CN101298703B - 单头纺高模量低收缩聚酯工业长丝生产工艺 - Google Patents
单头纺高模量低收缩聚酯工业长丝生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种单头纺高模量低收缩聚酯工业长丝生产工艺，包括以下步骤：A、加工高粘度聚酯切片：先进行预结晶，然后固相聚合，聚酯切片粘度达到1.25～1.35dl/g；B、熔融纺丝：将固相聚合后的聚酯切片输送至大流量的纺丝螺杆挤压机，螺杆直径为125～160mm，纺丝螺杆挤压机挤出熔体，经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝板挤出，喷丝板的直径为220～240mm，由缓冷加热圈加热，再由环形吹风装置冷却成型，然后进入纺丝甬道；C、拉伸卷绕：在丝表面上油，二级高速拉伸，总拉伸倍数为1.8-2.2；在温度为230-260℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度5200-6500米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。
Description
技术领域
本发明属于化纤产品的制造领域，具体属于一种单头纺高模低缩聚酯工业长丝的制造方法。
背景技术
高模低缩聚酯工业长丝具有初始高模量和低热收缩的力学性能，它的形成是由于聚酯高聚物在加工后具有高结晶、高取向、高规整度的结构和较低的内部残存应力，是高速纺丝和高速拉伸及高温松弛定型实现的应力应变过程即应力诱导结晶过程。高模低缩聚酯工业长丝主要应用于汽车工业领域和传送带等橡胶骨架材料应用领域。目前高模低缩聚酯工业丝的生产多为一步法4头/位和6头/位纺丝，其中1670dtex高模低缩聚酯工业丝一般采用合股的方法实现，纺丝速度在5000米/分钟以下，生产效率相对不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高速加工单头纺聚酯工业长丝的生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
单头纺高模量低收缩聚酯工业长丝生产工艺，其特征是依次包括以下步骤：
A、加工高粘度聚酯切片：先将聚酯切片原料进行预结晶，然后固相聚合，聚酯切片粘度达到1.25～1.35dl/g；
B、熔融纺丝：将固相聚合后的聚酯切片输送至大流量的纺丝螺杆挤压机，螺杆直径为125～160mm，纺丝螺杆挤压机挤出熔体，经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝板挤出，喷丝板的直径为220～240mm，由缓冷加热圈加热，缓冷加热温度为320～340℃，再由环形吹风装置冷却成型，然后进入纺丝甬道；
C、拉伸卷绕：在丝表面上油，二级高速拉伸，在加热温度75-260℃的条件下，进行拉伸，总拉伸倍数为1.8-2.2；在温度为230-260℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度5200-6500米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。
所述环形吹风装置的过滤材料采用无纺布，且多层缠绕在吹风环上。
所述纺丝甬道管壁上分布有许多小孔。
所述结晶温度为160～170℃，结晶时间2.5～3小时；在温度200～210℃、时间27～28小时条件下固相聚合。
所述纺丝螺杆的长径比为24～28。
所述缓冷加热圈的直径为260～285mm，高度是150～220mm。
所述环形吹风装置的环吹风风温为55-68℃，湿度为60-70％，风压为0.04-0.06kp。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、使用高粘度聚酯切片、大流量螺杆挤压机生产单头纺工业用丝，纤维的断裂强度大于7.0cN/dtex，纺丝工艺速度最高可达到6500米/分钟。2、环形吹风装置的过滤材料采用无纺布，且多层缠绕在吹风环上，使风速分布均匀，纺丝甬道管壁上设有许多小孔，多孔结构的纺丝甬道，使内外气流平衡，且易于交换丝条的热量。这种方法生产的高模量低收缩聚酯工业长丝，产品质量稳定，生产效率高，可比其它的生产工艺提高单位时间产量，降低生产成本，产品可以作为轮胎帘子线、土工隔栅等的极好材料。
具体实施方式
实施例1
一、工艺参数如下：
设备：SSP切片连续固相聚合设备；纺丝设备；拉伸卷绕设备。
产品规格：1670dtex/480f
原料：有光聚酯切片增粘后粘度1.30dl/g；端羧基-COOH≤15mol/t；二甘醇≤1.2％
螺杆挤压机
温度℃
1区 2区 3区 4区 5区 6区
330 310 290 280 280 280
纺丝温度
300℃
缓冷加热温度
320℃
泵供量868g/min
环吹风冷却参数
风压：0.050kp；湿度：65％；风温：65℃
拉伸条件
一级拉伸倍数：1.47
总拉伸倍数：2.1
拉伸辊 速度m/min 温度℃
GR1 2427 93
GR2 3467 95
GR3 5096 255
GR4 5096 255
GR5 5096 255
GR6 5200
松弛率： 2.0％
卷绕速度：5200m/min
纺丝油剂：日本产，SN-911，116.6，
SN-952，6.6，
FN-5，2.16
纯水，475.6
总计，607.56
网络器压力：第一网络0.2mpa，
第二网络0.2mpa
第三网络0.55mpa
二、具体工艺步骤：
1)加工高粘度聚酯切片：先将聚酯切片原料进行预结晶，结晶温度为165℃，结晶时间2.5小时，然后在温度205℃、时间27小时条件下固相聚合，切片粘度从0.655提高到1.3dl/g；
2)熔融纺丝：将固相聚合后的聚酯切片输送至大流量的纺丝螺杆挤压机，螺杆直径为150mm，纺丝螺杆的长径比为28，纺丝螺杆挤压机挤出熔体，经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝板挤出，喷丝板的直径为240mm，由缓冷加热圈加热，缓冷加热温度为320℃，缓冷加热圈的直径为260mm，高度是150mm，再由环形吹风装置冷却成型，吹风温度在65℃，湿度为65％，风压(动)为0.05kp，环形吹风装置的过滤材料采用无纺布，且多层缠绕在吹风环上，然后进入纺丝甬道，纺丝甬道管壁上分布许多小孔；多孔结构的纺丝甬道，每束丝都有一个圆管式的多孔纺丝甬道，使内外气流平衡，且易于交换丝条的热量；
3)拉伸卷绕：在3头/位，3位/线，1螺杆/线的情况下单头纤度可以达到1670dtex，纺丝速度2600-3600米/分；在丝表面上油，二级高速拉伸，在加热温度90-100℃条件下，进行拉伸，总拉伸倍数为2.1；在温度为250-258℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度5200米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。
本实施例生产的高模低缩聚酯工业长丝，线密度1670dtex，断裂强度大于7.0cN/dtex，变异系数小于4.5％，断裂伸长率13±2％，干热收缩率2.5％±1.5(177℃×10min with0.05cN/detx)，初始模量大于95cN/dtex。
实施例2
一、工艺参数如下：
设备：SSP切片连续固相聚合设备；纺丝设备；拉伸卷绕设备。
产品规格：1440dtex/360f
原料：有光聚酯切片增粘后粘度1.30dl/g；端羧基-COOH≤15mol/t；二甘醇≤1.2％
螺杆挤压机
温度℃
1区 2区 3区 4区 5区 6区
325 315 305 294 294 294
纺丝温度
398℃
缓冷加热温度
340℃
泵供量 921g/min
环吹风冷却参数
风压：0.050kp；湿度：65％；风温：65℃
拉伸条件
一级拉伸倍数：1.28
总拉伸倍数： 1.82
拉伸辊 速度m/min 温度℃
GR1 3581 92
GR2 4497 98
GR3 6517 257
GR4 6517 257
GR5 6517 257
GR6 6400
松弛率： 1.8％
卷绕速度：6400m/min
纺丝油剂：日本产，SN-911，116.6，
SN-952，6.6，
FN-5，2.16
纯水，475.6
总计，607.56
网络器压力：第一网络0.3mpa，
第二网络0.2mpa
第三网络0.6mpa
二、具体工艺步骤：
1)加工高粘度聚酯切片：先将聚酯切片原料进行预结晶，结晶温度为160℃，结晶时间3小时，然后在温度200℃、时间28小时条件下固相聚合，切片粘度从0.655提高到1.3dl/g；
2)熔融纺丝：将固相聚合后的聚酯切片输送至大流量的纺丝螺杆挤压机，螺杆直径为150mm，纺丝螺杆的长径比为28，纺丝螺杆挤压机挤出熔体，经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝板挤出，喷丝板的直径为240mm，由缓冷加热圈加热，缓冷加热温度为340℃，缓冷加热圈的直径为260mm，高度是150mm，再由环形吹风装置冷却成型，吹风温度在65℃，湿度为65％，风压(动)为0.05kp，环形吹风装置的过滤材料采用无纺布，且多层缠绕在吹风环上，然后进入纺丝甬道，纺丝甬道管壁上分布许多小孔；多孔结构的纺丝甬道，每束丝都有一个圆管式的多孔纺丝甬道，使内外气流平衡，且易于交换丝条的热量；
3)拉伸卷绕：在3头/位，3位/线，1螺杆/线的情况下单头纤度1440dtex，纺丝速度2600-3600米/分；在丝表面上油，二级高速拉伸，在加热温度90-100℃条件下，进行拉伸，总拉伸倍数为1.82；在温度为250-258℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度6400米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。
实施例3
一、工艺参数如下：
设备：SSP切片连续固相聚合设备；纺丝设备；拉伸卷绕设备。
产品规格：1100dtex/335f
原料：有光聚酯切片增粘后粘度1.30dl/g；端羧基-COOH≤15mol/t；二甘醇≤1.2％
螺杆挤压机
温度℃
1区 2区 3区 4区 5区 6区
300 295 302 302 302 300
纺丝温度
300℃
缓冷加热温度
340℃
泵供量
616g/min
环吹风冷却参数
风压：0.040kp；湿度：65％；风温：65℃
拉伸条件
一级拉伸倍数：1.5
总拉伸倍数： 2.09
拉伸辊 速度m/min 温度℃
GR1 2712 90
GR2 3960 95
GR3 5668 256
GR4 5668 256
GR5 5668 256
GR6 5600
松弛率： 1.2％
卷绕速度：5600m/min
纺丝油剂：日本产，SN-911，116.6，
SN-952，6.6，
FN-5，2.16
纯水，475.6
总计，607.56
网络器压力：第一网络0.2mpa，
第二网络0.1mpa
第三网络0.55mpa
二、具体工艺步骤：
1)加工高粘度聚酯切片：先将聚酯切片原料进行预结晶，结晶温度为170℃，结晶时间2小时，然后在温度210℃、时间27小时条件下固相聚合，切片粘度从0.655提高到1.3dl/g；
2)熔融纺丝：将固相聚合后的聚酯切片输送至大流量的纺丝螺杆挤压机，螺杆直径为150mm，纺丝螺杆的长径比为28，纺丝螺杆挤压机挤出熔体，经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝板挤出，喷丝板的直径为240mm，由缓冷加热圈加热，缓冷加热温度为340℃，缓冷加热圈的直径为260mm，高度是150mm，再由环形吹风装置冷却成型，吹风温度在65℃，湿度为65％，风压(动)为0.04kp，环形吹风装置的过滤材料采用无纺布，且多层缠绕在吹风环上，然后进入纺丝甬道，纺丝甬道管壁上分布许多小孔；多孔结构的纺丝甬道，每束丝都有一个圆管式的多孔纺丝甬道，使内外气流平衡，且易于交换丝条的热量；
3)拉伸卷绕：在3头/位，3位/线，1螺杆/线的情况下单头纤度可以达到1100dtex，纺丝速度2600-3600米/分；在丝表面上油，二级高速拉伸，在加热温度90-100℃条件下，进行拉伸，总拉伸倍数为2.09；在温度为250-258℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度5600米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。
上述三个实施例产品质量指标见下表：
与民用丝相比，使用本技术生产的产品，能够适应汽车轮胎帘子线、高级土工隔栅、传送带，可以体现聚酯工业长丝的高模量和低收缩的特点。
Claims (1)
1.单头纺高模量低收缩聚酯工业长丝生产工艺，其特征是依次包括以下步骤：
A、加工高粘度聚酯切片：先将聚酯切片原料进行预结晶，结晶温度为165℃，结晶时间2.5小时，然后在温度205℃、时间27小时条件下固相聚合，切片粘度从0.655提高到1.3dl/g；
B、熔融纺丝：将固相聚合后的聚酯切片输送至大流量的纺丝螺杆挤压机，螺杆直径为150mm，纺丝螺杆的长径比为28，纺丝螺杆挤压机挤出熔体，经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝板挤出，喷丝板的直径为240mm，由缓冷加热圈加热，缓冷加热温度为320℃，缓冷加热圈的直径为260mm，高度是150mm，再由环形吹风装置冷却成型，吹风温度在65℃，湿度为65％，风压为0.05kp，环形吹风装置的过滤材料采用无纺布，且多层缠绕在吹风环上，然后进入纺丝甬道，纺丝甬道管壁上分布许多小孔，每束丝都有一个圆管式的多孔纺丝甬道；
C、拉伸卷绕：在3头/位，3位/线，1螺杆/线的情况下单头纤度可以达到1670dtex，纺丝速度2600-3600米/分；在丝表面上油，二级高速拉伸，在加热温度90-100℃条件下，进行拉伸，总拉伸倍数为2.1；在温度为250-258℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度5200米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品；
所述单头纺高模量低收缩聚酯工业长丝线密度1670dtex，断裂强度大于7.0cN/dtex，变异系数小于4.5％，断裂伸长率13±2％，在摄氏177度，10分钟，带有0.05cN/dtex的负荷测试条件下干热收缩率2.5％±1.5，初始模量大于95cN/dtex。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |