[发明专利]一种细旦或超细旦聚乙烯醇纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇纤维及其制备方法，具体涉及一种细旦或超细旦聚乙烯醇纤维及其制备方法。

背景技术

随着合成纤维的发展，人们对日常用纤维提出了舒适性、休闲性和功能性的要求，同时工业用合成纤维也存在着改进的潜在要求。上世纪80年代中期，日本研究者提出了超细纤维的概念。超细纤维由于具有单丝线密度低，直径小，取向和结晶度高，比表面积大和柔性高等结构特点，而具有许多独特的性能，如手感柔软、细腻而光泽柔和、柔韧性好、良好的保暖性、优秀的防水透气性、优良的过滤性等。这些性能使其在信息、医学、环保、能源、人体防护、卫生保健等领域得到广泛应用。到了90年代，国际上诸多公司纷纷推出聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈以及聚丙烯等细旦长丝。同时也出现了“细旦纤维”、“微细纤维”、“超细纤维”等名词。

目前，国内外对超细纤维的界定尚未达成一致。日本化纤行业普遍将单丝线密度低于0.3dtex的纤维称为超细纤维；德国纺织品协会将单纤线密度低于1.2dtex的聚酯纤维、低于1.0dtex的聚酰胺纤维称为超细纤维；而Montefibre公司则将线密度低于0.55dtex的聚酯纤维称为超细纤维；美国PET委员会将线密度为0.3dtex～1.0dtex的纤维定义为超细纤维；AKZO公司则认为超细纤维上限为0.3dtex。当前大多数人接受的定义是线密度小于1.0dtex纤维为超细纤维，而线密度小于0.1dtex纤维称为极细纤维。超细纤维的制备方法多种多样，主要有复合纺丝剥离法、溶解法、常规熔融法、超拉伸法、闪蒸法和熔喷法。

聚乙烯醇（PVA）纤维和其经缩甲醛化后制得的维纶是一类性能优异的纤维，其短纤的性状接近棉花，而长丝又像蚕丝。聚乙烯醇纤维的强度和耐磨性优于棉花，且其密度比棉花的轻20%左右，所以同样重量的聚乙烯醇纤维可纺织成更多相同体积的织物。聚乙烯醇纤维的主要优点是强度高，吸湿性好，还具有较好的耐腐蚀性，长时间放置在海水或埋在地下，纤维的强度无明显下降。聚乙烯醇可经特殊工艺纺制成细旦或超细旦的纤维，这类聚乙烯醇纤维由于具有优良的力学性能、吸湿性能、吸附性能、耐碱性能、舒适手感等而在服装、人造皮革、电池隔膜纸、医用材料、吸附材料等方面具有广泛的用途。

在超细聚乙烯醇纤维的生产工艺的研究方面，日本取得了丰硕的成果，有众多专利与文献报道。日本的可乐丽及尤尼吉卡公司于上世纪90年代成功研制0.6dtex细旦维纶并实现了产业化，但至今仍只供应日本市场。据介绍，可乐丽公司现已研究出0.1dtex的湿法专用维纶。日本No.31376/1972专利出版物讲述了造纸用的超细纤维的生产工艺，这种工艺是将完全醇解的聚乙烯醇与不完全醇解的聚乙烯醇混纺，并进行拉伸和热处理，以牵引得到一种普通纤维，并经过拍击纤维这道工序来生产造纸用类似原纤维的超细纤维。日本专利54-77720公布了一种生产超细聚乙烯醇纤维的方法，这种方法也是一种将高醇解和部分醇解的聚乙烯醇混纺的技术，这种技术特有的特征在于通过水洗除去所得到的普通纤维中的低醇解度的聚乙烯醇。这种方法通过引起低醇解度的聚乙烯醇发生相当大程度的溶胀并用水洗除去来制得超细聚乙烯醇纤维。这两种方法生产的超细纤维的韧性和耐水性都较低。日本专利58-38526中，采用一种低聚合度的聚乙烯醇来代替部分醇解的聚乙烯醇。但通过上述三种方法获得的纤维的韧性和耐水性都较低。

1986年日本专利61-167011和美国专利4612157公开了另一种生产超细聚乙烯醇纤维的工艺——直接纺丝法，这种方法先将平均聚合度为1200～3000的聚乙烯醇、一定量的硼酸或硼酸盐，在一定pH下溶解于水中，制备纺丝原液；然后经纺丝、高倍热拉伸和水洗等多道工序制得0.05～0.5旦的超细聚乙烯醇纤维。这种工艺方法的发明大大减少了工艺过程，并一定程度的降低了超细聚乙烯醇纤维的生产成本。这类直接纺丝法实际上是采用加硼纺丝的工艺路线，通过降低纺丝原液浓度和高倍拉伸实现聚乙烯醇纤维的超细化。然而低纺丝原液浓度易导致纺丝原液粘度过低，造成纺丝原液的可纺性下降，并降低生产效率。因此在较低纺丝原液浓度下改善纺丝原液的可纺性是一个需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性、耐热水性能好的细旦或超细旦聚乙烯醇纤维。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述细旦或超细旦聚乙烯醇纤维的方法，该方法制得的细旦或超细旦聚乙烯醇纤维韧性、耐水性和可纺性均优异。

本发明的目的由以下技术方案实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。