CN101265611A

CN101265611A - 聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺

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Publication number: CN101265611A
Application number: CNA2008100662919A
Authority: CN
Inventors: 谭亦武; 王青春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2008-09-17

Abstract

本发明公开了一种聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，包括如下步骤：配料，投料，振动筛选，输送，预干燥，干燥或增粘干燥，加入成核剂，螺杆挤压，熔体过滤，纺丝，丝束冷却，卷绕上油，往复落桶，集束，牵伸，紧张热定型，通过卷曲机，松驰热定型。本发明对现有聚酯回收材料生产纤维的生产工艺进行改进，能够采用聚酯回收材料生产出合格的路用工程纤维，生产成本低、环保、节约资源；符合国家目前提倡的循环经济发展思想，产品质量完全达到国内外聚酯路用纤维的质量标准。

Description

聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺

【技术领域】

本发明涉及一种聚酯材料的生产工艺。

【背景技术】

随着我国经济的快速发展，交通车辆急剧增多和重型车辆的广泛应用，提高沥青路面的耐久性，高强度稳定性已显得十分迫切重要。70年代末，美国就着手研制开发聚酯路用工程纤维，经欧美许多国家20多年来在沥青混合料中的广泛应用，通过检测观察和研究分析资料表明，路用工程纤维由于抗拉强度高，强性模量大，并有良好的吸油作用，对路面起到明显的加筋和桥接作用，并能极大地提高路面的柔韧性，从而提高沥青路面的高温抗车辙能力。由于聚酯路用工程纤维的低温抗裂性、抗疲劳性能以及抗水害性能、抗滑性能强，行车噪音小等路用综合优异性能，使沥青路面使用寿命大延长。但由于进口聚酯路用纤维价格昂贵及国产聚酯路用纤维成本相对较高等原因，制约了我国优质沥青路面大规模发展，并且它们在生产过程中都消耗大量的聚酯原生材料，也不利于循环经济的发展。

而目前，聚酯回收材料再生PET，由于技术水平限制只能用于低档无纺布和低档填充材料。当然，随着技术的进步，出现部分甚至可以全部替代原生PET产品的再生产品，如再生棉型短纤维、涤纶再生长丝、三维卷曲中空短纤维、再生PET纺粘无纺布、再生PET包装膜、再生PET工程塑料等。但当前的再生PET工艺技术所生产的产品，尚无法达到路用工程纤维的性能要求。

【发明内容】

本发明的主要目的是：提供一种使用聚酯回收材料生产路用工程纤维的工艺方法，以降低路用工程纤维的生产、应用成本。

为实现上述目的，本发明提出一种聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，包括如下步骤：配料，投料，振动筛选，输送，预干燥，干燥或增粘干燥，加入成核剂，螺杆挤压，熔体过滤，纺丝，丝束冷却，卷绕上油，往复落桶，集束，牵伸，紧张热定型，通过卷曲机，松驰热定型。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，所述干燥或增粘干燥步骤中，采用真空转鼓进行干燥。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，当原料特性粘度0.8η以上时，所述干燥或增粘干燥步骤中，干燥温度140℃～160℃，干燥时间8～10小时。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，当原料的特性粘度在0.75～0.80η范围内时，所述干燥或增粘干燥步骤中，干燥温度控制在200～220℃范围内，干燥时间大于8小时，真空压力约0.1MPa，出料时使用纯氮隔绝空气进行保护。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，加入成核剂的步骤中，在原料进入螺杆挤压前均匀混入0.5％～5.0％PP作为成核剂；或在原料进入螺杆挤压前均匀混入0.5％～5.0％PP作为成核剂，同时加入Ba₂SO₄作为促进剂来提高结晶度的速度。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，在所述牵伸步骤中，采用二级牵伸的方式，一级为油浴牵伸，在油浴槽内加入固定浓度的油剂，用于改善纤维的表面性能；二级为高温蒸汽牵伸，牵伸比控制在90％～95％范围内。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，在所述牵伸步骤中，丝束至少经过一高温牵伸辊；在所述紧张热定型步骤中，采用多个紧张热定型辊，进一步提高纤维的结晶度和断裂强度。所述高温牵伸辊温度140～160℃，所述多个定型辊定型温度180～200℃。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，所述原料优选特性粘度0.85±0.05η，纺丝熔体特性粘度控制在0.66±0.02η，成核剂PP加入比例2.5±0.5％。

上述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，所述卷绕上油步骤中上油率为0.1～0.15％；所述牵伸步骤中，油浴温度80±5℃。

由于采用了以上的方案，对现有聚酯回收材料生产纤维的生产工艺进行改进，使本发明能够采用聚酯回收材料生产出合格的路用工程纤维，生产成本低、环保、节约资源，利于推广应用；符合国家目前提倡的循环经济发展思想，产品质量完全达到国内外聚酯路用纤维的质量标准。

本发明工艺所生产出的路用纤维的单丝直径为20μm～30μm，单丝截面有中空、圆型和三角型等，经专用油剂表面处理和紧张热定型等特殊工艺技术处理后，使纤维具有断裂强度高、弹性模量大、吸油性能好、易分散、不结团、耐高温、抗老化、抗低温等优点。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

本例的聚酯回收材料路用纤维的生产工艺，采用现有技术的聚酯回收材料生产纤维的工艺，并进行了相应的改进；具体流程包括：配料、投料、振动筛选、输送、预干燥、干燥或增粘干燥、加入成核剂(PP)、螺杆挤压、熔体过滤、纺丝、丝束冷却、卷绕上油、往复落桶、集束、牵伸、紧张热定型，通过卷曲机、松驰热定型、切断、打包等步骤。

在配料步骤，对于不同来源的聚酯回收材料，选取特性粘度值在0.8(η)以上，PVC含量≤40ppm，铝等金属量≤20ppm，胶水等污染物含量为零的聚酯回收材料；特性粘度值的检测方法采用乌氏粘度法，对每批次进厂原料都进行特性粘度的检测，配料时应选用粘度值相近的原料进行混配，特性粘度差值控制在0.1(η)以内。

振动筛选：除去原料中的粉尘，减少纺丝熔体中凝聚粒子的产生以保证纺丝熔体的质量。

预干燥：通过对原料的低温干燥，可使进入干燥步骤的原料的含水率较低且各批次趋近一致。

干燥或增粘干燥：原料经过干燥温度140℃～160℃，干燥时间：8～10小时，使原料含水率降到40ppm以下。原料干燥系统采用真空转鼓进行干燥，热媒为导热油，电加热提供能源。其优点是在保证原料含水率符合要求的情况下，转鼓内原料混合更均匀，温度可调升得更高，需要时还可以对原料进行增粘处理。

加入结晶成核剂(PP)的步骤：使用注射机及搅拌器将结晶成核剂PP与已干燥原料均匀混合，确保结晶成核剂PP在聚酯熔体中的均匀分布，此步骤非常关键，若结晶成核剂分布不均匀，会直接导致纺丝困难，影响晶体的均匀性，从而影响成品纤维的断裂强度。结晶成核剂(PP)的加入量控制在0.5～5％范围内。原丝的断裂强度与结晶度之间成正比关系，由于现有聚酯(PET)回收材料基本都是共聚(CO-PET)，其中都有第三、第四单体甚至更多组分，如间苯二甲酸(IPA)等，这些组分会阻碍熔体在卷绕牵伸过程中PET分子的有效结晶，从而影响成品的断裂强度。在聚酯熔融、纺丝、卷绕牵伸过程中，均匀分布的成核剂(PP)可在原丝内部形成一定数量的晶核，促进大分子链之间的结合，提高其结晶度，从而提高成品纤维的断裂强度。实验数据表明，PP的加入量由0.5％增加到5％，结晶度基本上呈线性增加，从25％提高到35％，其断裂强度提高15。但当PP的加入量超过5％时，熔体的可纺性下降。同时加入Ba₂SO₄作为促进剂来提高结晶度的速度。

牵伸步骤中，在牵伸油浴槽内加入一种专用的油剂Lurol PS-6511纤维整理剂，纤维丝束通过时油剂附着在纤维表面，经过紧张热定型及松弛热定型等两道加热处理，油剂在纤维表面形成牢固的油膜，以提高纤维的润滑性，抗静电剂性，柔软性、开松性和干爽的手感。采用二级牵伸的方式，一级为油浴牵伸，在油浴槽内加入3％～5％浓度的油剂，用于改善纤维的表面性能；二级为高温蒸汽牵伸，牵伸比控制在90％～95％范围内。

紧张热定型步骤，是提高纤维断裂强度的关键环节之一，通过两道常温牵伸棍的丝束经过高温的第三道牵伸辊和5个紧张热定型辊，进一步提高纤维的结晶度和断裂强度。

通过卷曲机步骤，丝束通过卷曲机时，不能发生机械卷曲，使丝束保持平直状态通过。

松弛热定型：丝束进入此环节，对丝束定时松驰干燥，用于控制成品纤维的干热和伸长。

实施例二

本例中，在以上实施例一的基础上，具体实施参数选择如下：

原料特性粘度控制在0.85±0.05η，纺丝熔体特性粘度控制在0.66±0.02η，成核剂PP加入比例2.5±0.5％，上油率为0.1～0.15％，油浴温度80±5℃，第三道牵伸辊温度140～160℃，五辊定型温度180～200℃，松驰热定型时间25～30min，定型温度130～140℃，所生产出的路用工程纤维的技术指标如下：

项目	指标	项目	指标
项目	指标	项目	指标	纤度(dtex)	3.0～3.5	熔点(℃)	255
断裂强度(cn/dtex)	≥5.5	燃点(℃)	555	纤度(dtex)	3.0～3.5	熔点(℃)	255
断裂强度(cn/dtex)	≥5.5	燃点(℃)	555	比重(g/cm3)	1.36	安全性	无毒
伸长率(％)	20～30	抗老化	优	比重(g/cm3)	1.36	安全性	无毒

上油率(％)

0.2～0.3

颜色

白

检验及判断依据：GB/T14337，GB/T14340，GB/T10685。

纤维截面：圆型、三角型。

实施例三

本例与上述实施例一的不同之处主要在于，当原料的特性粘度在0.75～0.80η范围内时，干燥温度控制在200～220℃范围内，干燥时间大于8小时，真空压力约0.1MPa，出料时使用纯氮隔绝空气进行保护，以提高原料的特性粘度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，包括如下步骤：配料，投料，振动筛选，输送，预干燥，干燥或增粘干燥，加入成核剂，螺杆挤压，熔体过滤，纺丝，丝束冷却，卷绕上油，往复落桶，集束，牵伸，紧张热定型，通过卷曲机，松驰热定型。

2.如权利要求1所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：所述干燥或增粘干燥步骤中，采用真空转鼓进行干燥。

3.如权利要求1所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：当原料特性粘度为0.8η以上时，所述干燥或增粘干燥步骤中，干燥温度140℃～160℃，干燥时间8～10小时。

4.如权利要求1所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：当原料的特性粘度在0.75～0.80η范围内时，所述干燥或增粘干燥步骤中，干燥温度控制在200～220℃范围内，干燥时间大于8小时，真空压力约0.1MPa，出料时使用纯氮隔绝空气进行保护。

5.如权利要求1-4任一项所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：所述加入成核剂的步骤中，在原料进入螺杆挤压前均匀混入0.5％～5.0％PP作为成核剂；或在原料进入螺杆挤压前均匀混入0.5％～5.0％PP作为成核剂，同时加入Ba₂SO₄作为促进剂来提高结晶度的速度。

6.如权利要求1-4任一项所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：在所述牵伸步骤中，采用二级牵伸的方式，一级为油浴牵伸，在油浴槽内加入油剂，用于改善纤维的表面性能；二级为高温蒸汽牵伸，牵伸比控制在90％～95％范围内。

7.如权利要求1-4任一项所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：在所述牵伸步骤中，丝束至少经过一高温牵伸辊；在所述紧张热定型步骤中，采用多个紧张热定型辊，以提高纤维的结晶度和断裂强度。

8.如权利要求1-4任一项所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：所述配料步骤中，原料优选特性粘度0.85±0.05η；纺丝熔体特性粘度控制在0.66±0.02η；成核剂PP加入比例2.5±0.5％。

9.如权利要求6所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：所述卷绕上油步骤中上油率为0.1～0.15％；所述牵伸步骤中，油浴温度80±5℃。

10.如权利要求8所述的聚酯回收材料路用工程纤维生产工艺，其特征是：所述高温牵伸辊温度140～160℃，所述多个定型辊定型温度180～200℃。