本发明专利技术涉及一种有色扁平形腈纶的生产工艺及其生产线，是一种采用阳离子染料、生产多色系、颜色鲜艳、色差小且扁平度大的有色扁平形腈纶纤维的生产工艺及其生产线，特别涉及采用三元水相悬浮聚合及硫氰酸钠湿法纺丝生产路线生产有色扁平形腈纶纤维，本发明专利技术的染色采用长条状弧形染液喷射头，所述的长条状弧形染液喷射头是由喷头座、喷头盖和染液进口管构成的、横截面呈中空“Ｔ”形的长条状的弧形喷头，喷头盖为长条状的半圆柱面，所述的喷头盖交错排列若干贯通的喷孔。本发明专利技术弥补了白色扁平形腈纶纤维采用散纤维高温汽蒸传统染色方式时普遍出现的色花、染色不均匀、色差大、有色污水量大、产品加工周期长等缺点的生产工艺及其生产线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用阳离子染料、生产多色系、颜色鲜艳、色差小且扁平度大的有 色扁平形腈纶纤维的生产工艺及其生产线，特别涉及采用三元水相悬浮聚合及硫氰酸钠湿 法纺丝生产路线生产有色扁平形腈纶纤维，以弥补白色扁平形腈纶纤维采用散纤维高温汽 蒸传统染色方式时普遍出现的色花、染色不均勻、色差大、有色污水量大、产品加工周期长 等缺点的生产工艺及其生产线。
技术介绍
由于扁平形腈纶是人造毛皮的重要原料，纤维截面类似于动物毛发，仿兽毛感强， 回弹性优异，有特殊的光泽、优良的膨松性和抗起球性。粗旦扁平形腈纶纤维构成面绒，细 旦扁平形腈纶纤维则为底绒，由此制成的毛皮类似真皮的风格，具有毛感强，光泽逼真，手 感柔软，穿着舒适，保暖性好的特点。其传统染色方法采用散纤维高温汽蒸方式染色。目前，采用非圆形孔型的异形喷丝板，经过纺丝工艺优化和改进，可生产白色的扁 平形腈纶纤维。如日本Mitsubishi Rayon KK株式会社发表的专利JP59094611说明了一 种干纺法异形腈纶制备技术，成品纤维的扁平度为5 1。德国Bayer AG公司发表的专利 EP0051189研究了以DMF为溶剂，采用干纺法制成异形纤维。中国专利号CN101445967A公 开了一种以有机溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂的3. 33dtex扁平腈纶的湿法纺制造方 法。长期以来生产厂家只能提供白色扁平形腈纶纤维，再由毛皮加工厂家根据毛皮颜色的 需要，选择印染公司对白色的扁平形腈纶纤维进行染色。由此存在多种问题腈纶在湿热状 态下的玻璃化转变温度为70 80°C，因此染色时的升温必须严格控制，需根据所染颜色深 浅添加促染剂或缓染剂。并且，纤维的生产工艺不同(干纺、湿纺、共聚单体形式)、染料种 类(性能)不同，需选用不同的染色工艺。稍控制不当，极易色花，出现染斑。表征有色纤 维勻染性和重演性的色差指标值(DEcmc)通常大于1.5。另外，后纺染色需分批进行，各批 产品之间在色泽、手感或外观等方面的差异难免。同时能耗高且有色污水量大，也延长了产 品的加工周期。种种因素都造成了纤维损耗率提高，增加了毛皮加工的成本。也是至今毛 皮加工过程中的一大难题。目前，常规有色腈纶纤维生产的方法有长丝束连续染色法，原液着色法、凝胶染色 法。其中长丝束连续染色法与后纺短纤维染色机理一致，对成品丝束进行高温轧染，仅解决 了批间色差，其他问题仍然存在，且只适合小批量生产。原液着色法是在纺丝前将纺丝原液 与颜料混合，制成有色纺丝原液，直接进行纺丝生产。CN117004C、CN1523161、CN1465758A 说明的原液着色法存在颜料需研磨，有色原液中颜料颗粒粒径较大，纺丝难度增加，且色谱 少。凝胶染色法是在腈纶湿法纺丝过程中用液体染料对处于凝胶状态下的初生纤维进行 染色。染料调配灵活，因此色系多、色谱广。《金山油化纤》2001年第4期《凝胶染色技术 在腈纶NaSCN 二步法工艺中的应用》中介绍了国际上具有代表性的4种腈纶凝胶染色工艺 路线，国内也有腈纶公司引进其中Solutia、Sterling技术生产常规有色腈纶，如《金山油 化纤》2004年第1期《凝胶染色技术优化》。但是，Solutia公司、Courtaulds公司和Snia公司分别采用DMAC、NaSCN和DMF为溶剂，均是拉伸中或拉伸后染色，染色时间短，难染深 色。而且经过拉伸后，纤维的无定形区取向度提高，同时内部微孔被拉长变细，影响染料的 渗透，勻染性变差，易色花。尤其DMAC和DMF为有机溶剂，该工艺路线的纺丝原液浓度较 采用无机溶剂的NaSCN法高一倍以上，故纺丝成形时纤维结构更致密，纤维内部空隙率小， 空洞小，染色时染料渗透慢，染色及透风时间要长，勻染性较NaSCN法差。Sterling公司以 NaSCN为溶剂，对圆形截面的常规腈纶采用拉伸前喷淋染色，喷淋管在丝束两面相对垂直排 列。缺点是染色时间较长(>30秒)，并为使染液尽可能地穿入丝束中，喷淋压力大，存在 凝胶单丝被冲断现象。尤其是湿纺扁平腈纶采用加快凝固成形方式，纤维脆性相对大，更易 冲断。被冲断的凝胶丝无法完成后道热拉伸，色光不同于拉伸过的纤维，从而产生色差，且 粉末高。另外，为确保较高的喷淋压力，喷淋管上喷嘴分布较少，间距较大，而喷嘴又易堵， 所以出现染色条纹几率较高，甚至有泛白现象。DEcmc波动较大，有时大于1.0，甚至1.2。综上所述，湿纺扁平腈纶由于其各方面物理机械性能以及染色性能有别于常规腈 纶，所以在制备方法上需要更多的改进来满足毛皮织造的要求，而现在也尚无文献公开一 种以NaSCN为溶剂的湿法纺有色扁平腈纶的生产工艺及生产线。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种不需要后纺染色即可 直接用于毛皮织造的多色系、颜色鲜艳且染色均勻的有色扁平纤维的生产工艺及其生产 线。涉及以NaSCN为纺丝溶剂，采用本专利技术喷丝板、染液喷射头和纺丝工艺路线生产有色扁 平形腈纶纤维，既可得到满意的扁平度(纤维横截面的长宽比)，纤维扁平度大于9 1，又 避免了难染深色、色花、条纹、甚至纤维泛白的染色质量缺陷，DEcmc ^ 0. 25，较常规凝胶染 色法色差降低率> 83%，较散纤维高温汽蒸染色法色差降低率> 89%。并且简化加工工 艺，降低成本，缩短加工周期，制成的人造毛皮色彩艳丽并具有逼真的仿真皮效果。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为本专利技术的一种有色扁平形腈纶的生产工艺，依次包括以下步骤a、采用以水为介质的三元水相悬浮聚合，即三种共聚单体在水相条件下由氧化还 原体系引发聚合，并通过链转移剂调节分子量。聚合反应中，丙烯腈为第一共聚单体，占所有共聚单体的质量百分比为90% 92% ；第二共聚单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯中的一种，占所有共聚 单体的质量百分比为7. 7% 9. 6% ；第三共聚单体为甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠或2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸中的一种，占所有共聚单体的质量百分比为0. 3% 0. 4% ；总聚合单体的进料浓度为33 35wt%，反应温度为53 56°C，反应时间为53 57分钟；反应采用水溶性的氧化还原引发体系，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或氯酸钠； 还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或亚硫酸钠；氧化剂用量为所有单体总质量的0. 5 0.6%，还原剂与氧化剂的摩尔比为1.45 1.55 1 ；用于调节分子量的链转移剂为β羟基乙硫醇；b、脱单与水洗；聚合物淤浆在真空度为52 57kPa条件下脱除未反应单体；脱单后淤浆进入真空 旋转过滤机，在55 60kPa真空度、50 53 °C温度下水洗；洗后聚合物稀释至34 35wt% 浓度，送入聚合物贮槽；C、溶解、脱泡与过滤；高聚物淤浆与硫氰酸钠在溶解机中受高速剪切、研磨而溶解；溶解后粗原液在真 空度为5 IOkPa,温差20 22°C条件下脱除气泡，并由板框式压滤机过滤后供纺。d、纺丝凝固成形；将过滤后所得到的丙烯腈共聚体经硫氰酸钠溶液溶解制成纺丝液，加热后的纺丝 液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；其中，所述的纺丝液中丙 烯腈共聚体的重量百分含量为11 12% ；所述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有色扁平形腈纶的生产工艺，其特征是依次包括以下步骤： ａ、采用以水为介质的三元水相悬浮聚合，即三种共聚单体在水相条件下由氧化还原体系引发聚合，并通过链转移剂调节分子量； 聚合反应中，丙烯腈为第一共聚单体，占所有共聚单体的质量百分比为９０％～９２％； 第二共聚单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯中的一种，占所有共聚单体的质量百分比为７．７％～９．６％； 第三共聚单体为甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠或２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸中的一种，占所有共聚单体的质量百分比为０．３％～０．４％； 总聚合单体的进料浓度为３３～３５ｗｔ％，反应温度为５３～５６℃，反应时间为５３～５７分钟； 反应采用水溶性的氧化还原引发体系，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或氯酸钠；还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或亚硫酸钠；氧化剂用量为所有单体总质量的０．５～０．６％，还原剂与氧化剂的摩尔比为１．４５～１．５５∶１； 所述的的链转移剂为β羟基乙硫醇； ｂ、脱单与水洗； ｃ、溶解、脱泡与过滤； ｄ、纺丝凝固成形； 将过滤后所得到的丙烯腈共聚体在硫氰酸钠溶液溶解制成纺丝液，加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；其中，所述的纺丝液中丙烯腈共聚体的含量为１１～１２ｗｔ％；所述的凝固浴为含１４～１５．５ｗｔ％硫氰酸钠水溶液，凝固浴温度１～４℃，凝固浴负牵伸比１．７～１．９；所述的喷丝板孔形为矩形，所述矩形孔的长宽比为１２．９３～１６．６７∶１，优选１４．７６∶１～１６．２５∶１，所述的喷丝板的孔数７２００～８５００孔； ｅ、预牵伸与水洗； ｆ、染色； 水洗后纤维在染色机中通过长条状弧形染液喷射头喷淋染色，染料母液补加流量在５０～８０Ｌ／ｈｒ，染色温度４２～５０℃； 所述的长条状弧形染液喷射头是由喷头座（１）、喷头盖（６）和染液进口管（２）构成的、横截面呈中空“Ｔ”形的长条状的弧形喷头，喷头盖（６）为长条状的半圆柱面，所述的喷头盖（６）交错排列若干贯通的喷孔（３）； ｇ、热牵伸； ｈ、致密化； ｉ．卷曲和定型； ｊ、上油与烘干； ｋ、切断与打包。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐静，王华平，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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