CN105839199B - 一种涤纶废布纺丝化纤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涤纶废布纺丝化纤工艺，包括以下步骤：S1、将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；S2、粉碎；S3、急速冷却成为颗粒料，然后烘干颗粒料中的水份；S4、低压力混炼，并对往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔进行抽真空操作；S5、涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机进行高压高温挤出，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器过滤杂质，然后进入纺丝设备形成再生涤纶短纤维。通过使用本申请所述的加工工艺，可以将废旧的涤纶布料通过物理的方法再次生成再生涤纶短纤维，避免了涤纶废料掩埋和焚烧对环境带来的污染。

Description

一种涤纶废布纺丝化纤工艺

技术领域

本发明涉及一种涤纶废布纺丝化纤工艺。

背景技术

众所周知，我国是纺织工业大国，同时也是纺织品消费大国，每年我国废旧纺织品高达数千万吨之巨。涤纶（polyester，简称PET）织物在废弃纺织品中占据了相当大的比重，因此，如何通过合理有效的办法使废旧涤纶织物得以再资源化成了摆在我们面前急待解决的难题，现有的涤纶废旧料几乎都被当做垃圾进行掩埋和焚烧，对环境造成了破坏，再利用率极低。现有技术急需一种能都将废旧涤纶布料回收后进行再加工，使其变成再生涤纶短纤维的涤纶废布纺丝化纤工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种能都将废旧涤纶布料回收后进行再加工，使其变成再生涤纶短纤维的涤纶废布纺丝化纤工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种涤纶废布纺丝化纤工艺，包括以下步骤：

S1、将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；

S2、将清理过的杂色涤纶废布粉碎成碎片，并同时对碎片进行加热处理，加热温度小于涤纶料的熔化温度，使得涤纶料呈软化状态；

S3、对软化状态下的涤纶料进行急速冷却，使其收缩，成为颗粒料，然后烘干颗粒料中的水份；

S4、将烘干后的颗粒料投入往复式混炼挤出机中进行低压力混炼，保持涤纶料在往复式混炼挤出机中混炼温度小于涤纶料的熔化温度，并对往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔进行抽真空操作，将涤纶料中的油剂、水汽及其其它的挥发性杂质吸走；

S5、涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机进行高压高温挤出，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器过滤杂质，然后进入纺丝设备形成再生涤纶短纤维。

通过使用本申请所述的加工工艺，可以将废旧的涤纶布料通过物理的方法再次生成再生涤纶短纤维，避免了涤纶废料掩埋和焚烧对环境带来的污染；本申请创造性的使用了往复式混炼挤出机对涤纶料进行混炼，大大提高了混料效果，同时在混炼的过程中对涤纶料进行抽真空处理和低温混炼，将涤纶料内的水汽和油剂及其其他纺织中用到的助剂抽走，降低涤纶的降解，排除了涤纶中的微孔，保证了涤纶的拉伸强度，提高了再生涤纶短纤维的质量。

作为优选的，所述步骤S2和S3在团粒机中进行，开启团粒机工作，将杂色涤纶废布粉碎为微小片状，随着团粒机刀片的高速旋转，所述的涤纶料温度上升至180℃～220℃时，再喷洒冷水或者充入液氮冷却使软化的涤纶料收缩，成为颗粒料。这样的设计是对涤纶布料的预处理，将其团粒之后，利于后期的往复式混炼挤出机的混炼。其中优选使用液氮冷却，可以降低颗粒料的含水量，减低后期烘干的压力。

作为优选的，所述步骤S4中，涤纶料沿往复式混炼挤出机的作业方向依次经过输送-混炼-输送-混炼的作业循环，所述混炼的挤压压强小于0.1MPa，所述抽真空的位置与输送位置和/或混炼位置相互配合，所述往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔真空度为负压0.1MPa。这样的设计，通过往复式混炼挤出机对涤纶料进行剪切、取向、切割、折叠、拉伸等功能的充分混炼，可以提高涤纶料的混炼效果。由于往复式混炼挤出机的特殊结构（参考2002年1月31日公开在《中国塑料》中的文章《往复式混炼挤出机设计原理》），在此基础上在机筒上开设抽真空孔，可以在低压混炼的过程中还可以进行抽真空操作，将涤纶料中在原先的纺织生产中加入的油剂、助剂、渗透剂、软化剂及其他易挥发的杂质（在混炼过程中变为气态）抽出，提高涤纶的纯度，减少涤纶料内部形成微孔的数量，这样最后形成的再生涤纶短纤维的拉伸强度较高。

作为优选的，所述步骤S3中颗粒料的烘干程度小于70ppm。这样的设计是对方案的一种优化。

作为优选的，所述步骤S4中的混炼温度为 220℃~250℃。这样的温度范围可以使得涤纶料软化而又未融化，涤纶料之间的粘度较高；同时用能将原先的纺织生产中加入的油剂、助剂、渗透剂、软化剂及其他易挥发的低聚物加热挥发形成气态，通过进行抽真空操作，将其抽出，提高涤纶的纯度；由于S4中的的混炼是低压进行的，所以可以避免在机筒上开设抽中空孔后涤纶料被挤出外部。

作为优选的，所述步骤S4中的混炼温度为235℃。这样的设计是对方案的一种优化。

作为优选的，所述步骤S4中，往复式混炼挤出机的螺杆长径比为18以上，物料降解率为3％~6％。这样的设计使得混炼充分，且减少涤纶料的降解程度。

作为优选的，所述步骤S2或者步骤S4或者步骤S5中加入染料对涤纶料进行着色处理。这样的设计可以在上述的步骤中对涤纶料进行上色处理，提高了加工的效率。

作为优选的，所述步骤S4中往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm。这样的设计使得物料温度传感器与物料的距离较近，可以精确的对物料的温度进行测量并对温度进行控制。

作为优选的，所述物料温度传感器沿往复式混炼挤出机设置有多路，并对浆料温度进行时时检测。这样的设计可以提高控制精度。

本发明的优点和有益效果在于：通过使用本申请所述的加工工艺，可以将废旧的涤纶布料通过物理的方法再次生成再生涤纶短纤维，避免了涤纶废料掩埋和焚烧对环境带来的污染；本申请创造性的使用了往复式混炼挤出机对涤纶料进行混炼，大大提高了混料效果，同时在混炼的过程中对涤纶料进行抽真空处理和低温混炼，将涤纶料内的水汽和油剂及其其他纺织中用到的助剂抽走，降低涤纶的降解，排除了涤纶中的微孔，保证了涤纶的拉伸强度，提高了再生涤纶短纤维的质量。

附图说明

图1为本发明加工结构示意图。

图中：21、团粒机；22、单螺杆挤出机；23、挤出段；24、混炼段；25、抽真空孔；26、抽真空设备；27、颗粒料入口；28、过滤器；29、纺丝设备；30、颗粒料入料口；31、颗粒料电子称重器；32、颜料入料口；33、颜料电子称重器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种涤纶废布纺丝化纤工艺，包括以下步骤：

S1、将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；

S2、将清理过的杂色涤纶废布粉碎成碎片，并同时对碎片进行加热处理，加热温度小于涤纶料的熔化温度，使得涤纶料呈软化状态；

S3、对软化状态下的涤纶料进行急速冷却，使其收缩，成为颗粒料，然后烘干颗粒料中的水份；

S4、将烘干后的颗粒料投入往复式混炼挤出机中进行低压力混炼，保持涤纶料在往复式混炼挤出机中混炼温度小于涤纶料的熔化温度，并对往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔进行抽真空操作，将涤纶料中的油剂、水汽及其其它的挥发性杂质吸走；

S5、涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机22进行高压高温挤出，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器28过滤杂质，然后进入纺丝设备29形成再生涤纶短纤维。

所述步骤S2和S3在团粒机21中进行，开启团粒机21工作，将杂色涤纶废布粉碎为微小片状，随着团粒机21刀片的高速旋转，所述的涤纶料温度上升至200℃～245℃时，再喷洒冷水或者充入液氮冷却使软化的涤纶料收缩，成为颗粒料。

所述步骤S4中，涤纶料沿往复式混炼挤出机的作业方向依次经过输送-混炼-输送-混炼的作业循环，所述混炼的挤压压强小于0.1MPa，所述抽真空的位置与输送位置和/或混炼位置相互配合，所述往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔真空度为负压0.1MPa。

所述步骤S3中颗粒料的烘干程度小于70ppm。

所述步骤S4中的混炼温度为 220℃~250℃。

所述步骤S4中的混炼温度为235℃。通过复式混炼挤出机上的加热系统、冷却系统及其温度控制系统的调节实现，误差不超过1℃。

所述步骤S4中，往复式混炼挤出机的螺杆长径比为18以上，物料降解率为3％~6％。

所述步骤S2或者步骤S4或者步骤S5中加入染料对涤纶料进行着色处理。

所述步骤S4中往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm。

所述物料温度传感器沿往复式混炼挤出机设置有多路，并对浆料温度进行时时检测。

其中，本申请步骤S4中所使用的往复式混炼挤出机包括挤压混炼系统、往复传动系统、电器控制系统及温度控制系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括挤出段23和混炼段24，所述挤出段23和混炼段24间隔设置且相互连通；电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护等；温度控制系统包括油、水模温机及管路等；

所述挤出段23和/或混炼段24上开设有抽真空孔25，所述抽真空孔25与抽真空设备26连接；

所述挤压混炼系统最前端为挤出段23且设有颗粒料入口27，所述挤压混炼系统最后端为挤出段23且与单螺杆挤出机22输入端连接；颗粒料入口27与团粒机21的输出端配合连接；单螺杆挤出机22输出端与过滤器28进料口连接，过滤器28出料口与纺丝设备29连接。

由于独特的往复式混炼挤出机的工作原理、结构特点，该机在机构上与普通的螺杆挤出机有很大的不同，其螺杆上的的螺纹是不连续的，螺纹每转一圈，中断三次；机筒是剖分式的，可以迅速打开，清理物料，内表面按照一定的规律安排着三排捏合销钉，可以调整和更换，销钉是中空的，以便安装热传感器或注入液体；螺杆由不同螺纹元件组成，积木式的套在芯轴上，芯轴和机筒可以分别加热或者冷却；

该机与常规挤出机的不同是，螺杆在连续旋转的同时还按照一定的规律做轴向往复运动；这使得物料在螺杆和机筒中的运动大为复杂，机筒上的固定销钉如同第二根螺杆，它起到了对螺棱的清扫，对物料的混炼和输送，对物料进行分布和分散混合的作用；它非常的不同于普通单螺杆和双螺杆挤出机的是：混合作用是在轴向和径向同时发生的；该机还有彻底的混合、捏合和自清洁的作用。

实施例

在使用时，第一步，将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；

第二步，将清理好的杂色涤纶废布投入团粒机21中，开启团粒机21工作，将杂色涤纶废布粉碎为微小片状，随着团粒机21刀片的高速旋转，所述的涤纶料温度上升至180℃或者200℃或者220时（优选200℃），再喷洒冷水或者其他快速冷却介质使软化的涤纶料收缩，成为颗粒料，在杂色涤纶废布粉碎的过程中，将涤纶料产生的水汽和粉尘利用鼓风机抽出；这样可以降低后期处理过程中的水解程度；

所述挤压混炼系统最前端为挤出段23且设有混合物料入口27，颗粒料从颗粒料入料口30投入经过颗粒料电子称重器31称重之后进入混合物料入口27；颜料从颜料入料口31投入经过颜料电子称重器32称重之后进入混合物料入口27，把烘干后的颗粒料及颜料按配方比例投入往复式混炼挤出机中进行低温低压加工，（由于采用软化点加工工艺，机筒内的物料是粘稠状态，促使颜料迅速黏附在粘稠的涤纶浆料上）；

第二步，开启多级往复式混炼挤出机，多级挤压混炼系统及其他系统运行，涤纶料在挤出段23-混炼段24-挤出段23-混炼段24中相应的进行多级输送-向前压力不超过0.1MPa的混炼-输送-向后无压力混炼作业，涤纶料经过剪切、取向、切割、折叠、拉伸等功能的充分混炼，可以提高涤纶料的混炼效果；

其中往复式混炼挤出机中的混炼的挤压压强在0.1MPa以下，（其中优选0.08MPa）；混炼的温度为220℃或者235℃或者250℃（优选235℃）；筒体内腔真空度为负压0.1MPa 。这样的温度、挤压压力和真空度的设计可以达到以下效果：a，由于涤纶在高压下容易降解，所以涤纶料在如此的混炼温度下不容易降解，最大限度的保证了涤纶材料的物理特性；b，由于涤纶纺织物在生产过程中加入了一定的油剂、助剂、渗透剂、软化剂及其他易挥发的低聚物，这些低聚物，如果没有很好的除去，在涤纶材料中会产生大量的微孔，微孔的存在会大大降低再生涤纶丝的拉升强度；而本申请中的低挤压力，低温混炼温度可以保持涤纶处于软化状态，而非融化状态，而此时的温度已超过了低聚物的气化温度，低聚物可以被气化，再配合筒体内的抽真空状态，可以较快的将涤纶物料内的气化低聚物抽出，降低涤纶料内的杂质，减小后期微孔的存在，提高再生涤纶丝的拉升强度；在抽真空的过程中，涤纶料容易从抽真空孔25结构中溢出，但是低挤压力和低混炼温度（保持涤纶较强的粘力）都会抑制涤纶料的溢出。

在这里需要强调的是多级往复式混炼挤出机的结构特点和运行特点也使得低聚物的抽出便于高效实现，由于低聚物是不规律的分布在涤纶料内的，涤纶料在软化状态下具有一定的黏力，即使低聚物受热而气化由于受到涤纶料粘力的束缚也不易从涤纶料的内心飘逸到外表面，只有低聚物被混炼至涤纶料的表层时，低聚物才能被有效的释放并被抽出，所以需要多级往复式混炼挤出机的剪切、取向、切割、折叠、拉伸等强大的多级混炼功能将不同位置的涤纶料中的低聚物暴露在表面，多级往复式混炼挤出机的螺杆长径比为18，转速为100-400r/min；一分钟内具有10万次左右的剪切、取向、切割、折叠、拉伸，可以较为充分的将涤纶料内的低聚物释放，并被抽出；同时相对与单向的螺杆挤出方式，多级往复的运行方式可以促进筒体内部气体的运行利于从不同的筒体位置上的多级抽真空孔结构25中被抽出。

第四步，涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机22进行高压挤出，单螺杆挤出机22螺杆转速为60-100r/min；这样的挤出压力和混炼温度利于涤纶熔融。

第五步，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器28过滤杂质，然后进入纺丝设备29形成有色的再生涤纶纤维丝。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；

S2、将清理过的杂色涤纶废布粉碎成碎片，并同时对碎片进行加热处理，加热温度小于涤纶料的熔化温度，使得涤纶料呈软化状态；

S3、对软化状态下的涤纶料进行急速冷却，使其收缩，成为颗粒料，然后烘干颗粒料中的水份；

S4、将烘干后的颗粒料投入往复式混炼挤出机中进行低压力混炼，保持涤纶料在往复式混炼挤出机中混炼温度小于涤纶料的熔化温度，并对往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔进行抽真空操作，将涤纶料中的油剂、水汽及其其它的挥发性杂质吸出；

S5、涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机进行高压高温挤出，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器过滤杂质，然后进入纺丝设备形成再生涤纶短纤维。

2.如权利要求1所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S2和S3在团粒机中进行，开启团粒机工作，将杂色涤纶废布粉碎为微小片状，随着团粒机刀片的高速旋转，所述的涤纶料温度上升至180℃～220℃，喷洒冷水或者充入液氮冷却使软化的涤纶料收缩，成为颗粒料。

3.如权利要求2所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S4中，涤纶料沿往复式混炼挤出机的作业方向依次经过输送-混炼-输送-混炼的作业循环，所述混炼的挤压压强小于0.1MPa，所述抽真空的位置与输送位置和/或混炼位置相互配合，所述往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔真空度为负压0.1MPa。

4.如权利要求3所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S3中颗粒料的烘干程度小于70ppm。

5.如权利要求3所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S4中的混炼温度为 220℃~250℃。

6.如权利要求5所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S4中的混炼温度为235℃。

7.如权利要求6所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S4中，往复式混炼挤出机的螺杆长径比为18以上，物料降解率为3％~6％。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S2或者步骤S4或者步骤S5中加入染料对涤纶料进行着色处理。

9.如权利要求8所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述步骤S4中往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm。

10.如权利要求9所述的涤纶废布纺丝化纤工艺，其特征在于：所述物料温度传感器沿往复式混炼挤出机设置有多路，并对浆料温度进行时时检测。