專利名稱：一種復合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于化學纖維技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復合纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有治理污染的耐高溫過濾材料中主要合成纖維是采用單組份PPS(聚苯硫醚)紡制的纖維，如題為“一種線性高分子聚苯硫醚纖維熔融紡絲、拉伸熱定型方法”的中國專利200410096068.D。其缺陷是，由于價格昂貴，難以廣泛推廣應(yīng)用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)。
而采用一般的PET(聚酯)或PA(聚酰胺)或芳砜綸纖維制作無紡針制氈。其缺陷是不能長期適用于高溫，水解，酸堿復雜多變的污染治理的綜合性需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述的缺陷，提供一種復合纖維及其制備方法，該復合纖維價廉物美，可作為環(huán)保工業(yè)使用的纖維過濾材料。
本發(fā)明的一種復合纖維是以PPS(聚苯硫醚)為皮層，以PET(聚酯)、PET、或PA6(聚酰胺)、或PA66(聚酰胺)為芯層的皮芯結(jié)構(gòu)，紡制的長纖維或短纖維，如圖1所示，其中A為PPS，B為PET、或PA6、或PA66。
本發(fā)明的一種復合纖維的制備方法，包括下述步驟(1)真空干燥階段PPS(聚苯硫醚)、PET，或PA6，或PA66分別在旋轉(zhuǎn)式真空轉(zhuǎn)鼓中干燥，其干燥溫度70～155℃，干燥時間4～24小時，然后將經(jīng)干燥的原料分別輸送入各自的儲料桶，供熔融紡絲；(2)紡絲卷繞階段復合纖維皮層PPS原料的紡絲螺桿溫度如下冷卻區(qū)50～105℃，進料區(qū)280～305，熔融區(qū)295～355，計量壓縮區(qū)285～315℃，彎管法蘭區(qū)275～305℃。
復合纖維芯層PET，或PA6，或PA66原料的紡絲螺桿溫度如下冷卻區(qū)50～100℃，進料區(qū)190～220，熔融區(qū)220～300，計量壓縮區(qū)265～285℃，彎管法蘭區(qū)275～295℃。
復合紡絲箱體溫度285～350℃，環(huán)吹風板距15～50cm，風速0.13～0.65米/秒，風溫20～35℃，單體抽吸風量50～30mm/H2o紡絲速度200～800m/min，單束卷繞絲纖度5000～15000dtex。
(3)后拉伸熱定型階段集束總纖度20～85萬dtex，拉伸總倍率3.0～5.2倍，一級拉伸倍率3.0～3.5，拉伸溫度50～90℃；二級拉伸倍率1.1～1.3，拉伸溫度105～165℃。熱定型溫度I區(qū)125～145℃。II區(qū)130～165℃，III區(qū)140～155℃，IV區(qū)105～130℃，定型時間10～40分鐘，切斷長度38～110mm。
本發(fā)明所述的PPS為皮層的雙組份復合短纖維，PPS/PET或PPS/PA皮芯結(jié)構(gòu)纖維，可應(yīng)用于火力發(fā)電廠、鋼廠、垃圾焚燒處理廠粉塵過濾袋，也可應(yīng)用液態(tài)過濾殺質(zhì)，如印染、造紙、醫(yī)藥食品、有色金屬冶煉過程中的高溫污水處理。
本發(fā)明的實現(xiàn)過程如下列技術(shù)流程圖示意[PPS顆粒料，PET或PA顆粒料分別真空干燥]→[A螺桿熔融擠出計量→B螺桿熔融擠出計量]→雙組份復合紡絲箱體→皮芯形復合紡絲組件→單體抽吸裝置→環(huán)吹風冷卻→甬道→卷繞上油→牽引喂入→存絲桶(卷繞絲)→集束→八輥導絲輥→一道拉伸輥→油浴加熱槽→二道拉伸輥→加熱蒸汽箱→三道拉伸輥→預熱箱→卷曲機→疊絲機→松弛熱定型→張力牽引機→切斷機→打包機。
本發(fā)明的有益效果是采用皮芯結(jié)構(gòu)的雙組份復合紡絲，較之單組份PPS纖維，成本大約可減少50％以上，為環(huán)境保護下的大規(guī)模污染治理奠定了價格基礎(chǔ)，從而促進該過濾材料的更廣泛應(yīng)用。針刺無紡布用于過濾袋，可在電廠、鋼廠、垃圾焚燒廠的粉層過濾，也可用在印染、醫(yī)藥、食品、金屬礦業(yè)的污水過濾。


圖1復合纖維的皮芯結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例1原料干燥PPS切片經(jīng)篩選后送入真空轉(zhuǎn)鼓密閉抽真空、升溫。升溫8小時至150℃，保溫10小時。冷卻后出料輸送A#紡絲料貯存桶。PET切片、特性粘度0.68，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫時間6小時至130℃，在此溫度下保溫6小時，冷卻后輸送到B#紡絲料貯存桶。A#紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)85℃，進料區(qū)295，熔融區(qū)315，計量壓縮區(qū)325℃，彎管法蘭區(qū)315℃。
B#紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)70℃，進料區(qū)275℃，熔融區(qū)290℃，計量壓縮區(qū)300℃，彎管法蘭區(qū)285℃，復合紡絲箱體310℃，環(huán)吹風板距25cm，風速0.42m/min，風溫28℃，單體抽吸風量70mm/H2O，紡速750m/min。后拉伸總倍率4.2倍，一級拉伸3.5倍，拉伸溫度(加熱蒸汽箱)125℃。熱定型溫度I區(qū)125℃，II區(qū)135℃，III區(qū)140℃，IV區(qū)120℃，定型時間28分鐘。測得皮芯PPS/PET強度4.2cN/dtex，伸長33％。針刺成過濾氈150g/m2。
實施例2原料干燥PPS切片同實施例1，PET特性粘度0.82dl/g，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫8小時至150℃，保溫6小時，冷卻后輸送至B#紡絲儲存桶。A#紡絲螺桿溫度，冷卻區(qū)85℃；進料區(qū)298℃；熔融區(qū)320℃；計量壓縮區(qū)330℃；彎管法蘭區(qū)320℃。B#紡絲螺桿溫度，冷卻區(qū)75℃；進料區(qū)280℃；熔融區(qū)295℃；計量壓縮區(qū)305℃；彎管法蘭區(qū)290℃。復合紡絲箱體溫度315℃，環(huán)吹風板距28cm；風速0.45m/min；風溫26℃。單體抽吸風量65mm/H2O，紡速700m/min。后拉伸總倍率4.5倍；一級拉伸比3.55倍，拉伸溫度(油浴)78℃；二級拉伸比拉伸溫度(加熱蒸汽箱)130℃。熱定型溫度I區(qū)128℃，II區(qū)135℃，III區(qū)142℃，IV區(qū)125℃。定型時間30分鐘。測得皮芯PPS/PET纖維強度4.5cN/dtex，伸長31.2％。針刺成過濾氈180g/m2。
實施例3原料干燥，PPS切片同實施例1，只是將PET切片換成分子量為15800的PA切片，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫7小時，升溫至130℃，在此溫度下保溫6小時，冷卻后輸送至B#紡絲儲存桶。A#紡絲螺桿溫度，冷卻區(qū)75℃；進料區(qū)295℃；熔融區(qū)315℃；計量壓縮區(qū)320℃；彎管法蘭區(qū)315℃。B#紡絲螺桿溫度，冷卻區(qū)70℃；進料區(qū)270℃；熔融區(qū)285℃；計量壓縮區(qū)295℃；彎管法蘭區(qū)280℃。復合紡絲箱體溫度310℃，環(huán)吹風板距30cm；風速0.35m/min；風溫22℃。單體抽吸風量65mm/H2O，紡速680m/min。后拉伸總倍率5.01倍；一級拉伸比3.6倍，拉伸溫度(油浴槽)65℃；二級拉伸比1.5；拉伸溫度(加熱蒸汽箱)115℃。熱定型溫度I區(qū)115℃，II區(qū)130℃，III區(qū)135℃，IV區(qū)120℃。定型時間30分鐘，測得皮芯PPS/PA6纖維強度4.3cN/dtex，伸長36.2％。針刺成過濾氈180g/m2，實施例4原料干燥，PPS切片同實施例1，PA66切片分子量21000，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫9小時，升溫至140℃，在此溫度下保溫6小時，冷卻后輸送至B#紡絲儲存桶。A#紡絲螺桿溫度，冷卻區(qū)90℃；進料區(qū)298℃；熔融區(qū)325℃；計量壓縮區(qū)335℃；彎管法蘭區(qū)325℃。3#紡絲螺桿溫度，冷卻區(qū)80℃；進料區(qū)295℃；熔融區(qū)305℃；計量壓縮區(qū)310℃；彎管法蘭區(qū)295℃。復合紡絲箱體溫度325℃，環(huán)吹風板距32cm；風速0.52m/min；風溫23℃。單體抽吸風量78mm/H2O，紡速580m/min。后拉伸總倍率4.2倍；一級拉伸比3.3倍，拉伸溫度(油浴)80℃；二級拉伸比1.5；拉伸溫度(加熱蒸汽箱)135℃。熱定型溫度I區(qū)130℃，II區(qū)140℃，III區(qū)145℃，IV區(qū)125℃。定型時間32分鐘，測得皮芯PPS/PA66纖維強度4.6cN/dtex，伸長28.5％。針刺成過濾氈220g/m2。
權(quán)利要求
1.一種復合纖維，其特征在于是皮芯結(jié)構(gòu)，其中皮層為PPS(聚苯硫醚)，芯層是PET(聚酯)、PET、PA6(聚酰胺)、或PA66(聚酰胺)，紡制的長纖維或短纖維。
2.一種復合纖維的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)真空干燥將所述的PPS(聚苯硫醚)、PET，PA6，或PA66分別在真空轉(zhuǎn)鼓中干燥，然后輸送入各自的儲料桶，供熔融紡絲，溫度70～155℃，時間4～24小時；(2)紡絲卷繞所述的皮層PPS原料的紡絲螺桿溫度分別是冷卻區(qū)50～105℃，進料區(qū)280～305，熔融區(qū)295～355，計量壓縮區(qū)285～315℃，彎管法蘭區(qū)275～305℃。所述的芯層PET，或PA6，或PA66原料的紡絲螺桿溫度是冷卻區(qū)50～100℃，進料區(qū)190～220，熔融區(qū)220～300，計量壓縮區(qū)265～285℃，彎管法蘭區(qū)275～295℃。箱體溫度285～350℃，環(huán)吹風板距15～50cm，風速0.13～0.65米/秒，風溫20～35℃，單體抽吸風量50～30mm/H2o紡絲速度200～800m/min，單束卷繞絲纖度5000～15000dtex。(3)后拉伸熱定型集束總纖度20～85萬dtex，拉伸總倍率3.0～5.2倍，一級拉伸倍率3.0～3.5，拉伸溫度50～90℃；二級拉伸倍率1.1～1.3，拉伸溫度105～165℃。熱定型溫度I區(qū)125～145℃。II區(qū)130～165℃，III區(qū)140～155℃，IV區(qū)105～130℃，定型時間10～40分鐘，切斷長度38～110mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種復合纖維的制備方法其特征在于(1)將所述的PPS(聚苯硫醚)、PET，PA6，或PA66原料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫時間6小時至130℃，保溫6小時；(2)所述的皮層PPS原料紡絲螺桿溫度是冷卻區(qū)85℃，進料區(qū)295，熔融區(qū)315，計量壓縮區(qū)325℃，彎管法蘭區(qū)315℃，所述的芯層PET，或PA6，或PA66原料紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)70℃，進料區(qū)275℃，熔融區(qū)290℃，計量壓縮區(qū)300℃，彎管法蘭區(qū)285℃；(3)箱體310℃，環(huán)吹風板距25cm，風速0.42m/min，風溫28℃，單體抽吸風量70mm/H2O，紡速750m/min，后拉伸總倍率4.2倍，一級拉伸3.5倍，拉伸溫度(加熱蒸汽箱)125℃，熱定型溫度I區(qū)125℃，II區(qū)135℃，III區(qū)140℃，IV區(qū)120℃，定型時間28分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合纖維及其制備方法，復合纖維是以PPS(聚苯硫醚)為皮層，以PET(聚酯)、PET、或PA6(聚酰胺)、或PA66(聚酰胺)為芯層的皮芯結(jié)構(gòu)，紡制的長纖維或短纖維，其制備方法包括(1)真空干燥(2)紡絲卷繞(3)后拉伸熱定型。該復合纖維價廉物美，廣泛環(huán)保工業(yè)使用的纖維過濾材料。
文檔編號D01F6/58GK1948564SQ20061011754
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者王依民, 倪建華, 溫連庚 申請人:東華大學