CN100473764C - 由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法，它是将回收的聚酯瓶片料喂入同向旋转相互啮合且带有排气口和抽真空口的双螺杆挤出机中进行熔融挤压，所述双螺杆挤出机的螺杆的长径比为38-48，将熔体过滤后，采用高速纺丝工艺进行纺丝，得高端POY或FDY长丝或短纤维。本发明所用的聚酯瓶片料无须经过干燥工艺过程，即可生产高端的POY、FDY长丝或可用于纺纱的短纤维，工艺流程短，工序少，生产成本低，又解决了环境保护问题。

Description

由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法
技术领域
本发明属合成纤维生产方法领域，具体涉及一种由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法。
背景技术
以瓶级聚酯切片为原料制得的瓶子具有玻璃般透明的光泽，强度及冲击韧性高，阻隔性能好，便于加工，尺寸稳定，重量轻，因此需求量逐年增加。据有关方面预测世界瓶级聚酯切片2004年已达800万吨，我国的用量也在不断增加，现生产能力为50万吨/年，预测2005年的需求量将达到100万吨/年。瓶级聚酯切片主要用于生产聚酯饮料瓶，而几乎聚酯瓶都是不可生物降解的，所以它们的废弃物成了一个严重的环境污染问题。大力开发聚酯瓶回收技术，处理废弃聚酯瓶已成为聚酯工业可持续发展的关键之一。虽然近些年来，人们开发了一些回收再利用的方法，但仅局限于一些低端产品，诸如把回收的瓶片料利用传统的工艺转化成使用条件不苛刻的纤维填充料、无纺布或纺粘产品，如：中国发明专利申请公开号CN1355336A公开的“瓶级回收共聚酯多孔絮棉的生产工艺”；江苏华阳轻纺制品有限公司用聚酯片料和再生料生产中空粗旦填充短纤维；福州恒利化纤有限公司用回收聚酯瓶片料生产阻燃短纤维以及日本专利JP12-328369“含有高含量回收聚酯料的聚酯复丝”。以上加工技术或生产工艺的特点如下：1.均采用传统的纺丝方法，即间隙式转鼓干燥，然后单螺杆挤出熔融过滤，再低速纺丝方法；2.生产的纤维产品均为不须进行染色的纤维填充料或无纺布用纤维。
聚酯湿切片或回收的聚酯瓶片料在纺丝过程中，由于水分的存在使聚酯大分子的酯键水解，特性粘度降低，纺丝发生困难，易断头，成品丝质量下降。以往的加工方法均要经过预结晶、干燥、低速纺丝。由于回收的瓶片料具有低的堆积密度，且不易流动，不能使用连续干燥设备，人们通常使用间歇式转鼓干燥，除去水分后再纺成低端的短纤维，用于填充料使用。至今尚未发现回收聚酯瓶片料不经干燥就直接采用双螺杆挤出机熔融挤出，过滤，再高速纺丝的方法，也未曾见采用此方法生产高端纤维(如：POY-DTY，FDY、棉型、中长型、毛型短纤维)的报导。
发明内容
本发明的目的在于针对现有生产方法均需经过预结晶、干燥、低速纺丝，且仅能生产出纤维填充料或无纺布用纤维等低端纤维的问题，提供一种工艺流程短、可生产出高端纤维产品的由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法。
本发明的目的是这样实现的：将回收的聚酯瓶片料喂入同向旋转相互啮合且带有排气口和抽真空口的双螺杆挤出机中进行熔融挤压，所述双螺杆挤出机的螺杆的长径比为38-48，将熔体过滤后，采用高速纺丝工艺进行纺丝，得高端POY或FDY长丝或短纤维。POY长丝即为预取向长丝，FDY长丝即为全取向长丝。
本发明中的回收的聚酯瓶片料，是把收集来的废弃的聚酯瓶碾碎成片，经洗涤、烘干而成，选用特性粘度为0.68以上的无色聚酯瓶片料较好。检测合格的聚酯瓶片料可经过带有电子称的喂料机喂入双螺杆挤出机中。根据产品的需要，本发明可以在往双螺杆挤出机喂入回收的聚酯瓶片料的同时由另一喂入装置注入二氧化钛母粒，以生产半消光长丝或短纤维。
本发明采用的双螺杆挤出机上设有排气口和抽真空装置，在排气的同时也彻底去掉各种有机化合物杂质，如饮料中的芳香物质或加工中带入的少量溶剂等。
聚酯瓶片料经过熔融后，熔体经过过滤器如连续式过滤器滤去固体杂质，熔体经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，丝束经过侧吹风冷却，上油高速卷绕，纺成POY或FDY长丝，或者丝束经过环吹冷却、上油、卷绕、落桶、集束、牵伸、卷曲、松弛热定型、切断、打包制成棉型、中长型、毛型短纤维。制得的POY或FDY或短纤维的纤维横截面为圆型或异型截面较好。
市场出售的同向旋转啮合双螺杆挤出机提供的熔体挤出压力小，以致于熔体过滤困难，因此本发明专门设计长径比大的螺杆；为保证熔体稳定地流向纺丝计量泵，准确地计量，本发明采用滤后压力、螺杆转速和喂料机之间的联锁压力反馈系统，控制熔体挤出压力波动范围在±1.5Pa之内。
本发明的技术效果在于：本发明的生产方法与原有的单螺杆挤压机生产线相比，最大的优势首先是回收的聚酯瓶片料不需要经过预结晶、干燥工艺过程，工艺流程短、工序少，生产成本低；其次是生产运转过程中由于不用干燥设备，节省了能源，降低了生产运行成本；其三是避免了用转鼓干燥造成的批次与批次之间的粘度降差异而不能生产高端纤维产品如POY或FDY及棉型、中长型或毛型短纤维。
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例一：
实施例一是生产半消光POY长丝，生产工艺如下：
特性粘度IV＝0.7dl/g，洗净烘干后的聚酯瓶片料，含水为0.4％，由电子称计量后喂入喂料机中，且由另一喂入机按2％(重量百分含量)的比例注入二氧化钛母粒，聚酯瓶片料和二氧化钛母粒一并进入φ58mm，螺杆的长径比(L/D)为48的高扭矩同向旋转相互啮合的双螺杆挤出机中熔融，经排气、抽真空，再经过连续式过滤器过滤，过滤精度为25μm，滤前熔体压力为12MPa，滤后熔体压力控制在10MPa，熔体温度为292℃，然后经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，熔体通过36孔φ80的喷丝板上的喷丝孔(孔径为0.25mm)后，丝束经过侧吹风冷却，上油高速卷绕，纺成267dtex/36F POY长丝。侧吹风风温为21℃，风速为0.4m/s，卷绕速度为3200m/min，267dtex/36FPOY长丝满卷重量为12kg，满卷率为92％，生产的POY长丝的质量指标为：
线密度变异系数：0.93％，
断裂强度：2.16CN/dtex，
断裂强度变异系数：2.60％，
断裂伸长：126.4％，
伸长变异系数：3.52％，
条干均匀度：1.2％(CV)。
实施例二：
实施例二为生产有光FDY长丝，原料及生产过程与实施例一基本相同，不同之处如下：
在实施例二中不加二氧化钛母粒，聚酯瓶片料在双螺杆挤出机中于298℃下熔融，纺丝所用喷丝板的喷丝孔为φ0.2mm，24孔，侧吹风风温为23℃，风速为0.55m/s，GR1温度为85℃，速度为1980m/min，GR2温度为123℃，速度为4800m/min，卷绕速度为4800m/min，生产的75dtex/24F有光FDY其满卷重量为9kg，满卷率89.1％，生产的FDY长丝的质量指标为：
断裂强度：4.08CN/dtex，
断裂伸长：30.4％，
条干均匀度：1.30％(CV)，
染色均匀度≥4级：91.2％。
实施例三：
实施例三为生产棉型短纤维，其生产工艺如下：
特性粘度IV＝0.8dl/g，洗净烘干后的聚酯瓶片料，含水为0.4％，由电子称计量后喂入喂料机中，且由另一喂入机按2％(重量百分含量)注入二氧化钛母粒，聚酯瓶片料和二氧化钛母粒一并进入φ58mm，L/D为48的高扭矩同向旋转相互啮合的双螺杆挤出机中熔融，经排气、抽真空，再经过连续式过滤器过滤，过滤精度为25μm，滤前熔体压力为12MPa，滤后熔体压力控制在10MPa，熔体温度为295℃，然后经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，熔体通过圆形喷丝孔(孔径φ为0.18mm)、2000孔的圆形喷丝板，所得丝束经过环吹冷却，经上油、卷绕、落桶后，集束、牵伸、卷曲、松弛热定型、切断、打包，生产出棉型短纤维。在上述工序中，环吹风温为22℃，风速为0.6m/s，纺丝速度为1000m/min，拉伸比为1.1—3.8—1.2，牵伸浴温度为70℃，蒸汽箱温度为105℃，松弛热定型温度为150℃，牵伸速度为150m/min，生产的棉型短纤维质量指标为：
线密度：1.67dtex，
断裂强度：4.12CN/dtex，
断裂伸长：46.60％，
卷曲率：26.43％，
切断长度：38mm。

Claims (4)

1.一种由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法，其特征在于：将回收的聚酯瓶片料经带有电子称的喂料机喂入同向旋转相互啮合且带有排气口和抽真空口的双螺杆挤出机中进行熔融挤压，所述双螺杆挤出机的螺杆的长径比为38-48，将熔体过滤后，采用高速纺丝工艺进行纺丝，得高端POY或FDY长丝或短纤维；设有熔体滤后压力与螺杆转速和喂入系统之间的联锁压力反馈系统，控制熔体挤出压力波动范围在±1.5Pa之内。
2.根据权利要求1所述的由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法，其特征在于：在往双螺杆挤出机喂入回收的聚酯瓶片料的同时由另一喂入装置注入二氧化钛母粒。
3.根据权利要求1或2所述的由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法，其特征在于：所述POY或FDY或短纤维的纤维横截面为圆型或异型截面。
4.根据权利要求1或2所述的由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法，其特征在于：所述回收的聚酯瓶片料为特性粘度为0.68以上的无色聚酯瓶片料。
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