CN101956240A - 利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，属于合成纤维领域。所述方法首先将干燥处理过的聚酯废料送入螺杆挤压机，熔融挤压成为聚酯熔体；然后经过双极过滤，去除杂质；然后使聚酯熔体发生高分子聚合化学反应，均化高聚物分子量，增加聚酯粘度；再采用熔体精细过滤器对增粘后的熔体进行精细过滤；然后将熔体送入纺丝箱计量纺丝，丝条冷却固化成形；最后根据不同的产品工艺要求卷绕成丝。采用本发明利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法可大幅度提高再生聚酯纺丝熔体的质量，同时熔体粘度的均匀性大大提高。同时，经过多次过滤过程，使再生聚酯熔体杂质少，粘度均匀，产品断头少，满卷率高，成品率高，损耗少。

Description

利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法
技术领域
本发明涉及聚酯废料再生涤纶纺丝技术领域，特别是涉及一种利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法。
背景技术
聚酯纺丝技术目前已经被广泛使用。目前国内再生涤纶纺丝生产厂家采用的技术，主要是类似于常规涤纶切片纺丝的工艺流程和生产技术，通常是利用回收聚酯瓶经粉碎、清洗处理得到聚酯瓶片，采用连续干燥、熔融、过滤过程生产涤纶短纤。其产品大体可分为两大类，一类是棉型，主要用生产一些低档织物如混纺毛巾等；另一类是填充材料，主要用于做家具、玩具的填充材料。从总体来看，其产品质量档次低、质量差。
近年来，瓶片再生纺丝技术不断进步，在纺丝过程中已有采用双级过滤器等方法过滤掉大部分杂质，进而改善瓶片的可纺性。同时，现有技术也可以将再生纺涤纶短纤维做成三维卷曲和中空产品。特别是近2、3年，随着产能的迅速增长，市场竞争日趋激烈，已经开发出再生PET瓶片纺长丝POY的产品。
但现有技术普遍存在着熔体在熔融过程中降解大，造成熔体粘度低均匀性差等缺陷，导致组件使用周期短、原料消耗高、产成品率低等诸多问题，因此其加工出来的纺丝产品质量水平仍较低。
此外，国内现有技术生产高品质涤纶长丝产品(如POY、FDY等)仍是以原生聚酯熔体或切片为原料，采用直纺或切片纺的方法生产；特别是生产涤纶高附加值产品(如涤纶产业丝HTY等)的工艺必须将原生切片经固相缩聚增粘后再熔融纺丝制得，其流程较长，原料成本较高。
发明内容
针对现有聚酯再生纺技术中的问题，本发明提供了一种利用聚酯废料熔融后再均聚增粘进行直接纺丝的全新工艺流程和相关技术。所述技术方案如下：
本发明的一种利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，包括下列步骤：
步骤1、将干燥处理过的聚酯废料送入螺杆挤压机，挤压成为聚酯熔体；
步骤2、将所述聚酯熔体经过双极过滤，去除杂质；
步骤3、使所述聚酯熔体发生高分子聚合化学反应，均化高聚物分子量，增加聚酯粘度；
步骤4、采用熔体精细过滤器对增粘后的熔体进行精细过滤；
步骤5、将精细过滤后的熔体输送至纺丝系统
步骤6、熔体送入纺丝箱计量纺丝，丝条冷却固化成形；
步骤7、卷绕成丝。
本发明的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，所述步骤7具体为：采用高速卷绕制成涤纶预取向丝POY产品；或采用一步拉伸卷绕制成涤纶全牵伸丝FDY产品；或采用一步多级拉伸热定型制成涤纶产业丝HTY产品；或采用拉伸、定型、卷曲、切断制成涤纶高强低伸短纤维产品。
本发明的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，所述步骤3中，所述聚酯熔体发生高分子聚合化学反应的条件为：真空度70Pa至100Pa；温度280℃至295℃。
本发明的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，所述步骤4中的精细过滤精度为≤20μ。
本发明的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，所述步骤5中所采用高粘熔体管道增压直接输送方法将熔体送入纺丝箱；其输送压力为12.0MPa至18.0MPa。
本发明提供的技术方案具有下列有益效果：
1.采用本发明利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法可大幅度提高再生聚酯纺丝熔体的质量，具体表现为熔体粘度可根据产品需要在0.63-0.90dL/g范围内进行任意控制；同时熔体粘度的均匀性大大提高，可达到M±0.015。
2.本发明生产涤纶纤维的方法可提高纺丝的可纺性。本发明的纺丝方法经过多次过滤过程，使再生聚酯熔体杂质少，粘度均匀，所以生产时断头少，满卷率高，成品率高，损耗少。
3.采用本发明利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法所生产的产品质量好，产品附加值高，如涤纶产业丝HTY等产品。
4.采用本发明利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法可以提高设备的使用周期，将现有技术设备组件的使用周期提高5-10倍。这会直接提高生产效率，降低生产成本。
5.采用本发明利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法生产的产品成本低，质量好，在市场竞争中与同类产品相比具有价格优势，可为企业带来可观的经济效益。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面用瓶片再生涤纶产业丝HTY新工艺作为实施例对本发明作进一步地详细描述。
第一步、经清洗干燥后的瓶片(含水率≤30PPM)，进入特殊设计的螺杆挤压机，在260-295℃温度下，瓶片被熔融挤压成聚酯熔体；
第二步、将上述聚酯熔体经过双极过滤，去除杂质。上述初级熔体经过带增压泵的双级过滤器，过滤掉瓶片中的杂质：其中一级过滤精度达≤50μ，二级过滤精度达≤35μ。螺杆控制采用一级过滤器后压力反馈系统进行控制，其控制压力为10.0-12.0MPa，一二级过滤器间增压泵控制，采用均聚增粘反应器料位控制系统进行控制。
第三步、使所述聚酯熔体发生高分子聚合化学反应，均化所述聚酯分子量分布，增加聚酯粘度。将经过双极过滤的聚酯熔体进入均聚增粘反应器，在均聚增粘反应器中，在真空度70Pa至100Pa和温度280℃至295℃条件下聚酯熔体发生聚合化学反应，均化聚酯分子量分布，同时将熔体增粘到一定的粘度。具体增粘程度可根据工艺需要在0.63dL/g至0.9dL/g间进行控制。该步骤中所使用的均聚增粘反映器，是一个特殊设计的装置，它由筒体和笼框式拉膜装备组成。物料随着笼框的转动，粘附在网盘上，为缩聚反应产生的EG的脱出，提供了充足的界面，提高了反应速度。物料靠液位差和笼框具有的锥度向前推进，始终处于平推流状态。在笼框式搅拌拉膜的作用下，分子链均匀增长，最终达到涤纶产业丝所需的粘度要求。
第四步、采用熔体精细过滤器对增粘后的熔体进行精细过滤。经过第三部再生后的熔体，经出料泵输出至熔体精细过滤器进行再过滤，过滤精度可达≤20μ。
第五步、合格的熔体用齿轮泵增压到12.0MPa至18.0MPa，并通过熔体管道(管道伴热热媒温度为270℃至285℃)直接输送到纺丝系统。在纺丝箱熔体入口处设置有一组静态混合器，进一步均化熔体质量。
第六步、熔体在纺丝箱内经计量泵，组件和喷丝板后挤出丝条，在20℃至25℃侧吹风条件下冷却固化成形。箱体温度控制在285℃至295℃，组件压力控制在15.0MPa至20.0MPa，为防止初生纤维冷却过快，在箱体组件下部装有缓冷加热器，防止初生纤维产生皮芯结构影响后道拉伸的顺利进行。
第七步、卷绕成丝。初生纤维经上油后，进入一套拥有四对热牵伸辊的工业丝牵伸卷绕机进行多级拉伸和热定型，各级热辊温度分别控制在100℃至220℃。速度分别控制在600m/min至3200m/min。再经过网络后同步高速卷绕成涤纶产业丝。
经上述工艺生产的1110dtex/192f涤纶中强丝产品，其强力≥6.0cn/dtex，伸长16-18％。
根据不同产品的工艺要求采用不同卷绕工艺可以卷绕出不同的涤纶纤维。如采用高速卷绕可制成POY产品；采用一步拉伸卷绕可以制成FDY产品；采用一步多级拉伸热定型可以制成HTY产品；而采用拉伸、定型、卷曲、切断则可制成高强低伸短纤维产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
步骤1、将干燥处理过的聚酯废料送入螺杆挤压机，熔融挤压成为聚酯熔体；
步骤2、将所述聚酯熔体经过双级过滤，去除杂质；
步骤3、使所述聚酯熔体发生高分子聚合化学反应，均化高聚物分子量，增加聚酯粘度；
步骤4、采用熔体精细过滤器对增粘后的熔体进行精细过滤；
步骤5、将精细过滤后的熔体输送至纺丝系统；
步骤6、熔体送入纺丝箱计量纺丝，丝条冷却固化成形；
步骤7、卷绕成丝。
2.根据权利要求1所述的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，其特征在于，所述步骤7具体为：采用高速卷绕制成涤纶预取向丝POY产品；或采用一步拉伸卷绕制成涤纶全牵伸丝FDY产品；或采用一步多级拉伸热定型制成涤纶产业丝HTY产品；或采用拉伸、定型、卷曲、切断制成高强低伸涤纶短纤维产品。
3.根据权利要求1所述的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述聚酯熔体发生高分子聚合化学反应的条件为：真空度70Pa至100Pa；温度280℃至295℃。
4.根据权利要求1所述的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，其特征在于，所述步骤4中的精细过滤精度为≤20μ。
5.根据权利要求1所述的利用聚酯废料生产涤纶纤维的方法，其特征在于，所述步骤5中所采用高粘熔体管道增压直接输送方法将熔体送入纺丝箱；其输送压力为12.0MPa至18.0MPa。
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