本發(fā)明涉及聚乳酸纖維紡織生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用再生聚乳酸切片生產(chǎn)有色短纖維的方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)生產(chǎn)方法一般用分散性染料對(duì)聚乳酸短纖染色，需要在高溫高壓或載體存在下進(jìn)行，對(duì)纖維損傷大、色牢度差，而且染色色譜范圍較窄。

目前也有采用有色聚乳酸短纖取代普通聚乳酸短纖用于織物生產(chǎn)，有色聚乳酸短纖一般由原生材料加工切片后與色母粒熔融混合后紡制而成，成本偏高；也有采用PLA生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的塊料、廢絲等再生PLA料為原料進(jìn)行生產(chǎn)，以降低成本，實(shí)現(xiàn)資源再利用。但是由于回收的再生PLA料質(zhì)量參差不齊，其特性黏度及熔點(diǎn)均與原生材料加工得到的PLA切片有很大區(qū)別，導(dǎo)致紡絲質(zhì)量受嚴(yán)重影響。

色母粒為著色劑、載體和分散劑混合熔融并造粒得到，紡絲時(shí)色母粒的加入會(huì)改變紡絲組件中熔體的黏度、并對(duì)設(shè)備產(chǎn)生摩擦，常規(guī)的再生PLA生產(chǎn)方法受條件限制，制得的PLA短纖線密度、色牢度和手感均無(wú)法達(dá)到理想效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種利用再生聚乳酸切片生產(chǎn)有色短纖維的方法，采用再生PLA料為原料，可降低成本，有利于環(huán)保，可制得線密度較小、色牢度高、手感滑爽的有色聚乳酸短纖維。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種利用再生聚乳酸切片生產(chǎn)有色短纖維的方法，采用再生PLA料為原料，其具體生產(chǎn)步驟如下：

（1）前處理：將回收的再生PLA料進(jìn)行前處理 ；

（2）轉(zhuǎn)鼓干燥：先將處理后的再生PLA料干燥，再加入色母粒，所述色母粒最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～10%，然后再加入色粉；

（3）熔融紡絲：將干燥后的再生PLA料、色母粒和色粉的混合料送入螺桿擠壓機(jī)加熱熔融，熔融狀態(tài)的混合料經(jīng)過(guò)紡絲箱過(guò)濾和計(jì)量泵分配，再通過(guò)噴絲板噴絲成絲束；

（4）冷卻成型：將絲束通過(guò)環(huán)吹風(fēng)冷卻成型；

（5）卷繞：通過(guò)壓縮空氣牽引的方式，將各分散的絲束卷繞集中后送入盛絲桶；

（6）牽伸：將集束后的初生纖維依次通過(guò)第一牽伸機(jī)、牽伸浴槽、第二牽伸機(jī)、加熱箱和第三牽伸機(jī)拉伸；

（7）卷曲：將絲束送入卷曲機(jī)卷曲；

（8）上油：對(duì)初生纖維上油；

（9）熱定型：將初生纖維通過(guò)熱定型機(jī)進(jìn)行熱定型；

（10）切斷，得到有色聚乳酸短纖維成品。

所述第（1）中，前處理具體步驟依次為堿液清洗再生PLA料、離心機(jī)脫堿液除污、浮料分離機(jī)自動(dòng)除雜、螺帶洗料機(jī)出料、噴淋洗料機(jī)沖洗后提料、離心機(jī)脫水、傳送帶送至挑料臺(tái)、挑料臺(tái)進(jìn)行人工挑料、挑出雜質(zhì)后定重打包。

所述第（2）中，先將處理后的再生PLA料用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥7.5h～8.5h，再加入色母粒，所述色母粒最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～10%，然后再加入色粉，色粉最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8～1.1%，總干燥時(shí)間為9.5h～10.5h，測(cè)得含水量小于30ppm則完成干燥，真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)的干燥溫度為100℃。

所述第（3）中，將干燥后的再生PLA料、色母粒和色粉的混合料送入螺桿擠壓機(jī)加熱熔融，熔融狀態(tài)的混合料經(jīng)過(guò)紡絲箱過(guò)濾和計(jì)量泵分配，再通過(guò)噴絲板噴絲成絲束，所述螺桿擠壓機(jī)的螺桿和紡絲箱箱體溫度均為230℃，所述噴絲板孔徑為0.2mm，孔數(shù)為1500，所述噴絲板的布局為10圈，計(jì)量泵產(chǎn)能為40cc/rev，紡絲速度為950～1050m/minn。

所述第（4）中所述環(huán)吹風(fēng)溫為23℃～28℃，所述環(huán)吹風(fēng)速為1.2m/s；環(huán)吹裝置的環(huán)吹內(nèi)膽為兩層銅網(wǎng)。

所述第（6）中，將集束后的初生纖維依次通過(guò)第一牽伸機(jī)、牽伸浴槽、第二牽伸機(jī)、加熱箱和第三牽伸機(jī)拉伸，總牽伸倍數(shù)為3.2～3.5倍，第一牽伸機(jī)速度為20m/min～30m/min，牽伸浴槽的溫度為75℃～85℃，第二牽伸機(jī)速度為55m/min～65m/min，加熱箱的溫度為85℃～95℃，第三牽伸機(jī)速度為50m/min～55m/min。

所述第（7）中，將絲束送入卷曲機(jī)卷曲，所述卷曲機(jī)速度為45m/min～55m/min，卷取輪主壓壓力為0.25MPa～0.35MPa，卷取輪背壓壓力為0.06MPa～0.1Mpa。

所述第（8）上油，是使用噴油霧機(jī)對(duì)初生纖維上油；所述第（9）熱定型步驟中，所述熱定型溫度為90℃～98℃，所述熱定型時(shí)間為13min～17min。

本發(fā)明的有色聚乳酸短纖維的生產(chǎn)方法，采用再生PLA料作為原料，并對(duì)再生PLA料進(jìn)行前處理，使前處理后的PLA料符合以下指標(biāo)：特性黏度≥1.8dl/g，熔點(diǎn)≥170℃，雜質(zhì)≤0.05%，含水≤30ppm。因而保證本發(fā)明的生產(chǎn)方法既可實(shí)現(xiàn)資源再利用，降低生產(chǎn)成本，又使成品質(zhì)量不受參差不齊的再生PLA料影響。

回收的再生PLA料已經(jīng)有一定的結(jié)晶度，可以不用進(jìn)行預(yù)結(jié)晶，但是再生PLA料的含水量較常規(guī)切片高，因此需要對(duì)再生PLA進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的干燥；而色母粒的熔點(diǎn)較低，干燥溫度不能太高，否則會(huì)在螺桿擠壓機(jī)中過(guò)早地軟化粘結(jié)引起“環(huán)結(jié)現(xiàn)象”。本發(fā)明的生產(chǎn)方法采取先對(duì)再生PLA干燥7.5h～8.5h再加入色母粒合并干燥的方式，可確保再生PLA料與色母粒均勻充分受熱。本發(fā)明的生產(chǎn)方法，采用色母粒粗調(diào)、色粉微調(diào)相結(jié)合的方式調(diào)節(jié)所制纖維的色澤和鮮艷度。

色母粒的加入，一定程度上改變了紡絲熔體的熱焓特性，使得其表觀粘度與純的再生PLA紡絲熔體相比有所下降；而且色母粒容易降解，需要適當(dāng)降低螺桿各區(qū)的加熱溫度，以防止螺桿中的熔體過(guò)熱而降解；但螺桿中的各區(qū)溫度也不宜太低，否則熔體黏度大，流動(dòng)困難，造成色母粒的分散性差，嚴(yán)重影響成品的色彩均一性和品質(zhì)，因此需要在上述幾個(gè)因素之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。而本發(fā)明的生產(chǎn)方法中，所述步驟（3）中的螺桿擠壓機(jī)的螺桿和紡絲箱箱體溫度均低于常規(guī)產(chǎn)品10℃左右，可同時(shí)滿足使熔體具有較為平衡的黏度、色母粒分散性良好、防止色母粒降解的要求，使得紡絲狀態(tài)良好，可以滿足連續(xù)生產(chǎn)的要求。作為優(yōu)選，所述色母粒為聚乳酸生產(chǎn)專用色母粒；該聚乳酸色母粒含雜質(zhì)較少，顆粒較細(xì)，生產(chǎn)過(guò)程中不易堵塞濾網(wǎng)，可提高機(jī)件的使用周期。

所述步驟（4）中環(huán)吹裝置的環(huán)吹內(nèi)膽為兩層銅網(wǎng)；采用兩層銅網(wǎng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的無(wú)紡布網(wǎng)作為環(huán)吹內(nèi)膽，大大提高了環(huán)吹風(fēng)速的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

初生的纖維原絲強(qiáng)力低，伸長(zhǎng)大，所述步驟（6）的牽伸可提高纖維的力學(xué)性能。

步驟（7）中初生纖維在卷曲機(jī)的機(jī)械力作用下形成卷曲，采用上述參數(shù)可得到良好的卷型。

步驟（9）中的熱定型可縮短纖維分子鏈的松弛時(shí)間，增加結(jié)晶度，使卷曲相對(duì)穩(wěn)定。

本發(fā)明的生產(chǎn)方法，采用先熱定型后切斷工藝路線，避免若先切斷后定型、引起過(guò)細(xì)的絲束纏繞堵塞熱定型機(jī)的問(wèn)題。

有益效果：

本發(fā)明的有色聚乳酸短纖維的生產(chǎn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用再生PLA料為原料，降低成本，有利于環(huán)保。

（2）采用本發(fā)明的生產(chǎn)方法制得的成品線密度較小，手感滑爽，色澤鮮艷均一，色牢度高。

（3）既保持了聚乳酸短纖維本身的特點(diǎn)，又避免了因后道染色而造成的對(duì)聚乳酸短纖維性能的損傷，減少染色對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)紡絲材料、對(duì)環(huán)境保護(hù)都極為有利。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的有色聚乳酸短纖維的生產(chǎn)方法，采用再生PLA料為原料，具體步驟如下：

（1）前處理：將回收的再生PLA料依次進(jìn)行堿液清洗、離心機(jī)脫堿液除污、浮料分離機(jī)自動(dòng)除雜、螺帶洗料機(jī)出料、噴淋洗料機(jī)沖洗后提料、離心機(jī)脫水、傳送帶送至挑料臺(tái)、挑料臺(tái)進(jìn)行人工挑料、挑出雜質(zhì)后定重打包的前處理；采取以上步驟可進(jìn)一步提高再生PLA料的質(zhì)量。

（2）轉(zhuǎn)鼓干燥：先將處理后的再生PLA料用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥8.5h，再加入蘇聚乳酸生產(chǎn)專用色母粒，所述色母粒最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，然后再加入色粉，總干燥時(shí)間為10h，測(cè)得含水量在30ppm則完成干燥。

（3）熔融紡絲：將干燥后的再生PLA料、色母粒和色粉的混合料送入螺桿擠壓機(jī)加熱熔融，熔融狀態(tài)的混合料經(jīng)過(guò)紡絲箱過(guò)濾和計(jì)量泵分配，再通過(guò)噴絲板噴絲成絲束。

所述噴絲板孔徑為0.2mm，孔數(shù)為1500，所述噴絲板的布局為10圈。

所述螺桿擠壓機(jī)的螺桿和紡絲箱箱體溫度均為226℃，計(jì)量泵產(chǎn)能為40cc/rev，紡絲速度為1000m/min。

（4）冷卻成型：將絲束通過(guò)環(huán)吹風(fēng)冷卻成型，其中環(huán)吹裝置的環(huán)吹內(nèi)膽為兩層銅網(wǎng)，所述環(huán)吹風(fēng)溫為23℃，所述環(huán)吹風(fēng)速為1.5m/s。

（5）卷繞：通過(guò)壓縮空氣牽引的方式，將各分散的絲束卷繞集中后送入盛絲桶。

（6）牽伸：將集束后的初生纖維依次通過(guò)第一牽伸機(jī)、牽伸浴槽、第二牽伸機(jī)、加熱箱和第三牽伸機(jī)拉伸，總牽伸倍數(shù)為3.5倍，所述第一牽伸機(jī)速度為30m/min，牽伸浴槽的溫度為80℃，第二牽伸機(jī)速度為55m/min，加熱箱的溫度為95℃，第三牽伸機(jī)速度為50m/min。

（7）卷曲：將絲束送入卷曲機(jī)卷曲，所述卷曲機(jī)速度為50m/min，卷曲輪主壓壓力為0.25MPa，卷曲輪背壓壓力為0.08MPa。

（8）上油：使用噴油霧機(jī)對(duì)初生纖維上油。

（9）熱定型：將初生纖維通過(guò)熱定型機(jī)進(jìn)行熱定型，所述熱定型溫度為98℃，所述熱定型時(shí)間為17min。

（10）切斷：得到有色聚乳酸短纖維成品。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。