CN108754646A - 一种抗老化单丝制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化纤领域，特别涉及一种抗老化单丝制备方法，挤出机的喷丝板出丝进冷却水箱后，单丝竖直延伸至1.5‑1.7m水深处，而后呈倾斜直线状经过3‑5m的水平距离出水，期间伴随第一次牵伸，第一次牵伸时挤出机的出丝速度为10‑15m/min。本发明的目的是提供一种抗老化单丝制备方法，可提高含抗紫外线添加剂的单丝强度。本发明具有以下有益效果：以较低成本实现了对含有抗老化添加剂的单丝强度的明显提升，还有助于提高单丝的弹性模量及表面抗皱性。

Description

一种抗老化单丝制备方法
技术领域
本发明涉及化纤领域，特别涉及一种抗老化单丝制备方法。
背景技术
聚酯单丝由于其强度高，弹性模量好，抗皱性优异，产品质优价廉的优点，而被广泛应用，除了制作服装用之外，聚酯单丝在户外广告灯箱布、篷盖布、塑钢线等产业领域的应用呈现增长趋势，在这些领域的应用过程中，需要经受阳光、热、氧、水等环境条件的考验，其中，抗紫外老化特性是衡量户外用聚酯工业丝耐久性的重要指标。
公告号为CN106149090A的发明专利公开了一种防老化单丝及生产方法，仅在抗紫外线添加剂方面进行了一些改进，而工艺流程基本上还是延用普通单丝的加工步骤、牵伸温度及牵伸量，以至于抗紫外线添加剂成分改变时，单丝的强度变差。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗老化单丝制备方法，可提高含抗紫外线添加剂的单丝强度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种抗老化单丝制备方法，挤出机的喷丝板出丝进冷却水箱后，单丝竖直延伸至1.5-1.7m水深处，而后呈倾斜直线状经过3-5m的水平距离出水，期间伴随第一次牵伸，第一次牵伸时挤出机的出丝速度为10-15m/min。
通过采用上述技术方案，利用1.5-1.7m的水深使刚挤出的单丝迅速而充分地得以冷却并初步成型，从水面至1.5-1.7m深的水层处，水压对单丝表面的压强逐渐增大，从而使单丝逐渐压缩变细，单丝内部结构因而变得致密，相对于蓬松的单丝，致密单丝由外表至内芯的冷却稍慢。
随后单丝在1.5-1.7m水层处经过3-5m的水平距离倾斜拉出水面的过程中，单丝受到的水压逐渐减小，因单丝内芯未完全冷却，所以单丝直径有所回弹，并在此过程中得到进一步冷却，在此期间进行的第一次牵伸将单丝进一步拉细，帮助单丝冷却成型及提高单丝强度。
优选的，用于制造单丝的原材料包括1.5-2.5%紫外线添加剂，紫外线添加剂为紫外线吸收剂和/或紫外线屏蔽剂。
通过采用上述技术方案，提高了单丝的防紫外线及抗老化性能。
优选的，用于制造单丝的原材料还包括4-6%黑色母粒。
通过采用上述技术方案，黑色母粒韧性好，可提高单丝的弹性模量。
优选的，用于制造单丝的原材料经过140-160℃的除湿，100-120℃的烘干，除湿和烘干共计4小时。
通过采用上述技术方案，可使原材料充分干燥，以获得高质量单丝产品。
优选的，挤出机正常出丝时计量泵转速为25-26转/min。
通过采用上述技术方案，计量泵该转速对应的挤出机出丝速度，可同时保证生产效率和单丝充分冷却成型。
优选的，生产中保持冷却水箱内水温为65-70℃。
通过采用上述技术方案，使单丝在温和的水温中冷却成型，以防骤冷时单丝表面出现裂纹，保持水温恒定可使单丝各段冷却均匀。
优选的，单丝从冷却水箱出丝后还经过第二次牵伸、第三次牵伸和第四次牵伸，这三次牵伸时挤出机的出丝速度依次为50-60m/min、55-65m/min、55-60m/min。
通过采用上述技术方案，三次牵伸时挤出机的出丝速度相差不大，但略有不同，可使单丝直径及性能最终趋于稳定。
优选的，第一次牵伸与第二次牵伸工序之间设有热水牵伸工序，水温95-100℃，热水牵伸工序后对单丝除水。
通过采用上述技术方案，利用热水对单丝再次加热，以便进行第二次牵伸、第三次牵伸、第四次牵伸来改善单丝性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
以较低成本实现了对含有抗老化添加剂的单丝强度的明显提升，还有助于提高单丝的弹性模量及表面抗皱性。
附图说明
图1是冷却水箱内的单丝位置图。
图中，1、单丝；2、冷却水箱；3、辊轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种实际用于生产直径2.0mm聚酯单丝的抗老化单丝制备方法如下：
第一步：配原材料，原材料包括聚酯切片、4-6%的黑色母粒，及1.5-2.5%的紫外线添加剂，其中紫外线添加剂包括紫外线吸收剂和/或紫外线屏蔽剂。黑色母粒韧性好，用于提高单丝的弹性模量，也能提高单丝表面的抗皱性，4-6%的黑色母粒添加量，可使单丝的强度和韧性得到平衡，即添加量小于4%时，单丝的强度小幅增加，但韧性大幅减小，添加量大于6%时，单丝的强度大幅减小，但韧性小幅增加。因此选择4-6%的黑色母粒添加量，尤其是添加量为5%时，单丝的表面皱纹量最少。紫外线添加剂的量尤以2%为最佳，可将多于%2时会导致单丝强度及韧性降低，尤其是多于2.5%时，单丝强度及韧性开始大幅降低。
第二步：先除湿后烘干，共计4h，先用140-160℃的烘箱温度祛除原材料表面水分，再用100-120℃的烘箱温度持续烘干原材料内部水分，除湿时间相对于烘干时间较短。采用160℃的烘箱温度祛除原材料表面水分，以缩短表面除湿时间，从而延长内部烘干时间，并采用120℃的较低温度持续烘干，可提高单丝强度。采用140℃的烘箱温度祛除原材料表面水分，并采用100℃的较高温度持续烘干，可提高单丝韧性。
第三步：（1）对挤出机的螺杆、模头等加工组件进行预热，挤出机的螺杆温度为268℃，正常出丝后保持计量泵的转速在25.2转/min；
（2）如图1所示，从挤出机的喷丝板挤出的单丝1直接进入冷却水箱2中，并竖直地被拉至绕于距离水面深度H为1.5-1.7m的辊轴3上，然后单丝3倾斜地被拉出水面，从辊轴3至单丝出水处的水平距离S为3-5m。单丝在冷却水箱中伴随冷却进行了第一次牵伸，第一次牵伸时挤出机的出丝速度为10-15m/min，实际测得12.5m/min为最佳。
工作中保持水箱内水温为65-70℃，69℃为最佳。利用1.5-1.7m的水深使刚挤出的单丝迅速而充分地得以冷却并初步成型，从水面至1.5-1.7m深的水层处，水压对单丝表面的压强逐渐增大，从而使单丝逐渐压缩变细，单丝内部结构因而变得致密，相对于蓬松的单丝，致密单丝由外表至内芯的冷却稍慢。
还可在冷却水箱出口处设置喷淋装置以提高冷却效果。当H=1.55米时，单丝的强度、韧性及表面皱缩程度为最佳。如果需要软一点的单丝，可调节H为1.5m，如果需要硬一点的单丝，可调节H为1.7米。当H小于1.5m时，单丝强度开始大幅降低且得不到充分冷却，表面圆整度较差，多次牵伸后单丝表面出现裂纹，表面皱纹也多；当H大于1.5米时，水压使单丝内部变得致密，单丝弹性模量及韧性大幅降低，后续牵伸也容易出现裂纹。
S为3m时，单丝所受水压减小至零的时间较短，有利于单丝的多次牵伸；S为5m时，单丝所受水压减小至零的时间较长，单丝内部结构有充分时间发生变化，可提高单丝强度；实际生产中一般使用S=4m，既可满足3-5次的牵伸而不/少出现裂纹，又能保证单丝具有足够的强度。
第四步：热水牵伸，单丝进入热水箱中通过热水加热后牵伸，热水水温为95-100℃，热水箱尾端设有吸水装置，吸水装置为覆盖在单丝上的棉巾。一般调节热水箱中水温为98℃，既能满足足够高的温度需求，又能避免热水沸腾，防止高温水蒸气对单丝各项性能造成不良影响。
第五步：第二次牵伸，将挤出机的出丝速度调至50-60m/min。如果需要相对软一点的丝线，可调至52-53m/min；如果需要相对硬一点的丝线，可调至54-60m/min。
第六步：第三次牵伸，将挤出机的出丝速度调至55-65m/min。如果需要相对软一点的丝线，可调至55-60m/min；如果需要相对硬一点的丝线，可调至60-65m/min。
第七步：第四次牵伸，将挤出机的出丝速度调至55-60m/min。如果需要相对软一点的丝线，可调至55-57m/min；如果需要相对硬一点的丝线，可调至57-60m/min。
第八步：上油，确保每根丝线触碰到和毛油。
第九步：卷绕，确保卷绕时丝线表面平整，退绕顺利，无接头。
上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：挤出机的喷丝板出丝进冷却水箱后，单丝竖直延伸至1.5-1.7m水深处，而后呈倾斜直线状经过3-5m的水平距离出水，期间伴随第一次牵伸，第一次牵伸时挤出机的出丝速度为10-15m/min。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：用于制造单丝的原材料包括1.5-2.5%紫外线添加剂，紫外线添加剂为紫外线吸收剂和/或紫外线屏蔽剂。
3.根据权利要求2所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：原材料还包括4-6%黑色母粒。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：用于制造单丝的原材料经过140-160℃的除湿，100-120℃的烘干，除湿和烘干共计4小时。
5.根据权利要求1所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：挤出机正常出丝时计量泵转速为25-26转/min。
6.根据权利要求1所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：生产中保持冷却水箱内水温为65-70℃。
7.根据权利要求1所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：单丝从冷却水箱出丝后还经过第二次牵伸、第三次牵伸和第四次牵伸，这三次牵伸时挤出机的出丝速度依次为50-60m/min、55-65m/min、55-60m/min。
8.根据权利要求7所述的一种抗老化单丝制备方法，其特征在于：第一次牵伸与第二次牵伸工序之间设有热水牵伸工序，水温95-100℃，热水牵伸工序后对单丝除水。
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