎn)品之一。因丙綸不具有同染料的親和基團，故都將聚丙烯加入色母粒進行熔體著色紡絲。但因不同顏色的色母粒紡絲，要求不同的工藝參數(shù)，不僅給紡絲操作帶來不便，而且有的色母粒紡絲，因紡絲穩(wěn)定性較差，換板周期僅48小時，從而提高了物料損失和單耗;尤其因色母粒的色譜不全、拼色困難，難以滿足人們在服用領域上，對各種花色品種的要求。
用聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯共混紡絲方法來改善丙綸的染色性，目前尚未見到國外報導，國內已進行過小試和擴試研究(合成纖維，第1-4期，1982年)，廣州、山東也分別進行過聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯共混紡絲的中試，但上述報導和中試技術報告，均未涉及到具有先進性和工業(yè)實用價值的穩(wěn)定紡絲的報導。所謂具有工業(yè)實用價值的穩(wěn)定紡絲，是以換板周期長短、成絲率高低和纖維質量是否穩(wěn)定為指標，在既往的研究工作中，鑒于聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯樹脂，兩者相容性不良，共混粘度大，成纖分相明顯、成纖性差。因此，加入了具有該兩種高聚物的親和性的分散劑，以期達到聚對苯二甲酸乙二酯均勻分散在聚丙烯中，使兩者形成大量的相界面，更由于兩者性質不同而互相影響，限制其晶粒發(fā)展。這樣可使染料易于滲透并均勻地分散于纖維中。為此需將聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯和分散劑共混，重新造粒，制成切片這樣即在紡絲前增加了聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯和分散劑共混、熔融、鑄帶、造粒的過程。因增加了該過程和需用分散劑，勢必導致提高成本。但它的優(yōu)點，是可以穩(wěn)定紡絲。將聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯兩種切片直接固相共混，然后經(jīng)螺桿擠壓和熔融共混直接紡絲方法，即簡化了該兩種高聚物重新造粒的過程，而且不用分散劑，這種方法的優(yōu)點，成本低，同其它合纖長絲有競爭力，但不易做到穩(wěn)定紡絲。本發(fā)明就是采用聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯兩者直接共混紡絲，提供了穩(wěn)定紡絲方法，并獲得先進的具有工業(yè)實用性的結果。
本發(fā)明主要目的，就是將聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯，不經(jīng)重新熔融、鑄帶、造粒的共混過程，且不用分散劑，而是將聚丙烯和聚酯直接共混熔融紡制長絲，并達到能夠在工業(yè)生產(chǎn)
得到重復使用，并獲得良好經(jīng)濟效益，改進的穩(wěn)定紡絲法。
本發(fā)明是關于聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯直接共混改進的穩(wěn)定紡絲法。
該法是將聚對苯二甲酸乙二酯切片，首先單獨進行真空轉鼓干燥機干燥，然后同聚丙烯直接固相共混，再進入螺桿擠壓機進行熔體共混并紡制長絲的方法，稱為該兩種高聚物的直接共混紡絲。
但因兩種不同高聚物直接共混，常由于聚丙烯原料切片的特性粘度〔η〕變化很大，所要求的聚對苯二甲酸乙二酯切片的特性粉度〔η〕，如不適宜，會造成分散相的聚對苯二甲酸乙二酯微纖直徑呈現(xiàn)粗細不均勻結構;熔體過濾的濾材組織結構，噴絲板孔徑大小，共混熔體在螺桿擠壓機中的停留時間，均對穩(wěn)定紡絲有重要影響。本發(fā)明針對上述問題，提出了如下可以達到改進的穩(wěn)定紡絲法。
①本發(fā)明提出了不同特性粘度〔η〕的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯適宜的組合條件。例如表1。
①從圖1電鏡照片來看，聚對苯二甲酸乙二酯雖然成纖并分布在聚丙烯中，但成纖不勻，并有纖維碎片表明聚丙烯的特性粘度〔η〕為1.4不能同聚對苯二甲酸乙二酯的特性粘度〔η〕為0.671相組合。
②圖2電鏡照片，表明了聚對苯二甲酸乙二酯成纖均勻地分布在聚丙烯中，表明了如表1編號2的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯的兩個不同的特性粘度〔η〕可以相互組合。
③圖3電鏡照片獲得了如圖2的類似結果，表明聚丙烯的特性粘度〔η〕為1.82可以同聚對苯二甲酸乙二酯的特性粘度〔η〕為0.67相組合。
按照本發(fā)明方法，對于不同特性粘度的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯需進行組合條件如下A.特性粘度〔η〕＝1.6至1.85(分子量為17至19.5萬)的聚丙烯同特性粘度〔η〕＝0.65至0.67的超有光聚對苯二甲酸乙二酯共混。
B.特性粘度〔η〕＝1.3至1.5(分子量為13至15萬)的聚丙烯，同特性粘度〔η〕＝0.55至0.60的超有光聚對苯二甲酸乙二酯共混。
按照這樣共混方法，然后再確定螺桿各區(qū)的適宜溫度，才能完成以聚丙烯為母體的連續(xù)相和以聚對苯二甲酸乙二酯為分散相的均勻分布結構(見圖1至圖3)。
2.共混熔體濾材組織結構。熔體濾材組織結構主要由海砂和不銹鋼濾網(wǎng)組成，海砂粒度和濾網(wǎng)網(wǎng)目大小都對換板周期有著明顯影響。本發(fā)明濾材組織結構如圖4所示即，共混熔體首先經(jīng)過20目的160克海砂，然后經(jīng)過200目/32目不銹鋼組合網(wǎng)再經(jīng)過分漿板、200目/32目不銹鋼組合網(wǎng)和鋁圈內裝二層32目不銹鋼網(wǎng)之后即由噴絲板將共混熔體噴出，即不致密又可濾出熔體中的雜質，可順利紡絲。
3.噴絲板孔徑大小是同噴絲孔的切變速率(γ)有關，本發(fā)明選用噴絲板孔徑為0.4～0.5毫米時，可進行穩(wěn)定紡絲(見表2)。
4.聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯兩種不同高聚物的直接共混紡絲，在該兩種不同高聚物的適宜組合和同第3項同一濾材組織結構的條件下，共混熔體在螺桿擠壓機中的停留時間長短，是能否進行穩(wěn)定化紡絲的另一重要因素。本發(fā)明的該兩種高聚物的共混熔體，在螺桿擠壓機中的停留時間為5～10分鐘。
本發(fā)明的換板周期可達72小時以上，成絲率90%左右，長絲質量較為穩(wěn)定，一級品率可達70%以上，同純聚丙烯加色母粒工業(yè)生產(chǎn)比較，已達到了純聚丙烯加色母粒工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定紡絲水平。
5.本發(fā)明首先是將干燥至水分小于0.007%以下的超有光的聚對苯二甲酸乙二酯裝入密封料斗中，而將聚丙烯裝入另一密封料斗中，分別按比例定量地輸送至螺桿擠壓機中;螺桿型式為銷釘螺桿;螺桿長徑(L/D)比為30∶1;螺桿的壓縮比為3.25至3.4比1。經(jīng)加熱熔融的螺桿中的共混熔體在輸入計量泵之前，按裝有靜態(tài)混合器及熔體予過濾器。本項全部內容是改進的、穩(wěn)定紡絲的另一重要因素。
實例1取分子量18.5萬聚丙烯88份，與特性粘度〔η〕＝0.65干燥后含水量0.007%以下的超有光聚對苯二甲酸乙二酯12份。將此兩種高聚物切片，經(jīng)過按上述比例充分均勻固相混合后，送至銷釘結構，螺桿擠壓機(VC406)，螺桿溫度分布為一區(qū)280℃，二區(qū)290℃，三區(qū)300℃，四區(qū)280℃，五區(qū)280℃，箱體290℃，螺桿壓力55～77kg/cm2，熔融混合后經(jīng)疊形計量泵，以每分鐘熔體量18至20克選用如圖4過濾介質的組成和φ0.5mm×12孔的噴絲板紡絲。側吹風速0.2米/分，風溫17至19℃，紡絲卷繞速度570至600米/分。原絲經(jīng)8小時平衡后用VC443A型牽伸機，選用熱盤溫度85℃，熱板溫度175℃，出絲速度350至500米/分，錠子轉數(shù)7500至8000轉/分條件下拉伸4.4至4.6倍。噴絲板換板周期達三天以上。制得的共混長絲質量為纖度75D、強度4.0至4.5克/旦，伸度35%至45%，纖不勻小于4%，伸不勻小于或等于22%，強不勻小于8%，沸水收縮率小于8%，含油量1.5%至2.0%。用分散性染料染色時上染率70%以上，在100至120℃條件下可染淺、中和深色。
實例2采用φ0.4×24孔及φ0.5×16孔噴絲板，按實例1的工藝參數(shù)亦可制得強度4.0至4.5克/旦，伸度35%至45%，1000(共混長絲。纖不勻小于或等于4%，伸不勻小于或等于22%，強不勻小于8%，沸水收縮率小于8%，成絲率90%以上。
對照例選用分子量21萬聚丙烯切片與特性粘度〔η〕＝0.65的消光聚對苯二甲酸乙二酯切片為共混長絲原料，采用實例1的原料配比，控制物料含水量0.007%，充分固相的均勻混合，螺桿溫度分布為一區(qū)300℃，二區(qū)290℃，三區(qū)300℃，四區(qū)280℃，五區(qū)280℃，箱體290℃，選用圖4的過濾介質組成和φ0.4×18孔的噴絲板紡絲，側吹卷繞牽伸條件同例1為保證共混長絲質量達到1的水平，則噴絲板的更換周期只能達到24小時左右。
圖解1-噴絲板 2-鋁圈內裝二層32目網(wǎng)3-200目/32目組合網(wǎng) 4-分漿板5-200目/32目組合網(wǎng) 6-20目海砂7-中心壓板所述共混熔體通過的濾材組織結構是，共混熔體，首先經(jīng)過20目的160克海砂〔6〕，然后經(jīng)過200目/32目不銹鋼組合網(wǎng)〔5〕，再經(jīng)過分漿板〔4〕，200目/32目的不銹鋼組合網(wǎng)〔3〕和鋁圈內裝二層32目不銹鋼網(wǎng)〔2〕之后，即由噴絲板〔1〕將共混熔體噴出。
權利要求
1.聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯直接共混改進的穩(wěn)定紡絲法，其特征在于選用具有適宜的特性粘度的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯先進行固相共混。然后通過螺桿擠壓機進行加熱熔融的熔體共混。熔混熔體在輸入計量泵之前，安裝有靜態(tài)混合器及熔體予過濾器。共混熔體往計量泵輸送到特定的濾材組織結構中，并由噴絲板[1]噴出進行紡制長絲。
2.按照權項1所述的兩種高聚物共混，其特征在于聚丙烯的特性粘度〔η〕為1.6至1.85(分子量為17至19.5萬)同超有光的聚對苯二甲酸乙二酯的特性粘度〔η〕為0.65至0.67共混。
3.按照權項1所述的兩種高聚物共混，其特征在于聚丙烯的特性粘度〔η〕為1.3至1.5(分子量為13至15萬)同超有光的聚對苯二甲酸乙二酯的特性粘度〔η〕為0.55至0.60共混。
4.按照權項1所述的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯兩種高聚物混合均勻，其特征在于將聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯分別裝入密封的料斗中，按87至90份與10至13份的比例定量地輸送至螺桿擠壓機中。
5.按照權項1.4所述的螺桿擠壓機，其特征在于螺桿的型式為銷釘螺桿，螺桿的長徑(L/D)比為30比1，螺桿壓縮比為3.25至3.4∶1。經(jīng)加熱熔融的螺桿中的共混熔體在輸入計量泵之前。按裝有靜態(tài)混合器及熔體予過濾器。
專利摘要
丙滌直接共混改進的穩(wěn)定紡絲，是聚丙烯和超有光的聚對苯二甲酸乙二酯直接共混改進的穩(wěn)定紡絲。該法選用適宜范圍的特性粘度的該兩種高聚物，并按比例定量地固相共混，然后經(jīng)VC406銷釘螺桿擠壓機按既定的螺桿各區(qū)溫度進行兩種高聚物熔觸共混。該熔體經(jīng)特定的濾材組織結構和選定直徑0.4至0.5毫米，12至24孔數(shù)的噴絲板噴出成絲。紡絲換板周期可達72小時以上，成絲率為90％，長絲質量符合要求。
文檔編號D01F8/06GK85102799SQ85102799
公開日1987年6月24日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者封守忠, 劉月秋, 么玉坤, 王喜仁 申請人:吉林省化學纖維技術研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan