CN102912461A - 一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法，该方法是以回收的聚酯瓶片料(回用聚酯料)和抗菌阻燃母粒为主要原料，经螺杆挤压机挤压熔融、熔体过滤器过滤、喷丝头喷丝、冷却上油、卷绕成型等工序，制成接近原生聚酯切片纺生产的抗菌阻燃涤纶长丝产品；喷丝头喷丝工艺中所采用的喷丝板的喷丝孔由圆形孔组合而成，其排列方式呈同心圆排列，圆形孔的数量与纤维单丝数量相同，通过其喷丝孔喷出，并经牵伸、冷却、卷绕等后续工序成形的纤维截面形状为圆形。本发明生产的产品符合FZ/T54003-93标准要求，可替代常规方法生产的抗菌阻燃涤纶长丝，该长丝经后道加工后可广泛用于服装用织物及工业用织物的生产。

Description

一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法

技术领域

本发明涉及一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法。

背景技术

利用回用聚酯瓶片料（再生PET）生产的涤纶纤维具有优良的物理和化学特性，因而已被广泛应用于服装及其它工业领域。然而随着工业的快速发展，生态环境和微生物环境污染日益严重，使得再生PET纤维及其纺织品很容易受到微生物的污染，并引起异味、斑点或褪色、卫生保洁功能差、自身降解、耐磨度低等诸多问题。与此同时，在使用过程中，由于再生PET纤维及其纺织品与人体皮肤接触，皮肤表面的汗液、皮脂等代谢产物及外部的污垢会附着在纤维表面，易滋生细菌，对人类的健康造成很大的危害，因而具有抗菌功能的再生PET纤维已成为市场迫切需要的纤维材料。除此之外，纺织品燃烧引起火灾已经成为现代生活中重大的灾害之一，严重威胁人类生命财产的安全。再生PET纤维纺织品是引发火灾的易燃化纤材料，因而，在特殊用途时需要进行阻燃处理。

为赋予再生PET纤维纺织品良好的阻燃功能，申请号为201010546073.2的中国专利公开了“一种利用回收聚酯瓶片生产阻燃涤纶短纤维的方法”，包括以下步骤：对回收废聚酯瓶片进行预处理；对阻燃涤纶母粒进行干燥处理；将已经干燥好的聚酯瓶片和阻燃涤纶母粒送入计量喂料机混合，得到混合料；将混合料进行螺杆熔融挤压，得到熔体，熔体经过过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；对桶内的丝进行集束处理，经过油浴牵伸、蒸汽二次牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到阻燃涤纶短纤维产品。

迄今为止，抗菌和阻燃涤纶纤维基本上是采用原生聚酯进行生产，且一般是通过抗菌技术或阻燃技术对纤维进行单方面地改进，而通过上述两种技术生产的抗菌阻燃涤纶纤维则报道很少。目前国内虽见有利用回收的聚酯瓶片生产阻燃涤纶短纤维报道，但利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃再生PET纤维（长丝和短纤维）尚未见报道。随着抗菌阻燃再生涤纶长丝的开发应用，今后它将会引起了人们的广泛关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法，该方法工艺简单、控制稳定，采用该方法生产的再生涤纶长丝具有良好的抗菌、阻燃性能。

为解决上述技术问题，本发明一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法，包括以下步骤：

（1）采用特性粘度在0.68以上的无色回收聚酯瓶片料作为原料，将检测合格的回用聚酯瓶片料在沸腾床式预结晶器进行预结晶，预结晶温度在160-180℃，预结晶时间为4-16h；之后将预结晶后的回用聚酯瓶片料在干燥塔中进行干燥，干燥温度在160-180℃，干燥时间为3-4h，当回用聚酯瓶片料含水率在60ppm以下时结束干燥；

（2）将抗菌阻燃母粒进行热风干燥，干燥设备为真空转鼓，干燥温度为110-150℃，干燥时间为6-10h；然后借助于连续、可计量的母粒喂料机将抗菌阻燃母粒喂入螺杆挤压机中，与干燥后的回用聚酯瓶片料混和均匀；所述抗菌阻燃母粒重量为回用聚酯瓶片料总重量的5-15%；所述螺杆挤压机的螺杆长径比为38-48； 

（3）将混合均匀的回用聚酯瓶片料、抗菌阻燃母粒在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压，所述螺杆挤压机头压力控制在10-14MPa，螺杆各区温度控制在280-330℃；

（4）经螺杆挤压后的熔体进入在线可切换熔体过滤器，在线可切换熔体过滤器采用粗、精双过滤技术，粗过滤的过滤网精度为150-350目，精过滤的过滤网精度为300-400目，过滤器温度设定在280-330℃；

（5）过滤后的熔体进入纺丝组件，从喷丝板的圆形喷丝孔挤压成丝，然后按3000-3300m/min的速度卷绕成型，得到横截面为圆形的长丝；所述纺丝组件中的纺丝箱体前的压力保持在4-5 MPa，纺丝箱体的温度为260-298℃；侧吹风的温度为18-28℃，风速为0.2-1m/s，侧吹风长度为800-1500mm；侧吹风湿度为70-85%，上油率为0.5-0.7%。   

优选地，步骤（4）中过滤器的温度设定在280-295℃。

优选地，步骤（5）中所述喷丝板的喷丝孔由圆形孔组合而成，圆形孔呈同心圆排列，喷丝孔的数量与纤维单丝数量相同。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）以回用聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝，符合FZ/T54003-93标准要求，可替代原生聚酯生产抗菌阻燃涤纶长丝。

（2）通过本发明制成的抗菌阻燃涤纶长丝，可广泛用于生产服用织物及工业用织物。采用回用聚酯瓶片料生产抗菌阻燃涤纶长丝，不仅可以拓展回用聚酯瓶片料（再生PET）在涤纶长丝领域的应用范围，最大限度地代替PET原生料，而且，还可以进一步扩大再生PET的应用范围，有效节约资源。由于利用再生PET生产抗菌阻燃涤纶长丝投入低，产出快，具有良好的经济社会效益和广阔的应用前景。

（3）本发明生产的抗菌阻燃涤纶长丝，可加工制成夹克、运动长裤、内衣等不同用途的服饰面料，其织物不仅具有抗菌阻燃的效果，而且无需特别处理，可机洗和烘干。

具体实施方式

实施例1

一种利用回收的聚酯瓶片料纺抗菌阻燃涤纶长丝的生产方法，包括以下步骤：

步骤1、先将回用聚酯瓶片料进行预结晶，之后对其进行干燥，当回用聚酯瓶片料含水率在60ppm以下时结束干燥；具体流程为：将回用聚酯瓶片料输送到沸腾床式预结晶器中，沸腾床底部开有大量垂直或倾斜的小孔，干热空气通过小孔吹入，使回用聚酯瓶片料沸腾达到预结晶的效果，预结晶温度在160℃-180℃，时间4-16小时；回用聚酯瓶片料经预结晶后输送到干燥塔，干热空气从塔底进入，对回用聚酯瓶片料进行干燥，干燥温度在160℃-180℃，时间3-4小时；取少量的瓶片进行含水率检测，含水率在60ppm以下，即干燥完成，含水率在60ppm以上，在前述条件下，适当延长干燥时间，直至含水率在60ppm以下。

用于生产上述长丝的干燥设备为预结晶器和干燥塔。干燥塔外形上部采用变径形式，内部顶端增加了3个三角形的锥体，因而成功解决了连续瓶片干燥过程中由于其瓶片体积大、比重轻带来的塔内搭桥、吸附、走近道等不良现象，增强了干燥效果，保证了纺丝的正常稳定运行。

步骤2、抗菌阻燃母粒喂入：抗菌阻燃母粒为功能性聚酯母粒（购买），将抗菌阻燃母粒热风干燥，干燥设备为真空转鼓，干燥温度为110-150℃，干燥时间为6-10h。然后借助于连续、可计量的母粒喂料机按5-15%比例将母粒喂入螺杆挤压机中，并与回用聚酯瓶片料混和均匀。所采用的母粒以干燥为佳，且与回用聚酯瓶片料有着很好的相容性。可根据产品生产要求，在往螺杆挤压机喂入回用聚酯瓶片料的同时，由另一喂入装置喂入母粒。回用聚酯瓶片料的喂入方法可经过特制喂料口喂入螺杆挤压机中，同样母粒的喂入方法可借助于连续、可计量的母粒喂料机喂入螺杆挤压机中，以生产抗菌阻燃涤纶长丝。

步骤3、挤压：将回用聚酯瓶片料与母粒在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压后，进入在线可切换熔体过滤器中；进行挤压操作时，螺杆挤压机头压力控制在10-14MPa，螺杆各区温度控制在280℃-330℃之间。

步骤4、过滤：采用在线可切换熔体过滤器过滤，保证纺丝的持续生产和熔体压力的恒定；在线可切换熔体过滤器，采用粗、精双过滤技术，对熔体进行二次过滤，去除熔体中的杂质。粗过滤的过滤网精度为150-350目，精过滤的过滤网精度为300-400目，过滤器的温度设定在280℃-330℃之间，尤以280℃-295℃为佳。采用2级熔体过滤装置可有效地去除回用聚酯瓶片料中含量过高的杂质，提高了过滤质量，延长了组件使用周期，保证了纺丝的正常运行，提升了产品的品质。

步骤5、纺丝：熔体从过滤器出来后进入纺丝组件，从喷丝板的圆形喷丝孔挤压成丝，之后将纺丝后的长丝卷绕成型。纺丝箱体前的压力保持在4-5 MPa ，纺丝箱体的温度为260℃-298℃之间，尤以280℃-298℃为佳。侧吹风的温度为18℃-28℃之间，尤以20℃-28℃为佳，风速为0.2-1米/秒，尤以0.3-0.8米/秒为佳，侧吹风长度为800-1500mm，尤以1000-1400mm为佳。侧吹风湿度为70-85%，上油率为0.5-0.7%，然后将纺制后的长丝按3000-3300m/min的速度卷绕成型。满卷重量为12kg，满卷率为92%。纺丝装置设有熔体滤后压力与螺杆转速和喂入系统之间的联锁压力反馈系统，可将熔体挤压压力波动范围控制在±1.5MPa之内。

实施例2

该实施例为生产278dtex/72f抗菌阻燃涤纶长丝的生产工艺，其过程如下：采用特性粘度为0.7的回用聚酯瓶片料（含水率在40ppm）和抗菌阻燃母粒，并将其一并喂入Φ58mm，螺杆长径比（L/D）为48的挤压机中，回用聚酯瓶片料和抗菌阻燃母粒在螺杆挤压机中熔融，经连续式过滤器过滤（过滤精度为25μm，滤前熔体压力为12Mpa，滤后熔体压力控制在10Mpa，熔体温度为292℃）后，再经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，熔体通过Φ100mm72孔的喷丝板上的圆形喷丝孔纺丝后，再经过侧吹风冷却，上油高速卷绕，纺成278dtex/72f抗菌阻燃涤纶长丝。侧吹风风温为21℃，风速为0.4m/s，卷绕速度为3200m/min，278dtex/72f抗菌阻燃涤纶长丝的满卷重量为12kg，满卷率为92%，生产的抗菌阻燃涤纶长丝的质量指标为：

线密度：278dtex/72f        线密度变异系数：1.02%     

断裂强度：2.34cN/dtex      断裂强度变异系数：3.25%      

断裂伸长：125.2%           断裂伸长变异系数：3.57%

条干均匀度：1.12%（CV）。

实施例3

该实施例为265dtex/144f抗菌阻燃涤纶长丝品种的生产方法，其生产工艺如下：采用特性粘度为0.80的回用聚酯瓶片料（含水率在50ppm）和抗菌阻燃母粒，并将其一并喂入Φ58mm，螺杆长径比（L/D）为48的挤压机中，回用聚酯瓶片料和抗菌阻燃母粒在螺杆挤压机中熔融，经连续式过滤器过滤（过滤精度为25μm，滤前熔体压力为12Mpa，滤后熔体压力控制在10Mpa，熔体温度为290℃）后，再经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，熔体通过Φ100mm144孔的喷丝板上的圆形喷丝孔纺丝后，再经过侧吹风冷却，上油高速卷绕，纺成265dtex/144f抗菌阻燃涤纶长丝。侧吹风风温为20℃，风速为0.5m/s，卷绕速度为3000m/min，265dtex/144f 抗菌阻燃涤纶长丝的满卷重量为12kg，满卷率为92%，生产的抗菌阻燃涤纶长丝的质量指标为：

线密度：265dtex/144f      线密度变异系数：1.08%

断裂强度：2.29cN/dtex     断裂强度变异系数：3.85%

断裂伸长：125.6%          断裂伸长变异系数：3.52%

极限氧指数(LOI)值>32%。

Claims (3)

1.一种利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用特性粘度在0.68以上的无色回收聚酯瓶片料作为原料，将检测合格的回用聚酯瓶片料在沸腾床式预结晶器进行预结晶，预结晶温度在160-180℃，预结晶时间为4-16h；之后将预结晶后的回用聚酯瓶片料在干燥塔中进行干燥，干燥温度在160-180℃，干燥时间为3-4h，当回用聚酯瓶片料含水率在60ppm以下时结束干燥；

（2）将抗菌阻燃母粒进行热风干燥，干燥设备为真空转鼓，干燥温度为110～１50℃，干燥时间为6～10h；然后借助于连续、可计量的母粒喂料机将抗菌阻燃母粒喂入螺杆挤压机中，与干燥后的回用聚酯瓶片料混和均匀；所述抗菌阻燃母粒重量为回用聚酯瓶片料总重量的5-15%；所述螺杆挤压机的螺杆长径比为38-48； 

（3）将混合均匀的回用聚酯瓶片料、抗菌阻燃母粒在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压，所述螺杆挤压机头压力控制在10-14MPa，螺杆各区温度控制在280-330℃；

（4）经螺杆挤压后的熔体进入在线可切换熔体过滤器，在线可切换熔体过滤器采用粗、精双过滤技术，粗过滤的过滤网精度为150-350目，精过滤的过滤网精度为300-400目，过滤器温度设定在280-330℃；

（5）过滤后的熔体进入纺丝组件，从喷丝板的圆形喷丝孔挤压成丝，然后按3000-3300m/min的速度卷绕成型，得到横截面为圆形的长丝；所述纺丝组件中的纺丝箱体前的压力保持在4-5 MPa，纺丝箱体的温度为260-298℃；侧吹风的温度为18-28℃，风速为0.2-1m/s，侧吹风长度为800-1500mm；侧吹风湿度为70-85%，上油率为0.5-0.7%。

2.根据权利要求1所述的利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法，其特征在于：步骤（4）中所述过滤器的温度设定在280-295℃。

3.根据权利要求1或2所述的利用回收的聚酯瓶片生产抗菌阻燃涤纶长丝的方法，其特征在于：步骤（5）中所述喷丝板的喷丝孔由圆形孔组合而成，圆形孔呈同心圆排列，喷丝孔的数量与纤维单丝数量相同。