CN104878460A - 一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法 - Google Patents

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韩峰
孙永明
唐晓波
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Abstract

本发明属于高分子纤维生产技术领域，特别是涉及一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备方法；本发明制备的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝在拉伸前利用油轮上油，进行热辊定型，再配以特殊清洁方法，解决了现有产品的芯吸效果不佳和拉伸前上油而不能连续生产的不足；采用了拉伸前在第一和第二道油剂系统上配制的抗芯吸油剂方法，上油后经过热辊固化，使丝得到抗芯吸油剂的充分包裹；首次提出了抗芯吸剂在拉伸辊上残留结垢而不能实现连续工业化生产的解决方案，得到了一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备方法与抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝。

Description

一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法
技术领域
本发明属于高分子纤维生产技术领域，特别是涉及一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备方法。
背景技术
涤纶工业长丝可织成工业布做骨架材料再附以聚氯乙烯(PVC)贴合或涂层，用以制成蓬盖布、灯箱广告布等产品。但目前使用一般的涤纶工业长丝制成的产品，在布面端面与水接触时，水会利用普通涤纶工业长丝之间的毛细空间和纤维内部的无定形区，在纤维集合体内流动和空间存储，形成“灯芯效应”，这种现象的出现意味着水可以轻易地从布的边缘进入到膜的内层，造成PVC膜与涤纶工业布骨架材料之间脱层，使用寿命变短甚至功能失效，如泳池布不防水。
随着经济的发展和人民生活质量的提高，对人造泳池布、蓄水容器布、灯箱广告布等需求旺盛，市场对工业用布的质量也在不断的提升。对一些以前不重视的产品也提出抗芯吸需求，如户外灯箱广告布、遮阳布、软体货运车箱和特种蓬盖布等等，这就使得抗芯吸涤纶工业长丝的市场前景变得宽广很多。目前，生产抗芯吸丝普遍采用的是卷绕机前上抗芯吸剂，由于此部位丝已集束，且经过油嘴速度较快，故抗芯吸剂上到纤维上的效果不理想，不同丝束之间的抗芯吸效果不均匀。因此开发一种优质的抗芯吸涤纶工业长丝，提高产品质量尤为必要。
本发明调整丝束在拉伸前第一和第二道上油装置上所配制的抗芯吸油剂，这能够有效地解决低品质抗芯吸丝的问题，极大地满足客户提出的高标准，同时在生产过程中能够稳定进行，满足连续大批量生产的需求。开发的一种优质抗芯吸涤纶工业长丝是将超低收缩性能和抗芯吸性能相结合，使用我们调配的抗芯吸油剂，能够很好地将抗芯吸油剂包裹到丝束和单丝外表层，从而有效阻止水在纤维集合体和空间内的存在，避免工业布骨架材料和膜之间脱层，提高产品的质量，延长使用寿命。
发明内容
本发明制备的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝在拉伸前利用油轮上油，进行热辊定型，再配以特殊清洁方法，解决了现有产品的芯吸效果不佳和拉伸前上油而不能连续生产的不足；采用了拉伸前在第一和第二道油剂系统上配制的抗芯吸油剂方法，此时上油优点是丝速慢，丝束的单丝分散且有二道上油，上油后经过热辊固化，使丝得到抗芯吸油剂的充分包裹；首次提出了抗芯吸剂在拉伸辊上残留结垢而不能实现连续工业化生产的解决方案，得到了一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备方法。
本发明获得了一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝，由原拉伸后上抗芯吸剂改由拉伸前上抗芯吸纺丝配方油剂，使上油更加均匀，包裹更加紧密，提升了抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的芯吸质量。
本发明提供了一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备方法，该制备方法包括如下步骤：固相增粘、融熔、计量、冷却成型、上油、拉伸、清洁、卷绕，所述的各个步骤具体实施方法如下：
(1)、固相增粘：将特性粘度为0.67±0.02dL/g的纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯切片在连续式固相增粘装置中经过结晶，预热，固相增粘等步骤，使得粘均分子量达到29200左右，对应特性粘度0.90±0.02dL/g。有别于民用丝0.67dL/g的特性粘度和工业丝1.10dL/g的特性粘度原料，0.90dL/g的PET切片，由于具备了较高的分子量，可保证超低收缩涤纶工业长丝的强度大于7.0cN/dtex，同时由于分子量的适当降低，分子链长变短，更加有利于在相同的断裂伸长率条件下生产超低收缩的涤纶工业长丝；
(2)融熔：将纺丝料仓存贮经固相增粘后的高粘切片送入到螺杆挤压机，螺杆各区设定290℃～330℃温度对切片进行加热融熔挤压，将机头压力自动控制在150bar，使熔体经分配管稳定推进到计量泵；
(3)计量：经充分融熔的熔体由计量泵设定纤度需用量进行精确计量输出；
(4)冷却成型：熔体被计量泵分配到各纺丝组件，通过喷丝孔喷出，再经过缓冷、侧吹冷却风冷却成型，缓冷温度控制在280℃～300℃，冷却风控制温度为15℃～25℃，在280-300℃较低温度条件下进行缓冷，在降低丝的膨胀效应同时，尽可能把丝束的凝固点上移，降低分子初始取向，有利降低长丝的收缩性能；
(5)上油：冷却固化后的丝束各单丝，分散在第一和第二道油轮上，采用二道油轮稳定转速的接触方式给丝上油剂，上、下油轮转速为10～15rpm；
(6)拉伸：完成上油的丝束经过各对罗拉辊拉伸和热定型，罗拉的速度为500m/min～4000m/min，温度控制在25℃～250℃，以使工业丝强度，伸长，干热收缩率等各项物理数据达到要求；
(7)清洁：使用清洁工具，每1.5小时内用纯水对拉伸铬辊清洁一次，首次提出了抗芯吸剂在拉伸辊上残留结垢而不能实现连续工业化生产的解决方案，使得一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备成为可能；
(8)卷绕：采用拨叉高速卷绕方式将丝束直接卷绕在纸管上，卷绕速度2800m/min，控制合适的卷绕张力。
优选地，所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法中的固相增粘的温度为210℃，制成时间为22小时。
优选地，所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法中的上油过程中采用的油为抗芯吸纺丝配方用油，其配方以重量份计为：10-30％的精制矿物油，0.1-5％的疏水剂，1-5％的抗静电剂，0.01-1％的防腐剂，60-80％的纯水。优选地，所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法拉伸工艺过程中拉伸辊为表面设计成Ra＝1.5～2的镀铬辊，保证辊表面的耐磨性和稳定的粗糙度。
优选地，所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法拉伸工艺过程中，拉伸温度为25℃-210℃，定型温度为210℃-250℃，拉伸的总倍率为4.5～6.5，回缩率7～9％。
优选地，所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法清洁步骤中所述的清洁工具为长60cm、截面长和宽为6*3cm的长方形木棒，在木棒一头固定硬度低于铬辊、高于硬垢的工业百洁布。
优选地，所述的创新型抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法中所述的工艺过程还包括成品检测方法和标准：将抗芯吸涤纶工业长丝放在80℃条件下烘10分钟，移到室温放置30～60分钟，剪取约400mm长丝并两头打结，挂上砝码，结头处向上，将丝移到黑墨水里悬垂24小时，要求纤维芯吸高度低于10mm为合格。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、采用了拉伸前在第一和第二道油剂系统上配制的抗芯吸油剂方法，此时上油的优点是丝速慢，丝束的单丝分散且有二道上油，上油后经过热辊固固化，可使丝束得到抗芯吸油剂的充分包裹。这与传统的拉伸后单独上抗芯吸剂的方法相比，此法将抗芯吸剂与纺丝油剂混合，可以使得丝束上的抗芯吸剂更加的均匀、充分和稳定。
2、由于拉伸前上抗芯吸剂，纤维上的抗芯吸油剂在热辊上会残留且变成硬垢，为消除残留物对传热和生产稳定的影响，需自制特殊打磨工具以解决。清洁工具制作长60cm、截面长和宽为6*3cm的长方形木棒，在木棒一头固定硬度低于铬辊、高于硬垢的工业百洁布，规定每1.5小时内沾纯水打磨第四、五对拉伸辊表面一次，以保证产品性能稳定和不断丝。该法首次提出了抗芯吸剂在拉伸辊上残留结垢而不能实现连续工业化生产的解决方案，总结出一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝的制备方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为清洁工艺过程示意图。
附图标号：1：拉伸辊；2：工业百洁布；3：打磨棒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实例1：
1、制成高强级工业丝切片：将特性粘度为0.68dL/g纤维级的PET原料，送入连续式固相增粘装置中，先经过165℃、3小时干热空气的沸腾干燥和结晶，然后用干热氮气对切片预热和增粘，增粘温度210℃，时间为22小时，最终制成特性粘度0.91切片。
2、纺丝：高粘PET切片送纺前料仓，通过螺杆加热将其充分熔融，熔融温度控制在290～305℃，螺杆挤出压力设定150bar，熔融熔体由计量泵计量到纺丝组件，纺丝组件工作压力选择控制12～20Mpa，组件喷丝孔喷出的熔体丝束在高150mm，温度300℃条件下缓冷，再经侧吹风装置的冷却固化，冷却风风温为18℃，风湿60％，风速0.65m/s，固化后丝束进入纺丝甬道送到拉伸卷绕。
3、拉伸卷绕：选择12头/位、4位/线的一条生产线生产。纺丝甬道下来的丝束，经过两道油轮上抗芯吸纺丝油剂后，由三道拉伸热辊连续拉伸和一道热回缩定型，拉伸倍率约5.8，松弛收缩率约8％，卷绕速度2800m/min。利用油轮上油的方式上抗芯吸纺丝油剂，每1.5h内利用制备的清洁工具清洗第四、第五对拉伸辊，清洁工具见附图2，包括工业百洁布2与打磨棒3，打磨清洁完成后，立即切掉打磨期间卷绕的小丝饼，小丝饼做降级处理。
设备：PET连续固相聚合设备、拉伸卷绕设备；产品规格：555dtex/96f
500D超低收缩抗芯吸涤纶工业丝物性标准：
实例2
1、制成超低收缩级工业丝切片：将特性粘度为0.67dL/g纤维级PET原料在连续式固相增粘装置中，先经过165℃、3小时干热空气的沸腾干燥和结晶，然后用干热氮气对切片预热和增粘，增粘温度210℃，制成时间22小时，最终制成特性粘度为0.93dL/g的原料切片。
2、纺丝：高粘PET切片送纺前料仓，通过螺杆加热将其充分熔融，熔融温度控制在290～305℃，螺杆挤出压力设定150bar，熔体由计量泵计量到纺丝组件，纺丝组件工作压力控制12～18Mpa，组件喷丝孔喷出的熔体丝束被高150mm，温度330℃缓冷装置缓冷和之后的侧吹风冷却固化，冷却风风温为18℃，风湿60％，风速0.65m/s，固化后丝束进入纺丝甬道。
3、拉伸卷绕：选择6头/位、4位/线的一条生产线生产。纺丝甬道下来的丝束，经过油轮两道上抗芯吸纺丝油剂，再经过三道连续热拉伸和一道热回缩定型，拉伸倍率5.8，松弛收缩率11％，卷绕速度2800m/min。利用油轮上油的方式上抗芯吸纺丝油剂，每1.5h内利用制备的清洁工具清洗第四、第五对拉伸辊，清洁工具见附图2，包括工业百洁布2与打磨棒3，打磨清洁完成后，立即切掉打磨期间卷绕的小丝饼，小丝饼做降级处理。
设备：PET连续固相聚合设备、拉伸卷绕设备；产品规格：1110dtex/192f
1000D超低收缩抗芯吸涤纶工业丝物性标准：
实例3
1、制成中收缩级涤纶工业丝切片：将特性粘度为0.67dL/g纤维级的PET原料，送入连续式固相增粘装置中，先经过165℃、3h干热空气的沸腾干燥和结晶，然后用干热氮气对切片预热和增粘，增粘温度为210℃，时间22小时，最终制成特性粘度0.91dL/g供中收缩的原料切片。
2、纺丝：高粘PET切片送纺前料仓，通过螺杆加热将其充分熔融，熔融温度控制在290～305℃，螺杆挤出压力设定150bar，熔体由计量泵计量到纺丝组件，纺丝组件工作压力控制15～20Mpa，组件喷丝孔喷出的熔体丝束被高150mm，温度330℃缓冷装置缓冷和之后的侧吹风装置冷却固化，冷却风风温18℃，风湿60％，风速0.65m/s，固化后丝束进入纺丝甬道。
3、拉伸卷绕：选择6头/位、4位/线的一条生产线生产。纺丝甬道下来的丝束，经过油轮两道上抗芯吸纺丝油剂，之后再经过三道连续热拉伸和一道热回缩定型，拉伸倍率5.8，松驰回缩率8％，卷绕速度2800m/min。利用油轮上油的纺丝上抗芯吸纺丝油剂，沾纯水来回磨擦清洁5次第四、第五对拉伸辊，清洁工具见附图2，包括工业百洁布2与打磨棒3，打磨清洁完成后，立即切掉打磨期间卷绕的小丝饼，做降级等处理，正常卷绕制成品为抗芯吸纤维产品。
设备：PET连续固相聚合设备、拉伸卷绕设备；产品规格：1670dtex/288f
1500D超低收缩抗芯吸涤纶工业丝物性标准：
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其具体的参数、所取名称等可以不同；凡依本发明专利构思及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内；本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：固相增粘、融熔、计量、冷却成型、上油、拉伸、清洁、卷绕，所述的各个步骤具体实施方法如下：
(1)、固相增粘：将特性粘度为0.67±0.02dL/g的纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯原料切片，在连续式固相聚合塔装置中经过结晶，预热，固相聚合等步骤，使聚对苯二甲酸乙二醇酯的数均分子量控制在29200左右，特性粘度0.90±0.02dL/g的状态；
(2)融熔：将固相增粘后的PET切片送入到螺杆挤压机，螺杆各区温度设定290℃～330℃对切片进行加热融熔挤压，将机头压力自动控制在150bar，使熔体经分配管稳定推进到计量泵；
(3)计量：经充分融熔的熔体由计量泵设定纤度需用量进行精确计量输出；
(4)冷却成型：熔体被计量泵分配到各纺丝组件，通过喷丝孔喷出，再经过缓冷、侧吹冷却风冷却成型，缓冷温度控制在280℃～300℃，冷却风控制温度为15℃～25℃；
(5)上油：冷却固化后的丝束各单丝，分散在第一和第二道油轮上，采用二道油轮稳定转速的接触方式给丝束上油剂，上、下油轮转速为10～15rpm；
(6)拉伸：完成上油的丝束经过各对罗拉辊拉伸和热定型，罗拉的速度为500m/min～4000m/min，温度控制在25℃～250℃；
(7)清洁：使用特制的清洁工具，每1.5小时内对拉伸铬辊清洁一次。
(8)卷绕：采用拨叉高速卷绕方式将丝束直接卷绕在纸管上，卷绕速度2800m/min，控制合适的卷绕张力。
2.根据权利要求1所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于所述的固相聚合的温度为210℃，制成时间为22小时。
3.根据权利要求1所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于所述的上油过程中采用的油剂为抗芯吸纺丝用油，其配方以重量份计为：10～30％的精制矿物油，0.1～5％的疏水剂，1～5％的抗静电剂，0.01～1％的防腐剂，60～80％的纯水。
4.根据权利要求1所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于将拉伸工艺过程中拉伸辊为表面设计成Ra＝1.5～2的镀铬辊。
5.根据权利要求1所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于所述的拉伸工艺过程中，拉伸温度为25℃～210℃，定型温度为210℃～250℃，拉伸的总倍率为4.5～6.5，回缩率7～9％。
6.根据权利要求1所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于所述的清洁步骤中所述的清洁工具为长60cm、截面长和宽为6*3cm的长方形木棒，在木棒一头固定硬度低于铬辊、高于硬垢的工业百洁布。
7.根据权利要求1所述的抗芯吸超低收缩涤纶工业长丝制备方法，其特征在于所述的工艺过程还包括成品检测方法和标准：将抗芯吸涤纶工业长丝放在80℃条件下烘10分钟，移到室温放置30～60分钟，剪取约400mm长丝并两头打结，挂上砝码，结头处向上，将丝移到黑墨水里悬垂24小时，要求纤维芯吸高度低于10mm为合格。
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