CN105177743A - 一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法 - Google Patents
一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法。目前利用再生聚酯瓶片生产微细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝生产方面还存在技术瓶颈。本发明的特点是：步骤如下：1）对回收的废弃再生聚酯瓶进行预处理得到聚酯瓶片；2）将预处理后的聚酯瓶片经过低温真空干燥处理；3）将干燥好的聚酯瓶片依次经过螺杆熔融挤压、初级过滤、液相调粘均聚釜、二级过滤、计量泵、纺丝箱体、纺丝组件、环吹风冷却、集束上油、牵伸定型和卷绕落筒，得到成品。本发明解决了利用再生聚酯瓶片生产细旦或微细旦扁平再生聚酯长丝的技术瓶颈，且制得的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝具有优良的舒适性、柔软爽滑、易染色、蓬松性、抗起球等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，属于纺织化纤领域。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称聚酯，PET）是一种半结晶的高分子材料，可用于纺织和塑料等领域，而纺织和塑料用的聚酯原料特性存在差别：诸如粘度、分子量、结晶性、透明性等，所以历来二者都是平行使用的。而塑料领域中，因用瓶级聚酯切片为原料制得的系列瓶子、胶片、器物等产品具有强度高、亮度好、重量轻、透明度好、便于加工、尺寸稳定等诸多优点，因此全球需求量逐年增加。随着聚酯瓶类等产品的大量使用，废弃聚酯瓶也因其不可生物降解而变成了一个严重的全球环境污染问题。如何更好地处理和合理再利用废弃再生聚酯瓶已经成为聚酯工业可持续发展的关键问题。目前，聚酯回收的主要用途有再生纤维、再生瓶、化学法回收制原料、工程塑料、塑钢带、薄膜、板材等。仅以聚酯再生纺丝为例，与原生聚酯纤维相比，每生产1吨再生聚酯纤维，可节约3吨石油，减少21吨二氧化碳排放量，可见废聚酯回收及再加工对节能减排的作用是十分可观的。虽然近年来人们利用废旧聚酯瓶经再生处理进行纺丝产品的开发比较多，但也仅仅局限于一些低端型的产品，诸如把回收的聚酯瓶片料利用传统的工艺转化成使用条件不苛刻的短纤、常规纤维及纺粘产品等；又如公开日为2010年09月15日，公开号为CN101831149A的中国专利中，公开了一种用于生产纺织长丝原料的再生聚酯瓶片的制备方法，该制备方法的步骤包括原料准备、分选、脱标签、剪切、一次粉碎、蒸洗、清洗、脱水干燥、二次粉碎和过筛，该制备方法能使已有技术中的再生聚酯瓶片的杂质的含量由2%下降到小于0.02%，并且不含有聚酯粉末，从而在纺丝过程中可以避免断头以及避免织物出现僵丝和横路，该制备方法制得的产品也只能用于一些低端型的产品中。
但是，在差别化纤维领域，利用再生瓶片生产差别化再生聚酯纤维尤其是微细旦再生聚酯扁平长丝还存在技术瓶颈，市面上也未有这种产品。扁平丝是异形截面纤维或差别化纤维中的一种，具有耐污和抗起球、更易于染色特性，可赋予织物独特的风格和优异的性能，倍受消费者的欢迎。目前利用原生纺丝用聚酯切片制备涤纶中空微细旦纤维（圆截面）（CN102517719A）、有色涤纶微细旦纤维（圆截面）（CN102517682A）、多孔微细旦聚酯POY、DTY交络长丝（圆截面）（CN102443909A）,锦纶6微细旦全牵伸丝（圆截面）（CN1434155）、细旦扁平涤纶牵伸丝（CN102031575A）、细旦有光扁平涤纶预取向丝（CN103160940A）、细旦扁平丝（CN103603071A）的生产技术已有报道，但是利用再生聚酯瓶片生产微细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝生产方面还存在技术瓶颈，也没有相应的制备方法或产品见诸报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决利用再生聚酯瓶片生产细旦或微细旦扁平再生聚酯长丝的技术瓶颈，并提供一种具有优良的舒适性、柔软爽滑、易染色、蓬松性、抗起球等性能的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法。本发明对目前利用再生聚酯瓶片生产普通再生聚酯纤维（短纤、常规纤维）的工艺条件进行优化改进，并借助原生切片纺生产细旦涤纶长丝的工艺，用再生聚酯瓶经特殊工艺开发出满足后道用户要求、性能优良的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝产品。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的特点在于：所述方法的步骤如下：
1）对回收的废弃再生聚酯瓶进行预处理得到聚酯瓶片；
2）将预处理后的聚酯瓶片经过低温真空干燥处理；
3）将干燥好的聚酯瓶片依次经过螺杆熔融挤压、初级过滤、液相调粘均聚釜、二级过滤、计量泵、纺丝箱体、纺丝组件、环吹风冷却、集束上油、牵伸定型和卷绕落筒，步骤3）具体如下：
将经干燥处理的聚酯瓶片经螺杆熔融挤压得到再生聚酯熔体，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在260℃～320℃，螺杆机头的压力控制在12～20Mpa；改进螺杆以克服聚酯瓶片大小不一及容积率明显不同于常规聚酯切片原料的问题，螺杆的长径比为30～35，螺杆头部设置有用于增加混合效能的鱼雷头或销钉；再生聚酯熔体进入初级过滤器过滤，初级过滤器的过滤精度为100～180目，过滤温度为255℃～310℃；
因再生聚酯瓶的来源和用途不同，为了防止由于再生聚酯瓶的聚集态结构、分子量及分子量分布存在明显偏差以及瓶片厚薄不匀的因素而出现纺丝时压力波动大、纺丝不稳定、产品质量差、染色不均匀的问题，将经过初级过滤后的再生聚酯熔体经增压泵进入液相调粘均聚釜，液相调粘均聚釜内的温度为260℃～300℃，并向液相调粘均聚釜内添加用于调控再生聚酯熔体粘度的乙二醇，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的0.5%～5.0%，再生聚酯熔体在液相调粘均聚釜内的处理时间为2～6h，直至再生聚酯熔体的特性粘度到0.72±0.05dl/g为止；经过液相调粘均聚釜处理后的再生聚酯熔体进入二级过滤器过滤，二级过滤器的过滤网精度为160～250目，过滤温度为260℃～300℃，过滤总面积为6.0～10m2；
经过二级过滤后的再生聚酯熔体经增压的计量泵进入带有纺丝组件的纺丝箱体，纺丝箱体前压力保持在4Mpa～6Mpa，由于细旦及微细旦纤维单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高纺丝温度及降低温度差，将纺丝箱体的温度保持在265℃～305℃；纺丝组件包括过滤网、不同粗细的海砂、分配板、导流板、垫圈和喷丝板，喷丝板上的喷丝孔为“一”字形结构，喷丝孔的孔截面尺寸为0.8mm×0.12mm～2.5mm×0.30mm，喷丝孔的孔深为0.5mm～1.5mm，喷丝孔的个数为12～48个；
再生聚酯熔体经喷丝板喷出后经环吹风冷却，环吹风采用外环吹风的形式，采用外环吹风以控制纤维的条干，使丝束冷却均匀、条干均一、染色性能好；由于单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高环吹风的温度及降低环吹风的风速，以降低丝束的冷却速度，环吹风的风速为0.5～1.0m/s，环吹风的温度为20～35℃；为降低丝束之间纤维摩擦，将集束上油点提高，集束点上移至距离喷丝板80cm～120cm，集束上油后得到丝束；
上油集束后的丝束进行热牵伸定型，丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，由于纤维的单丝纤度比较低，纤维比表面积大，牵伸定型温度不宜太高，牵伸比也不易太高，否则易引起纤维表面损伤，第一热辊和第二热辊的温度分别为80～110℃和165～185℃，第一热辊和第二热辊的牵伸比均为1.1～2.0；经过牵伸定型后的丝束进行卷绕成型，卷绕速度为3500～4300m/min，得到细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝。
本发明的上述技术特征组成一个不能分割的整体，不能将本发明的上述技术特征完全割裂成几部分来看待，本发明同时使用这些技术特征的整体组合实现了利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的目的，且该制得的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝具有优良的舒适性、柔软爽滑、易染色、蓬松性和抗起球等性能，细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为0.55dtex～3.3dtex，纤维的扁平度为5.0～10.0，纤维的条干均匀度为1.0～2.0%，纤维断裂强度为2.8～3.8cN/dtex，断裂伸长率为20%～30%。
作为优选，本发明步骤1）中，对回收的再生聚酯瓶进行预处理包括对再生聚酯瓶进行分拣、粉碎、清洗和漂洗工序，其中分拣工序是将再生聚酯瓶输送到分拣设备处，分拣设备根据不同材质瓶的光谱信号不同，采用红外光谱光束照射而进行分拣处理；分拣分类好的再生聚酯瓶被送入低温粉碎设备中进行粉碎得到聚酯瓶片；聚酯瓶片分级后送入清洗槽反复清洗；清洗工序根据瓶子的来源选择不同的清洗方式：对于油瓶，用较强的碱性温水进行反复清洗；对于饮料瓶，用弱碱性水溶液进行反复清洗；清洗好的聚酯瓶片再经过漂洗后进行预干燥。
作为优选，本发明步骤2）中，将预干燥好的聚酯瓶片进行低温真空干燥，由于聚酯瓶片的厚薄不匀，软化点相差比较大，干燥温度较高时或静态下干燥时均易结块，造成出料不畅，所以选择真空转鼓动态低温干燥，其中转鼓的容量为2～6吨，转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持在100℃～180℃；同时转鼓低速转动并抽真空，干燥时间10～16小时，干燥后的聚酯瓶片水分含量控制在60ppm以下。
作为优选，本发明所述步骤3）中，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在270℃～300℃，初级过滤器的过滤温度为260℃～300℃，液相调粘均聚釜内的温度为270℃～290℃，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的1.0%～3.5%，二级过滤器的过滤温度为265℃～290℃，纺丝箱体的温度保持在270℃～295℃。
作为优选，本发明所述步骤3）中，喷丝板的板面内径为70mm。
作为优选，本发明所述步骤3）中，由于纤维较细且是扁平丝，需加大油剂浓度，以降低因摩擦而引起的纤维表面损伤，油剂浓度为7-19%，该百分比为重量百分比。油剂浓度是指油剂与蒸馏水配置成的油剂乳液中，油剂占乳液总重量的百分比。油剂可以为涤纶FDY油剂。
作为优选，本发明得到的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为0.55dtex～3.3dtex，纤维的扁平度为5.0～10.0，纤维的条干均匀度为1.0～2.0%，纤维断裂强度为2.8～3.8cN/dtex，断裂伸长率为20%～30%。
作为优选，本发明转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持在120℃～170℃。
作为优选，本发明螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在275℃～285℃，初级过滤器的过滤温度为265℃～280℃，液相调粘均聚釜内的温度为275℃～285℃，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的1.2%～2.5%，二级过滤器的过滤温度为275℃～285℃，纺丝箱体的温度保持在275℃～285℃。
一种细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝，其特点在于：采用本发明所述的方法制得。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、设备改进：不同于常规聚酯切片，再生的聚酯瓶片的片料大小不一且堆积密度小，采用常规方式进料会存在进料不稳定、螺杆环结、效率低等问题，本发明对螺杆进行改进，包括螺杆进料段（螺槽深度、螺距增加等），熔融段、返混段以及长径比等部件改进，其中螺杆的长径比为增大为30～35，且螺杆头部增加鱼雷头或销钉类似的动态混合器，增加混合效能，使得再生聚酯瓶片的可纺性得到改善和提高。2、由于再生聚酯瓶来源和用途不同，其聚集态结构、分子量及分子量分布、瓶片厚薄等均存在明显偏差，如不对这些因素加以控制和改进，就会导致纺丝时压力波动大、纺丝不稳定、产品质量差、染色不均匀等生产事故。因此本发明在初级过滤和二级过滤之间增设了液相调粘均聚釜，并添加适量的乙二醇促进聚酯熔体的解聚和粘度匀化，从而有利于纺丝过程稳定，产品质量的提升。3、本发明生产过程稳定，产品质量好，弥补了国内细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝生产技术的不足，促进我国利用再生聚酯原料实现差别化纤维纺丝技术进步，提高再生聚酯的附加值。
附图说明
图1是本发明实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。在本发明中，若非特指，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1。
如图1所示，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下：将再生聚酯瓶经分拣、破碎、清洗、漂洗和预干燥等处理后，投入真空转鼓中，转鼓的温度170℃，干燥10h。之后将干燥好的再生聚酯瓶片放入螺杆中，螺杆长径比为30，螺杆第一区至第七区的温度分别为270℃、278℃、285℃、285℃、285℃、285℃、285℃和285℃，螺杆机头压力为12Mpa，得到再生聚酯熔体。将再生聚酯熔体经初级过滤（过滤温度为285℃，过滤网精度为180目）后进入液相调粘均聚釜，均聚釜内熔体温度为285℃；均聚釜内还需适当添加乙二醇以便更有效的对熔体粘度进行调控，其中，乙二醇的添加量为2.7%，该百分含量为占再生聚酯熔体的质量百分含量，处理时间为2h。所得到再生聚酯熔体的特性粘度为0.67dl/g。调粘处理后的熔体进入二级过滤器，其中二级过滤器的过滤网精度为250目，过滤温度为284℃，过滤器的过滤总面积为10.0m2。过滤后的再生聚酯熔体经增压的计量泵进入纺丝箱体，纺丝箱体的温度为282℃；再生聚酯熔体经喷丝板（板面内径70mm）上的喷丝孔挤出，其中喷丝孔的形状为“一”字形，其中喷丝孔的孔截面0.8mm×0.12mm，孔深0.5mm，即喷丝孔为扁平的长方体状结构，喷丝孔数为48个。喷丝孔挤出的丝束由外环吹风冷却，环吹风速0.5m/s，环吹风温度20℃。丝束经集束上油后进行牵伸卷绕，上油集束点距离喷丝板80cm，油剂浓度12%，该百分比为重量百分比。丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，第一热辊和第二热辊的温度分别为80℃和165℃。牵伸比为1.2；卷绕速度为3300m/min，卷绕成型后得到微细旦扁平再生聚酯长丝。经测试，微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为0.55dtex；纤维的扁平度为5.8；纤维的条干均匀度为1.9%；纤维断裂强度为3.0cN/dtex；断裂伸长率为28%。
实施例2。
如图1所示，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下：将再生聚酯瓶经分拣、破碎、清洗、漂洗、预干燥等处理后，投入真空转鼓中，转鼓温度160℃，干燥12h。之后将干燥好的再生聚酯瓶片放入螺杆中，螺杆长径比为30，螺杆第一至第七区的温度分别为268℃、277℃、285℃、285℃、285℃、285℃、283℃和283℃，螺杆机头压力为14Mpa，得到再生聚酯熔体。将再生聚酯熔体经初级过滤（过滤温度为282℃，过滤网精度为160目）后进入液相调粘均聚釜，液相调粘均聚釜内熔体温度为278℃；均聚釜内还需适当添加乙二醇以便更有效的对熔体粘度进行调控，其中，乙二醇的添加量为2.2%，该百分含量为占再生聚酯熔体的质量百分含量，处理时间为3h。所得到的再生聚酯熔体的特性粘度为0.69dl/g。调粘处理后的熔体进入二级过滤器，其中二级过滤器的过滤网精度为240目，过滤温度为282℃，过滤器的过滤总面积为9.0m2。过滤后的再生聚酯熔体经增压计量泵进入纺丝箱体，纺丝箱体温度为284℃；再生聚酯熔体经喷丝板（板面内径70mm）上的喷丝孔挤出，其中喷丝孔的形状为“一”字形，其中喷丝孔的孔截面1.2mm×0.15mm，孔深0.6mm，即喷丝孔为扁平的长方体状结构，喷丝孔数为36个。喷丝孔挤出的丝束由外环吹风冷却，环吹风速0.6m/s，环吹风温度21℃。丝束经集束上油后进行牵伸卷绕，上油集束点距离喷丝板90cm，油剂浓度12%，该百分比为重量百分比。丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，第一热辊和第二热辊的温度分别为90℃、170℃。牵伸比为1.4；卷绕速度为3500m/min，卷绕成型后得到微细旦扁平再生聚酯长丝。经测试，微细旦扁平再生聚酯长丝纤维的单丝纤度为0.88dtex；纤维的扁平度为6.5；纤维的条干均匀度为1.7%；纤维断裂强度为3.1cN/dtex；断裂伸长率为29%。
实施例3。
如图1所示，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下：将再生聚酯瓶经分拣、破碎、清洗、漂洗、预干燥等处理后，投入真空转鼓中，转鼓温度150℃，干燥14h。之后将干燥好的再生聚酯瓶片放入螺杆中，螺杆长径比为32，螺杆第一至第七区的温度分别为267℃、276℃、283℃、283℃、283℃、283℃、282℃和282℃，螺杆机头压力为15Mpa，得到再生聚酯熔体。将再生聚酯熔体经初级过滤（过滤温度为280℃，过滤网精度为140目）后进入液相调粘均聚釜，均聚釜内熔体温度为283℃；均聚釜内还需适当添加乙二醇以便更有效的对熔体粘度进行调控，其中，乙二醇的添加量为1.5%，该百分含量为占再生聚酯熔体的质量百分含量，处理时间为4h。所得到的再生聚酯熔体的特性粘度为0.71dl/g。调粘处理后的熔体进入二级过滤器，其中二级过滤器的过滤网精度为210目，过滤温度为282℃，过滤器的过滤总面积为8.0m2。过滤后的再生聚酯熔体经增压计量泵进入纺丝箱体，纺丝箱体温度为283℃；再生聚酯熔体经喷丝板（板面内径70mm）上的喷丝孔挤出，其中喷丝孔的形状为“一”字形，其中喷丝孔的孔截面1.6mm×0.18mm，孔深0.80mm，即喷丝孔为扁平的长方体状结构，喷丝孔数为36个。喷丝孔挤出的丝束由外环吹风冷却，环吹风速0.8m/s，环吹风温度23℃。丝束经集束上油后进行牵伸卷绕，上油集束点距离喷丝板100cm，油剂浓度11%，该百分比为重量百分比。丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，第一热辊和第二热辊的温度分别为100℃、175℃。牵伸比为1.6；卷绕速度为4000m/min，卷绕成型后得到细旦扁平再生聚酯长丝。经测试，细旦扁平再生聚酯长丝纤维的单丝纤度为1.1dtex；纤维的扁平度为8.0；纤维的条干均匀度为1.5%；纤维断裂强度为3.4cN/dtex；断裂伸长率为27%。
实施例4。
如图1所示，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下：将再生聚酯瓶经分拣、破碎、清洗、漂洗、预干燥等处理后，投入真空转鼓中，转鼓温度140℃，干燥16h。之后将干燥好的再生聚酯瓶片放入螺杆中，螺杆长径比为32，螺杆第一至第七区的温度分别为263℃、275℃、282℃、282℃、282℃、282℃、280℃和280℃，螺杆机头压力为16Mpa，得到再生聚酯熔体。将再生聚酯熔体经初级过滤（过滤温度为280℃，过滤网精度为120目）后进入液相调粘均聚釜，均聚釜内熔体温度为283℃；均聚釜内还需适当添加乙二醇以便更有效的对熔体粘度进行调控，其中，乙二醇的添加量为1.0%，该百分含量为占再生聚酯熔体的质量百分含量，处理时间为5h。所得到的再生聚酯熔体的特性粘度为0.74dl/g。调粘处理后的熔体进入二级过滤器，其中二级过滤器的过滤网精度为180目，过滤温度为280℃，过滤器的过滤总面积为7.0m2。过滤后的再生聚酯熔体经增压计量泵进入纺丝箱体，纺丝箱体温度为282℃；再生聚酯熔体经喷丝板（板面内径70mm）上的喷丝孔挤出，其中喷丝孔的形状为“一”字形，其中喷丝孔的孔截面2.0mm×0.20mm，孔深0.75mm，即喷丝孔为扁平的长方体状结构，喷丝孔数为24个。喷丝孔挤出的丝束由外环吹风冷却，环吹风速0.9m/s，环吹风温度24℃。丝束经集束上油后进行牵伸卷绕，上油集束点距离喷丝板105cm，油剂浓度11%，该百分比为重量百分比。丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，第一热辊和第二热辊的温度分别为105℃、180℃。牵伸比为1.8；卷绕速度为4200m/min，卷绕成型后得到细旦扁平再生聚酯长丝。经测试，细旦扁平再生聚酯长丝的纤维的单丝纤度为2.2dtex；纤维的扁平度为8.5；纤维的条干均匀度为1.3%；纤维断裂强度为3.6cN/dtex；断裂伸长率为23%。
实施例5。
如图1所示，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下：将再生聚酯瓶经分拣、破碎、清洗、漂洗、预干燥等处理后，投入真空转鼓中，转鼓温度120℃，干燥16h。之后将干燥好的再生聚酯瓶片放入螺杆中，螺杆长径比为32，螺杆第一至第七区的温度分别为260℃、270℃、280℃、280℃、280℃、280℃、278℃和278℃，螺杆机头压力为18Mpa，得到再生聚酯熔体。将再生聚酯熔体经初级过滤（过滤温度为284℃，过滤网精度为180目）后进入液相调粘均聚釜，均聚釜内熔体温度为283℃；均聚釜内还需适当添加乙二醇以便更有效的对熔体粘度进行调控，其中，乙二醇的添加量为0.5%，该百分含量为占再生聚酯熔体的质量百分含量，处理时间为2h。所得到熔体的特性粘度为0.77dl/g。调粘处理后的熔体进入二级过滤器，其中二级过滤器的过滤网精度为160目，过滤温度为284℃，过滤器的过滤总面积为6.0m2。过滤后的再生聚酯熔体经增压计量泵进入纺丝箱体，纺丝箱体温度为284℃；再生聚酯熔体经喷丝板（板面内径70mm）上的喷丝孔挤出，其中喷丝孔的形状为“一”字形，其中喷丝孔的孔截面2.5mm×0.3mm，孔深1.5mm，即喷丝孔为扁平的长方体状结构，喷丝孔数为12个。喷丝孔挤出的丝束由外环吹风冷却，环吹风速1.3m/s，环吹风温度22℃。丝束经集束上油后进行牵伸卷绕，上油集束点距离喷丝板110cm，油剂浓度10%，该百分比为重量百分比。丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，第一热辊和第二热辊的温度分别为90℃、170℃。牵伸比为2.0；卷绕速度为4300m/min，卷绕成型后得到微细旦扁平再生聚酯长丝。经测试，微细旦扁平再生聚酯长丝的纤维的单丝纤度为3.3dtex；纤维的扁平度为6.2；纤维的条干均匀度为1.1%；纤维断裂强度为3.8cN/dtex；断裂伸长率为21%。
实施例6。
参见图1，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下：
1）对回收的废弃再生聚酯瓶进行预处理。
2）将经过预处理的聚酯瓶片经过低温真空干燥处理。
3）将干燥好的聚酯瓶片经螺杆熔融挤压、初级过滤、液相调粘均聚釜、二级过滤、计量泵、纺丝箱体、纺丝组件、环吹风冷却、集束上油、牵伸定型、卷绕落筒，得到成品。
a、步骤1）中，对回收的再生聚酯瓶进行预处理包括对再生聚酯瓶进行分拣、粉碎、清洗、漂洗等工序，其中分拣工序是将瓶子输送到进口的分拣设备处，该进口设备根据不同材质瓶的光谱信号不同，采用红外光谱光束照射而进行分拣处理；分拣分类好的聚酯瓶被送入低温粉碎设备中进行粉碎；将粉碎的瓶片分级分离后进入送入清洗槽反复清洗；清洗工序根据瓶子的来源选择不同的清洗方式：对于油瓶，需用较强的碱性温水进行反复清洗；对于饮料瓶，利用弱碱性水溶液进行反复清洗。清洗好的瓶片再经过漂洗后进行预干燥。
b、步骤2）中，将预干燥好的瓶片进行低温真空干燥，由于瓶片厚薄不匀，软化点相差比较大，干燥温度较高时或静态下干燥均易结块，造成出料不畅，所以选择真空转鼓动态低温干燥，其中转鼓容量2～6吨；转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持100℃～180℃，优选为120℃～170℃，更优选为130℃～160℃；同时转鼓低速转动并抽真空，干燥时间10～16小时，干燥后的聚酯瓶片料水分含量控制在60ppm及以下。
c、步骤3）中，将经干燥处理的聚酯瓶片料经螺杆熔融挤压时螺杆各区温度控制在260℃～320℃，优选为270℃～300℃，更优选为275℃～285℃；螺杆机头压力控制在12～20Mpa；鉴于瓶片料大小不一及堆积率明显不同于常规切片原料，需对螺杆加以改进，包括进料段（螺槽深度、螺距等）、熔融段、返混段以及长径比等部件改进，其中螺杆的长径比为30～35，且螺杆头部增加鱼雷头或销钉等类似的动态混合器，以增加混合效能；螺杆机头压力控制在12～20Mpa；再生聚酯瓶片熔体进入初级过滤器过滤，过滤器的过滤精度为100～180目，过滤温度为255℃～310℃，优选为260℃～300℃，更优选为265℃～280℃。
d、步骤3）中，经初级过滤的再生聚酯瓶片熔体经增压泵进入液相调粘均聚釜。由于再生聚酯瓶来源和用途不同，其聚集态结构、分子量及分子量分布存在明显偏差以及瓶片厚薄不匀等因素，如不加以控制和改进，会导致纺丝时压力波动大、纺丝不稳定、产品质量差、染色不均匀等问题，因此本实施例中增设了液相调粘均聚釜，其中均聚釜内熔体温度为260℃～300℃，优选为270℃～290℃，更优选为275℃～285℃；均聚釜内还需适当添加乙二醇以便更有效的对熔体粘度进行调控，其中，乙二醇的添加量为0.5%～5.0%，优选为1.0%～3.5%，更优选为1.2%～2.5%，该添加量的百分含量为占再生聚酯熔体的质量百分含量，处理时间为2～6h。所得到熔体的特性粘度为0.72±0.05dl/g。经过液相调粘均聚釜处理的熔体进入二级过滤器过滤，二级过滤器的过滤网精度为160～250目，过滤温度为260℃～300℃，优选为265℃～290℃，更优选为275℃～285℃；过滤器的过滤总面积为6.0～10m2。
e、步骤3）中，经二级过滤后的熔体经增压计量泵进入纺丝箱体，纺丝箱体前压力保持在4Mpa～6Mpa，由于细旦及微细旦纤维单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝等，所以需适当提高纺丝温度及降低温度差。本实施例中纺丝箱体温度保持在265℃～305℃，优选为270℃～295℃，更优选为275℃～285℃；另外纺丝组件包括不同粗细海砂、过滤网、分配板、导流板、垫圈以及喷丝板，其中所述喷丝板（板面内径70mm）上的喷丝孔尺寸为“一”字形，其中孔截面0.8mm～2.5mm×0.12mm～0.30mm，孔深0.5mm～1.5mm，可见喷丝孔为扁平状的长方体状结构，喷丝孔数12～48个。
f、步骤3）中，熔体经喷丝板喷出后经环吹风冷却，环吹风为外环吹，可以更好的控制纤维的条干，以使丝束冷却均匀、条干均一、染色性能好；由于单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝等，所以需适当降低丝束的冷却速度，即适当提高环吹风温度及降低环吹风风速。因此，本实施例中将环吹风速优选为0.5～1.0m/s，环吹风温度优选为20～35℃，另外为降低丝束之间纤维摩擦，需适当将集束上油点的提高，本实施例中将集束上油点适当上移：集束点距离喷丝板80cm～120cm；而且纤维较细且是扁平丝，需加大油剂浓度，以降低因摩擦而引起的纤维表面损伤。
g、步骤3）中，上油集束后的丝束进行热牵伸定型，丝束经第一、第二热辊牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，由于纤维的单丝纤度比较低，纤维比表面积大，牵伸定型温度不宜太高，牵伸比也不易太高，否则易引起纤维表面损伤。因此本实施例中第一热辊和第二热辊的温度分别为设定为80～110℃和165～185℃，牵伸比均为1.1～2.0。卷绕速度为3500～4300m/min。得到的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为3.3dtex～0.55dtex；纤维的扁平度为5.0～10.0；纤维的条干均匀度为1.0～2.0%；纤维断裂强度为2.8～3.8cN/dtex；断裂伸长率为20%～30%。
本实施例的目的是为了解决利用再生聚酯瓶片生产细旦或微细旦扁平再生聚酯长丝的技术瓶颈，并提供一种具有优良的舒适性、柔软爽滑、易染色、蓬松性、抗起球等性能的细旦及微细旦再生聚酯扁平长丝的制造方法。本实施例对目前利用再生聚酯瓶片生产普通再生聚酯纤维（短纤、常规纤维）的工艺条件进行优化改进，并借助原生切片纺生产细旦涤纶长丝的工艺，用再生聚酯瓶经特殊工艺开发出满足后道用户要求、性能优良的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝产品。
实施例7。
参见图1，本实施例中利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的步骤如下。
1）对回收的废弃再生聚酯瓶进行预处理得到聚酯瓶片。
对回收的再生聚酯瓶进行预处理包括对再生聚酯瓶进行分拣、粉碎、清洗和漂洗工序，其中分拣工序是将再生聚酯瓶输送到分拣设备处，分拣设备根据不同材质瓶的光谱信号不同，采用红外光谱光束照射而进行分拣处理；分拣分类好的再生聚酯瓶被送入低温粉碎设备中进行粉碎得到聚酯瓶片；聚酯瓶片分级后送入清洗槽反复清洗；清洗工序根据瓶子的来源选择不同的清洗方式：对于油瓶，用较强的碱性温水进行反复清洗；对于饮料瓶，用弱碱性水溶液进行反复清洗；清洗好的聚酯瓶片再经过漂洗后进行预干燥。
2）将预处理后的聚酯瓶片经过低温真空干燥处理。
将预干燥好的聚酯瓶片进行低温真空干燥，由于聚酯瓶片的厚薄不匀，软化点相差比较大，干燥温度较高时或静态下干燥时均易结块，造成出料不畅，所以选择真空转鼓动态低温干燥，其中转鼓的容量为2～6吨，转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持在100℃～180℃，温度优选保持在120℃～170℃；同时转鼓低速转动并抽真空，干燥时间10～16小时，干燥后的聚酯瓶片水分含量控制在60ppm以下。
3）将干燥好的聚酯瓶片依次经过螺杆熔融挤压、初级过滤、液相调粘均聚釜、二级过滤、计量泵、纺丝箱体、纺丝组件、环吹风冷却、集束上油、牵伸定型和卷绕落筒，步骤3）具体如下。
a、将经干燥处理的聚酯瓶片经螺杆熔融挤压得到再生聚酯熔体，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在260℃～320℃，螺杆机头的压力控制在12～20Mpa；改进螺杆以克服聚酯瓶片大小不一及容积率明显不同于常规聚酯切片原料的问题，螺杆的长径比为30～35，螺杆头部设置有用于增加混合效能的鱼雷头或销钉；再生聚酯熔体进入初级过滤器过滤，初级过滤器的过滤精度为100～180目，过滤温度为255℃～310℃。
b、因再生聚酯瓶的来源和用途不同，为了防止由于再生聚酯瓶的聚集态结构、分子量及分子量分布存在明显偏差以及瓶片厚薄不匀的因素而出现纺丝时压力波动大、纺丝不稳定、产品质量差、染色不均匀的问题，将经过初级过滤后的再生聚酯熔体经增压泵进入液相调粘均聚釜，液相调粘均聚釜内的温度为260℃～300℃，并向液相调粘均聚釜内添加用于调控再生聚酯熔体粘度的乙二醇，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的0.5%～5.0%，再生聚酯熔体在液相调粘均聚釜内的处理时间为2～6h，直至再生聚酯熔体的特性粘度到0.72±0.05dl/g为止；经过液相调粘均聚釜处理后的再生聚酯熔体进入二级过滤器过滤，二级过滤器的过滤网精度为160～250目，过滤温度为260℃～300℃，过滤总面积为6.0～10m2。
c、经过二级过滤后的再生聚酯熔体经增压的计量泵进入带有纺丝组件的纺丝箱体，纺丝箱体前压力保持在4Mpa～6Mpa，由于细旦及微细旦纤维单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高纺丝温度及降低温度差，将纺丝箱体的温度保持在265℃～305℃；纺丝组件包括过滤网、不同粗细的海砂、分配板、导流板、垫圈和喷丝板，喷丝板的板面内径为70mm，喷丝板上的喷丝孔为“一”字形结构，喷丝孔的孔截面尺寸为0.8mm×0.12mm～2.5mm×0.30mm，喷丝孔的孔深为0.5mm～1.5mm，即喷丝孔为扁平的长方体状结构，喷丝孔的个数为12～48个。
d、再生聚酯熔体经喷丝板喷出后经环吹风冷却，环吹风采用外环吹风的形式，采用外环吹风以控制纤维的条干，使丝束冷却均匀、条干均一、染色性能好；由于单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高环吹风的温度及降低环吹风的风速，以降低丝束的冷却速度，环吹风的风速为0.5～1.0m/s，环吹风的温度为20～35℃；为降低丝束之间纤维摩擦，将集束上油点提高，集束点上移至距离喷丝板80cm～120cm，集束上油后得到丝束；由于纤维较细且是扁平丝，需加大油剂浓度，以降低因摩擦而引起的纤维表面损伤，油剂浓度为7-19%，该百分比为重量百分比。
e、上油集束后的丝束进行热牵伸定型，丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，由于纤维的单丝纤度比较低，纤维比表面积大，牵伸定型温度不宜太高，牵伸比也不易太高，否则易引起纤维表面损伤，第一热辊和第二热辊的温度分别为80～110℃和165～185℃，第一热辊和第二热辊的牵伸比均为1.1～2.0；经过牵伸定型后的丝束进行卷绕成型，卷绕速度为3500～4300m/min，得到细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝。
采用本实施例中的方法制得的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为0.55dtex～3.3dtex，纤维的扁平度为5.0～10.0，纤维的条干均匀度为1.0～2.0%，纤维断裂强度为2.8～3.8cN/dtex，断裂伸长率为20%～30%。
本实施例的步骤3）中，作为优选，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在270℃～300℃，初级过滤器的过滤温度为260℃～300℃，液相调粘均聚釜内的温度为270℃～290℃，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的1.0%～3.5%，二级过滤器的过滤温度为265℃～290℃，纺丝箱体的温度保持在270℃～295℃。作为更优选，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在275℃～285℃，初级过滤器的过滤温度为265℃～280℃，液相调粘均聚釜内的温度为275℃～285℃，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的1.2%～2.5%，二级过滤器的过滤温度为275℃～285℃，纺丝箱体的温度保持在275℃～285℃。
通过上述描述，本领域的技术人员已能实施本发明。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，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，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：
1）对回收的废弃再生聚酯瓶进行预处理得到聚酯瓶片；
2）将预处理后的聚酯瓶片经过低温真空干燥处理；
3）将干燥好的聚酯瓶片依次经过螺杆熔融挤压、初级过滤、液相调粘均聚釜、二级过滤、计量泵、纺丝箱体、纺丝组件、环吹风冷却、集束上油、牵伸定型和卷绕落筒，步骤3）具体如下：
将经干燥处理的聚酯瓶片经螺杆熔融挤压得到再生聚酯熔体，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在260℃～320℃，螺杆机头的压力控制在12～20Mpa；改进螺杆以克服聚酯瓶片大小不一及容积率明显不同于常规聚酯切片原料的问题，螺杆的长径比为30～35，螺杆头部设置有用于增加混合效能的鱼雷头或销钉；再生聚酯熔体进入初级过滤器过滤，初级过滤器的过滤精度为100～180目，过滤温度为255℃～310℃；
因再生聚酯瓶的来源和用途不同，为了防止由于再生聚酯瓶的聚集态结构、分子量及分子量分布存在明显偏差以及瓶片厚薄不匀的因素而出现纺丝时压力波动大、纺丝不稳定、产品质量差、染色不均匀的问题，将经过初级过滤后的再生聚酯熔体经增压泵进入液相调粘均聚釜，液相调粘均聚釜内的温度为260℃～300℃，并向液相调粘均聚釜内添加用于调控再生聚酯熔体粘度的乙二醇，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的0.5%～5.0%，再生聚酯熔体在液相调粘均聚釜内的处理时间为2～6h，直至再生聚酯熔体的特性粘度到0.72±0.05dl/g为止；经过液相调粘均聚釜处理后的再生聚酯熔体进入二级过滤器过滤，二级过滤器的过滤网精度为160～250目，过滤温度为260℃～300℃，过滤总面积为6.0～10m2；
经过二级过滤后的再生聚酯熔体经增压的计量泵进入带有纺丝组件的纺丝箱体，纺丝箱体前压力保持在4Mpa～6Mpa，由于细旦及微细旦纤维单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高纺丝温度及降低温度差，将纺丝箱体的温度保持在265℃～305℃；纺丝组件包括过滤网、不同粗细的海砂、分配板、导流板、垫圈和喷丝板，喷丝板上的喷丝孔为“一”字形结构，喷丝孔的孔截面尺寸为0.8mm×0.12mm～2.5mm×0.30mm，喷丝孔的孔深为0.5mm～1.5mm，喷丝孔的个数为12～48个；
再生聚酯熔体经喷丝板喷出后经环吹风冷却，环吹风采用外环吹风的形式，采用外环吹风以控制纤维的条干，使丝束冷却均匀、条干均一、染色性能好；由于单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高环吹风的温度及降低环吹风的风速，以降低丝束的冷却速度，环吹风的风速为0.5～1.0m/s，环吹风的温度为20～35℃；为降低丝束之间纤维摩擦，将集束上油点提高，集束点上移至距离喷丝板80cm～120cm，集束上油后得到丝束；
上油集束后的丝束进行热牵伸定型，丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，由于纤维的单丝纤度比较低，纤维比表面积大，牵伸定型温度不宜太高，牵伸比也不易太高，否则易引起纤维表面损伤，第一热辊和第二热辊的温度分别为80～110℃和165～185℃，第一热辊和第二热辊的牵伸比均为1.1～2.0；经过牵伸定型后的丝束进行卷绕成型，卷绕速度为3500～4300m/min，得到细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝。
2.根据权利要求1所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：步骤1）中，对回收的再生聚酯瓶进行预处理包括对再生聚酯瓶进行分拣、粉碎、清洗和漂洗工序，其中分拣工序是将再生聚酯瓶输送到分拣设备处，分拣设备根据不同材质瓶的光谱信号不同，采用红外光谱光束照射而进行分拣处理；分拣分类好的再生聚酯瓶被送入低温粉碎设备中进行粉碎得到聚酯瓶片；聚酯瓶片分级后送入清洗槽反复清洗；清洗工序根据瓶子的来源选择不同的清洗方式：对于油瓶，用较强的碱性温水进行反复清洗；对于饮料瓶，用弱碱性水溶液进行反复清洗；清洗好的聚酯瓶片再经过漂洗后进行预干燥。
3.根据权利要求1所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：步骤2）中，将预干燥好的聚酯瓶片进行低温真空干燥，由于聚酯瓶片的厚薄不匀，软化点相差比较大，干燥温度较高时或静态下干燥时均易结块，造成出料不畅，所以选择真空转鼓动态低温干燥，其中转鼓的容量为2～6吨，转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持在100℃～180℃；同时转鼓低速转动并抽真空，干燥时间10～16小时，干燥后的聚酯瓶片水分含量控制在60ppm以下。
4.根据权利要求1或2或3所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：所述步骤3）中，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在270℃～300℃，初级过滤器的过滤温度为260℃～300℃，液相调粘均聚釜内的温度为270℃～290℃，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的1.0%～3.5%，二级过滤器的过滤温度为265℃～290℃，纺丝箱体的温度保持在270℃～295℃。
5.根据权利要求1或2或3所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：所述步骤3）中，喷丝板的板面内径为70mm。
6.根据权利要求1或2或3所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：所述步骤3）中，由于纤维较细且是扁平丝，需加大油剂浓度，以降低因摩擦而引起的纤维表面损伤，油剂浓度为7-19%，该百分比为重量百分比。
7.根据权利要求1或2或3所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：得到的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为0.55dtex～3.3dtex，纤维的扁平度为5.0～10.0，纤维的条干均匀度为1.0～2.0%，纤维断裂强度为2.8～3.8cN/dtex，断裂伸长率为20%～30%。
8.根据权利要求3所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持在120℃～170℃。
9.根据权利要求4所述的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，其特征在于：螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在275℃～285℃，初级过滤器的过滤温度为265℃～280℃，液相调粘均聚釜内的温度为275℃～285℃，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的1.2%～2.5%，二级过滤器的过滤温度为275℃～285℃，纺丝箱体的温度保持在275℃～285℃。
10.一种细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝，其特征在于：采用如权利要求1-9任一权利要求所述的方法制得。
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