CN104233487A - 集装袋用高强度pet扁丝生产工艺及其生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集装袋用高强度PET扁丝生产工艺及其生产线，包括如下步骤：(1)将PET原料干燥预结晶后加入螺杆挤出机，挤出后，经水浴冷却，得到膜片；(2)牵伸：将步骤(1)冷却后得到的膜片经破切装置破切，加热后进行一次牵伸，再次加热后进行二次牵伸；(3)定型：将牵伸得到的材料再进行加热去除应力，再经定型辊定型后收卷，即得到高强度PET扁丝。本发明中优化了牵伸工艺参数，避免了牵伸过程中断丝的问题，生产的PET扁丝强度高；增加了去应力工艺，使得扁丝在牵伸过程中产生的应力去除，从而在扁丝织物不会由于应力的存在而产生回缩变形；废弃的PET瓶也同样适用于本发明，实现了废弃的PET瓶的回收与利用。

Description

集装袋用高强度PET扁丝生产工艺及其生产线
技术领域
本发明属于高分子材料加工领域，尤其涉及一种高强度PET扁丝的生产工艺。
背景技术
目前国内外制造、销售、使用的塑料扁丝，是以PP或PE为原料制造的扁丝，然后编织成塑料集装袋包装物品。而PET的力学性能、抗紫外性能、耐低温性能等都比PP和PE好，因此PET材料具有巨大潜在利用价值。而且PET原料来源广泛，如生活中装矿泉水或饮料等的包装瓶，多为PET材料，回收废弃的PET瓶材料作为原料，进一步减少了生产成本。
但是由于PET的玻璃化温度较高，熔体粘度较小，分子刚性较大，重排运动缓慢，结晶速率低，使得剩下PET扁丝过程中容易出现断丝，无法连续生产的问题。但是现有技术中关于此的研究均是从向PET切片中添加如增韧剂等添加剂等方面考虑，来解决断丝的问题，工艺上改进较少。而且现有工艺制备的PET扁丝，由于存在应力，在编织成集装袋后或扁丝放置一段时间后，会出现集装袋或扁丝回缩变形的问题，导致集装袋出现不能使用的问题，容易造成集装袋的和扁丝的浪费，虽然现有技术中在定型的同时会加热，但是加热的目的在于保证扁丝在收卷时平整不发皱，而应力仍然存在，在后期织物中仍然会出现回缩变形的问题。
发明内容
本发明克服现有技术中PET扁丝牵伸后容易变形的不足，提供一种集装袋用高强度PET扁丝生产工艺及其设备，本发明改变了现有扁丝生产工艺，使得PET扁丝在收卷后或编织成集装袋后不会产生形变。
为解决上述技术问题，本发明实际所采用的技术方案为：一种集装袋用高强度PET扁丝生产工艺，包括如下步骤：
(1)将PET原料干燥预结晶后加入螺杆挤出机，挤出后，经水浴冷却，得到膜片；
(2)牵伸：将步骤(1)冷却后得到的膜片经破切装置破切，加热后进行一次牵伸，再次加热后进行二次牵伸；
(3)定型：将步骤(2)牵伸得到的材料再进行加热去除应力，再经定型辊定型后收卷，即得到高强度PET扁丝。
进一步地，所述的PET原料为废弃的PET瓶材料或PET新料。
作为优选，步骤(2)中所述的一次牵伸为水浴加热(100℃)，一次牵伸率为2.5～3倍；所述的二次牵伸为烘箱加热，加热温度为180～200℃，二次牵伸率为1.5～3.5倍。二次牵伸温度相比于一次牵伸温度大大提高，使得二次牵伸顺利进行。
作为优选，步骤(3)所述的加热去除应力温度为250℃～280℃。在此温度下能够有效去除PET扁丝在牵伸过程中的所产生的应力，保证了生产的高强度PET扁丝在使用过程中不会出现回缩变形的现象。
作为优选，所述的的定型辊的牵引速率比二次牵伸的牵引速率低5～10％。由于在去应力过程中扁丝会出现回缩现象，一般长度会产生5％～10％的回缩，若定型辊保持二次牵伸的速率，则会导致扁丝无法充分受热缩短，因此需要相应的降低定型辊的牵引速率。
进一步地，为达到二次牵伸及去应力所需要的温度，所述的二次牵伸加热和加热去除应力在烘箱中进行。
上述的集装袋用高强度PET扁丝生产工艺的设备，包括顺次连接的挤出机、计量泵、模头、冷却槽、破切装置、牵伸热水箱、第一牵伸辊、牵伸烘箱、第二牵伸辊、回缩烘箱、定型辊和收卷机。
为回收破切装置破切过程中产生的边丝废料，作为优选，所述的破切装置与牵伸热水箱之间还具有用于回收边丝的边丝回收装置，所述的边丝回收装置出口端与挤出机入口连接。
为回收定型辊定型过程中产生的废丝，作为优选，所述的定型辊与收卷机之间还具有用于收集回收废丝的废丝回收装置。
本发明的有益效果是，本发明中优化了牵伸工艺参数，使得牵伸过程顺利进行，避免了牵伸过程中断丝的问题，生产的PET扁丝强度高；另外，本发明中独创性地增加了去应力工艺，使得扁丝在牵伸过程中产生的应力去除，从而在扁丝织物不会由于应力的存在而产生回缩、变形；而且本发明中不仅能够用PET新料作为原料，废弃的PET瓶也同样适用于本发明，变废为宝，实现了废弃的PET瓶的回收与利用。
附图说明
图1为本发明高强度PET扁丝生产工艺的设备结构示意图；
图中1.计量泵，2.挤出机，3.冷却槽，4.破切装置，5.牵伸热水箱，6.第一牵伸辊，7.牵伸烘箱，8.第二牵伸辊，9.回缩烘箱，10.定型辊，11.收卷机，12.边丝回收装置，13.废丝回收装置。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，(1)将废弃的PET瓶材料(回收的矿泉水瓶)(必要时加入适量添加剂，如增韧剂、抗氧剂或填充剂等，根据实际生产需要而定)粉碎成小于15x15mm的颗粒，干燥后，加入挤出机2，挤出机温度设置为260～270℃，原料经挤出机成熔融状态进入计量泵1，计量泵1将熔融状态的PET料按要求计量输入模头，并从模头的窄缝中挤出，经过温度为50～60℃的冷却槽3水冷却后即形成PET膜片；
(2)利用破切装置4将膜片沿纵向切割进行破切，然后在第一牵伸辊6(牵伸五辊)作用下将其通过牵伸热水箱5中在100℃条件下进行一次牵伸，牵伸倍率为2.5～3倍；在第二牵伸辊8(牵伸五辊)作用下，将一次牵伸后的的扁丝通过牵伸烘箱7，进行二次牵伸，其中牵伸烘箱7的温度为200℃，牵伸倍率为1.5～3.5倍；
(3)然后将二次牵伸后的扁丝通入回缩烘箱9进行加热去应力，回缩烘箱9中的温度为280℃，然后将扁丝经过定型辊10(定型三辊)进行定型，最终经收卷机11收卷，去应力过程中扁丝长度回缩5％，相应的在此过程中定型辊10牵引速率要比二次牵伸的牵引速率低5％～10％。
以上过程中破切过程以及牵伸、定型过程中的所产生的边丝或废丝分别经边丝回收装置12和废丝回收装置13进行回收，并加入至挤出机2或破碎机中进行重新加工。
实施例2
(1)将低粘度(0.68～0.8d1/g)PET新料(必要时加入适量添加剂，如增韧剂、抗氧剂或填充剂等，根据实际生产需要而定)在150～170℃条件下预结晶，，然后加入挤出机2，设置挤出机温度为250～270℃，原料经挤出机成熔融状态进入计量泵1，计量泵1将熔融状态的PET料按要求计量输入模头，并从模头的窄缝中挤出，经过冷却槽3水冷却后即形成PET膜片；
(2)利用破切装置4将膜片沿纵向切割进行破切，然后在第一牵伸辊6(牵伸五辊)作用下将其通过牵伸热水箱5中在100℃条件下进行一次牵伸，牵引倍率为2.5～3倍；在第二牵伸辊8(牵伸五辊)作用下，将一次牵伸后的的扁丝通过牵伸烘箱7，进行二次牵伸，其中牵伸烘箱7的温度为180℃，牵引倍率为1.5～3.5倍；
(3)然后将二次牵伸后的扁丝通入回缩烘箱9进行加热去应力，回缩烘箱9中的温度为250℃，然后将扁丝经过定型辊10进行定型，最终经收卷机11收卷，在回缩烘箱9中扁丝长度回缩10％，相应的在此过程中定型辊10牵引速率要比二次牵伸的牵引速率第5％～10％。
以上过程中破切过程以及牵伸、定型过程中的所产生的边丝或废丝分别经边丝回收装置12和废丝回收装置13进行回收，并加入至挤出机2或破碎机中进行重新加工。
另外，在使用较高粘度的PET新料时只需要干燥原料，无需单独进行预结晶，但要相应提高挤出机的温度，可以相应提高到290～305℃。

Claims (9)

1.一种集装袋用高强度PET扁丝生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将PET原料经干燥或预结晶后加入挤出机，挤出后，经水浴冷却，得到膜片；
(2)牵伸：将步骤(1)冷却后得到的膜片经破切装置破切，加热后进行一次牵伸，再次加热后进行二次牵伸；
(3)定型：将步骤(2)牵伸得到的材料再进行加热去除应力，再经定型辊定型后收卷，即得到高强度PET扁丝。
2.根据权利要求1所述的集装袋用高强度PET扁丝生产工艺，其特征在于：所述的PET原料为废弃的PET瓶材料或PET新料。
3.根据权利要求1所述的集装袋用高强度PET扁丝生产工艺，其特征在于：步骤(2)中所述的一次牵伸为水浴加热，一次牵伸率为2.5～3倍；所述的二次牵伸为烘箱加热，加热温度为180～200℃，二次牵伸率为1.5～3.5倍。
4.根据权利要求1所述的集装袋用高强度PET扁丝生产工艺，其特征在于：步骤(3)所述的加热去除应力温度为250℃～280℃。
5.根据权利要求1所述的集装袋用高强度PET扁丝生产工艺，其特征在于：所述的的定型辊的牵引速率比二次牵伸的牵引速率低5～10％。
6.根据权利要求1所述的集装袋用高强度PET扁丝生产线工艺，其特征在于：所述的二次牵伸加热和加热去除应力在烘箱中进行。
7.根据权利要求1～6任一项所述的集装袋用高强度PET扁丝生产工艺的生产线，其特征在于：包括顺次连接的挤出机(2)、计量泵(1)、模头、冷却槽(3)、破切装置(4)、牵伸热水箱(5)、第一牵伸辊(6)、牵伸烘箱(7)、第二牵伸辊(8)、回缩烘箱(9)、定型辊(10)和收卷机(11)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述的破切装置(4)与牵伸热水箱(5)之间还具有用于回收边丝的边丝回收装置(12)，所述的边丝回收装置(12)出口端与挤出机(2)料口连接。
9.根据权利要求7所述的生产线，其特征在于：所述的定型辊(10)与收卷机(11)之间还具有用于收集回收废丝的废丝回收装置(13)。
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