CN103737950A - 一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，属于纺织技术领域，它解决了现有技术中的扁丝热收缩率高的问题。本低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法通过将聚烯烃原料挤出、剖丝、拉伸、热定型等步骤，利用热定型装置中的加热辊筒和冷却辊筒，控制扁丝的成型温度，可将扁丝热收缩率控制在2％以下。具有温度控制精确，热定型后的扁丝热收缩率低的优点。

Description

一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法
技术领域
本发明涉及一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，属于纺织技术领域。
背景技术
复合塑料编织布在中国的生产已经有几十年的时间，所使用的原材料主要有聚丙烯、聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物。其生产工艺和技术已经非常成熟，其生产工艺流程为聚丙烯或低压聚乙烯在拉丝机上挤出成薄膜，用密集的刀片剖切成扁丝，经加热拉伸、热处理定型后，绕成丝锭。扁丝经织机(圆织机、水织机或片梭织机)编织成塑料编织布，再经塑料挤出复合机在塑料编织布的一面或两面流延涂覆上聚丙烯或高压聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物等高分子材料而成。
复合塑料编织布具有防水、无毒、质轻、耐低温性能好、易回收利用等优点，应用非常广泛，以前，它主要应用于土工防渗、帐篷、彩条布、篷布、塑料大棚、水产养殖等很多方面。随着人类环保意识的增强，人们正努力开发其新的用途，如屋顶保温层、PE广告布、电热地毯里布、蔬菜大棚保温被等等，以期利用其优点，替代原有非环保产品。在这个开发的过程中，人们发现传统生产设备和工艺生产的复合塑料编织布存在一个致命的缺点：热收缩率高。经过日晒或热加工时，复合编织布会变形，起皱或表面不平整，或者因收缩而尺寸变小，这样就很难满足新应用领域对产品的使用性能要求。而造成复合塑料编织布热收缩率高的主要原因是传统的拉丝机生产聚烯烃扁丝的生产设备和生产工艺对扁丝的热定型处理不好，造成扁丝热收缩率高。
扁丝热收缩率高是由传统的拉丝机生产扁丝过程中的热定型处理装置决定的，传统的拉丝生产热定型处理的装置是：扁丝经过拉伸后，先经过一台热定型弧形板，之后经过三支直径为300mm的冷却辊，大部分厂家的设备第一、二支冷却辊采用中空式腔体，一端进出式水冷却，第三支辊筒不通冷却水，个别厂家的设备只有第一支冷却辊通冷却水。这种拉丝热定型处理装置的存在的缺点：(1)热定型弧形板长度短；(2)扁丝经过热定型弧形板，只能单面进行加热；(3)冷却辊筒直径小，中空式腔体、一端进出式水冷却的冷却辊整个辊面在长度方向温度温差较大；(4)冷却辊筒组由一台电机驱动，通过链条或皮带传动。这些缺点造成扁丝在热定型处理过程中，加热、冷却不均匀、不充分，扁丝高分子链分子取向、结晶不一致，内应力消除不充分，因而造成扁丝热收缩率高且不均匀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述不足，提供一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法。
本发明的目的通过以下方案实现：一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将聚烯烃原材料混合均匀后通过挤出机塑化，然后挤出或吹塑形成平面状或筒状薄膜，然后进行冷却；
b、冷却后的薄膜经剖丝刀架上一排密集的刀片剖成扁丝；
c、扁丝经热弧形板加热，在拉伸辊筒的作用下拉伸；
d、经过拉伸的扁丝依次包覆在加热辊筒组上加热，随后包覆在冷却辊筒组上冷却定型；
e、经冷却定型的扁丝在橡胶压辊的导向和压紧下进入收卷机收卷。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述步骤a中的挤出机为T型模头，所述的聚烯烃原材料经挤出成平面状薄膜。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述步骤a中的挤出机为旋转机头，通过吹塑将聚烯烃原材料吹塑成圆筒状薄膜。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的步骤a中薄膜冷却方式为进入冷却水槽中冷却。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的步骤a中薄膜的冷却方式为通过风环冷却。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的聚烯烃材料为高密度聚乙烯(HDPE)。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的聚烯烃材料为聚丙烯(PP)。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的步骤d中的加热辊筒组包括上下二排错位布置的加热辊筒，所述的冷却辊筒组包括上下二排错位布置的冷却辊筒。
扁丝经挤出后先绕置于加热辊筒组上进行加热，再绕置于冷却辊筒组上进行冷却，完成冷却后再经橡胶压辊压紧进行导向，通过收卷机进行收卷。扁丝依次包覆在上下两排加热辊筒上进行加热，然后在冷却辊筒组上进行逐渐冷却定型，扁丝在各辊筒上的包角在120～180度。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的加热辊筒采用导热油温控组加热。加热辊筒采用钻孔式双进双出结构，采用导热油温控组加热，每两支辊筒为一组进行加热控制，导热油加热控制温度为80～140℃。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述的冷却辊筒内有螺旋冷却槽。采用双进双出结构，由阀门调节冷却水量大小控制冷却温度，冷却水温度为15～30℃。加热和冷却辊筒的直径300～800mm，每支加热和冷却辊筒都由各自独立的电机和调速系统控制转速。
该方案的原理为：在70～110℃之间，PP或HDPE扁丝会发生软化，分子链的运动会加剧，扁丝的分子链会逐渐松弛，消除了前期拉伸过程中产生的内应力，此时对扁丝进行逐渐冷却定型，控制其结晶温度和速度，既可以保证扁丝的强度，又可以有效地降低扁丝热收缩率。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述加热辊筒的数量为6支，直径为550mm。
在上述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述冷却辊筒的数量为3支，直径为550mm。
本发明的有益结果是：(1)采用多组钻孔式双进双出结构的加热辊筒组代替传统的加热定型板，利用多组导热油温控组分别控制各组加热辊筒温度，第一，温度控制稳定，温度波动小；第二，形成合理的温度梯度，加热辊筒各组之间可以按照工艺要求设定最佳温度；第三，采用双进双出结构的加热辊筒，能够保证整个辊筒表面在长度方向上温度均匀，从而保证所有扁丝加热温度相同，最终生产的扁丝热收缩率相同；第四，采用辊筒加热，可以保证扁丝正反两面都能得到相同的热处理，克服了传统加热定型板只对扁丝单面进行加热而造成扁丝正反两面热处理不一致的缺点。(2)采用双进双出结构、内有螺旋冷却槽的冷却辊筒，加大冷却辊筒的直径，并通过冷却水量控制冷却辊筒温度，第一，延长了冷却时间，更有利于扁丝的高分子链结晶；第二，整个辊筒表面在长度方向上温度均匀，保证所有扁丝冷却温度相同，最终生产的扁丝热收缩率相同。采用上述方案后，制成扁丝的热收缩率可以有效地控制在2％以下，从而从根本上解决塑料复合编织布的热收缩率大的问题。
附图说明
图1为本发明中热定型装置的结构装置示意图。
图中，1、扁丝；2、加热辊筒；3、冷却辊筒；4、橡胶压辊。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示为本低热收缩率聚烯烃扁丝的热定型装置，本低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法包括以下步骤：
a、将聚烯烃原材料混合均匀后通过挤出机塑化，挤出机为T型模头，将热塑性聚烯烃原材料加热至220～310℃后经T型模头挤出形成平面状薄膜，然后进入冷却水槽中冷却；
b、冷却后的薄膜经剖丝刀架上一排密集的刀片剖成扁丝1；
c、扁丝1经热弧形板加热，在拉伸辊筒的作用下拉伸；其加热温度为60～120摄氏度，经拉伸后伸长4～10倍；
d、经过拉伸的扁丝1依次包覆在加热辊筒组上加热，加热辊筒组包括上下二排错位布置的加热辊筒2，加热辊筒2采用钻孔式双进双出结构，采用导热油温控组加热，每两支辊筒为一组进行加热控制，导热油加热控制温度为80～140℃；随后包覆在冷却辊筒组上冷却定型，冷却辊筒3内有螺旋冷却槽，采用双进双出结构，由阀门调节冷却水量大小控制冷却温度冷却水温度为15～30℃；
e、经冷却定型的扁丝1在橡胶压辊4的导向和压紧下进入收卷机收卷。
扁丝1经挤出后先绕置于加热辊筒组上进行加热，再绕置于冷却辊筒组上进行冷却，完成冷却后再经橡胶压辊4压紧进行导向，通过收卷机进行收卷。扁丝1依次包覆在上下两排加热辊筒2上进行加热，然后在冷却辊筒组上进行逐渐冷却定型，扁丝1在各辊筒上的包角在120～180度。
该方案的原理为：在70～110℃之间，PP或HDPE扁丝1会发生软化，分子链的运动会加剧，扁丝1的分子链会逐渐松弛，消除了前期拉伸过程中产生的内应力，此时对扁丝1进行逐渐冷却定型，控制其结晶温度和速度，既可以保证扁丝1的强度，又可以有效地降低扁丝1热收缩率。
低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法中，所述加热辊筒2的数量为6支，直径为550mm，所述冷却辊筒3的数量为3支，直径为550mm。
本低热收缩率聚烯烃的制造方法中，采用多组钻孔式双进双出结构的加热辊筒组代替传统的加热定型板，利用多组导热油温控组分别控制各组加热辊筒2温度，第一，温度控制稳定，温度波动小；第二，形成合理的温度梯度，加热辊筒2各组之间可以按照工艺要求设定最佳温度；第三，采用双进双出结构的加热辊筒2，能够保证整个辊筒表面在长度方向上温度均匀，从而保证所有扁丝1加热温度相同，最终生产的扁丝1热收缩率相同；第四，采用辊筒加热，可以保证扁丝1正反两面都能得到相同的热处理，克服了传统加热定型板只对扁丝1单面进行加热而造成扁丝1正反两面热处理不一致的缺点。另外，采用双进双出结构、内有螺旋冷却槽的冷却辊筒3，加大冷却辊筒3的直径，并通过冷却水量控制冷却辊筒3温度，延长了冷却时间，更有利于扁丝1的高分子链结晶；同时整个辊筒表面在长度方向上温度均匀，保证所有扁丝1冷却温度相同，最终生产的扁丝1热收缩率相同。采用上述方案后，制成扁丝1的热收缩率可以有效地控制在2％以下，从而从根本上解决塑料复合编织布的热收缩率大的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将聚烯烃原材料混合均匀后通过挤出机塑化，然后挤出或吹塑形成平面状或筒状薄膜，然后进行冷却；
b、冷却后的薄膜经剖丝刀架上一排密集的刀片剖成扁丝；
c、扁丝经热弧形板加热，在拉伸辊筒的作用下拉伸；
d、经过拉伸的扁丝依次包覆在加热辊筒组上加热，随后包覆在冷却辊筒组上冷却定型；
e、经冷却定型的扁丝在橡胶压辊的导向和压紧下进入收卷机收卷。
2.根据权利要求1所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述步骤a中的挤出机为T型模头，所述的聚烯烃原材料经挤出成平面状薄膜。
3.根据权利要求1所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述步骤a中的挤出机为旋转机头，通过吹塑将聚烯烃原材料吹塑成圆筒状薄膜。
4.根据权利要求2所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述的步骤a中薄膜冷却方式为进入冷却水槽中冷却。
5.根据权利要求3所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述的步骤a中薄膜的冷却方式为通过风环冷却。
6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述的步骤d中的加热辊筒组包括上下二排错位布置的加热辊筒，所述的冷却辊筒组包括上下二排错位布置的冷却辊筒。
7.根据权利要求6所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述的加热辊筒采用导热油温控组加热。
8.根据权利要求6所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述的冷却辊筒内有螺旋冷却槽。
9.根据权利要求7所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述加热辊筒的数量为6支。
10.根据权利要求8所述的低热收缩率聚烯烃扁丝的制造方法，其特征在于，所述冷却辊筒的数量为3支。
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