CN104178841A - 一种废旧聚酯瓶用于安全网的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及安全网制作工艺的技术领域，具体涉及一种废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，通过改进工艺方法和工艺条件以及设备等的改进，根据不同的经编方法可以得到不同类型的安全网，如安全平网、安全立网、密目式安全立网等，本发明得到的安全网强力性能好、耐老化效果好、并且用废旧聚酯瓶替代聚丙烯树脂PP为原料生产安全网，既节约了能源又降低了生产成本，符合国家产业政策要求，具备突出的实质性特点和显著的进步。
Description
技术领域
本发明涉及安全网制作工艺的技术领域，具体涉及一种废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法。
背景技术
安全网(safety nets)主要用于建筑安全防护领域，是用来防止人、物坠落，或用来避免、减轻物击伤害的网具，按功能分为安全平网、安全立网及密目式安全立网。目前，生产安全网的主要原料是聚丙烯树脂PP，但是由于PP的耐候性差、易氧化，导致其氧化降解，用其生产的安全网在张挂过程中的机械强度，尤其是抗冲击性能大幅降低，降低了安全保障系数，对从事建筑人员构成安全威胁。市场迫切需求生产质量更好、安全有保障的新产品。
申请号为201410059274.8(公告号为CN103789869A)的中国发明专利申请《一种利用PET生产扁丝的方法》公布了利用PET聚酯切片与增韧剂、抗氧剂、填充剂进行混合、干燥、冷却、加热、牵伸、收卷生产出拉伸强度200MPa、断裂伸长率小于50％的PET扁丝，应用于生产高性能的编织袋和集装袋领域，虽然用PET聚酯切片替代了聚丙烯树脂(PP),但原料仍然为石油衍生品—PET聚酯切片。
申请号201110087765.X(公告号CN102120868A)的中国发明专利申请《一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺》公布了通过将47-75％的PET切片、18-50％的PET回收料、3-7％的增粘剂进行搅拌、结晶干燥、挤出塑化、压光定型、冷却上光、切割得到回收聚酯片材，增强了片材的冲击和拉伸性能，应用于食品、医疗、包装行业中。此工艺中只是用了18-50％的PET回收料，回收料配比少，没能彻底摆脱PET切片的用料，且通过增韧后的回收聚酯片材性能尚达不到制作安全网的要求，性能低。
申请号201310453654.5(公告号为CN103572392A)的中国发明专利申请《一种塑料编织袋生产工艺》公布了利用50-58％聚丙烯树脂PPT30、25-30％聚丙烯树脂PP045、10-20％填充母料经混料、拉丝、编织、印切、缝纫五个工艺过程，制成塑料编织袋。原料聚丙烯树脂PP是石油衍生品且耐候性差、易氧化。
2013年中国塑料制品实际消费量为3000万吨，废弃塑料产生量约为1000万吨，排放比率约33％。利用废旧聚酯瓶替代聚丙烯树脂PP为原料生产安全网，解决了“白色垃圾”污染且提高了废旧塑料回收率，是变废为宝和解决生态环境污染的一项重要途径。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的问题而提供一种废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法。本发明方法得到的安全网根据不同的经编方法可以得到不同类型的安全网，如安全平网、安全立网、密目式安全立网等。
本发明所采用的技术方案为：
一种废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，包括以下步骤：
(1)粉碎清洗：将废旧聚酯瓶(以下简称PET回收料)进行切割粉碎为直径12mm-14mm的瓶片，再经清水热洗、脱水,热洗水温85℃-90℃；
(2)配制原料：包括重量百分比计的下述组分，PET回收料96～98％；色母粒1～3％；阻燃剂0.5～2％；
(3)结晶干燥：原料经喂料机送入结晶干燥装置中并持续的滚动搅拌，由热媒加热至140℃-180℃进行结晶2小时后，再在此温度干燥4-6小时，其间用真空泵连续抽真空，使结晶干燥装置内产生负压，压力为0.8mPa-0.95mPa，抽取原料内所含的水分与杂质在高温过程中产生的烟尘，使水分含量降低至≤0.5‰；原料在长时间滚动搅拌和干燥结晶过程中其内在的分子链发生变化；
(4)保温：结晶干燥过的物料送入保温干燥料仓内，由热风机不间断的供给热风进行干燥保温4-6小时；
(5)上色纺丝：上述保温干燥过的物料进入塑料挤出机，经加热器分区段加温熔化，经由单体切换过滤装置分离出熔体内的杂质，熔体由纺丝计量泵高压送入纺丝箱内，由纺丝组件高压挤出，其中喷丝板为192-400孔；
(6)牵伸定型：纺丝组件高压挤出的熔体经冷水槽降温生成16-115丝米初生丝，经冷辊卷绕后由两道七轴牵伸机经热水箱牵伸3-5倍，从而增强单丝拉力，再由一道七轴定形机经热烘箱200-240℃下进行高温定型；
(7)收丝：牵伸定型过的单丝经过线压丝装置后，由收丝机集中收入卷绕头，形成高拉伸强度的PET再生丝；
(8)经编：将卷绕头装入经编机将丝束分成单丝穿入导丝圈中进行编织成网布；
(9)缝制：将裁剪好的网布进行缝纫、铆扣、穿绳后制成安全网。
所述的结晶干燥装置为真空转鼓干燥机。
所述的步骤4中热风的温度150℃-180℃，对物料进行持续干燥保温，能使料仓内物料经结晶干燥后在进入塑料挤出机前保持温度均匀、避免降温吸潮。
所述的步骤5中的高压为压力8-14mpa，为了增加熔体密度，压力低于8mpa纺丝时断丝率过高，压力高于14mpa纺丝计量泵会出现熔体外渗，压力保持在8-14mpa时，挤出的单丝均匀。
所述的步骤5中的加温区段为一区170-175℃，二区190-195℃，三区220-240℃，四区260-270℃，五区280-290℃，六区280-290℃。
所述的步骤6中，冷水槽的水温55-75℃，低于55℃时用水量会随温度的降低而增加(增加了用水成本)，高于75℃时在冷辊卷绕过程中会增加断丝率。
所述的步骤6中，热水箱的水温85-97℃，有利于拉伸并能增加单丝强力，否则会增加下道牵伸步骤断丝率，影响产量及质量。
所述的步骤5中，所述的纺丝步骤中单体切换过滤装置为申请人自行改进设计的，具体如下，包括进料口、出料口、过滤器A和过滤器B，其特征在于，所述的过滤器A和过滤器B并联设置，其中过滤器A的支路依次连接为进料口、过滤器A的入口阀、过滤器A、过滤器A的出口阀、出料口，在过滤器A的上端设置过滤器A的排气阀，在过滤器A的下端设置过滤器A的低排阀；过滤器B的支路依次连接为进料口、过滤器B的入口阀、过滤器B、过滤器B的出口阀、出料口，在过滤器B的上端设置过滤器B的排气阀，在过滤器B的下端设置过滤器B的低排阀。
所述的过滤器的面积为1-3.5m2。
本发明所述的原料：废旧聚酯瓶(PET)回收料多取自废旧矿泉水瓶；色母粒G4272A为市售聚酯纤维用色母粒，阻燃剂TA9098为市售无卤阻燃剂。
采用本发明方法得到的安全网根据不同的经编方法可以得到不同类型的安全网，如安全平网、安全立网、密目式安全立网等。
本发明的有益效果为：
采用本发明的工艺方法得到的安全网比用聚丙烯树脂PP生产的安全网性能优越，主要表现为：生产的安全平网网绳断裂强力达4000N、生产的密目式安全立网的断裂强力(kN)×断裂伸长(mm)可达到89kN.mm，强力指标均超过GB5725-2009的国家标准(安全平网网绳断裂强力≥3000N、密目式安全立网的断裂强力(kN)×断裂伸长(mm)≥65kN.mm)，且强力指标是PP的2～3倍。
通过紫外线照射进行耐老化测试，完全达标，其耐老化是PP的4倍；并有较好的弹性、耐磨性及耐冲击性，在编制中不裂丝且抗老化、不褪色，其软化温度和熔点温度分别为248℃和276℃，耐热性好，在140℃、持续时间48小时不会改变其性能。
总之，本发明得到的安全网强力性能好、耐老化效果好、并且用废旧聚酯瓶替代聚丙烯树脂PP为原料生产安全网，既节约了能源又降低了生产成本，符合国家产业政策要求，具备突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1为本发明中的单体切换过滤装置的结构示意图；
1-过滤器A，2-过滤器B，3-过滤器A的排气阀，4-过滤器A的低排阀，5-过滤器A的入口阀，6-过滤器B的出口阀，7-过滤器A的出口阀，8-过滤器B的入口阀，9-过滤器B的低排阀，10-进料口，11-出料口，12-过滤器B的排气阀。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
先对本发明中的纺丝步骤中单体切换过滤装置进行介绍：包括进料口、出料口、过滤器A和过滤器B，所述的过滤器A和过滤器B并联设置，其中过滤器A的支路依次连接为进料口、过滤器A的入口阀、过滤器A、过滤器A的出口阀、出料口，在过滤器A的上端设置过滤器A的排气阀，在过滤器A的下端设置过滤器A的低排阀；过滤器B的支路依次连接为进料口、过滤器B的入口阀、过滤器B、过滤器B的出口阀、出料口，在过滤器B的上端设置过滤器B的排气阀，在过滤器B的下端设置过滤器B的低排阀。
所述的过滤器的面积为1-3.5m2。
其工作过程如下：准备从过滤器B2切换到过滤器A1，在过滤器B2压差达9MPa时，先将过滤器A1的排气阀3全开，过滤器A的低排阀4关闭，稍开过滤器A的入口阀5，当入口压力下降0.6MPa时进行填充少部分熔体，当过滤器A的排气阀3排出熔体合格后，稍关过滤器A的入口阀5，稍开过滤器B的出口阀6，使压力下降0.4MPa，此时仍有部分炭化粒子、降解料排出，当排出熔体合格后,关过滤器A的排气阀3，全开过滤器A的入口阀5、过滤器A的出口阀7进行切换，后全关过滤器B的出口阀6、过滤器B的入口阀8切换完毕。通过此装置避免了炭化料、黄料的产生而影响纺丝。
实施例1
(1)粉碎清洗：将PET回收料进行切割粉碎为直径12mm-14mm左右的瓶片，再经清水热洗(水温85℃)、脱水；
(2)配料：根据配比PET回收料96％、色母粒3％(聚酯用G4272A)、阻燃剂1％称取原料1500kg(TA9098无卤阻燃剂)；
(3)结晶干燥：原料经喂料机送入结晶干燥装置(真空转鼓干燥机)中并持续的滚动搅拌，由热媒加热至140℃进行结晶2小时后，再在此温度内干燥4小时，其间用真空泵连续抽真空，使结晶干燥装置内产生负压，压力为0.8mPa，抽取原料内所含的水分与杂质在高温过程中产生的烟尘，使水分含量降低至≤0.5‰；原料在长时间滚动搅拌和干燥结晶过程中其内在的分子链发生变化；
(4)保温：结晶干燥过的物料送入保温干燥料仓内，由热风机不间断的供给热风(温度150℃)进行保温干燥，保温干燥4小时；
(5)上色纺丝：保温干燥过的物料进入塑料挤出机，经加热器分区段加温(一区170-175℃，二区190-195℃，三区220-240℃，四区260-270℃，五区280-290℃，六区280-290℃)熔化，经由自行设计的单体切换过滤装置(过滤器面积为1-3.5m2)分离出熔体内的杂质，由纺丝计量泵高压(压力8mpa)送入纺丝箱内，由纺丝组件(192-400孔喷丝板)高压挤出；
(6)牵伸定型：纺丝组件高压挤出的熔体经冷水槽(水温约55℃)降温生成16-115丝米的初生丝，经冷辊卷绕后由两道七轴牵伸机经热水箱(水温85℃)牵伸3-5倍，从而增强单丝拉力，再由一道七轴定形机经热烘箱(200℃)高温定型；
(7)收丝：牵伸定型过的单丝经过线压丝装置后，由收丝机集中收入卷绕头，形成高拉伸强度的PET再生丝；
(8)经编：将卷绕头装入经编机将丝束分成单丝穿入导丝圈中进行编织成网布；
(9)缝制：将裁剪好的网布进行缝纫、铆扣、穿绳后制成安全网。
实施例2
(1)粉碎清洗：将PET回收料进行切割粉碎为直径12mm-14mm左右的瓶片，再经清水热洗(水温90℃)、脱水；
(2)配料：根据配比PET回收料97％、色母粒1％(聚酯用G4272A)、阻燃剂2％称取原料1500kg(TA9098无卤阻燃剂)；
(3)结晶干燥：原料经喂料机送入结晶干燥装置(真空转鼓干燥机)中并持续的滚动搅拌，由热媒加热至160℃进行结晶2小时后，再在此温度内干燥6小时，其间用真空泵连续抽真空，使结晶干燥装置内产生负压，压力为0.95mPa，抽取原料内所含的水分与杂质在高温过程中产生的烟尘，使水分含量降低至≤0.5‰；原料在长时间滚动搅拌和干燥结晶过程中其内在的分子链发生变化；
(4)保温：结晶干燥过的物料送入保温干燥料仓内，由热风机不间断的供给热风(温度160℃)进行保温干燥，保温干燥5小时；
(5)上色纺丝：保温干燥过的物料进入塑料挤出机，经加热器分区段加温(一区170-175℃，二区190-195℃，三区220-240℃，四区260-270℃，五区280-290℃，六区280-290℃)熔化，经由自行设计的单体切换过滤装置(过滤器面积为1-3.5m2)分离出熔体内的杂质，由纺丝计量泵高压(压力14mpa)送入纺丝箱内，由纺丝组件(192-400孔喷丝板)高压挤出；
(6)牵伸定型：纺丝组件高压挤出的熔体经冷水槽(水温约75℃)降温生成16-115丝米的初生丝，经冷辊卷绕后由两道七轴牵伸机经热水箱(水温95℃)牵伸3-5倍，从而增强单丝拉力，再由一道七轴定形机经热烘箱(240℃)高温定型；
(7)收丝：牵伸定型过的单丝经过线压丝装置后，由收丝机集中收入卷绕头，形成高拉伸强度的PET再生丝；
(8)经编：将卷绕头装入经编机将丝束分成单丝穿入导丝圈中进行编织成网布；
(9)缝制：将裁剪好的网布进行缝纫、铆扣、穿绳后制成安全网。
实施例3
其他与实施1相同，不同之处在于所述步骤(1)中，原料配比为：PET回收料98％、色母粒1.5％、阻燃剂0.5％；所述步骤(3)中热媒加热至180℃；所述步骤(4)中干燥180℃、保温6小时。
性能测试
1、从上述3个实施例中各抽取8个产品，进行性能检测，检测结果如下表所示。
安全平(立)网检测结果
密目式安全立网检测结果
通过对产品进行紫外线高压疝灯照射检测，在合适的实验条件下，对产品连续照射260h，放置1h后进行安全网标准的各项指标测试，结果同测试前一致，各项指标完全能达到GB5725-2009的标准。
2、与聚丙烯树脂PP制作的安全网性能检测结果对比如下：
安全平(立)网检测结果
密目式安全立网检测结果
在合适的实验条件下，对聚丙烯树脂PP生产的安全网进行紫外线连续照射80h，放置1h后进行安全网标准的各项指标测试,，结果较测试前指标有所降低，抗老化程度低，指标尚达不到GB5725-2009的标准。
从检测数据可知，本发明产品的各项指标完全达到了GB5725-2009的标准，耐老化程度高，延长了产品的使用寿命，提高了产品的安全保障系数；该产品虽然96-98％为聚酯回收料，但性能仍然优越，节约了资源、提高了废物利用率，达到了节能环保的良好效果。
本发明并不仅局限于上述方式的实例，在本领域的技术人员根据本发明公开的技术内容，未进行创造性的劳动，只是采用了本发明的前后工艺流程或技术方案进行的非实质性的改进或者只是对其中的一些技术特征做出一些替换和变形而直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，包括以下步骤：
(1)粉碎清洗：将废旧聚酯瓶进行切割粉碎为直径12mm-14mm的瓶片，再经清水热洗、脱水,热洗水温85℃-90℃；
(2)配制原料：包括重量百分比计的下述组分，PET回收料96～98％；色母粒1～3％；阻燃剂0.5～2％；
(3)结晶干燥：原料经喂料机送入结晶干燥装置中并持续的滚动搅拌，由热媒加热至140℃-180℃进行结晶2小时后，再在此温度干燥4-6小时，其间用真空泵连续抽真空，使结晶干燥装置内产生负压，压力为0.8mPa-0.95mPa，抽取原料内所含的水分与杂质在高温过程中产生的烟尘，使水分含量降低至≤0.5‰；原料在长时间滚动搅拌和干燥结晶过程中其内在的分子链发生变化；
(4)保温：结晶干燥过的物料送入保温干燥料仓内，由热风机不间断的供给热风进行干燥保温4-6小时；
(5)上色纺丝：上述保温干燥过的物料进入塑料挤出机，经加热器分区段加温熔化，经由单体切换过滤装置分离出熔体内的杂质，熔体由纺丝计量泵高压送入纺丝箱内，由纺丝组件高压挤出，其中喷丝板为192-400孔；
(6)牵伸定型：纺丝组件高压挤出的熔体经冷水槽降温生成16-115丝米初生丝，经冷辊卷绕后由两道七轴牵伸机经热水箱牵伸3-5倍，从而增强单丝拉力，再由一道七轴定形机经热烘箱200-240℃下进行高温定型；
(7)收丝：牵伸定型过的单丝经过线压丝装置后，由收丝机集中收入卷绕头，形成高拉伸强度的PET再生丝；
(8)经编：将卷绕头装入经编机将丝束分成单丝穿入导丝圈中进行编织成网布；
(9)缝制：将裁剪好的网布进行缝纫、铆扣、穿绳后制成安全网。
2.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的结晶干燥装置为真空转鼓干燥机。
3.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的步骤4中热风的温度150℃-180℃。
4.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的步骤5中的高压为压力8-14mpa。
5.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的步骤5中的加温区段为一区170-175℃，二区190-195℃，三区220-240℃，四区260-270℃，五区280-290℃，六区280-290℃。
6.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的步骤6中，冷水槽的水温55-75℃。
7.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的步骤6中，热水箱的水温85-97℃。
8.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的步骤5中，所述的纺丝步骤中单体切换过滤装置具体如下，包括进料口、出料口、过滤器A和过滤器B，其特征在于，所述的过滤器A和过滤器B并联设置，其中过滤器A的支路依次连接为进料口、过滤器A的入口阀、过滤器A、过滤器A的出口阀、出料口，在过滤器A的上端设置过滤器A的排气阀，在过滤器A的下端设置过滤器A的低排阀；过滤器B的支路依次连接为进料口、过滤器B的入口阀、过滤器B、过滤器B的出口阀、出料口，在过滤器B的上端设置过滤器B的排气阀，在过滤器B的下端设置过滤器B的低排阀。
9.根据权利要求8所述的废旧聚酯瓶应用于安全网的制作方法，其特征在于，所述的过滤器的面积为1-3.5m2。
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| GR01 | Patent grant |