CN104264244B - 在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法，在熔体主管线上取出占输送量5%～10%wt的熔融体，进入动态混合器，添加功能性改性剂，生成功能性熔融体，再回到熔体主管线，与主管线上其它熔融体一起进入熔体主管线上的高效静态混合器进行再次混合，得到具有功能性的熔融体以供纺丝用。还公开了在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统。本发明通过在聚酯熔体主管线上取出输送量5%～10%的熔融体，使得功能性熔体与聚酯的生产相对独立，且熔体的基本性能与大规模聚酯生产一致；通过两次混合，解决功能性熔体的均匀性问题，熔体没有再冷却造粒工序，大大降低了加工成本，且熔体进入动态混合器的加热容量降低，能耗低。

Description

在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法及系统
技术领域
本发明涉及到一种在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法及系统，属于合成纤维生产技术领域。
背景技术
PET聚酯生产技术在上世纪90年代起得到飞速发展，常规直接纺生产短纤维的聚合规模已经达到900吨/日，可分别供应4～5条直接纺生产线，规模效应明显，产品质量稳定，聚合以及纺丝的加工成本低。
进入21世纪，世界范围内合成纤维纺织加工链出现严重的供需不平衡，常规涤纶短纤维的市场竞争力出现严重的下降。
同期，功能性涤纶纤维的研究和开发取得有效成果，功能性纤维已经成为合成纤维和纺织业产业结构调整的重点，也为合成纤维制造业的可持续发展带来了新的活力。
与传统的纺织产业相比，功能性纤维用于纺织物的批量相对较小，加工过程相对比较特殊。添加型的涤纶功能性纤维主要有本体染色纤维、无机阻燃纤维、高阻光纤维、远红外发射功能纤维、抗紫外线纤维、导电、抗静电纤维、芳香纤维等。
以往的功能性改性技术重点之一是在聚合过程添加无机或有机物，虽然添加工艺简单，但批量大，换品种造成的损失较大，聚合工艺调整幅度大，增加了管理或加工成本。
因此，目前的涤纶纤维功能化技术主要采用小型聚合装置生产功能性聚酯切片，采用切片熔融纺丝或功能性切片熔融再用螺杆注入直接纺管线共混纺丝。
上述这项技术的不足是加工成本高，能耗高，消耗高，且最终纤维产品的均匀性低于常规的涤纶短纤维，实施过程相对复杂，因此，采用该技术的功能性聚酯改性涤纶短纤维还没有成为合成纤维企业效益的增长点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种均匀性高、成本低的在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法，该方法尤其适用于聚酯(包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)、Co-PET(低熔点共聚PET))的功能性纤维连续化生产。
本发明采用的技术方案为：一种在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法，在聚酯熔体主管线聚酯终聚釜出口以后的位置取出占输送量5％～10％体积的熔融体，进入动态混合器，另在动态混合器中添加功能性改性剂，生成功能性熔融体，再回到聚酯熔体主管线，与主管线上其它熔融体一起进入聚酯熔体主管线上的高效静态混合器进行再次混合，得到具有功能性的熔融体以供纺丝用。
本发明还提供了一种可用于上述在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法的在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统，包括聚酯熔体主管线路和溶体分支管路；
所述聚酯熔体主管线路包括聚酯熔体主管线和静态混合器；
所述溶体分支管路包括依次连接的熔体分支管截止阀、计量泵、动态混合器、出料计量泵、功能性熔体截止阀，所述熔体分支管截止阀与聚酯熔体主管线相连，连接的位置位于聚酯终聚釜出口后，功能性熔体截止阀与聚酯熔体主管线连接后，汇同连接到静态混合器，功能性熔体截止阀与聚酯熔体主管线连接的位置位于熔体分支管截止阀与聚酯熔体主管线连接的位置之后，还包括计量添加剂装置，所述计量添加剂装置与动态混合器连接。
作为本发明优选的技术方案，所述动态混合器为动态双螺杆式混合器。
作为本发明优选的技术方案，所述计量添加剂装置为带注射器的计量添加剂装置。
本发明的有益效果是在聚酯熔体主管线上取出输送量5％～10％的熔融体，使得功能性熔体与聚酯的生产相对独立，且熔体的基本性能与大规模聚酯生产一致；熔体进入可添加功能性改性剂的动态混合器，生成功能性熔融体，再回到主熔体管线，与主要熔体一起进入熔体主管线上的高效静态混合器进行再次混合，得到具有功能性的熔融体供纺丝，通过两次混合，解决功能性熔体的均匀性问题，熔体没有再冷却造粒工序，大大降低了加工成本，且熔体进入动态混合器的加热容量降低，能耗低；功能性添加剂为无机或有机物，可以均匀分散在熔融体内，通过控制动态混合器或静态混合器的温度，使功能性聚酯在输送、混合、纺丝过程中不分解，并避免了物料与空气接触的机会，提高了添加剂的有效性。
附图说明
图1为本发明的在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统的结构示意图。
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
具体实施方式
实施例1在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统
本在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统包括聚酯熔体主管线路和溶体分支管路；
所述聚酯熔体主管线路包括聚酯熔体主管线1和静态混合器7；
所述溶体分支管路包括依次连接的熔体分支管截止阀2、计量泵3、动态双螺杆式混合器4、出料计量泵5、功能性熔体截止阀6，所述熔体分支管截止阀2与聚酯熔体主管线相连，连接的位置位于聚酯终聚釜出口后，功能性熔体截止阀6与聚酯熔体主管线1连接后，汇同连接到静态混合器7，功能性熔体截止阀6与聚酯熔体主管线1连接的位置位于熔体分支管截止阀2与聚酯熔体主管线1连接的位置之后，还包括带注射器的计量添加剂装置8，所述计量添加剂装置8与动态双螺杆式混合器4连接。
实施例2在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法生产抗紫外线涤纶短纤维
聚酯终聚釜出口熔体特性黏度IV＝0.670dl/g,目标涤纶短纤维中抗紫外线添加剂含量为3.0wt％，采用准纳米级金红石型(RutileR型)二氧化钛，平均粒径200nm。
聚酯熔体主管线1熔体输送量为100吨/日，熔体温度为288℃，熔体管压力10MPa，打开熔体分支管截止阀2，计量泵3的入口压力为9.8MPa，吐出量为8吨/日，动态双螺杆式混合器4的加热温度(电加热)为286℃，带注射器的计量添加剂装置8添加剂注射量为3吨/日，注射压力10MPa，出料计量泵出料计量泵5的出口压力为10.1MPa，经过功能性熔体截止阀6进入聚酯熔体主管线1，并进入带热媒调温的静态混合器7，加热温度控制在285～288℃。
含功能性添加剂的熔体进入纺丝机进行纺丝，熔体通过圆形喷丝孔(孔径为0.25mm)，纺丝速度为1200m/min，采用由内向外的圆柱形骤冷风丝束冷却，风温为25℃。
原丝经过上油、集束、水浴拉伸、蒸汽浴拉伸，拉伸总倍率为3.88，200℃高温紧张热定型，上油，卷曲，热风干燥，切断，打包得到抗紫外线涤纶短纤维。
不同方法添加添加剂的产品性能测量结果表见表1。
表1：不同方法添加添加剂的产品性能测量结果表
项目 本实施例 聚合添加法* 母粒螺杆注射法**
疵点含量mg/100g 0.1 0.8 4.3
*添加剂加入量、纺丝工艺同本例
**添加剂加入量为3.2％、纺丝产量为50吨/日，工艺同本例
可以看出，采用本发明方法制得的纤维疵点含量显著低于其于两个方法，产品质量明显提高。
实施例3
本实施例的步骤与原料添加量与实施例2一致，其区别在于计量泵3的吐出量为5吨/日，添加剂注射量为2.5吨/日，最后测得的疵点含量为0.3mg/100g。
实施例4在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺方法
本实施例的步骤与原料添加量与实施例2一致，其区别在于计量泵3的吐出量为10吨/日，添加剂注射量为3.5吨/日，最后测得的疵点含量为0.28mg/100g。

Claims (3)

1.一种在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统，包括聚酯熔体主管线路和熔体分支管路；
所述聚酯熔体主管线路包括聚酯熔体主管线和静态混合器；
所述熔体分支管路包括依次连接的熔体分支管截止阀、计量泵、动态混合器、出料计量泵、功能性熔体截止阀，所述熔体分支管截止阀与聚酯熔体主管线相连，连接的位置位于聚酯终聚釜出口后，功能性熔体截止阀与聚酯熔体主管线连接后，汇同连接到静态混合器，功能性熔体截止阀与聚酯熔体主管线连接的位置位于熔体分支管截止阀与聚酯熔体主管线连接的位置之后，还包括计量添加剂装置，所述计量添加剂装置与动态混合器连接；
该在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统用于聚酯熔体直接纺在线添加功能性改性剂，在聚酯熔体主管线聚酯终聚釜出口以后的位置取出占输送量5％～10％体积的熔融体，进入动态混合器，另在动态混合器中添加功能性改性剂，生成功能性熔融体，再回到聚酯熔体主管线，与主管线上其它熔融体一起进入聚酯熔体主管线上的高效静态混合器进行再次混合，得到具有功能性的熔融体以供纺丝用。
2.根据权利要求1所述的在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统，其特征在于：所述动态混合器为动态双螺杆式混合器。
3.根据权利要求1所述的在线添加功能性改性剂的聚酯熔体直接纺系统，其特征在于：所述计量添加剂装置为带注射器的计量添加剂装置。
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