CN106119997A - 一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法 - Google Patents

一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及以废聚酯纺织品为原料的再生涤纶短纤维生产方法，特别涉及一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法。该方法包括以下的步骤：1）废聚酯纺织加工成泡料，2）进行原料的混合，3）添加色母粒，4）干燥，5) 螺杆熔融,6) 液相调质调粘，7) 二级过滤，8）纺丝，9）后整理。该方法产品成本低，质量好，在市场竞争中与同行产品相比具有价格优势，可为企业带来可观的经济效益。

Description

一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法
技术领域
本发明涉及以废聚酯纺织品为原料的再生涤纶短纤维生产方法，特别涉及一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法。
背景技术
目前，随着低熔点纤维产能的扩充和低熔点纤维价格的下降，迅速带动了床垫市场的快速发展，尤其是以椰棕为代表的床垫的快速发展。但是，椰棕为天然纤维，其在较高的湿度条件下容易滋生细菌、发霉、腐烂不适合湿度较大的环境条件使用，也不易消毒和重复利用，尤其是对于医用床垫而言虽然价格低廉但因使用数量庞大、无法消毒和回收导致医院不愿意使用该类床垫。为开拓该类市场，床垫生产企业以原生纤维和低熔点纤维为原料生产易消毒、易回收、可重复利用的纯纤维床垫，但最终因价格原因，市场销量十分惨淡。单从客户和市场接受的价格而言，以废聚酯纺织品为原料加工的纤维能满足要求。
但该纤维又不能等同于常规纤维，出了在颜色上与天然椰棕相近外，最为关键的是纤维的比重要尽可能的低且还需要良好的蓬松性和压缩弹性。为此，开发以废聚酯纺织品为原料的仿天然椰棕纤维硬质纤维来满足客户和市场的需求是本发明的初衷。
但难度在于回收的废聚酯纺织品来源复杂、粘度差异大、杂质含量高、色差大，以常规熔融的纺丝技术生产会遇到熔体粘度过低、纺丝组件周期短等诸多问题，最为关键的是纤维的品质差，实用价值不高。之前，也有少量企业尝试采用固相增粘再熔融纺丝的方式生产短纤维，但因流程长，成本高，最终也无疾而终。
发明内容
针对天然椰棕纤维加工的床垫在高湿度环境下出现和处置问题及客户和市场对价格的敏感问题，本发明提供了一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，该方法产品成本低，质量好，在市场竞争中与同行产品相比具有价格优势，可为企业带来可观的经济效益。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，该方法包括以下的步骤：
1)将回收的废聚酯纺织按颜色、粘度、杂质含量进行分拣分类、之后切条、造粒加工成密度大易混合的泡料；
2)根据天然椰棕纤维的颜色在综合考虑颜色、杂质含量和粘度的基础上进行原料的混合；
3)添加色母粒或色粉的方式来确保颜色的一致性；
4)混合好的泡料进行干燥，干燥后的含水不高于120ppm；
5)经过干燥后的原料经螺杆料仓进入纺丝螺杆，在螺杆中熔融获得聚酯熔体，螺杆熔融阶段螺杆加热区的最高温度应不高于305℃；熔体在螺杆挤出熔的熔体的压力的推动下进入过滤器，过滤的精度不低于120目，去除泡料中含有的杂质，之后经过熔体输送泵送入液相调质调粘装置；
6)在液相调质调粘装置停留时间为60～90min，调质调粘装置出来的熔体的熔融粘度为0.635dl/g～0.685dl/g；
7)经过调质调粘的熔体最后由卧式反应釜底的增压泵把熔体经二级过滤器送至纺丝箱体；
8)熔体进入纺丝箱体后经计量泵计量后进入纺丝组件进行纺丝，丝条经外环吹冷却、上油或水获得初生纤维；
9)纤维经集束后经导丝机、浸油槽、一道牵伸机、牵伸槽、二道牵伸机、蒸汽加热箱、三道牵伸机、蒸汽热箱和卷曲钱总机后获得后整理后的纤维；纤维经松弛热定型后切断获得最终纤维。
作为优选，所述的步骤1)中熔体泡料粘度不得低于0.54dl/g，杂质含量不能超过0.3％。
作为优选，所述的步骤2)中原料混合按质量百分比计采用黑泡料30～40％，蓝泡料30～40％，红泡料25～35％；步骤3)中色母粒的添加量为1～5％。
作为优选，所述的步骤4)中干燥的温度在125℃～135℃，干燥时间8h～10h，真空度在-0.96MPa以内。
作为优选，所述的步骤5)中螺杆熔融1～9段温度分别为285℃，290℃，295℃，292℃，290℃，285℃，282℃，282℃，284℃；过滤器的温度为284℃。
作为优选，所述的步骤6)中调质调粘装置包括相互连接的立式真空分离釜和卧式调质调粘釜，立式真空分离塔内由上至下设置有多层多孔板，卧式调质调粘釜的下部设置有推进螺杆，立式真空分离塔和卧式调质调粘釜的温度为280～290℃，立式真空分离塔的真空度为250pa～150Pa，卧式调质调粘釜的真空度为150Pa～50Pa，在调质调粘装置中停留时间为30min～120min；作为优选，立式真空分离塔的真空度为200pa～185Pa，卧式调质调粘釜的真空度为80Pa～50Pa，在调质调粘装置中停留时间为60min～90min。
作为优选，所述的步骤7)中二级过滤器过滤精度140～160目。
作为优选，所述的步骤8)中纺丝箱体的温度在278℃～285℃，喷丝板为中空率为60％的C型喷丝板，冷却风温22℃±2℃，风速1.2m/s～1.8m。
作为优选，所述的步骤9)中集束为130万旦～145万旦，浸油槽的温度45±1℃，牵伸槽的温度72℃±1℃，蒸汽热箱蒸汽压力0.28MPa±0.2MPa，总牵伸倍数3.5～3.7，其中一道牵伸倍数占总牵伸倍数的85％～95％；卷曲机的主要为0.4MPa～0.45MPa，背压为0.25MPa～0.35Mpa；卷曲数5～6个/25mm，线密度25D±2D；烘箱温度各区温度125℃～145℃。
本发明根据天然椰棕纤维的颜色在综合考虑颜色、杂质含量和粘度的基础上进行原料的混合，尽可能降低批次之间原料差异导致的产品质量的波动。为尽可能保证批次纤维之间色差最小化，综合考虑液相调质调粘过程中出现的由于原料自身耐温性差所导致的热降解问题，通过添加色母粒或色粉的方式来确保颜色的一致性。本发明采用在调质调粘装置，多在孔板的作用下熔体纵向和横向反复成膜，熔体中的挥发出来的低分子物质(含熔体降解产生的低分子物质)在真空(≤200Pa)作用下被抽走，熔体纯度得到进一步的提高，同时聚酯熔体分子之间也发生缩聚反应，熔体的粘度也到进一步的提高。之后立式釜的熔体经熔体泵送至卧式釜，在卧式釜内在螺旋推进器的作用下熔体快速的成膜和混合，熔体在更高真空(≤120Pa)真空作用下再次脱除缩聚反应和高温氧化及熔体中挥发的低分子物质，熔体粘度进一步提高。在二级过滤器中熔体中的机械杂质进一步去除，通过两级高精度过滤，纺丝组件的周期得以答复的延长。
本发明提供的技术方案具有下列效益：
1)废聚酯纺织品可以作为纺丝原料大量利用，降低废聚酯纺织品热值利用产生的二次污染或化学回收成本的现象，为废聚酯纺织品的高值利用提供了一种方法或途径。
2)通过配色和色补偿可有效降低对废聚酯纺织品颜色差异导致的利用率的问题，同时可有效改善纤维的色差问题。
3)通过液相调质调粘装置可有效去除废聚酯纺织品在熔融过程中产生的各种低分子物质并为聚酯分子之间发生再聚合提供条件，达到有效提高熔体品质的目的，通过该方法熔体的粘度最终可以到0.635dl/g～0.685dl/g，相对直接熔融纺丝的0.52dl/g～0.54dl/g提高了20％以上，纤维的可纺性和品质得到大幅度的提高。
4)杂质去除：熔体经过双级过滤系统和液相调质调粘装置后，熔体中的机械杂质和有机杂质得到有效的去除，纺丝组件的周期明显的1.5～4倍。
5)采用本发明以废聚酯纺织品为原料生产的产品成本低，质量好，在市场竞争中与同行产品相比具有价格优势，可为企业带来可观的经济效益。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以27.8dtex举例加以说明：
1)造粒：将回收的废聚酯纺织按颜色、粘度、杂质含量进行分拣分类、之后切条、造粒加工成密度大易混合的泡料。最终泡料的粒径不大于16mm×16mm、含水率小于1.5％；
2)原料配比和色补偿：原则上通过原料自身的颜色进行调配，但考虑到因泡料颜色的均匀和稳定性较差，通过添加3％的色母粒对其进行补偿，以此来确保熔体在一定时间、一定温度、一定真空条件作用下仍能保持与天然椰棕相近似的颜色，具体配比和要求如表1。
表1仿天然椰棕纤维配料单
3)干燥：为尽可能降低泡料在干燥过程中的粘度降干燥的温度在125℃～135℃、干燥时间8h～10h、真空度在-0.96MPa以内。干燥后上级原料含水低于70ppm。
4)熔融和过滤：考虑泡料的起始粘度低、容易热降解等原因，相对瓶片纺丝螺杆的温度要低10℃～15℃；考虑到泡料中杂质含量较多和过滤器更换周期等因素，一级过滤器一般采用120目的烧结网，高于150目过滤器的使用周期急剧下降、低于80目纺丝组件的周期明显缩短，通过反复的验证一级过滤器的过滤精度为120目、二级过滤器的过滤精度150目比较合理。
具体温度螺杆温度如表2。
表2螺杆熔融温度及过二级过滤精度
加热区 一区 二区 三区 四区 五区 六区 七区 八区 法兰 过滤器
温度(℃) 285 290 295 292 290 285 282 282 284 284
4)液相调质调粘工艺条件：
表3液相调质调粘生产工艺条件
5)纺丝工艺条件
表4纺丝工艺条件
6)后处理加工工艺
表5后处理加工工艺
7)成品质量指标：通过上述工艺的处理的产品，表面手感粗糙、干涩、颜色与天然椰棕纤维相近，关键指标如下：
表6产品质量指标
序号 项目 单位 指标
1 线密度 dtex 135
2 膨松度V1 cm3/g 225
3 膨松度V2 cm3/g 82
4 卷曲数 个/25 6
5 疵点含量 mg/100g 182

Claims (9)

1.一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：
1）将回收的废聚酯纺织按颜色、粘度、杂质含量进行分拣分类、之后切条、造粒加工成密度大易混合的泡料；
2）根据天然椰棕纤维的颜色在综合考虑颜色、杂质含量和粘度的基础上进行原料的混合；
3）添加色母粒或色粉的方式来确保颜色的一致性；
4）混合好的泡料进行干燥，干燥后的含水不高于120ppm；
5）经过干燥后的原料经螺杆料仓进入纺丝螺杆，在螺杆中熔融获得聚酯熔体，螺杆熔融阶段螺杆加热区的最高温度应不高于305℃；熔体在螺杆挤出熔的熔体的压力的推动下进入过滤器，过滤的精度不低于120目，去除泡料中含有的杂质，之后经过熔体输送泵送入液相调质调粘装置；
6）在液相调质调粘装置停留时间为60~90min，调质调粘装置出来的熔体的熔融粘度为0.635dl/g～0.685dl/g；
7）经过调质调粘的熔体最后由卧式反应釜底的增压泵把熔体经二级过滤器送至纺丝箱体；
8）熔体进入纺丝箱体后经计量泵计量后进入纺丝组件进行纺丝，丝条经外环吹冷却、上油或水获得初生纤维；
9）纤维经集束后经导丝机、浸油槽、一道牵伸机、牵伸槽、二道牵伸机、蒸汽加热箱、三道牵伸机、蒸汽热箱和卷曲钱总机后获得后整理后的纤维；纤维经松弛热定型后切断获得最终纤维。
2.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤1）中熔体泡料粘度不得低于0.54dl/g，杂质含量不能超过0.3%。
3.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤2）中原料混合按质量百分比计采用黑泡料30~40%，蓝泡料30~40%，红泡料25~35%；步骤3）中色母粒的添加量为1~5%。
4.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤4）中干燥的温度在125℃～135℃，干燥时间8h～10h，真空度在-0.96MPa以内。
5.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤5）中螺杆熔融1~9段温度分别为285℃，290℃，295℃，292℃，290℃，285℃，282℃，282℃，284℃；过滤器的温度为284℃。
6.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤6）中调质调粘装置包括相互连接的立式真空分离釜和卧式调质调粘釜，立式真空分离塔内由上至下设置有多层多孔板，卧式调质调粘釜的下部设置有推进螺杆，立式真空分离塔和卧式调质调粘釜的温度为280~290℃，立式真空分离塔的真空度为250pa～150Pa，卧式调质调粘釜的真空度为150Pa～50Pa，在调质调粘装置中停留时间为30min~120min；作为优选，立式真空分离塔的真空度为200pa～185Pa，卧式调质调粘釜的真空度为80Pa～50Pa，在调质调粘装置中停留时间为60min～90min。
7.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤7）中二级过滤器过滤精度140~160目。
8.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤8）中纺丝箱体的温度在278℃～285℃，喷丝板为中空率为60%的C型喷丝板，冷却风温22℃±2℃，风速1.2m/s～1.8m。
9.根据权利要求1所述的一种利用废聚酯纺织品制备仿天然椰棕硬质纤维的生产方法，其特征在于步骤9）中集束为130万旦～145万旦，浸油槽的温度45±1℃，牵伸槽的温度72℃±1℃，蒸汽热箱蒸汽压力0.28MPa±0.2MPa，总牵伸倍数3.5～3.7，其中一道牵伸倍数占总牵伸倍数的85%～95%；卷曲机的主要为0.4MPa～0.45MPa，背压为0.25MPa～0.35Mpa；卷曲数5～6个/25mm，线密度25D±2D；烘箱温度各区温度125℃～145℃。
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