CN106400140B - 一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，属于长丝生成技术领域。皮层为经多元聚合得到的熔点为90‑180℃的低熔点聚酯，经熔体管道直接进入纺丝箱体；芯层为再生聚酯粒子经固相缩聚方法得到的高粘再生聚酯，经螺杆挤压机熔融后进入纺丝箱体；两种熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝组件，从复合纺丝组件喷丝板喷出的熔体细流，经冷却固化、上油和多道牵伸热定型，最后卷绕成形制得低熔点皮芯复合长丝。将发明应用于再生聚酯低熔点皮芯复合长丝加工，具有工艺流程短、产品强度高、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，属于长丝生成技术领域。
背景技术
低熔点聚酯是一种具有较低熔点的改性聚酯，用其生产的低熔点纤维广泛应用于纺织、无纺布等行业，可代替传统的胶粘剂，具有熔点可控、粘接性好、生产成本低、安全环保等优点，因此得到了快速的发展。
低熔点纤维皮芯复合纤维包括长丝和短纤，如申请号CN200810163542.5公开了“一种皮芯型低熔点聚酯短纤维的生产方法”，将低熔点聚酯采用熔体直纺的方式与常规的芯层聚酯进行复合，省去了一般皮层低熔点切片的干燥步骤，解决了因皮层熔点低，结晶性能差，不易干燥的难点，生产运行平稳、产品品质优良。申请号CN201310091293.4公开了“芯层采用再生聚酯的皮芯型聚酯短纤维及其制备方法”，其中皮层的低熔点聚酯也是采用熔体直纺的方式，而芯层则采用再生瓶片经二级调质调粘后的熔体，实现了再生聚酯的高效利用。申请号CN201310091697.3公开了“一种皮芯型再生聚酯短纤维及其制备方法”，其中皮层、芯层均以再生聚酯为原料制得，提高了聚酯废料制备再生聚酯短纤维的附加值。申请号CN200910101098.9公开了“低熔点皮芯复合长纤维的制备方法”，以熔点为90～130℃的低熔点共聚酯或共聚酰胺为皮层，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺6(PA6)为芯层，得到沸水收缩率较低的皮芯复合长丝。申请号CN201510418599.5公开了“连续聚合熔体直纺低熔点聚酯复合纤维的制备方法”，将合成所得的低熔点聚酯熔体和常规聚酯熔体，通过熔体直纺的方法进行复合，生产低熔点皮芯复合长丝或短纤，免去了低熔点聚酯的干燥工序，提高了低熔点聚酯复合纤维的生产效率，降低了生产成本，保证了产品质量的稳定性。
但如何高效利用再生聚酯并生产强度高、质量稳定的低熔点皮芯复合长丝至今未见报道。
基于此，做出本申请。
发明内容
针对现有再生聚酯加工中所存在的上述缺陷，本身请提供一种以熔点为90-180℃的低熔点聚酯为皮层，以再生聚酯粒子经固相缩聚方法得到的高粘再生聚酯为芯层，通过皮芯复合的方式制得的低熔点皮芯复合长丝的加工工艺。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，皮层为经多元聚合得到的熔点为90-180℃的低熔点聚酯，经熔体管道直接进入纺丝箱体；芯层为再生聚酯粒子经固相缩聚方法得到的高粘再生聚酯，经螺杆挤压机熔融后进入纺丝箱体；两种熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝组件，从复合纺丝组件喷丝板喷出的熔体细流，经冷却固化、上油和多道牵伸热定型，最后卷绕成形制得低熔点皮芯复合长丝。
进一步的，作为优选：
所述的低熔点聚酯采用连续酯化缩聚合成，其合成单体及添加剂配比：a.对苯二甲酸(PTA)；b.间苯二甲酸(IPA)；c.乙二醇(EG)；d.二甘醇(DEG)；e.催化剂乙二醇锑(Sb2(OCH2CH2O)3)；f.稳定剂磷酸三甲酯(TMP)，其中a与b的摩尔比为80：20～40：60，c与d摩尔比为90：10～70：30，醇酸摩尔比为1.3～1.5：1，催化剂在聚合物中的含量为300～500ppm，稳定剂在聚合物中的含量为100～200ppm。
酯化缩聚反应条件：酯化温度为250～260℃，压力为0.01～0.2MPa，酯化率97～99％；缩聚反应温度为250～290℃，真空度为50～2000Pa。
所述的芯层是由聚酯废丝、废块、废纺织品及废瓶片经水洗、除杂、打碎、干燥后，进入螺杆挤压机熔融造粒，利用该再生聚酯粒子经固相缩聚工艺实现调质增粘，满足纺丝的要求。固相缩聚的主要工艺：预结晶温度为170～180℃、时间10～20min，二次结晶温度为180～210℃、时间2～4hr，固相缩聚温度为190～220℃、时间10～20hr；再生聚酯的物理指标：熔点250～260℃，特性粘度为0.60～0.80dL/g。
所述的复合纺丝是指：皮层低熔点聚酯组分经熔体管道直接进入纺丝箱体，熔体管道的输送温度为220～250℃。芯层再生聚酯组分经螺杆挤压机的熔融挤出进入纺丝箱体，螺杆挤压机各区温度设定为270～300℃；皮层与芯层的复合比为20:80～80:20，熔体由计量泵准确计量后，进入复合纺丝机的组件，并从喷丝板喷出，纺丝箱体温度设定为250～300℃，侧吹风风速0.4～0.6m/s，第一热辊速度1500～2000m/min，温度70～90℃，第二热辊速度3500～4000m/min，温度80～100℃，第三热辊速度4200～4600m/min，温度80～100℃，第四热辊速度4000～4400m/min，温度70～90℃，上油率0.8～1.0％，制得50～150dtex/24～48f的低熔点皮芯复合FDY。
上述过程中，皮层的低熔点聚酯采用熔体直纺的方式，可以克服切片纺时，低熔点切片不易干燥、纺丝时粘度降大的缺点，不仅工艺流程短、成本低，而且产品质量更稳定；芯层以再生聚酯粒子经固相缩聚工艺调质增粘后的再生聚酯为原料，实现了废聚酯的高效利用；以四辊牵伸热定型设备，保证了纤维充分的热定型时间和分级牵伸，使产品的强度较高、沸水收缩率较低，扩大了产品的应用范围。
本申请纤维的皮层为通过多元共聚得到的熔点为90-180℃的低熔点聚酯，经熔体管道直接进入纺丝箱体；芯层为再生聚酯粒子经固相缩聚方法得到的高粘再生聚酯，经螺杆挤压机熔融后进入纺丝箱体。两种熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝组件，从复合纺丝组件喷丝板喷出的熔体细流，经吹风冷却固化、上油和多道牵伸热定型，最后卷绕成形制得低熔点皮芯复合长丝。本发明具有加工工艺流程短、运行成本低、产品强度高等特点，产品可广泛用于窗纱、过滤网、土工布等行业。
附图说明
图1为本申请的加工流程图。
具体实施方式
本实施例下面通过具体实施例，对本发明作进一步的描述，其中：
特性粘度：按GB/T 14190-2008，以苯酚与四氯乙烷1：1作溶剂进行检测。
纤维的断裂强度和断裂伸长率：按GB/T 14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法测试。
沸水收缩率：按GB/T 6505-2008化学纤维长丝热收缩率试验方法测试。实施例1
低熔点聚酯的合成：PTA与IPA的摩尔比为80：20，EG与DEG的摩尔比为90：10，醇酸摩尔比为1.3：1，催化剂Sb2(OCH2CH2O)3)在聚合物中的含量为300ppm，稳定剂TMP在聚合物中的含量为100ppm。酯化缩聚反应条件：酯化温度为260℃，压力为0.01MPa，酯化率97％；缩聚反应温度为250～290℃，真空度为50～2000Pa。低熔点聚酯的主要物理指标：熔点180℃，特性粘度为0.65dL/g。
再生聚酯的固相缩聚：聚酯废丝、废块、废纺织品及废瓶片经水洗、除杂、打碎、干燥后，进入螺杆挤压机熔融造粒，利用该再生聚酯粒子进行固相缩聚。预结晶温度为180℃、时间20min，二次结晶温度为210℃、时间4hr，固相缩聚温度为220℃、时间20hr；再生聚酯的物理指标：熔点260℃，特性粘度为0.80dL/g。
复合纺丝：皮层低熔点聚酯组分经熔体管道直接进入纺丝箱体，熔体管道的输送温度为250℃。芯层再生聚酯组分经螺杆挤压机的熔融挤出进入纺丝箱体，螺杆挤压机各区温度设定为270～300℃；皮层与芯层的复合比为20：80，熔体由计量泵准确计量后，进入复合纺丝机的组件，并从喷丝板喷出，纺丝箱体温度设定为270/300℃，侧吹风风速0.4m/s，第一热辊速度2000m/min，温度90℃，第二热辊速度4000m/min，温度100℃，第三热辊速度4600m/min，温度100℃，第四热辊速度4400m/min，温度90℃，上油率1.0％，制得150dtex/48f的低熔点皮芯复合FDY。
实施例2
低熔点聚酯的合成：PTA与IPA的摩尔比为70：30，EG与DEG的摩尔比为80：20，醇酸摩尔比为1.4：1，催化剂Sb2(OCH2CH2O)3)在聚合物中的含量为400ppm，稳定剂TMP在聚合物中的含量为150ppm。酯化缩聚反应条件：酯化温度为255℃，压力为0.1MPa，酯化率98％；缩聚反应温度为250～290℃，真空度为50～2000Pa。低熔点聚酯的主要物理指标：熔点150℃，特性粘度为0.68dL/g。
再生聚酯的固相缩聚：聚酯废丝、废块、废纺织品及废瓶片经水洗、除杂、打碎、干燥后，进入螺杆挤压机熔融造粒，利用该再生聚酯粒子进行固相缩聚。预结晶温度为175℃、时间15min，二次结晶温度为200℃、时间3hr，固相缩聚温度为210℃、时间18hr；再生聚酯的物理指标：熔点257℃，特性粘度为0.73dL/g。
复合纺丝：皮层低熔点聚酯组分经熔体管道直接进入纺丝箱体，熔体管道的输送温度为240℃。芯层再生聚酯组分经螺杆挤压机的熔融挤出进入纺丝箱体，螺杆挤压机各区温度设定为270～295℃；皮层与芯层的复合比为40：60，熔体由计量泵准确计量后，进入复合纺丝机的组件，并从喷丝板喷出，纺丝箱体温度设定为265/295℃，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度1750m/min，温度80℃，第二热辊速度3750m/min，温度90℃，第三热辊速度4400m/min，温度90℃，第四热辊速度4200m/min，温度80℃，上油率0.9％，制得100dtex/48f的低熔点皮芯复合FDY。
实施例3
低熔点聚酯的合成：PTA与IPA的摩尔比为50：50，EG与DEG的摩尔比为80：20，醇酸摩尔比为1.4：1，催化剂Sb2(OCH2CH2O)3)在聚合物中的含量为400ppm，稳定剂TMP在聚合物中的含量为150ppm。酯化缩聚反应条件：酯化温度为255℃，压力为0.1MPa，酯化率98％；缩聚反应温度为250～290℃，真空度为50～2000Pa。低熔点聚酯的主要物理指标：熔点110℃，特性粘度为0.72dL/g。
再生聚酯的固相缩聚：聚酯废丝、废块、废纺织品及废瓶片经水洗、除杂、打碎、干燥后，进入螺杆挤压机熔融造粒，利用该再生聚酯粒子进行固相缩聚。预结晶温度为175℃、时间15min，二次结晶温度为190℃、时间3hr，固相缩聚温度为200℃、时间15hr；再生聚酯的物理指标：熔点254℃，特性粘度为0.66dL/g。
复合纺丝：皮层低熔点聚酯组分经熔体管道直接进入纺丝箱体，熔体管道的输送温度为230℃。芯层再生聚酯组分经螺杆挤压机的熔融挤出进入纺丝箱体，螺杆挤压机各区温度设定为270～290℃；皮层与芯层的复合比为60：40，熔体由计量泵准确计量后，进入复合纺丝机的组件，并从喷丝板喷出，纺丝箱体温度设定为260/290℃，侧吹风风速0.5m/s，第一热辊速度1750m/min，温度80℃，第二热辊速度3750m/min，温度90℃，第三热辊速度4400m/min，温度90℃，第四热辊速度4200m/min，温度80℃，上油率0.9％，制得75dtex/36f的低熔点皮芯复合FDY。
实施例4
低熔点聚酯的合成：PTA与IPA的摩尔比为40：60，EG与DEG的摩尔比为70：30，醇酸摩尔比为1.5：1，催化剂Sb2(OCH2CH2O)3)在聚合物中的含量为500ppm，稳定剂TMP在聚合物中的含量为200ppm。酯化缩聚反应条件：酯化温度为250℃，压力为0.2MPa，酯化率99％；缩聚反应温度为250～290℃，真空度为50～2000Pa。低熔点聚酯的主要物理指标：熔点90℃，特性粘度为0.75dL/g。
再生聚酯的固相缩聚：聚酯废丝、废块、废纺织品及废瓶片经水洗、除杂、打碎、干燥后，进入螺杆挤压机熔融造粒，利用该再生聚酯粒子进行固相缩聚。预结晶温度为170℃、时间10min，二次结晶温度为180℃、时间2hr，固相缩聚温度为190℃、时间10hr；再生聚酯的物理指标：熔点250℃，特性粘度为0.60dL/g。
复合纺丝：皮层低熔点聚酯组分经熔体管道直接进入纺丝箱体，熔体管道的输送温度为220℃。芯层再生聚酯组分经螺杆挤压机的熔融挤出进入纺丝箱体，螺杆挤压机各区温度设定为270～290℃；皮层与芯层的复合比为80：20，熔体由计量泵准确计量后，进入复合纺丝机的组件，并从喷丝板喷出，纺丝箱体温度设定为250/280℃，侧吹风风速0.6m/s，第一热辊速度1500m/min，温度70℃，第二热辊速度3500m/min，温度80℃，第三热辊速度4200m/min，温度80℃，第四热辊速度4000m/min，温度70℃，上油率0.8％，制得50dtex/24f的低熔点皮芯复合FDY。
表1主要制备工艺与纤维物理指标
上述实施例中，纤维的皮层为通过多元共聚得到的熔点为90-180℃的低熔点聚酯，经熔体管道直接进入纺丝箱体；芯层为再生聚酯粒子经固相缩聚方法得到的高粘再生聚酯，经螺杆挤压机熔融后进入纺丝箱体。两种熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝组件，从复合纺丝组件喷丝板喷出的熔体细流，经吹风冷却固化、上油和多道牵伸热定型，最后卷绕成形制得低熔点皮芯复合长丝。本发明具有加工工艺流程短、运行成本低、产品强度高等特点，产品可广泛用于窗纱、过滤网、土工布等行业。
以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。
Claims (7)
1.一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于：皮层为经多元聚合得到的熔点为90-180℃的低熔点聚酯，经熔体管道直接进入纺丝箱体；芯层为再生聚酯粒子经固相缩聚方法得到的高粘再生聚酯，经螺杆挤压机熔融后进入纺丝箱体；两种熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝组件，从复合纺丝组件喷丝板喷出的熔体细流，经冷却固化、上油和多道牵伸热定型，最后卷绕成形制得低熔点皮芯复合长丝；所述低熔点皮芯复合长丝的断裂强度为3.36-5.13 cN/dtex；所述的低熔点聚酯的合成单体及添加剂配比：a.对苯二甲酸；b.间苯二甲酸；c.乙二醇；d.二甘醇；e.催化剂乙二醇锑；f.稳定剂磷酸三甲酯，其中a与b的摩尔比为80：20～40：60，c与d摩尔比为90：10～70：30，醇酸摩尔比为1.3～1.5：1，催化剂在聚合物中的含量为300～500ppm，稳定剂在聚合物中的含量为100～200ppm；
所述的复合纺丝组件中，纺丝箱体温度为250～300℃；侧吹风风速0.4～0.6m/s；第一热辊速度1500～2000 m/min，温度70～90℃；第二热辊速度3500～4000 m/min，温度80～100℃；第三热辊速度4200～4600 m/min，温度80～100℃；第四热辊速度4000～4400 m/min，温度70～90℃；上油率0.8～1.0%。
2.如权利要求1所述的一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于，所述的低熔点聚酯合成条件为：酯化温度为250～260℃，压力为0.01～0.2MPa，酯化率97～99%；缩聚反应温度为250～290℃，真空度为50～2000Pa。
3.如权利要求1所述的一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于：所述的芯层是由聚酯废丝、废块、废纺织品及废瓶片经水洗、除杂、打碎、干燥后，进入螺杆挤压机熔融造粒，再经固相缩聚工艺实现调质增粘。
4.如权利要求1或3所述的一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于，所述的芯层和成工艺为：预结晶温度为170～180℃、时间10～20min，二次结晶温度为180～210℃、时间2～4hr，固相缩聚温度为190～220℃、时间10～20hr；再生聚酯的物理指标：熔点250～260℃，特性粘度为0.60～0.80dL/g。
5.如权利要求1所述的一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于：所述的皮层低熔点聚酯组分经熔体管道直接进入纺丝箱体，熔体管道的输送温度为220～250℃。
6.如权利要求1所述的一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于：所述的芯层再生聚酯组分经螺杆挤压机的熔融挤出进入纺丝箱体，螺杆挤压机各区温度设定为270～300℃。
7.如权利要求1所述的一种低熔点皮芯复合长丝的加工工艺，其特征在于：所述的皮层与芯层的复合比为20:80～80:20。
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