CN102199806A - 一种高强丙纶强力丝的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强丙纶强力丝的生产方法，采用前纺丝牵伸和后纺牵伸倍捻两步法，生产的丙纶强力丝可以超过8.5g/D以上；使用长径比超过28∶1的大长径比螺杆挤出机，提高聚合物熔体的混合均化效果；采用长径比大于4∶1的超大长径比的纺丝组件喷丝毛细孔，稳定熔体流动，减少熔体出口胀大比，提高纤维均匀强力；使用价格低廉的聚丙烯粉料，加入3-5％的高密度聚乙烯和2-4％的聚丙烯降温母粒。使用本方法生产丙纶强力丝，纤维强度高，工艺简单，操作窗口宽，经济实用。

Description

一种高强丙纶强力丝的生产方法

技术领域

本发明公开了一种高强丙纶强力丝的生产方法，特别是低成本，强度在8.5-13g/D的丙纶强力丝长丝的生产方法，属于纺织技术工艺领域。

背景技术

丙纶长丝是一种纺织纤维产品。普通丙纶纤维的强度一般为3g/D。上世纪90年代，人们在已经披露的专利基础上实现了丙纶强力丝的工业化生产，生产丙纶强力丝的断裂强度一般在7g/D左右，断裂伸长率15-20％左右，干热收缩率8-13％。

1991年公开的发明专利《丙纶强力丝的制造方法》(专利号91101819)，透露一种强力大于70CN/tex(8g/d)的丙轮强力丝的制造方法。其特征是采用熔体流动指数MFI＝5～40，最好8-26。分子量分布指数MWD＜7的聚丙烯树脂，最好是4以下。该专利申明的技术关键第一是冷却风起点的位置控制在15-45cm处，第二是二级牵伸前控制的结晶程度。第三是二级牵伸加热长度足够长。本公司早期的生产线以该专利为基础设立，实践证明，以此技术生产的丙纶强力丝的断裂强力没有只有7g/D左右的。该申请人于1995年又出发明专利《丙纶强力丝的制造方法》(专利号95117005.8)，该专利权利要求中指出其权利要求包括聚丙烯PP原料熔融指数MFI＝15-25，螺杆长径比1/28，喷丝孔长径比L/D＝4。冷却风温15℃以下，丝的强度是8g/D以上。聚丙烯PP原料熔融指数MFI＝15-25，明显是用聚丙烯粒料生产。

发明专利《一步法生产超高强丙纶工业长丝的工艺》(专利申请号200510040342.7)，2005年，透露一种高强丙纶网络丝缆绳的加工方法。在加工缆绳时，在每组捻线支架的后面安装自动平衡张力装置，使得加捻的每根单丝保持平直张紧，从而使得加捻后的每根单丝在合股时不再环曲，以保证每根单丝在使用时均衡受力，提高缆绳的整体强力。

发明专利《一步法生产超高强丙纶工业长丝的工艺》(专利申请号200810018756.3)，透露一种一步法生产强力大于7.4cn/Dtex的丙轮强力丝的制造方法。专利的特点是对原料进行增粘处理，从而提高纤维的强力。在增粘处理过程中采用氮气保护以保护原料的纯度。该专利实例生产的超强丙纶强力丝强度仅仅7.8cn/Dtex。以我们纤验增粘处理工艺复杂，一步法不能得到稳定的高强度，这个方法不具有工业化生产意义。

2000年，赵军等人公开论文《二步法丙纶高强工业丝纺丝工艺研究》(合成纤维，2000.11)中3.1指出生产丙纶工业丝所需聚丙烯的熔融指数应在10-20，3.2.3中指出喷丝孔长径比一般是3∶1-4∶1。事实上上述专利和文献，工艺复杂，生产的丙纶强力丝强度一般是在7.8g/D以下。

发明内容

本发明的目的在于提出一种丙纶强力丝的生产方法，采用常规的聚丙烯原料，特别是价格低廉的粉科未经特殊处理(如增粘)，就可以出8-13g/D范围的高强丙纶强力丝。用该工艺生产的丙纶强力丝具有断裂强度高，性能稳定的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案要点为：

1.原料以聚丙烯粉粒，添加少量的高密度聚乙烯和降温母粒。一般粉粒聚丙烯熔融指数在0.5-5之间，加入一定量的降温母粒可以提高粉粒聚丙烯的流动性能，将未经造粒处理的粉料聚丙烯达到普通纺丝级粒料熔体流动性要求，降温母粒比例0.5-5％，最好是1.5-3.5％；加入少量聚乙烯可以提高熔体的流动性以及未牵伸丝初生纤维的可延伸性，有利于后道工序作业，聚乙烯比例为0-8％，最好是3-5％。

2.采取大长径比，混料效果好的螺杆挤压机。螺杆挤压机长径比L/D要求大于28，在28-35之间，最好是30 33。螺杆挤压机螺杆长径比是螺杆挤出机最重要的技术参数之一，在一定程度上表示螺杆的塑化能力和塑化质量，长径比大，物料在螺杆中的停留时间长，物料塑化更加充分更加均匀，有利于纤维强度的提高。

3.采取大长径比的纺丝组件喷丝孔。纺丝组件喷丝孔L/D大于4∶1，一般是5-12∶1，最好是7-9∶1。根据聚合物熔体孔道流动原理，聚合物流体属于粘弹性流体，增大纺丝组件喷丝孔长径比，可以减少熔体孔壁处的剪切应力，熔体出口压力降趋于稳定，增加弹性松弛，提高纤维整体均匀强度性。

4.低温骤冷冷却吹风工艺。冷却风温小于17℃。

5.采取二步法工艺，纺丝牵伸和牵伸加捻分开进行；

本发明专利的有益效果为：

以本专利纤维的聚丙烯强力丝，纤维强度可以达到目的高强丙纶强力丝8.5-13g/D。采用的聚丙烯原料为普通粉料，既不需要聚丙烯粒料，更不需要额外设备增粘。工艺简单，生产成本低。具有很好的商业化竞争优势。工艺条件宽松，操作窗口宽，产品质量容易控制，能够实现商业化生产。

本专利定义丙纶强力丝强力级别范围如下：

普通丙纶强力丝6.5-7.5g/D

中强丙纶强力丝7.5-8.5g/D

高强丙纶强力丝8.5-11g/D

超高强丙纶强力丝11-13g/D

具体的实施方法：

下面通过具体的实施例举对本专利进行具体的说明。

实施例中，丙纶强力丝的生产过程包括以下非本专利所特有的一般纺丝和后处理工艺，下列工艺过程不具有本专利特有的性能。

一、纺丝工艺过程如下：

原料混合----料仓----螺杆挤压机熔融挤压----熔体过滤----熔体进入纺丝箱----熔体计量泵计量----纺丝组件----喷丝----冷却----上油----牵伸----卷绕成原丝

原料按工艺要求的比例完全混合。使用旋转式混料器，混合十分钟。混合后输送到一不锈钢料仓备用。原料直接输送到螺杆挤压机入口，螺杆挤压机的具有一定的长径比L/D(20/1-50/1)，螺杆分区6-8区加热。熔融状态聚合物在挤压机内混合。经过计量泵计量的熔体进入纺丝箱内的纺丝组件。熔体在纺丝组件中继续混合，过滤，进入喷丝孔，喷丝孔的长径比8/1。

二、后处理原丝----牵伸----加捻----卷绕

具体实施例：

Claims (5)

1.一种高强丙纶强力丝生产方法，使用聚丙烯为原料，二步法成型，其强度正常值大于8.5g/D，甚至达到10g/D以上。

2.权利1所说的高强丙纶强力丝的生产方法以聚丙烯原料，是以粉料聚丙烯为主体原料，加入1-3％聚乙烯和2-4％降温母粒。

3.权利1所说的高强丙纶强力丝的生产方法是纺丝时，使用长径比大于28的螺杆挤压机。

4.权利1所说的高强丙纶强力丝的生产方法是纺丝时，纺丝组件中喷丝板的喷丝孔长径比大于4。

5.权利1所说的高强丙纶强力丝的纺丝方法，冷却风温度低于18℃。