一种负离子聚丙烯有色空气变形纤维及其制备方法和应用.pdf

本发明提供了一种负离子聚丙烯有色空气变形纤维及其制备方法和应用。所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维的组分和重量份数为：聚丙烯成纤聚脂80～98份，聚丙烯负离子母粒1～10份，聚丙烯色母粒1～10份，纤度为500-2400dtex。本发明的负离子聚丙烯有色空气变形纤维，可用于服用领域、装饰领域和产业领域，本发明的聚丙烯纤维的风格化、功能化与成本之间能够很好的匹配，并含负离子发射功能，同时具有可仿毛风格和丰满的手感，负离子粉体添加量少，团聚少、负离子发射率高，使用有色母粒与负离子母粒共混纺丝生产工艺容易实现，同时有效降低印染成本，风格与毛织物相近。

1.  一种负离子聚丙烯有色空气变形纤维，其特征在于，所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维的组分和重量份数为：
聚丙烯成纤聚脂　　　　　　　　　　80～98份；
聚丙烯负离子母粒                  1～10份；
聚丙烯色母粒                      1～10份；
纤度为500—2400dtex。

2.  根据权利要求1所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维，其特征在于，所说的聚丙烯成纤聚脂为分子量200,000～300,000的聚丙烯切片。

3.  根据权利要求1所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维，其特征在于，所说的聚丙烯负离子母粒的组分和重量份数为：聚丙烯成纤聚脂60～95份，负离子添加剂5～40份。

4.  根据权利要求1所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维，其特征在于，所说的负离子添加剂为负离子陶瓷粉体，其组分主要包括BaTiO₃、PbTiO₃和掺杂锆离子的钛酸铅盐，粒径为200～400纳米。

5.  制备权利要求1～4任一项所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚丙烯成纤聚脂、聚丙烯负离子母粒和聚丙烯色母粒混合后进入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，然后将其通过喷丝头喷丝，侧吹风冷却成形、纤维表面包覆油剂，在600—1200m/min纺速下纺丝，拉伸加捻卷绕，然后再经过空气变形制得有色负离子空气变形聚丙烯空气变形纤维；
螺杆挤压机设有三个温度段，进料段温度为240—250℃，熔融、压缩段温度为245—255℃，均化、计量段温度为245—260℃。螺杆挤压输出机头熔体温度为260—280℃，熔体压力为95～105bar；
所说的拉伸第一段拉伸温度为55～65℃，拉伸倍数2～4倍，拉伸第二段拉伸温度为130～140℃，拉伸倍数为1.1～1.3倍；
侧吹风温度30—40℃，丝室温度为35—40℃。

6.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，空气变形过程中，由2～10股30～40f纤维并股变形，纤维超喂率在10％-40％空气压力为550～600kPa。

7.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，聚丙烯成纤聚脂、聚丙烯负离子母粒和聚丙烯色母粒的重量含水率≤0.1％。

8.  权利要求1～5任一项所述的负离子聚丙烯有色空气变形纤维的应用，其特征在于，用于制备装饰用墙体织物、工作服或服用面料。

一种负离子聚丙烯有色空气变形纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯纤维，具体涉及一种含有负离子的聚丙烯有色纤维及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯(PP)纤维因其成本低、性能优良、用途广泛，日益受到人们重视。通常，聚丙烯纤维仅仅在粗细上进行改进以提高纤维性能和风格如制备单丝纤度为0.5—1dtex左右的聚丙烯纤维直径比常规聚丙烯纤维(单丝纤度一般为3—6dtex左右)细得多。这类纤维可织成手感柔软、穿着舒适的高档纺织物，有很高的经济价值。而随着功能化纤维的不断发展PP纤维也被要求具有更多的特性和功能集成同时也要满足成本低廉等实际生产的特点目前聚丙烯纤维开发方向主要集中在细旦化、可染性能、功能化和后道处理等方面。聚丙烯超细旦化发展在该领域，如ZL91104649.6所述，使用的纺丝专用料是用高流动性的化学降解聚丙烯、聚合级聚丙烯和加工助剂(包括稳定剂、流动改进剂、抗静电剂等)组合而成的聚丙烯树脂组合物卷绕丝高倍牵伸，可制成单丝纤度为0.2—2旦，抗张强度为4—8克/旦，断裂伸长率为15—70％的细旦和超细旦聚丙烯纤维。在可染方面通过色母粒共混纺丝工艺或者通过在聚丙烯中添加无规聚合物等方法可以有效提高纤维染色性能。在功能性聚丙烯纤维的发展方面随着各种纳米粉体和添加剂的制备技术完善通过添加抗菌粉体方法制备抗菌聚丙烯纤维，通过添加远红外粉体制备保暖聚丙烯纤维等都有报道。在纺丝加工工艺上随着新型设备的不断发展聚丙烯纤维逐渐发展出膨体丝膜裂纺丝等工艺。
但是将这些技术进行集合应用到纤维生产中则具有一定的难度因为对于不同种功能纤维加工工艺和材料有着苛刻的要求，很难将其进行统一同时生产多种功能并存的聚丙烯纤维可能造成无法正常成型、纤维质量下降、合格率下降等问题。
发明内容
本发明的解决的技术问题是提供一种负离子聚丙烯有色空气变形纤维及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的负离子聚丙烯有色空气变形纤维的组分和重量份数为：
聚丙烯成纤聚脂    80～98份；
聚丙烯负离子母粒  1～10份；
聚丙烯色母粒      1～10份；
纤度为500—2400dtex。
所说的聚丙烯成纤聚脂为分子量200,000～300,000的聚丙烯切片；
所说的聚丙烯负离子母粒的组分和重量份数为：
聚丙烯成纤聚脂60～95份，负离子添加剂5～40份。
所说的负离子添加剂为负离子陶瓷粉体，其组分主要包括BaTiO₃、PbTiO₃和掺杂锆离子的钛酸铅盐，粒径为200～400纳米，可采用市售产品，如上海康必达公司的产品；
所说的聚丙烯负离子母粒的制备方法如下：
按重量比将改性负离子添加剂、聚丙烯经过螺杆挤出机共混，共混温度为220～270℃，螺杆转速：100～200rpm，挤出，并通过静态混合装置使共混均匀、切粒制备出负离子母粒，其中负氧离子含量可达5％～40％；
所说的聚丙烯色母粒的组分和重量份数为：聚丙烯成纤聚脂96.5～98.5份，颜料1.5～3.5份，聚丙烯色母粒可采用市售产品，如双赢纤维母粒有限公司生产的雪青色牌号的pb307，其中，颜料的重量份为2％，或天蓝色牌号的pb303，其中，颜料的重量份为2％；
本发明的负离子聚丙烯有色空气变形纤维的制备方法包括如下步骤：
将聚丙烯成纤聚脂、聚丙烯负离子母粒和聚丙烯色母粒混合后进入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，然后将其通过喷丝头喷丝，侧吹风冷却成形、纤维表面包覆油剂，在600—1200m/min纺速下纺丝，拉伸加捻卷绕，然后再经过空气变形制得有色负离子空气变形聚丙烯空气变形纤维；
优选的，聚丙烯成纤聚脂、聚丙烯负离子母粒和聚丙烯色母粒的重量含水率≤0.1％。
所说的油剂为本领域常规的油剂，如US4,624,793公开的油剂，油剂配方主要有抗静电剂、平滑剂、乳化剂、添加剂、水组成。如阴离子表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂、烷基硅酮醚、烷基硫酸盐阴离子表面活性剂、多元醇和去离子水。
螺杆挤压机设有三个温度段，进料段温度为240—250℃，熔融、压缩段温度为245—255℃，均化、计量段温度为245—260℃。螺杆挤压输出机头熔体温度为260—280℃，熔体压力为95～105bar；
所说的拉伸第一段拉伸温度为55～65℃，拉伸倍数2～4倍，拉伸第二段拉伸温度为130～140℃，拉伸倍数为1.1～1.3倍；
侧吹风温度30—40℃，丝室温度为35—40℃；
所说的空气变形指的是以POY预取向丝或FOY全取向丝为原丝，通过喷嘴在空气喷射作用下单丝弯曲成圈缠结形成高度蓬松的纤维。空气变形在《合成纤维生产工艺学》中有详细的报道，空气变形过程中，由2～10股30～40f纤维并股变形，纤维超喂率在10％-40％空气压力为550～600kPa。
所获得的纤维，纤度为500—2400dtex，抗张强度为4—8cN/dtex，断裂伸长率为15—70％，改性负离子在基体中平均分散相尺寸<400nm，负离子浓度在4000～5000个/cm³，红外发射波长范围为4000～15000nm。
检测的方法或标准：
强度依据中华人民共和国纺织行业标准和测试标准GB/T14343-2003；FZ/T50002-1991)；
改性负离子在PET基体中平均分散相尺寸采用扫描电镜分析，负离子浓度根据SFJJ-QWX25-2005《负离子浓度检验细则》，红外发射波长范围采用GB-7287-87检测，中空度达到11％采用化学纤维异形度试验方法FZ/T50002-1991。
本发明制备的负离子聚丙烯有色空气变形纤维，可广泛应用于服用领域、装饰领域和产业领域，制备各类装饰用墙体织物、工作服、服用面料。
本发明的产品，聚丙烯纤维的风格化、功能化与成本之间能够很好的匹配，并含负离子发射功能，同时具有可仿毛风格和丰满的手感，负离子粉体添加量少，团聚少、负离子发射率高，使用有色母粒与负离子母粒共混纺丝生产工艺容易实现，同时有效降低印染成本，风格与毛织物相近。
具体实施方式
实施例中，如无特别说明，组分均为重量份。
实施例1～2
聚丙烯负离子母粒的制备：
将改性负离子添加剂和聚丙烯经过双螺杆共混挤出，通过静态混合装置使共混均匀，切粒制备出负离子母粒，工艺条件如下：