[发明专利]一种聚乳酸有色短纤维的制备方法

说明书

本发明提供了一种聚乳酸有色短纤维的制备方法，该方法以纤维级聚乳酸(PLA)和色母粒为原料，通过真空干燥、螺杆挤出熔融、喷丝、冷却、集束、牵伸、热处理、丝束卷曲及切断工艺过程制得聚乳酸有色短纤维。本发明方法的工艺路线简单，批量产业化后制得的聚乳酸有色短纤维性能优异，短纤维的线密度为0.56dtex～6.67dtex，综合指标完全满足针织、机织用纱线需要，具有较好的市场应用价值。

技术领域

本发明涉及短纤维制备技术领域，具体地涉及一种聚乳酸(PLA)有色短纤维的制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)纤维是目前具有最大发展前景的“绿色纤维”之一，具有环保、无毒、抗菌、阻燃、防过敏、可降解、原料可再生的优点。聚乳酸纤维具有优良的物理特性和广泛的用途，其干湿强度与初始模量高、尺寸稳定性好，织物集棉的舒适、粘胶的悬垂、涤纶的强度和真丝的手感于一身，服用性能优异，广泛应用于服装、面料、内衣、家纺、卫材、保健品等领域。

聚乳酸树脂可由丙交酯开环聚合而成，也可由乳酸直接聚合得到。乳酸可由淀粉发酵得到，而淀粉来源广泛，可再生的天然植物如红薯、玉米及其他谷物都可作为它的原料。此外，聚乳酸产品废弃物在自然界中可控制速度进行分解为二氧化碳和水，具有十分良好的环保效果。因此，作为一种理想的绿色纤维，聚乳酸具有可持续发展的广阔使用前景，该纤维的开发与应用，是解决白色污染的途径之一，无疑具有很好的社会效益和发展前景。

聚乳酸可以通过溶液纺丝和熔融纺丝制成纤维。目前，溶液纺丝常用的溶剂有二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯，但由于溶剂有毒，纺丝环境恶劣，工艺较为复杂，溶剂回收困难，限制了其工业化生产。聚乳酸也能使用熔纺设备进行熔融纺丝，因此，熔融纺丝更具有前途并成为工业化生产的主流。国外对聚乳酸纺丝的研究较早，相比之下，国内聚乳酸的生产技术仍属起步阶段，且对聚乳酸的加工又多为塑料，对纤维纺丝的生产技术研究较少，特别是工业化的聚乳酸纤维的生产，国内基本上还是空白。

在纺织行业中，由于大部分的织物面料需要由各种颜色进行搭配才能满足市场需求，因此，必须经过染色获得不同颜色的纤维或面料。聚乳酸纤维属一种新型纤维，其不同于传统的涤纶等石油基纤维和棉等天然纤维的各种性能，其具有疏水性，不耐高温，不耐强酸强碱和易水解的特性，如果简单的将传统的涤纶、棉等染色工艺套用于聚乳酸纤维，则需要非常苛刻的工艺参数，即使这样，其产品色牢度不高，易褪色，无法适应于工业化生产，从而将大大限制聚乳酸纤维的推广应用。聚乳酸有色切片纺丝不同于常规纺丝，聚乳酸材料的热敏特性，决定其不能像常规有色纺丝那样选用普通染料，聚乳酸有色纤维选用特殊染料，必须以聚乳酸材料为载体制作色母粒，且色母粒与切片混合均匀后通过特制螺杆挤出机熔融挤出至纺丝组件。另外，纤维或面料的染色、染整需要耗费大量的水、电、汽等能源，提高了生产成本，并且存在非常严重的环保问题，在倡导低碳、节能和绿色环保的今天，聚乳酸纤维的染色工艺迫切需要转型以适应可持续绿色发展的社会要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是在于提供一种聚乳酸有色短纤维的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的聚乳酸有色短纤维。

本发明提供的一种聚乳酸有色短纤维的制备方法，包括前纺和后纺步骤，所述前纺包括以下步骤：将纤维级聚乳酸切片和色母粒混合后进行转鼓真空干燥，再通过235℃～250℃螺杆挤压熔融，熔体过滤后纺丝箱体组件喷丝，纺丝箱体温度为235℃～250℃；喷丝后冷却成型得到初生纤维，初生纤维集束上油、落桶；

所述后纺步骤包括：初生纤维集束后依次进行导丝、浸油、第一道牵伸、油浴牵伸、第二道牵伸、蒸汽水浴、第三道牵伸、紧张热定型、冷却喷淋、牵引、叠丝、蒸汽熨烫、卷曲、输送、松弛热定型、曳引切断、打包。

本发明的制备方法中，考虑到色母粒的加入会影响聚乳酸的可纺性、着色效果与物理力学性能，因此，需要控制色母粒的添加量。本发明色母粒的添加量为聚乳酸的1.5wt％～12.5wt％。为保证着色均匀，色母粒要与聚乳酸切片进行充分混合。