[发明专利]一种高熔点中空聚乳酸纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及纤维生产技术领域，具体是一种高熔点中空聚乳酸纤维及其制备方法，所述高熔点聚乳酸纤维由高熔点聚乳酸母粒和两种构型聚乳酸切片通过中空异形纺丝加工而成。本发明优点在于：既克服了现有技术需要对聚乳酸纤维进行后染色的面临的聚乳酸纤维染深色困难的缺点，又克服了聚乳酸面料后染色和熨烫带来的面料服用性能降低的缺点。以本发明高熔点中空聚乳酸纤维纯纺或混纺制成的服装具有色牢度高、保暖、蓬松、透气性好、富有光泽、手感好、导湿吸汗、耐紫外和可生物降解等优点。

技术领域

本发明涉及纤维生产技术领域，具体地说，是一种高熔点中空聚乳酸纤维及其制备方法。

背景技术

合成纤维聚酯、尼龙、聚丙烯、亚克力是以石油化工产品为原料合成的，其物理和化学性质稳定，但存在着使用后废弃物无法分解的问题，据报道，新疆棉花种植区是我国地膜污染最严重的区域，日益加重的地膜污染问题影响了农作物的产量和品质，并且，石油是不可再生资源，伴随着石化原料的损耗，为了实现可持续发展，纺织领域需要有新的替代原料，特别是对环境友好的聚合物，能够应用于人民需要量较多的农用地膜和一次性包装材料、卫生材料。聚乳酸(PLA)就是一个杰出的代表，其原料乳酸可来自于再生能源如玉米、甜菜等，PLA属于线性脂肪族热塑性聚酯，这种分子结构意味着其具有良好的生物相容性和可降解性能，在一定的温度、PH值和水分的条件下，能够分解为水和二氧化碳。美国NatureWorks公司是全球PLA纤维开发和生产的引领者，PLA纤维主要用于一次性产品，占NatureWorks公司总销量的60％～70％。其它纺织尖端公司如美国DuPont、Unifi、FiberInnovation、Parkdale、Interface、日本帝人、钟纺、可乐丽等公司也掌握了PLA开发的关键技术，并开发相关的PLA纺织品，处于PLA开发的前沿，中国目前还处于被动的模仿状况。

PLA纤维相比较来源于石油基的PET纤维，具有透湿性好、弹性回复高、燃烧热小、燃烧发烟少、耐紫外线性好、折射率低，富有光泽、织物手感好和可生物降解等突出优势。但PLA纤维还存在一些缺陷，比如线性脂肪族热塑性聚酯结构使得其抗水解能力差，因而染色和后整理工艺会对纤维产生较多不利影响，降低了服用性能，聚乳酸纤维熔点低，耐热性差，极大的降低了使用的场合，从根本上限制了聚乳酸纤维的规模化使用。

中国专利文献CN101805941A(申请号201010145777.9)公开了一种高熔点聚乳酸纤维的制备方法，包括：(1)将聚L-乳酸(PLLA)切片与聚D-乳酸(PDLA)切片进行真空干燥；(2)将干燥的PLLA切片与PDLA切片按重量比20∶80～80∶20混合，再加入占PLA切片总重量0.01wt％～5wt％的成核剂进行充分混合均匀；(3)将混合物料进行熔融共混，共混熔体经喷丝板喷出，通过吹风冷却、上油后卷绕成初生纤维；(4)将初生纤维进行3～12倍的热拉伸；(5)将已拉伸过的纤维导入热定型箱中进行有张力的热定型，制得的聚乳酸纤维熔点为209℃，具有耐热性好、力学性能优良、可完全生物降解性，从一定程度上解决了聚乳酸纤维面料的染色以及熨烫问题，但还未从根本上解决聚乳酸纤维面料染深色困难的问题，以及后染色和熨烫导致聚乳酸面料服用性能降低的问题，因此，原液着色制备高熔点聚乳酸纤维是根本的解决方式。

聚乳酸纤维在应用于纺织服装和家纺用方面，在有些使用场合还需要具有保暖性和透气性双重功能，在生产中使用异形喷丝板将其加工成异形聚乳酸纤维，将进一步拓宽聚乳酸纤维的应用，赋予纤维良好的保暖性和蓬松性。

UK Polymer Showcase 2007 London College of Fashion公开了为了取消后续的染色步骤，避免潜在的水解、降解，美国DyeCat^TM公司开发了合适的发色团加载到催化剂结构上，应用在PLA的聚合阶段，直接一步做成了有色PLA聚合物，并开发了黑色PLA聚酯以及通常需要高染料的负载一些难以实现的颜色。在还未掌握PLA核心关键生产技术的当前，国内尚难以实现幅度如此之大的跨越。