CN101724980A - 以pet瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料生产工艺，特别是指一种以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺。包括对回收的PET瓶片进行干燥，低聚物增粘，造粒，将PET颗粒筛选、结晶干燥，熔融挤压纺丝，冷却牵伸，摆丝铺网，针刺加固，成卷等工艺步骤，本发明解决了现有技术中产品的生产成本较高的问题，具有生产成本低，社会效益显著的优点。
Description
所属技术领域
本发明属于建筑材料生产工艺，特别是指一种以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺。
背景技术
聚脂土工布在各国的建设工程中广泛应用，土工布的发展与应用史紧密相关。自从土工布诞生起就被各国工程建设领域所重视。但真正使用不到百年的历史，20世纪30年代末才开始批量用于工程。50年代初，美国生产出了机织土工布，并用于佛罗里达州海岸混泥土护岸的翻修工程中，用以替代常规的砂石反滤层。由于50年代～60年代化纤工业的蓬勃兴起，大量的聚酯纤维聚丙烯烃纤维及聚酰胺纤维等的出现，大大推动了非织造工业的发展。1958年，土工布开始向其他工程推广，加拿大在修理水库水坝时，第一次用土工布作为水泥的成形袋取得成功。60年代欧洲开始把非织造布用于铁路建设。1966年秋美国在宾夕法尼亚州利用水下土工布技术解决桥墩下基底被洪水淘刷而形成的空洞。进入70年代，应用又有所增加，到1976年已有49个国家和地区约3500个大型土木工程项目大规模采用了土工布。到现在更是有数不清的国家和地区在大型土木工程项目中采用了土工布。
由于土工布在土建工程中的应用使传统的岩石工程充满了生机和活力，尤其是其经济效益和社会效益显著，从而得到了世界纺织工业及工程界的重视。1975年，西欧土工布总产量超过10000t，到1978年欧洲土工布销售量达4.5亿m2。到80年代，西欧土工布消耗量达到30000t。1980～1984年美国土工布产量的平均增长率达30％以上，1982年美国土工布消耗量近1亿m2，其中非织造布约占2/3，1986年为2亿m2，1995年用量3.64亿m2，1998年4.18亿m2。世界上其它国家如德国、法国、英国、奥地利、瑞士、意大利、荷兰等国家的用量也都在逐年增大。我国从70年代后期开始应用土工布，近20多年来累计用量5亿平方米。
目前，世界上以涤纶和丙纶为主要原料的土工布，年耗用量在10亿平方米以上，约40万吨，其中涤纶和丙纶土工布用量各占50％。其中美国年耗用量在8～10万吨，涤纶土工布占83％，丙纶土工布占14％；日本涤纶土工布占21％，丙纶土工布占73％，预计世界土工布的市场需求量平均增长率为9％。我国近几年的年耗用量估计在3～4万吨以上，其中涤纶和丙纶的用量基本相当。由于国家建委要求在今后的水利、公路、建筑及铁路等的基础设施工程中大力推广使用土工布，再加上“十一五”期间我国将加大对水利、公路、建筑及铁路等的基础设施的投入，不难预计今后我国对土工布的需求量将会有较大幅度的增长。
国内市场的聚脂土工布的生产工艺过程是：(1)PET切片经过筛选、结晶干燥；(2)熔融挤压、纺丝；冷却牵伸(以上是纤维生产过程)；(3)摆丝铺网；(4)针刺加固；(5)成卷等。此方法生产的聚脂土工布力学性能增加，但由于是用聚脂切片为原料，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本较低、且产品的力学性能较好的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺。
本发明的整体技术构思是：
以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，包括如下工艺步骤：
a、对回收的PET瓶片进行干燥；
b、低聚物增粘；
c、造粒；
d、将PET颗粒筛选、结晶干燥；
e、熔融挤压纺丝；
f、冷却牵伸；
g、摆丝铺网；
h、针刺加固；
i、成卷。
本发明中的具体的工艺步骤和工艺方法是：
步骤a是由干燥设备把筛选后PET瓶片水分控制在1-3％。
为使再生PET瓶片中的PVC及低聚物在高真空状态下降解后从熔体中分离进入真空系统排除，同时使熔体在高真空状态下再次聚合，熔体粘度增加，熔体均一性得以提高；步骤b低聚物增粘是将筛选、干燥后的PET瓶片加入立式塔盘式聚合反应器中，在真空度不超过100Pa，温度为270℃-290℃条件下熔化。
步骤c的造粒是粘度均匀的熔体经过挤压冷却切断后，形成PET颗粒；PET颗粒优选的粒径规格为6mm×6mm×6mm。
步骤d的筛选、结晶干燥是将PET颗粒经过筛选后在140℃-150℃的条件下结晶，在170℃-180℃的条件下干燥，干燥后的PET颗粒的水分不超过30PPm。
步骤e中熔融挤压纺丝是经过干燥的PET颗粒，进入挤压机熔化，高压的熔体进入纺丝箱体，通过纺丝计量泵、纺丝组件形成0.4mm-0.6mm的初生丝，其中挤压温度为275℃-295℃，纺丝温度为280℃-290℃。
步骤f、g中牵伸、摆丝铺网是初生丝经过气流的牵伸，形成1.5-3.66dex纤维，通过摆丝铺网形成具有一定强度的初生纤网，冷却温度为29℃-31℃，牵伸速度＞5000米/秒，摆丝频率为600次/分钟。
步骤h中针刺加固是初生纤网经过针刺加固形成具有高强度的土工布，经过高温定型后，涂覆14％-18％的丙稀酸乳胶，其中针深为7.8-10.8mm、针刺密度为100-120次/cm2，定型温度为180℃-205℃。
本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：
采用本发明中的工艺加工聚脂土工布，与传统的用PET切片加工的工艺相比，在产品质量相当和力学性能不受影响的前提下成本大幅度降低，采用本发明的工艺生产的土工布成本为1500-2000元/吨(目前市场上回收的PET瓶片5400-6000元/吨，PET切片8000-8400元/吨)。而且由于本发明使用的是回收的PET瓶片，有利于环保，具有较高的社会效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定。
本实施例的整体工艺过程包括如下工艺步骤：
以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，包括如下工艺步骤：
a、对回收的PET瓶片进行干燥；
b、低聚物增粘；
c、造粒；
d、将PET颗粒筛选、结晶干燥；
e、熔融挤压纺丝；
f、冷却牵伸；
g、摆丝铺网；
h、针刺加固；
i、成卷。
本实施例中的具体的工艺步骤和工艺方法是：
步骤a是由干燥设备把筛选后PET瓶片水分控制在1-3％。
步骤b低聚物增粘是将筛选、干燥后的PET瓶片加入立式塔盘式聚合反应器中，在真空度80Pa，温度为280℃条件下熔化。
步骤c的造粒是粘度均匀的熔体经过挤压冷却切断后，形成PET颗粒；PET颗粒的粒径规格为6mm×6mm×6mm。
步骤d的筛选、结晶干燥是将PET颗粒经过筛选后在145℃的条件下结晶，在175℃的条件下干燥，干燥后的PET颗粒的水分不超过30PPm。
步骤e中熔融挤压纺丝是经过干燥的PET颗粒，进入挤压机熔化，高压的熔体进入纺丝箱体，通过纺丝计量泵、纺丝组件形成0.5mm的初生丝，其中挤压温度为280℃，纺丝温度为285℃。
步骤f、g中牵伸、摆丝铺网是初生丝经过气流的牵伸，形成1.5-3.66dex纤维，通过摆丝铺网形成具有一定强度的初生纤网，冷却温度为30℃，牵伸速度为6000米/秒，摆丝频率为600次/分钟。
步骤h中针刺加固是初生纤网经过针刺加固形成具有高强度的土工布，经过高温定型后，涂覆14％-18％的丙稀酸乳胶，其中针深为9mm、针刺密度为110次/cm2，定型温度为200℃-205℃。
Claims (8)
1.以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：
a、对回收的PET瓶片进行干燥；
b、低聚物增粘；
c、造粒；
d、将PET颗粒筛选、结晶干燥；
e、熔融挤压纺丝；
f、冷却牵伸；
g、摆丝铺网；
h、针刺加固；
i、成卷。
2.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤a是由干燥设备把筛选后PET瓶片水分控制在1-3％。
3.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤b低聚物增粘是将筛选、干燥后的PET瓶片加入立式塔盘式聚合反应器中，在真空度不超过100Pa，温度为270℃-290℃条件下熔化。
4.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤c的造粒是粘度均匀的熔体经过挤压冷却切断后，形成PET颗粒；
5.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤d的筛选、结晶干燥是将PET颗粒经过筛选后在140℃-150℃的条件下结晶，在170℃-180℃的条件下干燥，干燥后的PET颗粒的水分不超过30PPm。
6.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤e中熔融挤压纺丝是经过干燥的PET颗粒，进入挤压机熔化，高压的熔体进入纺丝箱体，通过纺丝计量泵、纺丝组件形成0.4mm-0.6mm的初生丝，其中挤压温度为275℃-295℃，纺丝温度为280℃-290℃。
7.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤f、g中牵伸、摆丝铺网是初生丝经过气流的牵伸，形成1.5-3.66dex纤维，通过摆丝铺网形成初生纤网，冷却温度为29℃-31℃，牵伸速度＞5000米/秒，摆丝频率为600次/分钟。
8.根据权利要求1所述的以PET瓶片为原料生产聚脂土工布的工艺，其特征在于所述的步骤h中针刺加固是初生纤网经过针刺加固形成具有高强度的土工布，经过高温定型后，涂覆14％-18％的丙稀酸乳胶，其中针深为7.8-10.8mm、针刺密度为100-120次/cm2，定型温度为180℃-205℃。
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