CN108315830A - 一种利用ptt与pet生产索弹丝的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,首先选用质量份数为41‑55份的PTT原料和41‑55份的PET原料,PET原料选用低粘度的PET切片,其粘度不高于0.53dl/g;PTT原料通过转鼓增粘,使PTT切片粘度高于1.18dl/g,使PTT原料与PET原料的粘度差尽可能加大,然后经熔融纺丝拉伸形成。该利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法让纤维发挥最大弹力性能,提高了可纺性。
Description
技术领域:
本发明涉及涤纶复合丝生产技术,特别是一种利用PTT与PET生产索弹丝 的生产方法。
背景技术:
PTT是集各种化学合成纤维的优良性能指标为一体的优秀高分子聚合产品, 它与碳纤维、芳纶、氨纶等高性能纤维不同,它不是以其制品的某项指标上的 特别表现为其价值,而是以其优良的综合性能指标、以及部分指标合适的改良 值为其特色的新的聚合材料。在目前纺丝、印染和后道应用的日渐成熟下,PTT 纤维及其制品的需求量越来越大,具有巨大的发展空间。
其中,TS生物索弹丝是PTT/PET双组份高弹性纤维,其以生物基原料PTT (聚对苯二甲酸丙二醇酯)和常规涤纶原料PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)以特 定比例优化组合,形成双组份并列型复合纤维。由于二种组份的物理性能不同, 特别是生物基PTT组份具有天然弹性和记忆功能,使所生产的双组份复合纤维 具有一定的卷曲弹性。申请公布号为CN104032393 A,公告日为2014年09月 10日公布的专利名称为PTT与PET复合高弹丝及其生产方法的中国专利,以及 申请公布号为CN 104593886 A,公告日为2015年05月06日的一种PTT/PET并 列复合弹性短纤维的生产方法的中国专利中涉及的产品即属于该类产品,但这种常规不增粘方式处理的索弹丝其弹性仅仅是利用了PTT原有的天然弹性,其 弹性基本上只能做到40%左右,无法体现PTT/PET双组份高弹性纤维的优势,无 法实现卷曲弹性最大化,而且这种常规方式生产的索弹丝成本较高,可纺性不 佳。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题是,提供一种生产成本的最低化、卷曲弹性的 最大化的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,该生产方法生产的索弹丝让 纤维发挥最大弹力性能,提高了可纺性。
本发明的技术解决方案是,提供一种利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法, 首先选用质量份数为41-55份的PTT原料和41-55份的PET原料,PET原料选 用低粘度的PET切片,其粘度不高于0.53dl/g;PTT原料通过转鼓增粘,使PTT 切片粘度高于1.18dl/g,使PTT原料与PET原料的粘度差尽可能加大,然后经 熔融纺丝拉伸形成。
PET原料选用0.5dl/g的PET切片,质量份数为50份;PTT原料选用0.95dl/g 的PTT切片,质量份数为50份。
其生产步骤如下,选用的PET原料经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、过滤 后形成纺丝熔体通过箱体计量泵进入纺丝组件,PTT原料经输送、固相增粘、 干燥、熔融挤压、过滤后形成纺丝熔体通过箱体计量泵进入纺丝组件,PET原料 和PTT原料的纺丝熔体在纺丝组件中实现熔体汇集,汇集后的熔体纺丝后再经 侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装、成 品。
作为优选,纺丝组件为双通道纺丝组件,纺丝过程中尽量降低PTT纺丝温 度,要求纺丝温度不超过265℃,同时减少熔体停留时间,熔体出螺杆到进组件 这段控制在15分钟以内,选择PET侧的箱体作为主箱体,并且尽量减少PTT熔 体在主箱体的停留时间,控制在3分钟以内;牵伸倍数为3.1-3.4;第一热辊温 度80-85℃,第二热辊温度150-155℃;PET切片结晶温度170℃±5℃、干燥温 度160℃±5℃;PTT切片干燥温度105℃±5℃。
作为优选,熔体管路不能有死角,管壁光洁度尽可能高,控制在0.5以内, 避免熔体与管壁摩擦生热引起降解;熔体过滤器的滤芯选择80-120μ的滤芯, 以便减少熔体因剪切热造成的降解;组件金属砂控制在30-60目之间,组件压 力控制在12-16MPa。
作为优选,转鼓增粘采取阶段性升温,分6个阶段进行:第1阶段升温2 小时,150℃保温3小时;第2阶段升温1小时,180℃保温2小时;第3阶段 升温1小时,200℃保温1小时;第4阶段升温1小时,210℃保温1小时;第5 阶段升温1小时,215℃保温1小时;第6阶段升温1小时,220℃保温并等到 检测的PTT切片粘度达到工艺要求再停止反应。
作为优选,输送方式采用连续式罗茨风机柔性输送,同时往干燥塔输送时 采用振动筛分离出粉尘和大颗粒杂质,进螺杆前先通过粉尘分离装置;螺杆入 口增加氮气保护装置;PTT螺杆和箱体管路温度设定如下,汽相262℃±2℃, 螺杆一区:252℃±2℃、螺杆二区:253℃±2℃、螺杆三区:256℃±2℃、螺 杆四区:258℃±2℃、螺杆五区:260℃±2℃;降低侧吹风温度,控制在22 ±1℃,湿度保持在75%-85%,风速在0.4-0.6m/s之间;预网络气量在0.6-0.9Kg 之间;卷绕张力控制在0.16g/D左右,卷绕接触压力控制在150-180N。
作为优选,喷丝板的两个喷丝孔的夹角由原来30°提高到33°,间距由原 来0.11mm降低到0.07mm,并在两个并列0.24mm孔径的出丝孔末端各自增加了 长度0.3mm及孔径为0.28mm的膨胀孔。
作为优选,调整纸管的尾丝槽,槽深由0.9mm降低到0.6mm,槽宽由0.8mm 降低到0.5mm;延长尾丝时间,由0.3s增加到0.8s;减缓移丝杆来回时间,整 个动作时间由原来1.8s调整到2.5s;加大卷绕超位,空筒由0.5%提高到1.2%, 满筒由0.3%提高到1%。
进一步的,在PTT原料或PET原料里面添加色母粒、消光剂和二氧化锰PTT 原料选用阳离子PTT切片。
采用以上工艺后与现有技术相比,本发明具有以下优点:本工艺形成双组 份的并列型复合纤维,通过加大两种组分的粘度差,加大两种组分热收缩性差 异,从而使索弹丝卷曲弹性最大化,具有极佳的卷曲弹性,而且生产成本的最 低化,产品等级高,生产的双组份弹性纤维风格独特,卷曲弹性极佳,提高了 可纺性;主要用于后道生产运动服、休闲服、内衣等弹性服装面料,面料集蓬 松性、柔软性、吸湿排汗、耐污性、抗皱性等功能。
具体实施方式:
下面就具体实施方式对本发明作进一步说明:
一种利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,首先选用质量份数为41-55份 的PTT原料和41-55份的PET原料,PET原料选用低粘度的PET切片,其粘度 不高于0.53dl/g;PTT原料通过转鼓增粘,使PTT切片粘度高于1.18dl/g,使 PTT原料与PET原料的粘度差尽可能加大,然后经熔融纺丝拉伸形成。本实施例 中,PET原料选用比常规粘度0.63dl/gPET切片更低的粘度为0.5dl/g的上海石 化的PET切片,质量份数为50份;PTT原料选用粘度为0.95dl/g的美国杜邦公 司的PTT切片,质量份数为50份。
其具体生产步骤如下,选用的PET原料经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、 过滤后形成纺丝熔体通过箱体计量泵进入纺丝组件,PTT原料经输送、固相增 粘、干燥、熔融挤压、过滤后形成纺丝熔体通过箱体计量泵进入纺丝组件,PET 原料和PTT原料的纺丝熔体在纺丝组件中实现熔体汇集,汇集后的熔体纺丝后 再经侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装、 成品。将二种组分的原料采用不同的熔融纺丝工艺,并在混合箱体中实现温度 的平衡,并在纺丝组件中实现双通道熔体汇聚点,使二种组份的原料以一定比 例混合后拉伸成原纤维,并采用一步法拉伸技术,实现双组份纤维的研发与生 产。其中,PTT切片通过固相增粘,即通过转鼓以抽真空、氮气保护等方式间歇 性增粘,使其粘度由原始0.95dl/g增至1.25dl/g,由于PTT切片增粘后含水已 经很低,不需要再次干燥,所以只需105℃干空气保护就行。同时,为了控制转 鼓增粘的均匀性,采取阶段性升温,分6个阶段进行:第1阶段升温2小时, 150℃保温3小时;第2阶段升温1小时,180℃保温2小时;第3阶段升温1 小时,200℃保温1小时;第4阶段升温1小时,210℃保温1小时;第5阶段 升温1小时,215℃保温1小时;第6阶段升温1小时,220℃保温并等到检测 的PTT切片粘度达到工艺要求再停止反应。
为了让纤维发挥最大弹力性能和改善纺丝状况,设计纺丝组件为双通道纺 丝组件,二种组分的管道同时安装在一个纺丝箱体中,合理设置熔体汇聚点, 使二种组分充分达到优化与平衡效果;纺丝过程中尽量降低PTT纺丝温度,要 求纺丝温度不超过265℃,同时减少熔体停留时间,熔体出螺杆到进组件这段控 制在15分钟以内,选择PET侧的箱体作为主箱体,并且尽量减少PTT熔体在主 箱体的停留时间,控制在3分钟以内;牵伸倍数为3.1-3.4,过小很容易僵丝并 回弹变差,过大容易产生毛丝;熔体管路不能有死角,管壁光洁度尽可能高, 控制在0.5以内,避免熔体与管壁摩擦生热引起降解;熔体过滤器的滤芯选择 80-120μ的滤芯,以便减少熔体因剪切热造成的降解;组件金属砂控制在30-60 目之间,组件压力控制在12-16MPa;第一热辊温度80-85℃,第二热辊温度 150-155℃。并且在普通涤纶FDY两组热辊的基础上增加一对分丝辊,目的是达 到松弛和预定型,更好地释放纤维的卷曲弹性,同时卷绕张力更加平稳,纤维 物性指标更加均匀,断头次数也减少了。
为了减少断头,,聚酯切片输送方式将原脉冲式空压气输送改造为连续式罗 茨风机柔性输送,减少其切片与输送管道间的摩擦产生的粉尘,避免切片内在 质量遭受破坏,同时往干燥塔输送时采用振动筛分离出粉尘和大颗粒杂质,进 螺杆前也额外增加了自主研发的粉尘分离装置;螺杆入口增加氮气保护装置, 可以减少切片氧化,进一步防止熔体降解;PTT螺杆和箱体管路温度比普通PET 设定要低好多,具体为汽相262℃±2℃,螺杆一区:252℃±2℃、螺杆二区: 253℃±2℃、螺杆三区:256℃±2℃、螺杆四区:258℃±2℃、螺杆五区:260℃ ±2℃;降低侧吹风温度,控制在22±1℃,湿度保持在75%-85%,风速在0.4-0.6m/s之间;预网络气量选择合理,在0.6-0.9Kg之间;(卷绕张力控制在 0.16g/D左右,卷绕接触压力比同规格的普通FDY要低,控制在150-180N,这 样也利于丝饼在后道织造加工的退绕,尤其是底层丝退绕。
按现有技术生产,组件上机率低,组件周期偏短。由于喷丝板出丝弯角较 大,易产生出丝不良,主要有弯头丝、注头等,从而导致断头多,并间接的影 响到了产品质量的稳定性。故结合所纺丝熔体的不同粘度特点,对喷丝板进行 了重新设计和改进。其中加大了导流槽和导流孔的尺寸,导流槽容积为原来的 1.5倍,导流孔径也增加20%,使熔体在流经喷丝板时更稳定;其次,调整了两 个喷丝孔的夹角和间距,夹角由原来30°提高到33°,间距由原来0.11mm降 低到现在的0.07mm,达到减少弯角的作用;最后,在两个并列0.24mm孔径的出 丝孔末端各自增加了长度0.3mm及孔径为0.28mm的膨胀孔,减少两股熔体复合 时因各自的膨胀不一致而对纺丝复合带来的不利影响。通过改进,组件上机率 由由原来85%到现在97%,组件周期也延长了3天左右。而且使用并列型组件, 加大了两种组分喷丝孔的孔间距,截面类似于葫芦状,充分释放PTT的弹性, 从而提高产品的回弹,比市面上一般的同类产品回弹要高好多,后道加工成衣 服包裹性要好,比较舒适有型,可以提高吸湿排汗效果。
由于索弹丝弹性较大,在卷绕成型的时候很容易出现丝饼的成型不良,主 要表现在丝饼端面不平整、侧面凸肚,这样既影响外观检验的达标率,同时也 导致后道退绕困难,为了避免成型不良丝饼的产生,我们调整卷绕角,比普通 涤纶FDY要大一些,6.5°左右,同时卷绕接触压力不能超过180N。
由于索弹丝一般都是细旦品种,加上自身卷绕设备条件有限,卷绕时切换 成功率很低,故做以下调整:调整纸管的尾丝槽,槽深由常规0.9mm降低到 0.6mm,槽宽由0.8mm降低到0.5mm;延长尾丝时间,由0.3s增加到0.8s;减 缓移丝杆来回时间,整个动作时间由原来1.8s调整到2.5s;加大卷绕超位,空 筒由0.5%提高到1.2%,满筒由0.3%提高到1%。通过以上调整,大大提高了切 换成功率,由原来的80%左右到现在的93%以上。
另外,可以按照特定比例的方式在原料里面添加色母粒,做成各式各样的 色丝,让客户免去印染环节,色牢度更好,更加环保;添加消光剂,生产全消 光纤维,更加天然;另外添加二氧化锰,做成功能性弹力纤维,起到抗菌作用; 使用阳离子PTT切片,生产阳离子系列弹力纤维,可以降低后道能耗,染色也 更加容易。
整个生产过程中使用的设备如下:
1、干燥增粘设备:郑州中远干燥工程有限公司
2、熔融纺丝设备:大连隆盛机械有限公司
3、纺丝计量设备:德国马尔(Mar)公司
4、喷丝板设备:日本卡森(KASEN)公司
5、牵伸卷绕设备:北京中丽制机工程技术有限公司、上海金纬机械有限公。
主要工艺参数:
主要工艺参数:
1、规格:55~110dtex/32F系列
2、结晶干燥温度
PET:结晶温度170℃±5℃、干燥温度160℃±5℃
PTT:干燥温度105℃±5℃
3、油剂:日本竹本F-1782,浓度12%±0.5%
4、纺丝:组件压力:PET10MPa,PTT15MPa;
金属砂配比:PET100目40克,PTT30-45目35克
5、纺丝温度:
PET:汽相276℃±1℃、螺杆一区:265℃±2℃、二区:270℃±2℃、三区: 275℃±2℃、四区:278℃±2℃、五区:279℃±2℃;
PTT:汽相263℃±1℃、螺杆一区:252℃±2℃、二区:253℃±2℃、三区: 256℃±2℃、四区:258℃±2℃、五区:260℃±2℃。
6、侧吹风风温23℃,风湿80%,风速0.5m/s。
7、卷绕:速度:3700米/分,卷绕张力:0.16g/D,预网压力:0.8kg±0.1kg, 主网络压力:3.5kg±0.1kg。
技术指标:
由此可见,通过本生产方法,使得生产的索弹丝让纤维发挥最大弹力性能, 提高了可纺性,并且产品品质可控。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明,但不能理解为是对权利要求的限 制。凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换,均包括在本 发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,首先选用质量份数为41-55份的PTT原料和41-55份的PET原料,其特征在于:PET原料选用低粘度的PET切片,其粘度不高于0.53dl/g;PTT原料通过转鼓增粘,使PTT切片粘度高于1.18dl/g,使PTT原料与PET原料的粘度差尽可能加大,然后经熔融纺丝拉伸形成。
2.根据权利要求1所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:PET原料选用0.5dl/g的PET切片,质量份数为50份;PTT原料选用0.95dl/g的PTT切片,质量份数为50份。
3.根据权利要求1所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:其生产步骤如下,选用的PET原料经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、过滤后形成纺丝熔体通过箱体计量泵进入纺丝组件,PTT原料经输送、固相增粘、干燥、熔融挤压、过滤后形成纺丝熔体通过箱体计量泵进入纺丝组件,PET原料和PTT原料的纺丝熔体在纺丝组件中实现熔体汇集,汇集后的熔体纺丝后再经侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装、成品。
4.根据权利要求3所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:纺丝组件为双通道纺丝组件,纺丝过程中尽量降低PTT纺丝温度,要求纺丝温度不超过265℃,同时减少熔体停留时间,熔体出螺杆到进组件这段控制在15分钟以内,选择PET侧的箱体作为主箱体,并且尽量减少PTT熔体在主箱体的停留时间,控制在3分钟以内;牵伸倍数为3.1-3.4;第一热辊温度80-85℃,第二热辊温度150-155℃;PET切片结晶温度170℃±5℃、干燥温度160℃±5℃;PTT切片干燥温度105℃±5℃。
5.根据权利要求3所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:熔体管路不能有死角,管壁光洁度尽可能高,控制在0.5以内,避免熔体与管壁摩擦生热引起降解;熔体过滤器的滤芯选择80-120μ的滤芯,以便减少熔体因剪切热造成的降解;组件金属砂控制在30-60目之间,组件压力控制在12-16MPa。
6.根据权利要求1所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:转鼓增粘采取阶段性升温,分6个阶段进行:第1阶段升温2小时,150℃保温3小时;第2阶段升温1小时,180℃保温2小时;第3阶段升温1小时,200℃保温1小时;第4阶段升温1小时,210℃保温1小时;第5阶段升温1小时,215℃保温1小时;第6阶段升温1小时,220℃保温并等到检测的PTT切片粘度达到工艺要求再停止反应。
7.根据权利要求3所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:输送方式采用连续式罗茨风机柔性输送,同时往干燥塔输送时采用振动筛分离出粉尘和大颗粒杂质,进螺杆前先通过粉尘分离装置;螺杆入口增加氮气保护装置;PTT螺杆和箱体管路温度设定如下,汽相262℃±2℃,螺杆一区:252℃±2℃、螺杆二区:253℃±2℃、螺杆三区:256℃±2℃、螺杆四区:258℃±2℃、螺杆五区:260℃±2℃;降低侧吹风温度,控制在22±1℃,湿度保持在75%-85%,风速在0.4-0.6m/s之间;预网络气量在0.6-0.9Kg之间;卷绕张力控制在0.16g/D左右,卷绕接触压力控制在150-180N。
8.根据权利要求3所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:喷丝板的两个喷丝孔的夹角由原来30°提高到33°,间距由原来0.11mm降低到0.07mm,并在两个并列0.24mm孔径的出丝孔末端各自增加了长度0.3mm及孔径为0.28mm的膨胀孔。
9.根据权利要求3所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:调整纸管的尾丝槽,槽深由0.9mm降低到0.6mm,槽宽由0.8mm降低到0.5mm;延长尾丝时间,由0.3s增加到0.8s;减缓移丝杆来回时间,整个动作时间由原来1.8s调整到2.5s;加大卷绕超位,空筒由0.5%提高到1.2%,满筒由0.3%提高到1%。
10.根据权利要求3所述的利用PTT与PET生产索弹丝的生产方法,其特征在于:在PTT原料或PET原料里面添加色母粒、消光剂和二氧化锰PTT原料选用阳离子PTT切片。
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