CN102277646A - 高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，包括以下步骤：聚酯切片原料预结晶、固相聚合得到高粘度聚酯切片；高粘度聚酯切片经螺杆挤压机加热制得高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体经喷丝板挤出形成丝束；丝束经加热筒、隔热筒，环吹风冷却装置固化成型，进入纺丝甬道；每台纺丝机配三个纺位，每个纺位上设4头丝束；丝束表面上油，对丝束进行牵伸、定型和松弛，卷绕，得到聚酯工业丝；聚酯工业丝的强力大于5.5cN/dtex，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和低于8.0％，177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力大于0.25cN/dtex，所述聚酯工业丝的粘度为0.95～1.05dl/g，纤度为1100～3340dtex。本发明提高了尺寸稳定性，适合于高性能轮胎和高性能传动带的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，属于聚酯工业丝制造领域。
背景技术
对于聚酯工业丝领域来说，聚酯工业丝具有发展前途和较高附加值的品种是高模量低收缩聚酯工业丝，用高模量低收缩聚酯工业丝生产的高模量低收缩聚酯帘子布是理想骨架材料，主要应用于汽车以及传输带等工业领域。作为高模量低收缩聚酯工业丝的升级换代的高品质的高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝更代表了聚酯工业丝的发展方向，该品种具有较高的断裂强力，较高的初始模量，较低的定负荷伸长和较低的干热收缩率等优异的力学性能，它的性能形成聚酯高分子在成纤时生成了高取向度，高结晶度和适当的无定区的超分子结构，该超分子结构是通过提高聚酯大分子的聚合度，高速纺丝，有效的丝束冷却，较低的牵伸倍数和高温定型形成的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，提高了尺寸稳定性，适用于高性能轮胎和高性能传动带。
按照本发明提供的技术方案，所述高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，包括以下工艺步骤：
(1)加工高粘度聚酯切片：将聚酯切片原料进行预结晶，然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度为215～230℃、时间18～26h；所述预结晶的温度为205～230℃，预结晶时间为8～12min；所述高粘度聚酯切片的粘度为1.15～1.25dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
(2)熔融纺丝：将高粘度聚酯切片经螺杆挤压机加热制得高粘度聚酯熔体，所述螺杆挤压机的直径为120～175mm，加热温度为280～320℃，螺杆挤出量为500～800kg/h；高粘度聚酯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经直径为220～250mm的喷丝板挤出形成丝束；所述熔体总管、熔体支管、计量泵、纺丝组件采用联苯导热油加热，联苯蒸汽的温度为208～320℃；由喷丝板挤出的丝束经加热筒、隔热筒，经环吹风冷却装置固化成型，环吹风的温度为50～70℃，风压为0.02～0.06KPa，进入纺丝甬道；所述加热筒高度为100～200mm，所述隔热筒的高度为30～150mm，加热筒的温度为285～355℃；
(3)牵伸卷绕：每台纺丝机配三个纺位，每个纺位上设4头丝束；在丝束的表面上纺丝油后，采用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度4000～4500m/min，总拉伸倍数为1.45～1.63；第一对辊的温度为70～90℃，第二对辊的温度为90～100℃，第三对、第四对、第五对和第六对辊的温度为100～260℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为6000～6500m/min，得到所述的高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝；所述聚酯工业丝的强力大于5.5cN/dtex，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率小于5.5％，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和低于8.0％，177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力大于0.25cN/dtex，所述聚酯工业丝的粘度为0.95～1.05dl/g，纤度为1100～3340dtex。
本发明使用高粘度聚酯切片得到高粘度聚酯熔体，通过纺丝牵伸卷绕制得高强高模量低收缩聚酯工业丝的定负荷伸长率和干热收缩率和低于8.0％，热收缩力大于0.25cN/dtex，而常规的高模量低收缩聚酯工业丝的定负荷伸长率和干热收缩率的和在9.0至10.5％之间，热收缩率在0.20cN/dtex以下。本发明生产的高尺寸稳定的高模量低收缩聚酯工业丝用于轮胎帘子布和传动带线绳，提高了浸胶帘线的尺寸稳定性，适合于高性能轮胎和高性能传动带的生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述的聚酯工业丝的高尺寸稳定性是由4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩的和来表征的，伸长率和干热收缩的和越小代表稳定性越好；本发明所述的聚酯工业丝的4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和低于8.0％。
本发明所述的聚酯工业丝的低收缩是由177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力来表征的，热收缩力越大代表聚酯工业丝的低收缩性能越好；本发明所述的聚酯工业丝177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力大于0.25cN/dtex；
本发明所述的聚酯工业丝的高模量是由4.0cN/dtex定负荷下的伸长率来表征的，伸长率小，则聚酯工业丝具有较高模量。本发明所述的聚酯工业丝4.0cN/dtex定负荷下的伸长率小于5.5％。
实施例一：一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝(规格：1870dtex/640F)的生产方法，包括以下工艺步骤：
(1)加工高粘度聚酯切片：将粘度为0.68dl/g的聚酯切片原料经筛料后进入高速旋转苏立达结晶器进行预结晶，预结晶使用导热油加热，所述预结晶的温度为205℃，预结晶时间为12min；然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度为215℃、时间26h；所述高粘度聚酯切片的粘度为1.15dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
(2)熔融纺丝：将高粘度聚酯切片经螺杆挤压机加热制得高粘度聚酯熔体，所述螺杆挤压机的直径为175mm，加热温度为280℃，螺杆挤出量为500kg/h；高粘度聚酯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经直径为220mm的喷丝板挤出形成丝束；所述熔体总管、熔体支管、计量泵、纺丝组件采用联苯导热油加热，联苯蒸汽的温度为208℃；由喷丝板挤出的丝束经加热筒、隔热筒，经环吹风冷却装置固化成型，环吹风的温度为50℃，风压为0.02KPa，进入纺丝甬道；所述加热筒高度为100mm，所述隔热筒的高度为30mm，加热筒的温度为285℃；
(3)牵伸卷绕：每台纺丝机配三个纺位，每个纺位上设4头丝束；在丝束的表面浓度为20％的采用日本Matsumoto TERON 3530纺丝油上油后，采用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度4000m/min，总拉伸倍数为1.45；第一对辊的温度为70℃，第二对辊的温度为90℃，第三对、第四对、第五对和第六对辊的温度为100℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为6000m/min，得到所述的高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝；所述聚酯工业丝的断裂强度为6.0cN/dtex，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率为5％，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和为7.8％，177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力为0.27cN/dtex，所述聚酯工业丝的粘度为0.97dl/g，纤度为1100dtex。
实施二：一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝(规格：1870dtex/640F)的生产方法，包括以下工艺步骤：
(1)加工高粘度聚酯切片：将粘度为0.68dl/g的聚酯切片原料经筛料后进入高速旋转苏立达结晶器进行预结晶，预结晶使用导热油加热，所述预结晶的温度为230℃，预结晶时间为8min；然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度为230℃、时间18h；所述高粘度聚酯切片的粘度为1.25dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
(2)熔融纺丝：将高粘度聚酯切片经螺杆挤压机加热制得高粘度聚酯熔体，所述螺杆挤压机的直径为120mm，加热温度为320℃，螺杆挤出量为800kg/h；高粘度聚酯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经直径为250mm的喷丝板挤出形成丝束；所述熔体总管、熔体支管、计量泵、纺丝组件采用联苯导热油加热，联苯蒸汽的温度为320℃；由喷丝板挤出的丝束经加热筒、隔热筒，经环吹风冷却装置固化成型，环吹风的温度为70℃，风压为0.06KPa，进入纺丝甬道；所述加热筒高度为200mm，所述隔热筒的高度为150mm，加热筒的温度为355℃；
(3)牵伸卷绕：每台纺丝机配三个纺位，每个纺位上设4头丝束；在丝束的表面浓度为20％的采用日本Matsumoto TERON 3530纺丝油上油后，采用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度4500m/min，总拉伸倍数为1.63；第一对辊的温度为90℃，第二对辊的温度为100℃，第三对、第四对、第五对和第六对辊的温度为260℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为6500m/min，得到所述的高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝；所述聚酯工业丝的强力大于5.5cN/dtex，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率为5.2％，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和低于8.0％，177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力大于0.25cN/dtex，所述聚酯工业丝的粘度为1.05dl/g，纤度为3340 dtex。
实施例三：一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝(规格：1870dtex/640F)的生产方法，包括以下工艺步骤：
(1)加工高粘度聚酯切片：将粘度为0.68dl/g的聚酯切片原料经筛料后进入高速旋转苏立达结晶器进行预结晶，预结晶使用导热油加热，所述预结晶的温度为220℃，预结晶时间为10min；然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度为220℃、时间24h；所述高粘度聚酯切片的粘度为1.2dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
(2)熔融纺丝：将高粘度聚酯切片经螺杆挤压机加热制得高粘度聚酯熔体，所述螺杆挤压机的直径为150mm，加热温度为300℃，螺杆挤出量为600kg/h；高粘度聚酯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经直径为240mm的喷丝板挤出形成丝束；所述熔体总管、熔体支管、计量泵、纺丝组件采用联苯导热油加热，联苯蒸汽的温度为300℃；由喷丝板挤出的丝束经加热筒、隔热筒，经环吹风冷却装置固化成型，环吹风的温度为60℃，风压为0.05KPa，进入纺丝甬道；所述加热筒高度为150mm，所述隔热筒的高度为100mm，加热筒的温度为300℃；
(3)牵伸卷绕：每台纺丝机配三个纺位，每个纺位上设4头丝束；在丝束的表面浓度为20％的采用日本Matsumoto TERON 3530纺丝油上油后，采用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度4200m/min，总拉伸倍数为1.5；第一对辊的温度为80℃，第二对辊的温度为95℃，第三对、第四对、第五对和第六对辊的温度为200℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为6200m/min，得到所述的高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝；所述聚酯工业丝的强力大于5.5cN/dtex，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率为5.1％，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和低于8.0％，177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力大于0.25cN/dtex，所述聚酯工业丝的粘度为0.95dl/g，纤度为2000dtex。
本发明实施例一生产的高强高伸长低收缩聚酯工业长丝，技术指标如表1所示。
表1
本发明生产的高尺寸稳定性的高模量低收缩聚酯工业丝用于轮胎帘子布和传动带线绳，提高了浸胶帘线的尺寸稳定性，适合于高性能轮胎和高性能传动带的生产。
Claims (1)
1.一种高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
(1)加工高粘度聚酯切片：将聚酯切片原料进行预结晶，然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度为215～230℃、时间18～26h；所述预结晶的温度为205～230℃，预结晶时间为8～12min；所述高粘度聚酯切片的粘度为1.15～1.25dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
(2)熔融纺丝：将高粘度聚酯切片经螺杆挤压机加热制得高粘度聚酯熔体，所述螺杆挤压机的直径为120～175mm，加热温度为280～320℃，螺杆挤出量为500～800kg/h；高粘度聚酯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经直径为220～250mm的喷丝板挤出形成丝束；所述熔体总管、熔体支管、计量泵、纺丝组件采用联苯导热油加热，联苯蒸汽的温度为208～320℃；由喷丝板挤出的丝束经加热筒、隔热筒，经环吹风冷却装置固化成型，环吹风的温度为50～70℃，风压为0.02～0.06KPa，进入纺丝甬道；所述加热筒高度为100～200mm，所述隔热筒的高度为30～150mm，加热筒的温度为285～355℃；
(3)牵伸卷绕：每台纺丝机配三个纺位，每个纺位上设4头丝束；在丝束的表面上纺丝油后，采用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度4000～4500m/min，总拉伸倍数为1.45～1.63；第一对辊的温度为70～90℃，第二对辊的温度为90～100℃，第三对、第四对、第五对和第六对辊的温度为100～260℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为6000～6500m/min，得到所述的高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝；所述聚酯工业丝的强力大于5.5cN/dtex，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率小于5.5％，4.0cN/dtex定负荷下的伸长率和177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率和低于8.0％，177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的热收缩力大于0.25cN/dtex，所述聚酯工业丝的粘度为0.95～1.05dl/g，纤度为1100～3340dtex。
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